《高精度冷連軋過程控制系統智能優化研究》圍繞冷連軋過程數學模型與多目標優化策略展開研究，分析了原料帶鋼硬度波動對成品帶鋼厚度精度的影響，以硬度辨識為基礎建立了厚度控制模型；深入研究了模型自適應過程，提出了軋制力模型和前滑模型協同自適應方法；針對薄規格帶鋼，提出了一種基于影響函數法的軋制規程多目標優化策略，以達到在充分發揮設備能力的同時提高帶鋼厚度精度的目的；通過輥系受力分析，建立彎輥力預設定目標函數，并采用多目標智能優化算法進行求解。在此基礎上，開發了冷連軋過程控制系統并應用于工業生產，獲得了良好的控制效果。
冷連軋帶鋼是以熱軋帶鋼為原料，在常溫下經冷連軋機軋制成材，以達到降低帶鋼的表面粗糙度和提高尺寸精度，并獲得更好力學性能的目的。冷連軋過程控制系統是酸洗冷連軋聯合機組計算機控制系統的重要組成部分，是保障冷連軋帶鋼產量和質量的重要手段。本書以某1450mm六輥五機架全連續冷連軋機電氣自動化系統升級改造項目為背景，對冷連軋過程控制及模型設定系統進行了深入研究。
本書圍繞冷連軋過程數學模型與多目標優化策略展開研究，分析了原料帶鋼硬度波動對成品帶鋼厚度精度的影響，以硬度辨識為基礎建立了厚度控制模型：深入研究了模型自適應過程，提出了軋制力模型和前滑模型協同自適應方法：針對薄規格帶鋼，提出了一種基于影響函數法的軋制規程多目標優化策略，以達到在充分發揮設備能力的同時提高帶鋼厚度精度的目的：通過輥系受力分析，建立彎輥力預設定目標函數，并采用多目標智能優化算法進行求解。在此基礎上，開發了冷連軋過程控制系統并應用于工業生產，獲得了良好的控制效果。
本書分為7章：第1章介紹了冷連軋生產技術及軋制過程數學模型的研究背景，以及本書的研究目標和研究內容。第2章以某酸洗冷連軋生產線為對象，對其過程控制系統進行深入研究，針對該生產線進行過程控制系統的功能結構分析與執行流程設計。第3章以冷連軋在線數學模型為基礎，提出了一種基于目標函數的軋制力和前滑模型協同自適應方法，并建立了基于硬度辨識的冷連軋帶鋼厚度控制模型。第4章針對薄規格帶鋼建立了基于影響函數法的軋制規程多目標模型，并采用基于案例推理技術的禁忌搜索算法進行求解，得到了更加合理的軋制規程。與此同時，為保證板形預設定系統的穩定運行及成品帶鋼的板形精度，本書第5章基于輥縫凸度偏差建立了兼顧軋制力的彎輥力預設定多目標函數。第6章選取4種規格的冷軋帶鋼為研究對象驗證冷連軋過程自動化系統的控制效果。第7章對本書的研究內容和取得的成果進行了總結。
本書內容是根據作者近期的科研成果和經驗整理而成的，在此特別感謝東北大學的張殿華教授、李旭副教授和孫杰副教授在本書編寫過程中給予的具體指導。同時，也要感謝閆注文博士及書稿的評閱人等，他們對本書的內容提出了很多寶貴意見和建議。
卜赫男，女，蒙古族，工學博士，副教授。2018年1月于東北大學獲工學博士學位，現任職于江蘇科技大學機械工程學院，主要從事帶鋼冷連軋過程自動控制及模型設定系統方面的優化研究，主持國家自然科學基金項目“冷軋帶鋼預設定過程板形板厚耦合特性研究及協調優化”及江蘇省自然科學基金項目“基于大數據的冷軋帶鋼板形預設定智能優化研究”，發表學術研究論文15篇，其中SCI/EI檢索11篇，申請國家發明專利4項。
第1章 緒論
1．1 研究背景和意義
1．2 冷連軋機及生產技術的發展
1．2．1 國內外冷連軋機的發展
1．2．2 冷連軋生產技術的發展
1．3 冷連軋帶鋼的生產特點及流程
1．3．1 生產特點
1．3．2 工藝流程
1．4 軋制過程數學模型的特點及發展
1．4．1 軋制模型的特點
1．4．2 建模方法及模型發展
1．5 多目標優化問題概述
1．5．1 多目標優化問題的發展
1．5．2 多目標優化概念及術語
1．5．3 多目標優化算法的分類
本章小結
第2章 冷連軋過程自動化系統
2．1 冷連軋控制系統概述
2．1．1 基礎自動化級
2．1．2 過程自動化級
2．1．3 生產管理級
2．2 冷連軋機組過程控制系統
2．2．1 過程控制系統結構及功能
2．2．2 與生產管理系統進行數據傳輸
2．2．3 帶鋼跟蹤管理
2．2．4 數據采集管理
2．2．5 班組管理
2．2．6 軋輥管理
2．3 過程自動化HMI及報表管理
2．3．1 軋機二級HMI
2．3．2 報表管理
本章小結
第3章 冷連軋在線數學模型及模型自適應研究
3．1 過程控制數學模型
3．1．1 軋制力矩模型
3．1．2 電機功率模型
3．1．3 軋機彈性模數模型
3．1．4 厚度計模型
3．1．5 輥縫模型
3．2 軋制力和前滑模型協同自適應
3．2．1 模型自適應概述
3．2．2 軋制力模型
3．2．3 前滑模型
3．2．4 目標函數設計
3．2．5 多種群協同進化算法
3．2．6 計算和討論
3．3 基于硬度辨識的厚度控制模型
3．3．1 硬度波動對厚度精度的影響
3．3．2 模型的建立
3．3．3 離線仿真結果及分析
本章小結
第4章 冷連軋帶鋼軋制規程多目標優化研究
4．1 軋制規程概述及發展
4．1．1 軋制規程策略
4．1．2 軋制規程發展
4．2 多目標函數的設計
4．2．1 在線控制參數計算模型
4．2．2 功率目標函數
4．2．3 張力目標函數
4．2．4 板形目標函數
4．2．5 多目標函數的建立
4．2．6 約束條件
4．3 基于影響函數法的板形目標函數
4．3．1 影響函數法
4．3．2 張應力計算
4．4 軋制規程優化算法
4．4．1 禁忌搜索算法
4．4．2 基于案例推理的初始解選擇
4．4．3 計算流程
4．5 規程優化設計的實現
4．5．1 優化變量的選擇
4．5．2 張力規程的修正
4．6 現場應用及結果分析
本章小結
第5章 冷連軋帶鋼彎輥力預設定研究
5．1 板形控制基本手段
5．1．1 液壓彎輥
5．1．2 軋輥橫移
5．1．3 軋輥傾斜
5．2 彎輥力預設定多目標函數的建立
5．2．1 離散化
5．2．2 輥縫凸度偏差計算
5．2．3 傳統彎輥力預設定目標函數
5．2．4 兼顧軋制力的多目標函數
5．3 多目標智能優化算法
5．3．1 遺傳算法
5．3．2 多目標優化及Pareto最優解
5．3．3 基于遺傳算法的多目標優化算法
5．4 現場應用及結果分析
本章小結
第6章 冷連軋過程控制系統的工業應用
6．1 工業應用背景
6．1．1 機組總體參數
6．1．2 主要技術參數
6．1．3 機組工藝流程
6．1．4 存在問題及解決方案
6．1．5 計算機控制系統概況
6．2 過程自動化系統的控制效果
6．2．1 鋼種SPCC的控制效果
6．2．2 鋼種Q195的控制效果
6．2．3 鋼種MRT-3的控制效果
6．2．4 鋼種MRT-2．5的控制效果
6．2．5 控制效果分析
本章小結
第7章 結論
參考文獻
新書資訊