[發明專利]一種軋機扭振預測方法

有效

• 申請號: 201310753422.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103752620B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 白晶;武海巍;邢吉生;牛國成;浦鐵成;徐宇;楊勇
• 申請（專利權）人: 北華大學
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00;G06F19/00
• 代理公司: 北京神州華茂知識產權有限公司 11358
• 代理人: 吳照幸

1.一種軋機扭振預測方法，其特征在于包括以下步驟：

1)搭建扭振實驗平臺，扭振實驗平臺主要由扭振傳感器、彈性連接軸、測速傳感器、上位機、驅動端的交流變頻電動機、驅動端的減速器和負載端的工作軋輥組成，測速傳感器用來測量交流變頻電動機通過減速器后傳輸給彈性連接軸的速度，該速度用來代表軋機的軋制速度，當驅動端的交流變頻電動機轉速與負載端的轉速存在轉速差時，會在彈性連接軸中產生扭矩，嚴重時發生扭轉現象，扭振傳感器則用來測量彈性連接軸中的扭矩大小，兩個傳感器通過上位機中的串口將檢測到的信號傳輸給上位機，上位機中安裝支持向量機；

2)模擬主傳動系統在非線性參數下的扭振情況：在扭振實驗平臺上，v表示軋機的軋制速度；p表示軋制精度；sq表示鋼鐵產品表面質量；rl表示輥隙潤滑情況；uf表示其他不確定因素；對于v、p、sq、rl取不同的組合值，用c表示，c(n)表示第n個組合值；uf(n)表示第n個隨機數；用扭振傳感器檢測扭振信號，得到在外界干擾情況下的扭振響應，用參數vr表示，vr(n)表示第n個扭振響應值；

3)取v、p、sq、rl的30組不同組合，用c(1)～c(30)表示，同時取相對應的uf(1)～uf(30)共30個隨機數，把c(n)、uf(n)歸一化；用扭振傳感器檢測得到1～25組每一組組合對應的扭振響應vr；將前20組的c(1)～c(20)、uf(1)～uf(20)和vr(1)～vr(20)作為訓練集；

4)支持向量機采用多項式核函數對訓練集進行訓練，得到預測模型1，用model1表示，支持向量機采用高斯核函數對訓練集進行訓練，得到預測模型2，用model2表示；

5)將21～25組歸一化后的c(21)～c(25)、uf(21)～uf(25)作為預測集，利用model1進行預測，得到扭振預測值，用參數pr1表示，pr1(n)表示第n個扭振預測值，比較21～25組中各個pr1(n)和vr(n)，若|pr1(n)-vr(n)|>5％vr(n),則認為扭振預測值不準確，記錄不準確的次數，用參數npv1表示；

6)將21～25組歸一化后的c(21)～c(25)、uf(21)～uf(25)作為預測集，利用model2進行預測，得到扭振預測值，用參數pr2表示，pr2(n)表示第n個扭振預測值，比較21～25組中各個pr2(n)和vr(n)，若|pr2(n)-vr(n)|>5％vr(n),則認為扭振預測值不準確，記錄不準確的次數，用參數npv2表示；

7)比較npv1和npv2的大小，若npv1<npv2，表明采用多項式核函數時具有較高的扭振預測值精度，則輸入c(26)～c(30)、uf(26)～uf(30)，支持向量機采用多項式核函數對未來某一時刻的扭振進行預測，得到預測值pr(m)，同時利用扭振傳感器隨機檢測扭振的真實值vr(m)；若npv1>npv2，表明采用高斯核函數時具有較高的扭振預測值精度，則輸入c(26)～c(30)、uf(26)～uf(30)，支持向量機采用高斯核函數對未來的扭振進行預測，得到預測值pr(m)，同時利用扭振傳感器隨機檢測扭振的真實值vr(m)；

8)每得到一次預測值pr(m)，則計算|pr(m)-vr(m)|，當出現|pr(m)-vr(m)|>5％vr(m)的次數累加達到二次，則利用5)步～7)步的方法，重新選擇核函數，利用支持向量機對未來扭振進行預測；若|pr(m)-vr(m)|>5％vr(m)的次數未達到二次，則繼續采用現有核函數，利用支持向量機對未來扭振進行預測。

2.根據權利要求1所述的一種軋機扭振預測方法，其特征在于：0≤sq≤9，最小單位為1，sq＝0表示板帶鋼鐵產品表面質量最差，sq＝9表示板帶鋼鐵產品表面質量最佳。

3.根據權利要求1所述的一種軋機扭振預測方法，其特征在于：0≤rl≤9，最小單位為1，rl＝0表示輥隙潤滑情況最差，rl＝9表示輥隙潤滑情況最佳。

4.根據權利要求1所述的一種軋機扭振預測方法，其特征在于：uf為[0,10]之間的隨機數，uf的最小單位為0.01。