專利名稱：一種改善換規(guī)格首塊帶鋼板形質(zhì)量的自學(xué)習(xí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱軋帶鋼薄板軋制工藝技術(shù),具體指一種改善換規(guī)格首塊帶鋼板形質(zhì)量的自學(xué)習(xí)方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，熱軋板帶的用途越來越廣，從汽車、電子、家電到能源、航空、采礦等領(lǐng)域均有大量的運(yùn)用，熱軋板帶的尺寸精度控制也顯得尤為重要。板形作為板帶尺寸精度控制的重要組成部分，越來越受到鋼鐵企業(yè)的重視，板形的生產(chǎn)機(jī)理非常復(fù)雜，好的板形不但要有設(shè)備、工藝、管理等條件作為的保證，高精度的板形控制系統(tǒng)也必不可少。
板形控制技術(shù)發(fā)展至今，簡單的板形問題已經(jīng)能夠被克服，現(xiàn)階段板形控制系統(tǒng)尚存在的一個(gè)難題為換規(guī)格以后首塊帶鋼的板形質(zhì)量難以得到保證，這也是熱軋帶鋼質(zhì)量控制中其余控制系統(tǒng)存在的普遍缺陷。板形控制模型分為兩部分，一部分為設(shè)定計(jì)算模型，一部分為動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制模型，設(shè)定計(jì)算模型主要是保證帶鋼頭部(板形儀表尚未檢測到帶鋼板形質(zhì)量)的板形質(zhì)量，而動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制模型主要保證儀表檢測到板形值以后全長的板形質(zhì)量。和其他控制模型類似，設(shè)定計(jì)算模型一般采用理論模型或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，由于系統(tǒng)特性的變化、子模型的預(yù)報(bào)誤差、環(huán)境的變化等因素，導(dǎo)致預(yù)報(bào)精度有限，為此引入了自學(xué)習(xí)算法，儀表檢測到本塊帶鋼板形值以后，通過自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，修正下一塊帶鋼的板形設(shè)定值，以保證下一塊帶鋼的頭部板形質(zhì)量，從以上可以看出，有效的自學(xué)習(xí)算法對板形質(zhì)量控制精度的提高有著積極的意義。工作輥彎輥和竄輥是熱連軋改善板形的主要手段，以彎輥計(jì)算為例，彎輥的計(jì)算模型結(jié)構(gòu)可表達(dá)為Bf — (Cm_kpP_kffCCffC_kffECffE_kBCCBC_kBECBE_kCWECCffE_C) /kf式中Bf為彎輥力設(shè)定值，Cffl所需要控制的板形目標(biāo)，P為軋制力設(shè)定值；；Cwc為工作輥輥身中部的綜合輥形半徑值；cWES工作輥輥身邊部的綜合輥形半徑值；cB。為支持輥輥身中部的綜合輥形半徑值；cBE為支持輥輥身邊部的綜合輥形半徑值Kaffi為工作輥初始輥形；kp為軋制力影響系數(shù)；kf為彎輥力影響系數(shù)；kK為工作輥中部輥形影響系數(shù)；kWE為工作輥邊部輥形影響系數(shù)；kB。為支持輥中部輥形影響系數(shù)；kBE為支持輥邊部輥形影響系數(shù)；kCffE為工作輥輥初始輥形影響系數(shù)，C為自學(xué)習(xí)項(xiàng)。通過自學(xué)習(xí)算法，實(shí)時(shí)對C進(jìn)行修正，達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)算彎輥力的效果。若軋制帶鋼規(guī)格相同，通過簡單的自學(xué)習(xí)算法能夠達(dá)到預(yù)期目的，如圖I所示，從i塊帶鋼到i+4塊帶鋼規(guī)格均相同，則每一塊的自學(xué)習(xí)值都能有效運(yùn)用于下一塊帶鋼。但若帶鋼規(guī)格進(jìn)行變化，如圖2 (i+2塊帶鋼厚度發(fā)生變化)和圖3 (i+2塊帶鋼寬度發(fā)生變化)，由于各類帶鋼軋制特性不同，則i+Ι塊帶鋼軋制完成后，所計(jì)算的自學(xué)習(xí)量不一定適用于i+2塊帶鋼，甚至?xí)霈F(xiàn)學(xué)習(xí)值使得板形質(zhì)量越學(xué)越壞的情況，但如果換規(guī)格首塊不采用自學(xué)習(xí)值，由于模型的固有誤差，同樣設(shè)定精度無法得到有效保證。對帶鋼軋制模型自學(xué)習(xí)方法的研究成果較多，關(guān)于軋制模型自學(xué)習(xí)值在帶鋼之間如何有效運(yùn)用的文獻(xiàn)較少，如文獻(xiàn)1(帶鋼熱連軋的模型與控制，冶金工業(yè)出版社，2002)提到的增長記憶式遞推最小二乘法以及指數(shù)平滑法，但沒有提及如何把計(jì)算出來的自學(xué)習(xí)值運(yùn)用到后續(xù)軋制的帶鋼；對軋制模型自學(xué)習(xí)值在帶鋼之間如何有效運(yùn)用文獻(xiàn)較少，如文獻(xiàn)
2(滿足不銹鋼與碳鋼混合軋制的板形快速自學(xué)習(xí)的開發(fā)與應(yīng)用，2006年全國軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議文集)提到考慮帶鋼屬性進(jìn)行層別細(xì)化，解決不銹鋼與碳鋼混合軋制的板形問題，但沒有考慮相鄰帶鋼處于不同層別的自學(xué)習(xí)算法，以及相同層別換輥后的學(xué)習(xí)方式；如文獻(xiàn)3(熱軋帶鋼軋制力模型自學(xué)習(xí)算法優(yōu)化，北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)，V32，No6)中同樣提到采用層別細(xì)化并判斷帶鋼與帶鋼之間在考慮厚度和寬度的變化系數(shù)，此文獻(xiàn)具有一定的實(shí)用性，相鄰帶鋼之間如果鋼種強(qiáng)度的變化以及換輥后同類層別的自學(xué)習(xí)方面都存在不足；如文獻(xiàn)4 (1780熱連軋機(jī)板形控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，第二十九屆中國控制會(huì)議論文集)提到采用短期自學(xué)習(xí)和長期自學(xué)習(xí)共同作用，但沒有提及換規(guī)格帶鋼的板形自學(xué)習(xí)的使用方式。

發(fā)明內(nèi)容
通過以上技術(shù)背景和文獻(xiàn)分析可知，現(xiàn)有的自學(xué)習(xí)方式均無法有效保證常規(guī)計(jì)劃編排、寬度交叉軋制、鋼種交叉軋制下?lián)Q規(guī)格首卷的板形問題，導(dǎo)致板形質(zhì)量控制存在缺陷。為了解決以上問題，本發(fā)明涉及一種板形自學(xué)習(xí)策略，通過短期自學(xué)習(xí)、長期自學(xué)習(xí)及繼承性自學(xué)習(xí)的結(jié)合，達(dá)到提高自學(xué)習(xí)效率的目的，提高各種工況下?lián)Q規(guī)格首塊帶鋼的板形質(zhì)量。具體實(shí)施步驟如下(a)首先對帶鋼鋼種、寬度、厚度進(jìn)行分類，確定所在的層別號；層別號計(jì)算和帶鋼鋼種、寬度、厚度有關(guān)，規(guī)定鋼種總共有GNum檔，寬度總共有BNum檔，厚度總共有HNum檔。則層別總數(shù)為GNumXBNumXHNum。若某一帶鋼鋼種所處檔位為iG，寬度檔位為iB，厚度檔位為iH，則層別號N計(jì)算方法為N= i G X BNum X HNum+ i B X HNum+ i H+1以1780mm熱連軋機(jī)為例，鋼種檔位iG根據(jù)帶鋼強(qiáng)度劃分，定義帶鋼屈服強(qiáng)度σ s<=200Mpa定義iG = 0，200 < σ s < = 300Mpa定義iG = 1，依次類推。寬度檔位iB按帶鋼寬度劃分，若產(chǎn)品大綱寬度范圍為800mm-l700mm，定義帶鋼寬度B < = 800mm時(shí)，iB =
O;800 < B < = 900mm, iB = I，依次類推。厚度檔位iH按帶鋼厚度劃分，若產(chǎn)品大綱厚度范圍為 I. 定義厚度 h < = I. 2mm 時(shí)，iH = 0;1.2<H<=2. 0mm, iH = I,依次類推；在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中在開辟GNumXBNumXHNum條記錄,每條記錄均存放板形短期自學(xué)習(xí)和長期自學(xué)習(xí)值，程序通過帶鋼的層別號N索引，進(jìn)行存儲(chǔ)或讀取。(b)任意帶鋼軋制完成后，進(jìn)行板形短期自學(xué)習(xí)計(jì)算，計(jì)算值保存到相應(yīng)層別號中；對于任意層別號，其板形短期自學(xué)習(xí)均采用如下算法ACs (/ + 1) = ACs (/) + Jcl (ACf (/) - ACs (/))上式中ACs(i+l)為層別號相同的第i+i塊帶鋼板形短期自學(xué)習(xí)量；ACs(i)為層別號相同的第i塊帶鋼板形短期自學(xué)習(xí)量ACf (i)為根據(jù)第i塊帶鋼板形實(shí)測值反算出來的板形短期自學(xué)習(xí)調(diào)整系數(shù)屯為板形短期自學(xué)習(xí)增益系數(shù)，取值范圍為O. 3-0. 7。
(c)換輥結(jié)束后，進(jìn)行板形長期自學(xué)習(xí)計(jì)算，并將學(xué)習(xí)值存入到相應(yīng)的層別之中，將短期自學(xué)習(xí)清零；工作輥換輥后，對于換輥周期內(nèi)軋制的所有層別號進(jìn)行板形長期自學(xué)習(xí)，對于任意層別號，采用如下算法AC^j+l) = AC^jO+^AC^j)上式中MCjj+l)為層別號相同的第j+Ι換輥單元帶鋼板形長期自學(xué)習(xí)量；AC1(J)為層別號相同的第j換輥單元帶鋼板形長期自學(xué)習(xí)量；△(；(」)為根據(jù)第j單元帶鋼板形短期自學(xué)習(xí)量；k2為板形長期自學(xué)習(xí)增益系數(shù)，取值范圍為O. 3-0. 7。長期自學(xué)習(xí)完成后，將j換輥單元短期自學(xué)習(xí)量△(；(」)清零。(d)任意帶鋼軋制前，判斷繼承性自學(xué)習(xí)是否滿足條件，若滿足條件，取繼承性自學(xué)習(xí)值；任意帶鋼軋制完成，計(jì)算繼承性自學(xué)習(xí)量，采用的公式為 ACa (/ + I) = k3AC^ (/) 上式中ACa(i+l)為第i+Ι塊帶鋼板形繼承性自學(xué)習(xí)量為根據(jù)第i塊帶鋼板形實(shí)測值反算出來的板形短期自學(xué)習(xí)調(diào)整系數(shù)；k3為板形短期自學(xué)習(xí)增益系數(shù)，取值范圍為O. 3-0. 7。其中，i和i+Ι塊帶鋼層別號并不一定相同，若滿足繼承條件，則Λ Ca(i+1)對i+1塊帶鋼起作用，否則不起作用。是否滿足繼承條件判斷如下I)進(jìn)行繼承條件判斷的帶鋼，需滿足如下要求從換輥開軋后第二塊帶鋼開始判斷；帶鋼的規(guī)格發(fā)生了變化；帶鋼在本換輥周期內(nèi)沒有進(jìn)行過軋制。2)若前后帶鋼iG和iB均相等，前后帶鋼層別號N差別在[_2，+2]范圍內(nèi)，滿足繼承條件；3)若前后帶鋼iB和iH均相等，前后帶鋼層別號N差在[BNum X HNum_2，BNumXHNum+2]范圍內(nèi)，滿足繼承條件；4)若前后iG和iH均相等，前后帶鋼層別號N差在[HNum_2，HNum+2]范圍內(nèi)，滿足繼承條件；5)其余情況不滿足繼承條件。(e)任意帶鋼軋制前，取相應(yīng)層別的短期板形自學(xué)習(xí)量和長期自學(xué)習(xí)量，若滿足繼承條件，讀取上一塊帶鋼繼承性自學(xué)習(xí)量。因此彎輥計(jì)算公式中，若滿足繼承條件，換規(guī)格后i+Ι塊帶鋼的自學(xué)習(xí)值Ci+1表示為 Ci+1 = ACs (i+1) + Λ C1 (i+1) + Λ Ca (i+1)若不滿足繼承條件，換規(guī)格后i+Ι塊帶鋼的自學(xué)習(xí)值Ci+1表示為Ci+1 = ACs (i+1)+ AC1 (i+1)(f)結(jié)合板形自學(xué)習(xí)值，進(jìn)行板形模型的設(shè)定計(jì)算。本發(fā)明的有益效果是由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明可顯著改善換規(guī)格后首卷帶鋼板形的控制精度，此自學(xué)習(xí)方案對交叉軋制和傳統(tǒng)軋制計(jì)劃編排均有很好的適應(yīng)性。本發(fā)明通過在二級計(jì)算機(jī)中對自學(xué)習(xí)模式進(jìn)行修改，即可達(dá)到效果，無需進(jìn)行設(shè)備和系統(tǒng)改造，實(shí)現(xiàn)容易，可行性高。為了驗(yàn)證控制的有效性，在某1780mm熱連軋廠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對t匕，實(shí)驗(yàn)周期為兩個(gè)月，分別采用長期自學(xué)習(xí)和短期自學(xué)習(xí)結(jié)合方式，以及長期自學(xué)習(xí)、短期自學(xué)習(xí)、繼承性自學(xué)習(xí)相結(jié)合方式，對比數(shù)據(jù)表明，采用后者的自學(xué)習(xí)方式換規(guī)格首塊帶鋼的板形命中率比如者提聞了 58%。


圖I軋制計(jì)劃編排邏輯框圖(帶鋼鋼種寬度厚度均相同)。圖2軋制計(jì)劃編排邏輯框圖(i+2塊帶鋼厚度發(fā)生變化)。圖3軋制計(jì)劃編排邏輯框圖(i+2塊帶鋼寬度發(fā)生變化)。圖4帶鋼A短期自學(xué)習(xí)流程圖。圖5帶鋼A長期自學(xué)習(xí)流程圖。圖6帶鋼板形自學(xué)習(xí)總體流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明I)檔位劃分和層別號的確定。如表I所示，某1780mm熱連軋機(jī)鋼種總共劃分為8檔，GNum = 8 ;寬度分為10檔，BNum = 10 ;厚度分為12檔，HNum = 12 ;總共層別記錄為8X10X12 = 960。在計(jì)算機(jī)中開辟一個(gè)具有960條記錄的數(shù)據(jù)區(qū)，每條數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)均放置長期自學(xué)習(xí)和短期自學(xué)習(xí)，進(jìn)行存取和讀取。定義帶鋼A規(guī)格Q235B，寬度1250mm，厚度3. Omm ；定義帶鋼B規(guī)格Q235B，寬度1250mm，厚度2. 3mm ；定義帶鋼C規(guī)格Q235B，寬度1000mm，厚度3. Omm ；定義帶鋼D規(guī)格Q235B，寬度1000mm，厚度2. Omm ；表I鋼種寬度厚度分檔表
權(quán)利要求
1.一種改善換規(guī)格首塊帶鋼板形質(zhì)量的自學(xué)習(xí)方法，其特征在于所述方法包含以下步驟 (a)首先對帶鋼鋼種、寬度、厚度進(jìn)行分類，確定所在的層別號； (b)任意帶鋼軋制完成后，進(jìn)行板形短期自學(xué)習(xí)和繼承性自學(xué)習(xí)計(jì)算，短期自學(xué)習(xí)計(jì)算值保存到相應(yīng)層別號中； (C)換輥結(jié)束后，進(jìn)行板形長期自學(xué)習(xí)計(jì)算，并將學(xué)習(xí)值存入到相應(yīng)的層別之中，將相應(yīng)層別短期自學(xué)習(xí)清零； (d)任意帶鋼軋制前，判斷自學(xué)習(xí)繼承條件是否滿足條件，若滿足條件，讀取上一塊帶鋼繼承性自學(xué)習(xí)值； (e)任意帶鋼軋制前，讀取相應(yīng)層別的短期板形自學(xué)習(xí)量和長期自學(xué)習(xí)量； (f)結(jié)合三種板形自學(xué)習(xí)值，進(jìn)行板形模型的設(shè)定計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)力I所述的一種改善換規(guī)格首塊帶鋼板形質(zhì)量的自學(xué)習(xí)方法，其特征在于步驟(a)中提到的層別號計(jì)算和帶鋼鋼種、寬度、厚度有關(guān)，規(guī)定鋼種總共有GNum檔，寬度總共有BNum檔，厚度總共有HNum檔，若某一帶鋼鋼種所處檔位為iG，寬度檔位為iB，厚度檔位為iH，則層別號N計(jì)算方法為N = iG X BNum X HNum+iB X HNum+iH+1 層別號相同的帶鋼，其短期自學(xué)習(xí)、長期自學(xué)習(xí)計(jì)算完成后，均存入相同的數(shù)據(jù)區(qū)域，層別號不同則存入的數(shù)據(jù)區(qū)域不同。
3.根據(jù)權(quán)力I所述的一種改善換規(guī)格首塊帶鋼板形質(zhì)量的自學(xué)習(xí)方法，其特征在于所述步驟(b)中，板形短期自學(xué)習(xí)按照層別劃分進(jìn)行自學(xué)習(xí)AQ (/ +1) = AC, (/) + K (ACf (/) - AC, (/)) 上式中 ACs(i+l)為層別號相同的第i+Ι塊帶鋼板形短期自學(xué)習(xí)量； ACs(i)為層別號相同的第i塊帶鋼板形短期自學(xué)習(xí)量； △Cf 為根據(jù)第i塊帶鋼板形實(shí)測值反算出來的板形短期自學(xué)習(xí)調(diào)整系數(shù)； Ic1為板形短期自學(xué)習(xí)增益系數(shù)，取值范圍為O. 3-0. 7。
4.根據(jù)權(quán)力I所述的一種改善換規(guī)格首塊帶鋼板形質(zhì)量的自學(xué)習(xí)方法，其特征在于所述步驟(c)，工作輥換輥后，對于換輥周期內(nèi)軋制的所有層別號進(jìn)行板形長期自學(xué)習(xí)，按照層別劃分進(jìn)行自學(xué)習(xí)，采用如下算法AC“j+l) = Δ C1 (j)+k2 ACs(J) 上式中 AC1 (j+1)為層別號相同的第j+Ι換輥單元帶鋼板形長期自學(xué)習(xí)量； AC1(J)為層別號相同的第j換輥單元帶鋼板形長期自學(xué)習(xí)量； ACs(J)為根據(jù)第j單元帶鋼板形短期自學(xué)習(xí)量； k2為板形長期自學(xué)習(xí)增益系數(shù)，取值范圍為O. 3-0. 7 ； 長期自學(xué)習(xí)完成后，將j換輥單元短期自學(xué)習(xí)量△(；(」)清零。
5.根據(jù)權(quán)力I所述的一種改善換規(guī)格首塊帶鋼板形質(zhì)量的自學(xué)習(xí)方法，其特征在于所述步驟(d)，任意帶鋼軋制完成，計(jì)算繼承性自學(xué)習(xí)量，公式為
全文摘要
一種改善換規(guī)格首塊帶鋼板形質(zhì)量的自學(xué)習(xí)方法。該方法包括步驟首先對帶鋼鋼種、寬度、厚度進(jìn)行分類，計(jì)算帶鋼所在的層別號；任意帶鋼軋制完成后，進(jìn)行板形短期自學(xué)習(xí)和繼承性自學(xué)習(xí)計(jì)算，短期自學(xué)習(xí)計(jì)算值保存到相應(yīng)層別號中；軋輥換輥后，進(jìn)行板形長期自學(xué)習(xí)計(jì)算，并將學(xué)習(xí)值存入到相應(yīng)的層別之中，將短期自學(xué)習(xí)清零；任意帶鋼軋制前，判斷自學(xué)習(xí)繼承條件是否滿足，若滿足條件，讀取上一塊帶鋼繼承性自學(xué)習(xí)值；任意帶鋼軋制前，取相應(yīng)層別的短期板形自學(xué)習(xí)量和長期自學(xué)習(xí)量；結(jié)合三種自學(xué)習(xí)值進(jìn)行板形模型的設(shè)定計(jì)算。本發(fā)明通過板形短期自學(xué)習(xí)、長期自學(xué)習(xí)、繼承性自學(xué)習(xí)共同作用，可顯著提高換規(guī)格首卷的板形質(zhì)量控制精度。
文檔編號B21B37/28GK102658297SQ20121013486
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者何安瑞, 孫文權(quán), 荊豐偉, 邵健 申請人:北京科技大學(xué)