專利名稱：五機(jī)架ucm冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷連軋生產(chǎn)工藝技術(shù)，特別涉及一種基于機(jī)理模型的五機(jī)架六輥UCM機(jī)型的冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法。

背景技術(shù)：
五機(jī)架六輥UCM機(jī)型的冷連軋機(jī)組的生產(chǎn)工藝及設(shè)備布置如圖1所示，帶材1從開卷機(jī)2卷出后送至機(jī)架，經(jīng)過五個(gè)機(jī)架的軋制，帶材1達(dá)到規(guī)定的厚度并被送至卷取機(jī)3回卷。每個(gè)機(jī)架的軋輥包括工作輥4和中間輥5以及支撐輥6，工作輥與帶材表面直接接觸。為了控制板形與板凸度(見圖2)，在軋制過程中，1-5機(jī)架具有工作輥彎輥、中間輥彎輥和中間輥竄動(dòng)等部分的板形與板凸度控制手段。
對(duì)于五機(jī)架六輥UCM機(jī)型的冷連軋機(jī)而言，其板形與板凸度控制參數(shù)主要包括1-5機(jī)架工作輥與中間輥彎輥以及中間輥竄動(dòng)等十五個(gè)部分。由于上游機(jī)架的出口板形與斷面形狀就是下游機(jī)架的入口板形與入口斷面形狀，因此機(jī)組的成品板形與板凸度實(shí)際上是冷連軋機(jī)五個(gè)機(jī)架十五個(gè)部分的板形與板凸度控制參數(shù)綜合作用的結(jié)果。以往現(xiàn)場(chǎng)在生產(chǎn)過程中，對(duì)于五機(jī)架六輥UCM冷連軋機(jī)組十五個(gè)部分的板形與板凸度控制參數(shù)的設(shè)定通常采用的是各個(gè)機(jī)架單獨(dú)設(shè)定的方法，這樣不但不容易充分發(fā)揮所有控制手段的潛力而且容易出現(xiàn)五個(gè)機(jī)架十五個(gè)部分板形與板凸度控制手段的作用相互抵消，削弱了控制效果，甚至有可能在所有控制手段綜合作用后出現(xiàn)新的附加局部浪形，影響成品的質(zhì)量。


發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，該方法充分結(jié)合五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組的設(shè)備與生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，將板形控制參數(shù)分成以控制板凸度為主的靜態(tài)參數(shù)(該參數(shù)設(shè)定完畢之后在鋼卷的軋制過程中就不變了，其主要包括1-5機(jī)架工作輥的竄動(dòng)量)與以控制板形為主的動(dòng)態(tài)參數(shù)(該參數(shù)設(shè)定完畢之后是可以由操作工或者系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際板形情況進(jìn)行微調(diào)，主要包括1-5機(jī)架的工作輥與中間輥的彎輥力)兩種，在引入綜合竄輥系數(shù)與綜合彎輥系數(shù)兩個(gè)參數(shù)的基礎(chǔ)上，將板形與板凸度參數(shù)的控制過程分解成粗搜索與精搜索兩個(gè)部分，在滿足工程上對(duì)板形與板凸度參數(shù)的實(shí)際設(shè)定精度要求的前提下，對(duì)板形與板凸度進(jìn)行在線控制。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，包括以下步驟 (a)收集五機(jī)架六輥UCM機(jī)型冷連軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)，主要包括1-5機(jī)架工作輥直徑Dwk；1-5機(jī)架中間輥直徑Dmk；1-5機(jī)架支撐輥直徑Dbk；1-5機(jī)架工作輥與中間輥以及支撐輥輥型分布值ΔDwki、ΔDmki、ΔDbki；1-5機(jī)架工作輥輥身長(zhǎng)度Lwk；1-5機(jī)架中間輥輥身長(zhǎng)度Lmk；1-5機(jī)架支撐輥輥身長(zhǎng)度Lbk；1-5機(jī)架工作輥壓下螺絲中心距l(xiāng)wk；1-5機(jī)架中間輥壓下螺絲中心距l(xiāng)mk；1-5機(jī)架支撐輥壓下螺絲中心距l(xiāng)bk；1-5機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量δk max；1-5機(jī)架工作輥與中間輥的最大與最小彎輥力Skw max+、Skw max-、Skm max+、Skm max-；設(shè)備允許輥間壓力均勻度系數(shù)η0。
(b)收集待控制板形與板凸度的帶材關(guān)鍵軋制工藝參數(shù)，主要包括帶材來料的厚度橫向分布值Hi；來料板形的橫向分布值Li；帶材的寬度B；1-5機(jī)架帶材平均后張力T0k；1-5機(jī)架平均前張力T1k；1-5機(jī)架壓下量延伸率設(shè)定值εk。
(c)對(duì)相關(guān)板形與板凸度控制參數(shù)進(jìn)行粗搜索，包括以下步驟 c1)定義初始目標(biāo)值F0，并將F0賦一個(gè)非常大的值，如令F0＝1010。同時(shí)，給定工程上所允許的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)最大值Fmax。引入綜合竄輥系數(shù)λ1與綜合彎輥系數(shù)λ2兩個(gè)變量； c2)給定綜合彎輥系數(shù)的初始值λ′2＝10； c3)令λ2＝λ′2，同時(shí)定義中間變量k1，并令k1＝0； c4)給定搜索步長(zhǎng)Δδ＝10mm，令λ1＝k1、δk＝10λ1； c5)計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η； c6)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ1、λ2作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算； c7)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k1＝k1+1，轉(zhuǎn)入步驟c8。如果不成立，則令k1＝k1+1，直接轉(zhuǎn)入步驟c8； c8)判斷不等式δk≤δk max(其中，δk max為第k機(jī)架設(shè)備與工藝所允許的中間輥?zhàn)畲蟾Z動(dòng)量)是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟c4；否則，令轉(zhuǎn)入步驟c9； c9)定義中間變量k2，并令k2＝0； c10)給定搜索步長(zhǎng)(其中，Swk max+與Smk max+分別為第k機(jī)架工作輥與中間輥設(shè)備所允許最大彎輥力)，令λ2＝k2； c11)計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η； c12)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ1、λ2作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算； c13)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2＝k2+1，轉(zhuǎn)入步驟c14。如果不成立，則令k2＝k2+1，直接轉(zhuǎn)入步驟c14； c14)判斷不等式k2≤20是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟c10；否則，令轉(zhuǎn)入步驟c15； c15)判斷不等式|λ2-λ′2|＜0.05是否成立，如果成立則轉(zhuǎn)入步驟c16；否則令λ′2＝λ2，轉(zhuǎn)入步驟c3； c16)輸出λ1、λ2的值，作為粗搜索結(jié)果，完成粗搜索過程。
(d)對(duì)相關(guān)板形與板凸度參數(shù)進(jìn)行精搜索，包括以下步驟 d1)令機(jī)架參數(shù)k＝1； d2)定義各個(gè)機(jī)架的中間輥竄輥系數(shù)λ1k與各個(gè)機(jī)架中間輥與工作輥的彎輥系數(shù)λ2wk、λ2mk，定義中間變量k1k，并令k1k＝0； d3)給定搜索步長(zhǎng)Δδ＝5mm，令λ1k＝k1k、δk＝10λ1-20+5λ1k； d4)令λ1k+1＝λ1k+2＝…＝λ15＝λ1、λ2w1＝λ2w2＝λ2w3＝λ2w4＝λ2w5＝λ2，λ2m1＝λ2m2＝λ2m3＝λ2m4＝λ2m5＝λ2。計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η，轉(zhuǎn)入步驟d5； d5)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ11、λ12、λ13、λ14、λ15、λ2w1、λ2w2、λ2w3、λ2w4、λ2w5、λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟d6； d6)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k1k＝k1k+1，轉(zhuǎn)入步驟d7。如果不成立，則令k1k＝k1k+1，直接轉(zhuǎn)入步驟d7； d7)判斷不等式k1k≤8與δk≤δk max是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d3；否則，令完成δk的精搜索過程； d8)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d2)；否則，轉(zhuǎn)入步驟d9； d9)令機(jī)架參數(shù)k＝1； d10)定義中間變量k2wk，并令k2wk＝0； d11)給定搜索步長(zhǎng)令λ2wk＝k2wk、 d12)令λ2wk+1＝λ2wk+2＝…＝λ2w5＝λ2，λ2m1＝λ2m2＝λ2m3＝λ2m4＝λ2m5＝λ2。計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η，轉(zhuǎn)入步驟d13； d13)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ2w1、λ2w2、λ2w3、λ2w4、λ2w5、λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟d14； d14)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2wk＝k2wk+1，轉(zhuǎn)入步驟d15。如果不成立，則令k2wk＝k2wk+1，直接轉(zhuǎn)入步驟d15； d15)判斷不等式k2wk≤12與是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d11；否則，令完成Swk的精搜索過程； d16)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d10)；否則，轉(zhuǎn)入步驟d17； d17)令機(jī)架參數(shù)k＝1； d18)定義中間變量k2mk，并令k2mk＝0； d19)給定搜索步長(zhǎng)令λ2mk＝k2mk、 d20)令λ2mk+1＝λ2mk+2＝…＝λ2m5＝λ2，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η，轉(zhuǎn)入步驟d21； d21)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟d22； d22)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2mk＝k2mk+1，轉(zhuǎn)入步驟d23。如果不成立，則令k2mk＝k2mk+1，直接轉(zhuǎn)入步驟d23； d23)判斷不等式k2mk≤12與是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d19；否則，令完成Smk的精搜索過程； d24)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d18)；否則，轉(zhuǎn)入步驟d25； d25)輸出λ1k、λ2wk、λ2mk，結(jié)束整個(gè)精搜索過程。
(e)根據(jù)λ1k、λ2wk、λ2mk計(jì)算出相應(yīng)的冷連軋機(jī)組1-5機(jī)架中間輥的竄動(dòng)量δk以及工作輥與中間輥彎輥力Swk，Smk，并在機(jī)組上實(shí)現(xiàn)板形與板凸度的在線控制。
在步驟c1中，考慮到對(duì)于UCM機(jī)型的冷連軋機(jī)組而言，盡管中間輥的竄動(dòng)可以有效的改善板形與邊部減薄，提高產(chǎn)品板凸度的控制精度，但是隨著中間輥竄動(dòng)量的增加，輥間壓力橫向分布的不均勻程度也隨之增加，輥耗也增加。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，現(xiàn)場(chǎng)為了提高板形與板凸度的控制精度，防止附加浪形與局部高點(diǎn)的產(chǎn)生，希望各個(gè)機(jī)架軋輥磨損差異不能太大，而不希望軋輥的磨損集中在某一機(jī)架。這樣，與之對(duì)應(yīng)就希望五機(jī)架六輥UCM冷連軋機(jī)組1-5機(jī)架中間輥的竄動(dòng)量能夠盡可能的保持一致，為此可以引入一個(gè)綜合竄輥系數(shù)λ1，使得 δk＝λ1Δδ 式中 Δδ-中間輥的最小竄動(dòng)步長(zhǎng)。
在步驟c1中，為了充分發(fā)揮各個(gè)部分的彎輥對(duì)板形與板凸度的控制能力，現(xiàn)場(chǎng)希望各個(gè)部分彎輥力的相對(duì)余量均勻而不希望在設(shè)定過程中出現(xiàn)某個(gè)部分彎輥力偏高甚至滿負(fù)荷運(yùn)行而另外幾個(gè)部分的彎輥力則較小，這樣不但影響彎輥缸的使用壽命而且也使得偏高部分彎輥力沒有調(diào)節(jié)的余地?；谶@一控制思想，可以引入一個(gè)綜合彎輥系數(shù)λ2，使得 式中 Swk max-、Smk max--第k機(jī)架工作輥與中間輥設(shè)備所允許最小彎輥力； Δswk、Δsmk-第k機(jī)架工作輥與中間輥?zhàn)钚澼佌{(diào)節(jié)步長(zhǎng)。
在步驟c5中，所述輥間壓力均勻程度系數(shù)η可以定義為 η＝max{η1，η2，…，ηk，…，η5} 式中 η-機(jī)組整體輥間壓力均勻程度系數(shù)； ηk-第k機(jī)架的輥間壓力均勻程度系數(shù)； nmw-工作輥與中間輥輥縫接觸部分條元數(shù)； nmb-中間輥與支撐輥輥縫接觸部分條元數(shù)。
在步驟c5中，所述板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)F(X)可以定義為 式中 α-加權(quán)系數(shù)； η0-設(shè)備所允許的最大輥間壓力均勻度系數(shù)。
在步驟d2中，各個(gè)機(jī)架的中間輥竄輥系數(shù)λ1k與竄輥量的關(guān)系如下 δk＝λ1kΔδ 在步驟d2中，各個(gè)機(jī)架中間輥與工作輥的彎輥系數(shù)λ2wk、λ2mk與彎輥之間的關(guān)系如下 本發(fā)明的有益效果該發(fā)明結(jié)合五機(jī)架六輥UCM機(jī)型的冷連軋機(jī)組設(shè)備與工藝特點(diǎn)，以充分發(fā)揮出機(jī)組所有板形與板凸度控制手段的潛力為前提，在首次提出了一個(gè)板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的基礎(chǔ)上，同時(shí)兼顧到盡量降低軋輥輥耗問題，給出一套適合于五機(jī)架六輥UCM機(jī)型的冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，并開發(fā)出了相應(yīng)的工程實(shí)用計(jì)算策略，首次實(shí)現(xiàn)了利用機(jī)理模型對(duì)冷連軋機(jī)的板形與板凸度在線適時(shí)控制。



圖1是五機(jī)架六輥UCM機(jī)型的冷連軋機(jī)組的生產(chǎn)工藝及設(shè)備布置示意圖； 圖2是UCM軋機(jī)板形控制手段示意圖； 圖3是基于機(jī)理模型的五機(jī)架六輥UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線控制簡(jiǎn)要總流程圖； 圖4-a、圖4-b是基于機(jī)理模型的五機(jī)架六輥UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線控制粗搜索計(jì)算流程圖； 圖5-a、圖5-b、圖5-c是基于機(jī)理模型的五機(jī)架六輥UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線控制精搜索計(jì)算流程圖； 圖6-a、圖6-b、圖6-c、圖6-d是基于機(jī)理模型的五機(jī)架六輥UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線控制詳細(xì)總流程圖。

具體實(shí)施例方式 以下借助附圖描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例 實(shí)施例1 圖6是按照本發(fā)明的雙UCM平整機(jī)組基于機(jī)理模型的板形參數(shù)在線設(shè)定總流程圖。現(xiàn)以來料牌號(hào)為SPCC、規(guī)格為0.17mm×1200mm帶鋼為例，借助于圖6來描述特定鋼種與規(guī)格的帶鋼在特定五機(jī)架六輥UCM機(jī)型冷連軋機(jī)組上的基于機(jī)理模型的板形與板凸度參數(shù)控制過程以及相關(guān)效果。
首先，在步驟1中，收集五機(jī)架六輥UCM機(jī)型冷連軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)，主要包括1-5機(jī)架工作輥直徑Dwk＝480mm；1-5機(jī)架中間輥直徑Dmk＝460mm；1-5機(jī)架支撐輥直徑Dbk＝1200mm；1-5機(jī)架工作輥與中間輥以及支撐輥輥型分布值ΔDwki＝0、ΔDmki＝0、ΔDbki＝0；1-5機(jī)架工作輥輥身長(zhǎng)度Lwk＝1550mm；1-5機(jī)架中間輥輥身長(zhǎng)度Lmk＝1550mm；1-5機(jī)架支撐輥輥身長(zhǎng)度Lbk＝1550mm；1-5機(jī)架工作輥壓下螺絲中心距l(xiāng)wk＝2550mm；1-5機(jī)架中間輥壓下螺絲中心距l(xiāng)mk＝2550mm；1-5機(jī)架支撐輥壓下螺絲中心距l(xiāng)bk＝2550mm；1-5機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量1-5機(jī)架工作輥與中間輥的最大與最小彎輥力設(shè)備允許輥間壓力均勻度系數(shù)η0＝0.25； 隨后，在步驟2中，收集待控制板形與板凸度的帶材關(guān)鍵軋制工藝參數(shù)，主要包括帶材來料的凸度橫向分布值{ΔHi}＝{0，1.73，3.45，4.24，5.67，7.48，7.98，8.61，8.89，9.33，9.78，9.92，9.93，10.9，10.96，10.90，11，10.99，10.96，10.9，10.83，10.72，10.58，10.13，9.8，9.41，8.90，8.28，6.62，5.54，4.25，3.75，0}；來料板形認(rèn)為良好，其橫向分布值Li＝0；帶材的寬度B＝1.2m；1-5機(jī)架帶材平均后張力T01＝49Mpa、T02＝176Mpa、T03＝176Mpa、T04＝176Mpa、T05＝176Mpa；1-5機(jī)架平均前張力T11＝176Mpa、T12＝176Mpa、T13＝176Mpa、T14＝176Mpa、T15＝49Mpa；1-5機(jī)架壓下量延伸率設(shè)定值εk＝{0.34，0.32，0.27，0.26，0.09}； 隨后，在步驟3中，給定板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的初始設(shè)定值F0＝1.0×1010，給定工程上所允許的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)最大值Fmax＝0.05，引入綜合竄輥系數(shù)λ1與綜合彎輥系數(shù)λ2兩個(gè)變量，使得δk＝λ1Δδ， 隨后，在步驟4中，給定綜合彎輥系數(shù)的初始值λ′2＝10； 隨后，在步驟5中，令λ2＝λ′2＝10，同時(shí)定義中間變量k1，并令k1＝0； 隨后，在步驟6中，給定搜索步長(zhǎng)Δδ＝10mm，令λ1＝k1、δk＝10λ1； 隨后，在步驟7中，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.69以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.42； 隨后，在步驟8中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ1＝0、λ2＝10作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算； 隨后，在步驟9中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k1＝k1+1，轉(zhuǎn)入步驟10。如果不成立，則令k1＝k1+1，直接轉(zhuǎn)入步驟10； 隨后，在步驟10中，判斷不等式是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟6；否則，令轉(zhuǎn)入步驟11； 隨后，在步驟11中，定義中間變量k2，并令k2＝0； 隨后，在步驟12中，給定搜索步長(zhǎng)令λ2＝k2； 隨后，在步驟13中，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.42以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.31； 隨后，在步驟14中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ1、λ2作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算； 隨后，在步驟15中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2＝k2+1，轉(zhuǎn)入步驟16。如果不成立，則令k2＝k2+1，直接轉(zhuǎn)入步驟16； 隨后，在步驟16中，判斷不等式k2≤20是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟12；否則，令轉(zhuǎn)入步驟17； 隨后，在步驟17中，判斷不等式|λ2-λ′2|＜0.05是否成立，如果成立則轉(zhuǎn)入步驟18；否則令λ′2＝λ2，轉(zhuǎn)入步驟5； 隨后，在步驟18中，輸出λ1＝10、λ2＝12的值，作為粗搜索結(jié)果，完成粗搜索過程； 隨后，在步驟19中，令機(jī)架參數(shù)k＝1； 隨后，在步驟20中，定義各個(gè)機(jī)架的中間輥竄輥系數(shù)λ1k與各個(gè)機(jī)架中間輥與工作輥的彎輥系數(shù)λ2wk、λ2mk，定義中間變量k1k，并令k1k＝0； 隨后，在步驟21中，給定搜索步長(zhǎng)Δδ＝5mm，令λ1k＝k1k、δk＝10λ1-20+5λ1k＝80+5λ1k； 隨后，在步驟22中，令λ1k+1＝λ1k+2＝…＝λ15＝λ1＝10、λ2w1＝λ2w2＝λ2w3＝λ2w4＝λ2w5＝λ2＝12，λ2m1＝λ2m2＝λ2m3＝λ2m4＝λ2m5＝λ2＝12。計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.33以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.21，轉(zhuǎn)入步驟23； 隨后，在步驟23中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ11、λ12、λ13、λ14、λ15、λ2w1、λ2w2、λ2w3、λ2w4、λ2w5、λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟24； 隨后，在步驟24中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k1k＝k1k+1，轉(zhuǎn)入步驟25。如果不成立，則令k1k＝k1k+1，直接轉(zhuǎn)入步驟25； 隨后，在步驟25中，判斷不等式k1k≤8與δk≤δk max是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟21；否則，令完成δk的精搜索過程； 隨后，在步驟26中，令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟20；否則，轉(zhuǎn)入步驟27； 隨后，在步驟27中，令機(jī)架參數(shù)k＝1； 隨后，在步驟28中，定義中間變量k2wk，并令k2wk＝0； 隨后，在步驟29中，給定搜索步長(zhǎng)令λ2wk＝k2wk、 隨后，在步驟30中，令λ2wk+1＝λ2wk+2＝…＝λ2w5＝λ2＝12，λ2m1＝λ2m2＝λ2m3＝λ2m4＝λ2m5＝λ2＝12。計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.32以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.18，轉(zhuǎn)入步驟31； 隨后，在步驟31中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ2w1、λ2w2、λ2w3、λ2w4、λ2w5、λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟32； 隨后，在步驟32中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2wk＝k2wk+1，轉(zhuǎn)入步驟33。如果不成立，則令k2wk＝k2wk+1，直接轉(zhuǎn)入步驟33； 隨后，在步驟33中，判斷不等式k2wk≤12與是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟29；否則，令完成Swk的精搜索過程； 隨后，在步驟34中，令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟28；否則，轉(zhuǎn)入步驟35； 隨后，在步驟35中，令機(jī)架參數(shù)k＝1； 隨后，在步驟36中，定義中間變量k2mk，并令k2mk＝0； 隨后，在步驟37中，給定搜索步長(zhǎng)令λ2mk＝k2mk、 隨后，在步驟38中，令λ2mk+1＝λ2mk+2＝…＝λ2m5＝λ2＝12，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.26以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.18，轉(zhuǎn)入步驟39； 隨后，在步驟39中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟40； 隨后，在步驟40中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2mk＝k2mk+1，轉(zhuǎn)入步驟41。如果不成立，則令k2mk＝k2mk+1，直接轉(zhuǎn)入步驟41； 隨后，在步驟41中，判斷不等式k2mk≤12與是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟37；否則，令完成Smk的精搜索過程； 隨后，在步驟42中，令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟36；否則，轉(zhuǎn)入步驟43； 隨后，在步驟43中，輸出λ1k＝{6，2，4，1，2}、λ2wk＝{7，9，8，6，5}、λ2mk＝{10，9，6，5，9}，結(jié)束整個(gè)精搜索過程； 隨后，在步驟44中，根據(jù)λ1k＝{6，2，4，1，2}、λ2wk＝{7，9，8，6，5}、λ2mk＝{10，9，6，5，9}計(jì)算出相應(yīng)的冷連軋機(jī)組1-5機(jī)架中間輥的竄動(dòng)量δk＝{110，90，100，85，90}以及工作輥與中間輥彎輥力Swk＝{125，175，150，100，75}、Smk＝{160，140，80，60，140}，并在機(jī)組上實(shí)現(xiàn)板形與板凸度的在線控制。
最后，為了方便比較，首先，如表1所示分別列出采用本發(fā)明所述基于機(jī)理模型的板形與板凸度綜合控制方法所得出的板形與板凸度控制參數(shù)計(jì)算結(jié)果與采用傳統(tǒng)優(yōu)化方法所計(jì)算出的板形與板凸度控制參數(shù)計(jì)算結(jié)果。然后，如表2所示，分別列出采用本發(fā)明所述基于機(jī)理模型的板形與板凸度綜合控制方法與采用傳統(tǒng)方法所得出的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的對(duì)比情況。
表1 本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)優(yōu)化法計(jì)算結(jié)果
表2 本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)優(yōu)化法所得出的板形與板凸度目標(biāo)函數(shù)及輥間壓力均勻程度系數(shù)對(duì)比
通過表2可以看出，采用本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)優(yōu)化法相比，板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)從0.25下降到0.12，下降了52％。這說明采用本發(fā)明所述板形與板凸度綜合控制方法之后，板形與板凸度的控制精度大大提高。與此同時(shí)，通過表2還可以看出，采用本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)優(yōu)化法相比，輥間壓力不均勻度系數(shù)從0.26降低到0.08，下降了69.2％，從而大大的降低了軋輥的輥耗。
實(shí)施例2 為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明的基本思想，現(xiàn)以來料牌號(hào)為SPCD、規(guī)格為0.21mm×1750mm的帶鋼為例，借助于圖6來描述特定鋼種與規(guī)格的帶鋼在特定五機(jī)架六輥UCM機(jī)型冷連軋機(jī)組上的基于機(jī)理模型的板形與板凸度參數(shù)控制過程以及相關(guān)效果。
首先，在步驟1中，收集五機(jī)架六輥UCM機(jī)型冷連軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)，主要包括1-5機(jī)架工作輥直徑Dwk＝520mm；1-5機(jī)架中間輥直徑Dmk＝400mm；1-5機(jī)架支撐輥直徑Dbk＝1100mm；1-5機(jī)架工作輥與中間輥以及支撐輥輥型分布值ΔDwki＝0、ΔDmki＝0、ΔDbki＝0；1-5機(jī)架工作輥輥身長(zhǎng)度Lwk＝2050mm；1-5機(jī)架中間輥輥身長(zhǎng)度Lmk＝2050mm；1-5機(jī)架支撐輥輥身長(zhǎng)度Lbk＝2050mm；1-5機(jī)架工作輥壓下螺絲中心距l(xiāng)wk＝2950mm；1-5機(jī)架中間輥壓下螺絲中心距l(xiāng)mk＝2950mm；1-5機(jī)架支撐輥壓下螺絲中心距l(xiāng)bk＝2950mm；1-5機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量1-5機(jī)架工作輥與中間輥的最大與最小彎輥力設(shè)備允許輥間壓力均勻度系數(shù)η0＝0.2； 隨后，在步驟2中，收集待控制板形與板凸度的帶材關(guān)鍵軋制工藝參數(shù)，主要包括帶材來料的凸度橫向分布值{ΔHi}＝{0，1.84，3.56，4.38，6.43，7.26，7.67，8.52，8.78，9.25，9.67，9.81，9.89，9.92，9.95，9.91，10，9.98，9.95，9.98，9.87，9.71，9.59，9.15，8.89，8.42，7.89，7.29，5.67，4.57，3.27，2.66，0}；來料板形認(rèn)為良好，其橫向分布值Li＝0；帶材的寬度B＝1.75m；1-5機(jī)架帶材平均后張力T01＝49Mpa、T02＝150Mpa、T03＝150Mpa、T04＝150Mpa、T05＝150Mpa；1-5機(jī)架平均前張力T11＝150Mpa、T12＝150Mpa、T13＝150Mpa、T14＝150Mpa、T15＝68Mpa；1-5機(jī)架壓下量延伸率設(shè)定值εk＝{0.35，0.31，0.28，0.25，0.13}； 隨后，在步驟3中，給定板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的初始設(shè)定值F0＝1.0×1010，給定工程上所允許的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)最大值Fmax＝0.05，引入綜合竄輥系數(shù)λ1與綜合彎輥系數(shù)λ2兩個(gè)變量，使得δk＝λ1Δδ， 隨后，在步驟4中，給定綜合彎輥系數(shù)的初始值λ′2＝10； 隨后，在步驟5中，令λ2＝λ′2＝10，同時(shí)定義中間變量k1，并令k1＝0； 隨后，在步驟6中，給定搜索步長(zhǎng)Δδ＝10mm，令λ1＝k1、δk＝10λ1； 隨后，在步驟7中，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.75以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.28； 隨后，在步驟8中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ1＝0、λ2＝10作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算； 隨后，在步驟9中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k1＝k1+1，轉(zhuǎn)入步驟10。如果不成立，則令k1＝k1+1，直接轉(zhuǎn)入步驟10； 隨后，在步驟10中，判斷不等式是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟6；否則，令轉(zhuǎn)入步驟11； 隨后，在步驟11中，定義中間變量k2，并令k2＝0； 隨后，在步驟12中，給定搜索步長(zhǎng)令λ2＝k2； 隨后，在步驟13中，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.38以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.27； 隨后，在步驟14中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ1、λ2作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算； 隨后，在步驟15中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2＝k2+1，轉(zhuǎn)入步驟16。如果不成立，則令k2＝k2+1，直接轉(zhuǎn)入步驟16； 隨后，在步驟16中，判斷不等式k2≤20是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟12；否則，令轉(zhuǎn)入步驟17； 隨后，在步驟17中，判斷不等式|λ2-λ′2|＜0.05是否成立，如果成立則轉(zhuǎn)入步驟18；否則令λ′2＝λ2，轉(zhuǎn)入步驟5； 隨后，在步驟18中，輸出λ1＝12、λ2＝10的值，作為粗搜索結(jié)果，完成粗搜索過程； 隨后，在步驟19中，令機(jī)架參數(shù)k＝1； 隨后，在步驟20中，定義各個(gè)機(jī)架的中間輥竄輥系數(shù)λ1k與各個(gè)機(jī)架中間輥與工作輥的彎輥系數(shù)λ2wk、λ2mk，定義中間變量k1k，并令k1k＝0； 隨后，在步驟21中，給定搜索步長(zhǎng)Δδ＝5mm，令λ1k＝k1k、δk＝10λ1-20+5λ1k＝100+5λ1k； 隨后，在步驟22中，令λ1k+1＝λ1k+2＝…＝λ15＝λ1＝12、λ2w1＝λ2w2＝λ2w3＝λ2w4＝λ2w5＝λ2＝10，λ2m1＝λ2m2＝λ2m3＝λ2m4＝λ2m5＝λ2＝10。計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.31以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.19，轉(zhuǎn)入步驟23； 隨后，在步驟23中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ11、λ12、λ13、λ14、λ15、λ2w1、λ2w2、λ2w3、λ2w4、λ2w5、λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟24； 隨后，在步驟24中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k1k＝k1k+1，轉(zhuǎn)入步驟25。如果不成立，則令k1k＝k1k+1，直接轉(zhuǎn)入步驟25； 隨后，在步驟25中，判斷不等式k1k≤8與δk≤δk max是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟21；否則，令完成δk的精搜索過程； 隨后，在步驟26中，令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟20；否則，轉(zhuǎn)入步驟27； 隨后，在步驟27中，令機(jī)架參數(shù)k＝1； 隨后，在步驟28中，定義中間變量k2wk，并令k2wk＝0； 隨后，在步驟29中，給定搜索步長(zhǎng)令λ2wk＝k2wk、 隨后，在步驟30中，令λ2wk+1＝λ2wk+2＝…＝λ2w5＝λ2＝10，λ2m1＝λ2m2＝λ2m3＝λ2m4＝λ2m5＝λ2＝10。計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.27以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.16，轉(zhuǎn)入步驟31； 隨后，在步驟31中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ2w1、λ2w2、λ2w3、λ2w4、λ2w5、λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟32； 隨后，在步驟32中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2wk＝k2wk+1，轉(zhuǎn)入步驟33。如果不成立，則令k2wk＝k2wk+1，直接轉(zhuǎn)入步驟33； 隨后，在步驟33中，判斷不等式k2wk≤12與是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟29；否則，令完成Swk的精搜索過程； 隨后，在步驟34中，令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟28；否則，轉(zhuǎn)入步驟35； 隨后，在步驟35中，令機(jī)架參數(shù)k＝1； 隨后，在步驟36中，定義中間變量k2mk，并令k2mk＝0； 隨后，在步驟37中，給定搜索步長(zhǎng)令λ2mk＝k2mk、 隨后，在步驟38中，令λ2mk+1＝λ2mk+2＝…＝λ2m5＝λ2＝12，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)＝0.22以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η＝0.14，轉(zhuǎn)入步驟39； 隨后，在步驟39中，判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟40； 隨后，在步驟40中，判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2mk＝k2mk+1，轉(zhuǎn)入步驟41。如果不成立，則令k2mk＝k2mk+1，直接轉(zhuǎn)入步驟41； 隨后，在步驟41中，判斷不等式k2mk≤12與是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟37；否則，令完成Smk的精搜索過程； 隨后，在步驟42中，令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟36；否則，轉(zhuǎn)入步驟43； 隨后，在步驟43中，輸出λ1k＝{5，3，2，3，1}、λ2wk＝{6，8，7，5，6}、λ2mk＝{9，8，7，10，8}，結(jié)束整個(gè)精搜索過程； 隨后，在步驟44中，根據(jù)λ1k＝{5，3，2，3，1}、λ2wk＝{6，8，7，5，6}、λ2mk＝{9，8，7，10，8}計(jì)算出相應(yīng)的冷連軋機(jī)組1-5機(jī)架中間輥的竄動(dòng)量δk＝{125，115，110，115，105}以及工作輥與中間輥彎輥力Swk＝{0，60，30，-30，0}、Smk＝{45，30，15，60，30}，并在機(jī)組上實(shí)現(xiàn)板形與板凸度的在線控制。
最后，為了方便比較，首先，如表3所示分別列出采用本發(fā)明所述基于機(jī)理模型的板形與板凸度綜合控制方法所得出的板形與板凸度控制參數(shù)計(jì)算結(jié)果與采用傳統(tǒng)優(yōu)化方法所計(jì)算出的板形與板凸度控制參數(shù)計(jì)算結(jié)果。然后，如表4所示，分別列出采用本發(fā)明所述基于機(jī)理模型的板形與板凸度綜合控制方法與采用傳統(tǒng)方法所得出的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的對(duì)比情況。
表3 本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)優(yōu)化法計(jì)算結(jié)果
表4 本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)優(yōu)化法所得出的板形與板凸度目標(biāo)函數(shù)及輥間壓力均勻程度系數(shù)對(duì)比
通過表4可以看出，采用本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)優(yōu)化法相比，板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)從0.28下降到0.08，下降了71.4％。這說明采用本發(fā)明所述板形與板凸度綜合控制方法之后，板形與板凸度的控制精度大大提高。與此同時(shí)，通過表4還可以看出，采用本發(fā)明所述方法與傳統(tǒng)優(yōu)化法相比，輥間壓力不均勻度系數(shù)從0.31降低到0.12，下降了61.3％，從而大大的降低了軋輥的輥耗。
權(quán)利要求
1.一種五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是包括以下步驟
(a)收集五機(jī)架六輥UCM機(jī)型冷連軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)；
(b)收集待控制板形與板凸度的帶材關(guān)鍵軋制工藝參數(shù)；
(c)對(duì)相關(guān)板形與板凸度控制參數(shù)進(jìn)行粗搜索；
(d)對(duì)相關(guān)板形與板凸度參數(shù)進(jìn)行精搜索；
(f)計(jì)算出冷連軋機(jī)組1-5機(jī)架中間輥的竄動(dòng)量以及工作輥與中間輥彎輥力并在機(jī)組上實(shí)現(xiàn)板形與板凸度的在線控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是步驟(a)中所述五機(jī)架六輥UCM機(jī)型冷連軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)包括
1-5機(jī)架工作輥直徑Dwk；
1-5機(jī)架中間輥直徑Dmk；
1-5機(jī)架支撐輥直徑Dbk；
1-5機(jī)架工作輥與中間輥以及支撐輥輥型分布值ΔDwki、ΔDmki、ΔDbki；
1-5機(jī)架工作輥輥身長(zhǎng)度Lwk；
1-5機(jī)架中間輥輥身長(zhǎng)度Lmk；
1-5機(jī)架支撐輥輥身長(zhǎng)度Lbk；
1-5機(jī)架工作輥壓下螺絲中心距l(xiāng)wk；
1-5機(jī)架中間輥壓下螺絲中心距l(xiāng)mk；
1-5機(jī)架支撐輥壓下螺絲中心距l(xiāng)bk；
1-5機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量δkmax；
1-5機(jī)架工作輥與中間輥的最大與最小彎輥力Skw max+、Skw max-、Skw max+、Skw max-；
允許輥間壓力均勻度系數(shù)η0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是步驟(b)中所述帶材關(guān)鍵軋制工藝參數(shù)包括
帶材來料的厚度橫向分布值Hi；
來料板形的橫向分布值Li；
帶材的寬度B；
1-5機(jī)架帶材平均后張力T0k；
1-5機(jī)架平均前張力T1k；
1-5機(jī)架壓下量延伸率設(shè)定值εk。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是步驟(c)中所述相關(guān)板形與板凸度控制參數(shù)粗搜索過程包括
c1)定義初始目標(biāo)值F0，并將F0賦一個(gè)非常大的值，如令F0＝1010；同時(shí)，給定工程上所允許的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)最大值Fmax；引入綜合竄輥系數(shù)λ1與綜合彎輥系數(shù)λ2兩個(gè)變量；
c2)給定綜合彎輥系數(shù)的初始值λ′2＝0.5；
c3)令λ2＝λ′2，同時(shí)定義中間變量k1，并令k1＝0；
c4)給定搜索步長(zhǎng)Δδ＝10mm，令λ1＝k1、δk＝10λ1；
c5)計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η；
c6)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ1、λ2作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算；
c7)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k1＝k1+1，轉(zhuǎn)入步驟c8。如果不成立，則令k1＝k1+1，直接轉(zhuǎn)入步驟c8；
c8)判斷不等式δk≤δk max(其中，δk max為第k機(jī)架設(shè)備與工藝所允許的中間輥?zhàn)畲蟾Z動(dòng)量)是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟c4；否則，令轉(zhuǎn)入步驟c9；
c9)定義中間變量k2，并令k2＝0；
c10)給定搜索步長(zhǎng)(其中，Swk max+與Smk max+分別為第k機(jī)架工作輥與中間輥設(shè)備所允許最大彎輥力)，令λ2＝k2；
c11)計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η；
c12)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ1、λ2作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算；
c13)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2＝k2+1，轉(zhuǎn)入步驟c14；如果不成立，則令k2＝k2+1，直接轉(zhuǎn)入步驟c14；
c14)判斷不等式k2≤20是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟c10；否則，令轉(zhuǎn)入步驟c15；
c15)判斷不等式|λ2-λ′2|＜0.05是否成立，如果成立則轉(zhuǎn)入步驟c16；否則令λ′2＝λ2，轉(zhuǎn)入步驟c3；
c16)輸出λ1、λ2的值，作為粗搜索結(jié)果，完成粗搜索過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是步驟(d)中所述相關(guān)板形與板凸度參數(shù)精搜索的計(jì)算過程包括
d1)令機(jī)架參數(shù)k＝1；
d2)定義各個(gè)機(jī)架的中間輥竄輥系數(shù)λ1k與各個(gè)機(jī)架中間輥與工作輥的彎輥系數(shù)λ2wk、λ2mk，定義中間變量k1k，并令k1k＝0；
d3)給定搜索步長(zhǎng)Δδ＝5mm，令λ1k＝k1k、δk＝10λ1-20+5λ1k；
d4)令λ1k+1＝λ1k+2＝…＝λ15＝λ1、λ2w1＝λ2w2＝λ2w3＝λ2w4＝λ2w5＝λ2，λ2m1＝λ2m2＝λ2m3＝λ2m4＝λ2m5＝λ2；計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η，轉(zhuǎn)入步驟d5；
d5)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ11、λ12、λ13、λ14、λ15、λ2w1、λ2w2、λ2w3、λ2w4、λ2w5、λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟d6；
d6)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k1k＝k1k+1，轉(zhuǎn)入步驟d7。如果不成立，則令k1k＝k1k+1，直接轉(zhuǎn)入步驟d7；
d7)判斷不等式k1k≤8與δk≤δk max是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d3；否則，令完成δk的精搜索過程；
d8)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d2)；否則，轉(zhuǎn)入步驟d9；
d9)令機(jī)架參數(shù)k＝1；
d10)定義中間變量k2wk，并令k2wk＝0；
d11)給定搜索步長(zhǎng)令λ2wk＝k2wk、
d12)令λ2wk+1＝λ2wk+2＝…＝λ2w5＝λ2，λ2m1＝λ2m2＝λ2m3＝λ2m4＝λ2m5＝λ2；計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η，轉(zhuǎn)入步驟d13；
d13)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ2w1、λ2w2、λ2w3、λ2w4、λ2w5、λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟d14；
d14)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2wk＝k2wk+1，轉(zhuǎn)入步驟d15。如果不成立，則令k2wk＝k2wk+1，直接轉(zhuǎn)入步驟d15；
d15)判斷不等式k2wk≤12與是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d11；否則，令完成Swk的精搜索過程；
d16)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d10)；否則，轉(zhuǎn)入步驟d17；
d17)令機(jī)架參數(shù)k＝1；
d18)定義中間變量k2mk，并令k2mk＝0；
d19)給定搜索步長(zhǎng)令λ2mk＝k2mk、
d20)令λ2mk+1＝λ2mk+2＝…＝λ2m5＝λ2，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)下的板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的具體數(shù)值F1＝F(X)以及輥間壓力均勻程度系數(shù)η，轉(zhuǎn)入步驟d21；
d21)判斷不等式是否同時(shí)成立？若成立，直接輸出當(dāng)前λ2m1、λ2m2、λ2m3、λ2m4、λ2m5作為最優(yōu)值，結(jié)束計(jì)算，否則轉(zhuǎn)入步驟d22；
d22)判斷不等式是否同時(shí)成立？如果成立，則令F0＝F1，k2mk＝k2mk+1，轉(zhuǎn)入步驟d23；如果不成立，則令k2mk＝k2mk+1，直接轉(zhuǎn)入步驟d23；
d23)判斷不等式k2mk≤12與是否同時(shí)成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d19；否則，令完成Smk的精搜索過程；
d24)令k＝k+1，判斷不等式k≤5是否成立，如果成立，則轉(zhuǎn)入步驟d18)；否則，轉(zhuǎn)入步驟d25；
d25)輸出λ1k、λ2wk、λ2mk結(jié)束整個(gè)精搜索過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是為了五機(jī)架六輥UCM冷連軋機(jī)組1-5機(jī)架中間輥的竄動(dòng)量能夠盡可能的保持一致，引入一個(gè)綜合竄輥系數(shù)λ1，使得δk＝λ1Δδ
式中
Δδ為中間輥的最小竄動(dòng)步長(zhǎng)；
同時(shí)，在步驟c1中，為了充分發(fā)揮各個(gè)部分的彎輥對(duì)板形與板凸度的控制能力，引入一個(gè)綜合彎輥系數(shù)λ2，使得
式中
Swk max-、Smk max--第k機(jī)架工作輥與中間輥設(shè)備所允許最小彎輥力；
Δswk、Δsmk-第k機(jī)架工作輥與中間輥?zhàn)钚澼佌{(diào)節(jié)步長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是在步驟c5中，所述輥間壓力均勻程度系數(shù)η定義為
η＝max{η1，η2，…，ηk，…，η5}
式中
η-機(jī)組整體輥間壓力均勻程度系數(shù)；
ηk-第k機(jī)架的輥間壓力均勻程度系數(shù)；
nmw-工作輥與中間輥輥縫接觸部分條元數(shù)；
nmb-中間輥與支撐輥輥縫接觸部分條元數(shù)。
同時(shí)，在步驟c5中，所述板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)F(X)定義為
式中
α-加權(quán)系數(shù)；
η0-設(shè)備所允許的最大輥間壓力均勻度系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是在步驟d2中，各個(gè)機(jī)架的中間輥竄輥系數(shù)λ1k與竄輥量的關(guān)系如下
δk＝λ1kΔδ
在步驟d2中，各個(gè)機(jī)架中間輥與工作輥的彎輥系數(shù)λ2wk、λ2mk與彎輥之間的關(guān)系如下
全文摘要
本發(fā)明公開一種五機(jī)架UCM冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法，其特征是a.收集五機(jī)架六輥UCM機(jī)型冷連軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)；b.收集待控制板形與板凸度的帶材關(guān)鍵軋制工藝參數(shù)；c.對(duì)相關(guān)板形與板凸度控制參數(shù)進(jìn)行粗搜索；d.對(duì)相關(guān)板形與板凸度參數(shù)進(jìn)行精搜索；f.計(jì)算出冷連軋機(jī)組1-5機(jī)架中間輥的竄動(dòng)量以及工作輥與中間輥彎輥力并在機(jī)組上實(shí)現(xiàn)板形與板凸度的在線控制。本發(fā)明在首次提出了一個(gè)板形與板凸度綜合控制目標(biāo)函數(shù)的基礎(chǔ)上，同時(shí)兼顧到盡量降低軋輥輥耗問題，給出一套適合于五機(jī)架六輥UCM機(jī)型的冷連軋機(jī)組板形與板凸度在線綜合控制方法。并開發(fā)出了相應(yīng)的工程實(shí)用計(jì)算策略，首次實(shí)現(xiàn)了利用機(jī)理模型對(duì)冷連軋機(jī)的板形與板凸度在線適時(shí)控制。
文檔編號(hào)B21B37/42GK101602067SQ20081005461
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月8日
發(fā)明者白振華, 周蓮蓮, 李欣偉 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)