冷轧过程数字化建模与智能优化

本书主要介绍冷连轧过程数据驱动的高精度数字孪生模型，系统介绍基于数据感知的酸洗拉矫智能控制、数据驱动的轧制过程数字孪生模型、轧制规程多目标优化与自适应控制、冷轧板形与边部减薄建模及协调控制、非稳态过程感知与厚度-张力协调优化、冷轧全流程速度全局协调优化等系列数字化关键技术及其工业化应用。本书可供钢铁企业管理层和工程技术人员阅读，也可供冶金自动化技术的科研、设计、生产维护人员以及大专院校的自动化、计算机、机电专业师生参考。

第1章绪论....PAGEREF _Toc111801505 \h9 第2章基于数据感知的酸洗拉矫智能控制...PAGEREF _Toc111801506 \h10 2.1酸液系统概述....PAGEREF _Toc111801507 \h10 2.1.1 酸液温度对酸洗效率的影响....PAGEREF _Toc111801508 \h13 2.1.2 酸液浓度对酸洗效率的影响....PAGEREF _Toc111801509 \h13 2.1.3酸液流量对酸洗效率的影响....PAGEREF _Toc111801510 \h14 2.2酸液系统优化控制策略...PAGEREF _Toc111801511 \h14 2.2.1 酸液系统常规控制方法...PAGEREF _Toc111801512 \h15 2.2.2 基于案例推理的酸液优化控制策略....PAGEREF _Toc111801513 \h16 2.2.3 应用效果....PAGEREF _Toc111801514 \h21 2.3小结....PAGEREF _Toc111801515 \h22 第3章数据驱动的轧制过程数字孪生模型...PAGEREF _Toc111801516 \h24 3.1冷轧变形区的微单元模型....PAGEREF _Toc111801517 \h24 3.1.1微单元的划分及几何参数计算...PAGEREF _Toc111801518 \h25 3.1.2微单元的受力分析及计算....PAGEREF _Toc111801519 \h27 3.1.3边界条件的求解....PAGEREF _Toc111801520 \h29 3.1.4前滑值的计算....PAGEREF _Toc111801521 \h29 3.2变形抗力与摩擦系数模型....PAGEREF _Toc111801522 \h31 3.2.1变形抗力模型....PAGEREF _Toc111801523 \h31 3.2.2摩擦系数模型....PAGEREF _Toc111801524 \h32 3.3轧制力模型与迭代算法...PAGEREF _Toc111801525 \h33 3.3.1轧制力模型....PAGEREF _Toc111801526 \h33 3.3.2轧制力和轧辊压扁半径的解耦算法....PAGEREF _Toc111801527 \h34 3.3.3实例计算与分析....PAGEREF _Toc111801528 \h36 3.4轧制力矩和电机功率模型....PAGEREF _Toc111801529 \h38 3.4.1轧制力矩模型....PAGEREF _Toc111801530 \h38 3.4.2电机功率模型....PAGEREF _Toc111801531 \h39 3.4.3电机机械功率损耗测试...PAGEREF _Toc111801532 \h39 3.5轧机弹跳与辊缝设定模型....PAGEREF _Toc111801533 \h40 3.5.1轧机弹跳模型结构....PAGEREF _Toc111801534 \h40 3.5.2轧机刚度系数测试....PAGEREF _Toc111801535 \h41 3.5.3辊缝设定模型....PAGEREF _Toc111801536 \h43 3.6弯辊力及轧辊横移模型...PAGEREF _Toc111801537 \h43 3.6.1弯辊力设定模型....PAGEREF _Toc111801538 \h43 3.6.2轧辊横移设定模型....PAGEREF _Toc111801539 \h44 3.7小结....PAGEREF _Toc111801540 \h44 第4章轧制规程多目标优化与自适应控制...PAGEREF _Toc111801541 \h45 4.1模型自适应的原理....PAGEREF _Toc111801542 \h45 4.1.1模型自适应算法....PAGEREF _Toc111801543 \h45 4.1.2模型自适应的类型....PAGEREF _Toc111801544 \h46 4.1.3模型自适应流程....PAGEREF _Toc111801545 \h47 4.2实测数据的计算与处理...PAGEREF _Toc111801546 \h48 4.2.1实测数据的测量与间接计算....PAGEREF _Toc111801547 \h49 4.2.2测量值可信度的计算....PAGEREF _Toc111801548 \h52 4.3基于指数平滑法的模型公式自适应....PAGEREF _Toc111801549 \h52 4.3.1轧制力模型自适应....PAGEREF _Toc111801550 \h53 4.3.2轧制功率模型自适应....PAGEREF _Toc111801551 \h54 4.3.3辊缝设定模型自适应....PAGEREF _Toc111801552 \h55 4.3.4前滑模型自适应....PAGEREF _Toc111801553 \h56 4.4轧制力模型参数的自适应....PAGEREF _Toc111801554 \h57 4.4.1模型参数自适应的方案设计....PAGEREF _Toc111801555 \h58 4.4.2模型自适应系数的寻优算法....PAGEREF _Toc111801556 \h60 4.4.3在线应用效果....PAGEREF _Toc111801557 \h60 4.5小结....PAGEREF _Toc111801558 \h61 第5章冷轧板形与边部减薄建模及协调控制....PAGEREF _Toc111801559 \h62 5.1基于主成分分析算法的板形调控功效计算....PAGEREF _Toc111801560 \h62 5.1.1主成分分析算法的数学模型....PAGEREF _Toc111801561 \h62 5.1.2基于主成分分析法的最小二乘回归建模....PAGEREF _Toc111801562 \h65 5.1.3主成分分析算法获取调控功效系数....PAGEREF _Toc111801563 \h68 5.2基于偏最小二乘算法的板形调控功效计算....PAGEREF _Toc111801564 \h69 5.2.1偏最小二乘回归原理....PAGEREF _Toc111801565 \h69 5.2.2偏最小二乘回归建模....PAGEREF _Toc111801566 \h70 5.2.3正交信号校正法改进的偏最小二乘算法....PAGEREF _Toc111801567 \h76 5.2.4基于OSC-PLS算法获取调控功效系数....PAGEREF _Toc111801568 \h78 5.3板形调控功效系数计算结果分析....PAGEREF _Toc111801569 \h80 5.3.1预测模型的性能评估....PAGEREF _Toc111801570 \h80 5.3.2板形调控功效系数计算结果....PAGEREF _Toc111801571 \h81 5.3.3板形调控功效系数精度的验证...PAGEREF _Toc111801572 \h82 5.3.4板形调控功效系数应用测试....PAGEREF _Toc111801573 \h84 5.4小结....PAGEREF _Toc111801574 \h88 第6章非稳态过程感知与厚度-张力协调优化....PAGEREF _Toc111801575 \h90 6.1引言....PAGEREF _Toc111801576 \h90 6.2冷连轧轧制全过程优化问题....PAGEREF _Toc111801577 \h90 6.3基于邻域优化的分布式模型预测控制策略....PAGEREF _Toc111801578 \h92 6.3.1系统模型....PAGEREF _Toc111801579 \h93 6.3.2预测模型....PAGEREF _Toc111801580 \h94 6.3.3滚动优化....PAGEREF _Toc111801581 \h95 6.3.4反馈校正....PAGEREF _Toc111801582 \h96 6.3.5控制策略仿真与分析....PAGEREF _Toc111801583 \h97 6.4基于纳什均衡的分布式模型预测控制策略....PAGEREF _Toc111801584 \h101 6.4.1冷连轧系统模型....PAGEREF _Toc111801585 \h102 6.4.2引入拉盖尔函数....PAGEREF _Toc111801586 \h102 6.4.3预测模型....PAGEREF _Toc111801587 \h103 6.4.4滚动优化....PAGEREF _Toc111801588 \h103 6.4.5反馈校正....PAGEREF _Toc111801589 \h104 6.4.6考虑纳什均衡的协调优化策略...PAGEREF _Toc111801590 \h104 6.4.7控制策略仿真与分析....PAGEREF _Toc111801591 \h106 6.5小结....PAGEREF _Toc111801592 \h112 第7章冷轧全流程速度全局协调优化....PAGEREF _Toc111801593 \h113 7.1速度运行特性分析....PAGEREF _Toc111801594 \h113 7.2带钢跟踪....PAGEREF _Toc111801595 \h118 7.2.1 跟踪分区....PAGEREF _Toc111801596 \h118 7.2.2 跟踪计算....PAGEREF _Toc111801597 \h119 7.3目标函数的建立....PAGEREF _Toc111801598 \h123 7.4基于修正Powell算法的求解....PAGEREF _Toc111801599 \h127 7.4.1 修正Powell算法...PAGEREF _Toc111801600 \h127 7.4.2 求解过程....PAGEREF _Toc111801601 \h130 7.5应用效果....PAGEREF _Toc111801602 \h131 7.6小结....PAGEREF _Toc111801603 \h133 参考文献索引