D0I:10.13374/i.issn1001053x.2001.01.047 第26卷第4期 北京科技大学学报 Vol.26 No.4 2004年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2004 基于遗传算法的热连轧机负荷再分配 罗永军李忠富 曹军民王长松张杰李江洁 北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要以工业轧机为对象，根据热连轧板形前馈的特点，研究提出了基于遗传算法的轧制 力负荷再分配的模型，实验数据对比分析结果表明，使用该策略能够获得良好的板形及生产 的平稳过渡，可用于热连轧生产. 关键词板形前馈控制：负荷再分配：遗传算法：热连轧 分类号TG335.11;TP273.1 在热连轧生产中，负荷分配和工作辊弯辊力 出口带钢比例凸度的残差：K为阅值：B为带钢宽 是过程控制的主要手段，为了获得良好的控制性 度，mm:a,B为常数，a=40,B=2或186. 能和板形质量，需要对其进行综合考虑 当某机架带钢的出口与入口比例凸度之差 在轧制过程中，实际的轧制力值随着轧件温 满足式(4)时，带钢不会产生浪形.式(4)又称为 度、速度等参数的变化而频繁变化.为了达到板 “平坦死区”，当6>K时，将出现中浪；当8<-2K时， 形控制的目标，通常通过调整工作辊的弯辊力， 将出现边浪. 对轧制力的波动进行补偿，即前馈控制：当弯辊 式(3)反映了带钢热轧中凸度和平坦度与厚 力在许可范围内达不到补偿要求时，则采取对轧 度的关系。 制力进行负荷再分配的控制策略 12控制原理 本文以某厂工业轧机为对象，基于遗传算 通常意义的轧制力负荷分配侧重于各机架 法，对负荷再分配进行优化研究. 负荷平衡和厚度控制，而忽略了轧制力的板形调 控作用. 1基本原理 轧制力负荷再分配是对当前轧制状况的一 1.1板形指标 种优化调整，与通常意义所指的轧制力负荷分配 凸度和平坦度是衡量板形质量的重要指标， 有所区别，它考虑了当前的轧制力状况，以当前 带钢出口凸度可以使用下式来表示： 轧制力负荷分配作为调节的起点以保证轧制力 C=c+w身c-C 补偿控制，从而保持生产的稳定，并且获得良好 (1) 的板形质量. Shohet判别式为m: 轧制力负荷再分配的目标首先是保证带钢 =月，h (2) 板形良好，即末机架出口带钢的凸度和平坦度同 K=B (3) 时达到期望目标，其次，再分配是对现有轧制状 -2K<6<K (4) 况的微调，所以再分配调节的幅度不宜过大，最 式中，C为出口凸度，m:C.为负荷辊缝凸度，m; 后，希望机架间平坦度变化最小.由此可见，这是 CH为入口凸度，m:H,h为入口厚度、出口厚度， 一个多目标优化问题. mm:n为入口凸度系数：6为入口带钢比例凸度与 2优化控制的实现 收稿日期200309-28 罗永军男，27岁，博士 *国家“九五”科技攻关项目No.95-527-01-02-04) 轧制力的负荷再分配涉及压下量，而且同时第 ‘ 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 招 皿 ’ 恤 、勺 公 基于遗传算法 的热连轧机负荷再分配 罗永 军 李忠 富 曹军 民 王 长松 张 杰 李江 洁 北 京科技大学机械工 程学 院 ， 北 京 摘 要 以工 业 轧机 为对 象 ， 根据 热 连 轧 板形 前馈 的特 点 ， 研 究 提 出 了基 于 遗 传 算法 的轧制 力 负荷 再 分配 的模型 实验 数据 对 比 分 析 结果 表 明 ， 使用 该 策 略 能够 获得 良好 的板 形及 生 产 的 平 稳过 渡 ， 可用 于 热连 轧生 产 ， 关键词 板形 前馈控 制 负荷 再 分配 遗传 算 法 热 连 轧 分 类号 冲 在 热 连 轧 生 产 中 ， 负荷 分 配 和 工 作 辊 弯 辊 力 是过程控制 的主 要 手 段 为 了获得 良好 的控 制性 能和 板 形 质 量 ， 需 要 对 其 进 行 综 合 考 虑 在 轧 制 过程 中 ， 实 际 的轧制 力值 随着 轧件温 度 、 速 度 等 参数 的变 化 而 频 繁 变 化 为 了达 到 板 形控 制 的 目标 ， 通 常 通 过 调 整 工 作 辊 的弯辊 力 ， 对 轧 制 力 的波 动 进 行 补 偿 ， 即前馈 控 制 当弯 辊 力在 许 可 范 围 内达 不 到补 偿要 求 时 ， 则 采取对 轧 制 力进 行 负荷 再 分 配 的控 制 策 略‘冈 本 文 以某 厂 工 业 轧 机 为对 象 ， 基 于 遗传 算 法 ， 对 负荷 再 分 配 进 行 优 化 研 究 基 本 原 理 板 形 指 标 凸 度 和 平 坦 度 是衡 量 板 形质 量 的重 要 指 标 带 钢 出 口 凸度 可 以使 用 下 式来 表 示 。 一 。 皓 。 一 司 判 别 式 为‘，， 。 口 一 一下不尸 一 ，犷一 才夕 力 丫 、 口 子下 万 一 幼 式 中 ， 为 出 口 凸度 ， 阿 二 为负荷 辊 缝 凸度 ， 阿 为 入 口 凸度 小 ， 为入 口 厚度 、 出 口 厚 度 ， 叮为入 口 凸度 系数 占为入 口 带钢 比例 凸度 与 出 口 带 钢 比 例 凸度 的残 差 为 阂值 为带钢 宽 度 ， ， 刀为常数 ， 消 或 当 某 机 架 带 钢 的 出 口 与 入 口 比例 凸 度 之 差 满 足 式 时 ， 带 钢 不 会 产 生 浪 形 式 又 称 为 “ 平 坦 死 区 ” ， 当占 时 ， 将 出现 中浪 当占 一 时 ， 将 出现边 浪 式 反 映 了带钢 热 轧 中 凸 度 和 平 坦 度 与 厚 度 的关 系 控 制原 理 通 常 意 义 的 轧 制 力 负荷 分 配 侧 重 于 各 机 架 负荷平 衡 和 厚度 控制 ， 而 忽 略 了轧 制 力 的板 形 调 控 作用 轧 制 力 负 荷 再 分 配 是 对 当 前 轧 制 状 况 的 一 种 优化 调 整 ， 与通 常 意 义 所 指 的轧制力 负荷 分 配 有 所 区 别 它考 虑 了 当前 的 轧制 力 状 况 ， 以当前 轧 制 力 负荷 分 配 作 为 调 节 的起 点 以保 证 轧 制 力 补 偿 控 制 ， 从 而 保 持 生产 的稳 定 ， 并 且 获 得 良好 的板 形 质 量 轧 制 力 负荷 再 分 配 的 目标 首 先 是 保 证 带 钢 板 形 良好 ， 即末 机 架 出 口 带钢 的 凸度 和 平 坦度 同 时达 到 期 望 目标 其 次 ， 再 分 配 是对 现 有 轧 制状 况 的微 调 ， 所 以再 分 配 调 节 的幅度 不 宜 过 大 最 后 ， 希望 机架 间平 坦度 变化 最 小 由此 可 见 ， 这是 一 个 多 目标优 化 问题 收稿 日期 刁 罗 永军 男 ， 岁 ， 博 士 国家 “ 九 五 ” 科技攻 关项 目困 一 一 一 一 优 化控 制 的 实现 轧制 力 的 负荷 再 分 配 涉 及 压 下 量 ， 而 且 同时 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．04．047