專利名稱：：一種精軋帶鋼局部高點的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種熱軋帶鋼成型加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種精軋帶鋼局部高點的控制方法。
背景技術(shù)：
：熱軋帶鋼橫斷面的局部高點是指該點處的帶鋼厚度比相鄰區(qū)域厚，它是板形質(zhì)量的重要指標(biāo)。產(chǎn)生局部高點的因素有多個方面，但關(guān)鍵是由于精軋后段機架工作輥的不均勻磨損及帶鋼凸度偏小造成。因此通過降低后段機架的不均勻磨損、采用邊部潤滑，提高帶鋼凸度是解決局部高點的有效途徑。軋輥橫移是實現(xiàn)軋輥磨損均勻化的重要技術(shù)。它可以均勻軋輥磨損、分散軋輥熱凸度、擴大帶鋼凸度控制范圍，減少局部高點的產(chǎn)生。它是進行逆寬軋制、增加同寬軋制長度，實現(xiàn)自由程序軋制的重要手段之一。周期橫移方式是實現(xiàn)自由程序軋制的一種有效方法，周期橫移分定步長橫移和變步長橫移兩種方式。周期定步長橫移是指在最大橫移范圍內(nèi)軋輥采用恒定步長移動。周期變步長橫移是指軋輥在最大橫移范圍內(nèi)，力求在整個軋制計劃中，軋制每卷帶鋼時均有恰當(dāng)?shù)墓ぷ鳈M移位置，并使軋輥輥型在完成軋制計劃的最后一卷帶鋼時仍保持平滑，其與周期定步長橫移方式相比，軋輥磨損均勻，但控制過程復(fù)雜。目前主要有以下幾種精軋帶鋼局部高點相關(guān)的控制技術(shù)(1)"ROLLINGMETHODFORPREVENTINGHIGHSPOTOFHOTSTRIP，，(JP56009006)，其技術(shù)關(guān)鍵通過安裝在精軋出口的多功能儀測量出帶鋼實際斷面形狀，利用過程計算機判斷是否有必要控制帶鋼局部高點，當(dāng)需要時移動工作輥。本質(zhì)上它是一種反饋控制方法，通過檢測的手段來決定是否需要進行工作輥橫移。(2)"OPTIMISEDSHIFTSTRATEGYASAFUNCTIONOFSTRIPWIDTH"(W02005058517)，其技術(shù)關(guān)鍵提出一種優(yōu)化的工作輥橫移策略，通過以帶鋼寬度為自變量的函數(shù)來決定工作輥的橫移位置，以此來控制帶鋼的邊部質(zhì)量，更充分地發(fā)揮CVC軋機技術(shù)的優(yōu)勢。上述現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題技術(shù)(1)考慮的是通過反饋控制來抑制帶鋼局部高點，它沒有建立一個工作輥橫移方案的優(yōu)化模型；技術(shù)(2)考慮的是僅通過帶鋼寬度來優(yōu)化工作輥橫移策略，而且只是針對CVC軋機的橫移策略。另外，兩者都沒有以整個軋制計劃的角度來建立一個評價工作輥橫移方案優(yōu)劣的優(yōu)化模型。在熱連軋過程中，軋輥磨損非常嚴(yán)重，它不但影響帶鋼的表面質(zhì)量，而且使帶鋼橫截面產(chǎn)生局部高點。因此，要對軋制計劃的安排及一個軋制周期內(nèi)總軋制長度和同寬軋制長度進行限制。軋輥橫移是實現(xiàn)軋輥磨損均勻化的重要技術(shù)，以往人們通常采用固定模式結(jié)合人工經(jīng)驗的方法對橫移方案實現(xiàn)調(diào)整。為滿足客戶對熱軋帶鋼產(chǎn)品的規(guī)格、品種、批量等方面日益多變的要求，使熱連軋機組能靈活自如地適應(yīng)鋼材市場的變化，提高市場競爭力，固定模式結(jié)合人工經(jīng)驗調(diào)整的方法已顯得力不從心。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種通過工作輥橫移優(yōu)化模型，確定軋制計劃每卷帶鋼的工作輥橫移位置，從而使得軋輥磨損均勻，并能分散軋輥熱凸度，擴大帶鋼凸度控制范圍以及減少帶鋼局部高點的精軋帶鋼局部高點的控制方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種精軋帶鋼局部高點的控制方法，其特征在于包括第一步驟對精軋帶鋼的熱連軋機組軋輥磨損進行計算，橫移位置決定了磨損增量在軋輥長度方向的分布位置，為得到橫移位置，先對精軋帶鋼的軋輥磨損進行計算，軋制一卷帶鋼產(chǎn)生的磨損增量的數(shù)學(xué)模型為Aff(i,j,iw)={aw(i，iw)‘Dwe(i,iw)+bw(i,iw)}‘A(i,j，iw)a(i'iw)‘B(i,iw)Mi'iw)·C(i，iw)式1，式中Aff(i,j,iw)在第i機架、第iw工作輥、第j點的的磨損增量，其中i機架號，熱連軋機組為末三機架F5、F6、F7配置工作輥橫移，i取值1、2、3，分別表示F5、F6、F7，j為1-N，是工作輥長度方向每隔一固定距離e取一個點的各點序號，N為軋輥長度為L的輥身長度方向上總的計算點數(shù)，N=L/e,iw上、下工作輥索引號，iw=1為上工作輥，iw=2為下工作輥，A(i，j,iw)為軋制力作用項，B(i，iw)為變形區(qū)幾何形狀影響項，C(i，iw)為軋制帶鋼長度影響項，Dwe(i，iw)第i機架第iw工作輥的直徑，aw(i,iw)，bw(i，iw)，α(i，iw)，β(i，iw)第i機架第iw工作輥的模型系數(shù)，上述A(i，j，iw)、B(i，iw)、C(i，iw)、DWK(i，iw)在一個軋制計劃中根據(jù)機架工作輥的實測磨損值確定；第二步驟計算一個軋制計劃產(chǎn)生的總磨損量一個軋制計劃結(jié)束后，軋輥輥身各點的總的磨損量等于該計劃中所有帶鋼磨損增量在輥身對應(yīng)點的累加，其數(shù)學(xué)式為式2中AWk(i，j，iw)為第k卷帶鋼在i機架、第iw工作輥、第j點的的磨損增量，ρ為一個軋制計劃的帶鋼卷數(shù)，軋輥橫移后，橫移位置決定了輥身1，2，...，N計算點的磨損增量；第三步驟提供工作輥橫移的優(yōu)化方案，使軋輥輥型在完成軋制計劃最后一卷帶鋼時仍保持最平滑的磨損輪廓曲線，所述工作輥橫移的優(yōu)化方案為一個軋制計劃內(nèi)各卷帶鋼工作輥橫移位置構(gòu)成的序列，所述軋輥磨損輪廓曲線為軋輥長度方向上各計算點總磨損量構(gòu)成的曲線；工作輥橫移的優(yōu)化方案的優(yōu)劣由評價函數(shù)表示，采用軋制計劃結(jié)束時表示磨損輪廓曲線上凸起的尖峰高低與表示曲線左右對稱性的綜合指標(biāo)作為橫移方案優(yōu)劣的評價函數(shù)，該評價函數(shù)用下列式子表示式3其中，fitness(i，iw)為第i機架第iw工作輥橫移方案的評價值，ff(i,j,iw)為一個計劃在第i機架、第iw工作輥、第j點產(chǎn)生的總磨損量，max(ff(i,j,iw),20)為當(dāng)i與iw相同時取出某一工作輥磨損輪廓曲線上總磨損量排在前20個點的總磨損量，mean{max(W(i,j,iw),20)}為對上述20個點的總磨損量取平均值，std{W(i,jaw)"W(i,(N_j)，iw)}為對稱性指標(biāo)，用磨損輪廓曲線左半部分與右半部分對稱位置相減后的序列取標(biāo)準(zhǔn)差表示，為尖峰指標(biāo)，用磨損輪廓曲線上總磨損量排在前20個點的磨損均值與中間平坦區(qū)域20個點的磨損均值之差表示，C1,C2為加權(quán)系數(shù)，C1=0.6,C2=0.4；對同一個機架i，對上下工作輥評價值取平均值，此時其中fitness(1，1)、fitness(2，1)、fitness(3，1)分別為第F5、F6、F7機架上工作輥橫移方案評價值，fitness(1,2),fitness(2，2),fitness(3，2)分別為第F5、F6、F7機架下工作輥橫移方案評價值，fitnessUfitness2,fitness3分別為F5、F6、F7機架橫移方案的評價值;在一個軋制計劃內(nèi)，式3中表示的磨損輪廓曲線上的尖峰與對稱性綜合指標(biāo)反映該計劃內(nèi)各卷帶鋼產(chǎn)生局部高點大小，工作輥橫移優(yōu)化方案表述為一個帶約束條件的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，其數(shù)學(xué)描述為Min:fitnessl=Kx1,x2,…，xp)Min:fitness2=f2(xi;x2,xp)式5Min:fitness3=f3(X1,x2,···,xp)約束條件xix+1-xix<=ASmax|Xxi+1-Xix|>=ASmin式6IxixI<=M式中，fitnessUfitness2,fitness3分別為F5、F6、F7機架橫移方案的評價值，在滿足式6的前提下式5求得橫移位置序列X1,x2,…，xp，使fitness1、fitness2、fitness3達到最小，以找到工作輥橫移的優(yōu)化方案，^(x1X2,…，Xp)、f2(Xl，x2，…，Xp)、f3(Xl，x2，…，xp)分別為F5、F6、F7機架由橫移位置序列映射到橫移方案評價值的函數(shù)關(guān)系，Xix為軋制第ix卷帶鋼工作輥的橫移位置，ρ為整個軋制計劃的帶鋼卷數(shù)，M為工作輥橫移的最大行程，ΔSfflin,ΔSfflax分別為工作輥橫移的最小允許步長和最大允許步長；第四步驟對工作輥橫移優(yōu)化方案進行求解，求解策略1，采用橫移位置生成包減少式5中待優(yōu)化變量的數(shù)目，所述橫移位置生成包用4個變量參數(shù)dpe^NXj來控制一個計劃內(nèi)各卷帶鋼橫移位置的生成，其中Cl1-第一階段工作輥橫移步長，是第一階段中從前一卷帶鋼到后一卷帶鋼工作輥橫移步長，d2-第二階段工作輥橫移步長，是第二階段中從前一卷帶鋼到后一卷帶鋼工作輥橫移步長，NX-階段切換點，第一階段、第二階段的切換點，稱為階段切換點，A-—個軋制計劃內(nèi)的工作輥橫移位置構(gòu)成的序列表現(xiàn)為一個振蕩型曲線，并在第二階段中該振蕩型曲線的邊界是衰減的，A為振蕩型曲線的衰減控制率；求解策略2采用滿足指導(dǎo)性規(guī)則排除大部分可行的橫移方案的可行解，以獲得工作輥橫移的優(yōu)化方案，所述指導(dǎo)性規(guī)則第一條規(guī)則，工作輥橫移第一階段移動范圍要大；第二條規(guī)則，工作輥橫移第二階段位置構(gòu)成的序列表現(xiàn)為一個振蕩型曲線，該振蕩型曲線的邊界要以一速率衰減；第三條規(guī)則，計劃內(nèi)所有帶鋼的工作輥橫移位置左右對稱；上述第一條規(guī)則的評價值fit_rulel，用下面的表達式描述Γμfit_rule\=M--式9表示對i}取整，M為所述工作輥橫移的最大行程，上述第二條規(guī)則的評d、價值fit_rule2，用下面的表達式描述(dfit—rule2=3——式10VA0J其中-A0為衰減率控制參數(shù)的參考值，取0.1，A為所述振蕩型曲線的衰減控制率，上述第三條規(guī)則的評價值fit_rule3，用下面的表達式描述1^pfit_rule>=—Υχ,ζ11ρ其中表示橫移位置序列χ”Χ2，…，Xp圍繞X軸的對稱性，P為所述一個計劃/=1的帶鋼卷數(shù)；由此，構(gòu)造出一個規(guī)則適應(yīng)度評價函數(shù)fit—rule=P1‘fit_rulel+p2‘fit_rule2+p3‘fit_rule3,艮PΣχ'式12式中，fit_rule為規(guī)則適應(yīng)度評價值，Pl，p2，P3為加權(quán)系數(shù)，取值=P1=P2=P3=1；設(shè)共有U組可行的橫移方案的可行解，每組可行解記為<，<，ΛΧ\，其中l(wèi)^k^U，相應(yīng)的規(guī)則適應(yīng)度評價值為fit_rulek，橫移方案三個機架的評價值分別為fitnesslk、fitness2k及fitneSS3k，將其平均值作為綜合目標(biāo)評價值fitnessk=~{fitness\k+fitness2k+fitness3")^13第五步驟利用上述第1-第4步驟，工作輥進行橫移方案優(yōu)化求解流程S31分別給式12中的規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rule中的最優(yōu)規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rule_best及給由式3、4、13計算得到的橫移方案綜合目標(biāo)評價值中的最優(yōu)綜合目標(biāo)評價值fitness_best賦一個初值10000；根據(jù)所述4個待優(yōu)化參數(shù)屯、d2、NX、A的取值范圍及取值間隔生成可行的橫移方案的可行解集合<,<，ΛΤ4，#(k=1,2,"·υ)，同時將可行解計數(shù)器k置初值1；S32從可行解集合中取出當(dāng)前解f<，<，iVAMhS33將當(dāng)前解<，<，ΛΤ，Υ送入橫移位置生成包中，由橫移位置生成包計算出當(dāng)前解{^,《,ΛΟ；}對應(yīng)的橫移位置序列<(ix=1,2,…，ρ)；S34將當(dāng)前解f<,<，ALT,#f及橫移位置序列<(ix=1,2,…，ρ)代入規(guī)則適應(yīng)度評價函數(shù)式12，計算出當(dāng)前解的規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rUlek；S35:判斷規(guī)則適應(yīng)度評價值是否小于安全系數(shù)與最優(yōu)規(guī)則適應(yīng)度評價值的乘積，即，fit_rulek<p_threshold·fitness_best是否成立，如果成立則往下執(zhí)行S36，如果不成立，則執(zhí)行步驟S44;其中Mfit_rule=pr\M-M_■dA+P23-A+/V一.PS36帶鋼卷數(shù)計數(shù)器ix置初值1；S37將當(dāng)前帶鋼對應(yīng)的橫移位置<代入上述磨損計算模型式1，得到該卷帶鋼在軋輥長度方向上各點產(chǎn)生的磨損增量；S38判斷帶鋼卷數(shù)計數(shù)器iχ是否大于軋制計劃長度P，如果成立則執(zhí)行S40，不成立則執(zhí)行S39；S39帶鋼卷數(shù)計數(shù)器ix累加1，往上執(zhí)行S37；S40用上述式2對整個軋制計劃所有帶鋼在軋輥長度方向上各點的磨損增量在對應(yīng)點相加得到軋制計劃結(jié)束時軋輥總的磨損量；S41將當(dāng)前解對應(yīng)的軋輥總的磨損量代入式3和4給出的橫移方案評價函數(shù)計算出三機架的評價值，再按式13做平均值處理后得到綜合目標(biāo)評價值fitness15；S42判斷fitnessk<fitness_best是否成立，如果成立，則執(zhí)行S43，否則執(zhí)行S44；S43將fitnessk更新到fitness_best，同時將fit_rulek更新到fit_rule_best，并將當(dāng)前解k，<,NXk,Ak；}更新到最優(yōu)解，dT,NXbes'，Abes'}；S44將可行解計數(shù)器k累加1；S45判斷可行解計數(shù)器k是否大于所有可行解的數(shù)目U,如果成立則執(zhí)行S46，否則回到S32；S46輸出最優(yōu)解對應(yīng)的橫移位置序列Xl，X2,…，V本發(fā)明的有益效果本發(fā)明突破了基于固定模式結(jié)合人工經(jīng)驗對于軋制計劃多變難以快速調(diào)整的障礙，以整個軋制計劃的角度建立一種工作輥橫移優(yōu)化模型，對一個軋制計劃，模型能夠根據(jù)不同的橫移方案計算軋制計劃結(jié)束時軋輥的磨損輪廓曲線，基于對軋輥磨損輪廓曲線尖峰及對稱性指標(biāo)綜合最優(yōu)的評價對不同軋制計劃的橫移方案作動態(tài)調(diào)整，確定軋制計劃每卷帶鋼的工作輥橫移位置，以適應(yīng)熱軋帶鋼生產(chǎn)軋制計劃多變的情況，充分發(fā)揮了利用工作輥橫移均勻軋輥磨損的優(yōu)勢，從而達到分散軋輥熱凸度，擴大帶鋼凸度控制范圍以及減少帶鋼局部高點的目的。本發(fā)明是一種應(yīng)用于熱連軋過程的工作輥橫移方案的優(yōu)化控制方法，對提高帶鋼產(chǎn)品的質(zhì)量起了積極作用。為進一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。圖1為軋輥磨損計算的不同分區(qū)示意圖；圖2為本發(fā)明中橫移位置生成包的示意圖；圖3為本發(fā)明中工作輥橫移方案優(yōu)化的流程示意圖；圖4為繼續(xù)圖3的流程示意具體實施例方式下面結(jié)合實施例的附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。首先對精軋帶鋼的熱連軋機組軋輥磨損計算模型(僅計算軋制一卷帶鋼產(chǎn)生的13磨損增量)進行說明。工作輥與帶鋼間及工作輥與支撐輥間的摩擦，都會使工作輥產(chǎn)生磨損。磨損變化是一個緩慢積累的過程，它的計算精度對板凸度設(shè)定、板平直度控制、帶鋼表面質(zhì)量改善產(chǎn)生影響。磨損分中部定常磨損區(qū)和邊部集中磨損區(qū)兩部分。形成邊部磨損加劇的主要原因是邊部溫度降低、負荷在邊部區(qū)域作用的增強以及軋件金屬三維流動。參見圖1，圖1為軋輥磨損計算的不同分區(qū)的示意圖，如圖所示，根據(jù)帶鋼與軋輥接觸位置的不同，將軋輥分為7個部分中部14；左、右第1邊部11、1Γ；左、右第2邊部12,12'；左、右第3邊部13、13'。針對7個部分磨損狀況的不同，分別計算各個區(qū)域的磨損量。圖1中的L為帶鋼長度，S、T為帶鋼兩邊部，0帶鋼中心線。圖1中dwO，dwl,dw2,dw3為用于分區(qū)的長度；kwl，kw2為軋制力沿帶鋼寬度分布的增益系數(shù)。本實施例中dwO=162mm,dwl=28.5mm,dw2=0,dw3=30mm,kwl=1.14，kw2=1，通過dwO，dwl,dw2,dw3四個參數(shù)可以定出左右第1邊部、第2邊部、第3邊部的距離。計算軋制每卷帶鋼后造成的磨損增量的計算模型Aff(i,j,iw)={aw(i，iw)‘Dwe(i,iw)+bw(i,iw)}‘A(i,j，iw)a(i'iw)‘B(i,iw)Mi'iw)·C(i，iw)式(1)式(1)中的符號說明Aff(i,j,iw)在第i機架、第iw工作輥、第j點的的磨損增量，其中i機架號(熱連軋機組為末三機架F5、F6、F7配置工作輥橫移，共需計算末三個機架F5、F6、F7的磨損增量)，i取值1、2、3，分別表示F5、F6、F7)；j為1-N，是工作輥長度方向各點序號，N為磨損模型在軋輥的輥身長度方向上總的計算點數(shù)，例沿輥身每隔一固定距離e(例5mm)取一個點，如果軋輥長L為2280mm，每隔5mm取一個點，那么共需計算N=L/e=457個點，從左至右依次j的編號為1，2，...，457)；iw上、下工作輥索引號(iw=1為上工作輥，iw=2為下工作輥)；A(i,j,iw)為軋制力作用項；B(i,iw)為變形區(qū)幾何形狀影響項；C(i，iw)為軋制帶鋼長度影響項；Dwe(i，iw)第i機架第iw工作輥的直徑；aw(i,iw),bw(i,iw),α(i，iw)，β(i，iw)第i機架第iw工作輥的模型系數(shù)。上述A(i，j，iw)、B(i，iw)、C(i，iw)、DWK(i，iw)項與軋制計劃及軋制工況有關(guān)，即，在給定的軋制規(guī)程(軋制計劃)下，每卷帶鋼磨損的基本影響因素即軋制長度、軋制力及接觸弧長等都是可以計算的，軋輥磨損計算模型中的模型系數(shù)根據(jù)機組不同機架軋輥的實測磨損值確定。上述符號在下面公式中表示的含義是相同的，不贅述。式(1)就是磨損增量的計算模型，磨損增量主要受軋制力、軋制長度及接觸弧長等因素的影響，軋制力與軋制長度乘積越大，則磨損增量越大。因為不同分區(qū)的磨損狀況不同，故在輥身各點上的磨損值不同，其沿輥身長度分布如圖1中的10所示。另外，本發(fā)明定義AW(i，j，iw)僅在帶鋼與軋輥接觸部分的帶鋼邊部S、T兩側(cè)dw3(通常為30mm)范圍內(nèi)的點上才有值，其余點都是0。下面說明軋輥(工作輥)橫移位置是如何影響磨損的工作輥橫移后，必須根據(jù)每次的橫移位置確定與帶鋼實際的接觸單元，并計算其磨損增量。也就是說，橫移位置決定了磨損增量在軋輥長度方向的分布位置。一個軋制計劃產(chǎn)生的總磨損量計算(疊加各卷帶鋼的磨損增量)。每軋制一卷帶鋼會在軋輥產(chǎn)生一定的磨損，磨損大小由式1計算，在一個軋制計劃中軋制多卷帶鋼后軋輥的累積磨損就是各卷帶鋼磨損增量在輥身長度方向相應(yīng)點上的疊加，磨損的累積使得軋輥表面變得凹凸不同，這是產(chǎn)生局部高點的原因。一個軋制計劃結(jié)束后，軋輥輥身各點的總的磨損量等于該計劃中所有帶鋼磨損增量在輥身對應(yīng)點的累加，即存在式中ΔWk(i，j，iw)為第k卷帶鋼在i機架、第iw工作輥、第j點的的磨損增量；ρ為一個軋制計劃的帶鋼卷數(shù)，N為輥身長度方向上總的計算點數(shù)；i分別取1、2、3，iw分別取1、2，共需計算6個工作輥的總磨損量；工作輥橫移后，橫移位置決定了輥身1，2，...，N點上的磨損增量，因而會影響到式(2)疊加的效果。由上面的分析可知，不同的橫移方案(一個計劃內(nèi)各卷帶鋼工作輥橫移位置構(gòu)成的序列)決定了不同的軋輥磨損輪廓曲線(軋輥長度方向上各點總磨損量構(gòu)成的曲線)，即，不同的橫移方案得到不同的磨損輪廓曲線，本發(fā)明就是要提供工作輥橫移的優(yōu)化方案。要得到工作輥橫移的優(yōu)化方案，首先應(yīng)定義橫移方案優(yōu)劣與否的工作輥橫移方案的評價函數(shù)。定義工作輥橫移方案的評價函數(shù)中首先定義使軋輥輥型在完成軋制計劃最后一卷帶鋼時仍保持最平滑的磨損輪廓曲線所對應(yīng)的橫移方案為最優(yōu)方案。因此，可選用軋制計劃結(jié)束時磨損輪廓曲線上凸起的尖峰高低(俗稱“貓耳”，以下稱為尖峰指標(biāo))與曲線左右對稱性(以下稱為對稱性指標(biāo))的綜合指標(biāo)作為橫移方案優(yōu)劣的評價函數(shù)，該評價函數(shù)用下列式子表示式(3)其中，fitness(i，iw)為第i機架第iw工作輥的評價值；ff(i,j,iw)為一個計劃在第i機架、iw工作輥的第j點產(chǎn)生的總磨損量；max(ff(i,j,iw),20)為取出某一工作輥(當(dāng)i與iw相同時)磨損輪廓曲線上總磨損量排在前20個點的總磨損量，mean{max(W(i,j，iw),20)}為對所述20個點的總磨損量取平均值；為尖峰指標(biāo)，用磨損輪廓曲線上磨損量排在前20個點的磨損均值與中間平坦區(qū)域20個點的磨損均值之差表示；std{W(i,jaw)-W(i,(N_j)，iw)}為對稱性指標(biāo)，用磨損輪廓曲線左半部分與右半部分對稱位置相減后的序列取標(biāo)準(zhǔn)差表示(在i與iw相等時，即對同一個工作輥，計算點j與(N-j)所在的輥身位置關(guān)于軋輥中心線對稱)；C1,C2為加權(quán)系數(shù)；(取值一取決于兩個指標(biāo)的重要程度，可取C1=0.6，C2=0.4)；上述已提到N為磨損模型在軋輥長度方向上計算的總點數(shù)?？紤]到對稱性，對同一個機架i，可對上下工作輥評價值取平均值，此時其中:fitness(l,1)、fitness(2,1)、fitness(3,1)—第F5、F6、F7機架上工作輥橫移方案評價值；fitness(1,2),fitness(2,2),fitness(3，2)-—第F5、F6、F7機架下工作輥橫移方案評價值；fitness1、fitness2、fitness3分別為F5、F6、F7機架橫移方案的評價值;熱連軋機組通常為末三機架F5、F6、F7配置工作輥橫移式軋機，為保證軋制穩(wěn)定性，軋制每卷帶鋼時，通常設(shè)置F5與F7橫移位置相同，F(xiàn)6則與F5或F7相反。在一個軋制計劃內(nèi)，如果式(3)中表示的磨損輪廓曲線上的尖峰與對稱性綜合指標(biāo)越好，那么該計劃內(nèi)各卷帶鋼產(chǎn)生局部高點的可能性就越小。因此，工作輥橫移優(yōu)化方案可表述為一個帶約束條件的多目標(biāo)優(yōu)化問題，其數(shù)學(xué)描述為Min:fitnessl=ι(X1,χ2,…，χρ)Min:fitness2=f2(X1,x2,xp)式(5)Min:fitness3=f3(X1,x2,·..,xp)約束條件χ…-XiI<=AS,>=ASmin式(6)Xi<=M式中，fitness1、fitness2、fitness3分別為F5、F6、F7機架橫移方案的評價值；fi(χι;x2,…，Xp)、f2(Xl，x2，…，Xp)、f3(Xl，x2，…，xp)分別為F5、F6、F7機架由橫移位置序列映射到橫移方案評價值的函數(shù)關(guān)系，先根據(jù)式(1)分別計算各卷帶鋼在輥身各點產(chǎn)生的磨損增量，再根據(jù)式(2)將對應(yīng)點的磨損增量累加得到磨損輪廓曲線，最后根16據(jù)式(3)、(4)將磨損輪廓曲線代入評價函數(shù)得到評價值；Xix為軋制第ix卷帶鋼工作輥的橫移位置；ρ為整個軋制計劃的帶鋼卷數(shù)。M為工作輥橫移的最大行程，通常為200mm；ΔSfflin,ΔSfflax分別為工作輥橫移的最小允許步長和最大允許步長(本實施例最小允許橫移步長ASmin=10mm，最大允許橫移步長ASmax=50mm)。在滿足式(6)的前提下，通過式(5)找合適的橫移位置序列X1,X2,…，Xp，使fitness1、fitness2、fitness3達到最小，以找到工作輥橫移的優(yōu)化方案。下面對工作輥橫移方案優(yōu)化問題的求解進行說明。求解策略1，根據(jù)周期橫移的特點減少式5中待優(yōu)化變量的數(shù)目。由上面的分析可知，工作輥橫移方案是一個帶約束條件的多目標(biāo)優(yōu)化問題，待優(yōu)化變量就是軋制各卷帶鋼工作輥的橫移位置。通常一個計劃的帶鋼卷數(shù)在40個以上，如果直接求解問題，則需設(shè)計非常復(fù)雜的優(yōu)化算法。根據(jù)工作輥橫移的周期性特點，本發(fā)明設(shè)計一個如圖2所示的橫移位置生成包20，減少式5中待優(yōu)化變量的數(shù)目，該橫移位置生成包20用4個變量參數(shù)(dpdyNXJ)來控制一個計劃內(nèi)各卷帶鋼橫移位置的生成。下面描述橫移位置生成包的計算過程。圖2中的軋制歷程為一個計劃的帶鋼卷數(shù)(如圖2所示本實施例為62卷)，定義在通常一個計劃的帶鋼卷數(shù)(例，62卷)分為兩個階段進行工作輥橫移(本實施例中第一階段為軋制第1-12卷，第二階段為軋制第13-62卷)，兩個階段中從前一卷帶鋼到后一卷帶鋼工作輥橫移步長分別為屯、d2，兩個階段的切換點稱為階段切換點NX(第12卷結(jié)束)，即Cl1-第一階段工作輥橫移步長，第一階段從前一卷帶鋼到后一卷帶鋼工作輥橫移步長(每步移動的大小，如圖2所示，Cl1=50mm)；d2-第一階段工作輥橫移步長，第二階段從前一卷帶鋼到后一卷帶鋼工作輥橫移步長(每步移動的大小，如圖2所示為，d2=30mm)；NX-階段切換點，決定在軋制多少卷帶鋼后由第一階段過渡到第二階段(第12卷結(jié)束)的切換點；A-一個軋制計劃的工作輥橫移位置序列表現(xiàn)為為一個振蕩型曲線，并在第二階段中該振蕩型曲線的邊界(峰點位置)是衰減的，定義A為振蕩型曲線的衰減控制率，其決定振蕩型曲線邊界衰減的快慢；所述橫移位置生成包20的作業(yè)流程如下S21，第一階段工作輥橫移軋制卷數(shù)ix為1到NX；S211，軋制第1卷帶鋼時工作輥橫移位置X1=Cl1，此后工作輥橫移步長為Cl1；S212，軋制2卷到第NX卷，卷數(shù)ix從2變化到NX，其中每步都是在前一步橫移位置的基礎(chǔ)上加Cl1(即Xix=Xix-Jd1)，但如果加Cl1后越過了定義的第一階段工作輥橫移位置邊界M(本實施例M為200mm)(即|Ud11>200)，則將橫移反向進行(即令(I1=-(I1)；S22，第二階段工作輥橫移軋制卷數(shù)ix為(NX+1)到ρ；S221，軋制完第NX卷帶鋼后，工作輥橫移步長變?yōu)閐2(本實施例d2=30mm)；S222，軋制第NX+1卷到第ρ卷(ix從NX+1變化到ρ)，每步都是在前一步橫移位置的基礎(chǔ)上加d2(xix=XixJd2)，但如果加d2后越過了橫移邊界xLimit，則將橫移反向(即令d2=-d2)。上述第二階段的橫移邊界xLimit可以表述為其中，sp-衰減起始點，決定橫移邊界衰減開始的帶鋼卷數(shù)；ep_衰減結(jié)束點，決定橫移邊界衰減結(jié)束的帶鋼卷數(shù)；即當(dāng)ix大于sp并且不大于印時，橫移邊界在不斷減??；當(dāng)ix大于印時，橫移邊界保持不變。只要按上述方法計算各卷帶鋼工作輥的橫移位置，并滿足ΓΔ5<d<AS那么自然就滿足約束條件式(6)。上述橫移位置生成包將工作輥橫移過程分解為前后兩個階段，并在第二階段通過指數(shù)函數(shù)B*exp(-A·(ix-sp))來控制橫移范圍的衰減。只要給定dpdpNXj參數(shù)值，就可以生成一個軋制計劃內(nèi)每卷帶鋼的工作輥橫移位置。因此，上述橫移位置生成包使工作輥的橫移優(yōu)化方案只與4個變量有關(guān)，即從式5中ρ個待優(yōu)化變量Xl，x2,…，xp減少為4個待優(yōu)化變量屯、d2、NX、Α,縮短了橫移方案優(yōu)化問題的求解時間。求解策略2采用滿足指導(dǎo)性規(guī)則排除大部分可行的橫移方案，以獲得工作輥橫移的優(yōu)化方案，所述指導(dǎo)性規(guī)則是在大量計算和分析的基礎(chǔ)上，歸納出的第一條規(guī)則，工作輥橫移第一階段移動范圍要盡可能大；第二條規(guī)則，工作輥橫移第二階段位置構(gòu)成的序列表現(xiàn)為一個振蕩型曲線，該振蕩型曲線的邊界要以一速率衰減；第三條規(guī)則，計劃內(nèi)所有帶鋼的工作輥橫移位置左右對稱性要好；分析表明，待優(yōu)化變量滿足三條規(guī)則的程度越好，獲得最優(yōu)解的可能性就越大。在第一階段橫移步長Cl1、第二階段橫移步長d2、階段切換點NX、衰減控制率參數(shù)A四個待優(yōu)化變量中，Cl1影響橫移第一階段的移動范圍，A影響橫移第二階段移動邊界的衰減快慢，而NX、d2、Cl1及A共同影響橫移位置序列的左右對稱性。上述第一條規(guī)則的評價值fit_rulel，可用下面的表達式描述其中#表示對#取整，M為所述工作輥橫移的最大行程；式9意義第一階段橫移移動范圍越大，則(9)式越小；上述第二條規(guī)則的評價值fit_rule2，可用下面的表達式描述(Αλfit—rule2=3——式(10)VAoJ其中=Atl為衰減率控制參數(shù)的參考值，取0.1，A為所述振蕩型曲線的衰減控制率，18式10意義A越大，(10)式越小，橫移邊界衰減越快；上述第三條規(guī)則fit_rule3，可用下面的表達式描述其中Σχ·表示橫移位置序列X1,X2,…，Xp圍繞X軸的對稱性，，P為所述一個計劃的帶鋼卷數(shù)。式11意義橫移位置序列Xl，x2，…，Xp圍繞χ軸對稱性越好，式(11)越〃結(jié)論①Cl1滿足第一條規(guī)則的程度越好，等價于(9)式越?。虎贏滿足第二條規(guī)則的程度越好，等價于(10)式越小；③NX、C^d1及A滿足第三條規(guī)則的程度越好，等價于(11)式越小。由此，可構(gòu)造出一個規(guī)則適應(yīng)度評價函數(shù)fit_rule式(12)式中，Pl，p2，p3為加權(quán)系數(shù)，取值大小決定于每條規(guī)則的重要程度，通常取Pl=P2=p3=1)。結(jié)論戲、d2、NX及A滿足三條指導(dǎo)性規(guī)則的程度越好，等價于式(12)取值越小。求解橫移方案優(yōu)化問題前，首先要確定4個待優(yōu)化參數(shù)C^dpNXj的取值范圍及取值間隔(舉例假設(shè)dl取值范圍為40到50，取值間隔為2，則dl可取到40，42，44，46，48，50)，見表1。表1待優(yōu)化變量的取值范圍及取值間隔根據(jù)表1，可以得到4個變量的不同組合，所有的組合構(gòu)成可行的橫移方案的全搜索空間。假設(shè)共有U組可行的橫移方案的可行解，每組可行解為其中1彡k彡U，相應(yīng)的規(guī)則適應(yīng)度評價值為fit_rulek，三個機架F5、F6、F7的工作輥橫移方案評價值分別為fitneSSlk、fitneSS2k及fitneSS3k，將其平均值作為工作輥橫移方案綜合目標(biāo)評價值fitnessk~^{fitnessV+fitness2k+fitness3k、式(丄3)下面根據(jù)圖3、圖4對本發(fā)明的工作輥橫移方案優(yōu)化求解流程進行說明S31分別給式12中的規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rule中的最優(yōu)規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rule_best及給由式3、4、13計算得到的橫移方案綜合目標(biāo)評價值中的最優(yōu)綜合目標(biāo)評價值fitness_best賦一個很大的初值10000；根據(jù)所述4個待優(yōu)化參數(shù)屯、d2、NX、A的取值范圍及取值間隔生成可行的橫移方案的可行解集合<,<，Λ「Ζ\Υ;[(k=1，2，…U)；同時將可行解計數(shù)器k置初值1；S32從可行解集合中取出當(dāng)前解丨,Λ^Μ；};S33將當(dāng)前解<,<，7νΖ\#；}送入橫移位置生成包中，由橫移位置生成包計算出當(dāng)前解{<，<，旭〃,#；|對應(yīng)的橫移位置序列<(ix=1,2,…，ρ)；S34將當(dāng)前解<，<，ΤνΤ,#；[及橫移位置序列<(ix=1,2,…，ρ)代入規(guī)則適應(yīng)度評價函數(shù)式12，計算出當(dāng)前解的規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rUlek；S35:判斷規(guī)則適應(yīng)度評價值是否小于安全系數(shù)與最優(yōu)規(guī)則適應(yīng)度評價值的乘積，即，fit_rulek<p_threshold·fitness_best是否成立，如果成立則往下執(zhí)行S36，如果不成立，則執(zhí)行步驟S44。所述安全系數(shù)p_threshold是為擴大最優(yōu)解的可能范圍而設(shè)置的系數(shù)，取值為1.2，使得規(guī)則適應(yīng)度評價值除了滿足fit_rulek<fitness_best的可行解外，fitness一best(fit_rulek<p_threshold·fitness一best白勺"SJif角軍。S36帶鋼卷數(shù)計數(shù)器ix置初值1；S37將當(dāng)前帶鋼對應(yīng)的橫移位置<代入上述磨損計算模型式1，得到該卷帶鋼在軋輥長度方向上各點產(chǎn)生的磨損增量；S38判斷帶鋼卷數(shù)計數(shù)器ix是否大于軋制計劃長度P，如果成立則執(zhí)行S40，不成立則執(zhí)行S39；S39帶鋼卷數(shù)計數(shù)器ix累加1，往上執(zhí)行S37；S40用上述式2對整個軋制計劃所有帶鋼在軋輥長度方向上各點的磨損增量在對應(yīng)點相加得到軋制計劃結(jié)束時軋輥總的磨損量；S41將當(dāng)前解對應(yīng)的軋輥總的磨損量代入式3和4給出的橫移方案評價函數(shù)計算出三機架的評價值，再按式13做平均值處理后得到綜合目標(biāo)評價值fitness15；S42判斷fitnessk<fitness_best是否成立，如果成立，則執(zhí)行S43，否則執(zhí)行S44；S43將fitnessk更新到fitness_best，同時將fit_rulek更新到fit_rule_best，并將當(dāng)前解{<，<，NXk，Ak1更新到最優(yōu)解fi/廣,db;s',NX"-',Ah-'}；S44將可行解計數(shù)器k累加1；S45判斷可行解計數(shù)器k是否大于所有可行解的數(shù)目U,如果成立則執(zhí)行S46，否則回到S32；S46輸出最優(yōu)解,db；“,NX-,Abesl；}對應(yīng)的橫移位置序列X1，X2，…，Xp。上述步驟S36到S41相當(dāng)于完成了從橫移位置序列x/(i=1,2,…，ρ)到三機架評價值的計算過程。由于綜合目標(biāo)評價值的計算需要經(jīng)歷每卷帶鋼的磨損計算、軋輥對應(yīng)點磨損增量疊加、磨損輪廓曲線評價值計算等多個過程，數(shù)據(jù)處理量大，計算時間長；而規(guī)則適應(yīng)度評價值計算得相對簡單，不涉及到磨損計算，數(shù)據(jù)處理量小，計算時間短。通過先計算規(guī)則適應(yīng)度評價值，并與當(dāng)前最佳的規(guī)則適應(yīng)度評價值對比，將大部分可行解排除在綜合目標(biāo)評價值計算之前，這樣的優(yōu)化算法設(shè)計可以極大節(jié)省找到橫移方案最優(yōu)解的計算時間。本
技術(shù)領(lǐng)域：
中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的目的，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種精軋帶鋼局部高點的控制方法，其特征在于包括第一步驟對精軋帶鋼的熱連軋機組軋輥磨損進行計算，橫移位置決定了磨損增量在軋輥長度方向的分布位置，為得到橫移位置，先對精軋帶鋼的軋輥磨損進行計算，軋制一卷帶鋼產(chǎn)生的磨損增量的數(shù)學(xué)模型為ΔW(i，j，iw)＝{aw(i，iw)·DWR(i，iw)+bw(i，iw)}·A(i，j，iw)a(i，iw)·B(i，iw)β(i，iw)·C(i，iw)式1，式中ΔW(i，j，iw)在第i機架、第iw工作輥、第j點的的磨損增量，其中i機架號，熱連軋機組為末三機架F5、F6、F7配置工作輥橫移，i取值1、2、3，分別表示F5、F6、F7，j為1N，是工作輥長度方向每隔一固定距離e取一個點的各點序號，N為軋輥長度為L的輥身長度方向上總的計算點數(shù)，N＝L/e，iw上、下工作輥索引號，iw＝1為上工作輥，iw＝2為下工作輥，A(i，j，iw)為軋制力作用項，B(i，iw)為變形區(qū)幾何形狀影響項，C(i，iw)為軋制帶鋼長度影響項，DWR(i，iw)第i機架第iw工作輥的直徑，aw(i，iw)，bw(i，iw)，α(i，iw)，β(i，iw)第i機架第iw工作輥的模型系數(shù)，上述A(i，j，iw)、B(i，iw)、C(i，iw)、DWR(i，iw)在一個軋制計劃中根據(jù)機架工作輥的實測磨損值確定；第二步驟計算一個軋制計劃產(chǎn)生的總磨損量一個軋制計劃結(jié)束后，軋輥輥身各點的總的磨損量等于該計劃中所有帶鋼磨損增量在輥身對應(yīng)點的累加，其數(shù)學(xué)式為；<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>W</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>p</mi></munderover><msup><mi>ΔW</mi><mi>k</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>W</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mn>2</mn><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>p</mi></munderover><msup><mi>ΔW</mi><mi>k</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mn>2</mn><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>W</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>N</mi><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>p</mi></munderover><msup><mi>ΔW</mi><mi>k</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>N</mi><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>式2，式2中ΔWk(i，j，iw)為第k卷帶鋼在i機架、第iw工作輥、第j點的的磨損增量，p為一個軋制計劃的帶鋼卷數(shù)，軋輥橫移后，橫移位置決定了輥身1，2，...，N計算點的磨損增量；第三步驟提供工作輥橫移的優(yōu)化方案，使軋輥輥型在完成軋制計劃最后一卷帶鋼時仍保持最平滑的磨損輪廓曲線，所述工作輥橫移的優(yōu)化方案為一個軋制計劃內(nèi)各卷帶鋼工作輥橫移位置構(gòu)成的序列，所述軋輥磨損輪廓曲線為軋輥長度方向上各計算點總磨損量構(gòu)成的曲線；工作輥橫移的優(yōu)化方案的優(yōu)劣由評價函數(shù)表示，采用軋制計劃結(jié)束時表示磨損輪廓曲線上凸起的尖峰高低與表示曲線左右對稱性的綜合指標(biāo)作為橫移方案優(yōu)劣的評價函數(shù)，該評價函數(shù)用下列式子表示<mrow><mi>fitness</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>c</mi><mn>1</mn></msub><mo>·</mo><mi>std</mi><mo>{</mo><mi>W</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>W</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mi>N</mi><mo>-</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow><mo>}</mo><mo>+</mo><msub><mi>c</mi><mn>2</mn></msub><mo>·</mo><mo>{</mo><mi>mean</mi><mo>{</mo><mi>max</mi><mrow><mo>(</mo><mi>W</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mn>20</mn><mo>)</mo></mrow><mo>}</mo><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>20</mn></mfrac><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mi>N</mi><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mn>10</mn></mrow><mrow><mrow><mo>(</mo><mi>N</mi><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mn>9</mn></mrow></munderover><mi>W</mi><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>,</mo><mi>iw</mi><mo>)</mo></mrow><mo>}</mo></mrow>式3其中，fitness(i，iw)為第i機架第iw工作輥橫移方案的評價值，W(i，j，iw)為一個計劃在第i機架、第iw工作輥、第j點產(chǎn)生的總磨損量，max(W(i，j，iw)，20)為當(dāng)i與iw相同時取出某一工作輥磨損輪廓曲線上總磨損量排在前20個點的總磨損量，mean{max(W(i，j，iw)，20)}為對上述20個點的總磨損量取平均值，std{W(i，j，iw)W(i，(Nj)，iw)}為對稱性指標(biāo)，用磨損輪廓曲線左半部分與右半部分對稱位置相減后的序列取標(biāo)準(zhǔn)差表示，為尖峰指標(biāo)，用磨損輪廓曲線上總磨損量排在前20個點的磨損均值與中間平坦區(qū)域20個點的磨損均值之差表示，c1，c2為加權(quán)系數(shù)，c1＝0.6，c2＝0.4；對同一個機架i，對上下工作輥評價值取平均值，此時<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>fitness</mi><mn>1</mn><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>·</mo><mo>[</mo><mi>fitness</mi><mrow><mo>(</mo><mn>1,1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>fitness</mi><mrow><mo>(</mo><mn>1,2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>fitness</mi><mn>2</mn><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>·</mo><mo>[</mo><mi>fitness</mi><mrow><mo>(</mo><mn>2,1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>fitness</mi><mrow><mo>(</mo><mn>2,2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>fitness</mi><mn>3</mn><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>·</mo><mo>[</mo><mi>fitness</mi><mrow><mo>(</mo><mn>3,1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>fitness</mi><mrow><mo>(</mo><mn>3,2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo></mtd></mtr></mtable></mfenced>式4其中fitness(1，1)、fitness(2，1)、fitness(3，1)分別為第F5、F6、F7機架上工作輥橫移方案評價值，fitness(1，2)、fitness(2，2)、fitness(3，2)分別為第F5、F6、F7機架下工作輥橫移方案評價值，fitness1、fitness2、fitness3分別為F5、F6、F7機架橫移方案的評價值；在一個軋制計劃內(nèi)，式3中表示的磨損輪廓曲線上的尖峰與對稱性綜合指標(biāo)反映該計劃內(nèi)各卷帶鋼產(chǎn)生局部高點大小，工作輥橫移優(yōu)化方案表述為一個帶約束條件的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，其數(shù)學(xué)描述為Minfitness1＝f1(x1，x2，…，xp)Minfitness2＝f2(x1，x2，…，xp)式5Minfitness3＝f3(x1，x2，…，xp)約束條件|xix+1xix|＜＝ΔSmax|xxi+1xix|＞＝ΔSmin式6|xix|＜＝M式中，fitness1、fitness2、fitness3分別為F5、F6、F7機架橫移方案的評價值，在滿足式6的前提下式5求得橫移位置序列x1，x2，…，xp，使fitness1、fitness2、fitness3達到最小，以找到工作輥橫移的優(yōu)化方案，f1(x1，x2，…，xp)、f2(x1，x2，…，xp)、f3(x1，x2，…，xp)分別為F5、F6、F7機架由橫移位置序列映射到橫移方案評價值的函數(shù)關(guān)系，xix為軋制第ix卷帶鋼工作輥的橫移位置，p為整個軋制計劃的帶鋼卷數(shù)，M為工作輥橫移的最大行程，ΔSmin、ΔSmax分別為工作輥橫移的最小允許步長和最大允許步長；第四步驟對工作輥橫移優(yōu)化方案進行求解，求解策略1，采用橫移位置生成包減少式5中待優(yōu)化變量的數(shù)目，所述橫移位置生成包用4個變量參數(shù)d1、d2、NX、A來控制一個計劃內(nèi)各卷帶鋼橫移位置的生成，其中d1第一階段工作輥橫移步長，是第一階段中從前一卷帶鋼到后一卷帶鋼工作輥橫移步長，d2第二階段工作輥橫移步長，是第二階段中從前一卷帶鋼到后一卷帶鋼工作輥橫移步長，NX階段切換點，第一階段、第二階段的切換點，稱為階段切換點，A一個軋制計劃內(nèi)的工作輥橫移位置構(gòu)成的序列表現(xiàn)為一個振蕩型曲線，并在第二階段中該振蕩型曲線的邊界是衰減的，A為振蕩型曲線的衰減控制率；求解策略2采用滿足指導(dǎo)性規(guī)則排除大部分可行的橫移方案的可行解，以獲得工作輥橫移的優(yōu)化方案，所述指導(dǎo)性規(guī)則第一條規(guī)則，工作輥橫移第一階段移動范圍要大；第二條規(guī)則，工作輥橫移第二階段位置構(gòu)成的序列表現(xiàn)為一個振蕩型曲線，該振蕩型曲線的邊界要以一速率衰減；第三條規(guī)則，計劃內(nèi)所有帶鋼的工作輥橫移位置左右對稱；上述第一條規(guī)則的評價值fit_rule1，用下面的表達式描述<mrow><mi>fit</mi><mo>_</mo><mi>rule</mi><mn>1</mn><mo>=</mo><mi>M</mi><mo>-</mo><mo>[</mo><mfrac><mi>M</mi><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><mo>]</mo><mo>·</mo><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub></mrow>式9其中表示對取整，M為所述工作輥橫移的最大行程，上述第二條規(guī)則的評價值fit_rule2，用下面的表達式描述<mrow><mi>fit</mi><mo>_</mo><mi>rule</mi><mn>2</mn><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>-</mo><mfrac><mi>A</mi><msub><mi>A</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow>式10其中A0為衰減率控制參數(shù)的參考值，取0.1，A為所述振蕩型曲線的衰減控制率，上述第三條規(guī)則的評價值fit_rule3，用下面的表達式描述<mrow><mi>fit</mi><mo>_</mo><mi>rule</mi><mn>3</mn><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>p</mi></mfrac><mo>|</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>p</mi></munderover><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>|</mo></mrow>式11其中表示橫移位置序列x1，x2，…，xp圍繞x軸的對稱性，p為所述一個計劃的帶鋼卷數(shù)；由此，構(gòu)造出一個規(guī)則適應(yīng)度評價函數(shù)fit_rule＝p1·fit_rule1+p2·fit_rule2+p3·fit_rule3，即<mrow><mi>fit</mi><mo>_</mo><mi>rule</mi><mo>=</mo><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub><mo>·</mo><mo>{</mo><mi>M</mi><mo>-</mo><mo>[</mo><mfrac><mi>M</mi><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><mo>]</mo><mo>·</mo><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub><mo>}</mo><mo>+</mo><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub><mo>·</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>-</mo><mfrac><mi>A</mi><msub><mi>A</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>p</mi><mn>3</mn></msub><mo>·</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>p</mi></mfrac><mo>·</mo><mo>|</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>p</mi></munderover><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>|</mo></mrow>式12式中，fit_rule為規(guī)則適應(yīng)度評價值，p1，p2，p3為加權(quán)系數(shù)，取值p1＝p2＝p3＝1；設(shè)共有U組可行的橫移方案的可行解，每組可行解記為其中1≤k≤U，相應(yīng)的規(guī)則適應(yīng)度評價值為fit_rulek，橫移方案三個機架的評價值分別為fitness1k、fitness2k及fitness3k，將其平均值作為綜合目標(biāo)評價值<mrow><msup><mi>fitness</mi><mi>k</mi></msup><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>3</mn></mfrac><mrow><mo>(</mo><msup><mrow><mi>fitness</mi><mn>1</mn></mrow><mi>k</mi></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mi>fitness</mi><mn>2</mn></mrow><mi>k</mi></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mi>fitness</mi><mn>3</mn></mrow><mi>k</mi></msup><mo>)</mo></mrow></mrow>式13第五步驟利用上述第1第4步驟，工作輥進行橫移方案優(yōu)化求解流程S31分別給式12中的規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rule中的最優(yōu)規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rule_best及給由式3、4、13計算得到的橫移方案綜合目標(biāo)評價值中的最優(yōu)綜合目標(biāo)評價值fitness_best賦一個初值10000；根據(jù)所述4個待優(yōu)化參數(shù)d1、d2、NX、A的取值范圍及取值間隔生成可行的橫移方案的可行解集合(k＝1，2，...U)，同時將可行解計數(shù)器k置初值1；S32從可行解集合中取出當(dāng)前解S33將當(dāng)前解送入橫移位置生成包中，由橫移位置生成包計算出當(dāng)前解對應(yīng)的橫移位置序列(ix＝1，2，…，p)；S34將當(dāng)前解及橫移位置序列(ix＝1，2，…，p)代入規(guī)則適應(yīng)度評價函數(shù)式12，計算出當(dāng)前解的規(guī)則適應(yīng)度評價值fit_rulek；S35判斷規(guī)則適應(yīng)度評價值是否小于安全系數(shù)與最優(yōu)規(guī)則適應(yīng)度評價值的乘積，即，fit_rulek＜p_threshold·fitness_best是否成立，如果成立則往下執(zhí)行S36，如果不成立，則執(zhí)行步驟S44；S36帶鋼卷數(shù)計數(shù)器ix置初值1；S37將當(dāng)前帶鋼對應(yīng)的橫移位置代入上述磨損計算模型式1，得到該卷帶鋼在軋輥長度方向上各點產(chǎn)生的磨損增量；S38判斷帶鋼卷數(shù)計數(shù)器ix是否大于軋制計劃長度p，如果成立則執(zhí)行S40，不成立則執(zhí)行S39；S39帶鋼卷數(shù)計數(shù)器ix累加1，往上執(zhí)行S37；S40用上述式2對整個軋制計劃所有帶鋼在軋輥長度方向上各點的磨損增量在對應(yīng)點相加得到軋制計劃結(jié)束時軋輥總的磨損量；S41將當(dāng)前解對應(yīng)的軋輥總的磨損量代入式3和4給出的橫移方案評價函數(shù)計算出三機架的評價值，再按式13做平均值處理后得到綜合目標(biāo)評價值fitnessk；S42判斷fitnessk＜fitness_best是否成立，如果成立，則執(zhí)行S43，否則執(zhí)行S44；S43將fitnessk更新到fitness_best，同時將fit_rulek更新到fit_rule_best，并將當(dāng)前解更新到最優(yōu)解S44將可行解計數(shù)器k累加1；S45判斷可行解計數(shù)器k是否大于所有可行解的數(shù)目U，如果成立則執(zhí)行S46，否則回到S32；S46輸出最優(yōu)解對應(yīng)的橫移位置序列x1，x2，…，xp。F200910053608XC0000022.tif,F200910053608XC0000042.tif,F200910053608XC0000043.tif,F200910053608XC0000046.tif,F200910053608XC0000052.tif,F200910053608XC0000054.tif,F200910053608XC0000055.tif,F200910053608XC0000056.tif,F200910053608XC0000057.tif,F200910053608XC0000058.tif,F200910053608XC0000059.tif,F200910053608XC00000510.tif,F200910053608XC00000511.tif,F200910053608XC0000061.tif,F200910053608XC0000062.tif,F200910053608XC0000063.tif2.如權(quán)利要求1所述的精軋帶鋼局部高點的控制方法，其特征在于所述式1中，Aff(i,j,iw)在帶鋼與軋輥接觸部分的帶鋼邊部兩側(cè)為30mm范圍內(nèi)的點上有值，其余點都是為0。3.如權(quán)利要求1所述的精軋帶鋼局部高點的控制方法，其特征在于所述第一步驟中熱連軋機組的末三機架F5、F6、F7配置工作輥橫移是指，在軋制每卷帶鋼時，設(shè)置F5與F7橫移位置相同，F(xiàn)6則與F5或F7相反。4.如權(quán)利要求1所述的精軋帶鋼局部高點的控制方法，其特征在于所述第三步驟中工作輥橫移的最大行程M為200mm，最小允許橫移步長ΔSmin=10mm，最大允許橫移步長ΔSmax=50_。5.如權(quán)利要求1或5所述的精軋帶鋼局部高點的控制方法，其特征在于所述第四步驟中橫移位置生成包的作業(yè)流程如下S21，第一階段工作輥橫移軋制卷數(shù)ix為1到NX；S211，軋制第1卷帶鋼，工作輥橫移位置X1=Cl1，此后工作輥橫移步長為Cl1；S212，軋制第2卷到第NX卷，卷數(shù)ix從2變化到NX，其中每卷都是在前一卷橫移位置的基礎(chǔ)上加屯，Xix=XixJd1,當(dāng)Xix=XixJd1大于工作輥橫移的最大行程M時，則將橫移反向進行，即令Cl1=-Cl1;S22，第二階段工作輥橫移軋制卷數(shù)ix為(NX+1)到ρ；S221，軋制第NX卷帶鋼后，工作輥橫移步長為d2；S222，從第NX+1卷到第ρ卷(ix從NX+1變化到ρ)，每卷都是在前一卷帶鋼橫移位置的基礎(chǔ)上加d2，Xix=XixJd2,但如果加d2后越過了橫移邊界xLimit，則將橫移反向進行，即令d2=-d2；所述橫移位置生成包在第二階段的橫移邊界xLimit表述為根據(jù)上述作業(yè)流程計算各卷帶鋼工作輥的橫移位置，并滿足Wm<d<AS式此時，達到第3步驟中式6的約束條件；sp-衰減起始點，決定橫移邊界衰減開始的帶鋼卷數(shù)；ep-衰減結(jié)束點，決定橫移邊界衰減結(jié)束的帶鋼卷數(shù)。6.如權(quán)利要求1所述的精軋帶鋼局部高點的控制方法，其特征在于所述步驟S35中的安全系數(shù)p_threshold是為擴大最優(yōu)解的可能范圍而設(shè)置的系數(shù)，使得規(guī)則適應(yīng)度評價值除了滿足fit_rUlek<fitness_best的可行解外，還允許滿足fitness_best^fit_rulek<p_threshold·fitness_best的可行角軍。7.如權(quán)利要求6所述的精軋帶鋼局部高點的控制方法，其特征在于所述p_threShold取值為1.2。全文摘要本發(fā)明涉及一種精軋帶鋼局部高點的控制方法，是以整個軋制計劃的角度建立一種工作輥橫移優(yōu)化模型，對一個軋制計劃，模型能夠根據(jù)不同的橫移方案計算軋制計劃結(jié)束時軋輥的磨損輪廓曲線，基于對軋輥磨損輪廓曲線尖峰及對稱性綜合指標(biāo)最優(yōu)的評價對不同軋制計劃的橫移方案作動態(tài)調(diào)整，確定軋制計劃每卷帶鋼的工作輥橫移位置，以適應(yīng)熱軋帶鋼生產(chǎn)軋制計劃多變的情況，充分發(fā)揮了利用工作輥橫移均勻軋輥磨損的優(yōu)勢，從而達到分散軋輥熱凸度，擴大帶鋼凸度控制范圍以及減少帶鋼局部高點的目的。本發(fā)明的方法對提高熱連軋帶鋼產(chǎn)品的質(zhì)量起了積極作用。文檔編號B21B37/00GK101927264SQ200910053608公開日2010年12月29日申請日期2009年6月23日優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日發(fā)明者張健民,張曉峰,李維剛,陳水宣申請人:寶山鋼鐵股份有限公司