冷轧过程控制模型优化设定研究

摘要

随着经济发展，用户对冷轧带钢的产量与质量的要求日益提高。为了适应现代化冷轧生产的要求，各钢铁企业新建和改造的冷连轧生产线广泛采用以机械、仪表和计算机控制为基础的综合现代化自动控制方式。 作为二级过程控制的核心内容，冷轧控制模型系统完成冷连轧机组轧制规程计算和设定计算，轧制规程的合理性及模型计算数据的精度直接影响了冷连轧机组的轧制速度、产量及厚度及板形等技术指标，影响着企业的经济效益。在计算机广泛于冷连轧自动控制之前，普遍采用能耗曲线方法进行轧制负荷分配，但该种方法计算精度已不能满足现代化冷连轧生产要求。 本文以五机架冷连轧机过程控制模型为对象，以过程控制轧制规程、轧制策略为研究内容，提出以各机架轧制负荷相对比例关系为目标函数，通过求解非线性方程组方法进行冷连轧机组过程控制轧制规程计算，并探讨提高模型计算精度的自适应优化方法。具体内容如下： (1)以轧制理论与统计相结合的数学模型用于冷连轧过程控制负荷分配计算，确定模型设定计算数据流程及程序接口方式，以层别表的方式对模型计算所需的参数进行存储与管理。 (2)根据轧制压下率、轧制力、轧制电机功率等负荷参数，确定轧制负荷分配策略，以适应不同产品的轧制要求。以轧制负荷分配系数成比例原则建立负荷非线性方程组，通过求解该方程组得到各机架的压下量，满足成品带钢厚度目标要求。 (3)研究在线控制所需的简化算法，实现Newton-Raphon法对负荷非线性方程组的快速、稳定求解。为了满足轧制要求，研究轧制规程计算工艺参数的超限值修改方法。 (4)为提高轧制力模型的计算精度，以指数平滑法为基础，研究变形抗力模型的自适应优化方法。以上述控制模型的研究为基础，开发了冷轧控制模型计算程序，通过模型计算与现场实际数据对比分析，可以确定该控制模型计算精度、计算速度、计算稳定性可以满足实际生产在线过程控制的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1国内外带钢冷连轧生产概述

1.1.1国内外带钢冷连轧机的发展概况

1.1.2冷连轧生产技术的发展趋势

1.2冷轧机控制系统概述

1.2.1冷连轧机计算机控制系统组成

1.2.2过程控制介绍

1.2.3过程控制级主要功能

1.3过程控制数学模型

1.3.1模型设定计算

1.3.2模型自适应优化

1.4研究内容及研究的目的和意义

1.4.1本文研究的目的和意义

1.4.2本文的研究内容

第2章冷轧机组工艺及过程控制系统构成

2.1冷连轧机组生产工艺过程

2.2冷连轧机组技术参数

2.2.1设备参数

2.2.2带钢规格

2.3过程控制系统组成

2.4本章小结

第3章冷轧过程控制数学模型与轧制规程计算研究

3.1工艺参数计算数学模型特点

3.2数学模型

3.2.1变形区的构成

3．2．2变形抗力模型

3．2．3摩擦系数模型

3．2．4轧制力模型

3.2.5轧制力矩及功率模型

3.3过程控制数学模型数据流程

3.3.1计算程序数据接口

3.3.2模型计算参数

3.4轧制策略

3.4.1轧机控制方式

3.4.2轧制负荷分配约束条件

3.5轧制规程计算

3.5.1轧制负荷非线性方程组构成

3.5.2迭代计算

3.6负荷分配修正计算

3.6.1轧制力修正计算

3.6.2张力确定及修正

3.6.3压下率修正

3.7计算结果分析

3.8本章小结

第4章过程控制模型自适应优化

4.1模型自适应优化原理

4.2变形抗力模型的自适应优化

4.2.1变形抗力后计算

4.2.2模型自适应计算

4.3数据对比分析

4.4本章小结

第5章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所撰写论文