[发明专利]一种平整机轧制力获取方法及装置

说明书

本发明涉及金属压力加工控制领域，尤其涉及一种平整机轧制力获取方法及装置，方法包括：获取多组历史平整机轧制数据、当前的设定轧制力和实际轧制力，以及初始模型参数，基于这些数据，获得第一计算轧制力，在第一计算轧制力与实际轧制力的差值满足第一预设条件时，获得预设模型的目标模型参数，将平整机轧制数据作为自变量，基于不同的钢种，将预设模型的模型参数作为因变量，得到对应于每个预设模型参数的目标函数，基于目标函数和目标模型参数，当前平整机轧制数据，获得第二计算轧制力，在第二计算轧制力与实际轧制力的差值满足第二预设条件时，获得预设模型的模型参数的值，获得对平整机设定的目标轧制力，从而获得精确的平整机设定轧制力。

技术领域

本发明涉及金属压力加工控制领域，尤其涉及一种平整机轧制力获取方法及装置。

背景技术

平整是薄带钢生产中一个关键环节，直接影响到产品表面质量、力学性能与板形质量。目前平整机大多没有轧制力设定二级模型，采用查表法，人为给定参数，使得轧制力设定与实际偏差大，导致延伸率波动，对产品性能、表面粗糙度与板形控制均会带来不利影响。

广泛应用的冷轧轧制力模型，如Stone公式、Bland-Ford公式、Band-Ford-Hill简化公式等，是基于轧辊在金属变形区内仍然是圆弧形的假设建立的。普通冷轧由于压下量较大，轧件主要发生塑性变形，其弹性变形相对塑性变形较小，忽略轧件的弹性变形对轧制压力的计算影响较小，此外，轧辊的轮廓也仍近似于圆弧形。平整轧制由于轧件塑性变形量较小，轧件的弹性变形和工作辊的弹性压扁对轧制压力分布有较大影响，此外，由于压下量及接触弧长较小，轧辊的接触弧轮廓已不再是圆弧形，因此，对于平整而言，通常的圆弧形轧辊轮廓假设不再合理。

最早由Orowan发现在某些轧制条件下，接触弧的中间部位存在一个“扁平区”，在此区域内压下量几乎为零。国内外多名学者，如连家创和Fleck等人提出将轧辊与带钢接触弧长分多个区处理，区分弹性变形与塑形变形，并认为辊缝变形区中存在较大的“弹性变形平坦区”，一般分为“入口弹性区”、“出口弹性区”与“塑形变形区”，基于接触压力分布函数的假设，对“出口弹性区”长度进行迭代求解，最终计算出总的轧制力。但是，基于变形机理的计算模型需要大量的迭代计算，计算时间长并且存在收敛困难的问题，难以适用于在线控制。

W.L.Roberts(罗伯茨)根据平整的工艺特点开发出一套平整轧制压力显式计算模型,但该模型的推导是基于大压下率的，不能直接用于延伸率小的轧制条件，需要修正。申请号200710185706.X一种平整轧制压力设定、预报及自学习方法，根据均方差最小原则，通过搜索方法确定罗伯茨模型中接触弧长修正参数a0和a1，过程复杂需要迭代计算。专利申请号201010206176.4极薄板平整机的轧制力预设定方法采用均方差最小的原则获得轧制力计算模型中修正系数的值，一个是修正变形抗力，另外一个是修正接触弧长，选择的是罗伯茨模型。申请号201310276037.2一种六辊平整机组轧制力优化设定方法，采用Matlab多维拟合函数方法，给出罗伯茨模型中的参数的具体数值。但是，上述方法直接根据大数据给出参数具体数值，没有和轧制工况参数直接相关联，适应性不强。除了罗伯茨模型外，广泛应用与冷轧轧制力计算的布兰德福特模型，经过修正其中的参数，也可以适用于平整轧制力计算。

所公布的专利中更多所采用的一种方法是根据多目标优化方法寻优，给出轧制力，如申请号201410198769.9适于双机架四辊平整机组轧制力与张力协调控制方法、专利申请号201310031951.0VC辊平整机湿平整过程中张力与轧制压力综合设定方法、申请号201810313793.0一种双平整机组基于成品粗糙度控制的轧制压力设定方法，根据目标板形、粗糙度与带钢机械性能等多个条件为优化目标，通过寻优算法给出轧制力。由于生产现场粗糙度测量与模型迭代寻优等过程使得在线应用需要验证。