[发明专利]一种适合于四辊平整机组的复杂浪形控制方法

摘要

一种适合于四辊平整机组的复杂浪形控制方法，它主要包括以下由计算机执行的步骤：(1)收集设备参数；(2)收集产品的轧制工艺参数；(3)采用非对称手段对复杂浪形进行控制：①给定上下窜辊量过程变量、倾辊量的初始值以及弯辊力优化步长、窜辊量优化步长、倾辊量优化步长；②计算出上下窜辊量、倾辊量的最佳左、右弯辊力，③计算出左右弯辊力、倾辊量的最佳上、下窜辊量，④计算出左右弯辊力、上下窜辊量的最佳倾辊量；⑤输出最佳左弯辊力、右弯辊力、上窜辊量、下窜辊量、倾辊量，对平整机进行复杂浪形控制。本发明能够有效地控制非对称的局部浪形、复合浪等复杂浪形、提高成品板形质量，具有进一步的推广和使用价值。

主权项

一种适合于四辊平整机组的复杂浪形控制方法，其特征在于：它主要包括以下由计算机执行的步骤：(a)基本设备参数的收集，主要包括工作辊的辊径D_w、支撑辊的辊径D_b、工作辊的辊身长度L_w、支撑辊的辊身长度L_b、工作辊弯辊缸距离l_w、支撑辊压下螺丝中心距l_b、轧机所允许的最大正弯辊力轧机所允许的最大负弯辊力轧机所允许的最大窜辊量δ_max、轧机所允许的最大倾辊量η_max；(b)收集典型规格产品的基本轧制工艺参数，主要包括带材厚度H，宽度B，变形抗力k，轧制力P，轧制速度v，延伸率入口平均张力T₀，出口平均张力T₁，目标板形系数a₀、a₁、a₂、a₃、a₄；(c)四辊平整机组采用非对称手段控制复杂浪形的实现，主要包括以下由计算机执行的步骤：c1)给定上窜辊量过程变量δ_s、下窜辊量过程变量δ_s、以及倾辊量η的初始值以及弯辊力优化步长ΔS、窜辊量优化步长Δδ、倾辊量优化步长Δη；c2)计算出上窜辊量为δ_s、下窜辊量为δ_x、倾辊量为η时的最佳的左、右弯辊力S_zbest、S_ybest，主要包括以下由计算机执行的步骤：c2‑1)定义最佳弯辊计算过程变量i_S、j_S，目标函数初始值F₀；c2‑2)令i_S＝0，j_S＝0，取F₀＝10¹⁰；c2‑3)令左弯辊力为$S_z={-S}_{\max }^{-}+i_s\mathrm{\ΔS};$c2‑4)令右弯辊力为$S_y={-S}_{\max }^{-}+j_s\mathrm{\ΔS};$c2‑5)计算出上窜辊量为δ_s、下窜辊量为δ_s、倾辊量为η、左弯辊力为S_z、右弯辊力为S_y时带材的前张力分布值σ_1i；c2‑6)计算出以I‑Unit为单位板形分布值式中E为带材的弹性模量E、v为泊松比；c2‑7)计算出板形控制过程函数g₁(X)、g₂(X)的值，其中g₂(X)＝max(|α_i‑β_i|)，α_i为目标板形，i为带材在横向的条元号，n为带材在横向总的条元数，x_i为带材在横向第i条元的坐标；c2‑8)计算出目标函数F(X)＝A·g₁(X)+(1‑A)·g₂(X)的值，其中A为加权系数；c2‑9)判断不等式F(X)＜F₀是否成立如果不等式成立则令F₀＝F(X)、S_zbest＝S_z、S_ybest＝S_y，转入步骤c2‑10)；如果不等式不成立，则直接转入步骤c2‑10)；c2‑10)判断不等式是否成立如果不等式成立则令j_s＝j_s+1，转入步骤c2‑4)；如果不等式不成立则转入步骤c2‑11)；c2‑11)判断不等式是否成立如果不等式成立则令i_s＝i_s+1，转入步骤c2‑3)；如果不等式不成立则转入步骤c2‑12)；c2‑12)得到最佳的左、右弯辊力S_zbest、S_ybest；c3)计算出左弯辊力为S_zbest、右弯辊力为S_ybest、倾辊量为η时的最佳上、下窜辊量δ_sbest、δ_xbest，主要包括以下可由计算机执行的步骤：c3‑1)定义最佳窜辊计算过程变量i_δ、j_δ，δ_s'、δ_x'；c3‑2)令i_δ＝0，j_δ＝0；c3‑3)令上窜辊量为δ_s'＝‑δ_max+i_δΔδ；c3‑4)令下窜辊量为δ_x'＝‑δ_max+j_δΔδ；c3‑5)计算出上窜辊量为δ_s'、下窜辊量为δ_x'、倾辊量为η、左弯辊力为S_zbest、右弯辊力为S_ybest时带材的前张力分布值σ_1i；c3‑6)计算出以I‑Unit为单位板形分布值板形控制过程函数g₂(X)＝max(|α_i‑β_i|)的值；c3‑7)计算出目标函数F(X)＝A·g₁(X)+(1‑A)·g₂(X)的值；c3‑8)判断不等式F(X)＜F₀是否成立如果不等式成立则令F₀＝F(X)，δ_sbest＝δ_s'，δ_xbest＝δ_x'，转入步骤c3‑9)；如果不等式不成立则直接转入步骤c3‑9)；c3‑9)判断不等式是否成立如果不等式成立则令j_δ＝j_δ+1，转入步骤c3‑4)；如果不等式不成立则转入步骤c3‑10)；c3‑10)判断不等式是否成立如果不等式成立则令i_δ＝i_δ+1，转入步骤c3‑3)；如果不等式不成立则转入步骤c3‑11)；c3‑11)得到最佳的上、下窜辊量δ_sbest、δ_xbest；c4)计算出左弯辊力为S_zbest、右弯辊力为S_ybest、上窜辊量为δ_sbest、下窜辊量为δ_xbest时的最佳倾辊量η_best；c4‑1)定义最佳倾辊计算过程变量i_η，η'；c4‑2)令i_η＝0；c4‑3)令倾辊量为η'＝‑η_max+i_ηΔη；c4‑4)计算出上窜辊量为δ_sbest、下窜辊量为δ_xbest、倾辊量为η'、左弯辊力为S_zbest、右弯辊力为S_ybest时带材的前张力分布值σ_1i；c4‑5)计算出以I‑Unit为单位板形分布值板形控制过程函数g₂(X)＝max(|α_i‑β_i|)的值；c4‑6)计算出目标函数F(X)＝A·g₁(X)+(1‑A)·g₂(X)的值；c4‑7)判断不等式F(X)＜F₀是否成立如果不等式成立则令F₀＝F(X)，η_best＝η'，转入步骤c4‑8)；如果不等式不成立则直接转入步骤c4‑8)；c4‑8)判断不等式是否成立如果不等式成立则令i_η＝i_η+1，然后转入步骤c4‑3)；如果不等式不成立则转入步骤c4‑9)；c4‑9)得到最佳的倾辊量η_best；c5)判断不等式$\sqrt{{({\mathrm{\δ}}_s-{\mathrm{\δ}}_{\mathrm{sbest}})}^2+{({\mathrm{\δ}}_x-{\mathrm{\δ}}_{\mathrm{xbest}})}^2+{(\mathrm{\η}-{\mathrm{\η}}_{\mathrm{best}})}^2}\<0.001$是否成立如果不等式不成立则给令δ_s＝δ_sbest、δ_x＝δ_xbest、η＝η_best，转入步骤c2)处；如果不等式成立转入步骤c6)；c6)输出最佳左弯辊力S_zbest、右弯辊力S_ybest、上窜辊量δ_sbest、下窜辊量δ_xbest、倾辊量η_best对平整机进行复杂浪形控制。