[发明专利]一种板形执行机构群体协调调节方法

说明书

本发明提供了一种板形执行机构群体协调调节方法，步骤如下：一、基于板形辊检测到的待消除板形偏差和板形执行机构消除的板形偏差建立评价函数J；二、根据板形执行机构调节上、下极限确定约束条件；三、根据双边浪、中浪、单边浪以及边部减薄板形缺陷，设计板形目标曲线系数；四、构造实际板形状况判别因子；五、建立板形执行机构群体协调调节机制；六、计算板形执行机构群体协调调节量；七、建立Topkis‑Veinott和遗传算法协同优化的协调算法；八、输出板形执行机构群体协调调节量。采用本发明的执行机构群体协调调节方法，各测量段带钢板形偏差均显著减小，改善了带钢的板形质量。

技术领域

本发明属于带钢生产技术领域，具体涉及一种板形执行机构群体协调调节方法。

背景技术

随着我国钢铁产业升级的不断深化，客户对带钢的板形质量的要求越来越高。在轧制过程中，实际的板形状况十分复杂，而且对成品带钢的板形质量有重要影响。实现高精度板形自动控制必须满足三个条件：首先，板形检测装置要具备较高的可靠性和实时性，能够不间断地获取准确的在线板形信息；其次，轧机需要配备多种类型的板形调节机构，能够有效地消除复杂的板形缺陷；最后，在检测装置与执行机构之间应装备与实际工况相适应的板形控制系统。

不同类型的板形调节机构对带钢板形的控制效果具有复杂的差异性，具有对称调节能力的执行机构为工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移；具有非对称调节能力的执行机构为工作辊倾斜；具有高敏感度的执行机构为工作辊弯辊、工作辊倾斜、中间辊横移；具有低敏感度的执行机构为中间辊弯辊。在现有的板形控制系统中，仅仅是简单地将全部执行机构的最优调节量进行设定计算，然后发送给板形控制闭环来消除板形辊检测到的不良浪形。然而，在实际应用过程中，这种方式存在执行机构群体调节不协调的问题：(1)当板形辊检测到对称性板形缺陷时，工作辊倾斜执行机构也参与到板形调节过程中，但工作辊倾斜执行机构动作过程中又会引起额外的板形变化，这将消耗掉板形闭环控制系统中其他执行机构的调节裕量；(2)当工作辊弯辊和中间辊弯辊朝着相反方向调节时，由于这两种执行机构的调控功效曲线均是凹弧形的，这将导致两种执行机构对带钢板形的作用效果互相抵消，降低板形控制系统的有效弯辊率；(3)当中间辊横移执行机构发生交替增加调节时，工作辊与中间辊接触区域将产生大量热变形，这不仅会导致液压缸弯辊和横移精度降低，而且也引起严重的轧辊磨损。

发明内容

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种板形控制系统执行机构群体协调调节方法。针对以上问题，本发明专利在原板形控制系统基础上，利用板形执行机构调节特性与待消除板形缺陷的匹配度，预先设计板形执行机构群体协调调节机制，以达到提高整个板形控制系统效用的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种板形执行机构群体协调调节方法，包括如下步骤：

步骤一、基于板形辊检测到的待消除板形偏差和板形执行机构消除的板形偏差建立评价函数J：沿带钢宽度方向等分为n₁个测量段，将每一个测量段上板形辊检测到的待消除板形偏差减去板形执行机构消除的板形偏差并取平方，再对全部测量段的平方差求和；

步骤二、根据板形执行机构调节上、下极限确定约束条件：将前一个周期的调节机构实际值与本周期的调节机构调节量相加得出下一个周期的调节机构理论值，然后令下一个周期的调节机构理论值限制在调节机构上、下极限之内；

步骤三、根据双边浪、中浪、单边浪以及边部减薄板形缺陷，设计板形目标曲线系数：将一次函数与目标板形曲线一次系数X_1作乘积，表示操作侧有单边浪、传动侧有单边浪；将二次函数与目标板形曲线二次系数作乘积，表示有中浪、双边浪；将一组递增项分别与目标板形曲线边部系数作乘积，表示边部减薄状况；表达式为：

式中，X_1为目标板形曲线一次系数，X_2为目标板形曲线二次系数，X_3为目标板形曲线边部系数，m₃为带钢占用的测量段的个数，T(j)为j测量段目标板形值；