《高精度冷连轧过程控制系统智能优化研究》围绕冷连轧过程数学模型与多目标优化策略展开研究，分析了原料带钢硬度波动对成品带钢厚度精度的影响，以硬度辨识为基础建立了厚度控制模型；深入研究了模型自适应过程，提出了轧制力模型和前滑模型协同自适应方法；针对薄规格带钢，提出了一种基于影响函数法的轧制规程多目标优化策略，以达到在充分发挥设备能力的同时提高带钢厚度精度的目的；通过辊系受力分析，建立弯辊力预设定目标函数，并采用多目标智能优化算法进行求解。在此基础上，开发了冷连轧过程控制系统并应用于工业生产，获得了良好的控制效果。

　　冷连轧带钢是以热轧带钢为原料，在常温下经冷连轧机轧制成材，以达到降低带钢的表面粗糙度和提高尺寸精度，并获得更好力学性能的目的。冷连轧过程控制系统是酸洗冷连轧联合机组计算机控制系统的重要组成部分，是保障冷连轧带钢产量和质量的重要手段。本书以某1450mm六辊五机架全连续冷连轧机电气自动化系统升级改造项目为背景，对冷连轧过程控制及模型设定系统进行了深入研究。
　　本书围绕冷连轧过程数学模型与多目标优化策略展开研究，分析了原料带钢硬度波动对成品带钢厚度精度的影响，以硬度辨识为基础建立了厚度控制模型：深入研究了模型自适应过程，提出了轧制力模型和前滑模型协同自适应方法：针对薄规格带钢，提出了一种基于影响函数法的轧制规程多目标优化策略，以达到在充分发挥设备能力的同时提高带钢厚度精度的目的：通过辊系受力分析，建立弯辊力预设定目标函数，并采用多目标智能优化算法进行求解。在此基础上，开发了冷连轧过程控制系统并应用于工业生产，获得了良好的控制效果。
　　本书分为7章：第1章介绍了冷连轧生产技术及轧制过程数学模型的研究背景，以及本书的研究目标和研究内容。第2章以某酸洗冷连轧生产线为对象，对其过程控制系统进行深入研究，针对该生产线进行过程控制系统的功能结构分析与执行流程设计。第3章以冷连轧在线数学模型为基础，提出了一种基于目标函数的轧制力和前滑模型协同自适应方法，并建立了基于硬度辨识的冷连轧带钢厚度控制模型。第4章针对薄规格带钢建立了基于影响函数法的轧制规程多目标模型，并采用基于案例推理技术的禁忌搜索算法进行求解，得到了更加合理的轧制规程。与此同时，为保证板形预设定系统的稳定运行及成品带钢的板形精度，本书第5章基于辊缝凸度偏差建立了兼顾轧制力的弯辊力预设定多目标函数。第6章选取4种规格的冷轧带钢为研究对象验证冷连轧过程自动化系统的控制效果。第7章对本书的研究内容和取得的成果进行了总结。
　　本书内容是根据作者近期的科研成果和经验整理而成的，在此特别感谢东北大学的张殿华教授、李旭副教授和孙杰副教授在本书编写过程中给予的具体指导。同时，也要感谢闫注文博士及书稿的评阅人等，他们对本书的内容提出了很多宝贵意见和建议。

　　卜赫男，女，蒙古族，工学博士，副教授。2018年1月于东北大学获工学博士学位，现任职于江苏科技大学机械工程学院，主要从事带钢冷连轧过程自动控制及模型设定系统方面的优化研究，主持国家自然科学基金项目“冷轧带钢预设定过程板形板厚耦合特性研究及协调优化”及江苏省自然科学基金项目“基于大数据的冷轧带钢板形预设定智能优化研究”，发表学术研究论文15篇，其中SCI/EI检索11篇，申请国家发明专利4项。

第1章 绪论
1．1 研究背景和意义
1．2 冷连轧机及生产技术的发展
1．2．1 国内外冷连轧机的发展
1．2．2 冷连轧生产技术的发展
1．3 冷连轧带钢的生产特点及流程
1．3．1 生产特点
1．3．2 工艺流程
1．4 轧制过程数学模型的特点及发展
1．4．1 轧制模型的特点
1．4．2 建模方法及模型发展
1．5 多目标优化问题概述
1．5．1 多目标优化问题的发展
1．5．2 多目标优化概念及术语
1．5．3 多目标优化算法的分类
本章小结

第2章 冷连轧过程自动化系统
2．1 冷连轧控制系统概述
2．1．1 基础自动化级
2．1．2 过程自动化级
2．1．3 生产管理级
2．2 冷连轧机组过程控制系统
2．2．1 过程控制系统结构及功能
2．2．2 与生产管理系统进行数据传输
2．2．3 带钢跟踪管理
2．2．4 数据采集管理
2．2．5 班组管理
2．2．6 轧辊管理
2．3 过程自动化HMI及报表管理
2．3．1 轧机二级HMI
2．3．2 报表管理
本章小结

第3章 冷连轧在线数学模型及模型自适应研究
3．1 过程控制数学模型
3．1．1 轧制力矩模型
3．1．2 电机功率模型
3．1．3 轧机弹性模数模型
3．1．4 厚度计模型
3．1．5 辊缝模型
3．2 轧制力和前滑模型协同自适应
3．2．1 模型自适应概述
3．2．2 轧制力模型
3．2．3 前滑模型
3．2．4 目标函数设计
3．2．5 多种群协同进化算法
3．2．6 计算和讨论
3．3 基于硬度辨识的厚度控制模型
3．3．1 硬度波动对厚度精度的影响
3．3．2 模型的建立
3．3．3 离线仿真结果及分析
本章小结

第4章 冷连轧带钢轧制规程多目标优化研究
4．1 轧制规程概述及发展
4．1．1 轧制规程策略
4．1．2 轧制规程发展
4．2 多目标函数的设计
4．2．1 在线控制参数计算模型
4．2．2 功率目标函数
4．2．3 张力目标函数
4．2．4 板形目标函数
4．2．5 多目标函数的建立
4．2．6 约束条件
4．3 基于影响函数法的板形目标函数
4．3．1 影响函数法
4．3．2 张应力计算
4．4 轧制规程优化算法
4．4．1 禁忌搜索算法
4．4．2 基于案例推理的初始解选择
4．4．3 计算流程
4．5 规程优化设计的实现
4．5．1 优化变量的选择
4．5．2 张力规程的修正
4．6 现场应用及结果分析
本章小结

第5章 冷连轧带钢弯辊力预设定研究
5．1 板形控制基本手段
5．1．1 液压弯辊
5．1．2 轧辊横移
5．1．3 轧辊倾斜
5．2 弯辊力预设定多目标函数的建立
5．2．1 离散化
5．2．2 辊缝凸度偏差计算
5．2．3 传统弯辊力预设定目标函数
5．2．4 兼顾轧制力的多目标函数
5．3 多目标智能优化算法
5．3．1 遗传算法
5．3．2 多目标优化及Pareto最优解
5．3．3 基于遗传算法的多目标优化算法
5．4 现场应用及结果分析
本章小结

第6章 冷连轧过程控制系统的工业应用
6．1 工业应用背景
6．1．1 机组总体参数
6．1．2 主要技术参数
6．1．3 机组工艺流程
6．1．4 存在问题及解决方案
6．1．5 计算机控制系统概况
6．2 过程自动化系统的控制效果
6．2．1 钢种SPCC的控制效果
6．2．2 钢种Q195的控制效果
6．2．3 钢种MRT-3的控制效果
6．2．4 钢种MRT-2．5的控制效果
6．2．5 控制效果分析
本章小结

第7章 结论

参考文献