穿孔過程關(guān)鍵參數(shù)軟測量與優(yōu)化控制.pdf

1、目前，國內(nèi)許多鋼鐵企業(yè)為了提高無縫鋼管的生產(chǎn)質(zhì)量，都采用了加裝狄賽爾導(dǎo)盤的斜軋穿孔機進行鋼坯穿孔，但是在斜軋穿孔機中，與生產(chǎn)密切相關(guān)的工藝參數(shù)--導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速只能停機離線調(diào)整，這大大降低了鋼坯穿孔生產(chǎn)效率和質(zhì)量，成為鋼管生產(chǎn)的一個瓶頸。如何實現(xiàn)穿孔機導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的在線可調(diào)，進而改善穿孔機穿孔生產(chǎn)的毛管質(zhì)量，提高無縫鋼管生產(chǎn)機組的生產(chǎn)效率，已經(jīng)成為各鋼廠一個迫切需要解決的問題。
　　 本文以某鋼鐵公司鋼管分公司SWW斜軋穿孔過程為研究背景

2、，建立了導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速軟測量模型，最優(yōu)導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速確定模型，以及負(fù)載力矩軟測量模型，并實現(xiàn)了導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的優(yōu)化控制。另外，通過對穿孔工藝的深入分析，建立了對穿孔生產(chǎn)具有一定指導(dǎo)意義的穿孔效率預(yù)報及優(yōu)化模型。最后，通過建立毛管質(zhì)量預(yù)報模型，實現(xiàn)了前述優(yōu)化控制效果的檢驗及毛管質(zhì)量的實時監(jiān)測。本文主要工作如下：
　　 針對導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速難以在線測量的問題，提出了基于改進PCA-ELM的導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速軟測量方法。利用PCA方法對數(shù)據(jù)進行壓縮去噪，并且針對傳統(tǒng)EL

3、M方法在建模數(shù)據(jù)較多時，預(yù)報速度較慢的缺陷，提出了利用改進PCA-ELM方法建立軟測量模型，實現(xiàn)導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的在線預(yù)估。同時，利用短期校正與長期校正相結(jié)合的方法實現(xiàn)了軟測量模型的更新校正。
　　 為了提高生產(chǎn)效益，需得到在不同工況下，使毛管質(zhì)量和穿孔效率較高而能耗較低的最優(yōu)導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速。針對管坯穿孔過程的復(fù)雜性及建模數(shù)據(jù)的特殊性，提出利用適用于非高斯分布數(shù)據(jù)的ICR建模方法建立獨立成分和穿孔機最優(yōu)導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速確定模型，并提出利用誤差檢驗方法

4、確定獨立成分個數(shù)。最優(yōu)導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速確定模型的建立，可為導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速自動控制的最優(yōu)參數(shù)設(shè)定提供指導(dǎo)和參考。
　　 針對導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的自動控制問題，提出了導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的優(yōu)化控制系統(tǒng)。其中導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速軟測量模型實現(xiàn)了難于在線測量的關(guān)鍵參數(shù)--導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的在線預(yù)估，為實現(xiàn)其直接控制奠定了基礎(chǔ)；最優(yōu)導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速確定模型根據(jù)管坯原材料、生產(chǎn)要求及生產(chǎn)運行工況確定了導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的最優(yōu)設(shè)定參數(shù)，為導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的自動控制提供最優(yōu)設(shè)定；負(fù)載力矩軟測量模型，實現(xiàn)了系統(tǒng)中的主要擾動--

5、負(fù)載力矩的實時預(yù)估，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了負(fù)載力矩的前饋補償控制，大大削弱了該主要擾動對導(dǎo)盤轉(zhuǎn)速的影響。
　　 針對無縫鋼管穿孔生產(chǎn)過程，難以一直保持較高穿孔效率這一問題，提出了基于均值子時段的MPLS穿孔生產(chǎn)過程穿孔效率預(yù)報模型，并根據(jù)生產(chǎn)工藝約束，對其進行了優(yōu)化求解，獲得了最優(yōu)穿孔效率所對應(yīng)的穿孔生產(chǎn)工藝參數(shù)。同時，為了檢驗穿孔效率的優(yōu)化結(jié)果，實現(xiàn)毛管質(zhì)量的在線監(jiān)測，提出了基于均值子時段的MPLS毛管質(zhì)量在線預(yù)報方法。基于均值子