專(zhuān)利名稱(chēng)：：不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋁板帶的冷軋方法，尤其涉及不可逆鋁板帶冷軋機(jī)規(guī)程的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，鋁板帶軋機(jī)的自動(dòng)化水平也越來(lái)越高，靠經(jīng)驗(yàn)方法制定軋制規(guī)程已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。經(jīng)驗(yàn)方法制定規(guī)程，雖然可行，但不是較優(yōu)，存在軋制帶材板形差、能耗高的缺點(diǎn)。因此對(duì)于不可逆鋁板帶冷軋來(lái)說(shuō)，確定最優(yōu)的軋制規(guī)程，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)有著十分重要的實(shí)際意義。通過(guò)優(yōu)化軋制規(guī)程可以擺脫經(jīng)驗(yàn)法的不足，充分發(fā)揮軋機(jī)的生產(chǎn)能力，保證設(shè)備合理使用，使產(chǎn)品的板形良好、能耗低。專(zhuān)利號(hào)為ZL200410015884.4的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了"冷帶鋼連軋機(jī)軋制規(guī)程的綜合優(yōu)化控制方法"，其在軋制規(guī)程優(yōu)化過(guò)程中將電機(jī)負(fù)荷、板厚控制、板形控制和打滑與熱滑傷防治等諸多因素綜合考慮進(jìn)去。另外，《中國(guó)冶金》2008年第9期第27~30頁(yè)也有關(guān)于"單機(jī)架可逆冷軋機(jī)軋制規(guī)程優(yōu)化設(shè)計(jì)"的描述。上述的公開(kāi)文獻(xiàn)所涉及的軋制規(guī)程優(yōu)化方法，關(guān)于帶鋼生產(chǎn)的軋制規(guī)程優(yōu)化方法研究較多，但在鋁板帶的軋制規(guī)程優(yōu)化方面的研究則較少，并且在板形方面的優(yōu)化研究很少。在現(xiàn)有技術(shù)中，主要問(wèn)題有軋制規(guī)程的優(yōu)化脫離實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)規(guī)程；軋機(jī)本身的約束考慮很多，而工藝條件約束考慮不夠。軋制規(guī)程優(yōu)化的目標(biāo)，雖然有多種形式，但目標(biāo)形式未必滿(mǎn)足實(shí)際需求，例如以軋制功率代替軋制能耗進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，未考慮軋制時(shí)間，從而缺乏合理性。對(duì)板形的優(yōu)化，側(cè)重于等負(fù)荷、等壓力、最佳軋制力等方面的研究，很少?gòu)耐苟群蛷澼伭Φ慕嵌葘?duì)板形的優(yōu)化進(jìn)行研究。而在軋制規(guī)程尋優(yōu)的算法中，一般很難滿(mǎn)足在線(xiàn)應(yīng)用時(shí)間上的要求，只能進(jìn)行離線(xiàn)的規(guī)程優(yōu)化計(jì)算。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，通過(guò)優(yōu)化軋制規(guī)程，充分發(fā)揮軋機(jī)的生產(chǎn)能力，保證設(shè)備合理使用，使產(chǎn)品的板形良好、能耗降低，并適合在線(xiàn)使用。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，特點(diǎn)是包括以下步驟(1)收集鋁板帶冷軋機(jī)的設(shè)備參數(shù)和工藝條件；(2)確定帶材規(guī)格和成品要求；(3)收集實(shí)際使用規(guī)程的參數(shù)；(4)確定優(yōu)化目標(biāo)4a)以下形式的負(fù)荷均衡目標(biāo)函數(shù)M,—^/m'"S=a~^-^+(1-ct)~^-^~式中CC——權(quán)重系數(shù)，尸,、^第/道次的軋制力、軋制力矩，戶(hù)皿、M皿——軋機(jī)的最大軋制力、最大軋制力矩；4b)以下形式的能耗最小目標(biāo)函數(shù)式中￡~~軋制總能耗，M——第/道次的軋制功率，7K——第/道次的軋制時(shí)間，/^、&——第/道次軋制前、后的軋件厚度;4C)以下形式的板形良好目標(biāo)函數(shù):/=1A一i;1>巧踏0(不存在板形調(diào)節(jié)手段的情況下)、1(存在板形調(diào)節(jié)手段的情況下)式中-^權(quán)重系數(shù)，//0、△——坯料的邊部厚度和凸度，(5,——第/道次出口的邊部厚度和凸度，——第/道次的彎輥力；(5)出口厚度離散及初始化-5a)出口厚度離散首先絕對(duì)壓下量離散，以實(shí)際使用規(guī)程為中心，絕對(duì)壓下量離散間隔設(shè)為^^p，離散點(diǎn)個(gè)數(shù)設(shè)為/，各道次出口厚度離散值以下列形式計(jì)算:再相對(duì)壓下率離散，以實(shí)際使用規(guī)程為中心，相對(duì)壓下率離散的波動(dòng)范圍設(shè)為/e，離散點(diǎn)個(gè)數(shù)設(shè)為/"，各道次出口厚度離散值以下列形式計(jì)算、"/—/2￡式中_/——道次數(shù)，/^厚度離散點(diǎn)的索引，i^H——實(shí)際使用規(guī)程>1道次的出口厚度;5b)各階段離散點(diǎn)有效個(gè)數(shù)初始化；5c)階段臨時(shí)目標(biāo)值初始化；(6)調(diào)用優(yōu)化計(jì)算子程序，對(duì)退火前后分兩段進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算6a)取得退火標(biāo)志，確定退火前的戶(hù)M段和退火后的/W2段的出入口參數(shù)；6b)A:值初始取值為/W7段的道次數(shù)/W7;6c)判斷當(dāng)前離散厚度及對(duì)應(yīng)的力能參數(shù)是否滿(mǎn)足約束條件，所述約束條件包括最小可軋厚度的限制/2^/^，道次壓下率限制STO>^e^S最大軋制壓力限制0S尸^i^ox，軋制功率限制0SiV^A^瓜，軋制力矩限制0S7KS^4^，軋制速度限制V^V,^，式中&、/Z,——第/道次的厚度、最小可軋厚度，Sm,、——第/道次的最小允許壓下率、最大允許壓下率，尸,、尸,mox——第Z'道次的軋制力、最大允許軋制力，M、^第/道次的軋制功率、最大允許軋制功率，M、——第/道次的軋制力矩、最大允許軋制力矩，v,、vi>nax——第/道次的軋制速度、最大允許軋制速度；6d)采用步驟(4)中的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算優(yōu)化目標(biāo)值；6e)判斷并存儲(chǔ)各離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)目標(biāo)值；6f)存儲(chǔ)A階段各離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)路徑的厚度離散值；6g)存儲(chǔ)A:階段有效的離散厚度及其索引；6h)A:值減l，轉(zhuǎn)入步驟6c)進(jìn)行回歸計(jì)算，直到A:值小于2;6i)A值取值為戶(hù)A^段的道次數(shù)戶(hù)i^，轉(zhuǎn)入步驟6c)進(jìn)行回歸計(jì)算；6j)存儲(chǔ)整體最優(yōu)路徑及各階段規(guī)程優(yōu)化值；(7)完成規(guī)程優(yōu)化計(jì)算。進(jìn)一歩地，上述的不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，其中，步驟(1)中所述的設(shè)備參數(shù)和工藝條件包含上下工作輥直徑、上下支撐輥直徑、主電機(jī)額定功率、最大軋制力矩、最大軋制力、最大軋制速度、最小可軋厚度和最大壓下率。更進(jìn)一步地，上述的不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，其中，步驟(2)中所述的帶材規(guī)格和成品要求包含原料材質(zhì)、原料寬度、原料厚度、原料凸度、成品厚度和成品凸度。再進(jìn)一步地，上述的不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，其中，步驟(3)中所述的實(shí)際使用規(guī)程的參數(shù)包含實(shí)際使用規(guī)程總軋制道次數(shù)、退火道次數(shù)和退火厚度，以及實(shí)際使用規(guī)程各道次的出口厚度、入口厚度、軋制速度、變形抗力、張力、軋制壓力、軋制時(shí)間、軋制功率和軋制能耗。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在本發(fā)明充分考慮規(guī)程優(yōu)化后的合理性和可用性，以實(shí)際應(yīng)用規(guī)程為優(yōu)化基礎(chǔ)；在考慮工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，引入負(fù)荷均衡、能耗最小、板形良好三種優(yōu)化目標(biāo)，提出了新的目標(biāo)形式；以動(dòng)態(tài)規(guī)劃法為基礎(chǔ)，在優(yōu)化過(guò)程中考慮實(shí)際軋制中的靜態(tài)約束和動(dòng)態(tài)約束條件，改進(jìn)動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法，減少了被計(jì)算的厚度離散點(diǎn)的數(shù)量，從而減小了計(jì)算量，因此計(jì)算速度快，適合在線(xiàn)使用。通過(guò)本發(fā)明的規(guī)程優(yōu)化方法，可充分發(fā)揮軋機(jī)的生產(chǎn)能力，保證設(shè)備合理使用，使產(chǎn)品的板形良好、能耗低，適合在線(xiàn)使用。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明圖1:不可逆鋁板帶冷軋機(jī)規(guī)程優(yōu)化方法的簡(jiǎn)要總體流程10圖2:不可逆鋁板帶冷軋機(jī)規(guī)程優(yōu)化方法的優(yōu)化目標(biāo)計(jì)算流程圖；圖3:不可逆鋁板帶冷軋機(jī)規(guī)程優(yōu)化方法的出口厚度離散及初始化流程圖4:不可逆鋁板帶冷軋機(jī)規(guī)程優(yōu)化方法的動(dòng)態(tài)優(yōu)化計(jì)算流程圖；圖5:不可逆鋁板帶冷軋機(jī)規(guī)程優(yōu)化方法的約束條件判斷流程圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，如圖1所示，具體包括以下步驟(1)收集鋁板帶冷軋機(jī)的設(shè)備參數(shù)和工藝條件，設(shè)備參數(shù)和工藝條件包含上下工作輥直徑、上下支撐輥直徑、主電機(jī)額定功率、最大軋制力矩、最大軋制力、最大軋制速度、最小可軋厚度和最大壓下率；(2)確定帶材規(guī)格和成品要求，帶材規(guī)格和成品要求包含原料材質(zhì)、原料寬度、原料厚度、原料凸度、成品厚度和成品凸度；(3)收集實(shí)際使用規(guī)程的參數(shù)，實(shí)際使用規(guī)程的參數(shù)包含實(shí)際使用規(guī)程總軋制道次數(shù)、退火道次數(shù)和退火厚度，以及實(shí)際使用規(guī)程各道次的出口厚度、入口厚度、軋制速度、變形抗力、張力、軋制壓力、軋制時(shí)間、軋制功率和軋制能耗；(4)確定優(yōu)化目標(biāo)，如圖2所示4a)以下形式的負(fù)荷均衡目標(biāo)函數(shù)/=1/m力51二oc-P—,=i—1、2M4VM4X式中《——權(quán)重系數(shù)，P,、M^第/道次的軋制力、軋制力矩，尸皿、M皿——軋機(jī)的最大軋制力、最大軋制力矩；4b)以下形式的能耗最小目標(biāo)函數(shù):/=1式中￡^軋制總能耗，M——第/道次的軋制功率，r,——第/道次的軋制時(shí)間，/ZM、&——第/道次軋制前、后的軋件厚度;4c)以下形式的板形良好目標(biāo)函數(shù)仏A^>巧5K-^——0(不存在板形調(diào)節(jié)手段的情況下)、1(存在板形調(diào)節(jié)手段的情況下)式中-^權(quán)重系數(shù)，//fl、A——坯料的邊部厚度和凸度，&、^——第/道次出口的邊部厚度和凸度，5i^^第/道次的彎輥力；(5)出口厚度離散及初始化，如圖3所示5a)出口厚度離散首先絕對(duì)壓下量離散，以實(shí)際使用規(guī)程為中心，絕對(duì)壓下量離散間隔設(shè)為^/^P，離散點(diǎn)個(gè)數(shù)設(shè)為/，各道次出口厚度離散值以下列形式計(jì)算:巧,,=^<v-/+0'_7/2)A鄉(xiāng)再相對(duì)壓下率離散，以實(shí)際使用規(guī)程為中心，相對(duì)壓下率離散的波動(dòng)范圍設(shè)為/￡，離散點(diǎn)個(gè)數(shù)設(shè)為/，各道次出口厚度離散值以下列形式計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>式中J'——道次數(shù)，Z'——厚度離散點(diǎn)的索引，^)，W——實(shí)際使用規(guī)程y-i道次的出口厚度；5b)各階段離散點(diǎn)有效個(gè)數(shù)初始化；5c)階段臨時(shí)目標(biāo)值初始化；(6)調(diào)用優(yōu)化計(jì)算子程序，對(duì)退火前后分兩段進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，如圖4所示6a)取得退火標(biāo)志，確定退火前的尸7^段和退火后的戶(hù)A^段的出入口參數(shù)；6b)A:值初始取值為/W7段的道次數(shù)/W;;6c)判斷當(dāng)前離散厚度及對(duì)應(yīng)的力能參數(shù)是否滿(mǎn)足約束條件，如圖5所示，所述約束條件包括最小可軋厚度的限制/2^/^，道次壓下率限制ew,"￡^emax，最大軋制壓力限制0S尸^尸^ox，軋制功率限制0SA^^M,，軋制力矩限制0S7W^7\4^，軋制速度限制V,^1W^，式中&、——第/道次的厚度、最小可軋厚度，S加W、〖z、J"-第/道次的最小允許壓下率、最大允許壓下率，-第/道次的軋制力、最大允許軋制力，M、A^OT——第/道次的軋制功率、最大允許軋制功率，M、^4nox——第/道次的軋制力矩、最大允許軋制力矩，V,.、——第/道次的軋制速度、最大允許軋制速度；136d)采用步驟(4)中的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算優(yōu)化目標(biāo)值；6e)判斷并存儲(chǔ)各離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)目標(biāo)值；6f)存儲(chǔ)A階段各離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)路徑的厚度離散值；6g)存儲(chǔ)A階段有效的離散厚度及其索引；6h)A:值減l，轉(zhuǎn)入步驟6c)進(jìn)行回歸計(jì)算，直到&值小于2;60A值取值為戶(hù)7V2段的道次數(shù)尸7V2，轉(zhuǎn)入步驟6c)進(jìn)行回歸計(jì)算；6j)存儲(chǔ)整體最優(yōu)路徑及各階段規(guī)程優(yōu)化值；(7)完成規(guī)程優(yōu)化計(jì)算。通過(guò)優(yōu)化軋制規(guī)程，充分發(fā)揮軋機(jī)的生產(chǎn)能力，保證設(shè)備合理使用，使產(chǎn)品的板形良好、能耗降低。以鋁加工廠1850mm六輥單機(jī)架不可逆鋁板帶冷軋機(jī)為應(yīng)用實(shí)例。1、帶材規(guī)格和成品要求坯料材質(zhì)2024，坯料寬度1900wm，坯料厚度6.00mm，坯料凸度40wm，成品厚度l.OOmm，成品凸度5"附。2、實(shí)際使用規(guī)程實(shí)際使用規(guī)程的總軋制道次數(shù)戶(hù)iV為6，退火道次數(shù)為4，退火厚度為實(shí)際使用規(guī)程各道次的相關(guān)參數(shù)如表1所示表1實(shí)際使用規(guī)程<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>61.471.000.4731.81868859.114513,44300.695.00實(shí)際使用規(guī)程的軋制總能耗為1121.3^:『/2，實(shí)際使用規(guī)程各道次軋制力的絕對(duì)偏差平均值為36.985，各道次軋制力矩的絕對(duì)偏差平均值為14.929，各道次凸度的絕對(duì)偏差平均值為5.35。3、優(yōu)化計(jì)算實(shí)際使用規(guī)程中存在退火道次，因此需分兩段分別進(jìn)行優(yōu)化；第一段為第14道次，第二段為第56道次；第一段的優(yōu)化計(jì)算1)目標(biāo)選擇，分別選擇負(fù)荷均衡、能耗最小以及板形良好為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算；負(fù)荷均衡目標(biāo)函數(shù)中，權(quán)重系數(shù)a取值為0.5，第一段道次數(shù)為4，各道次的軋制力、軋制力矩需在優(yōu)化過(guò)程中調(diào)用相關(guān)模型動(dòng)態(tài)計(jì)算；最大軋制力尸皿取值為20000^V，最大軋制力矩M服取值為150^V.m;能耗最小目標(biāo)函數(shù)中，第一段道次數(shù)為4，各道次的軋制功率A^需在優(yōu)化過(guò)程中，根據(jù)離散厚度值調(diào)用相關(guān)模型進(jìn)行計(jì)算；板形良好目標(biāo)函數(shù)中，第一段道次數(shù)為4，各道次的凸度^值根據(jù)離散厚度值調(diào)用相關(guān)模型進(jìn)行計(jì)算；Flag取0，即選擇不存在板形調(diào)節(jié)手段的情況；2)出口厚度離散及初始化，在此實(shí)施例中，出口厚度離散方式選擇相對(duì)壓下率離散，相對(duì)壓下率離散的波動(dòng)范圍/￡取值為0.2，離散點(diǎn)個(gè)數(shù)/取值為200;實(shí)際使用規(guī)程中第一段14道次出口厚度值為4.69mm，3.67mm，2.92m附，2.40可求得第一段各道次出口厚度離散值范圍第1道7欠4432ww-4.95Gww;第2道次3.467mm-3.876mm;第3道欠2.770wm-3.070wm;第4道次2.40mw(為定值)；參數(shù)初始化各道次離散點(diǎn)的有效個(gè)數(shù)^V,-0(i:0,l,…，戶(hù)AO;各道次臨時(shí)目標(biāo)值7^,.=106(i=0,l，...，/W;j=0,l,.../);3)動(dòng)態(tài)優(yōu)化計(jì)算步驟l:A:初始取值為第一段的道次數(shù)4;步驟2:計(jì)算當(dāng)前厚度離散值對(duì)應(yīng)的相關(guān)設(shè)定值&、、P,、M、M"v,、△"、Asc，并判斷是否滿(mǎn)足約束條件；步驟3:計(jì)算并存儲(chǔ)各離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)目標(biāo)值；步驟4:計(jì)算并存儲(chǔ)A:階段的階段最優(yōu)目標(biāo)值；以負(fù)荷均衡為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第一段各階段優(yōu)化目標(biāo)值分別為2.511，3.881，11.288;以能耗最小為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第一段各階段優(yōu)化目標(biāo)值分別為351.494，469.245，520.502;以板形良好為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第一段各階段優(yōu)化目標(biāo)值分別為5.712，40.746，168.750;步驟5:存儲(chǔ)&階段有效的離散厚度及其索引；第一段各階段的有效離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)分別為1，201，201，165;步驟6:&值減1，轉(zhuǎn)入步驟2，進(jìn)行回歸計(jì)算；步驟7:存儲(chǔ)第一段的最優(yōu)路徑及各道次規(guī)程優(yōu)化值；以負(fù)荷均衡為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第一段各階段優(yōu)化的出口厚度索引為0，102，141，154;優(yōu)化的出口厚度為4.70mm，3.76mm，3.00mm，2.40mw;以能耗最小為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第一段各階段優(yōu)化的出口厚度索引為0，200，0，76;優(yōu)化的出口厚度為4.95mw，3.47mm，2.88wwi，2.40mm;以板形良好為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第一段各階段優(yōu)化的出口厚度索引為0，0，0，36;優(yōu)化的出口厚度為4.43mm，3.47mm，2.82mm，2.40ww;第二段的優(yōu)化計(jì)算1)目標(biāo)選擇分別選擇負(fù)荷均衡、能耗最小以及板形良好為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算；負(fù)荷均衡目標(biāo)函數(shù)中，權(quán)重系數(shù)a取值為0.5，第二段道次數(shù)為2，各道次的軋制力、軋制力矩需在優(yōu)化過(guò)程中調(diào)用相關(guān)模型動(dòng)態(tài)計(jì)算；最大軋制力尸認(rèn)取值為2000(M:iV，最大軋制力M層矩取值為150^V.m;能耗最小目標(biāo)函數(shù)中，第二段道次數(shù)為2，各道次的軋制功率A^需在優(yōu)化過(guò)程中，根據(jù)離散厚度值調(diào)用相關(guān)模型進(jìn)行計(jì)算；板形良好目標(biāo)函數(shù)中，第二段道次數(shù)為2，各道次的凸度&值根據(jù)離散厚度值調(diào)用相關(guān)模型進(jìn)行計(jì)算；Flag取0，即選擇不存在板形調(diào)節(jié)手段的情況下；2)出口厚度離散及初始化在此實(shí)施例中，出口厚度離散方式選擇相對(duì)壓下率離散，相對(duì)壓下率離散的波動(dòng)范圍/￡取值為0.2，離散點(diǎn)個(gè)數(shù)/取值為200;實(shí)際使用規(guī)程中第二段56道次出口厚度值為1.47mm，1.00wm;求得第二段各道次出口厚度離散值范圍-第5道次1.280wm-1.653ww;第6道次1.00附W(為定值)；參數(shù)初始化各道次離散點(diǎn)的有效個(gè)數(shù)WV,=0(i=0，l，...，PAO;各道次臨時(shí)目標(biāo)值7^.=106(i=0,l,...，iW;j=0,l,.../);3)動(dòng)態(tài)優(yōu)化計(jì)算步驟l:A初始取值為第二段的道次數(shù)2;步驟2;計(jì)算當(dāng)前厚度離散值對(duì)應(yīng)的相關(guān)設(shè)定值&、、戶(hù)，、M、17M、v,、A&、Asc，并判斷是否滿(mǎn)足約束條件；步驟3:計(jì)算并存儲(chǔ)各離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)目標(biāo)值；步驟4:計(jì)算并存儲(chǔ)A:階段的階段最優(yōu)目標(biāo)值；以負(fù)荷均衡為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第二段各階段優(yōu)化目標(biāo)值為7.882;以能耗最小為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第二段各階段優(yōu)化目標(biāo)值為575.529;以板形良好為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第二段各階段優(yōu)化目標(biāo)值為98.533;步驟5:存儲(chǔ)A階段有效的離散厚度及其索引；第二段各階段的有效離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)分別為1，201;步驟6:A值減l，轉(zhuǎn)入步驟2，進(jìn)行回歸計(jì)算；步驟7:存儲(chǔ)第二段的最優(yōu)路徑及各道次規(guī)程優(yōu)化值；以負(fù)荷均衡為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第二段各階段優(yōu)化的出口厚度索引為0，126;優(yōu)化的出口厚度為1.52ww，以能耗最小為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第二段各階段優(yōu)化的出口厚度索引為0，126;優(yōu)化的出口厚度為1.52mm，lwm;以板形良好為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，第二段各階段優(yōu)化的出口厚度索引為0，81;優(yōu)化的出口厚度為1.43ww，lmw。4、規(guī)程優(yōu)化結(jié)果1)以能耗最小為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，優(yōu)化后的規(guī)程如表2所示表2能耗最小的優(yōu)化規(guī)程<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>優(yōu)化后的規(guī)程軋制總能耗為1091.75ytW/z，而實(shí)際使用規(guī)程軋制總能耗為1121.34&『/2，優(yōu)化后的規(guī)程總能耗降低了2.64%;優(yōu)化計(jì)算總耗時(shí)在l秒以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足在線(xiàn)使用；2)以負(fù)荷均衡為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，優(yōu)化后的規(guī)程如表3所示表3負(fù)荷均衡的優(yōu)化規(guī)程<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>優(yōu)化后的規(guī)程各道次軋制軋制力絕對(duì)偏差平均值為19.886，而實(shí)際使用規(guī)程各道次軋制力的絕對(duì)偏差平均值為36.985，絕對(duì)偏差平均值降低了46.23%;優(yōu)化后的規(guī)程各道次軋制力矩絕對(duì)偏差平均值為9.568，而實(shí)際使用規(guī)程各道次軋制力矩的絕對(duì)偏差平均值為14.929，絕對(duì)偏差平均值降低了35.91%;因此，優(yōu)化后的規(guī)程比實(shí)際使用規(guī)程負(fù)荷更加均衡；優(yōu)化計(jì)算總耗時(shí)在l秒以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足在線(xiàn)使用；3)以板形良好為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，在不存在板形調(diào)節(jié)手段的情況下，優(yōu)化后的規(guī)程如表4所示表4板形良好的優(yōu)化規(guī)程道次數(shù)入口厚度(mm)出口厚度(mm)壓下量(mm)壓下率(%)軋制力(kN)軋制力矩(kN.m)軋制功率(kW)凸度(um)16.004.431.5726.139412122.974656.9522,1624.433.470.9721.78928296.604782.1517.3333,472.820.6418.54878278.154457.0114.1242.822.400.4215.02755050.103136.9512.0052.401.430.9740.37929689.305983,557.1661.431.000.4330.12840455.134210.405,00優(yōu)化后的規(guī)程各道次凸度的絕對(duì)偏差平均值為4.908，而實(shí)際使用規(guī)程各道次凸度的絕對(duì)偏差平均值為5.35，絕對(duì)偏差平均值降低了8%;因此，優(yōu)化后的凸度設(shè)定值更加滿(mǎn)足板形良好條件；優(yōu)化計(jì)算總耗時(shí)在l秒以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足在線(xiàn)使用。綜上所述，本發(fā)明充分考慮規(guī)程優(yōu)化后的合理性和可用性，以實(shí)際應(yīng)用規(guī)程為優(yōu)化基礎(chǔ)；在考慮工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，引入負(fù)荷均衡、能耗最小、板形良好三種優(yōu)化目標(biāo)，提出了新的目標(biāo)形式；以動(dòng)態(tài)規(guī)劃法為基礎(chǔ)，在優(yōu)化過(guò)程中考慮實(shí)際軋制中的靜態(tài)約束和動(dòng)態(tài)約束條件，改進(jìn)動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法，減少了被計(jì)算的厚度離散點(diǎn)的數(shù)量，從而減小了計(jì)算量，因此計(jì)算速度快，適合在線(xiàn)使用。通過(guò)本發(fā)明的規(guī)程優(yōu)化方法，可充分發(fā)揮軋機(jī)的生產(chǎn)能力，保證設(shè)備合理使用，使產(chǎn)品的板形良好、能耗低，適合在線(xiàn)使用。需要理解到的是上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)，所進(jìn)行的添加、變換、替換等，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，其特征在于包括以下步驟(1)收集鋁板帶冷軋機(jī)的設(shè)備參數(shù)和工藝條件；(2)確定帶材規(guī)格和成品要求；(3)收集實(shí)際使用規(guī)程的參數(shù)；(4)確定優(yōu)化目標(biāo)4a)以下形式的負(fù)荷均衡目標(biāo)函數(shù)<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>min</mi><mi>S</mi><mo>=</mo><mi>α</mi><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mi>n</mi></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow><msub><mi>P</mi><mi>MAX</mi></msub></mfrac><mo>+</mo><mrow><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>α</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>M</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>M</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mi>n</mi></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow><msub><mi>M</mi><mi>MAX</mi></msub></mfrac></mrow></mrow>]]></math></maths>式中α——權(quán)重系數(shù)，Pi、Mi——第i道次的軋制力、軋制力矩，PMAX、MMAX——軋機(jī)的最大軋制力、最大軋制力矩；4b)以下形式的能耗最小目標(biāo)函數(shù)<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>min</mi><mi>E</mi><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>N</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>h</mi><mrow><mi>i</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><msub><mi>T</mi><mi>i</mi></msub></mrow>]]></math></maths>式中E——軋制總能耗，Ni——第i道次的軋制功率，Ti—第i道次的軋制時(shí)間，hi-1、hi——第i道次軋制前、后的軋件厚度；4c)以下形式的板形良好目標(biāo)函數(shù)<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>min</mi><mi>J</mi><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mi>Δ</mi><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>-</mo><mfrac><msub><mi>δ</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>h</mi><mi>i</mi></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><mi>Flag</mi><mo>×</mo><mi>β</mi><mo>×</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>BF</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>BF</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mi>n</mi></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>]]></math></maths>式中β——權(quán)重系數(shù)，H0、Δ——坯料的邊部厚度和凸度，hi、δi——第i道次出口的邊部厚度和凸度，BFi——第i道次的彎輥力；(5)出口厚度離散及初始化5a)出口厚度離散首先絕對(duì)壓下量離散，以實(shí)際使用規(guī)程為中心，絕對(duì)壓下量離散間隔設(shè)為Δhstep，離散點(diǎn)個(gè)數(shù)設(shè)為In，各道次出口厚度離散值以下列形式計(jì)算Hj，i＝H0，j-1+(i-In/2)Δstep再相對(duì)壓下率離散，以實(shí)際使用規(guī)程為中心，相對(duì)壓下率離散的波動(dòng)范圍設(shè)為Iε，離散點(diǎn)個(gè)數(shù)設(shè)為In，各道次出口厚度離散值以下列形式計(jì)算<mathsid="math0004"num="0004"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>j</mi><mo>,</mo><mi>i</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mn>0</mn><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>[</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msub><mi>ϵ</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>-</mo><msub><mi>I</mi><mi>n</mi></msub><mo>/</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mrow><msub><mi>I</mi><mi>n</mi></msub><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></mfrac><msub><mi>I</mi><mi>ϵ</mi></msub><msub><mi>ϵ</mi><mi>j</mi></msub><mo>]</mo></mrow>]]></math></maths>式中j——道次數(shù)，i——厚度離散點(diǎn)的索引，H0，j-1——實(shí)際使用規(guī)程j-1道次的出口厚度；5b)各階段離散點(diǎn)有效個(gè)數(shù)初始化；5c)階段臨時(shí)目標(biāo)值初始化；(6)調(diào)用優(yōu)化計(jì)算子程序，對(duì)退火前后分兩段進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算6a)取得退火標(biāo)志，確定退火前的PN1段和退火后的PN2段的出入口參數(shù)；6b)k值初始取值為PN1段的道次數(shù)PN1；6c)判斷當(dāng)前離散厚度及對(duì)應(yīng)的力能參數(shù)是否滿(mǎn)足約束條件，所述約束條件包括最小可軋厚度的限制hi≥hmin，道次壓下率限制εmin≤εi≤εmax，最大軋制壓力限制0≤Pi≤Pimax，軋制功率限制0≤Ni≤Nimax，軋制力矩限制0≤Mi≤Mimax，軋制速度限制vi≤vimax，式中hi、hmin——第i道次的厚度、最小可軋厚度，εmin、εmax——第i道次的最小允許壓下率、最大允許壓下率，Pi、Pimax——第i道次的軋制力、最大允許軋制力，Ni、Nimax——第i道次的軋制功率、最大允許軋制功率，Mi、Mimax——第i道次的軋制力矩、最大允許軋制力矩，vi、vimax——第i道次的軋制速度、最大允許軋制速度；6d)采用步驟(4)中的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算優(yōu)化目標(biāo)值；6e)判斷并存儲(chǔ)各離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)目標(biāo)值；6f)存儲(chǔ)k階段各離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)路徑的厚度離散值；6g)存儲(chǔ)k階段有效的離散厚度及其索引；6h)k值減1，轉(zhuǎn)入步驟6c)進(jìn)行回歸計(jì)算，直到k值小于2；6i)k值取值為PN2段的道次數(shù)PN2，轉(zhuǎn)入步驟6c)進(jìn)行回歸計(jì)算；6j)存儲(chǔ)整體最優(yōu)路徑及各階段規(guī)程優(yōu)化值；(7)完成規(guī)程優(yōu)化計(jì)算。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，其特征在于步驟(1)中所述的設(shè)備參數(shù)和工藝條件包含上下工作輥直徑、上下支撐輥直徑、主電機(jī)額定功率、最大軋制力矩、最大軋制力、最大軋制速度、最小可軋厚度和最大壓下率。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，其特征在于步驟(2)中所述的帶材規(guī)格和成品要求包含原料材質(zhì)、原料寬度、原料厚度、原料凸度、成品厚度和成品凸度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，其特征在于步驟(3)中所述的實(shí)際使用規(guī)程的參數(shù)包含實(shí)際使用規(guī)程總軋制道次數(shù)、退火道次數(shù)和退火厚度，以及實(shí)際使用規(guī)程各道次的出口厚度、入口厚度、軋制速度、變形抗力、張力、軋制壓力、軋制時(shí)間、軋制功率和軋制能耗。全文摘要本發(fā)明涉及不可逆鋁板帶冷軋機(jī)軋制規(guī)程的優(yōu)化方法，其步驟為(1)收集鋁板帶冷軋機(jī)的設(shè)備參數(shù)和工藝條件；(2)確定帶材規(guī)格和成品要求；(3)收集實(shí)際使用規(guī)程的相關(guān)參數(shù)；(4)確定優(yōu)化目標(biāo)；(5)出口厚度離散及初始化；(6)根據(jù)退火階段調(diào)用優(yōu)化計(jì)算子程序；(7)完成規(guī)程優(yōu)化計(jì)算。本發(fā)明充分考慮規(guī)程優(yōu)化后的合理性和可用性，以實(shí)際應(yīng)用規(guī)程為優(yōu)化基礎(chǔ)；提出了負(fù)荷均衡、能耗最小、板形良好這三種優(yōu)化目標(biāo)的新目標(biāo)形式；在優(yōu)化過(guò)程中考慮實(shí)際軋制中的靜態(tài)約束和動(dòng)態(tài)約束條件，改進(jìn)動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法，從而減小計(jì)算量，實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算。該優(yōu)化方法充分發(fā)揮軋機(jī)的生產(chǎn)能力，保證設(shè)備合理使用，使產(chǎn)品板形良好、能耗降低，適合在線(xiàn)使用。文檔編號(hào)B21B37/00GK101658871SQ200910182709公開(kāi)日2010年3月3日申請(qǐng)日期2009年9月3日優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日發(fā)明者劉榮峰,鵬彭,李宏海,王仁忠,王寶宗,竇保杰申請(qǐng)人:蘇州有色金屬研究院有限公司