[发明专利]基于变调控功效的冷轧带钢边部减薄最优控制量的确定方法

说明书

本发明提供一种基于变调控功效的冷轧带钢边部减薄最优控制量的确定方法，通过有限元仿真方法建立冷连轧生产线上各个待控制调节机构的变调控功效系数矩阵，根据每个待控制调节机构的变调控功效系数矩阵，建立每个待控制调节机构的变调控函数表达式，根据每个待控制调节机构的初始控制量X_s对变调控函数进行平移，根据边界条件建立所有待控制调节机构的惩罚函数，得到最终的优化目标函数，利用powell和内点惩罚函数法求解法求解最优控制量，本发明在边部减薄窜辊调控特性的基础上，研究调控功效系数变化的过程，通过构造目标函数的方法，实现了在考虑变调控功效系数的情况进行边部减薄多点控制。

技术领域

本发明涉及冶金轧制技术领域，具体涉及一种基于变调控功效的冷轧带钢边部减薄最优控制量的确定方法。

背景技术

在冷轧硅钢边部减薄的生产中，主要通过前三个机架的工作辊横移(窜辊)对边降进行控制。边部减薄控制的主要控制思路是根据板形闭环控制的方法，但板形闭环控制中各个板形调节机构的调控功效系数是不会变化的，是一个定值。在边部减薄控制中，调节机构工作辊的横移量对边部减薄的影响是变化的，即调控功效系数是一个变值，其调控能力随着横移量的变化的而变化，如何在调控能力变化的情况下，建立目标函数，进行多点控制比较困难。

国内外学者针对这一特点，采用单点和三点的控制方式，并不能对边部减薄实现充分的控制。通过分析边部减薄窜辊调控特性的基础上，研究调控功效系数变化的过程，通过构造目标函数的方法，实现在考虑变调控功效系数的情况进行边部减薄多点控制，可以实现对边部减薄充分控制的目的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于变调控功效的冷轧带钢边部减薄最优控制量的确定方法，包括以下步骤：

步骤1：通过有限元仿真方法建立冷连轧生产线上各个待控制调节机构的变调控功效系数矩阵，包括：

步骤1.1：利用有限元软件建立各个待控制调节机构的模拟模型，通过仿真分析得到各个待控制调节机构在不同控制量下对不同位置处边部减薄的影响量；

步骤1.2：根据每个待控制调节机构对应的所有影响量构建变调控功效系数矩阵表示为：

式中，表示第s个待控制调节机构在控制量x_i下对距离带钢边部N_j位置处边部减薄的影响量，J表示待检测位置的总个数，x_I表示待控制调节机构的最大控制量，I表示待控制调节机构从最小控制量到最大控制量的调整次数，S表示待控制调节机构的总个数；

步骤2：根据每个待控制调节机构的变调控功效系数矩阵，建立每个待控制调节机构的变调控函数表达式；

步骤3：根据每个待控制调节机构的初始控制量X_s，通过坐标平移对步骤2构建的I个变调控函数进行平移，平移后的函数表达式F_i,s(x_s)如下，

F_i,s(x_s)＝2b_i,s+B1_i,s×x_s+B2_i,s×(x_s-X_s)²+B2_i,s×(X_s)²

步骤4：根据控制系统给出的控制目标量△_j，建立所有待控制调节机构的目标函数Min，

式中，N取I、J二者中的最小值；

步骤5：根据边界条件建立所有待控制调节机构的惩罚函数，其中第s个待控制调节机构的惩罚函数g_s,m(x_s)表示为，