基于协同自适应目标函数的冷连轧带钢轧制力与前滑模型

本书以某1450mm六辊五机架全连续冷连轧机电气自动化系统升级改造项目为背景，以满足各种轧制工艺，提高厚度控制精度为目标，对冷连轧过程控制和模型设定系统中的在线数学模型、模型自适应和负荷分配计算等进行了深入的研究及优化，完成了优化算法和冷连轧过程控制系统工业应用的完美结合并取得了良好的控制效果。本书的主要研究结果如下。

（1）建立了基于硬度辨识的冷连轧厚度控制模型，解决了冷轧来料硬度波动对带钢厚度精度的重发性影响。在优化设定模型的基础上，改进AGC控制策略，提出兼顾板形的厚度控制模型及控制方案，可有效提高带钢厚度精度，并减小板形偏差。

（2）提出了一种基于目标函数的冷连轧轧制力模型和前滑模型协同自适应算法。建立了冷连轧带钢轧制力和前滑模型的协同自适应目标函数，将变形抗力和摩擦系数模型中的自适应系数作为寻优参数并采用多种群协同进化算法进行求解。该协同自适应算法可以将低速轧制阶段的轧制力误差减小1.79％，轧辊线速度误差减小9.75％；将高速轧制阶段的轧制力误差减小2.32％，轧辊线速度误差减小8.08％，显著提高轧制力和前滑模型的设定精度。

（3）针对薄规格带钢提出了一种轧制规程多目标优化算法。基于影响函数法建立了板形目标函数，并在此基础上建立了基于功率、张力和板形的综合多目标函数。采用案例推理－禁忌搜索混合算法进行求解，与传统禁忌搜索算法相比，改进的算法起到了缩短计算时间，提高计算效率的作用。该轧制规程多目标优化算法可以在充分发挥设备能力的条件下提高生产力，同时改善产品的板形和质量。(www.xing528.com)

（4）提出了兼顾轧制力的弯辊力预设定控制策略，以考虑弯辊力和轧制力双目标优化为基础建立弯辊力预设定目标函数，并采用改进的多目标智能优化算法求解该目标函数，可以有效减小带钢出口厚度偏差和凸度偏差，并将板形预设定控制阶段的板形控制精度提高了8.36I。

（5）建立了冷连轧过程控制系统。分别介绍了基础自动化级、过程自动化级和生产管理级的具体功能，根据实际需要开发了过程控制及人机界面系统，实现了双向数据传输、带钢跟踪管理、报表管理等功能，取得良好应用效果。

（6）将研究成果在某1450mm五机架冷连轧生产线进行了工业应用。应用结果表明，控制系统运行稳定、模型计算精度高，针对不同种类、不同规格的带钢均能达到良好的控制效果。稳定轧制时，成品厚度偏差全部控制在±1％以内，整条带钢长度上的厚度合格率为100％，产品尺寸控制精度远优于规定指标。