基于自适应网格多目标量子遗传算法的轧制规程优化

轧制规程设定是铝热连轧轧制过程控制的重要内容,轧制规程的好坏直接影响产品质量和生产效率。针对铝热连轧过程轧制规程优化目标的多样性问题,提出改进的混沌多目标量子遗传算法对轧制规程进行优化。该算法初始化引入混沌序列并采用量子位概率指导的实数交叉与混沌变异相结合的方法,同时采用非支配排序、自适应网格及外部解集等多目标优化策略,从而提高了寻优效率和收敛速度。以等相对负荷、末机架板形良好为目标函数,对河南某铝厂热连轧机进行轧制规程优化。仿真结果表明,优化规程的打滑因子和负荷系数优于原始规程。     

基于混沌粒子群的铝热连轧多目标轧制规程优化

针对铝热连轧轧制规程制定过程中的多目标问题,提出一种基于混沌粒子群算法的多目标轧制规程优化方法。选取预防打滑和等功率裕度为多目标优化函数;为了提高粒子群算法的收敛性和分布性,提出一种基于混沌序列的动态加权法选择全局最优粒子,并改进了拥挤距离计算方法;提出一种基于模糊偏好的选择策略用以从最优解集中选择最终采用的轧制规程。基于该方法对某铝热连精轧机组轧制规程进行了优化,验证了该方法的有效性。     

基于离散差分进化算法的热连轧批量计划优化

针对河北某钢厂连铸连轧生产线的批量调度问题,选取宽度、厚度及硬度作为跳跃惩罚函数,以最小跳跃惩罚、最大轧制距离和最小空闲惩罚作为优化目标,建立热轧批量计划多目标模型。为避免轧制计划目标函数的数量级不同引起的加权系数选取困难,将热连轧批量计划问题转化为多目标优化问题,并采用自适应离散差分进化算法进行优化。引入了考虑偏好信息的最优解选取方法,为工厂生产提供多样化的解决方案。通过离散差分进化算法优化后的批量计划,减少了热轧批量计划中的宽度、硬度、厚度跳跃,有助于提高生产效率。     

基于差分-分布估计算法的铝热连轧多目标规程优化

铝热连轧生产中,合理的规程制定,能够改善产品质量,提高产量。利用最小二乘支持向量机对轧制力模型建模,并以降低能耗和预防打滑为目标,对河南某铝热连轧精轧机组进行规程优化。针对多目标分布估计算法(MOEDA)存在收敛速度慢和精度低的问题,采用改进的差分进化算法(DE)与之结合。改进了差分进化算法的差向量和最优粒子选取方法,并设计了合理的算法切换机制,该组合算法的收敛性和分布性相对原算法有明显改善。在河南某铝热连轧精轧机组的规程优化中,该方法能够获得收敛性和分布性较好的近似Pareto前沿,求解精度和算法可靠性优于传统方法。     

带收缩因子粒子群优化算法对热轧负荷分配的优化

为提高实际生产中的热轧带钢质量及生产效率,建立了兼顾负荷均衡和板形最优的负荷分配模型,采用传统经验法对负荷进行初步分配,并在基本粒子群优化算法中引入收缩因子,提出基于带收缩因子的粒子群优化算法,对初始分配结果进行优化。研究表明,与基本粒子群优化算法相比,收缩因子的引入能够有效地控制粒子的飞行速度,并改善粒子群优化算法的局部搜索能力,增强算法的收敛精度与收敛速度。函数测试结果显示,带收缩因子的粒子群优化算法在3类基准函数中的精度均为最优。负荷分配仿真模拟结果表明,该算法可以很好地满足轧制力和相对凸度的目标需求,体现了带收缩因子的粒子群优化算法的优越性与有效性。     

综合等负荷分配函数法在CSP规程优化中的应用

负荷分配是轧制规程设定的首要条件。介绍了综合等负荷函数算法的理论推导与相关技术难点，提出将非线性约束问题转化为两重嵌套的一维单调函数求根问题，采用小步长迭代虽然会导致计算效率降低，但软件和算法上易于处理，能够很好地解决函数的收敛性，保证了规程计算的稳定可靠。基于综合等负荷函数法及酒钢CSP热连轧机组的特点，采用等功率目标在线实时设定优化规程，随后对计算结果和计算速度进行了分析和校验，实际应用表明该算法在保证设备安全运行的同时，能够有效发挥设备潜能，扩展产品大纲。     

基于改进粒子群算法的轧制负荷分配优化

应用改进粒子群算法,实现单机架可逆冷轧机轧制负荷分配优化。结合某厂单机架可逆冷轧机实际工况,建立了合适的轧制力数学模型并进行参数计算,以压下率为自变量,以轧制力成比例分配为目标,通过改进粒子群算法,得到最佳的轧制负荷分配。工程实践证明:与基本粒子群算法、遗传算法相比,改进粒子群算法具有计算精度更高、收敛速度更快、搜索能力更强等优点,是一种适于单机架可逆冷轧机轧制负荷分配优化的新方法。     

Hopfield网络在热轧带钢精轧机组能耗分配法中的应用

本文提出了一种利用 TH神经网络进行轧制过程负荷分配优化的新方法。从“等功率余量”的观点出发 ,得到优化的目标函数 ,即 TH网络能量函数。以轧制过程的负荷分配问题为实例进行仿真计算 ,计算结果表明该方法行之有效。     

Φ函数负荷分配在热连轧中的应用

Ф函数负荷分配方法,是一种无迭代的负荷分配方法。在热连轧规程分配中采用Φ函数负荷分配方法,计算得到热连轧精轧轧制规程,用热连轧厂负荷分配实际数据,验证了Ф函数负荷分配方法模型的实用性。分析了热连轧生产中的过程数据,在理论和实践上证明此方法的可行性。     

改进混合粒子群算法优化热轧负荷分配

热轧带钢精轧过程的负荷分配是制定精轧轧制规程的核心。为制定合理的负荷分配方案并提高生产效率与产品质量,在粒子群算法中引入杂交策略和收缩因子,构成改进后的混合粒子群优化算法。杂交策略的引入可以增强粒子种群的多样性,避免算法在收敛后期因粒子多样性不足而无法跳出局部极值。收缩因子可以有效约束粒子飞行速度,增强算法局部收敛能力。杂交策略与收缩因子两者共同作用可以明显改善算法的收敛性能。函数测试与仿真试验结果表明,改进的算法具备很好的收敛速度和收敛精度,对负荷分配的优化也十分有效。     

热连轧铝温度场数值模拟及工艺参数影响分析

采用二维交替差分法建立了铝热连轧轧件温度计算模型,同时采用粒子群算法对模型参数进行了优化。经验证,优化后模型的计算精度在10℃以内;利用建立的温度模型研究了铝板带在热轧生产过程中的温度场变化规律,并分析了工艺参数对轧件终轧温度场的影响。研究结果表明,粗轧区轧件温度分布主要由接触导热与轧件内部的热生成两者共同决定,而精轧区还要受到乳液喷淋的影响;轧制速度越大,轧件终轧温度越高,横向温差越大;处于相同机架间的冷却集管的冷却能力几乎相同,而处于不同机架间的冷却集管,随着机架数的增加,冷却能力增强,横向温差随着开启度的增大而减小;轧件宽度对轧件终轧温度的影响很小,而横向温差随轧件宽度的增大而增大;随着乳化液温度的升高,轧件终轧温度升高,而乳化液温度对轧件横向温差没有影响。     

热轧花纹卷板形控制与优化

为实现薄规格热轧花纹卷的稳定生产并降低板形质量异议, 对轧机负荷分配、轧机弯辊和轧辊横移控制、辊型、轧制操作、温度设定等方面进行了优化, 使花纹板板形质量异议降低了80%。     

3.0mm以下热轧薄规格宽带钢的开发

针对常规热连轧生产线开发薄规格带钢过程中通常遇到的加热温度、轧机设备精度、轧机负荷及各机架间的负荷分配、板形控制系统等制约因素,莱钢银山型钢有限公司板带厂通过采取钢坯前端低温加热、后端高温加热,均衡轧制节奏并建立适宜的轧辊热凸度,优化烫辊制度和轧制单位编排制度,优化精轧负荷分配方式和负荷分配参数,开发基于现场生产线的精轧模型仿真平台,调整辊型及辊温控制,降低卷取张力等措施,实现了厚3.0mm以下薄规格带钢的批量生产,且带钢厚度命中率达95.03%,通条凸度、楔形指标平均达标率达98.1%,平直度平均达标率为98.4%。     

基于特征库和基因再造技术的带钢层流冷却系统多目标优化

针对热轧带钢层流冷却系统粗调区给定冷却路径和目标卷取温度的二维度多目标优化问题,提出了基于特征库和基因再造技术的多目标优化遗传算法,用来锁定粗调区集管的最佳开闭特征库。该算法通过历代Pareto前沿面的交集来建立特征库,从中挖掘出集管开闭的较优特征,将其嵌入至下一代种群,可有效抑制种群进化的漫游性和随机性;特征库采用动态竞争机制,使种群个体在全局寻优空间呈现更理想的并行搜索特性;特征库的随机舍取策略保证了历代Pareto前沿面在空间分布的均匀性,提高了系统对二维度多目标的均衡把控能力;最后,基于基因再造技术是驱动算法收敛于全局最优目标解群的强力引擎,是提高系统控制精度的有效措施。编写了基于MFC的仿真程序,仿真结果验证了该多目标优化策略的有效性和先进性。     

酸轧机组高强钢跑偏断带问题控制技术研究

随着汽车工业的发展,汽车用钢的强度不断提升,冷连轧机组传统的压下率分配和板形执行机构的设定方法已经不能满足生产要求。以唐钢1 740 mm冷连轧机组生产汽车用高强钢DP980为研究对象,针对冷连轧过程中频发的带钢跑偏断带问题进行了研究,得到热轧来料的楔形和强度不均、负荷分配不合理导致S₁机架轧制力过高以及轧辊倾斜调整过于灵敏是导致高强钢跑偏断带的主要原因。为此,基于经典遗传算法,以前4机架轧制力平衡为优化目标,对该冷连轧机组压下率进行优化,同时将第1机架轧辊倾斜调整的限制范围和响应速度进行了调整。跟踪了1 760 t共86卷DP980高强钢的生产情况,带钢跑偏概率由40%降低为10%,且S₁机架未出现断带事故;轧制速度由200 m/min以下提升至500 m/min,速度发挥系数提高300%以上,机时产量提高100%,大幅提升了高强钢的生产效率。     

基于三种群粒子群差分进化算法的热连轧粗轧负荷分配优化

在高强度带钢的生产过程中,粗轧中间坯的板形对精轧生产的影响越来越明显,主要表现为中间坯实际凸度和精轧入口预报凸度偏差过大而导致精轧凸度分配不合理.采用三种群粒子群差分进化寻优算法,以粗轧中间坯凸度最优为主要目标,对粗轧负荷分配进行了优化设计,实现了负荷分配优化设定.并对理论计算和现场实际生产数据进行了比较,在粗轧进行负...     

薄宽带钢平整机支撑辊辊型设计

针对单机架四辊光整机生产薄宽镀锌板过程中的边浪、复合浪问题，进行了现场试验和理论研究。以二维变厚度有限元程序为辊型设计的工作平台，建立了四辊光整机辊系弹性变形有限元模型，提出了变接触支撑辊（VCL辊型）技术，并与不同工作辊辊型配套使用进行仿真计算。结果表明，VCL支撑辊辊型可以增加光整机板形控制能力，消除边浪并改善支撑辊轴向不均匀的磨损状态。     

工作辊直径对热轧带钢凸度的影响分析及优化

采用变分法求解金属横向流动,得到了考虑金属横向位移的张力分布,结合影响函数法计算辊系弯曲变形,开发了热轧带钢板凸度计算程序。通过模拟计算,得到工作辊挠度、轧制压力、压扁以及出口板厚随工作辊直径的变化规律。工作辊直径的增加虽然有利于提高横向刚度、改善板凸度,但却减小了弯辊力对板凸度的调控范围。该文采用加权的方法,将这种矛盾的因素加以统一,为工作辊直径优化提供了理论依据。通过对比某1250轧线F5机架的模拟结果,优化后的工作辊直径更有利于带钢板形的在线控制。