基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的H型鋼粗軋工藝參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、H型鋼是一種截面積分配更加優(yōu)化、強(qiáng)重比更加合理的經(jīng)濟(jì)高效型材，具有抗彎能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)H型鋼的需求日益增加，對(duì)其質(zhì)量要求日益提高，為能夠進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)能耗，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)軋制過(guò)程的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究十分必要。
　　 本文以優(yōu)化H型鋼粗軋過(guò)程工藝參數(shù)作為研究課題，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及遺傳算法對(duì)其進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模及優(yōu)化計(jì)算，并將

2、優(yōu)化后的軋制能耗、型鋼質(zhì)量及生產(chǎn)效率與優(yōu)化前進(jìn)行了分析對(duì)比。
　　 首先分析了用傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)軋制能耗、產(chǎn)品質(zhì)量存在的不足，確定采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立預(yù)測(cè)模型的方案。采用此方法將型鋼粗軋過(guò)程中的主要工藝參數(shù)開(kāi)軋溫度、軋制速度、道次間隙及壓下量作為輸入?yún)?shù)，以軋制功率和奧氏體晶粒直徑作為輸出參數(shù)建立兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。以有限元軟件ABAQUS仿真計(jì)算得出的數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，按照混合正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)工藝參數(shù)以達(dá)到減少訓(xùn)練樣本數(shù)量

3、、提高模型準(zhǔn)確性的目的。采用MATLAB編制相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序，進(jìn)行多次訓(xùn)練，得到性能優(yōu)良的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。建模后，通過(guò)有限元軟件的仿真值與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值對(duì)比，驗(yàn)證了采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。
　　 以此模型為基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代優(yōu)化算法中的遺傳算法進(jìn)行軋制工藝參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算，將軋制能耗、型鋼質(zhì)量及生產(chǎn)效率三個(gè)優(yōu)化目標(biāo)轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，在解空間中尋找非劣解。分析研究了變異率、交叉率及種群數(shù)目對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響。從優(yōu)化前后的