[发明专利]一种基于数据评估的钢铁轧制产品质量优化控制方法

权利要求书

1.一种基于数据评估的钢铁轧制产品质量优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定穿带完成后的轧制过程的样本个数l，并确定每个样本中包含的目标采样点个数N；

步骤2：带钢依次通过各机架开始穿带过程，对生产过程中产生的实测数据进行采集和存储；

步骤3：对已采集样本中的数据进行有效性评估和筛选；

步骤4：使用筛选出的最优样本的数据确定工艺参数计算值；

步骤5：确定各机架辊缝模型、轧制力模型和轧制速度模型修正系数的计算值；

步骤6：对各机架的模型修正系数更新；

步骤7：结束。

2.根据权利要求1所述的基于数据评估的钢铁轧制产品质量优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定穿带完成后的轧制过程的样本个数l，并确定每个样本中包含的目标采样点个数N；

步骤2：带钢依次通过各机架开始穿带过程，对生产过程中产生的实测数据进行采集和存储：

步骤2.1：穿带过程中带钢头部数据的采集和存储：

轧制采用的机架数目为n；

带钢头部通过第1机架，穿带过程开始，带钢沿轧制方向依次通过各机架和各机架处设置的测量仪表；

按照固定的数据采样周期，依次对带钢头部通过测量仪表后的采样点进行计数，同时采集记录测量仪表测出的该采样点的实测数据；当通过测量仪表的采样点计数等于目标采样点数目N时，计算采集到的实测数据的平均值，并将实测数据的平均值进行存储作为测定值，作为穿带过程的实测数据样本；

依次在各个机架处进行上述采集和存储过程，直至带钢头部通过最末测量仪表，并且在最末测量仪表处也完成上述采集和存储过程；

穿带过程中，采集和存储的数据包括穿带过程各个机架处的轧制速度；

步骤2.2：穿带完成后的轧制过程中带钢数据的采集和存储：

带钢头部通过最末测量仪表后，开始对穿带完成后的轧制过程中带钢实测数据进行采集和存储：按照固定的数据采样周期，对通过测量仪表的采样点进行计数，同时采集记录测量仪表测出的该采样点的实测数据，当通过测量仪表的采样点计数等于目标采样点数目N时，分别计算当前样本内的所有实测数据的平均值，并将当前样本内实测数据平均值进行存储作为测定值，样本数目记为1；而后，采样点清零，重新开始计数，样本数目+1，直至完成l个样本的数据采集和存储过程；

穿带完成后的轧制过程中，采集和存储的数据包括各个机架处的轧制速度、辊缝、轧制力和活套角度，以及最末机架出口的带钢温度、带钢厚度和带钢宽度；

步骤3：对已采集样本中的数据进行有效性评估和筛选

步骤3.1：对穿带过程中和穿带完成后采集到的样本中的数据进行有效性评估

若样本中的任一数据超出有效性区间范围，则转至步骤7；若样本中的所有数据均在有效性区间范围内，则转至步骤3.2；

步骤3.2：从步骤2.2中得到的l个样本数据中筛选最优样本，作为用于计算的样本；

步骤4：使用筛选出的最优样本的数据确定工艺参数计算值

步骤4.1确定各个机架的出口厚度计算值

根据步骤3.2得到的最优样本中的最末机架出口带钢厚度、各个机架处轧制速度和活套角度计算各机架出口厚度；对于i为1至n-1的第i机架的出口厚度计算值h_计算,i为：

式中，f_i为第i机架的前滑值，f_n为最末机架的前滑值；h_n、v_n分别为最优样本中，最末机架出口的带钢厚度和轧制速度测定值，v_i为最优样本中，第i机架处的轧制速度测定值；为根据最优样本中第i机架处的活套角度θ_i测定值计算出的第i机架至第i+1机架间的带钢长度，l_θs为根据目标活套角度θ_s计算出的第i机架至第i+1机架间的带钢目标长度；

最末机架出口厚度计算值h_计算,n直接采用h_n；

步骤4.2确定各个机架的出口温度计算值

第i机架的出口温度计算值T_计算,i计算公式为：

式中，T_i为步骤2.1的穿带过程中第i机架的轧制温度设定值，T_实测为最优样本中最末机架出口的带钢温度测定值，T_目标为最末机架出口带钢温度目标值；

步骤4.3各机架出口宽度值确定

将最优样本中最末机架出口的带钢宽度测定值作为带钢通过各机架时的出口宽度值；

步骤4.4确定各机架辊缝计算值

使用弹跳方程确定各机架处的辊缝计算值，各个机架处的辊缝计算值S_计算计算公式如下：

式中，h_计算为所要计算的机架处的出口厚度计算值，由步骤4.1得到；P₀为调零轧制力，M为轧机刚度；P_实测为最优样本中所要计算的机架处的轧制力测定值；

步骤4.5确定各机架轧制力计算值

由步骤4.1至步骤4.3的各个机架的出口厚度计算值、各个机架的出口温度计算值、各机架出口宽度值，计算确定各机架轧制力计算值P_计算；

步骤5：确定各机架辊缝模型、轧制力模型和轧制速度模型修正系数的计算值

步骤5.1：计算辊缝模型修正系数

使用步骤4.4计算得到的辊缝计算值S_计算，步骤3.2筛选得到的最优样本的辊缝测定值S_实测，计算辊缝模型修正系数：

辊缝模型修正系数计算公式：

步骤5.2：计算轧制力模型修正系数

使用步骤4.5得到的轧制力计算值P_计算，步骤3.2筛选得到的最优样本的轧制力测定值P_实测，计算轧制力模型修正系数：

轧制力模型修正系数计算公式：

步骤5.3：计算轧制速度模型修正系数

使用步骤2.1得到的穿带过程中轧制速度测定值v_{实测-穿带过程}，以及步骤3.2得到的穿带完成后的轧制过程的最优样本中的轧制速度测定值v，计算轧制速度模型修正系数

轧制速度模型修正系数计算公式：

步骤6：各机架模型修正系数更新

步骤6.1：根据修正系数旧值与修正系数计算值间的偏离程度计算平滑系数；计算公式如下：

式中：Δ_old为模型修正系数旧值，包括辊缝、轧制力、轧制速度的模型修正系数旧值和Δ_计算为步骤5.1-5.3计算得到的模型修正系数计算值，包括和Δ_max为对应的模型修正系数最大值，包括辊缝、轧制力、轧制速度的模型修正系数最大值和Δ_min为对应的模型修正系数最小值，包括辊缝、轧制力、轧制速度的模型修正系数最小值和

对于三个修正系数，均有：若Δ_计算≥Δ_max，则Δ_计算替代并成为新的Δ_max值；若Δ_计算≤Δ_min，则Δ_计算替代并成为新的Δ_min值；ω为比例系数；

步骤6.2：模型修正系数新值计算

采用平滑的方式对模型系数进行修正，平滑后的模型修正系数新值Δ_new按下式计算：

Δ_new＝Δ_old+α·(Δ_计算-Δ_old)

步骤6.3：将计算得到的模型修正系数新值传递给模型设定系统，当下一块带钢进行轧制规程计算时，将辊缝修正系数与模型设定结果相加作为新的辊缝设定值，将轧制力修正系数与模型设定结果相乘作为新的轧制力设定值，将轧制速度模型修正系数与模型设定结果相乘作为新的轧制速度设定值，供带钢生产使用；

步骤7：结束。