中厚板轧后冷却数学模型优化及控制策略研究

摘要

中厚板轧后冷却的终冷温度精度对钢板力学性能有直接影响，是确保钢板形状、质量的关键因素：精确控制钢板终冷温度是中厚板生产过程的重要环节之～，说咀对轧后冷却过程进行分析和研究具有重要现实意义。本文依据某企业中厚板生产线上的层流冷却设备，建立相应的冷却模型，对模型核心参数进行回归、优化、离线预报和仿真以提高模型的控制精度，并在此基础上提出冷却过程的控制策略。
　　 本文所做工作和成果如下：
　　 (1)通过分析研究中厚板轧后冷却过程的传热学机理，确立了求解温度场数学物理方程的定解条件和相关的物理参数，并结合钢板内部导热过程的边界、初始条件，说明了采用有限差分法求解中厚板内部温度场的过程；
　　 (2)分析收集到的现场层流冷却设备及工艺数据，对对流换热系数模型进行了在线回归和优化，并与中厚板冷却结果进行对比，说明修改后的数学模型可以提高钢板终冷温度的控制精度；
　　 (3)采用BP神经网络与数学模型结合的方法，建立对流换热系数的模型，并对传统BP神经网络提出了改进的方法，从而进一步减少了BP网络的计算时间，提高了模型的计算精度：
　　 (4)利用MATLAB语言，设计仿真程序对对流换热系数的BP神经网络模型进行离线训练和测试，并应用在冷却系统中，其结果表明，钢板终冷温度的控制精度有了明显提高；
　　 (5)根据中厚板生产线上层流冷却系统实际情况，提出了钢板终冷温度控制的在线应用方案，建立了相应的在线应用程序模型，并采用前馈控制的方法进行控制；其结果表明，减小了冷却系统参数变化波动对冷却效果的影响，提高了钢板终冷温度的控制精度，提高了产品的质量。

目录

1 绪 论

2 中厚板轧后层流冷却系统及数学模型

3 数学模型优化与冷却结果分析

4 人工神经网络在层流冷却控制中的应用

5 对流换热系数仿真预报及前馈控制策略研究

6 结论与展望

参考文献

致 谢

附 录

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