一种用于艾萨炉外壁温度场测温点坐标估计方法

本发明涉及工业过程测控，具体为一种用于艾萨炉外壁温度场测温点坐标估计方法。

背景技术：

1、艾萨炉是铜冶炼等有色金属连续熔炼过程中的关键热工装备。炉体内部长期存在熔池高温、烟气冲刷、辐射换热、化学反应放热、物料扰动以及反应带迁移等复杂热作用，炉壁温度场在时间和空间上均呈现明显的非均匀性和动态变化特征。外壁温度测温点数据是判断炉衬热负荷、炉壁局部过热、炉衬侵蚀状态以及运行安全性的重要依据。

2、在实际工业现场中，艾萨炉外壁通常布设若干红外测温点、热电测温点或在线测温装置，用于采集炉壁外表面温度。然而，由于艾萨炉运行周期长，现场经历多次检修、更换、改造和测温点迁移，常常会出现历史图纸丢失、测温点安装台账不完整、测温点编号与实际空间位置对应关系不清楚等问题。在这种情况下，现场往往只能获得测温点编号及其对应的温度时间序列，而无法准确获得每个测温点在炉体外壁上的周向角位置和轴向高度位置。

3、测温点坐标缺失会直接影响温度场建模与参数校正的可靠性。若测温点真实坐标未知，而仍然按照经验位置、名义位置或人工估计位置从温度场模型中提取仿真温度，则模型采样位置与真实测量位置可能不一致，导致实测温度与仿真温度之间的误差不再仅仅来源于传热参数误差，还包含测温点坐标误差。此时若直接进行边界热流、炉壁吸热系数、导热参数或反应热分布参数辨识，容易将坐标误差错误归因于模型参数误差，造成模型参数被误校正，降低温度场模型的物理可信度。

4、对于艾萨炉而言，炉壁一般具有圆柱壳体结构，外壁测温点通常分布在若干观测侧面或不同高度区域；炉壁沿厚度方向又包括耐火工作层、保温层和钢壳层三层材料结构；炉内热作用还受到熔池区、烟气区、反应带移动热点、供氧波动、燃料波动和物料变化等因素影响。因此，仅依靠单个测温点温度均值、单条温度曲线相似性或人工经验位置估计，难以可靠确定测温点实际空间坐标。

5、因此，有必要提出一种面向艾萨炉外壁测温点坐标缺失场景的测温点坐标估计方法。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于艾萨炉外壁温度场测温点坐标估计方法。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种用于艾萨炉外壁温度场测温点坐标估计方法，包括如下步骤：

3、s1、采集艾萨炉相关数据，包括几何结构数据、炉壁材料参数数据和工业工况数据，并计算等效反应热；

4、s2、采集外壁测温点实测温度时间序列与测温点先验安装信息；

5、s3、建立包括热传导控制方程、层间界面条件、内壁混合热流边界、化学反应热的空间分配和外壁散热边界的三层炉壁三维瞬态温度场数学模型；

6、s4、将s1得到的几何结构、炉壁材料参数和等效反应热带入s3，采用数值离散方法对空间域进行网格剖分，并对时间域进行步进推进，求解得到炉壁外表面上的温度分布；

7、s5、基于采集的测温点先验安装信息，为每个待标定测温点生成有限个可能的空间坐标位置；

8、s6、从s4获得的炉壁外表面上的温度分布中，为s5构造的每个候选坐标提取对应的仿真温度时间序列，建立候选坐标和仿真温度序列的映射关系；

9、s7、利用实测温度时间序列和候选坐标仿真温度序列，通过单点匹配、多测温点相关结构约束和模板布局先验约束三个层次，建立联合标定目标函数，通过离散优化求解各测温点的最优空间坐标；

10、s8、构造模型参数扰动组扰动s3的温度场数学模型中的参数，重复执行s4至s7，评价各测温点标定坐标在不同模型参数条件下的稳定性，并输出每个测温点的坐标置信度；

11、s9、将坐标置信度高于预设阈值测温点坐标固定为可信观测位置，建立参数校正目标函数，求解目标函数并代入温度场数学模型生成校正后的外壁温度场，完成艾萨炉外壁温度场测温点坐标估计。

12、进一步的，s1中的采集数据具体内容包括：

13、s1.1、几何结构数据采集

14、艾萨炉炉体外壁近似为圆柱壳体结构，设炉体外壁半径为，周向角为，轴向高度为，则外壁任意位置表示为：

15、

16、s1.2、三层炉壁材料参数采集

17、艾萨炉炉壁沿厚度方向包括耐火工作层、保温层和钢壳层三层材料域，分别采集艾萨炉炉壁沿厚度方向的耐火工作层、保温层和钢壳层的物性参数。对于第

l层材料（

l=1,2,3），采集对应的密度（单位：kg/m³）、比热容（单位：j/(kg·k)）和导热系数（单位：w/(m·k)）。

18、s1.3、工业工况数据采集

19、采集每个班次周期内的工业运行数据，包括：氧气输入量、空气输入量、硫总量、煤量、油量及矿料成分比。将班次累计量换算为班次平均流量，并依据化学计量关系、燃料低位发热值和炉壁吸热比例，计算可作用于炉壁的等效反应热。具体换算方式依据冶金热化学平衡原理，由各类反应物的投入量乘以各自的反应焓变并扣除热损失后汇总得到。

20、进一步的，s2的具体过程为：

21、s2.1、采集实测温度时间序列

22、在艾萨炉外壁上布设

n个测温点（可为红外测温点、热电偶测温点或在线测温装置），采集

n个测温点在时间区间

t∈[

t0,

t1]内的实测温度数据。将所有测温点的实测温度序列排列为实测温度矩阵为：

23、

24、式中，

i为测温点索引，为第

i个测温点的实测温度时间序列（列向量），其长度为时间采样点数；考虑到测量过程中存在的增益误差、发射率误差、视场平均效应和噪声影响，实测温度表示为：

25、

26、其中，表示测温点增益或发射率相关修正系数；表示测温点偏置；表示测量噪声及未建模扰动；表示测温点外壁表面温度。

27、s2.2、采集测温点先验安装信息

28、（1）观测侧面：确定第

i个测温点属于哪一观测面（如相对于测温点的东北侧、东南侧、西北侧等），以并限定该测温点的周向角度范围。

29、（2）高度层级范围：根据测温点安装层级或现场记录，确定第

i个测温点可能的高度区间，以限定候选轴向高度范围。

30、（3）测温点编号顺序和安装模板：若存在设计图纸或原始安装方案（即安装模板），则记录各测温点之间的设计相对位置与间距范围，若无完整模板，则利用测温点编号顺序确定同一侧面上测温点的高度排列次序。

31、测温点编号顺序和高度层级范围用于后续构造候选坐标时对同一观测侧面上的测温点进行相对顺序约束。

32、这些信息不包含精确的空间坐标，但提供了每个测温点可能的空间分布区间和相对位置关系。

33、需要说明的是，艾萨炉测温点的编号通常在设备设计或安装阶段按照特定空间逻辑编制，例如同一观测侧面的测温点编号连续、编号顺序与高度位置呈单调对应关系等。因此，即便精确的空间坐标记录丢失，测温点编号本身仍携带了有价值的相对空间位置信息，可作为后续坐标标定的先验约束。

34、进一步的，s3的具体过程为：

35、建立包括控制方程、层间界面条件、内壁混合热流边界、化学反应热的空间分配和外壁散热边界的三层炉壁三维瞬态温度场数学模型

36、s3.1、建立各层材料域内的热传导控制方程

37、设表示炉壁温度场，

r为径向坐标，

r∈[

rin，

r]，

rin为内壁半径，

r为外壁半径，对于第个外壁测温点，其真实但未知的空间位置表示为：

38、

39、其中，为第个测温点的周向角位置，为第个测温点的轴向高度位置。本发明需要估计的对象即为每个测温点的等效坐标。

40、在第层材料域内建立三维瞬态热传导控制方程为：

41、

42、其中，表示体积热源项；为梯度算子；为导热项的散度形式；对于耐火工作层，根据炉内热源作用的等效转化，设置体积热源项；对于保温层和钢壳层，可令：

43、

44、s3.2、建立层间界面条件

45、在不同材料层的交界面处，由于界面上不存在能量积累且无额外热源，需满足层间界面条件，即温度连续和法向热流连续，表示为：

46、

47、式中，

t1和

t2分别为交界面两侧的温度，和为界面两侧材料的导热系数；和分别为交界面两侧沿法向的温度梯度；该条件保证了两层材料之间热流传递的物理连续性。

48、s3.3、建立内壁混合热流边界

49、在炉壁内表面，考虑艾萨炉实际运行过程中的熔池区对流换热、烟气区对流换热、高温辐射换热以及化学反应放热作用，将内壁混合热流边界统一表示为：

50、

51、其中，表示炉壁内表面在位置和时刻t处所承受的总热流密度；为熔池或烟气侧的对流换热热流密度；为炉内高温介质对炉壁的辐射热流密度；为加料、供氧、氧化还原等过程引起并作用到炉壁上的化学反应热通量；表示用于描述反应带迁移、供氧偏差、燃料波动和未建模局部热扰动的受限动态补偿项，动态补偿项可采用基于温度的pid反馈校正形式或采用卡尔曼滤波对未建模热扰动进行状态估计补偿。

52、s3.4、计算化学反应热的空间分配

53、将s1得到的等效反应热通过空间归一化分布函数分配到炉壁内表面，化学反应热的空间分配公式为：

54、

55、其中，为由冶金化学反应释放的热量中，实际传递到炉壁内表面在位置和时刻t处的热流密度；为炉壁吸热系数；为空间分布函数，可采用高斯分布、多热点季加分布或随工况变化的移动热点分布，并满足面积归一化条件；为有效受热面积。

56、化学反应热边界项是内壁混合热流边界中的主导项之一，直接反映了艾萨炉熔炼过程中热源在炉壁上的空间分布特征。

57、s3.5、建立外壁散热边界

58、外壁外表面与环境之间采用自然对流和辐射散热边界，公式为：

59、

60、其中，为最外层材料的导热系数；为外壁对流换热系数；为外壁发射率；为斯忒藩-玻尔兹曼常数；为外壁表面温度，为环境温度。

61、s3.6、建立完整的温度场定解问题

62、通过联立求解热传导控制方程、层间界面条件、内壁混合热流边界、化学反应热的空间分配和外壁散热边界，优选的，采用有限元法（或有限体积法/有限差分法）进行数值离散和迭代求获得整个炉壁区域内的温度分布。取外壁面

r=

r处的温度值，作为外壁连续温度场用于后续测温点坐标的仿真温度提取，艾萨炉外壁连续温度场表示为：

63、

64、s4的具体过程为：将s1采集的几何尺寸

r、各层材料的材料参数和等效反应热带入步骤s3.1-s3.5，采用数值离散方法（如有限元法或有限体积法）对空间域进行网格剖分，对时间域进行步进推进，并求解得到外壁面

r=

r处的温度分布。

65、进一步的，s5的具体过程为：

66、基于采集的测温点先验安装信息，为每个待标定测温点生成有限个可能的空间坐标位置，将连续空间中的无限搜索问题转化为有限候选点上的离散优化问题。

67、对于第

i个测温点（

i=1,2,…,

n），根据其所属观测侧面，在炉体外壁圆柱面上确定候选周向角范围；根据s2得到的测温点编号、安装层级、名义模板或现场记录，确定候选高度范围，在周向角范围内按照设定分辨率离散，在高度范围内按照设定分辨率离散，生成个候选坐标点：

68、为每个测温点构造候选坐标集合：

69、

70、其中，为第个测温点的候选坐标集合；为第个测温点的候选坐标数量，

m为每个测温点的候选坐标总数；为第个测温点的第个候选坐标；为候选坐标的索引。

71、在生成候选点后，并剔除不符合炉体结构约束、现场安装条件或同侧测温点相对顺序约束的候选点，（如同一观测侧面的测温点应按照编号顺序沿高度排列，编号靠后的测温点高度不应低于编号靠前的测温点），得到最终每个测温点的候选坐标集合。

72、进一步的，s6的具体过程为：

73、从s4获得的炉壁外表面上的温度分布（连续温度场）中，为s5构造的每个候选坐标提取对应的仿真温度时间序列，建立“候选坐标和仿真温度序列”的映射关系。

74、第个测温点的第个候选坐标表示为：

75、

76、其中，位于该测温点所属观测侧面的候选角度范围内；位于该测温点可能安装的高度范围内。

77、对于每个候选坐标，从s4获取的三层炉壁三维瞬态温度场数学模型的外壁连续温度场中提取对应的仿真温度序列，公式为：

78、

79、其中，为第

i个测温点在候选坐标处的仿真温度时间序列，其时间采样点与s2中实测温度序列的时间采样点保持一致，以确保后续s7中的误差计算具有逐点可比性。

80、对于每个测温点

i的所有候选坐标

m=1，2，……，，重复仿真温度序列提取操作，得到全部候选坐标对应的仿真温度序列集合。

81、进一步的，s7的具体过程为：

82、模型建立好之后，进行坐标估计，本发明的估计方法包括候选坐标库构造、单点温度时序匹配、多测温点相关矩阵结构一致性约束、模板布局先验约束、联合坐标优化、参数扰动稳健性验证以及坐标固定后的温度场参数校正。

83、利用s2的实测温度时间序列和s6的候选坐标仿真温度序列，通过单点匹配、多测温点相关结构约束和模板布局先验约束三个层次，建立联合标定目标函数，通过离散优化求解各测温点的最优空间坐标。

84、s7.1、计算单点候选匹配误差

85、将提取的仿真温度序列与实测温度序列进行单点匹配，单点匹配误差包括温度幅值误差、归一化形状误差、时间差分误差和时间滞后误差。

86、s7.1.1、温度幅值误差

87、直接比较仿真温度与实测温度在幅值上的差异，公式为：

88、

89、式中，为向量的l2范数；为第

i个测温点在第

m个候选坐标处的温度幅值误差，衡量两条温度曲线在绝对幅值上的接近程度。

90、s7.1.2、归一化形状误差

91、为消除绝对温度偏置对匹配的影响，先对两条温度序列进行均值和标准差归一化，再比较其形状相似性，归一化形状误差表示为：

92、

93、其中，为第

i个测温点在第

m个候选坐标处的归一化形状误差；表示均值和标准差归一化操作，用于减小绝对温度偏置对匹配结果的影响。

94、s7.1.3、时间差分动态误差

95、比较仿真温度序列与实测温度序列随时间的变化率（即升温、降温趋势），以约束动态变化趋势的一致性，时间差分误差可表示为：

96、

97、其中，为第

i个测温点在第

m个候选坐标处的时间差分动态误差；表示时间差分算子；该项用于约束升温、降温及动态变化趋势的一致性。

98、s7.1.4、时间滞后误差

99、当炉壁热惯性或工况响应存在一定滞后时，引入有限时间偏移范围内的动态匹配误差，公式为：

100、

101、式中，为第

i个测温点在第

m个候选坐标处的时间滞后误差；为时间偏移量，为预设的最大允许滞后时间。该误差项通过在允许范围内搜索最优滞后量，补偿热惯性和响应延迟带来的影响，避免因相位差导致对坐标的错误判断。

102、s7.1.5、综合单点匹配误差

103、综合得到单点候选匹配误差的公式为：

104、

105、其中,为第

i个测温点在第

m个候选坐标处的综合单点匹配误差；为预设的权重系数，分别控制温度幅值误差、归一化形状误差、时间差分动态误差和时间滞后误差在总单点匹配误差中的贡献比例。各权重系数可根据现场数据的信噪比、温度波动幅度和采样频率等因素进行调节，通常使各项误差的量级相当。

106、单点匹配误差值值越小，表示该候选坐标处的仿真温度序列与实测温度序列的单点匹配程度越高，是后续联合优化的基础项。通过单点匹配，为每个测温点筛选出若干个匹配误差较小的候选坐标。由于艾萨炉外壁温度场可能存在局部相似区域，不同空间位置可能产生相近的温度变化曲线，仅依赖单点匹配容易造成误差标定。为此，本发明提出一步引入多测温点相关矩阵结构一致性约束。

107、s7.2、计算多测温点相关结构误差

108、对于s2得到的实测温度矩阵为，计算实测测温点间的相关系数矩阵

cy：

109、

110、其中，corr()表示计算相关系数矩阵的操作。

111、对于一组候选坐标组合，从温度场中提取得到对应的仿真温度矩阵，公式为：

112、

113、其中，表示第

i个测温点选中的候选坐标所对应的仿真温度序列。这里的上标i表示从第

i个测温点的候选集合中选中的具体候选坐标的索引。

114、计算仿真温度矩阵的测温点间相关矩阵，公式为：

115、

116、多测温点相关结构误差定义为：

117、

118、其中，表示frobenius范数。

119、若多个测温点在空间上相近或受到相同反应带、相同热流区域影响，则其温度变化应具有较强相关性；若多个测温点处于不同侧面或不同高度区域，则其温度相关性应有所差异。因此，正确的坐标组合不仅应使每个测温点的温度曲线匹配，还应使多个测温点之间的温度相关结构与实测数据一致。

120、s7.3、计算模板布局先验约束误差

121、本发明引入模板布局先验约束。对于同一观测侧面的多个测温点，可根据测温点编号顺序、安装层级、相邻间距或名义模板建立约束。例如，同一侧面的测温点高度应满足编号顺序、相邻测温点之间的高度差和角度差应位于合理范围内，不同测温点不应落入同一不合理区域。

122、模板布局误差定义为：

123、

124、其中，和分别为第

i个和第

j个测温点在当前候选坐标组合中的空间位置向量；和表示参考位置布局中第个和第个测温点的相对位置，参考位置布局来源于艾萨炉的原始设计图纸、测温点安装方案或历史台账记录，包含测温点的理论设计坐标或测温点之间的相对位置关系。对于没有参考位置布局中坐标的场景，可仅采用测温点间顺序、侧面归属或间距范围作为先验约束。

125、s7.4、建立联合标定目标函数并求解

126、综合单点匹配误差、多测温点相关结构误差和模板布局先验约束，建立联合标定目标函数为：

127、

128、其中，为候选坐标组合

p下的联合标定目标函数值；表示坐标平滑约束，用于避免测温点坐标出现不合理跳变；、和为正则化权重系数，分别控制多测温点相关结构误差、模板布局先验约束和坐标平滑约束在总目标函数中的贡献强度。

129、在每个测温点的候选坐标集合中，选择一组最优坐标组合为：

130、

131、该坐标组合需满足对应的仿真温度序列不仅与各测温点实测温度序列单点匹配，且在多个测温点之间的相关结构与实测数据保持一致。

132、该最优坐标组合通过求解如下离散优化公式得到：

133、

134、求解离散优化公式得到各测温点的等效空间坐标：

135、

136、式中，为第

i个测温点标定得到的周向角（最优解）；为第

i个测温点标定得到的轴向高度（最优解）。该优化问题的求解在离散组合空间中进行，可采用穷举搜索（当候选坐标总数较小时）、动态规划、遗传算法或图割等离散优化方法。

137、进一步的，s8的具体过程为：

138、由于温度场模型中的导热系数、外壁换热系数、炉壁吸热系数、反应热分布宽度、热点中心位置等参数可能存在不确定性，若仅在单一参数组合下进行坐标标定，可能将模型参数误差误判为坐标偏差。为了进一步提高坐标估计结果的可信度，本发明引入参数扰动稳健性验证。

139、通过扰动s3温度场数学模型中的关键参数，重复执行s4至s7的标定流程，评价各测温点标定坐标在不同模型参数条件下的稳定性，并输出每个测温点的坐标置信度，用于甄别可信测温点和低置信度测温点。

140、s8.1、构造模型参数扰动组

141、将s3温度场数学模型中的关键不确定参数汇总为模型参数向量为：

142、其中，分别表示三层炉壁材料导热系数；表示外壁换热系数；表示炉壁吸热系数；和分别表示热点空间分布的周向宽度和高度宽度；和分别表示热点中心周向位置和高度位置。其中，热点中心周向位置和热点中心高度位置分别表示反应热在炉壁周向和轴向上的集中区域中心坐标。

143、在参数名义值（指模型参数在没有进行校正之前的初始估计值或默认值）附近，按照预设的扰动幅度（如±10%-±30%）构造s组不同的扰动参数组合：

144、

145、式中；为扰动参数；

s为扰动参数组合索引；为参数扰动集合；

146、s8.2、对每组扰动参数重复执行坐标标定

147、对于每一组扰动参数，将代入s3的温度场数学模型，重新计算外壁连续温度场并重复执行测温点坐标标定，得到对应的标定坐标：

148、，

i=1,2,……

n，

i=1,2,……

s

149、式中，为在第

s组扰动参数下第

i个测温点的标定坐标。

150、s8.3、计算坐标稳定性指标

151、对于第个测温点，计算其标定坐标

s组扰动参数下的空间离散程度（标准差），作为坐标稳定性指标，公式为：

152、

153、式中，为第

i个测温点的坐标稳定性指标；std（·）表示计算集合中所有元素的标准差；通常分别计算周向角

θ和轴向高度

z方向上的标准差，再综合为空间距离的标准差。优选的，将周向角

θ和轴向高度

z方向上的标准差进行无量纲化加权综合。越小，说明该测温点的标定坐标在不同模型参数扰动下越稳定，对模型参数不确定性越不敏感。

154、s8.4、计算重复出现频率

155、对于第

i个测温点的某一候选坐标

p在

s组参数扰动下重复成为最优坐标的频率表示为：

156、

157、式中，count(·)表示计数操作，统计满足的扰动组数；反应了该候选坐标在模型参数扰动下被重复选中的概率，频率越高说明该坐标越稳健。

158、s8.5、计算测温点坐标置信度

159、综合坐标稳定性指标和重复出现频率，定义第

i个测温点的坐标置信度confi为：

160、

161、其中，为尺度参数，控制空间离散程度对置信度的影响敏感度，通常取测温点候选坐标空间分辨率的数倍；confi越大，说明该测温点的标定坐标在不同模型参数扰动下越稳定，可信度越高。对于置信度低于预设阈值的测温点，可标记为低置信度测温点，提示人工复核或扩大候选坐标范围后重新标定。

162、进一步的，s9的具体过程为：

163、s9.1、固定满足置信度要求的测温点坐标

164、基于s8中计算的各测温点坐标置信度confi，筛选出置信度高于预设阈值confth的测温点，将其标定坐标固定为可信观测位置。对于置信度低于阈值的测温点，标记为低置信度测温点，暂不参与参数校正，提示人工复核。

165、s9.2、建立参数校正目标函数

166、设待校正连续温度场模型参数向量为，包括炉壁吸热系数、外壁换热系数、边界热流修正系数、反应热分布参数、热点中心位置、热点扩散宽度及测温点观测增益等。建立参数校正目标函数为：

167、

168、其中，为参数校正目标函数值（越小表示模型预测越准确）；为第

i个测温点的实测温度时间序列；为扰动幅度的大小；参数下在已标定坐标处提取的仿真温度序列；表示参数下的仿真测温点相关矩阵，和为正则化权重。

169、参数校正目标函数中包括温度拟合项，使模型在已标定坐标处的仿真温度逼近实测温度；参数正则化项，防止参数过度偏离物理合理范围；相关约束项，保持多测温点间的相关结构与实测一致。

170、s9.3、求解参数校正优化问题

171、通过以下公式求解优化参数校正目标函数，得到校正后的温度场数学模型参数：

172、

173、式中，为最优模型参数，使目标函数取得最小值时对应的参数向量，即校正后的最优参数组合；为待校正的模型参数向量，包含需要辨识校正的所有参数，如炉壁吸热系数、外壁换热系数、热点中心位置、热点扩散宽度、各测温点观测增益和偏置；该优化在连续参数空间中进行，可采用梯度下降法、levenberg-marquardt算法、贝叶斯优化或遗传算法等数值优化方法求解。

174、s9.4、生成校正后的温度场

175、将代入s3的三维瞬态连续温度场模型，生成校正后的外壁连续温度场：

176、

177、式中，为校正后的外壁连续温度场，将最优参数代入温度场模型后，重新计算得到的外壁面连续温度分布。右上角“*”表示该温度场是经过参数校正优化后的结果；为以为参数的外壁温度场函数。表示在模型参数固定为时，由s3温度场模型计算出的外壁面(

r=

r)处、位置(

θ,

z)时刻

t的温度值。

178、s9.5、收敛性验证

179、将校正后的温度场在已标定测温点处提取的仿真温度与工业实测温度进行对比，若其在单点温度误差、动态变化趋势和多测温点相关结构上均达到预设阈值，则完成测温点坐标估计和温度场参数校正；若未达到预设阈值，则返回s5的候选坐标库构造或s8的模型参数扰动环节，扩大搜索范围或调整参数范围后重新计算。

180、本发明提供了一种用于艾萨炉外壁温度场测温点坐标估计方法，具备以下有益效果：

181、（1）本发明将实测温度时间序列视为外壁连续温度场在未知位置处的采样响应，实现了在不依赖测温点真实坐标记录条件下的测温点等效空间坐标自动估计。将测温点坐标作为待识别对象，通过候选坐标库和温度时序匹配实现测温点位置反向标定，能够解决图纸丢失、测温点迁移和测温点台账不完整条件下的数据空间对应问题。同时利用艾萨炉圆柱外壁结构、观测侧面、测温点编号顺序和安装模板信息构造候选坐标库，使测温点坐标搜索过程受到炉体几何和现场安装逻辑约束，提高了标定结果的物理合理性。

182、（2）本发明通过温度场模型参数扰动下的重复坐标标定，评价测温点坐标在不同模型参数条件下的稳定性，并输出坐标置信度，从而降低传热参数不确定性对坐标估计结果的影响。先进行测温点坐标标定，再在可信坐标固定后进行温度场参数校正，能够减弱坐标误差与模型参数误差之间的耦合，避免在坐标未知情况下直接校正模型参数导致的误校正问题。形成了“测温点坐标标定—坐标稳健性验证—温度场参数校正—温度场更新”的闭环流程，能够为艾萨炉炉壁温度场验证、炉衬热状态监测、异常热点定位和安全预警提供可靠的数据基础。

183、（3）本发明同时利用温度幅值、归一化形状、时间差分动态特征和时间滞后特征，提高了单测温点温度序列匹配的鲁棒性。同时引入多测温点相关矩阵结构一致性约束，将多个测温点之间的温度相关关系作为整体空间布局判断依据，能够降低不同空间位置温度曲线相似导致的单点误匹配风险。

184、（4）本发明可适用于图纸缺失、测温点更换、测温点迁移、现场改造和历史数据不完整等复杂工业场景，具有较强的工程实用性和推广价值。