[发明专利]一种新型二十辊轧机控制工艺的参数制定集成系统

权利要求书

1.一种新型二十辊轧机控制工艺的参数制定集成系统，其特征在于：包括轧制规程优化制定模块、弹性辊径配辊模块、力能参数计算模块和轧机辊系，

来料厚度、成品厚度、带材宽度、最大轧制力、最大压下率和工作辊直径输入所述轧制规程优化制定模块后，输出轧制道次、总压下率、各道次压下率、轧制力、前后张力、轧制速度、轧制功率和轧制道次出口厚度；

辊径补偿偏心距、压下调整偏心距和所述轧制道次出口厚度输入所述弹性辊径配辊模块后，输出工作辊径、第一中间辊径、第二中间辊径和压下调整角；

所述轧制道次出口厚度、所述压下调整角、轧制力、轧制力臂、轧制方向角和辊径补偿角输入所述力能参数计算模块后，输出辊系载荷、驱动扭矩、载荷放大系数；

所述轧机辊系包括工作辊、第一中间辊组、第二中间辊组、支承辊组，所述第一中间辊组设置于所述工作辊上方，所述第二中间辊组设置于所述第一中间辊组上方，所述第二中间辊组包括设置于两侧的两个驱动辊和设置于中间的自由辊，所述第二中间辊组上方设置所述支承辊组，所述支承辊组包括设置于所述驱动辊两侧的两个单偏心支承辊和设置于所述自由辊上方的两个双偏心支承辊；

所述轧制规程优化制定模块的运算步骤包括：

S1-1：输入来料厚度、成品厚度、最大压下率、最大轧制力已知参数；

S1-2：根据如下公式预估算轧制道次n：

式中，h₀为初始来料厚度，h_t为成品厚度,单位mm，ε_max为最大压下率；

S1-3：确定等压下率模式，并计算平均压下率；

S1-4：比较平均压下率是否超限，若超限则道次数加1，并转向步骤S1-2；

S1-5：计算入口厚度、出口厚度、轧制力；

S1-6：比较轧制力是否超限，若超限则道次数加1，并转向步骤S1-2；

S1-7：比较轧制道次是否超过6，若超过6则减1；

S1-8：确定不同道次轧制力的比例；

S1-9：根据等压下率计算的各道次厚度为区间初始化优化种群；

S1-10：通过隐式Bland-Ford-Hill模型计算轧制力；

S1-11：检查所计算的压下率、轧制力是否满足约束条件，若满足则转向下一步骤，否则转向S1-9；

S1-12：计算轧制力成比例目标函数以及种群中各个个体适应度函数值，找出最大适应度值，计算平均适应度值；

S1-13：对染色体进行评价，按照轮盘赌法对染色体进行选择；

S1-14：若在所给定的限制条件下，循环次数满足种群的最大遗传代数，则输出最优解，终止整个算法，否则转向下一步骤；

S1-15：按照自适应遗传算法的交叉概率和变异概率公式计算交叉概率和变异概率，并对染色体进行单切点交叉和变异操作，然后转向S1-9，生成新种群；

S1-16：若无法满足要求，则转向S1-7，道次数加1；若满足则输出结果；

所述弹性辊径配辊模块的运算步骤包括：

S2-1：输入出口厚度、轧辊测量后的直径；

S2-2：输入辊径补偿角为-15°，压下调整角为-30°；

S2-3：选择弹性配辊类型；

S2-4：根据轧制道次的辊系载荷求解轧辊弹性压扁值，修改辊径；

S2-5：输入该道次的出口厚度；

S2-6：输入所求辊径的初始值，进行辊缝求解；

S2-7：若所计算的辊缝值与输入的辊缝值之差的绝对值大于规定的误差，则返回步骤S2-6，修改辊径值；若小于规定的误差则输出结果；

所述力能参数计算模块的运算步骤包括：

S3-1：所述轧制规程优化制定模块输出的出口厚度、轧制力、轧制力臂、轧制方向角和接触弧长数据输入所述力能参数计算模块；

S3-2：所述弹性辊径配辊模块输出的辊径和辊缝数据输入所述力能参数计算模块；

S3-3：进行求解压下调整角；

S3-4：迭代求解α_A、α_C、α_D、α_G、P_I、P_J、α_I力能参数；其中，α_A、α_C、α_D、α_G、α_I为辊间接触作用载荷与相切两辊中心连线之间的夹角；P_I、P_J为辊间接触作用载荷；

其中，α_A为工作辊与中间辊Ⅰ之间接触作用载荷和两辊中心连线之间的夹角、α_C为中间辊Ⅰ与驱动辊Ⅰ之间接触作用载荷和两辊中心连线之间的夹角、α_D为自由辊与中间辊Ⅰ之间接触作用载荷和两辊中心连线之间的夹角、α_G为单偏心支承辊Ⅰ与驱动辊Ⅰ之间接触作用载荷和两辊中心连线之间的夹角、α_I为自由辊与双偏心支承辊Ⅰ之间接触作用载荷和两辊中心连线之间的夹角、P_I为双偏心支承辊Ⅰ和自由辊之间接触作用载荷、P_J为双偏心支承辊Ⅱ和自由辊之间接触作用载荷；

S3-5：求解载荷放大系数，传递扭矩参数，输出计算结果。