通过多目标优化制定单机架可逆冷轧机轧制规程的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113857266A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111088692.6(22)申请日2021.09.16(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街438号(72)发明人陈树宗白佳丽华长春(74)专利代理机构石家庄众志华清知识产权事务所(特殊普通合伙)13123代理人周胜欣(51)Int.Cl.B21B37/48(2006.01)B21B37/46(2006.01)B21B37/58(2006.01)B21B37/16(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图5页(54)发明名称通过多目标优化制定单机架可逆冷轧机轧制规程的方法(57)摘要本发明公开了通过多目标优化制定单机架可逆冷轧机轧制规程的方法，包括：获取带钢PDI参数、轧机设备参数、轧制工艺参数；根据带钢PDI参数和各道次的最大压下率，确定轧制所需最小道次数作为初始道次数；求得使轧制规程多目标函数值最小时的各道次出口厚度和出口单位张力；若超过最大轧制道次数，则确定最优的轧制规程，否则重新求得使轧制规程多目标函数值最小时的各道次出口厚度和出口单位张力，本发明综合考虑生产效率和产品质量，建立轧制力、板形、电机功率、压下率、张力等单目标函数，建立基于罚函数的多目标函数，并采用单纯形算法求解目标函数获得各道次的出入口厚度和张力；充分发挥设备能力达到提高生产效率、改善产品质量目的。CN113857266ACN113857266A权利要求书1/3页1.通过多目标优化制定单机架可逆冷轧机轧制规程的方法，其特征在于：包括：步骤1、获取带钢PDI参数、轧机设备参数、轧制工艺参数；带钢PDI参数包括：带钢钢种、带钢来料厚度、带钢成品厚度、带钢宽度；轧机设备参数包括：上下工作辊辊径、主电机额定功率、工作辊最大转速、最大轧制力；轧制工艺参数包括：开卷单位张力、成品道次的卷取单位张力、最大轧制道次数、各道次的最大压下率、各道次的最小压下率、最大开卷速度、各道次的最大轧制速度；步骤2、根据带钢PDI参数和各道次的最大压下率，确定轧制所需最小道次数作为初始道次数；步骤3、在给定的当前道次数下，采用单纯形优化算法求得使轧制规程多目标函数值最小时的各道次出口厚度和出口单位张力；所述轧制规程多目标函数综合考虑了5个目标项：轧制力均衡并满足轧制力限幅、轧制力设定值能维持最优板形、各道次的电机功率相对均衡并满足电机功率限幅、各道次的压下率尽可能接近给定压下率并满足压下率限幅、各道次的张力设定值满足张力限幅；步骤4、判断当前道次数是否超过最大轧制道次数，是，则执行步骤6，否则，执行步骤5；步骤5、若当前单机架可逆冷轧机允许采用奇偶道次轧制，则对当前道次数加1作为新的道次数，返回步骤3；若当前单机架可逆冷轧机只能采用奇数道次轧制，则对当前道次数加2作为新的道次数，返回步骤3；步骤6、根据步骤3中的目标函数值确定最优的轧制规程，当目标函数值最小时的道次数及各道次出口厚度和出口单位张力即为最优的单机架可逆冷轧机轧制规程。2.根据权利要求1所述的通过多目标优化制定单机架可逆冷轧机轧制规程的方法，其特征在于：所述步骤2中确定轧制所需最小道次数的方法是：从道次数为1开始计算得到满足下式的道次数N，即轧制所需最小道次数：H0(1‑rmax,1)(1‑rmax,2)…(1‑rmax,i)…(1‑rmax,N)≤h,式中，H0为带钢来料厚度；h为带钢成品厚度；rmax,i为第i道次的最大压下率。此时所求道次数为最小道次数，若单机架可逆冷轧机只能采用奇数道次轧制时，且按上式所求N为偶数时，则令N＝N+1。3.根据权利要求1所述的通过多目标优化制定单机架可逆冷轧机轧制规程的方法，其特征在于：所述步骤3具体按如下步骤进行：步骤3‑1、根据单机架可逆冷轧机的工艺需求和设备限制，确定轧制规程目标函数的优化变量为除成品道次外的各道次的出口厚度和出口单位张力；建立轧制规程多目标函数，该多目标综合考虑了5个方面：轧制力均衡并满足轧制力限幅、轧制力设定值能维持最优板形、各道次的电机功率相对均衡并满足电机功率限幅、各道次的压下率尽可能接近给定压下率并满足压下率限幅、各道次的张力设定值满足张力限幅；步骤3‑2、基于给定的当前道次数，确定轧制规程目标函数的优化变量的初始值，即确定除成品道次外的各道次的出口厚度初始值和出口单位张力初始值；步骤3‑3、根据电机转速限制和工艺限制条件，确定各道次的初始轧制速度设定值；步骤3‑4、采用Nelder‑Mead单纯形算法，搜索使总目标函数值最小的各道次出口厚度和出口单位张力。4.根据权利要求3所述的通过多目标优化制定单机架可逆冷轧机轧制规程的方法，其2CN113857266A权利要求