冷连轧机轧制工艺规程遗传优化方法研究

论文摘要

随着冷连轧板带相关技术的发展,对冷连轧机产品的质量提出了越来越高的要求。制定合理的轧制规程可以充分发挥轧机设备能力,减小能耗,保证带钢产品精度,使轧制工艺达到最佳状态。而传统的靠经验方法来制定的轧制规程显然已不能满足当前生产的需要。因此,研究如何对轧制规程进行优化设计,即:使压下制度、速度制度和张力制度等按特定的优化目标获得,从而确定各道次的轧制压力,力矩和功率等值。这样所确定的轧制规程更科学和先进。本文结合某钢厂五机架冷连轧机液压AGC及电气传动系统改造工程实践,进行了五机架冷连轧机轧制规程人工智能优化的理论和试验研究。首先通过对本台轧机的分析,确定了一组适合该套轧机的轧制数学模型,选择了轧制力成比例的负荷分配目标函数,这样可以充分发挥设备能力。本文首先运用遗传算法对轧制规程进行了优化,通过与原系统运用粒子群算法进行的轧制规程优化方法进行的对比。其计算结果表明,该优化计算方案是可行的,对于生产轧制规程的设定和优化具有指导意义。采用西门子公司的WinCC组态软件作为设计平台,对五机架冷连轧机的上位机系统进行了编程开发。在轧制规程计算部分,可以实现对轧制规程进行常规算法优化和优化算法优化,使该系统功能更加完善。运行结果表明,该系统具备了规程优化系统的基本功能,轧制规程的优化效果良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题意义和应用前景
• 1.2 国内外冷轧生产概况
• 1.2.1 国外生产概况
• 1.2.2 国内生产概况
• 1.3 国内外冷轧研究概况
• 1.3.1 国外研究概况
• 1.3.2 国内研究概况
• 1.4 轧制规程优化的研究进展
• 1.5 课题的背景和意义
• 1.6 论文主要研究内容
• 第2章 轧机系统组成及轧制数学模型
• 2.1 轧制工艺流程
• 2.1.1 热轧带钢的酸洗
• 2.1.2 轧制
• 2.1.3 热处理
• 2.1.4 精整
• 2.2 轧机系统组成
• 2.2.1 机械结构
• 2.2.2 电机参数
• 2.3 轧制数学模型
• 2.3.1 轧制力模型
• 2.3.2 变形抗力模型
• 2.3.3 应力状态系数
• 2.3.4 张力模型
• 2.3.5 轧制力矩、功率及速度
• 2.4 本章小结
• 第3章 遗传算法应用介绍
• 3.1 遗传算法的基本原理
• 3.2 遗传算法的特点
• 3.3 遗传算法的求解步骤
• 3.3.1 编码
• 3.3.2 种群设计
• 3.3.3 适应度函数
• 3.3.4 选择
• 3.3.5 交叉
• 3.3.6 变异
• 3.3.7 终止规则
• 3.4 遗传算法关键参数的确定
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于遗传算法的轧制规程优化
• 4.1 轧制规程的制订
• 4.1.1 轧制规程计算流程
• 4.1.2 目标函数的选取
• 4.1.3 约束条件的确定
• 4.2 基于遗传算法的轧制负荷分配优化
• 4.2.1 优化变量的确定
• 4.2.2 具体实现步骤
• 4.3 运行结果仿真实验分析
• 4.3.1 遗传参数的选取
• 4.3.2 运行结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 轧制规程优化上位机系统设计与实现
• 5.1 上位机系统组成及网络配置
• 5.2 WINCC 组态软件
• 5.2.1 WinCC 软件特点
• 5.2.2 创建项目
• 5.2.3 变量管理器
• 5.2.4 图形编辑器
• 5.2.5 报警记录
• 5.2.6 报表编辑器
• 5.2.7 全局脚本
• 5.3 基于WINCC 的轧制规程计算系统开发与设计
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介