连铸机结晶器液面状态识别及遗传模糊控制方法

D0I:10.13374/i.issn1001053x.1999.06.024 第21卷第6期 北京科技大学学报 Vol.21 No.6 1999年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.1999 连铸机结晶器液面状态识别及 遗传模糊控制方法 郑德玲 赵星浩 曾永生 北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要在连铸生产过程，结晶器液位易受许多复杂和不确定因素影响，难以控制.为此提出一种 新的变结构模糊控制器.在这个控制器中，采用一种基于改进的聚类算法的双层ISODATA算法的 状态识别方法；并且在控制器中用遗传算法优化模糊规则的条数和内容及隶属函数，使推理速度和 控制系统的鲁棒性大大改善，仿真结果令人满意， 关键词状态识别：遗传算法：模糊控制：连铸生产 分类号TP181 1状态识别 数是0.941.因而必须去掉结晶器振动频率和冷 水出入温差这2个特征.但从连续性和时变性极 为了减低控制的复杂性、缩短搜索时间和提 强的连铸生产过程来看有些参数还必须考虑.另 高速度，利用状态识别方法对钢水液面状态进行 外加进结晶器液位变化和拉坯速度变化，共7个 识别归类. 特征作状态识别的特征集 11数据预处理 13聚类分析方法 利用极差标准法对现场获得的数据进行预 聚类分析的任务是产生分类中心.该方法采 处理.一批样本中每个特征最大值和最小值之差 ISODATA(Iterative Self-organizing Data Analy- 称为这个特征的极差，即 sis Techniques Algorithm)方法.它是一种动态聚 R=maxxy-minx1.2.nj=1.2,n (1) 类方法，但需进行了如下修改。 利用极差可以把原始资料标准化，变换后的 (I)初始凝聚点的选择.由于ISODATA方法 特征为： 具有很强的调整能力，因此，对初始凝聚点的选 x,=(xi-minx)/R,i=1,2,…n,j=1,2,…,n(2) 择不必过分精确，只要使各点距离不太大就可 经过极差标准化后，样本中的每个特征都将 以. 在0到1之间. ①CLASS方案，设全体样品点的均值为X= 1.2特征提取和特征选择 (x2,…)而特征x的均方差为S,i=1,2,,n.则 通过分析和根据有关专家知识，从连铸工艺 取以下各点为初始凝聚点： 中提取与识别有关的因素，如：大包钢水量、中包 X=(民12，…x),(民+S1x+S2,"元+Sn), 钢水量、塞棒开度、结晶器实际液位、拉坯速度、 (-S1x2+S2,…x+S),(民+S12-S2,…, 结晶器振荡频率和结晶器冷却水出入温差等7个 xn+Sn)I,…,1-S1,2-S2,…x+Sn),…, 特征，这些特征虽然都能反映所需的信息，但很 (1-Sx3-S,…xn-Sn). 可能是相似的信息，为此，利用各特征间的相关 总点数为2+1. 系数矩阵，排除相关程度过高的特征，如：结晶器 ②ASP方案.当特征数较大时，由上一方案 振动频率与冷却水出入温差之间的相关系数是 得到的初始凝聚点数太多。为避免这一情况的出 0.94,结晶器振荡频率与拉坯速度之间的相关系 现，可以改用以下的凝聚点： X=-(民1x,…不)，…X=(1,x±S,…元)，l,2,…,n 1999-04-12收稿郑德玲女，59岁，教授 *国家自然科学基金资助项目(No.69772014) 总点数为2+1

第 卷 第 期 一 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 、勺 一 ， 连铸机结 晶器液面状态识别及 遗传模糊控制方法 郑德玲 赵星浩 曾永生 北京科技大学信息工程学院 ， 北京 摘 要 在连铸生产过程 ， 结晶器液位易受许多复杂和不确定因素影响 ， 难以控制 为此提出一种 新的变结构模糊控制器 在这个控制器 中 ， 采用 一种基于改进的聚类算法的双层 ’ 算法的 状态识别方法 并且在控制器中用遗传算法优化模糊规则的条数和 内容及隶属函数 ， 使推理速度和 控制系统 的鲁棒性大大改善 仿真结果令人满意 关键词 状态识别 遗传算法 模糊控制 连铸生产 分类号 状态识别 为 了减低控制 的复杂性 、 缩短搜索时间和提 高速度 ， 利用状态识别方法对钢水液面状态进行 识别归类 数据预处理川 利 用 极 差 标准法 对现场 获得 的数据进行预 处理 一批样本 中每个特征最大值和 最 小值之差 称为这个特征 的极差 ， 即 ， 厂 ‘， ， ，… ， ， ， ，… ， 习‘ 月 匀 ‘ 利用极差可 以把原始资料标准化 ， 变换后 的 特征 为 ， ，一 ， ，， ， ，… ， ， ，… ， 匀 ‘ 经过极差标准化后 ， 样本 中的每个特征都将 在 到 之 间 特征提取和特征选择 通过分析和 根据有关专家知识 ， 从连铸工艺 中提取与识别 有关 的因素 ， 如 大包钢 水量 、 中包 钢水量 、 塞棒开度 、 结 晶器实际液位 、 拉坯速度 、 结晶器振荡频率和结晶器冷却水 出入温差等 个 特征 这些特征虽然都能反 映所需 的信息 ， 但很 可 能是相似的信息 为此 ， 利用各特征 间 的相关 系数矩阵 ， 排 除相 关程度过高的特征 如 结 晶器 振动频率与冷 却水 出入温差 之 间 的相 关系 数 是 ， 结晶器振荡频率与拉坯速度之 间 的相 关系 一 一 收稿 郑德玲 女 ， 岁 ，教授 国家 自然科学基金资助项 目 数是 因而 必 须去掉结晶器振动频率和冷 水出入温差这 个特征 但从连续性和 时变性极 强的连铸生产过程来看有些参数还必须考虑 另 外加进结晶器液位变化和 拉坯速度变化 ， 共 个 特征作状态识别的特征集 聚类分析方法 聚类分析的任务是产生分类中心 该方法采 用 加 方法 它是一种动态聚 类方法 ， 但需进行 了如下修改 初始凝聚点的选择 由于 ’ 方法 具有很强 的调整能力 ， 因此 ， 对初始凝聚点的选 择不 必 过分精确 ， 只 要使各点距 离不太大就可 以 ① 方案 设全体样品点的均值为见 收风 ，二 ，瓦丫而特征 的均方差为昌 ， ， ，… ， 则 取 以下各点为初始凝聚点 见 收 ，又 ，… ，瓦，执 风 又 ，… 风十凡只 收 一 ，，又 及 ，… ，瓦 民，收 一 凡 ，… ， 又 。 凡 ，… ，收 一 一 凡 ，… 。 ，… ， 收 一 ，无 一 及 ，… ，虱一 民 总点数为 ② 方案 当特征数较大时 ， 由上一方 案 得到 的初始凝聚 点数太 多 为避免这 一情况 的 出 现 ， 可 以改用 以下 的凝聚 点 见 行 ，又 ， … ，瓦 丁， … 叉 你 ，又 ，… ，又声凡 ，… ，瓦 ， 卜 ， ，… ， 总点数为 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．06．024

VoL.21 No.6 郑德玲等：连铸机结晶液面状态识别及遗传一模糊控制方法 ·597 (2)参数的确定 ②合并参数.设当前迭代次数为1，希望分成 ①分解参数.假定当前已经过了1次迭代并 的类数为K.计算每类凝聚点到其他类凝聚点距 生成了m类，每类样品的n个特征中必有一个均 离的最小值，并将这些最小值的平均值记作D 方差最大，取各类最大均方差的平均值，记作 令t=(Dm×N/K×j,)I,其中ji,9是参数.对于任2 Sx·再设希望最终分成的类数为K,并令： 类w,和w,若它们的凝聚点距离d,则认为应 5=5mx(1+N/K×i×,其中i,p是参数，I为迭代 合并w:和w.越小则合并机会越少 次数.对于任一类，看其各特征的均方差 (2)双层ISODATA的聚类方法.在用ISODA- s9s”,,S,若有某个s3,则认为w,类应在x方向 TA方法进行初步聚类后，再将2类区分不开的状 上分解.显然，越大则分解机会越小.对于确定 态的样本单独提取出来，进行第2层ISODATA聚 的N,当I大和K小时，S便比较大，表示目前要减 类，继而得出各自的聚类中心.5种过程状态的聚 少分解机会.参数和p可以根据需要在运算中 类中心数据如表1所示 加以修改来控制迭代速度. 表1连铸结晶器液面聚类数据 拉速变化/结晶器实际拉坯速度/中间包水口液位变化/中间包钢水钢水包钢水 各状态类名称 m-min 液位% m'min-1 开度/% % 质量1t 质量/t 开浇1 0.00 0.50 0.00 48.80 0.40 14.0 72.0 开浇2 0.00 0.60 0.00 59.10 0.10 17.0 68.0 开浇3 0.05 73.10 0.98 62.70 -0.50 17.0 67.3 开浇4 0.28 80.85 0.77 61.05 32.75 18.0 49.0 大幅度降拉速1 -0.43 40.00 1.41 86.10 -28.72 18.0 49.0 大幅度降拉速2 -1.41 0.10 0.00 51.70 -39.90 18.0 49.0 换钢水包 0.00 70.15 1.79 69.20 -1.01 12.5 86.0 小变化率降拉速 0.04 70.14 1.64 68.60 -0.19 16.1 39.8 正常状态 0.01 70.14 1.64 68.60 -0.19 16.1 39.8 (3)分类判别.类数己确定，然后可利用它们 控制规则基于很好的一致性和完整性 去判断每个还不知道类别的点应属于哪一类.分 类判定的关键是设计判别函数或算法模型，然后 s-pos 模糊控制器1 根据训练集中的各个样本确定模型中的参数，便 speed 可将这些模型用于判别，本文采用加权最小分类 双模糊控制器 方法，用随机选择的样本进行检验，识别正确率 模糊控制器2 d/dt 达到94%. ce 图1双模糊控制器结构 2模糊控制器及优化算法1 2.1应用遗传算法进行优化1 该模糊控制器的结构如图1所示.模糊控制 优化方法选用遗传算法.遗传是作为一种指 器1的输入分别是当前中间包水口开度和拉坯速 令遗传码封装在每个细胞中，并以基因的形式包 度.模糊控制器2的输入分别是结晶器液位偏差 含在染色体中.在遗传过程中通过基因交叉和基 和偏差变化率.2个模糊控制器的输出之和决定 因变异就可能产生对环境适应性强的后代.遗传 了塞棒的动作方向及大小，系统共取9个语言值： 算法应用于实际问题的步骤为：分析问题，将问 极正(pp)、正大(pb)、正中(pm)、正小(ps)、零 题的求解表示成染色体串形式；再根据专家经验 (ze)、负小(ns)、负中(nm)、负大(nb)和负极 或随机生成一个初始染色体群，并把这些染色体 (nn).液位偏差、偏差变化率和中间包水口开度 置于问题的环境中；根据适应度函数进行评价， 各定为7个模糊子集，在模糊控制器中对模糊规 按一定比例从中选择最适应环境的染色体进行 则的优化将直接影响控制器的品质.对模糊规则 复制、交叉、变异、产生出新一代染色体群，代替 的优化，就是要寻找最恰当的规则条数，而且使 父代.这样代代进化，直到收敛到某种判据，从而

郑德玲等 连铸机结晶液面状态识别及遗传 一 模糊控制方法 参数的确定 ① 分解参数 假定当前 已经过 了 次迭代并 生成 了 类 ， 每类样品 的 个特征 中必有一个均 方差 最 大 取各类最 大均方 差 的平均值 ， 记作 虱 、 再 设 希 望 最 终 分 成 的类 数 为 ， 并 令 。 瓦 十凡火 ‘ ， 尸 ， 其 中 、 ， 是参数 ， 为迭代 次 数 对 于 任 一 类 ‘ ， 看 其 各 特 征 的 均 方 差 衅， ，，… ， ，若有某个护 ，则认为 ，类应在 方 向 上分解 显然 ， 。 越大则分解机会越小 对于确定 的 ， 当 大和 小时 ， 。 便 比较大 ， 表示 目前要减 少分解机会 参数 ， 和 可 以根据需要在运算中 加以修改来控制迭代速度 ② 合并参数 设 当前迭代次数为 ， 希望分成 的类数为 计算每类凝聚点到其他类凝聚点距 离的最小值 ， 并将这些最小值的平均值记作瓦 令场 万 ， ， 其 中 ， 是参数 对于任 类 了和 ， 若它们 的凝聚点距离 踌 ， 则认 为应 合并 了和 玛 越小则合并机会越少 双层 的聚类方法 在用 方法进行初步聚类后 ， 再将 类区分不 开 的状 态的样本单独提取 出来 ， 进行第 层 聚 类 ， 继而得 出各 自的聚类中心 种过程状态 的聚 类 中心数据如表 所示 表 连铸结晶器液面聚类数据 拉速变化 结晶器实际 各状态类名称 开浇 开浇 开浇 开浇 大幅度降拉速 大幅度降拉速 换钢水包 小变化率降拉速 正常状态 · 一 ’ 拉坯速度 中间包水 口 液位变化 中间包钢水 钢水包钢水 · 一 ， 开度 质量 质量 ，︸内︸‘︸︸ 月只，内」︸︸ ，︸凸闷，八了产了 ‘勺书立且巨动山五且‘ 勺，白孟了了目︸日曰﹄︸ … ，︵︺工‘ ‘ 斗石，‘工了片叶了城一月︵︶︸︸月了 ‘八哎︺︸广尹 只︺︸ … ，八 曰城气一︶ ﹃︸ 一 一 液位 万 一 一 一 一 ， 一 一 ︸ 络︸‘ 分类判别 类数已确定 ， 然后可利用它们 去判断每个还不知道类别的点应属于哪一类 分 类判定的关键是设计判别函数或算法模型 ， 然后 根据训练集中的各个样本确定模型 中的参数 ， 便 可将这些模型用于判别 本文采用加权最小分类 方法 ， 用随机选择的样本进行检验 ， 识别正确率 达到 控制规则基于很好 的一致性和 完整性 一 模糊控制器 双模糊控制器 二 一 一洲 模糊控制器 模糊控制器及优化算法【 该模糊控制器 的结构如图 所示 模糊控制 器 的输入分别是当前中间包水 口 开度和 拉坯速 度 模糊控制器 的输入分别是结晶器液位偏差 和偏差变化率 个模糊控制器 的输出之和 决定 了塞棒的动作方向及大小 系统共取 个语言值 极正 、 正大 、 正 中 、 正 小 、 零 、 负小 、 负中 、 负大 和 负极 液位偏差 、 偏差变化率和 中间包水 口 开度 各定为 个模糊子集 在模糊控制器 中对模糊规 则的优化将直接影响控制器 的品质 对模糊规则 的优化 ， 就是要 寻找最恰当的规则条数 ， 而且使 图 双模糊控制器结构 应 用 遗传算法进行优化， 优化方法选用遗传算法 遗传是作为一种指 令遗传码封装在每个细胞 中 ， 并以基 因的形式包 含在染色体中 在遗传过程 中通过基 因交叉和基 因变异就可 能产生对环境适应性强 的后代 遗传 算法应用于 实际 问题 的步骤为 分析 问题 ， 将 问 题 的求解表示成染色体 串形式 再根据专家经验 或随机生成一个初始染色体群 ， 并把这些染色体 置 于 问题 的环境 中 根据适应度 函数进行评价 ， 按一 定 比例 从 中选择最适应环 境 的染色 体进行 复制 、 交叉 、 变异 、 产生 出新一代染色体群 ， 代替 父代 这样代代进化 ， 直到收敛到某种判据 ， 从而

·598· 北京科技大学学报 1999年第6期 就得到了问题的最优解 3仿真结果及分析 简单遗传算法中，一般是按适应度值来决定 选择比例，交叉和变异是按预定的概率进行的， 本系统用现场采集的数据为依据进行仿真， 但简单算法不能保证全局最优收敛，必须进行以 首先用聚类方法产生状态中心值；然后，根据此 下改进： 状态中心值进行结晶器液位状态识别；同时根据 (1)部分更新父代.产生后代的选择过程中， 相关数据进行水口堵塞状态预测；最后，根据状 部分更新父代，而不是全部更新： 态识别结果，系统选择模糊控制规则集对结晶器 (2)采用均匀交叉算子.2个父串的交叉是在 液位进行控制.图3(a)为原始数据控制曲线，图3 随机产生的模板指导下进行的.当模板中某位为 (b)为仿真控制曲线.对照二图，可以看出仿真曲 1时，2个串的对应位保持不变，为0时，再交换 线的控制效果理想， 对应位. (a) template(模板)110100i1 string110010111(均匀交叉)10011011 uniform crossover string2 01011011 01010111 (3)自适应变异概率.当种群中的个体适应度 趋于一致或趋于局部最优时，就增大变异概率； 反之，就减小变异概率. (b) (4)选择适当的收敛判据.若连续多次不再有 进化趋势时，就停止；当解群中最好解的适应度 值与平均适应度值之差占平均适应度值的比率 小于某一给定允许值时，就停止进化 图3原始数据控制曲线(a),仿真控制曲线(b).1.结晶 器液位，2.中间包塞棒位置2,3.拉还速度v 4结论 研究了一种新型的基于遗传算法和状态识 别的结晶器液位模糊控制系统，利用改进后的 ISODATA聚类分析方法可得到合理、准确的聚 C C, C C 类结果；基于双层ISODATA聚类分析方法的状 图2隶属函数的编码方案 态识别考虑了工艺方面的特殊性，使识别结果全 本文主要用遗传算法对模糊控制规则的内 面、准确，为控制打下了良好的基础；通过用遗传 容、模糊控制规则的条数和隶属函数进行了优 算法优化模糊控制规则的内容、控制规则的条数 化.对规则内容进行优化时，将输出变量的语言 和隶属读函数，系统可以采用高效的模糊控制规 值进行编码；对模糊规则条数进行优化时，将控 则集进行控制，缩短了模糊推理的时间，取得令 制规则的取舍进行编码.而对隶属函数进行优化 人满意的控制效果. 时，编码方式如图2所示.适应度函数的确定，3 参考文献 种情况都是一样：把控制对象的偏差绝对值之和 1王碧泉，陈祖荫，模式识别理论、方法和应用.北京：地 作为目标函数；进行优化后，控制量选取适当.控 震出版社，1989 制规则由原来的84条减少了33条.对隶属函数 2陈国良.遗传算法及应用.北京：人民邮电出版社，1996 优化后，控制效果得到改善，液位的微小波动现 3沈清.模式识别导论.长沙：国防科技大学出版社，1991 象有很大程度减少.总之，它可大大地减小推理 4李土勇.模糊控制·神经控制和智能控制论.哈尔滨： 决策的复杂度，缩短推理时间 哈尔滨工业大学出版社，1996

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 仿真结果及分析 本系统用现场采集的数据为依据进行仿真 首先用聚类方法产生状态中心值 然后 ， 根据此 状态 中心值进行结晶器液位状态识别 同时根据 相 关数据进行水 口 堵塞状态预测 最后 ， 根据状 态识别结果 ， 系统选择模糊控制规则集对结晶器 液位进行控制 图 为原始数据控制曲线 ， 图 为仿真控制 曲线 对照二 图 ， 可 以看出仿真曲 线的控制效果理想 ‘ ， 一﹃口日 ， 飞日 ︸石飞日 就得到了 问题的最优解 简单遗传算法 中 ， 一般是按适应度值来决定 选择 比例 ， 交叉和 变异 是按预定 的概率进行 的 但简单算法不 能保证全局最优收敛 ， 必须进行 以 下 改进 部分更新父代 产生后代 的选择过程 中 ， 部分更新父代 ， 而不是全部更新 采用均匀交叉算子 个父 串的交叉是在 随机产生 的模板指导下进行的 当模板 中某位为 时 ， 个 串的对应位保持不变 ， 为 时 ， 再交换 对应位 模板 均匀交叉 自适应变异概率 当种群中的个体适应度 趋于一致或趋于局部最优 时 ， 就增大变异概率 反之 ， 就减小变异概率 选择适 当的收敛判据 若连续多次不再有 进化趋势时 ， 就停止 当解群 中最好解 的适应度 值 与平 均适应度 值之 差 占平 均适应度 值 的 比率 小于某一给定允许值时 ， 就停止进化 飞 。 口 。 ’ 竺份艺洲上 图 原始数据控制曲线 ， 仿真控制曲线 结 器液位 ， 中间包塞棒位篮 ， 拉坯速度 图 隶属 函数的编码方案 本 文主 要 用遗 传算法对 模糊控制规 则 的 内 容 、 模糊 控制规则 的条数和 隶属 函数进行 了优 化 对规则 内容进行优化时 ， 将输 出变量 的语言 值进行编码 对模糊规则条数进行优化时 ， 将控 制规则的取舍进行编码 而对隶属函数进行优化 时 ， 编码方式如图 所示 适应度函数的确定 ， 种情况都是一样 把控制对象 的偏差绝对值之和 作为 目标函数 进行优化后 ， 控制量选取适 当 控 制规则 由原来的 条减少 了 条 对隶属 函数 优化后 ， 控制效果得到改善 ， 液位 的微小波动现 象有很大程度减少 总之 ， 它可大大地减小推理 决策的复杂度 ， 缩短推理 时 间 结论 研究 了一 种新型 的基于遗传算法和状态识 别 的结晶器液位模糊控制系统 利用改进后的 聚类分析方法可得到合理 、 准确的聚 类结果 基于双层 聚类分析方法的状 态识别考虑了工艺方面的特殊性 ， 使识别结果全 面 、 准确 ， 为控制打下 了 良好的基础 通过用遗传 算法优化模糊控制规则的内容 、 控制规则的条数 和隶属读函数 ， 系统可 以采用高效的模糊控制规 则集进行控制 ， 缩短了模糊推理的时间 ， 取得令 人满意的控制效果 参 考 文 献 王碧泉 ，陈祖荫 模式识别理论 、 方法和应用 北京 地 震 出版社 ， 陈国 良 遗传算法及应用 北京 人 民邮电出版社 ， 沈清 模式识别导论 长沙 国防科技大学 出版社 ， 李士 勇 模糊控制 · 神经控制和智能控制论 哈尔滨 哈尔滨工业大学 出版社

Vol.21 No.6 郑德玲等：连铸机结晶液面状态识别及遗传一模糊控制方法 ·599· Mould Bath Level State Recognition and Fuzzy Control Method Based on GA Zheng Deling,Zhao Xinghao,Zeng Yongsheng Information Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT In continuous casting process,because mould bath level can be easily affected by many com- plex and uncertain factors and difficult to control,a new structure-varied fuzzy controller is proposed.In this controller,a state pattern recognition method based on an improved adjustable clustering algorithm,dual- ISODATA algorithm is used.At the fuzzy controller,quantity and the content of the fuzzy rule and mumber- ship function are optimized by the Genetic Algorithms.The reasoning speed and the robustness of the control system is greatly improved.The results of the simulation are satisfactory. KEY WORDS s tate pattern;genetic algorithms;fuzzy control;continuous casting process 件附附附4件件华华附附附阳件附附附附附华性俗附附附附%鸭阳附附附件时件附华件 科研成果介绍 四棍中板轧机钢板波浪生成与消除 中板轧机钢板板形出现通宽波浪是国内外普遍存在的一个技术难题，严重影响产品质量. 1994年马钢中板轧机轧制钢板出现明显的随机性通宽波浪，导致次品和废品，国内、外客商纷纷 提出质量异议，并要求退货和索赔，使企业蒙受了很大的经济损失， 针对这一难题，通过综合测试与深入的理论研究，提出了轧机改造措施与调整规范并得到实施， 消除了钢板波浪，实物质量达到了国际同类产品水平. 经现场两年考核，取得了显著的经济效益. 该项目主要成果是： 1.在该领域运用现代综合测试技术诊断和解决轧件表面质量问题方面取得突破性进展，并具有 实际指导意义. 2.首次提出了随机性通宽波浪的定义及周期性异步轧制的概念，从理论上剖析了钢板产生随机 性通宽波浪与万向接轴结构、万向接轴倾角、上下辊咬钢相位、辊系稳定性、道次压下量、轧件原始厚 度、轧件变形抗力、轧辊速度控制系统的响应时间、轧辊辊径、上下辊速差设定等十大因素之间的关 系，确定了主要影响因素， 3.首次建立了作用在轧辊上的附加弯矩、摩擦弯矩及附加水平力3个模型.特别考虑附加水平力 对辊系稳定性的影响，从而推出了四辊中板轧机最佳辊系偏移距的模型，确保了四辊中板轧机在辊系 稳定的条件下轧制，丰富了传统的理论计算方法. 4,为预防中板轧机及同类轧机在轧制过程中钢板生成波浪或明暗条纹，提供了一整套可行的方 案和措施. 5.在系统地研究四辊中板轧机钢板生成随机性通宽波浪机理方面尚属国内外首次，并具有突破 性进展，丰富了轧制理论，其研究成果处于国际领先水平. 该成果已用于济南钢铁总厂从荷兰引进的二手中厚板轧机上，确定了辊系最佳偏移距，保证了辊 系的稳定性，并提出了相应的措施，提高了产品表面质量. 本成果可在中厚板轧机及同类轧机上推广应用

匕 郑德玲等 连铸机结晶液面状态识别及遗传 一 模糊控制方法 一 ， 刀 ， 岁 ， ， ， ， ， 一 、 ’ 】 ， 人 ， 丘 加 几 价曰陇甲十俐曰啥华卜跳甲啥传唱会 召含召奄 召会幸会召希召绘唱会孚会召念召希召会召洽沼会沼会咯会召会诗爷 幸杀 唱绘 召会召会唱会甲会召会召念召会召条书会唱会召会召会召会 科研成果介绍 四棍中板轧机钢板波浪生成与消除 中板轧机钢板板形 出现通宽波浪是 国 内外普遍存在 的一个技术难题 ， 严重影 响产品质量 年马钢中板轧机轧制钢板出现 明显 的随机性通宽波浪 ， 导致次品和 废品 ， 国 内 、 外客商纷纷 提出质量异议 ， 并要求退货和索赔 ， 使企业蒙受 了很大 的经济损 失 针对这一难题 ， 通过综合测试与深入 的理论研究 ， 提 出了轧机改造措施与调整规范并得到实施 ， 消除了钢板波浪 ， 实物质量达到了国际 同类产 品水平 经现场两年考核 ， 取得了显著的经济效益 该项 目主要成果是 在该领域运用现代综合测试技术诊断和解决轧件表面质量 问题方面取得突破性进展 ， 并具有 实际指导意义 首次提出了随机性通宽波浪的定义及周期性异步轧制 的概念 从理论上剖析 了钢板产生 随机 性通宽波浪与万 向接轴结构 、 万 向接轴倾角 、 上下辊咬钢相位 、 辊系稳定性 、 道次压下量 、 轧件原始厚 度 、 轧件变形抗力 、 轧辊速度控制系统的响应时间 、 轧辊辊径 、 上下辊速差 设定等十大 因素之 间的关 系 ， 确定了主要影响因素 首次建立 了作用在轧辊上 的附加弯矩 、 摩擦弯矩及 附加水平力 个模型 特别考虑附加水平力 对辊系稳定性的影响 ， 从而推出了四辊中板轧机最佳辊系偏移距 的模型 ， 确保 了四辊 中板轧机在辊系 稳定的条件下轧制 ， 丰富了传统的理论计算方法 为预防中板轧机及 同类轧机在轧制过程 中钢板生成波浪或 明暗条纹 ， 提供了一整套可行 的方 案和措施 在系统地研究四辊中板轧机钢板生成随机性通宽波浪机理方面 尚属 国内外首次 ， 并具有突破 性进展 ， 丰富了轧制理论 其研究成果处于 国际领先水平 该成果 已用于济南钢铁总厂 从荷兰 引进的二手 中厚板轧机上 ， 确定 了辊系最佳偏移距 ， 保证 了辊 系的稳定性 ， 并提出 了相应 的措施 ， 提高了产品表面质量 本成果可在 中厚板轧机及 同类轧机上推广应用