DO110.13374斤.issnl00Ml63x.2010.10.018 第32卷第10期 北京科技大学学报 Vo132N910 2010年10月 JoumalofUniversity of Science and Technopgy Beijng 0ct2010 基于AGA的冷连轧机预防打滑的规程优化设计 车海军韩欣艳杨景明杨志芬 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室，秦皇岛066004 摘要为解决冷连轧轧制过程中的打滑问题，在引入打滑因子的基础上，建立了以预防打滑为目标的规程优化模型.针对 标准遗传算法存在的早熟收敛，振荡和随机性太大等缺点，利用改进的自适应遗传算法进行优化.该算法提出了一种基于排 序的多轮轮盘赌选择算子，提高了算子的选优能力，也减少了随机性所产生的误差，同时依据个体适应度的值确定染色体的 交叉概率和变异概率，使前期变异明显，后期趋于稳定，保证了种群开发和搜索的平衡及全局收敛性.现场试验及生产实践情 况证明，该优化规程模型能够有效地降低打滑发生的概率，提高产品的质量.获得更好的经济效益 关键词冷轧：打滑：规程：优化：自适应遗传算法 分类号TG3351 Optm ization schedule for preventing slppage on tandem cold rollingm ills based on IAGA CHE Hai jn HAN X in yan YANG Jingm ing YANG Zhi-en HebeiKey Lab of IndustralComputerCon trol Engneering Yanshan University Qinhuangdao066004 Chna ABSTRACT To tackle the probkm ofslippage durng the cold olling process of a tandem mill a schedule optin ization model for Preventing slippage was established based on slip facor A mng the shorages of he standard genetic agoritm such as premaure convergence oscilaton and over random ization a inproved adaptive geetic algoritm was applied p optin ize the system In the al gorithm a populationsored multi-rouete wheel selectpn operator was put forwad pr reducing the selected error generaed by rou lette wheel random ization ad prmoting he probab ility of selectng better ndividuals Siu ltaneously the agoritlm decides the cossover rae and mutation rate of dhrmosome based on he ind idual adaptive value in the cakulation process makes the stan Phase varable obvpusy and the later phase stable spwly and ensues popu ation deve ppment seek ing balance and entire convergence Expermen al results and actual application show hat he schedule op ti izatpn molel can educe he slp pobability pron nently mprove he Product quality and ach ieve a beter econom ic benefit KEY WORDS cold rolling slppage schedule optm ization adaptive genetic a gorithm 冷连轧轧制过程中，对于轧制负荷大的宽厚料 质量和产量，重则引起断带堆钢事故，因此如何避免 来说，轧制规程是以轧制负荷均匀为依据的，但对于 冷连轧机轧制时发生打滑是提高轧机生产能力的一 薄窄料（出口厚度小于0.7四宽度小于或等于 个重要课题·.本文根据唐山某精密薄带厂建立了 900m)而言，轧制负荷不再是主要矛盾，其主要矛 一个应用改进的自适应遗传算法(mproved adaptive 盾是轧制过程中容易产生的打滑现象.所谓打滑就 genetic a gorit四AGA进行优化的五机架冷连轧 是在轧制过程中，轧辊的圆周速度超过带钢的出口 轧制规程数学模型该模型以预防带钢打滑为目标， 速度，带钢和轧辊之间发生相对滑动.其实质是带 将冷连轧机的各个机架作为一个整体考虑，把预防 钢的变形区完全由后滑区所取代，中性面出现在变 打滑与轧制规程的优化设定有机结合起来.算法改 形区之外所致.发生打滑现象轻则影响带钢的表面 进了选择、交叉和变异算子，提高了选择算子的寻优 收稿日期：2009-12-01 基金项目：“十一五"国家科技支撑计划资助项目(N92007BAF02B12) 作者简介：车海军(1974)，男.讲师，Ema1hh@y则eym第 32卷 第 10期 2010年 10月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.10 Oct.2010 基于 IAGA的冷连轧机预防打滑的规程优化设计 车海军 韩欣艳 杨景明 杨志芬 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室, 秦皇岛 066004 摘 要 为解决冷连轧轧制过程中的打滑问题, 在引入打滑因子的基础上, 建立了以预防打滑为目标的规程优化模型.针对 标准遗传算法存在的早熟收敛、振荡和随机性太大等缺点, 利用改进的自适应遗传算法进行优化.该算法提出了一种基于排 序的多轮轮盘赌选择算子, 提高了算子的选优能力, 也减少了随机性所产生的误差, 同时依据个体适应度的值确定染色体的 交叉概率和变异概率, 使前期变异明显, 后期趋于稳定, 保证了种群开发和搜索的平衡及全局收敛性.现场试验及生产实践情 况证明, 该优化规程模型能够有效地降低打滑发生的概率, 提高产品的质量, 获得更好的经济效益. 关键词 冷轧;打滑;规程;优化;自适应遗传算法 分类号 TG335.1 Optimizationscheduleforpreventingslippageontandemcoldrollingmillsbased onIAGA CHEHai-jun, HANXin-yan, YANGJing-ming, YANGZhi-fen HebeiKeyLabofIndustrialComputerControlEngineering, YanshanUniversity, Qinhuangdao066004, China ABSTRACT Totackletheproblemofslippageduringthecoldrollingprocessofatandemmill, ascheduleoptimizationmodelfor preventingslippagewasestablishedbasedonslipfactor.Aimingtotheshortagesofthestandardgeneticalgorithm, suchaspremature convergence, oscillationandover-randomization, animprovedadaptivegeneticalgorithmwasappliedtooptimizethesystem.Intheal￾gorithmapopulation-sortedmulti-roulette-wheelselectionoperatorwasputforwardforreducingtheselectederrorgeneratedbyroulette￾wheelrandomizationandpromotingtheprobabilityofselectingbetterindividuals.Simultaneouslythealgorithmdecidesthecrossover rateandmutationrateofchromosomebasedontheindividualadaptivevalueinthecalculationprocess, makesthestartphasevariable obviouslyandthelaterphasestableslowly, andensurespopulationdevelopment, seekingbalanceandentireconvergence.Experimen￾talresultsandactualapplicationshowthatthescheduleoptimizationmodelcanreducetheslipprobabilityprominently, improvethe productquality, andachieveabettereconomicbenefit. KEYWORDS coldrolling;slippage;schedule;optimization;adaptivegeneticalgorithm 收稿日期:2009-12-01 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划资助项目 ( No.2007BAF02B12 ) 作者简介:车海军 ( 1974— ), 男, 讲师, E-mail:hjche@ysu.edu.cn 冷连轧轧制过程中, 对于轧制负荷大的宽厚料 来说, 轧制规程是以轧制负荷均匀为依据的, 但对于 薄窄料 (出口厚度小于 0.7 mm, 宽度小于或等于 900 mm)而言, 轧制负荷不再是主要矛盾, 其主要矛 盾是轧制过程中容易产生的打滑现象.所谓打滑就 是在轧制过程中, 轧辊的圆周速度超过带钢的出口 速度, 带钢和轧辊之间发生相对滑动 .其实质是带 钢的变形区完全由后滑区所取代, 中性面出现在变 形区之外所致 .发生打滑现象轻则影响带钢的表面 质量和产量, 重则引起断带堆钢事故, 因此如何避免 冷连轧机轧制时发生打滑是提高轧机生产能力的一 个重要课题 [ 1] .本文根据唐山某精密薄带厂建立了 一个应用改进的自适应遗传算法 ( improvedadaptive geneticalgorithm, IAGA)进行优化的五机架冷连轧 轧制规程数学模型, 该模型以预防带钢打滑为目标, 将冷连轧机的各个机架作为一个整体考虑, 把预防 打滑与轧制规程的优化设定有机结合起来.算法改 进了选择、交叉和变异算子, 提高了选择算子的寻优 DOI :10 .13374 /j .issn1001 -053x .2010 .10 .018