[发明专利]一种板带热连轧负荷分配方法

说明书

本发明公开了一种新型板带热连轧负荷分配方法，属于控制技术领域。本发明利用混合粒子群优化算法对多目标优化函数离线优化得到典型带钢层别的轧制力分配系数，联合能耗分配法和标准压下率分配法得到负荷分配初始值，轧制力分配模型中利用平衡迭代法进行迭代实现在线计算。本发明采用“离线优化+离线优化+在线控制”相结合的负荷分配新方法，在线计算和应用验证了该方法的有效性，具有良好的收敛性且计算速度较快，满足在线计算要求，又兼顾了轧制能耗与板形控制要求。

技术领域

本发明属于控制技术领域，涉及带钢热连轧精轧过程的控制方法，具体地说，是指一种板带热连轧负荷分配方法。

背景技术

负荷分配计算是轧机连轧生产工艺的核心内容。合理的负荷分配是产品厚度精度及板形质量的基本保证，是能够充分发挥轧机的生产能力，稳定生产过程，保证产品良好的厚度板形和物理性能的前提。由于影响轧制规程的因素较多，通过多目标的优化算法，可以对轧制过程各物理量进行综合考虑，在满足现场设备条件下，合理分配各机架的出口厚度，获得合理的负荷分配，满足工艺要求的各项指标。

目前国内钢厂引进的热轧过程控制系统多采用传统负荷分配方法中的负荷分配系数法，主要包含3种模式：能耗曲线模式、压下模式与轧制力模式。其中，能耗曲线模式和压下模式可直接计算精轧各机架出口厚度，而轧制力模式则需要进过多次迭代计算才能获得各机架出口厚度。前两者优点在于获得的各机架压下率波动较小，缺点是当轧制工况改变时(如换新辊后)容易出现轧制力分配比例不合理；后者优点在于各机架轧制力比例基本保持恒定，缺点是当轧制力模型预报误差较大时，各机架的压下率波动也较大。

目前，有关精轧带钢负荷分配的设定方法也出现一些公开的相关文件，例如申请号2014101747322的中国发明专利中公开了“一种兼顾轧制能耗与良好板形的热轧带钢负荷分配方法”，其包括下列步骤：步骤S1、精轧负荷分配系数的离线优化，获得典型带钢层别的精轧负荷分配方案的Pareto最优解集；步骤S2、精轧负荷分配系数的离线决策：采用基于加权聚合的决策方法，从步骤一所得到的Pareto最优解集中，挑选最终的Pareto优化解，作为典型带钢层别的负荷分配系数；步骤S3、精轧各机架带钢轧制厚度的分配计算与在线控制，得到精轧各机架的压下量及其出口厚度。该方案兼顾轧制能耗与良好板形的热轧带钢负荷分配方法，采用智能优化方法确定负荷分配系数，避免了传统经验方法需要反复试错、试验成本较高的缺陷。其不足在于一是多目标优化函数的选择不够全面，离线优化的智能优化方法比较复杂，计算时间长；二是利用压下模式计算的负荷分配初始值偏差较大，对轧制力模式计算产生影响；三是轧制力模式计算过程繁琐，代码过长，计算量大。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提出一种“能耗曲线模式+压下模式+轧制力模式”相结合的负荷分配新方法，在线计算和应用验证了该方法的有效性，具有良好的收敛性且计算速度较快，满足在线计算要求。

本发明提供一种板带热连轧负荷分配方法，是一种兼顾轧制能耗与良好板形的热轧带钢负荷分配方法，利用混合粒子群优化算法对多目标优化函数离线优化得到典型带钢层别的轧制力分配系数，联合能耗分配法和标准压下率分配法得到负荷分配初始值，轧制力分配模型中利用平衡迭代法进行迭代实现在线计算。

本发明提供的一种板带热连轧负荷分配方法，包括下列步骤：

步骤S201：通过采集精轧机组各参数，建立主要数学模型，得到多个单目标函数，综合多个单目标函数，得到多目标优化函数，根据多目标优化函数特性确定优化算法为混合粒子群优化算法；

步骤S202：建立混合粒子群优化算法模型，采集初始数据对多目标优化函数进行优化得到最优解，即轧制力分配系数；

步骤S203：建立经验负荷分配模型，利用标准压下率分配法+能耗曲线分配法对初始数据进行处理后得到负荷分配初始值；