【正文】 紙 14 圖 32 遺傳算法的過程 基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的卷取溫度預(yù)報(bào)模型 為了克服 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在的收斂速度慢、容易陷入局部最小、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定比較困難等缺點(diǎn)，一些最優(yōu)化方法逐漸被用于對(duì) BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化計(jì)算中，其中遺傳算法（即 GA 算法）和 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合產(chǎn)生了遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。 遺傳操作包括以 下三個(gè)基本遺傳算子：選擇、交叉、變異。 需要指出的是，雖然 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛的應(yīng)用，但是 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也存在著收斂速度慢、容易陷入局部最小、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定比較困難等缺點(diǎn)。利用某種運(yùn)算把輸入信號(hào)的作用結(jié)合起來，給出它們的總效果，稱為“凈輸入”，用 Ii 表示。誤差通過輸出層，按誤差梯度下降的方式修正各層權(quán)值，向隱層、輸入層逐層反傳。 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) BP(Back Propagation)意為 誤差反向傳播 。 k k2 — 模型系數(shù)； 由上述模型可見，帶鋼通過冷卻區(qū)的溫度隨時(shí)間的變化描述為指數(shù)關(guān)系，而帶鋼厚度、帶鋼導(dǎo)熱、導(dǎo)溫特性、冷卻區(qū)冷卻能力、水溫、水壓和帶鋼速度等對(duì)帶鋼溫度指數(shù)降低的陡度產(chǎn)生影響。 卷取溫度預(yù)報(bào)模型 在層流冷卻系 統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中，卷取溫度預(yù)報(bào)模型是基礎(chǔ)模型，也是其他控制模型的關(guān)鍵與核心，其精度直接關(guān)系到整個(gè)冷卻控制系統(tǒng)的溫度控制效果及產(chǎn)品性能 。它與冷卻水的溫度、水量、帶鋼的溫度、帶鋼的運(yùn)行速度、帶鋼的尺寸等一系列因 素有關(guān) [8]。 空冷區(qū)溫降模型 在空冷區(qū)， 高溫輻射熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過空氣對(duì)流熱量， 帶鋼主要以輻射的形式散熱， 因此，可以只考慮輻射熱量損失，而把其他影響都包括在根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定的輻射系數(shù) ε 中。通過本章的介紹和描述，對(duì)層流冷卻系統(tǒng)有了整體上的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，L2級(jí)啟動(dòng)動(dòng)態(tài)修正，修正由于終軋速度、終軋溫度和終軋厚度對(duì)開閥數(shù)的影響，動(dòng)態(tài)修正計(jì)算是控制系統(tǒng)的前饋控制；當(dāng)有帶鋼段出層流區(qū)的高溫計(jì)時(shí)， L2級(jí)會(huì)進(jìn)行帶鋼段之間的自適應(yīng)，對(duì)模型計(jì)算進(jìn)行修正，帶鋼段之間的自適應(yīng)是控制系統(tǒng)的反饋控制。其中設(shè)定過程，主要根據(jù) PDI的目標(biāo)參數(shù)、終軋參數(shù)、HMI參數(shù)和設(shè)備參數(shù)為層冷區(qū)的各種生產(chǎn)設(shè)備提供設(shè)定值或設(shè)定方式，并以工藝規(guī)定的時(shí)序?qū)⒃O(shè)定結(jié)果傳送給基礎(chǔ)自動(dòng)化控制 L1級(jí)。機(jī)械系統(tǒng)包括供水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、水量分配系統(tǒng)、層流系統(tǒng)、側(cè)噴和前后吹掃系統(tǒng)。側(cè)噴吹掃 系統(tǒng)分布在輸出輥道的兩側(cè)，而且交叉分布，共有 9個(gè)側(cè)噴嘴，其中有 2個(gè)為高壓氣噴，以吹散霧氣，防止對(duì)軋線控制儀表的干擾。上部和下部冷卻系統(tǒng)各分成 60個(gè)冷卻控制段，每 4個(gè)控制段為一組， 一共 15組， 前 9組用于粗調(diào)，后 6組用于精調(diào)。著重分析了改進(jìn)后的卷取溫度預(yù)報(bào)模型。實(shí)踐證明這些控制策略和控制模型是有效的、實(shí)用的。 另外，智能控制理論的發(fā)展，為描述與控制不確定、非線性的復(fù)雜過程提供了理論基礎(chǔ)，也使得智能控制在層流冷卻中得到了 越來越廣泛的應(yīng)用。 隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的迅猛發(fā) 展，帶鋼熱連軋技術(shù)已經(jīng)成為多學(xué)科結(jié)合的應(yīng)用技術(shù)。例如： 應(yīng)用于攀鋼的意大利 ANSALDO INDUSTRIA公司開發(fā)的數(shù)學(xué)模型比較簡單，但對(duì)流換熱系數(shù)的確定不夠精確 [5]； 應(yīng)用于鞍鋼熱軋廠、本鋼 1700熱軋廠的由德國 SIMENS公司開發(fā)的數(shù)學(xué)模型沒有考慮帶鋼與環(huán)境的熱輻射，也沒有考慮水溫、帶鋼運(yùn)行速度、終軋溫度對(duì)模型參數(shù)的影響，而且模型中的時(shí)間常數(shù)描述的是帶鋼表面溫度，對(duì)厚規(guī)格帶鋼的控制效果不理想，模型精度受到了限制 [6]；應(yīng)用于寶鋼 1580mm熱軋廠的由日本三菱電器開發(fā)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)各種對(duì)流換熱因素考慮的較為全面，是一種較先進(jìn)的層流冷卻控制模型，但還需要對(duì)許多參數(shù)進(jìn)行回歸，按照厚度層別等 做出一系列控制表 [7]。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 3 早期，對(duì)層流冷卻控制系統(tǒng)的技術(shù)改造主要集中在工藝設(shè)備的改進(jìn)方面。 由此可見，研究層流冷卻卷取溫度的優(yōu)化控制即研究層流冷卻的策略及控制模型對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 冷卻區(qū)距離長，對(duì)水質(zhì)要求較高，噴嘴易堵塞，維護(hù)量大。 霧化冷卻 用加壓的空氣使水流成霧狀冷卻鋼板，冷卻均勻，冷卻速度調(diào)節(jié)范圍大，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)風(fēng)冷、弱水冷和強(qiáng)水冷。 板湍流冷卻 軋后鋼板直接進(jìn)入水中進(jìn)行淬火和快速冷卻，冷卻速度可達(dá) 30℃ /s。各種冷卻方式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)， 幾種冷卻方式的優(yōu)缺點(diǎn)如表 11[4]。 層流冷卻系統(tǒng)位于帶鋼熱連軋生產(chǎn)線的精軋機(jī)與卷取機(jī)之間，是控制卷取溫度的一種方式，其目的是將帶鋼從終軋后的溫度冷卻到相變后的卷取溫度。 在帶鋼熱連軋工藝中，卷取溫度對(duì)帶鋼的金相組織影響很大，是決定成品帶鋼加工性能、力學(xué)性能和物理性能的重要工藝參數(shù)之一 [3]。 近年來，隨著社會(huì) 的 發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，低合金高強(qiáng)度、高韌性并具有良好的焊接性能的鋼材已經(jīng)在社會(huì)上得到了廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵字： 帶鋼熱連軋 層流冷卻 卷取溫度控制 控制策略 控制模型 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 IV Abstract Being one of the important craft parameters, coiling temperature decides the machining performance, the mechanical performance and the physical performance of finished strip product, and has influence on strip’s metallographic phase. In order to get highquality product and good coil shape, the strip coiling temperature must be controlled at a proper the actual coiling temperature of hot rolling strip can be controlled within the required range mainly depends on the laminar cooling control system after the finishing stands. In the paper, a set of control strategies and control models of the laminar cooling control system with practical application significance for a hot strip rolling production line of a large iron and steel enterprise is designed. At the same time, the control pictures for laminar cooling are designed and drawn with the software WinCC of Siemens. All of these achieve the automatic control of the whole system. Simulation test results show that the control strategies and control models have perfect function, stable performance and high control accuracy. Key Words: strip steel hot strip laminar cooling coiling temperature control control strategy control model 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 V 目錄 摘要 ..........................................................................................................................................................................II Abstract............................................................................................................................................................... IV 目錄 .......................................................................................................................................................................... V 1 緒論 ....................................................................................................................................................................1 研究背景及意義 ..................................................................................................................................1 研究現(xiàn)狀 ................................................................................................................................................2 章節(jié)安排 ................................................................................................................................................ 3 2 層流冷卻系統(tǒng)簡介 .................................................................................................................................... 5 層流冷卻系統(tǒng)設(shè)備布置 ........................................................................................................................ 5 層流冷卻系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) ................................................................................................................... 6 本章小結(jié) .................................................................................................................................................... 9 3 層流 冷卻的控制模型 ............................................................................................................................ 10 溫降模型 .................................................................................................................................................. 10 空冷區(qū)溫降模型 ............................................................................................................................ 10 水冷區(qū)溫降模型 ....................