[发明专利]一种考虑中间坯凸度的热轧粗轧负荷分配方法

说明书

本发明公开了一种考虑中间坯凸度的热轧粗轧负荷分配方法，属于控制技术领域。本发明建立热连轧粗轧轧制工艺数学模型，考虑中间坯凸度前提下确定目标优化函数，在优化设定约束条件下，使用三种群差分进化粒子群算法对粗轧负荷分配进行优化设计。本发明采用“离线优化+在线控制”的分配方法以及三种群差分算法，具有较快的计算速度，满足在线计算要求，能够实现负荷分配优化设定和中间坯凸度预报。

技术领域

本发明属于控制技术领域，涉及一种考虑中间坯凸度的热轧粗轧负荷分配方法。

背景技术

由于热连轧厚度控制的能力越来越高，热连轧生产的产品可以作为最终成品交付给客户，因此其板形问题变得越来越重要。负荷分配是热连轧核心控制技术，合理的负荷分配能够在轧制条件相同的条件下更加合理使用轧机设备，提高板形的控制能力。为实现负荷分配的结果最优，现多采用差分算法等优化算法求解，主要是根据参数模型来建立多目标优化，在工艺和设备的约束条件下建立优化目标函数，利用算法计算出最优负荷分配结果。在热连轧生产中，特别是轧制高强度带钢时，粗轧的轧制压力和压下量过大，粗轧工作辊磨损严重，中间坯凸度往往与精轧控制模型凸度设定值差距过大，导致精轧凸度分配不合理，造成板形质量隐患。因此以中间坯凸度为主要优化目标，来进行负荷分配优化，减小对下游板形质量的影响。

目前，有关负荷分配的设定方法出现一些公开的相关文件，例如文献《综合等负荷函数法在双机架粗轧负荷分配中的应用》[《东北大学学报(自然科学版)》-2007],使用运用等负荷函数的交替迭代运算法对双机架粗轧进行负荷分配，分配时兼顾水平辊和立辊轧制的影响。文献《复用等储备负荷法在热连轧粗轧负荷分配中的应用》[《钢铁研究学报》-2006]运用多层迭代算法进行粗轧机组负荷分配,外层对总轧制道次进行递增迭代,内层通过交替迭代确定带钢厚度和宽度轧制方向的综合负荷函数值,逐步优化平-立辊轧制规程。但是上述方法存在不足，一是使用在单机架初轧机组中，没有形成应对双机架粗轧机组的负荷分配，二是都利用等复合分配方法，利用交替迭代计算方法，计算速度和精度不及“离线优化+在线控制”的分配方法，三是没有考虑中间坯凸度作为优化条件，中间坯凸度不合理会导致精轧凸度分配不合理，埋下了板形隐患。

发明内容

基于上述技术特点，本发明提供一种种考虑中间坯凸度的热轧粗轧负荷分配方法，发明采用“离线优化+在线控制”的分配方法以及速度更快的三种群差分算法，具有较快的计算速度，满足在线计算要求，能够实现负荷分配优化设定和中间坯凸度预报。

一种种考虑中间坯凸度的热轧粗轧负荷分配方法，具体包括如下步骤：

步骤1：建立的轧制工艺特征参数计算模型，包括(1)、(2)和(3)：

(1)轧制力模型：

P＝Bl_cQ_pKK_T

其中，P为轧制力，单位：KN；l_c为考虑压扁后的轧辊与轧件接触弧水平投影，单位：mm；Q_P为接触弧上摩擦力造成应力状态的影响因素；K为决定于金属材料化学成分以及变形的物理条件——变形温度、变形速度及变形程度的金属变形阻力，单位：Mpa；K_T为前后张应力对轧制力的影响因素，在粗轧中可认为前后张应力均为0；B为中间坯带宽，单位：m。

(2)轧制力矩模型：

M_P＝2Pψl_c

其中，ψ为轧制力力臂系数，粗轧ψ＝0.4～0.48。

(3)轧制功率模型：