神经网络与有限元结合在轧机板形预报中的应用研究

通过有限元仿真分析,较准确的模拟了带钢轧制过程,获取对轧机板形影响较大的参数值,并将其结果作为训练样本对神经网络进行训练,建立了较为理想的基于神经网络的板形预测模型,实现了轧制过程中的板形参数的预报。仿真结果表明该神经网络与有限元结合的板形预测模型可获得良好的预测精度,弥补了传统板形预测模型的预测精度不能满足板形在线控制要求的缺陷。     

智能控制和预测控制在冷轧板形自动控制中的应用

将控制建模方法与预测控制思想相结合用于带钢板形自动控制,研究建立了基于神经网络的板形预测控制数学模型。模型经由宝钢１４２０ｍｍ冷轧实测数据仿真验证表明,预测控制模型具有较高的预测精度和较好的控制效果。     

基于有限元和PSO-BP法的20辊轧机轧制板形预测

针对20辊轧机轧制板形受到多重因素影响、难以精确预测的问题,基于有限元和PSO-BP法,建立20辊轧机轧制板形质量预测模型。根据20辊轧机轧辊间的位置关系,基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA,考虑轧辊弹性变形、板带塑性变形与摩擦等因素,建立20辊轧机辊系有限元模型,分析板宽、厚度、张力、速度等因素对板形指数的影响;综合考虑不同轧制板形影响因素,以板形指数作为板形质量衡量指标,基于BP神经网络建立轧制板形质量预测模型,采用粒子群算法优化BP神经网络板形质量预测模型的权值和阈值,提高板形预测精度。     

基于类别特征梯度提升的冷轧带钢板形预测模型

板形控制是冷轧带钢生产过程的核心技术。为了提升板形预设定和闭环反馈控制效果,建立高精度的板形预测模型非常必要。提出了一种基于类别特征梯度提升的冷轧带钢板形预测模型,通过某1 450 mm冷连轧生产线采集的生产数据建立模型,采用贪婪搜索和交叉验证的方式进行超参数设置,以自适应提升模型、梯度提升决策树模型和深度学习神经网络模型作为对比。结果表明：类别特征梯度提升模型的RMSE为0.666 IU,并且有90.397%的预测数据绝对误差小于1 IU,较其他3种模型有更好的表现,对冷轧带钢板形预测有更好的鲁棒性和预测精度。     

基于BP神经网络的板形预测

板带材的板形精度一直是研究的重点。在实际生产过程中影响板形精度的因素很多而且因素之间存在非线性、强耦合的关系,基于板形控制机理的传统数学模型很难准确表达其中的关系,而基于数据驱动的非机理模型则能取得很好的结果。BP神经网络作为一种发展成熟的算法可以作为一种新的预测手段应用在板形的预测工作中。因此,本文将BP神经网络应用于板形的预测研究中,讨论了基于BP神经网络的板形预测模型的可行性以及应用的优势,重点介绍BP神经网络对板形预测带来的积极意义。BP神经网络在对即时板形缺陷系数进行预测时,能够较好的接近实际的拟合值。BP网络在训练过程中,在50轮训练后基本收敛,并且整个训练过程没有产生过拟合现象。BP神经网络对测试集进行预测,能够有效的反映板形的变化情况,且对一次、三次板形缺陷系数的预测结果较好。     

DSR平整机板形控制能力分析

由于板带材是钢铁行业的主干产品,板形控制是板带轧机的关键技术,平整是提高板形精度的重要手段,平整机的板形控制能力直接影响到成品板带材的板形质量。利用建立的理论模型对DSR平整机各板形控制机构的板形调控功效进行了研究。计算了不同宽度下弯辊力及各压块力的板形调控功效曲线,为DSR技术的在线控制和设定提供了理论依据。     

基于Hopfield神经网络的板形预测控制模型

将Hopfield神经网络建模方法与预测控制思想相结合用于带钢板形自动控制,建立了基于Hopfield神经网络的板形的模型算法预测控制系统数学模型。模型经仿真验证表明能较好地跟踪目标值,并具有较强的抗干扰能力。     

基于广义预测控制的液压弯辊控制系统

针对液压弯辊控制这一随机干扰严重、滞后、时变的伺服系统,提出一种基于广义预测控制的液压弯辊控制系统。借助平稳随机序列预报思想建立系统输出误差预报模型,预报液压弯辊力未来序列输出误差并用以补偿系统的预测输出,从而提高了液压伺服控制系统的精度和抗干扰能力。仿真结果表明:采用广义预测控制并用预报误差代替一般的误差校正算法,液压弯辊板形控制系统精度和鲁棒性明显提高。     

以板形控制为目标的冷连轧过程压下规程优化技术

针对在冷连轧升降速过程中由于热辊型变化和轧制压力不稳定导致的轧制波动幅度过大和板形的最终精度不足等问题,为了得到精度较高的出口板形,结合现场冷连轧机组的设备参数和机组相关工艺,通过对建立的冷连轧升降速过程板形模型、轧制力模型以及热辊型的变化机理进行定量分析,提出了一套以冷连轧机组升降速过程中出口板形最优为目标函数的各机...     

1220冷连轧机板形控制性能综合改善

针对1220冷连轧机生产中存在的板形问题，将理论分析、计算机仿真与现场实验相结合，全面研究其原料特点和板形控制的装备、工艺、数模技术现状后，提出合适的板形控制策略，并重新设计辊系初始辊形、建立板形控制目标曲线、调整弯辊力模型，提高了连轧机组板形控制性能和板形控制系统精度，使产品板形质量、轧制稳定性和轧辊表面磨损状态明显改善。     

基于单刃刀具和等效切削刃法的流屑角仿真

将单刃刀具流屑角模型及其预报拓展到圆弧刃刀具中 ,提出了圆弧刀具的流屑角模型。此模型将任意刀具形状剖分为单刃刀具和纯圆弧切削刃两种情况 ,预报结果与 Colwell法比较 ,表明这种方法具有较高的精度 ,可以满足切削过程中切削力预报和切屑控制的需要。     

U形件弯曲影响回弹因素模拟分析

板材在弯曲过程中存在的最突出的问题是弯曲回弹难以精确控制.弯曲卸载后产生的回弹,使弯曲件的形状和尺寸与模具工作部分的形状和尺寸不符.弯曲件的最后形状与整个变形过程有关,模具几何参数、材料性能参数等都会对回弹产生很大影响.在板材弯曲成形智能化控制系统中,准确确定实时识别和预测模型的输入、输出参数是弯曲智能化控制的成功与否以及回弹控制精度高低的关键.本文采用Ls-dyna软件,对U形件弯曲影响回弹的因素进行了分析,得出了影响回弹规律的主要因素.为U形件弯曲智能化控制神经网络参数识别及预测模型输入、输出参数的选择提供依据.     

Application of RVM for prediction of bead shape in underwater rotating arc welding

Bead shape in underwater rotating arc welding was affected by several welding parameters.RVM(relevance vector machine)was used to build a model to predict weld bead shape.The training data set of RVM consists of the welding parameters which are rotational frequency,rotational radius,height of torch and welding current and the features of the bead shape.The maximum error and mean error for prediction of width are 0.10 mm and 0.09 mm,respectively,and the maximum error and mean error for prediction of penetration are 0.31 nun and 0.12 mm,respectively,which are showed that the prediction model can achieve higher prediction precision at reasonably small size of training data set.     

辊缝变化模型在面内弯曲精确成形中的应用

锥辊连续局部不均匀加载面内弯曲是通过对板带施加连续局部不均匀加载实现板带面内弯曲的一种锥辊轧制成形技术。由于成形中锥辊发生的弹性挠动，环形件的成形精度降低。调整初始参数可以有效补偿锥辊的弹性挠动，实现精确成形。而初始参数的调整需要确定锥辊弹性挠动引起的辊缝变化量与初始参数的关系。鲜飞军口’在求解建立的辊缝变化模型时忽略了轧制力随辊缝变化参数的变化关系，导致参数预报误差较大。通过计算迭代求解了轧制力，修正了文献[8]建立的辊缝变化模型，验证了模型的可靠性，同时将模型应用于面内弯曲成形的精确控制。采用两种初始参数调整方法检验了参数的控制精度，结果表明，两种精确控制方法是可行的。     

CVC冷轧机承载辊缝凸度调节域计算模型

开发了四辊CVC冷轧机承载辊缝凸度调节域预报模型,其将承载辊缝分为空载辊缝凸度与变形辊缝凸度两部分。以某厂CVC轧机为例,计算的凸度调节域与影响函数法计算的凸度调节域相吻合,可在线对不同工况下的轧机进行板凸度的预设定。     

热轧薄带钢板形控制系统离线分析软件的开发

介绍了基于现场板形控制模型而开发的板形控制离线分析软件的组成及其各模块的功能，以及该软件的实际应用效果：预报偏差小于5％。     

提高1220平整机预测精度模型研究

根据轧件平整轧制时塑性变形量很小,变形沿带材高度不均匀分布的特点,采用沿高度应力均匀分布的平面假设将带来比较大的误差。在引入板形与力学性能综合控制目标函数的基础上,针对平整机的实际特性,在保证成品的机械性能的前提下,以基态弯辊力下带材的出口板形最好为准则,建立了延伸率分配数学模型;同时给出了相应的张力与轧制压力设定方法,并将其应用到生产实践,提高了平整产品的板形精度,具有较大的推广应用价值。     

热轧带钢质量在线控制技术研究

针对热连轧机组生产过程中带钢质量不佳、不能在线定量预报和控制的问题,充分考虑到热连轧机组的设备与工艺特点,在提出热轧带钢质量指标概念的基础上,以出口带钢厚度满足用户要求为目标,以出口带钢板形、板凸度、带钢表面粗糙度为约束条件,建立了一套适合于热连轧机组的带钢质量在线控制模型,并将其推广应用到生产实践,取得了良好的使用效果。     

中厚板轧后加速冷却过程的温度场模型

介绍为国内某中厚板厂设计开发的轧后加速冷却在线使用的控冷数学模型,包括空冷和水冷换热系数模型等,模型采用有限差分法计算钢板在冷却过程中沿钢板厚度方向的温度场分布。通过在线使用证明该控冷模型预报精度较高,控冷钢板的板形和性能均达到设计要求,能够满足现场实际生产的需要。     

Simulation of Precipitation Kinetics with Non-Spherical Particles

A kinetic model that is modified based on Langer and Schwartz theory has been developed to treat precipitation kinetics of non-spherical precipitates. Three types of particle morphology, cuboid, needle and plate, have been treated. Explicitly accounting for coherent elastic strain energy and interfacial energy anisotropy, the model enables the prediction of equilibrium particle morphology. The shape effect on growth kinetics has also been investigated assuming quasi steady-state and shape preserving conditions. Validations against a couple of practical examples have shown reasonable agreements, though care must be taken due to uncertainties from model limitations and discrepancies in experimental data.