JPH1097302A - Method and device for automatically deciding model parameter - Google Patents

Method and device for automatically deciding model parameter

Info

Publication number
JPH1097302A
JPH1097302A JP8252630A JP25263096A JPH1097302A JP H1097302 A JPH1097302 A JP H1097302A JP 8252630 A JP8252630 A JP 8252630A JP 25263096 A JP25263096 A JP 25263096A JP H1097302 A JPH1097302 A JP H1097302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
model
evaluation function
individual
model parameters
generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8252630A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuya Ikeda
展也 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP8252630A priority Critical patent/JPH1097302A/en
Publication of JPH1097302A publication Critical patent/JPH1097302A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the time up to the decision of parameters of many models efficient and to reduce the burden on an operator by performing conversion into gene information having common upper and lower limits and calculating an evaluation function by using model parameters corresponding to gene information included in an individual body of a next generation obtained by performing a genetic processing utilizing the evaluation function. SOLUTION: Model operation is performed (102) by using an initial generation to extract a feature quantity such as a mean of model errors and a standard deviation. Evaluation functions are calculated by individual bodies of the initial generation (108). Then modem parameters are coded by using a relational expression to find gene information (110). A next generation is generated by performing a genetic processing (112). The found gene information of the next generation is coded by using the relational expression and put back to model parameters (114). Then a processing for a specific generation, e.g. 15th generation is performed (116) and when it is decided that a gene search ends, the processing ends.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モデルパラメータ
の自動決定方法及び装置に係り、特に、熱間圧延工場で
の仕上ミル温度降下モデル等の、多数のモデルパラメー
タを含む制御用のモデルのモデルパラメータを決定する
際に用いるのに好適な、所定の評価関数を最小化する、
多数のモデルパラメータを自動的に決定することが可能
なモデルパラメータの自動決定方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for automatically determining model parameters, and more particularly, to a control model including a large number of model parameters, such as a finishing mill temperature drop model in a hot rolling mill. Minimizing a predetermined cost function, suitable for use in determining parameters,
The present invention relates to a method and an apparatus for automatically determining model parameters capable of automatically determining a large number of model parameters.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱間圧延工場での仕上ミル温度降下モデ
ルや変形抵抗モデル等のパラメータを決定するに際し
て、従来は、モデル計算結果と実測データが精度良く合
致するまで、試行錯誤しながら、モデルパラメータを決
定していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when determining parameters such as a finish mill temperature drop model and a deformation resistance model in a hot rolling mill, the model is calculated by trial and error until the model calculation result and the measured data are accurately matched. Parameters were determined.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法は、試行錯誤によるモデルパラメータ決定であるた
め、パラメータ決定までに長時間を要し、しかも、調整
する人間の負荷が大きいという問題があった。
However, in the conventional method, since the model parameters are determined by trial and error, there is a problem that it takes a long time to determine the parameters and the load on the person who adjusts is large. .

【0004】近年、モデルの高精度化により、モデル構
造が複雑化し、決定すべきパラメータ数も増大してお
り、モデルパラメータ決定までに必要な時間と人間の負
荷が長く、大きくなってきている。
[0004] In recent years, the model structure has become complicated and the number of parameters to be determined has increased due to the increase in the accuracy of the model, and the time required for determining model parameters and the load on humans have been long and large.

【0005】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、遺伝的アルゴリズムを用いることに
よって、多くのモデルパラメータを有する制御用モデル
のパラメータ決定までの時間を効率化し、人間の負荷を
軽減することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. By using a genetic algorithm, the time required to determine the parameters of a control model having a large number of model parameters can be made more efficient. The task is to reduce the load.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の評価関
数を最小化する、多数のモデルパラメータを決定するに
際して、各モデルパラメータを、その絶対値レベルや理
論的に取り得る範囲に応じてコード化して、共通の上下
限値を持つ遺伝子情報に変換し、該遺伝子情報の組合せ
である個体に対し、前記評価関数を利用した遺伝処理を
施して、次世代の個体を得、該次世代の個体に含まれる
遺伝子情報をデコード化して、対応するモデルパラメー
タに戻し、該戻されたモデルパラメータを用いて、前記
評価関数を計算するようにして、前記課題を解決したも
のである。
According to the present invention, when determining a large number of model parameters for minimizing a predetermined evaluation function, each model parameter is determined according to its absolute value level and a theoretically possible range. It encodes and converts it into genetic information having a common upper and lower limit, and performs genetic processing using the evaluation function on an individual which is a combination of the genetic information to obtain a next generation individual, The present invention solves the above problem by decoding the genetic information included in the individual and returning the decoded model parameters to the corresponding model parameters, and calculating the evaluation function using the returned model parameters.

【0007】又、前記評価関数に、設備の使用/不使用
による偏りの発生を防止するための項を付加したもので
ある。
Further, a term for preventing occurrence of bias due to use / non-use of equipment is added to the evaluation function.

【0008】又、初期世代に、理論値から決めたモデル
パラメータにより作成された個体を含め、最も適応度の
高い個体を必ず次世代にそのまま残すエリート保存選択
を用いて、理論値から決めたモデルパラメータより良い
パラメータが得られるようにしたものである。
[0008] In addition, a model determined from a theoretical value using elite preservation selection that always retains the individual with the highest fitness as it is in the next generation, including the individual created by the model parameters determined from the theoretical value, in the initial generation. This is to obtain better parameters than parameters.

【0009】又、所定の評価関数を最小化する、多数の
モデルパラメータを自動的に決定するためのモデルパラ
メータの自動決定装置を、前記評価関数を計算する評価
関数計算部と、各モデルパラメータを、その絶対値レベ
ルや理論的に取り得る範囲に応じてコード化して、共通
の上下限値を持つ遺伝子情報に変換するためのコード化
手段と、該遺伝子情報の組合せである個体に対し、前記
評価関数を利用した遺伝処理を施して、次世代の個体を
得るための遺伝処理手段と、該次世代の個体に含まれる
遺伝子情報をデコード化して、対応するモデルパラメー
タに戻すためのデコード化手段と、該戻されたモデルパ
ラメータを使ってモデル演算を行うモデル演算手段と、
該モデル演算結果から、次世代の遺伝処理用の評価関数
を計算するための特徴量を抽出する特徴量抽出手段とを
用いて構成することにより、同じく前記課題を解決した
ものである。
An apparatus for automatically determining a number of model parameters for minimizing a predetermined evaluation function is provided by an apparatus for automatically determining model parameters, an evaluation function calculator for calculating the evaluation function, Encoding means for encoding in accordance with the absolute value level or the range theoretically possible, for converting into genetic information having a common upper and lower limit, for an individual which is a combination of the genetic information, Genetic processing means for performing genetic processing using an evaluation function to obtain a next-generation individual, and decoding means for decoding genetic information contained in the next-generation individual and returning to the corresponding model parameters And a model calculation means for performing a model calculation using the returned model parameters;
This problem is also solved by using a feature value extracting means for extracting a feature value for calculating an evaluation function for next-generation genetic processing from the model calculation result.

【0010】又、前記特徴量を、モデル誤差や標準偏差
としたものである。
Further, the feature amount is a model error or a standard deviation.

【0011】更に、前記遺伝処理手段によって得た個体
の遺伝子情報を記憶しておく記憶手段を備えることによ
り、第2世代以降のコード化を不要としたものである。
Further, by providing storage means for storing the genetic information of the individual obtained by the genetic processing means, it is unnecessary to code the second and subsequent generations.

【0012】モデルパラメータの決定に際して留意すべ
き点は、次の3つである。
The following three points should be noted when determining model parameters.

【0013】決定するモデルパラメータが、物理的
(理論的)に適切であるか。 決定したモデルパラメータを用いたモデル計算結果
は、実測データによく合致するか。 どのモデルパラメータを、どの程度変更するか。
Whether the model parameters to be determined are physically (theoretical) appropriate. Does the model calculation result using the determined model parameters well match the measured data? Which model parameters to change and to what extent.

【0014】、において、人間による評価は様々で
あり、線形・非線形を問わず、通常の最適化理論を適用
するのは非常に困難である。
In the above, human evaluations are various, and it is very difficult to apply ordinary optimization theory regardless of linear or non-linear.

【0015】一方、モデル化の困難な問題の代表として
組合せ問題があり、そのような組合せ問題の解決手法の
1つに、遺伝的アルゴリズムがある。例えば、特開平7
−219920には、組合せ問題の1つである、運輸産
業におけるトラック配車のスケジューリング問題に遺伝
的アルゴリズムを適用したものが記載されている。
On the other hand, a combination problem is a typical problem that is difficult to model, and a genetic algorithm is one of the solutions to such a combination problem. For example, JP-A-7
No. 219920 describes an application of a genetic algorithm to a truck allocation scheduling problem in the transportation industry, which is one of the combination problems.

【0016】この遺伝的アルゴリズムは、生物の進化を
模倣した最適化理論であり、組合せ問題の解決手法とし
て有効な上に、そこでの評価関数として任意の数値を選
ぶことができる。従って、この遺伝的アルゴリズムを、
モデルパラメータの決定に適用できれば、上記との
問題を解決できる。
This genetic algorithm is an optimization theory that simulates the evolution of living organisms. It is effective as a method for solving a combination problem, and can select an arbitrary numerical value as an evaluation function there. Therefore, this genetic algorithm is
If applicable to the determination of model parameters, the above problem can be solved.

【0017】一方、については、遺伝的アルゴリズム
に用いる遺伝子の上下限値を遺伝子間で共通とする必要
がある。しかしながら、一般に、各モデルパラメータの
物理的(理論的)上下限値は異なるため、この遺伝的ア
ルゴリズムを、そのまま制御用モデルのパラメータ決定
に用いることはできなかった。本発明では、各遺伝子間
で遺伝子の1量子当りの物理パラメータ変換値を変える
ことで、この問題を解決している。
On the other hand, it is necessary to make the upper and lower limits of the genes used in the genetic algorithm common among the genes. However, in general, since the physical (theoretical) upper and lower limits of each model parameter are different, this genetic algorithm cannot be used as it is for parameter determination of a control model. In the present invention, this problem is solved by changing the physical parameter conversion value per one quantum of gene between each gene.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、熱間圧延工
場での仕上ミル温度降下モデルに適用した本発明の実施
形態を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention applied to a finishing mill temperature drop model in a hot rolling mill will be described in detail below with reference to the drawings.

【0019】本実施形態のモデルは、図1に示すよう
な、第1スタンドF1から第7スタンドF7までの7ス
タンドを有する仕上ミル10の各点における板温度Tの
分布を計算するためのものであり、該仕上ミル10の入
側には仕上デスケーリング装置12及び仕上入側温度計
14が設けられ、仕上ミル10の出側には仕上出側温度
計16が設けられている。この仕上ミル10において
は、鋼板が、仕上デスケーリング装置12で水冷される
だけでなく、各スタンドの入側及び出側に設けられた水
冷ノズルを有する、上下独立の冷却設備18から噴射さ
れる水等のクーラントによる水冷が行われる。更に、各
スタンドF1〜F7直下の圧延領域と水冷領域を除く領
域では空冷が行われる。
The model of this embodiment is for calculating the distribution of the plate temperature T at each point of a finishing mill 10 having seven stands from a first stand F1 to a seventh stand F7 as shown in FIG. A finishing descaling device 12 and a finishing inlet thermometer 14 are provided on the input side of the finishing mill 10, and a finishing outlet thermometer 16 is provided on the outlet side of the finishing mill 10. In the finishing mill 10, not only the steel plate is water-cooled by the finishing descaling device 12, but also is injected from upper and lower independent cooling equipment 18 having water cooling nozzles provided on the entrance side and the exit side of each stand. Water cooling with a coolant such as water is performed. Further, air cooling is performed in regions other than the rolling region and the water cooling region immediately below each of the stands F1 to F7.

【0020】本実施形態で用いた熱伝導方程式(モデル
式)は、次式に示す如くである。
The heat conduction equation (model equation) used in this embodiment is as shown in the following equation.

【0021】 (∂T/∂t)=(k/Cpρ)・(∂2 T/∂x2 )+(Q/Cpρ) …(1) ここで、T;板温度[K] t;空冷/水冷時間[hr] x;板厚位置[m] k:熱伝導率[kcal/mhr℃] Cp;比熱[kcal/kg℃] ρ;比重[kg/m3 ] Q;発生熱量[kcal/hrm3 (∂T / ∂t) = (k / Cpρ) · (∂ 2 T / ∂x 2 ) + (Q / Cpρ) (1) where T: plate temperature [K] t: air cooling / water cooling time [hr] x; thickness position [m] k: thermal conductivity [kcal / mhr ℃] Cp; specific heat [kcal / kg ℃] ρ; specific gravity [kg / m 3] Q; generated heat [kcal / hrm 3 ]

【0022】図2に示す如く、雰囲気温度をTa
(K)、冷却水温度をTw(K)、鋼板8の表面温度を
Tu(K)、同じく裏面温度をTl(K)、鋼板20の
表面熱移動量をQu(kcal/hrm2 )、同じく裏面熱移
動量をQl(kcal/hrm2 )とすると、表面又は裏面に
おける空冷時の鋼板表(裏)面熱移動量Qaは、次式で
表わされる。
As shown in FIG.
(K), the cooling water temperature is Tw (K), the surface temperature of the steel plate 8 is Tu (K), the back surface temperature is Tl (K), and the surface heat transfer amount of the steel plate 20 is Qu (kcal / hrm 2 ). Assuming that the heat transfer amount on the back surface is Ql (kcal / hrm 2 ), the heat transfer amount Qa on the front (back) surface of the steel sheet on the front surface or the back surface during air cooling is expressed by the following equation.

【0023】 Qa=εσ(Ts4 −Ta4 )+αa(Ts−Ta) …(2)Qa = εσ (Ts 4 −Ta 4 ) + αa (Ts−Ta) (2)

【0024】同様に水冷時熱移動量Qwは次式で表わさ
れる。
Similarly, the water-cooled heat transfer amount Qw is expressed by the following equation.

【0025】 Qw=εσ(Ts4 −Tw4 )+αw(Ts−Tw) …(3)Qw = εσ (Ts 4 −Tw 4 ) + αw (Ts−Tw) (3)

【0026】同様に圧延時の温度変化量ΔT(℃)は、
次式で表わされる。
Similarly, the temperature change ΔT (° C.) during rolling is:
It is expressed by the following equation.

【0027】 ΔT=ξ×(摩擦発熱)−κ×(ロール抜熱)+η×(加工発熱)…(4) ここで、Ts;鋼板表面(裏面)温度[℃] ε;放射率 σ;ステファンボルツマン定数[kcal/m2 hr℃4 ] αa;空冷時熱伝達係数[kcal/m2 hr℃] αw;水冷時熱伝達係数[kcal/m2 hr℃] ξ;摩擦発熱効率 κ;ロール抜熱補正係数 η;加工仕事の熱変換割合ΔT = ξ × (heat generated by friction) −κ × (heat released from roll) + η × (heat generated during processing) (4) Here, Ts: temperature of steel plate surface (back surface) [° C.] ε; emissivity σ; Boltzmann constant [kcal / m 2 hr ° C 4 ] αa; Heat transfer coefficient during air cooling [kcal / m 2 hr ° C] αw; Heat transfer coefficient during water cooling [kcal / m 2 hr ° C] ξ; Friction heating efficiency κ; Heat correction coefficient η; Heat conversion ratio of machining work

【0028】ここで、熱移動量は、表裏面別々に計算
し、圧延時の温度変化は、板厚方向で共通とすることが
できる。
Here, the amount of heat transfer is calculated separately for the front and back surfaces, and the temperature change during rolling can be common in the thickness direction.

【0029】このようなモデルにおける調整パラメータ
のうち、空冷時の計算に用いられるものとしては、空冷
ゾーン毎に設定される、放射率(上下共通)と空冷時対
流熱伝達係数(上下別)がある。又、水冷時の計算に用
いられるものとして、水冷ゾーン毎に設定される、放射
率(上下共通)、仕上デスケーリング水冷熱伝達係数
(上下別)、ストリップクーラント水冷対流熱伝達係数
(上下別)、ロールクーラント水冷対流熱伝達係数(上
下別)がある。更に、圧延時計算に用いられるものとし
ては、スタンドF1〜F7毎に、摩擦発熱効率、ロール
抜熱補正係数、加工仕事の熱変換割合がある。
Of the adjustment parameters in such a model, those used in the calculation at the time of air cooling include emissivity (common for upper and lower sides) and convection heat transfer coefficient for air cooling (upper and lower) set for each air cooling zone. is there. In addition, emissivity (upper and lower common), finish descaling water cooling heat transfer coefficient (up and down), strip coolant water cooling convection heat transfer coefficient (up and down) set for each water cooling zone are used for calculations during water cooling. , Roll coolant water cooling convection heat transfer coefficient (up and down). Further, as the ones used in the calculation at the time of rolling, there are the friction heat generation efficiency, the roll heat removal correction coefficient, and the heat conversion ratio of the processing work for each of the stands F1 to F7.

【0030】本実施形態においては、上記のような全部
で150個程度の多数の調整パラメータのうち、水冷時
計算に用いる合計23個の熱伝達係数について、本発明
を適用して最適値を求めた。判定基準は、次式で表わさ
れる評価関数Jを最小化するパラメータを最適パラメー
タとした。
In the present embodiment, the present invention is applied to obtain an optimum value for a total of 23 heat transfer coefficients used in the calculation during water cooling, out of a large number of approximately 150 adjustment parameters as described above. Was. As a criterion, a parameter that minimizes the evaluation function J expressed by the following equation was set as an optimal parameter.

【0031】[0031]

【数1】 (Equation 1)

【0032】なお、評価関数Jの第1及び第2項は、冷
却設備の使用/不使用で大きな偏りが発生しないように
付け加えられた項であり、第3及び第4項は、モデル精
度を評価する項である。
Note that the first and second terms of the evaluation function J are added so that a large deviation does not occur due to the use / non-use of the cooling equipment. The third and fourth terms are used to reduce the model accuracy. This is the section to be evaluated.

【0033】本実施形態を実施するための装置は、図3
に示す如く、前記評価関数Jを計算する評価関数計算部
20と、各モデルパラメータθ1 〜θm を、その絶対値
レベルや理論的に取り得る範囲に応じてコード化して、
共通の上下限値αmin 、αmax を持つ遺伝子情報α1
αm に変換するためのコード化部22と、該遺伝子情報
α1 〜αm の組合せである個体に対し、前記評価関数J
を利用した遺伝処理を施して、次世代の個体を得るため
の遺伝(GA)処理部24と、該次世代の個体に含まれ
る遺伝子情報をデコード化して、対応するモデルパラメ
ータに戻すためのデコード化部26と、該戻されたモデ
ルパラメータを使ってモデル演算を行うモデル演算部2
8と、該モデル演算結果から、次世代の遺伝処理用の評
価関数Jを計算するための特徴量を抽出する特徴量抽出
部30と、を備えている。
An apparatus for carrying out this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the evaluation function calculation unit 20 for calculating the evaluation function J, and each of the model parameters θ 1 to θ m are coded according to their absolute value levels and theoretically possible ranges.
Gene information α 1 to α having common upper and lower limits αmin and αmax
a coding unit 22 for converting alpha m, with respect to an individual a combination of the genetic information alpha 1 to? m, the evaluation function J
And a genetic (GA) processing unit 24 for obtaining a next-generation individual by performing genetic processing using the same, and decoding for decoding the genetic information contained in the next-generation individual and returning it to the corresponding model parameter Conversion unit 26 and a model calculation unit 2 that performs a model calculation using the returned model parameters
8 and a feature value extraction unit 30 for extracting a feature value for calculating an evaluation function J for next-generation genetic processing from the model calculation result.

【0034】以下、本実施形態の作用を説明する。Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.

【0035】まず、図4を参照して遺伝的アルゴリズム
の概要を説明する。この遺伝的アルゴリズムにおいて
は、例えば第i−1世代(個体群)における多数の個体
(遺伝子列。染色体とも称する)40が、 乱数により、個体群から1個体を選び出す処理である
「選択」(選択確率により、適応度の高い個体(評価関
数Jの小さい個体)が選ばれるようにする)、 選択された1個体の一部を、別に選択しておいた1個
体の一部で置き換える処理である「交差」(母体となる
個体は、適応度の高い個体とする)、 突然変異確率で遺伝子情報を変化させる処理である
「突然変異」等を施して、例えば第i−1世代と同じ数
の第i世代の個体40を得る。
First, an outline of the genetic algorithm will be described with reference to FIG. In this genetic algorithm, for example, a large number of individuals (gene sequences; also referred to as chromosomes) 40 in the i-1 generation (individual group) are selected by random numbers to select one individual from the individual group. An individual with high fitness (an individual with a small evaluation function J) is selected based on the probability. This is a process of replacing a part of the selected one individual with a part of an individual selected separately. By performing “crossover” (a mother individual is a high fitness individual), “mutation” which is a process of changing genetic information with a mutation probability, and the like, for example, the same number as the i−1 generation The i-th generation individual 40 is obtained.

【0036】前記「選択」に際しては、最も適応度の高
い個体を必ず次世代にそのまま残すエリート保存選択を
採用することも可能である。
In the "selection", it is possible to adopt an elite preservation selection that always leaves the individual with the highest fitness as it is in the next generation.

【0037】前記各個体40には、各モデルパラメータ
θ1 〜θm に対応する遺伝子情報α 1 〜αm が乗せられ
ている。通常の遺伝子情報と異なり、モデルパラメータ
の場合、その絶対値レベルや理論的に取り得る範囲が、
図5の右側に示す如く、それぞれ異なる。そこで、探索
領域の中心オフセットγ1 〜γm と、レンジを合わせる
ための変換係数β1 〜βm を用いて、例えば次式の関係
により、モデルパラメータθ1 〜θm を、共通の上下限
値αmin 、αmax を持つ遺伝子情報α1 〜αmに変換す
る。
Each model 40 has a model parameter
θ1~ ΘmGene information α corresponding to 1~ ΑmPut on
ing. Unlike normal genetic information, model parameters
In the case of, the absolute value level and the theoretically possible range are
As shown on the right side of FIG. So search
Region center offset γ1~ ΓmAnd adjust the range
Conversion factor β for1~ ΒmUsing, for example, the relationship
Gives the model parameter θ1~ Θm, The common upper and lower limits
Genetic information α with values αmin and αmax1~ ΑmConvert to
You.

【0038】 α1 =(θ1 −γ1 )/β1 α2 =(θ2 −γ2 )/β2 ・ ・ …(6) ・ αm-1 =(θm-1 −γm-1 )/βm-1 αm =(θm −γm )/βm Α 1 = (θ 1 −γ 1 ) / β 1 α 2 = (θ 2 −γ 2 ) / β 2 (6) α m-1 = (θ m-1 −γ m- 1 ) / β m-1 α m = (θ mm ) / β m

【0039】このようなコード化を行うことによって、
モデルパラメータの遺伝的アルゴリズムによるパラメー
タ調整が可能となる。
By performing such encoding,
Parameter adjustment of the model parameters by the genetic algorithm becomes possible.

【0040】なお、遺伝的アルゴリズムによって新しい
遺伝子情報α1 〜αm が求められたときは、例えば次式
の関係を使って、これをデコード化し、モデルパラメー
タθ 1 〜θm に戻す。
It is to be noted that a new
Genetic information α1~ ΑmIs obtained, for example, the following equation
This is decoded using the relationship of
TA θ 1~ ΘmReturn to

【0041】 θ1 =γ1 +β1 *α1 θ2 =γ2 +β2 *α2 ・ ・ …(7) ・ θm-1 =γm-1 +βm-1 *αm-1 θm =γm +βm *αm Θ 1 = γ 1 + β 1 * α 1 θ 2 = γ 2 + β 2 * α 2 (7) θ m-1 = γ m-1 + β m-1 * α m-1 θ m = Γ m + β m * α m

【0042】初期世代(第1世代)は、乱数の発生によ
り遺伝子情報を作ったり、予め与えておくことができ
る。初期世代に理論値等から決められたモデルパラメー
タから個体を作成しておき、最良の個体は必ず残すエリ
ート保存選択を用いれば、必ず理論パラメータ以上のパ
ラメータ値を求めることができる。
For the initial generation (first generation), genetic information can be created by generating random numbers or given in advance. If an individual is created from model parameters determined from theoretical values and the like in the initial generation, and the best individual is always saved by using elite preservation selection, a parameter value greater than or equal to the theoretical parameter can be always obtained.

【0043】以下、図6を参照して具体的な処理手順を
説明する。
Hereinafter, a specific processing procedure will be described with reference to FIG.

【0044】まずステップ100で、例えば理論値等か
ら決められたモデルパラメータにより、パラメータ空間
における初期世代を作成する。次いでステップ102
で、該初期世代を用いてモデル演算を行い、ステップ1
04で、モデル誤差の平均や標準偏差等の特徴量を抽出
する。次いでステップ106に進み、当該世代(ここで
は初期世代)の全個体についての演算が終了したか否か
を判定する。当該世代の個体の計算が残っている場合に
は、ステップ102に戻り、モデル演算と特徴量抽出を
繰り返す。
First, in step 100, an initial generation in a parameter space is created by using model parameters determined from, for example, theoretical values. Then step 102
Then, a model operation is performed using the initial generation, and step 1
In step 04, feature quantities such as the average and standard deviation of model errors are extracted. Next, the routine proceeds to step 106, where it is determined whether or not the calculation has been completed for all individuals of the generation (here, the initial generation). If the calculation of the individual of the generation remains, the process returns to step 102, and the model calculation and the feature amount extraction are repeated.

【0045】ステップ106の判定結果が正となり、当
該世代の全個体についてデータ演算が終了したときに
は、ステップ108に進み、当該世代の個体毎に評価関
数Jを計算する。次いでステップ110に進み、例えば
前出(6)式の関係を用いて、モデルパラメータをθ1
〜θm をコード化して遺伝子情報α1 〜αm を求める。
次いでステップ112に進み、図4に示したような遺伝
(GA)処理を行って、次の世代を作成する。次いでス
テップ114に進み、ステップ112で求められた次世
代の遺伝子情報を、例えば(7)式の関係を用いてデコ
ード化してモデルパラメータに戻す。次いでステップ1
16に進み、所定世代、例えば15世代の遺伝処理が終
了したか否かを判定する。判定結果が否である場合に
は、ステップ102に戻り、モデル演算以降を繰り返
す。一方、ステップ116の判定結果が正であり、GA
探索終了と判定されたときには、処理を終了する。
When the result of the determination in step 106 is positive, and the data operation has been completed for all individuals of the generation, the process proceeds to step 108, where an evaluation function J is calculated for each individual of the generation. Then, the process proceeds to a step 110, wherein the model parameter is set to θ 1 by using, for example, the relationship of the above equation (6).
Encoding through? M determined genetic information alpha 1 to? M and.
Next, the process proceeds to step 112, where a genetic (GA) process as shown in FIG. 4 is performed to create the next generation. Next, proceeding to step 114, the next-generation gene information obtained in step 112 is decoded using, for example, the relationship of equation (7) and returned to the model parameters. Then step 1
Proceeding to 16, it is determined whether or not genetic processing of a predetermined generation, for example, 15 generations, has been completed. If the result of the determination is negative, the process returns to step 102 and repeats the model calculation and subsequent steps. On the other hand, the determination result of step 116 is positive, and GA
When it is determined that the search has been completed, the processing is terminated.

【0046】なお、第2世代以降においては、当該世代
を作成したGA処理における遺伝子情報を記憶しておけ
ば、コード化の処理は省略できる。
In the second and subsequent generations, the encoding process can be omitted if the genetic information in the GA process that created the generation is stored.

【0047】前記実施形態においては本発明が、熱間圧
延工場での仕上ミル温度降下モデルで用いられる水冷時
の23個の熱伝達係数の計算に適用されていたが、本発
明の適用対象はこれに限定されず、仕上ミル温度降下モ
デルの他のパラメータの計算や、変形抵抗モデル等の他
のモデルのパラメータの決定にも適用できる。又、圧延
や鉄鋼の分野にも限定されない。
In the above embodiment, the present invention is applied to the calculation of 23 heat transfer coefficients at the time of water cooling used in the finishing mill temperature drop model in a hot rolling mill. The present invention is not limited to this, and can be applied to calculation of other parameters of the finishing mill temperature drop model and determination of parameters of other models such as a deformation resistance model. The invention is not limited to the fields of rolling and steel.

【0048】[0048]

【実施例】低炭素鋼中心の1500コイルに関して、個
体数(モデルパラメータの組数)を100個体として、
15世代について計算した。又、モデルパラメータの評
価に際しては、仕上出側温度計16の実測値と、圧延実
績を用いて計算したモデル計算結果との偏差を評価し
た。更に、各冷却設備の使用、不使用で大きな偏りが発
生しないように、(5)式の右辺第1項、第2項に示し
た如く、これを遺伝的アルゴリズムの評価関数Jに加え
た。
EXAMPLE For a 1500 coil centered on low carbon steel, the number of individuals (the number of sets of model parameters) is assumed to be 100 individuals.
Calculations were made for 15 generations. In evaluating the model parameters, the deviation between the actually measured value of the finishing thermometer 16 and the model calculation result calculated using the rolling performance was evaluated. Further, as shown in the first and second terms on the right side of the equation (5), this was added to the evaluation function J of the genetic algorithm so that no large deviation occurs due to use or non-use of each cooling facility.

【0049】図7は、本実施例における誤差平均と標準
偏差の世代間の推移を示したものであるが、遺伝的アル
ゴリズムによりモデルパラメータが最適化されていく様
子が分かる。
FIG. 7 shows the transition of the average of the error and the standard deviation between the generations in this embodiment. It can be seen that the model parameters are optimized by the genetic algorithm.

【0050】又、図8は、仕上ミル10の各冷却設備1
8の使用(ON)/不使用(OFF)時の誤差平均を比
較して示したものであるが、冷却設備18のノズルから
のストリップクーラントの噴射の有無による大きな偏り
が生じていないことが分かる。
FIG. 8 shows each cooling equipment 1 of the finishing mill 10.
8 shows a comparison of error averages when using (ON) / not using (OFF) No. 8, it can be seen that there is no large deviation due to the presence or absence of strip coolant injection from the nozzle of the cooling equipment 18. .

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、決定するモデルパラメ
ータの物理的(理論的)上下限値の範囲内で、任意の数
値化された評価関数を最小化するようなパラメータを、
自動的、且つ効率的に決定できるようになる。
According to the present invention, a parameter for minimizing an arbitrary numerical evaluation function within the range of the physical (theoretical) upper and lower limits of the model parameter to be determined,
It is possible to determine automatically and efficiently.

【0052】従って、従来人間が試行錯誤により長時間
と大きな負荷をかけて行っていたモデルパラメータの決
定を、迅速に、且つ人間の手を煩わせることなく行える
ようになる。
Therefore, it is possible to quickly and without human intervention to determine model parameters, which has conventionally been performed by a human over a long time and with a large load by trial and error.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の適用対象である仕上ミルの概略構成を
示す線図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a finishing mill to which the present invention is applied;

【図2】本発明の実施形態で用いられている仕上ミル温
度降下モデルの符号を説明するための平面図
FIG. 2 is a plan view for explaining symbols of a finishing mill temperature drop model used in the embodiment of the present invention.

【図3】前記実施形態に係るモデルパラメータ自動決定
装置の構成を示すブロック線図
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an automatic model parameter determination device according to the embodiment.

【図4】前記実施形態で用いられている遺伝的アルゴリ
ズムの概要を示す線図
FIG. 4 is a diagram showing an outline of a genetic algorithm used in the embodiment.

【図5】同じくコード化及びデコード化の原理を示す線
FIG. 5 is a diagram showing the principle of encoding and decoding.

【図6】前記実施形態における処理手順の例を示す流れ
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a processing procedure in the embodiment.

【図7】前記実施形態における遺伝的アルゴリズムによ
る最適化の様子を示すための、誤差平均と標準偏差の世
代間推移の例を示す線図
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of transition between generations of an error average and a standard deviation for illustrating a state of optimization by a genetic algorithm in the embodiment.

【図8】前記実施形態で評価関数が反映されていること
を示すための、各冷却設備使用/不使用時の誤差平均の
例を示す線図
FIG. 8 is a diagram showing an example of an error average when each cooling facility is used / not used to show that the evaluation function is reflected in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8…鋼板 10…仕上ミル 14…仕上入側温度計 16…仕上出側温度計 18…冷却設備 20…評価関数計算部 J…評価関数 22…コード化部 24…遺伝(GA)処理部 26…デコード化部 28…モデル演算部 30…特徴量抽出部 40…個体 α1 〜αm …遺伝子情報 θ1 〜θm …モデルパラメータ8 Steel plate 10 Finishing mill 14 Finishing thermometer 16 Finishing thermometer 18 Cooling equipment 20 Evaluation function calculation unit J Evaluation function 22 Encoding unit 24 Genetic (GA) processing unit 26 Decoding unit 28 Model calculation unit 30 Feature extraction unit 40 Individual α 1 to α m Gene information θ 1 to θ m Model parameters

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の評価関数を最小化する、多数のモデ
ルパラメータを決定するに際して、 各モデルパラメータを、その絶対値レベルや理論的に取
り得る範囲に応じてコード化して、共通の上下限値を持
つ遺伝子情報に変換し、 該遺伝子情報の組合せである個体に対し、前記評価関数
を利用した遺伝処理を施して、次世代の個体を得、 該次世代の個体に含まれる遺伝子情報をデコード化し
て、対応するモデルパラメータに戻し、 該戻されたモデルパラメータを用いて、前記評価関数を
計算することを特徴とするモデルパラメータの自動決定
方法。
When deciding a large number of model parameters for minimizing a predetermined evaluation function, each model parameter is coded according to its absolute value level or a theoretically possible range, and a common upper and lower limit is determined. Is converted into genetic information having a value, and the individual that is a combination of the genetic information is subjected to genetic processing using the evaluation function to obtain a next-generation individual, and the genetic information contained in the next-generation individual is obtained. A method for automatically determining model parameters, comprising decoding and returning to corresponding model parameters, and calculating the evaluation function using the returned model parameters.
【請求項2】請求項1において、前記評価関数に、設備
の使用/不使用による偏りの発生を防止するための項を
付加したことを特徴とするモデルパラメータの自動決定
方法。
2. The method for automatically determining model parameters according to claim 1, wherein a term for preventing occurrence of bias due to use / non-use of equipment is added to said evaluation function.
【請求項3】請求項1において、初期世代に、理論値か
ら決めたモデルパラメータにより作成された個体を含
め、最も適応度の高い個体を必ず次世代にそのまま残す
エリート保存選択を用いることを特徴とするモデルパラ
メータの自動決定方法。
3. The elite storage selection according to claim 1, wherein an individual having the highest fitness is always left in the next generation, including an individual created by a model parameter determined from a theoretical value. Method for automatically determining model parameters to be used.
【請求項4】所定の評価関数を最小化する、多数のモデ
ルパラメータを自動的に決定するためのモデルパラメー
タの自動決定装置であって、 前記評価関数を計算する評価関数計算部と、 各モデルパラメータを、その絶対値レベルや理論的に取
り得る範囲に応じてコード化して、共通の上下限値を持
つ遺伝子情報に変換するためのコード化手段と、 該遺伝子情報の組合せである個体に対し、前記評価関数
を利用した遺伝処理を施して、次世代の個体を得るため
の遺伝処理手段と、 該次世代の個体に含まれる遺伝子情報をデコード化し
て、対応するモデルパラメータに戻すためのデコード化
手段と、 該戻されたモデルパラメータを使ってモデル演算を行う
モデル演算手段と、 該モデル演算結果から、次世代の遺伝処理用の評価関数
を計算するための特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、 を備えたことを特徴とするモデルパラメータの自動決定
装置。
4. An apparatus for automatically determining model parameters for minimizing a predetermined evaluation function and automatically determining a large number of model parameters, comprising: an evaluation function calculation unit for calculating the evaluation function; Coding means for coding parameters according to their absolute value levels and theoretically possible ranges and converting them into genetic information having common upper and lower limits; and an individual which is a combination of the genetic information. A genetic processing means for performing a genetic process using the evaluation function to obtain a next-generation individual; and a decoding device for decoding genetic information contained in the next-generation individual and returning to a corresponding model parameter. Means for performing a model operation using the returned model parameters; and calculating an evaluation function for next-generation genetic processing from the model operation result. Automatic determination device of the model parameters, characterized in that it includes a feature value extraction means for extracting a feature value of the eye.
【請求項5】請求項4において、前記特徴量が、モデル
誤差や標準偏差であることを特徴とするモデルパラメー
タの自動決定装置。
5. An apparatus according to claim 4, wherein said characteristic amount is a model error or a standard deviation.
【請求項6】請求項4において、更に、前記遺伝処理手
段によって得た個体の遺伝子情報を記憶しておく記憶手
段を備えたことを特徴とするモデルパラメータの自動決
定装置。
6. The apparatus according to claim 4, further comprising storage means for storing genetic information of the individual obtained by said genetic processing means.
JP8252630A 1996-09-25 1996-09-25 Method and device for automatically deciding model parameter Pending JPH1097302A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8252630A JPH1097302A (en) 1996-09-25 1996-09-25 Method and device for automatically deciding model parameter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8252630A JPH1097302A (en) 1996-09-25 1996-09-25 Method and device for automatically deciding model parameter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1097302A true JPH1097302A (en) 1998-04-14

Family

ID=17240038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8252630A Pending JPH1097302A (en) 1996-09-25 1996-09-25 Method and device for automatically deciding model parameter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1097302A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005211963A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for correcting model parameter in steel production process, and method for manufacturing hot rolled steel sheet using the same
CN106734233B (en) * 2016-11-22 2019-10-29 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 A kind of finishing rolling control method and device of rolling in ferrite domains

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005211963A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for correcting model parameter in steel production process, and method for manufacturing hot rolled steel sheet using the same
CN106734233B (en) * 2016-11-22 2019-10-29 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 A kind of finishing rolling control method and device of rolling in ferrite domains

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110543151B (en) Method for solving workshop energy-saving scheduling problem based on improved NSGA-II
Castro et al. Optimisation of shape and process parameters in metal forging using genetic algorithms
CN101391268B (en) Reverse optimization method of steel plate rolling and cooling controlling-process temperature institution
CN111340359A (en) Comprehensive evaluation method for multi-energy complementary distributed energy system
CA2396233A1 (en) Moving object detecting method, apparatus, and computer program product
CN106845012A (en) A kind of blast furnace gas system model membership function based on multiple target Density Clustering determines method
Jia et al. A decomposition-based hierarchical optimization algorithm for hot rolling batch scheduling problem
CN113191086A (en) Genetic algorithm-based electric heating heat load demand optimization method and system
CN110097929A (en) A kind of blast furnace molten iron silicon content on-line prediction method
JPH1097302A (en) Method and device for automatically deciding model parameter
CN107577918A (en) The recognition methods of CpG islands, device based on genetic algorithm and hidden Markov model
CN109117985B (en) Pipe network pressure monitoring point optimal arrangement method based on matrix and genetic algorithm
CN111914900B (en) User electricity utilization mode classification method
CN106886799A (en) A kind of continuous annealing band steel quality online test method based on hybrid integrated study
CN116822712B (en) CVaR-based thermal power plant fire coal purchasing optimization method and system
CN110751173A (en) Critical heat flux density prediction method based on deep learning support vector machine
CN116205341A (en) Method for medium-long term prediction of mobile phone spare part consumption by using Bayesian model
CN114549739B (en) Control system and method based on three-dimensional data model
CN104673992B (en) The control method of a kind of production line of bar Controlled cooling process and device
CN112465534A (en) Bidding calculation method for thermoelectric unit participating in peak shaving auxiliary service
Chang et al. Fuzzy back-propagation network for PCB sales forecasting
JP2005048202A (en) Method for manufacturing hot-rolled steel sheet
Chau et al. Genetic algorithms for design of liquid retaining structure
JP2004148377A (en) Finish rolling method
Xu et al. Application Research of On-line Quality Control Method to Metallurgical Products

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040609

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040622

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041214