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专利号: 2020113464438
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适合于冷连轧机组的轧制力补偿方法,其特征在于,所述补偿方法包括如下步骤:

获取冷连轧机组各机架的设备参数和轧制工艺参数;

将带钢升降速过程平均分为n段;

以预设步长更新优化系数,分别根据每次更新后的优化系数、设备参数和所述轧制工艺参数,计算各机架在各段的附加张力和轧制力,获得每次更新后的优化系数对应的各机架在各段的附加张力和轧制力;

根据每次更新后的优化系数对应的各机架在各段的轧制力计算使得轧制力在升降速过程中的整体波动率最小和最大波动率最小的目标函数的目标函数值;

根据每次更新后的优化系数对应的目标函数值与每次更新后的优化系数对应的各机架在各段的附加张力,确定附加张力在张力值约束范围内的目标函数值最小的更新后的优化系数,作为最优优化系数;

利用所述最优优化系数对冷连轧机组升降速阶段的张力进行补偿。

2.根据权利要求1所述的适合于冷连轧机组的轧制力补偿方法,其特征在于,以预设步长更新优化系数,分别根据每次更新后的优化系数、设备参数和所述轧制工艺参数,计算各机架在各段的附加张力,具体包括:根据所述优化系数,利用升降速阶段附加张力的计算公式计算附加张力;

其中,T1ji和T0ji分别为第j机架第i段的前张力和后张力,T1j、T0j为第j机架在轧制速度为机组设定轧制速度时的前张力和后张力,ΔT1ji和ΔT0ji分别为第j机架第i段的附加前张力和附加后张力,k1j为第j机架的第一优化系数,k2j为第j机架的第二优化系数;vji为第j机*

架第i段的轧制速度,vj为第j机架的设定轧制速度。

3.根据权利要求2所述的适合于冷连轧机组的轧制力补偿方法,其特征在于,以预设步长更新优化系数,分别根据每次更新后的优化系数、设备参数和所述轧制工艺参数,计算各机架在各段的轧制力,具体包括:根据所述设备参数和所述轧制工艺参数,利用公式计算各机架在各段的油

膜厚度;

其中,ζji为油膜厚度,(h0)ji为带材入口厚度,(h1)ji为带材出口厚度,kc为乳化液浓度影响系数,θ为乳化液粘度压缩系数,η0为乳化液粘度,v为轧制速度,φ为咬入角,ζ0为轧辊粗糙度对润滑油膜厚度影响量,σmj带钢变形抗力平均值,σmj=(σ0j+σ1j)/2,σ0j和σ1j带钢前变形抗力和带钢后变形抗力,T1uji为单位前张力,T1uji=T1ji/((h0)ji·Bj),Bj表示第j机架的带钢宽度;

根据所述设备参数、所述轧制工艺参数和各机架在各段的油膜厚度ζji,利用公式计算各机架在各段的摩擦系数;

其中,μji为第j机架在第i段的摩擦系数,a和b分别表示第一系数和第二系数;

根据所述设备参数、所述轧制工艺参数和各机架在各段的摩擦系数,利用公式计算各机架

在各段的轧制力;

其中,Pji为第j机架在第i段的轧制力,σmji为第j机架在第i段的带材的平均变形抗力,ψji为第j机架在第i段的等效张力影响系数,R'ji为工作辊压扁半径,Δhj为第j机架的带材的平均变形抗力,μji为第j机架在第i段的摩擦系数,εj为第j机架的压下率,h1j为第j机架的带材出口厚度。

4.根据权利要求1所述的适合于冷连轧机组的轧制力补偿方法,其特征在于,所述目标函数为

其中,G为目标函数值,α为加权系数,g1为冷连轧机组所有机架整体轧制力波动率的平均值,f1j为第j机架n段轧制力总体波动率的平均值,N表示机架的数量, 为第j机架轧制力设定值,Pji为第j机架在第i段的轧制力,g2为冷连轧机组最大轧制力波动率,f2j为第j机架最大轧制力波动率。

5.根据权利要求1所述的适合于冷连轧机组的轧制力补偿方法,其特征在于,所述根据每次更新后的优化系数对应的目标函数值与每次更新后的优化系数对应的各机架在各段的附加张力,确定附加张力在张力值约束范围内的目标函数值最小的更新后的优化系数,作为最优优化系数,具体包括:

按照每次更新后的优化系数对应的目标函数值从小到大的顺序进行排序;

令k的值为1;

判断排序后的第k个更新后的优化系数对应的附加张力是否在张力值约束范围内,获得判断结果;

若所述判断结果为是,则输出排序后的第k个更新后的优化系数作为最优优化系数;

若所述判断结果为否,则另k的数值增加1,返回步骤“判断排序后的第k个更新后的优化系数对应的附加张力是否在张力值约束范围内,获得判断结果”。

6.根据权利要求5所述的适合于冷连轧机组的轧制力补偿方法,其特征在于,所述判断排序后的第k个更新后的优化系数对应的附加张力是否在张力值约束范围内,获得判断结果,具体包括:

判断排序后的第k个更新后的优化系数对应的各机架在各段的附加张力是否均满足公式 其中,T1ji和T0ji分别为第j机架第i段的前张力和后张力,T0jmin和T0jmax分别表示第j机架的前张力最小阈值和前张力最大阈值,T1jmin和T1jmax分别表示第j机架的后张力最小阈值和后张力最大阈值;

若排序后的第k个更新后的优化系数对应的各机架在各段的附加张力均满足公式则所述判断结果表示是;

若排序后的第k个更新后的优化系数对应的各机架在各段的附加张力不均满足公式则所述判断结果表示否。

7.一种适合于冷连轧机组的轧制力补偿系统,其特征在于,所述补偿系统包括:参数获取模块,用于获取冷连轧机组各机架的设备参数和轧制工艺参数;

分段模块,用于将带钢升降速过程平均分为n段;

附加张力和轧制力计算模块,用于以预设步长更新优化系数,分别根据每次更新后的优化系数、设备参数和所述轧制工艺参数,计算各机架在各段的附加张力和轧制力,获得每次更新后的优化系数对应的各机架在各段的附加张力和轧制力;

目标函数值计算模块,用于根据每次更新后的优化系数对应的各机架在各段的轧制力计算使得轧制力在升降速过程中的整体波动率最小和最大波动率最小的目标函数的目标函数值;

最优优化系数确定模块,用于根据每次更新后的优化系数对应的目标函数值与每次更新后的优化系数对应的各机架在各段的附加张力,确定附加张力在张力值约束范围内的目标函数值最小的更新后的优化系数,作为最优优化系数;

补偿模块,用于利用所述最优优化系数对冷连轧机组升降速阶段的张力进行补偿。

8.根据权利要求7所述的适合于冷连轧机组的轧制力补偿系统,其特征在于,所述附加张力和轧制力计算模块,具体包括:附加张力计算子模块,用于根据所述优化系数,利用升降速阶段附加张力的计算公式计算附加张力;

其中,T1ji和T0ji分别为第j机架第i段的前张力和后张力,T1j、T0j为第j机架在轧制速度为机组设定轧制速度时的前张力和后张力,ΔT1ji和ΔT0ji分别为第j机架第i段的附加前张力和附加后张力,k1j为第j机架的第一优化系数,k2j为第j机架的第二优化系数;vji为第j机*

架第i段的轧制速度,vj为第j机架的设定轧制速度。

9.根据权利要求8所述的适合于冷连轧机组的轧制力补偿系统,其特征在于,所述附加张力和轧制力计算模块,还包括:油膜厚度计算子模块,用于根据所述设备参数和所述轧制工艺参数,利用公式计算各机架在各段的油膜

厚度;

其中,ζji为油膜厚度,(h0)ji为带材入口厚度,(h1)ji为带材出口厚度,kc为乳化液浓度影响系数,θ为乳化液粘度压缩系数,η0为乳化液粘度,v为轧制速度,φ为咬入角,ζ0为轧辊粗糙度对润滑油膜厚度影响量,σmj带钢变形抗力平均值,σmj=(σ0j+σ1j)/2,σ0j和σ1j带钢前变形抗力和带钢后变形抗力,T1uji为单位前张力,T1uji=T1ji/((h0)ji·Bj),Bj表示第j机架的带钢宽度;

摩擦系数计算子模块,用于根据所述设备参数、所述轧制工艺参数和各机架在各段的油膜厚度ζji,利用公式 计算各机架在各段的摩擦系数;

其中,μji为第j机架在第i段的摩擦系数,a和b分别表示第一系数和第二系数;

轧制力计算子模块,用于根据所述设备参数、所述轧制工艺参数和各机架在各段的摩擦系数,利用公式

计算各机架在各段的轧制力;

其中,Pji为第j机架在第i段的轧制力,σmji为第j机架在第i段的带材的平均变形抗力,ψji为第j机架在第i段的等效张力影响系数,R'ji为工作辊压扁半径,Δhj为第j机架的带材的平均变形抗力,μji为第j机架在第i段的摩擦系数,εj为第j机架的压下率,h1j为第j机架的带材出口厚度。

10.根据权利要求7所述的适合于冷连轧机组的轧制力补偿系统,其特征在于,所述目标函数为

其中,G为目标函数值,α为加权系数,g1为冷连轧机组所有机架整体轧制力波动率的平均值,f1j为第j机架n段轧制力总体波动率的平均值,N表示机架的数量, 为第j机架轧制力设定值,Pji为第j机架在第i段的轧制力,g2为冷连轧机组最大轧制力波动率,f2j为第j机架最大轧制力波动率。