专利名称：一种带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法
技术领域：
本发明属于带钢热连轧控制技术领域，特别涉及一种应用于带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法。
背景技术：
目前，带钢热连轧生产过程控制系统已经在带钢热连轧生产中广为推广应用。带钢热连轧生产过程控制系统是建立带钢热连轧控制模型，包括轧制力模型、温度模型、功率模型、板形模型的基础上，通过计算机控制连轧生产线。其中，轧制力模型包括了粗、精轧轧制力控制的几何系数，其准确与否最终反映的是辊缝设定的准确与否，对带钢能否顺利穿带和厚度精度有很大影响。传统提高热连轧轧制力模型精度的方法侧重在模型某一部分如精轧设定上提出各种负荷分配方法及自学习等，这些方法虽然在实际生产现场取得了不错的控制效果，但是由于受当时计算机控制水平和编程水平限制，这些方法从本质上讲仍是基于经验的分配系数法等方法，并没有过多从生产实际考虑。实际生产中，在不同钢种轧制过程中，由于轧线设备状态及轧制产品的不同、变形条件的复杂性等问题，模型的参数并不是固定的，其模型系数会有很大变化。模型控制的好与坏，与其系数的准确性有很大关系，模型系数需要根据实际生产过程中 的实测数据，通过数学优化方法来确定。为了提高模型的控制精度，减少工作量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法，提高带钢热连轧生产精确度。为解决上述技术问题，本发明提供一种带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法，包括以下步骤步骤a、保存通过一级机在轧制过程中分类采集的同钢族或钢种的轧制力历史数据；步骤b、选择卷数为2000卷以上的所述轧制力历史数据集，用统计方法剔除所述轧制力历史数据中的噪音，包括不可信数据、人工干预后的数据和测量不准确的数据；步骤C、分析所述带钢热连轧生产过程控制系统的轧制力模型系数与所述轧制力历史数据的轧制力之间的相关性，得到新的轧制力模型系数及相应的偏差；步骤d、将新的轧制力模型系数应用到所述带钢热连轧生产过程控制系统。作为优化的方案，在步骤c之后还包括步骤c’ 对所述新的轧制力模型系数进行数据测试，如果测试的结果符合预设标准，则选择接受新的模型系数；否则返回步骤b，选择新的轧制力历史数据集，执行步骤C、c’。所述步骤c具体包括以下步骤步骤一获得实测轧制力P，P=(Pij)sxn Pij，其中，Pij为第i个机架、第j块钢卷的实测轧制力，S为机架数，η为钢卷数，i=l,…，s, j=l,…，η ;计算预测作用力P’ =F-(F1_F2)，其中，F:总压下力(固定值)、Fl :每侧弯辊力(可变值)、F2 :平衡弯辊力(固定值)；步骤二 计算轧制力系数乘子的增量Λ系数乘子Current=I+ Λ，Λ为乘子的增量，通过以下回归分析计算得到，Λ=(Χ' *X)_1X (X' *Y)，其中，X 为(2n_l) Xs 矩阵、Y 为(2n_l) Xl 矩阵，X 为扰动后的预测值与原预测值间误差，X=(SQ)-SQ-1))' / δ , δ =0. 01,S= [O. 5*PNf diff (PNf) ]，PNf 为 sXn 矩阵，diff (PNf)为 PNf 的差分矩阵，是sX (η-1)矩阵，
权利要求
1.一种带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤a、保存通过一级机在轧制过程中分类采集的同钢族或钢种的轧制力历史数据； 步骤b、选择卷数为2000卷以上的所述轧制力历史数据集，用统计方法剔除所述轧制力历史数据中的噪音，包括不可信数据、人工干预后的数据和测量不准确的数据； 步骤C、分析所述带钢热连轧生产过程控制系统的轧制力模型系数与所述轧制力历史数据的轧制力之间的相关性，得到新的轧制力模型系数及相应的偏差； 步骤d、将新的轧制力模型系数应用到所述带钢热连轧生产过程控制系统。
2.根据权利要求1所述的带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法，其特征在于，在所述步骤c之后还包括步骤c’ 对所述新的轧制力模型系数进行数据测试，如果测试的结果符合预设标准，则选择接受新的模型系数；否则返回步骤b，选择新的轧制力历史数据集，执行步骤C、C’。
3.根据权利要求1或2所述的带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法，其特征在于，所述步骤c具体包括以下步骤 步骤一获得实测轧制力P， P=(Pij)sxn 其中，Pij为第i个机架、第j块钢卷的实测轧制力，S为机架数，η为钢卷数，i=l,…，s, j=l,…，η ; 计算预测作用力P’ =F-(F1-F2)，其中， F:总压下力(固定值)、Fl :每侧弯辊力(可变值)、F2 :平衡弯辊力(固定值)； 步骤二 计算轧制力系数乘子的增量Λ 系数乘子Current=I+ Λ，Λ为乘子的增量，通过以下回归分析计算得到， Λ=(Χ' *X)_1X (Xi *Υ)，其中，X 为(2n-l)Xs 矩阵、Y 为(2η-1)Χ1 矩阵，X 为扰动后的预测值与原预测值间误差，X=(S(i)-S(1-l)) ' / δ , δ =0. 01， S= [O. 5*PNf diff(PNf)]，PNf 为 sXr^^$，diff(PNf)为 PNf 的差分矩阵，是 sX (n-1)矩阵，
4.根据权利要求3所述的带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法，其特征在于，所述步骤五得到系数乘子Current后，将(Current + 1)/2乘以轧制力系数得到新的轧制力模型系数。
全文摘要
本发明涉及一种应用于带钢热连轧生产过程控制系统的优化方法，属于带钢热连轧控制技术领域。所述方法包括数据采集、去噪处理、系数优化、验证测试、在线应用等步骤。其中系数优化步骤通过相关性分析模型系数与参数之间的影响，对模型系数拟合，并且选择一个算法误差精度，当计算误差小于此误差精度时，即停止，得到新的模型系数及相应的偏差。本方明通过对大量轧钢历史数据采样拟合分析，以及对热连轧轧制力模型系数的优化，实现了带钢热连轧生产过程控制系统的优化，有效提高了带钢热连轧生产过程控制精度，具有可观的经济价值和实用价值。
文档编号B21B37/58GK103028614SQ201210545890
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者张春草 申请人:武汉钢铁(集团)公司