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《兼顧板形的帶鋼冷連軋機(jī)最優(yōu)化負(fù)荷分配》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、兼顧板形的帶鋼冷連軋機(jī)最優(yōu)化負(fù)荷分配祝東奎 張清東 陳守群 楊建明 吳彬摘 要 在分析現(xiàn)有帶鋼冷連軋機(jī)組所采用的軋制負(fù)荷分配方法的基礎(chǔ)上,提出了一種兼顧板形控制要求的最優(yōu)等負(fù)荷分配模型,并編制了仿真程序.仿真結(jié)果與工業(yè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是吻合的.關(guān)鍵詞 負(fù)荷分配;板形;冷連軋機(jī)組分類號 TP 273.1;TG 333.7OptimumDistributionofLoadsonTandemColdMillBeingHelpfultoShapeControlZHUDongkui,ZHANGQingdong(MechanicalEngineeringSchool,
2、USTBeijing,Beijing100083,China)CHENShouqun,YANGJianming,WUBin(ColdRollingSectorofBaoSteel,Shanghai201900,China)ABSTRACTAkindofmodeloftheoptimumdistributionofloadsbeinghelpfultoshapecontrolhasbeenintroducedonthebaseoftheanalysisofmodelsusedintandemcoldmillsatpresent.Andasimulati
3、ngprogramhasbeenbuilt.Theresultofthisprogramhasbeentestedbytheindustrialexperiment.KEYWORDSdistributionofloads;shapecontrol;tandemcoldmills 軋鋼生產(chǎn)壓下規(guī)程主要包括壓下負(fù)荷分配方案及相應(yīng)的力能參數(shù).合理的壓下規(guī)程在相同的工藝條件下,能更有效地利用設(shè)備能力,提高軋機(jī)的產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量,并能降低軋制能耗.目前,各冷軋機(jī)組軋制規(guī)程的確定都以滿足產(chǎn)品性能和厚度指標(biāo)前提下各機(jī)架主傳動電機(jī)負(fù)荷盡可能均衡為原則,而沒有考慮帶
4、鋼凸度和平坦度控制的要求.事實(shí)上負(fù)荷分配是帶鋼凸度和平坦度控制的基礎(chǔ),而且影響甚大.因此,對兼顧板形的壓下負(fù)荷分配的研究具有重要的理論意義和實(shí)際意義.1經(jīng)典的負(fù)荷分配方法 經(jīng)典的負(fù)荷分配方法可分為2類:一類是經(jīng)驗(yàn)方法,另一類是最優(yōu)化方法.在最優(yōu)化方法引入以前,負(fù)荷分配基本上是依賴經(jīng)驗(yàn),如能耗分配法和表格法等.這些方法都簡單易行,但計(jì)算模型均不能在線自適應(yīng),而且在生產(chǎn)過程中不能保證各道次中或各機(jī)架都能在允許的負(fù)荷下進(jìn)行軋制,更談不上節(jié)能和考慮帶鋼板形.并且當(dāng)生產(chǎn)品種規(guī)格或軋制條件改變時(shí),又要重新積累經(jīng)驗(yàn),才能重新定出合理的分配. 負(fù)荷分配的最優(yōu)化方
5、法的基本思想為:把工藝所追求的目標(biāo)表示成數(shù)學(xué)形式——目標(biāo)函數(shù),在滿足各限制條件下,尋求一組板厚分配使目標(biāo)函數(shù)值最小.這種方法的關(guān)鍵在于目標(biāo)函數(shù)的建立和優(yōu)化方法的確定.根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和優(yōu)化方法的不同,最優(yōu)化負(fù)荷分配方法主要有2種:(1)動態(tài)規(guī)劃計(jì)算最小和目標(biāo)函數(shù)的方法,該方法能計(jì)算各種用最小和形式表示的目標(biāo)函數(shù),應(yīng)用很廣,但是計(jì)算量較大,占用計(jì)算機(jī)存貯單元多,不適于在線應(yīng)用;(2)采用非線性規(guī)劃計(jì)算最小平方和目標(biāo)函數(shù)的方法,該方法能使大多數(shù)軋機(jī)功率、軋制力和軋制力矩的分配比較均勻,但也難免有少數(shù)軋機(jī)的功率、軋制力或軋制力矩達(dá)到極限值,這對軋機(jī)安全生產(chǎn)和進(jìn)
6、一步提高生產(chǎn)率不利,并且此計(jì)算方法計(jì)算量大,無法在線使用. 目前,無論是經(jīng)驗(yàn)方法還是最優(yōu)化方法都沒有考慮板形控制對負(fù)荷分配的要求.2兼顧板形的最優(yōu)化負(fù)荷分配方法原理 根據(jù)軋制工藝?yán)碚摵桶逍位纠碚摽芍寒?dāng)軋制條件一定時(shí),軋制力pi、軋制力矩Mi、軋制功率Ni及帶鋼凸度hi-1等參數(shù)都是第i機(jī)架的入口厚度及出口厚度hi-1的單調(diào)函數(shù),即:? (1) 所有這些函數(shù)關(guān)系式有一個(gè)共同的特點(diǎn):都是該機(jī)架入口厚度的單調(diào)上升函數(shù)和出口厚度的單調(diào)下降函數(shù).這個(gè)特點(diǎn)反映了軋鋼工藝的一個(gè)重要本質(zhì),并形成了該優(yōu)化方法的基礎(chǔ).梁國平[1]將這類函數(shù)稱為負(fù)荷函
7、數(shù),并用fi(hi-1,hi)表示第機(jī)架軋機(jī)的負(fù)荷函數(shù).它具有兩條重要的性質(zhì): (1)等負(fù)荷分配規(guī)程存在并惟一; (2)等負(fù)荷分配規(guī)程是最佳的. 所謂最佳是指任何一個(gè)非等負(fù)荷分配一定存在某一機(jī)架的負(fù)荷函數(shù)值大于等負(fù)荷分配的負(fù)荷函數(shù)值,也一定存在某一機(jī)架的負(fù)荷函數(shù)值小于等負(fù)荷分配的負(fù)荷函數(shù)值.這2條重要性質(zhì)是各種等負(fù)荷分配的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ),只要選定了一類負(fù)荷函數(shù),等負(fù)荷規(guī)程總是惟一存在的,并且從某種意義上講是最佳的.綜合工藝上的要求分別對軋制壓力、軋制力矩、功率及帶鋼凸度提出的4個(gè)最佳條件,采用相對富余量的概念和加權(quán)系數(shù)的辦法,把4個(gè)最佳條件都考慮
8、到負(fù)荷函數(shù)中去,使得制定的等負(fù)荷規(guī)程能適應(yīng)工藝上各方面的要求.為此取如下負(fù)荷函數(shù): (2)其中,加權(quán)系