【技术实现步骤摘要】
本申请一般地涉及电子束熔炼，尤其涉及一种面向电子束熔炼的参数控制方法。
技术介绍
1、电子束熔炼技术是在高真空下将高速电子束流的动能转换为热能作为热源来进行金属熔炼的过程，由于其具有高真空，超高温的特性，广泛应用于钽、铌、钨、钼、钛等高熔点金属的提纯，能够去除高蒸气压类的金属杂质。
2、目前，公开号为cn115563763a的专利申请文件公开了一种基于eb炉电子束枪功率控制的钛材质量控制方法和系统，其中的方法包括：采集钛材生产过程中的时序数据、生产得到的钛材的成分数据以及熔炼过程中熔炼区域的气相元素的种类和浓度，对采集到的数据进行处理；并对处理后的历史时序数据，及对应的生产得到的钛材的成分数据、熔炼过程中熔炼区域的气相元素的种类和浓度进行特征值提取，然后以提取后的钛材成分质量损失特征值作为输入，以下一时刻的eb炉电子束枪整流输出加速电压、实心阴极温度、阴极和阳极的间距作为输出，训练钛材质量在线控制模型，根据采集的实时时序数据和训练得到的模型进行计算，得到下一时刻的eb炉电子束枪整流输出加速电压、实心阴极温度、阴极和阳极的间距，从而实现钛材的质量控制。
3、然而，上述方法直接利用训练完毕的钛材质量在线控制模型确定下一时刻电子束熔炼的控制参数，忽略了钛材生产过程中杂质金属的种类和含量，无法在电子束熔炼过程中监测钛材的质量，导致在使用电子束熔炼对钛材进行提纯时，无法实现电子束熔炼的精准控制，提纯效果较差。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述技术问题，本申请
2、本申请提供了一种面向电子束熔炼的参数控制方法，用于对待熔炼金属中的目标金属进行提纯，所述参数控制方法包括：获取所述待熔炼金属的初始成分数据，并获取所述初始成分数据中多种金属的蒸发速率曲面，所述多种金属包括杂质金属和所述目标金属，所述蒸发速率曲面用于反映蒸发速率、真空度和温度之间的关系；基于所述多种金属的蒸发速率曲面确定电子束熔炼过程起始时刻的控制参数；在所述电子束熔炼过程中，依据所述起始时刻至当前时刻之间所有时刻的控制参数，以及所述多种金属的蒸发速率曲面计算每种金属在当前时刻的蒸发量，所述控制参数包括真空度和温度；基于每种金属的蒸发量和所述初始成分数据计算所述待熔炼金属在当前时刻的中间成分数据；将当前时刻的控制参数和所述中间成分数据输入训练完毕的参数控制预测模型，以输出下一时刻的未来控制参数和所述未来控制参数的奖励值；响应于所述未来控制参数的奖励值大于设定奖励值，基于所述未来控制参数控制下一时刻的作业过程，直至所述未来控制参数的奖励值不大于所述设定奖励值时，完成所述电子束熔炼过程；其中，所述参数控制预测模型包括参数输出子模型和奖励预测子模型；所述参数输出子模型的输入为当前时刻的控制参数和中间成分数据，输出为未来控制参数，所述未来控制参数为下一时刻的控制参数；所述奖励预测子模型的输入为当前时刻的控制参数、所述中间成分数据和所述未来控制参数，输出所述未来控制参数的奖励值，所述奖励值用于反映所述未来控制参数的合理性。
3、在一些实施例中，基于所述多种金属的蒸发速率曲面确定电子束熔炼过程起始时刻的控制参数包括：对于任意一组控制参数，基于所述控制参数查询蒸发速率曲面以确定所述目标金属和每种杂质金属的蒸发速率，并计算所有杂质金属的蒸发速率之和以作为杂质蒸发速率；响应于所述目标金属的蒸发速率为0，且所述杂质蒸发速率大于0，将所述控制参数标记为一组候选控制参数；获取预设真空度范围和预设温度范围内的所有候选控制参数，并将所有候选控制参数中真空度最小值对应的候选控制参数作为备选控制参数；响应于所述备选控制参数的组数为1，则所述备选控制参数对应于起始时刻的控制参数，响应于所述备选控制参数的组数大于1，则将所有备选控制参数中温度最小值对应的备选控制参数作为起始时刻的控制参数；响应于所述备选控制参数的组数小于1，则将指定控制参数作为起始时刻的控制参数。
4、在一些实施例中，依据所述起始时刻至当前时刻之间所有时刻的控制参数，以及所述多种金属的蒸发速率曲面计算每种金属在当前时刻的蒸发量包括：对于任意一种金属，依据查询时刻的控制参数查询所述金属的蒸发速率曲面，得到所述查询时刻的蒸发速率，所述查询时刻为所述起始时刻至当前时刻之间任意时刻；依据所述金属在所述起始时刻至当前时刻之间所有时刻的蒸发速率计算所述金属的蒸发量，所述金属的蒸发量满足关系式：
5、，其中，为当前时刻，为起始时刻，为所述起始时刻至当前时刻之间任意时刻，表示第种金属在时刻的蒸发速率，为相邻两个时刻之间的时间间隔，为第种金属在当前时刻的蒸发量。
6、在一些实施例中，所述待熔炼金属在当前时刻的中间成分数据包括每种金属在当前时刻的中间百分比含量，第种金属在当前时刻的中间百分比含量满足关系式：
7、，其中，为所述初始成分数据中第种金属的百分比含量，为所述待熔炼金属的重量，为第种金属在当前时刻的蒸发量，为第种金属在当前时刻的中间百分比含量。
8、在一些实施例中，所述参数控制预测模型的训练方法包括：在电子束熔炼的历史过程中，采集任意一个历史时刻的控制参数、中间成分数据和未来控制参数，得到一组训练样本，所述未来控制参数为未来历史时刻的控制参数，所述未来历史时刻为所述历史过程中所述历史时刻的下一个相邻时刻；基于所述未来控制参数查询蒸发速率曲面，得到所述目标金属和每种杂质金属在所述未来历史时刻的蒸发速率，并计算所述未来控制参数的奖励值标签；将所述训练样本输入所述奖励预测子模型，得到预测奖励值；基于所述预测奖励值和所述奖励值标签计算奖励损失，并基于所述奖励损失对所述奖励预测子模型进行反向传播，以更新所述奖励预测子模型；将所述训练样本中历史时刻的控制参数和中间成分数据输入所述参数输出子模型，得到参数输出结果，并将所述参数输出结果输入所述奖励预测子模型，以获取参数输出奖励值；基于所述参数输出奖励值计算参数输出损失，并保持所述奖励预测子模型不变，基于所述参数输出损失对所述参数输出子模型进行反向传播，以更新所述参数输出子模型；迭代地更新所述奖励预测子模型和所述参数输出子模型，直至迭代次数大于设定次数时，得到训练完毕的参数控制预测模型。
9、在一些实施例中，所述奖励值标签满足关系式：
10、；其中，和分别为历史时刻的控制参数中的真空度和温度，和分别为未来历史时刻的控制参数中的真空度和温度，和分别为真空度最大变化量和温度最大变化量，为所述目标金属在所述未来历史时刻的蒸发速率，为所述中间成分数据中杂质金属的种类数，为所述中间成分数据中第种杂质金属在所述未来历史时刻的蒸发速率，为所述奖励值标签。
11、在一些实施例中，所述奖励损失满足关系式：
12、；其中，为所述预测奖励值，为所述奖励值标签，为奖励损失的取值；所述参数输出损失满足关系式：
13、；其中，为所述参数输出奖励值，为参数输出损失的取值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，用于对待熔炼金属中的目标金属进行提纯，所述参数控制方法包括：
2.如权利要求1所述的一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，基于所述多种金属的蒸发速率曲面确定电子束熔炼过程起始时刻的控制参数包括：
3.如权利要求1所述的一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，依据所述起始时刻至当前时刻之间所有时刻的控制参数，以及所述多种金属的蒸发速率曲面计算每种金属在当前时刻的蒸发量包括：
4.如权利要求1所述的一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，所述待熔炼金属在当前时刻的中间成分数据包括每种金属在当前时刻的中间百分比含量，第种金属在当前时刻的中间百分比含量满足关系式：
5.如权利要求1所述的一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，所述参数控制预测模型的训练方法包括：
6.如权利要求5所述的一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，所述奖励值标签满足关系式：
7.如权利要求6所述的一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，所述奖励损失满足关
...【技术特征摘要】
1.一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，用于对待熔炼金属中的目标金属进行提纯，所述参数控制方法包括：
2.如权利要求1所述的一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，基于所述多种金属的蒸发速率曲面确定电子束熔炼过程起始时刻的控制参数包括：
3.如权利要求1所述的一种面向电子束熔炼的参数控制方法，其特征在于，依据所述起始时刻至当前时刻之间所有时刻的控制参数，以及所述多种金属的蒸发速率曲面计算每种金属在当前时刻的蒸发量包括：
4.如权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵苏莹，龚炜博，
申请(专利权)人：宝鸡同盈稀有金属有限公司，
类型：发明
国别省市：
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