金属板带轧制自动控制工艺参数的优化方法

摘要

本发明属于金属板带轧制领域，适用于金属(包括铁、铝、铜、钼、钛等金属及合金)板带轧制过程自动控制的工艺参数优化，采用轧制工艺参数在线自动测量、将采集到的数据通过网络通信传输、计算机数据处理组成的自动控制系统与板带轧制工艺技术相结合的方式对金属板带轧制过程中的变形抗力F和摩擦系数μ的后计算值进行精确计算，将实测的轧制力F和前滑值f_s代入以变形抗力K和摩擦系数μ为未知量的二元高次非线性方程组，同时求解两个未知量的后计算值，利用该后计算值对变形抗力K和摩擦系数μ计算模型进行自适应学优化，进而提高金属板带轧制力F模型的设定精度，可使设定值和实测值的偏差控制在±5％以内。

主权项

1、一种金属板带轧制自动控制工艺参数的优化方法，其特征在于包含以下四个步骤：(1)自动在线实测金属板带轧制过程工艺参数，包括：轧辊速度vR、金属板带出口速度v、轧制力F以及计算变形抗力和摩擦系数所需的参数；(2)对测得的数据进行处理，依下式计算板带轧制过程的实际前滑值fs＝(v-vR)/vR 式中：fs为板带轧制过程的实际前滑值v为实测板带出口速度vR为实测轧辊速度；(3)通过实测轧制力F和实际前滑值fs计算出变形抗力和摩擦系数的后计算值，采用Newton-Raphson法求解下述非线性方式式：$\left.\begin{array}{c}{f}_s(k,\mu )=0\\ F(k,\mu )=0\end{array}\right\}$ 得出变形抗力K和摩擦系数μ的后计算值；(4)将变形抗力K和摩擦系数μ的后计算值代入变形抗力和摩擦系数μ理论模型，对理论计算值进行自适应补偿，优化自适应学习系数，其中变形抗力理论模型$k=\frac{2}{\sqrt{3}}{C}_{k0}{k}_0{(\frac{2}{\sqrt{3}}1n\frac{100}{100-\xi ·r_{\mathrm{tm}}}+{ϵ}_0)}^n$ $r_{\mathrm{tm}}=\frac{h_0-h_m}{h_0}\times 100$ hm＝(1-γ)·hin+γ·hout 式中k—变形抗力h0—初始厚度hm—平均厚度hin，hout—入口、出口厚度k0，ε0，n，ξ，γ—模型参数Ck0—模型自适应学习系数摩擦系数μ理论模型式$\mu =C_1·e^{(b_L·L+C_L·L^2+d_L·L^3+e_L·L^4)+b_v(v-v_0)+c_v{(v-v_0)}^2+d_v{(v-v_0)}^3+e_v{(v-v_0)}^4}$ 式中μ—摩擦系数L—工作辊轧制带钢长度v—带钢出口速度设定值bL～eL，bv～fv—模型参数v0—带钢出口速度标准值C1—模型自适应学习系数。