[發明專利]五機架UCM冷連軋機組板形與板凸度在線綜合控制方法

無效

• 申請號: 200810054613.8
• 申請日: 2008-03-08
• 公開（公告）號: CN101602067A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 白振華;周蓮蓮;李欣偉
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B37/42
• 分類號: B21B37/42;G05B19/18;G05B13/02
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所
• 代理人: 鄂長林

1.一種五機架六輥UCM機型冷連軋機組板形與板凸度在線綜合控制方 法，其特征是：包括以下步驟：

(a)收集五機架六輥UCM機型冷連軋機組的設備參數，所述的設備參數 包括：

1-5機架工作輥直徑D_wk；

1-5機架中間輥直徑D_mk；

1-5機架支撐輥直徑D_bk；

1-5機架工作輥與中間輥以及支撐輥輥型分布值ΔD_wki、ΔD_mki、ΔD_bki；

1-5機架工作輥輥身長度L_wk；

1-5機架中間輥輥身長度L_mk；

1-5機架支撐輥輥身長度L_bk；

1-5機架工作輥壓下螺絲中心距l_wk；

1-5機架中間輥壓下螺絲中心距l_mk；

1-5機架支撐輥壓下螺絲中心距l_bk；

1-5機架設備與工藝所允許的中間輥最大竄動量δ_kmax；

1-5機架工作輥與中間輥設備所允許的最大與最小彎輥力

設備所允許的最大輥間壓力均勻度系數η₀；

k表示第k機架；

(b)收集待控制板形與板凸度的帶材關鍵軋制工藝參數，所述的帶材 關鍵軋制工藝參數包括：

帶材來料的厚度橫向分布值H_i；

來料板形的橫向分布值L_i；

帶材的寬度B；

1-5機架帶材平均后張力T_0k；

1-5機架平均前張力T_1k；

1-5機架壓下量延伸率設定值ε_k；

(c)對相關板形與板凸度控制參數進行粗搜索，所述的粗搜索包括：

c1)定義初始目標值F₀，令F₀＝10¹⁰；同時，給定工程上所允許的板形 與板凸度綜合控制目標函數最大值F_max；引入綜合竄輥系數λ₁與綜合彎輥系 數λ₂兩個變量；

c2)給定綜合彎輥系數的初始值λ′₂＝0.5；

c3)令λ₂＝λ′₂，同時定義中間變量k₁，并令k₁＝0；

c4)給定中間輥的最小竄動步長Δ_δ＝10mm，令λ₁＝k₁、δ_k＝10λ₁，δ_k為 當前參數下中間輥的竄動量；

c5)計算出當前狀態下的板形與板凸度綜合控制目標函數F(X)的具體 數值F₁以及輥間壓力均勻程度系數η；

c6)判斷不等式F1≤Fmaxη≤η0]]>是否同時成立？若成立，直接輸出當前λ₁、λ₂作為最優值，結束計算；如果不成立，則轉入步驟c7)；

c7)判斷不等式F1<F0η≤η0]]>是否同時成立？如果成立，則令F₀＝F₁，k₁＝k₁+1，轉入步驟c8)，如果不成立，則令k₁＝k₁+1，直接轉入步驟c8)； 其中，為中間變量；

c8)判斷不等式δ_k≤δ_kmax是否成立，如果成立，則轉入步驟c4)；否則， 令轉入步驟c9)；

c9)定義中間變量k₂，并令k₂＝0；

c10)給定搜索步長Δswk=0.05(Swkmax+-Swkmax-)Δsmk=0.05(Smkmax+-Smkmax-);]]>

令λ₂＝k₂；

c11)計算出當前狀態下的板形與板凸度綜合控制目標函數F(X)的具體 數值F₁以及輥間壓力均勻程度系數η；

c12)判斷不等式F1≤Fmaxη≤η0]]>是否同時成立？若成立，直接輸出當前λ₁、λ₂作為最優值，結束計算；如果不成立，則轉入步驟c13；

c13)判斷不等式F1<F0η≤η0]]>是否同時成立？如果成立，則令F₀＝F₁，k₂＝k₂+1，轉入步驟c14)；如果不成立，則令k₂＝k₂+1，直接轉入步驟c14)； 其中，為中間變量；

c14)判斷不等式k₂≤20是否成立，如果成立，則轉入步驟c10)；否則， 令轉入步驟c15)；

c15)判斷不等式|λ₂-λ′₂|＜0.05是否成立，如果成立則轉入步驟c16)； 否則令λ′₂＝λ₂，轉入步驟c3)；

c16)輸出λ₁、λ₂的值，作為粗搜索結果，完成粗搜索過程；

(d)對相關板形與板凸度控制參數進行精搜索，所述的精搜索包括：

d1)令機架參數k＝1；

d2)定義各個機架的中間輥竄輥系數λ_1k與各個機架中間輥與工作輥的 彎輥系數λ_2wk、λ_2mk，定義中間變量k_1k，并令k_1k＝0；

d3)給定中間輥的最小竄動步長Δ_δ＝5mm，令λ_1k＝k_1k、 δ_k＝10λ₁-20+5λ_1k，δ_k為當前參數下中間輥的竄動量；

d4)令λ₁₁＝λ₁₂＝λ₁₃＝λ₁₄＝λ₁₅＝λ₁、λ_2w1＝λ_2w2＝λ_2w3＝λ_2w4＝λ_2w5＝λ₂， λ_2m1＝λ_2m2＝λ_2m3＝λ_2m4＝λ_2m5＝λ₂；計算出當前狀態下的板形與板凸度綜合控 制目標函數F(X)的具體數值F₁以及輥間壓力均勻程度系數η，轉入步驟 d5)；

d5)判斷不等式F1≤Fmaxη≤η0]]>是否同時成立？若成立，直接輸出當前λ₁₁、λ₁₂、 λ₁₃、λ₁₄、λ₁₅、λ_2w1、λ_2w2、λ_2w3、λ_2w4、λ_2w5、λ_2m1、λ_2m2、λ_2m3、λ_2m4、λ_2m5作 為最優值，結束計算，否則轉入步驟d6)；

d6)判斷不等式F1<F0η≤η0]]>是否同時成立？如果成立，則令F₀＝F₁，k_1k＝k_1k+1，轉入步驟d7)，如果不成立，則令k_1k＝k_1k+1，直接轉入步驟d7)； 其中，為中間變量；

d7)判斷不等式k_1k≤8與δ_k≤δ_kmax是否同時成立，如果成立，則轉入步 驟d3)；否則，令完成δ_k的精搜索過程，轉入步驟d8)；

d8)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉入步驟d2)； 否則，轉入步驟d9)；

d9)令機架參數k＝1；

d10)定義中間變量k_2wk，并令k_2wk＝0；

d11)給定搜索步長令λ_2wk＝k_2wk、 Swk=Swk max-+0.05(λ2-3)(Swk max+-Swkmax-)+k2wkΔswk,]]>S_wk為當前參數下工作輥的彎 輥力；

d12)令λ_2w1＝λ_2w2＝λ_2w3＝λ_2w4＝λ_2w5＝λ₂，λ_2m1＝λ_2m2＝λ_2m3＝λ_2m4＝λ_2m5＝λ₂； 計算出當前狀態下的板形與板凸度綜合控制目標函數F(X)的具體數值F₁以 及輥間壓力均勻程度系數η，轉入步驟d13)；

d13)判斷不等式F1≤Fmaxη≤η0]]>是否同時成立？若成立，直接輸出當前λ_2wl、 λ_2w2、λ_2w3、λ_2w4、λ_2w5、λ_2m1、λ_2m2、λ_2m3、λ_2m4、λ_2m5作為最優值，結束計 算，否則轉入步驟d14)；

d14)判斷不等式F1<F0η≤η0]]>是否同時成立？如果成立，則令F₀＝F₁， k_2wk＝k_2wk+1，轉入步驟d15)，如果不成立，則令k_2wk＝k_2wk+1， 直接轉入步驟d15)；為中間變量；

d15)判斷不等式k_2wk≤12與是否同時成立，如果成立，則轉入 步驟d11)；否則，令完成S_wk的精搜索過程，轉入步驟d16)； 其中，為S_wk的最大值；

d16)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉入步驟d10)； 否則，轉入步驟d17)；

d17)令機架參數k＝1；

d18)定義中間變量k_2mk，并令k_2mk＝0；

d19)給定搜索步長令λ_2mk＝k_2mk、 Smk=Smkmax-+0.05(λ2-3)(Smkmax+-Smkmax-)+k2mkΔsmk,]]>S_mk為當前參數下中間輥的彎 輥力；

d20)令λ_2m1＝λ_2m2＝λ_2m3＝λ_2m4＝λ_2m5＝λ₂，計算出當前狀態下的板形與板 凸度綜合控制目標函數F(X)的具體數值F₁以及輥間壓力均勻程度系數η，轉 入步驟d21)；

d21)判斷不等式F1≤Fmaxη≤η0]]>是否同時成立？若成立，直接輸出當前λ_2m1、 λ_2m2、λ_2m3、λ_2m4、λ_2m5作為最優值，結束計算，否則轉入步驟d22)；

d22)判斷不等式F1<F0η≤η0]]>是否同時成立？如果成立，則令F₀＝F₁， k_2mk＝k_2mk+1，轉入步驟d23)；如果不成立，則令k_2mk＝k_2mk+1， 直接轉入步驟d23)；

d23)判斷不等式k_2mk≤12與是否同時成立，如果成立，則轉入 步驟d19)；否則，令完成S_mk的精搜索過程，轉入步驟d24)； 為中間變量；

d24)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉入步驟d18)； 否則，轉入步驟d25)；

d25)輸出λ_1k、λ_2wk、λ_2mk，結束整個精搜索過程；

在步驟c5)、c11)、d4)、d12)和d20)中，

所述的輥間壓力均勻程度系數η定義為：

η=max{η1,η2,η3,η4,η5},]]>

ηk=max{max(qmwki)-min(qmwki)1nmwΣi=1nmwqmwki,max(qmbki)-min(qmbki)1nmbΣi=1nmbqmwki},]]>

式中：

η_k-第k機架的輥間壓力均勻程度系數；

n_mw-工作輥與中間輥輥縫接觸部分條元數；

n_mb-中間輥與支撐輥輥縫接觸部分條元數；

所述板形與板凸度綜合控制目標函數F(X)定義為：

F(X)=αΣi=1n(σ15i-βi)2T15+(1-α)Σi=1n(Δh5i-Δhi)21nΣi=1nΔh5iη≤η0]]>

式中：

α-為加權系數；

η₀-為設備所允許的最大輥間壓力均勻度系數；

(f)計算出冷連軋機組1-5機架中間輥的竄動量以及工作輥與中間輥彎 輥力并在機組上實現板形與板凸度的在線控制。