CN102671959B - 六辊平整机组用虚拟板形仪进行板形闭环控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种六辊平整机组用虚拟板形仪进行板形闭环控制的方法，其特征是：在六辊轧机平整机组的计算机系统中设置一个虚拟板形仪，虚拟板形仪包括以下由计算机执行的步骤：(a)基本设备参数的收集步骤；(b)板形动态显示步骤；(c)板形闭环反馈步骤；(d)板形预报步骤。其优点是：本发明通过大量的现场试验和理论研究，开发出了相应的板形分析与闭环控制系统，在不配置实体板形仪的前提下不但实现了板形的动态可视化显示与闭环控制，而且实现了板形预报等附加功能，可以有效地提高现场的板形质量。

Description

六辊平整机组用虚拟板形仪进行板形闭环控制的方法

技术领域

本发明涉及一种冶金中六辊系列机型轧机平整机组的计算机控制技术领域，特别涉及一种适用于六辊系列机型轧机平整机组的用虚拟板形仪进行板形闭环控制方法。

背景技术

衡量带钢的产品质量有机械性能、板形、表面质量以及尺寸精度等四大指标，而平整工序通过控制带钢延伸率能够保证退火后的产品机械性能、通过控制板形保证产品的外形质量，同时还能在带钢表面形成一定的粗糙度，提高带钢的涂覆性能和成形性能，因此直接影响到最终成品的等级定位。随着用户对带钢板形、表面质量等方面的要求不断提高，平整工序的重要性日益凸现出来。如附图1、附图2所示，目前现场对于平整工序往往采用六辊CVC系列轧机或者HC系列轧机，同时考虑到项目投资规模在平整机组的出口一般很少配置板形仪。这样，尽管机型很先进，但不能实现板形闭环控制，成品板形质量无法保证。因此，如何在没有实体板形仪的情况下实现成品板形的定量显示与闭环控制就成为现场攻关的重点。

参考文献：[1]连家创，刘宏民.板厚板形控制[M].兵器工业出版社.1995。

发明内容

本发明的目的是针对部分轧机出口没有配置板形仪、无法实现板形闭环控制导致成品板形质量较差的问题，提供一种适合于六辊系列机型平整机组的六辊平整机组用虚拟板形仪进行板形闭环控制的方法，通过该方法可以实现板形动态显示、板形反馈、板形预报等三项功能。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

在六辊轧机平整机组的计算机系统中设置一个虚拟板形仪，虚拟板形仪包括以下由计算机执行的步骤：(虚拟板形仪功能布置图见附图3)：

(a)基本设备参数的收集步骤，包括工作辊的辊身长度L_w、中间辊的辊身长度L_m、支撑辊的辊身长度L_b、工作辊弯辊缸距离L_w、中间辊弯辊缸距离l_m、支撑辊压下螺丝中心距l_b、工作辊的辊径D_w、中间辊的辊径D_m、支撑辊的辊径D_b、工作辊的辊型D_wi、中间辊的辊型D_mi、支撑辊的辊型D_bi、中间辊所允许的最大正弯辊力中间辊所允许的最大负弯辊力

工作辊所允许的最大正弯辊力工作辊所允许的最大负弯辊力

最大负倾辊量

最大正倾辊量

(b)板形动态显示步骤，本步骤包括以下由计算机执行的步骤(基本框图见附图4)：

b1)收集待安装虚拟板形仪的六辊轧机数据采集系统的采样周期τ_s；

b2)给出虚拟板形仪板形动态显示的周期τ_x，该周期与安装虚拟板形仪的计算机的主频、容量相关，并且必须保证τ_x是τ_s的整数倍以及在该周期内完成两次板形计算；

b3)定义虚拟板形仪动态显示画面个数过程参数N、包括年月日小时分钟秒毫秒信息的标准北京时间参数t；

b4)定义轧制状态参数ξ，其中ξ＝1表示开始轧制、ξ＝-1表示停止轧制，该指令由现场操作人员根据现场实际情况发送；

b5)给定初始钢卷号COILNO1＝0，准备板形动态显示；

b6)从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的卷号COILNO、带材宽度B、钢种代码Steel grade name；

b7)判断不等式|COILNO1-COILNO|＞0是否成立？如果成立，则令N＝1，创建数据文件，并以所收集的钢卷号COILNO作为文件名，在文件中写入钢卷号COILNO、带材宽度B、钢种代码Steel grade name，转入步骤b8)；如果不等式|COILNO1-COILNO|＞0不成立，则转入步骤b8)；

b8)通过轧机数据采集系统收集在t时刻轧机的实际轧制压力P_N、实际前张力T_1N、实际后张力T_0N、实际压下率ε_N、实际中间辊弯辊力S_mN、实际工作辊弯辊力S_wN、实际倾辊量η_N、实际窜辊量η_N、来料实际厚度h_0N、实际轧制速度V_N；

b9)利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_N、前张力为T_1N、后张力为T_0N、压下率为ε_N、中间辊弯辊力S_mN、工作辊弯辊力S_wN、倾辊量为η_N、窜辊量δ_N、来料厚度为h_0N以及轧制速度为V_N时宽度为B、钢种代码为Steel grade name的带材的前张力横向分布值σ_1Ni，i为带材在横向的条元号，i＝1，2，……，n，n为带材总的条元数；

b10)根据前张力横向分布值σ_1Ni计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Ni}}=\frac{\frac{T_{1N}}{B{h}_{0N}(1-{\mathrm{\ϵ}}_N)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Ni}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5,$ E为带材的弹性模量，v为泊松比；

b11)利用可视化软件的动态显示功能，将SHape_Ni用柱状图动态显示出来，同时将时刻t、实际轧制压力P_N、实际前张力T_1N、实际后张力T_0N、实际中间辊弯辊力S_mN、实际工作辊弯辊力S_wN、实际倾辊量η_N、实际窜辊量δ_N、来料实际厚度h_0N、实际轧制速度V_N以及所对应的板形SHape_Ni写入到所建立的数据文件中，以便板形再现；

b12)判断不等式ξ＜0是否成立？如果不等式成立，则结束板形显示，虚拟板形仪停止工作；如果不等式不成立，则COILNO1＝COILNO、N＝N+1，转入步骤b6)，直到不等式ξ＜0成立为止。

(c)板形闭环反馈步骤，本步骤包括以下由计算机执行的步骤(基本框图见附图5)：

c1)收集目标板形系数a₁、a₂、a₃、a₄，其中a₁表示一次板形系数、a₂表示二次板形系数、a₃表示三次板形系数、a₄表示四次板形系数；

c2)确定板形反馈过程中弯辊力的单步最小调整系数ψ；

c3)确定板形反馈过程中倾辊量的单步最小调整系数

c4)确定板形反馈的周期τ_f，该周期与安装虚拟板形仪的计算机的主频、容量相关，并且必须保证τ_f是τ_s的整数倍以及在该周期内完成

次的板形计算；

c5)定义轧制时刻过程参数t₀、虚拟板形仪板形反馈次数过程参数M；

c6)接收操作指令，判断是否开始轧制？如果已经开始轧制，记录下当前的标准北京时间t，并令t₀＝t，转入步骤c7；如果没有开始轧制，则进入等待状态；

c7)从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的带材宽度B、钢种代码Steelgrade name；

c8)通过轧机数据采集系统收集从t₀到t₀+τ_f时刻轧机的实际轧制压力{P_Mj j＝1，2，…，m}、实际前张力{T_1Mj j＝1，2，…，m}、实际后张力{T_0Mj j＝1，2，…，m}、实际压下率{ε_Mj j＝1，2，…，m}、来料实际厚度{h_0Mj j＝1，2，…，m}、实际轧制速度{V_Mj  j＝1，2，…，m}，j表示t₀到t₀+τ_f时刻内所收集的各类实际轧制工艺参数按照时间先后顺序的编号，j＝1，2，…，m，m表示在t₀到t₀+τ_f时刻内所收集的特定类型的轧制工艺参数的个数，

c9)考虑到在t₀到t₀+τ_f时刻的可能会出现极少数实际轧制工艺参数因为一些偶然因素而出现大的跳跃，但这种参数并不能反映真实的轧制状态，因此必须剔除，为此引入参数剔除过程变量数组{α_j  j＝1，2，…，m}，并将{α_j}用下式来表示：

$\left\{{\mathrm{\α}}_j\right\}=\left\{\begin{array}{c}\frac{|P_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{Mj}}}+\frac{|T_{1\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1\mathrm{Mj}}}+\frac{|T_{0\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0\mathrm{Mj}}}+\\ \frac{|{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}}+\frac{|h_{0\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0\mathrm{Mj}}},j=\mathrm{1,2},\·\·\·m\end{array}\right\},$ α_j表示在t₀+jτ_s时刻的剔除变量；

c10)将{α_j}根据数值的大小按照从大到小即降序排序，并定义排序工作数组{n_k  k＝1，2，…，m}使该数组满足不等式 ${\mathrm{\α}}_{n_1}\≥{\mathrm{\α}}_{n_2}\≥\·\·\·\≥{\mathrm{\α}}_{n_{k-1}}\≥{\mathrm{\α}}_{n_k}\≥{\mathrm{\α}}_{n_{k+1}}\≥\·\·\·\≥{\mathrm{\α}}_{n_m},$ 其中n_k代表{α_j}按照数值降序排序后的第k个剔除变量所对应的按照时间顺序排序的编号，k代表代表{α_j}按照数值降序排序后的大小序号；

c11)排除偶然因素的干扰，在t₀到t₀+τ_f时刻内所采集的实际轧制工艺参数中剔除掉20％的数据，然后对剩下的80％的数据进行平均，得到t₀到t₀+τ_f时刻内从用于反馈的特征轧制工艺参数，包括特征轧制压力P_M、特征前张力T_1M、特征后张力T_0M、特征压下率ε_M、特征来料厚度h_0M、特征轧制速度V_M，其表达式分别为 $P_M=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ $T_{1M}=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1M{n}_k},$ $T_{0M}=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0{\mathrm{Mn}}_k},$ ${\mathrm{\ϵ}}_M=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ $h_{0M}=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0M{n}_k},$ $V_M=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{M{n}_k},$ 其中m₁表示t₀到t₀+τ_f时刻内剔除的实际轧制参数的个数，m₁＝int(0.2m)，m₂表示t₀到t₀+τ_f时刻内保留未剔除的实际轧制参数的个数，m₂＝m-m₁；

c12)根据t₀到t₀+τ_f时刻内特征轧制工艺参数，确定当前反馈周期内工作辊弯辊力的反馈值S_wM、中间辊弯辊力的反馈值S_mM、、倾辊量反馈值η_M、中间辊窜辊量的反馈值δ_M，采用以下由计算机执行的步骤(基本框图见附图6)来完成：

c12-1)定义目标函数初始值F₀，并令F₀＝10¹⁰；

c12-2)根据目标板形系数a₁、a₂、a₃、a₄计算出相应的目标板形β_i，基本公式为： ${\mathrm{\β}}_i=-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(a_1{x}_i+a_2{x}_i^2+a_3{x}_i^3+a_4{x}_i^4)+a_1{x}_i+a_2{x}_i^2+a_3{x}_i^3+a_4{x}_i^4,$ 式中x_i为虚拟板形仪条元相对坐标， $x_i=\frac{-\frac{n}{2}+i-0.5}{n};$

c12-3)定义窜辊量为δ_M，令δ_M＝(L_m-B-150)/2；

c12-4)令倾辊量η＝0；

c12-5)定义弯辊力过程参数θ，并令θ＝0；

c12-6)令中间辊弯辊力 $S_m=-S_{m\max }^{-}+\mathrm{\θ\ψ}(S_{m\max }^{-}+S_{m\max }^{+});$

c12-7)令工作辊弯辊力 $S_w=-S_{w\max }^{-}+\mathrm{\θ\ψ}(S_{w\max }^{-}+S_{w\max }^{+});$

c12-8)利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_M、前张力为T_1M、后张力为T_0M、压下率为ε_M、来料厚度为h_0M、轧制速度为V_M、且窜辊量为δ_M、倾辊量为η、中间辊弯辊力为S_m、工作辊弯辊力为S_w时宽度为B、钢种代码为Steelgrade name的带材的带材前张力横向分布值σ_1Mi；

c12-9)根据前张力横向分布值σ_1Mi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}}=\frac{\frac{T_{1M}}{B{h}_{0M}(1-{\mathrm{\ϵ}}_M)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Mi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5;$

c12-10)计算目标板形与实际板形的偏差函数F，基本公式为 $F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\β}}_i-\mathrm{SHap}{e}_{\mathrm{Mi}})}^2;$

c12-11)判断不等式F＜F₀是否成立？如果不等式成立，则令F₀＝F，S_mM＝S_m，S_wM＝S_w，转入步骤c12-13)；否则，转入步骤c12-13)；

c12-12)判断不等式θψ＞1.0是否成立？如果不等式成立，则转入步骤c12-13)；否则，令θ＝θ+1，转入步骤c12-6)，重复步骤c12-6)至c12-12)，直到不等式θψ＞1.0成立为止；

c12-13)令S_m＝S_mM，S_w＝S_wM；

c12-14)定义倾辊量过程参数过程参数λ，并令λ＝0；

c12-15)令倾辊量

c12-16)利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_M、前张力为T_1M、后张力为T_0M、压下率为ε_M、来料厚度为h_0M、轧制速度为V_M、且窜辊量为δ_M、倾辊量为η、中间辊弯辊力为S_m、工作辊弯辊力为S_w时宽度为B、钢种代码为Steelgrade name的带材的带材前张力横向分布值σ_1Mi；

c12-17)根据前张力横向分布值σ_1Mi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}}=\frac{\frac{T_{1M}}{B{h}_{0M}(1-{\mathrm{\ϵ}}_M)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Mi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5;$

c12-18)计算目标板形与实际板形的偏差函数F，基本公式为 $F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\β}}_i-\mathrm{SHap}{e}_{\mathrm{Mi}})}^2;$

c12-19)判断不等式F＜F₀是否成立？如果不等式成立，则令F₀＝F，η_M＝η，转入步骤c12-13)；否则，转入步骤c12-13)；

c12-20)判断不等式

是否成立？如果不等式成立，则转入步骤c12)；

否则，令λ＝λ+1，转入步骤c12-15)，重复步骤c12-15)至c12-20)，直到不等式

成立为止；

c13)将t₀到t₀+τ_f时刻内中间辊窜辊量的反馈值δ_M、倾辊量的反馈值η_M、中间辊弯辊力的反馈值S_mM、工作辊弯辊力的反馈值S_wM发送到六辊轧机的一级系统，对当前中间辊窜辊量、倾辊量、中间辊弯辊力、工作辊弯辊力进行重新设定；

c14)判断不等式ξ＜0是否成立？如果不等式成立，则结束板形反馈，虚拟板形仪的板形反馈系统停止工作，转入c6)；如果不等式不成立，则令M＝M+1，t₀＝t₀+τ_f，转入步骤c7)，直到不等式ξ＜0成立为止；

(d)板形预报步骤，包括以下可由计算机执行的步骤(基本框图见附图7)：

d1)通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本带材特性参数，包括带钢的来料厚度h_0y、带材宽度B_y、钢种代码Steel grade name；

d2)通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本轧制工艺参数，包括轧制压力P_y、前张力T_1y、后张力T_0y、压下率ε_y、倾辊量η_y、轧制速度为V_y、中间辊窜辊量δ_y、中间辊弯辊力S_my、工作辊弯辊力S_wy；

d3)利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_y、前张力为T_1y、后张力为T_0y、压下率为ε_y、来料厚度为h_0y、轧制速度为V_y、中间辊窜辊量δ_y、倾辊量为η_y、中间辊弯辊力S_my、工作辊弯辊力S_wy时宽度为B_y、钢种代码为Steel gradename的带材的带材前张力横向分布值σ_1yi；

d4)根据前张力横向分布值σ_1yi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{yi}}=\frac{\frac{T_{1y}}{B{h}_{0y}(1-{\mathrm{\ϵ}}_y)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{yi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5;$

d5)利用可视化软件的显示功能，将SHape_yi用柱状图动态显示出来，完成不同轧制参数下的板形预报功能。

本发明的优点是：本发明通过大量的现场试验和理论研究，开发出了相应的板形分析与闭环控制系统，在不配置实体板形仪的前提下不但实现了板形的动态可视化显示与闭环控制，而且实现了板形预报等附加功能，可以有效地提高现场的板形质量。

附图说明

附图1是CVC轧机辊系示意图；

附图2是HC轧机辊系示意图；

附图3是虚拟板形仪功能布置图；

附图4是板形显示功能实现的流程图；

附图5是板形闭环反馈助能实现的流程图；

附图6是板形参数反馈值确定的流程图；

附图7是板形预报功能实现的流程图；

附图8是实施例1工作辊辊型分布曲线图；

附图9是实施例1中间辊辊型分布曲线图；

附图10是实施例1支承辊辊型分布曲线图；

附图11是实施例1板形显示部分前张力分布图；

附图12是实施例1板形显示部分出口板形横向分布柱状图；

附图13是实施例1板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测轧制力；

附图14是实施例1板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测前后张力；

附图15是实施例1板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测压下率；

附图16是实施例1板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测来料厚度；

附图17是实施例1板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测轧制速度；

附图18是实施例1目标板形柱状图；

附图19是实施例1板形反馈弯辊寻优部分前张力分布柱状图；

附图20是实施例1板形反馈弯辊寻优部分出口板形分布柱状图；

附图21是实施例1板形反馈倾辊寻优部分前张力分布柱状图；

附图22是实施例1板形反馈倾辊寻优部分出口板形分布柱状图；

附图23是实施例1板形预报部分前张力分布柱状图；

附图24是实施例1板形预报部分出口板形分布柱状图；

附图25是实施例2工作辊辊型分布曲线图；

附图26是实施例2中间辊辊型分布曲线图；

附图27是实施例2支承辊辊型分布曲线图；

附图28是实施例2板形显示部分前张力分布柱状图；

附图29是实施例2板形显示部分板形分布柱状图；

附图30是实施例2板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测轧制力；

附图31是实施例2板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测前后张力；

附图32是实施例2板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测压下率；

附图33是实施例2板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测来料厚度；

附图34是实施例2板形反馈部分t₀到t₀+τ_f时间段实测轧制速度；

附图35是实施例2目标板形柱状图；

附图36是实施例2板形反馈弯辊寻优部分前张力分布柱状图；

附图37是实施例2板形反馈弯辊寻优部分板形分布柱状图；

附图38是实施例2板形预报倾辊寻优部分前张力分布柱状图；

附图39是实施例2板形反馈倾辊寻优部分板形分布柱状图；

附图40是实施例2板形预报部分前张力分布柱状图；

附图41是实施例2板形预报部分前张力分布柱状图。

具体实施方式

以下借助附图描述本发明的较佳实施例。

第一实施例

图3至图7是按照本发明的虚拟板形仪功能布置图及相关计算流程图。现以某六辊1200平整机组为例，借助于图3至图7来描述板形仪设计与板形闭环控制的实现过程：

(a)基本设备参数的收集，主要包括工作辊的辊身长度L_w＝1200mm、中间辊的辊身长度L_m＝1250mm、支撑辊的辊身长度L_b＝1200mm、工作辊弯辊缸距离l_w＝2400mm、中间辊弯辊缸距离l_m＝2400mm、支撑辊压下螺丝中心距l_b＝2400mm、工作辊的辊径D_w＝360mm、中间辊的辊径D_m＝480mm、支撑辊的辊径D_b＝1130mm、工作辊的辊型D_wi(见附图8)、中间辊的辊型D_mi(见附图9)、支撑辊的辊型D_bi(见附图10)、中间辊所允许的最大正弯辊力

中间辊所允许的最大负弯辊力

工作辊所允许的最大正弯辊力

工作辊所允许的最大负弯辊力

最大负倾辊量

最大正倾辊量

(b)板形动态显示功能的实现，下面结合附图对该功能进行详细具体的说明：

首先，在步骤(1)中，收集待安装虚拟板形仪的六辊轧机数据采集系统的采样周期τ_s＝0.02s；

随后，在步骤(2)中，给出虚拟板形仪板形动态显示的周期τ_x＝0.4s；

随后，在步骤(3)中，定义虚拟板形仪动态显示画面个数过程参数N、包括年月日小时分钟秒毫秒等信息的标准北京时间参数t；

随后，在步骤(4)中，定义轧制状态参数ξ；

随后，在步骤(5)中，给定初始钢卷号COILNO1＝0，准备板形动态显示；

随后，在步骤(6)中，从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的卷号COILNO＝10218498900、带材宽度B＝856mm、钢种代码Steel grade name为MRT-4CA；

随后，在步骤(7)中，判断不等式|COILNO1-COILNO|＞0是否成立？不等式|0-10218498900|＞0显然成立，则令N＝1，创建数据文件，并以所收集的钢卷号10218498900作为文件名，在文件中写入钢卷号10218498900、带材宽度856、钢种代码MRT-4CA，转入步骤(8)；如果不等式|COILNO1-COILNO|＞0不成立，则转入步骤(8)；

随后，在步骤(8)中，通过轧机数据采集系统收集在t＝2010-08-03 09:26:48.018时刻轧机的实际轧制压力P_N＝2366kN、实际前张力T_1N＝3600kg、实际后张力T_0N＝4150kg、实际压下率ε_N＝0.47％、实际中间辊弯辊力S_mN＝295kN、实际工作辊弯辊力S_wN＝295kN、实际倾辊量η_N＝5μm、实际窜辊量δ_N＝122mm、来料实际厚度h_0N＝0.241mm、实际轧制速度V_N＝710m/min；

随后，在步骤(9)中，利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_N＝2366kN、前张力为T_1N＝3600kg、后张力为T_0N＝4150kg、压下率为ε_N＝0.47％、中间辊弯辊力为S_mN＝295kN、工作辊弯辊力为S_wN＝295kN、倾辊量为η_N＝5μm、窜辊量为δ_N＝122mm、来料厚度为h_0N＝0.241mm以及轧制速度为V_N＝710m/min时宽度为B＝856mm、钢种代码为MRT-4CA的带材的前张力横向分布值σ_1Ni，i为带材在横向的条元号，i＝1，2，…，21，21为带材总的条元数，其柱状分布图如附图11所示；

随后，在步骤(10)中，根据前张力横向分布值σ_1Ni计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Ni}}=\frac{\frac{T_{1N}}{B{h}_{0N}(1-{\mathrm{\ϵ}}_N)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Ni}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5,$ E为带材的弹性模量，v为泊松比；

随后，在步骤(11)中，利用可视化软件的动态显示功能，将SHape_Ni用柱状图动态显示出来，如附图12所示，同时将时刻t＝2010-08-03 09:26:48.018、实际轧制压力P_N＝2366kN、实际前张力T_1N＝3600kg、实际后张力T_0N＝4150kg、实际压下率ε_N＝0.47％、中间辊弯辊力为S_mN＝295kN、工作辊弯辊力为S_wN＝295kN、倾辊量为η_N＝5μm、窜辊量为δ_N＝122mm、来料实际厚度h_0N＝0.241mm、实际轧制速度V_N＝710m/min以及所对应的板形SHape_Ni写入到所建立的数据文件中，以便板形再现；

最后，在步骤(12)中，判断不等式ξ＜0是否成立？不等式1＜0显然不成立，则COILNO1＝10218498900、N＝1+1＝2，转入步骤(6)，循环直到不等式ξ＜0成立为止，则结束板形显示，虚拟板形仪停止工作。

(c)板形闭环反馈功能的实现，下面结合附图对该功能进行详细具体的说明：

首先，在步骤(1)中，收集目标板形系数a₁＝6.54、a₂＝-35.41、a₃＝-8.90、a₄＝7.76；

随后，在步骤(2)中，确定板形反馈过程中弯辊力的单步最小调整系数ψ＝0.05；

随后，在步骤(3)中，确定板形反馈过程中倾辊量的单步最小调整系数

随后，在步骤(4)中，确定板形反馈的周期τ_f＝7s；

随后，在步骤(5)中，定义轧制时刻过程参数t₀、虚拟板形仪板形反馈次数过程参数M＝0；

随后，在步骤(6)中，接收操作指令，判断是否开始轧制？显然已经开始轧制，记录下当前的标准北京时间t＝2010-10-03 05:36:48.187，并令t₀＝2010-10-03 05:36:48.187，转入步骤(7)；如果没有开始轧制，则进入等待状态；

随后，在步骤(7)中，从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的带材宽度B＝939mm、钢种代码MRT-4CA；

随后，在步骤(8)中，通过轧机数据采集系统收集从t₀＝2010-10-03 05:36:48.187到t₀+τ_f＝2010-10-03 05:36:55.187时刻轧机的实际轧制压力{P_Mj j＝1，2，…，m}、实际前张力{T_1Mj j＝1，2，…，m}、实际后张力{T_0Mj  j＝1，2，…，m}、实际压下率{ε_Mj j＝1，2，…，m}、来料实际厚度{h_0Mj j＝1，2，…，m}、实际轧制速度{V_Mj j＝1，2，…，m}，(见附图13至附图17)，j表示t₀到t₀+τ_f时刻内所收集的各类实际轧制工艺参数按照时间先后顺序的编号，j＝1，2，…，m，m表示在t₀到t₀+τ_f时刻内所收集的特定类型的轧制工艺参数的个数， $m=\frac{{\mathrm{\τ}}_f}{{\mathrm{\τ}}_s}=\frac{7}{0.02}=350;$

随后，在步骤(9)中，考虑到在t₀到t₀+τ_f时刻的可能会出现极少数实际轧制工艺参数因为一些偶然因素而出现大的跳跃，但这种参数并不能反映真实的轧制状态，因此必须剔除，为此引入参数剔除过程变量数组{α_j  j＝1，2，…，350}，并将{α_j}用下式来表示：

$\left\{{\mathrm{\α}}_j\right\}=\left\{\begin{array}{c}\frac{|P_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{Mj}}}+\frac{|T_{1\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1\mathrm{Mj}}}+\frac{|T_{0\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0\mathrm{Mj}}}+\frac{|{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}}+\\ \frac{|{\mathrm{\η}}_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\η}}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\η}}_{\mathrm{Mj}}}+\frac{|h_{0\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0\mathrm{Mj}}}+\frac{|V_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{\mathrm{Mj}}},j=\mathrm{1,2},\·\·\·,350\end{array}\right\},$ α_j表示在t₀+jτ_s时刻的剔除变量；

随后，在步骤(10)中，将{α_j}根据数值的大小按照从大到小即降序排序，并定义排序工作数组{n_k k＝1，2，…，m}，使该数组满足不等式 ${\mathrm{\α}}_{n_1}\≥{\mathrm{\α}}_{n_2}\≥\·\·\·\≥{\mathrm{\α}}_{n_{k-1}}\≥{\mathrm{\α}}_{n_k}\≥{\mathrm{\α}}_{n_{k+1}}\≥\·\·\·\≥{\mathrm{\α}}_{n_m},$ 其中n_k代表{α_j}按照数值降序排序后的第k个剔除变量所对应的按照时间顺序排序的编号，k代表代表{α_j}按照数值降序排序后的大小序号；

随后，在步骤(11)中，排除偶然因素的干扰，在t₀到t₀+τ_f时刻内所采集的实际轧制工艺参数中剔除掉20％的数据共计，然后对剩下的80％的数据进行平均，得到t₀到t₀+τ_f时刻内从用于反馈的特征轧制工艺参数，包括特征轧制压力P_M＝2406kN、特征前张力T_1M＝3297kg、特征后张力T_0M＝3900kg、特征压下率ε_M＝0.353％、特征倾辊量η_M＝5μm、特征来料厚度h_0M＝0.18465mm、特征轧制速度V_M＝730m/min，其表达式分别为 $P_M=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ $T_{1M}=\frac{1}{280}\underset{51}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1M{n}_k},$ $T_{0M}=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0{\mathrm{Mn}}_k},$ ${\mathrm{\ϵ}}_M=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ ${\mathrm{\η}}_M=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ $h_{0M}=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0M{n}_k},$ $V_M=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{M{n}_k},$ 其中m₁表示t₀到t₀+τ_f时刻内剔除的实际轧制参数的个数，m₁＝int(0.2m)＝70，m₂表示t₀到t₀+τ_f时刻内保留未剔除的实际轧制参数的个数，m₂＝m-m₁＝350-70＝280；

随后，在步骤(12)中，定义目标函数初始值F₀，并令F₀＝10¹⁰；

随后，在步骤(13)中，根据目标板形系数a₁＝6.54、a₂＝-35.41、a₃＝-8.90、a₄＝7.76，计算出相应的目标板形β_i，基本公式为：

${\mathrm{\β}}_i=-\frac{1}{23}\underset{i=1}{\overset{23}{\mathrm{\Σ}}}(6.54x_i-35.41x_i^2-8.9x_i^3+7.76x_i^4)+6.54x_i-35.41x_i^2-8.9x_i^3+7.76x_i^4,$ 其分布柱状图见附图18，式中x_i为虚拟板形仪条元相对坐标，

随后，在步骤(14)中，定义窜辊量为δ_M，令

δ_M＝(L_m-B-150)/2＝(1250-939-150)/2＝80mm；

随后，在步骤(15)中，令倾辊量η＝0；

随后，在步骤(16)中，定义弯辊力过程参数θ，并令θ＝0；

随后，在步骤(17)中，令中间辊弯辊力

$S_m=-S_{m\max }^{-}+\mathrm{\θ\ψ}(S_{m\max }^{-}+S_{m\max }^{+})=-600+0*0.05*(600+600)\mathrm{kN}=-600\mathrm{kN};$

随后，在步骤(18)中，令工作辊弯辊力

$S_w=-S_{w\max }^{-}+\mathrm{\θ\ψ}(S_{w\max }^{-}+S_{w\max }^{+})=-500+0*0.05*(500+500)\mathrm{kN}=-500\mathrm{kN};$

随后，在步骤(19)中，利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_M＝2406kN、前张力为T_1M＝3297kg、后张力为T_0M＝3900kg、压下率为ε_M＝0.353％、来料厚度为h_0M＝0.18465mm、轧制速度为V_M＝730m/min、窜辊量为δ_M＝80mm、倾辊量为η＝0、中间辊弯辊力为S_m＝-600kN、工作辊弯辊力为S_w＝-500kN时宽度为B＝939mm、钢种代码为MRT-4CA的带材的带材前张力横向分布值σ_1Mi，其柱状分布图如附图19所示；

随后，在步骤(20)中，根据前张力横向分布值σ_1Mi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}}=\frac{\frac{T_{1M}}{B{h}_{0M}(1-{\mathrm{\ϵ}}_M)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Mi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5,$ 其柱状分布图如附图20所示；

随后，在步骤(21)中，计算目标板形与实际板形的偏差函数F，基本公式为 $F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\β}}_i-\mathrm{SHap}{e}_{\mathrm{Mi}})}^2=4598;$

随后，在步骤(22)中，判断不等式F＜F₀是否成立？不等式4598＜10¹⁰显然成立，则令F₀＝4598，S_mM＝-600kN，S_wM＝-500kN，转入步骤(22)；否则，直接转入步骤(23)；

随后，在步骤(23)中，判断不等式θψ＞1.0是否成立？不等式0×0.05＞1.0显然不成立；令θ＝θ+1，转入步骤(17)，重复步骤(17)至步骤(23)，直到不等式θψ＞1.0成立为止，转入步骤(24)；

随后，在步骤(24)中，令S_m＝240kN，S_w＝200kN；

随后，在步骤(25)中，定义倾辊量过程参数过程参数λ，并令λ＝0；

随后，在步骤(26)中，令倾辊量

随后，在步骤(27)中，利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_M＝2406kN、前张力为T_1M＝3297kg、后张力为T_0M＝3900kg、压下率为ε_M＝0.353％、来料厚度为h_0M＝0.18465mm、轧制速度为V_M＝730m/min、窜辊量为δ_M＝80mm、倾辊量为η＝-300μm、中间辊弯辊力为S_m＝240kN、工作辊弯辊力为S_w＝200kN时宽度为B＝939mm、钢种代码为MRT-4CA的带材的带材前张力横向分布值σ_1Mi，其柱状分布图如附图21所示；

随后，在步骤(28)中，根据前张力横向分布值σ_1Mi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}}=\frac{\frac{T_{1M}}{B{h}_{0M}(1-{\mathrm{\ϵ}}_M)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Mi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5,$ 其柱状分布图如附图22所示；

随后，在步骤(29)中，计算目标板形与实际板形的偏差函数F，基本公式为 $F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\β}}_i-\mathrm{SHap}{e}_{\mathrm{Mi}})}^2=12452;$

随后，在步骤(30)中，判断不等式F＜F₀是否成立？不等式12452＜60显然不成立，直接转入步骤(31)；否则，令F₀＝F，η_M＝η，转入步骤(31)；

随后，在步骤(31)中，判断不等式

是否成立？不等式0×0.05＞1.0显然不成立，令λ＝λ+1，转入步骤(26)，重复步骤(26)至步骤(31)，直到不等式

成立为止，转入步骤(32)；

随后，在步骤(32)中，将t₀到t₀+τ_f时刻内，窜辊量反馈值δ_M＝80mm、倾辊量的反馈值η_M＝-30μm、中间辊弯辊力的反馈值S_mM＝240kN、工作辊弯辊力的反馈值S_wM＝200kN发送到六辊轧机的一级系统，对当前窜辊量、倾辊量、中间辊弯辊力、工作辊弯辊力进行重新设定；

最后，在步骤(33)中，判断不等式ξ＜0是否成立？不等式1＜0不成立，则令M＝M+1＝0+1＝1，t₀＝t₀+τ_f＝2010-10-03 05:36:55.187，转入步骤(7)，直到不等式ξ＜0成立为，则结束板形反馈，虚拟板形仪的板形反馈系统停止工作，转入步骤(6)。

(d)板形预报功能的实现，下面结合附图对该功能进行详细具体的说明：

首先，在步骤(1)中，通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本带材特性参数，主要包括带钢的来料厚度h_0y＝0.263mm、带材宽度B_y＝1010mm、钢种代码MRT-4CA；

随后，在步骤(2)通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本轧制工艺参数，主要包括轧制压力P_y＝3400kN、前张力T_1y＝3450kN、后张力T_0y＝3300kN、压下率ε_y＝0.8％、轧制速度为V_y＝510m/min、窜辊量δ_y＝45mm、倾辊量η_y＝30μm、中间辊弯辊力S_my＝285kN、工作辊弯辊力S_wy＝230kN；

随后，在步骤(3)利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力P_y＝3400kN、前张力T_1y＝3560kg、后张力T_0y＝3300kg、压下率ε_y＝0.8％、来料厚度为h_0y＝0.263mm、轧制速度为V_y＝510m/min、窜辊量δ_y＝45mm、倾辊量η_y＝30μm、中间辊弯辊力S_my＝285kN、工作辊弯辊力S_wy＝230kN时宽度为B_y＝1010mm、钢种代码为MRT-4CA的带材的带材前张力横向分布值σ_1yi，其柱状分布图如附图23所示；

随后，在步骤(4)根据前张力横向分布值σ_1yi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{yi}}=\frac{\frac{T_{1y}}{B{h}_{0y}(1-{\mathrm{\ϵ}}_y)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{yi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5;$

最后，在步骤(5)利用可视化软件的显示功能，如附图24所示，将SHape_yi用柱状图动态显示出来，完成不同轧制参数下的板形预报功能。

第二实施例

为了进一步的描述本发明专利的实施过程，现再以1400六辊平整机组为例，借助于图2至图6来描述板形仪设计与板形闭环控制的实现过程：

(a)基本设备参数的收集，主要包括工作辊的辊身长度L_w＝1400mm、中间辊的辊身长度L_m＝1450mm、支撑辊的辊身长度L_b＝1400mm、工作辊弯辊缸距离l_w＝2300mm、中间辊弯辊缸距离l_m＝2300mm、支撑辊压下螺丝中心距l_b＝2300mm、工作辊的辊径D_w＝385mm、中间辊的辊径D_m＝450mm、支撑辊的辊径D_b＝1050mm、工作辊的辊型D_wi(见附图25)、中间辊的辊型D_mi(见附图26)、支撑辊的辊型D_bi(见附图27)、中间辊所允许的最大正弯辊力

中间辊所允许的最大负弯辊力

工作辊所允许的最大正弯辊力

工作辊所允许的最大负弯辊力

最大负倾辊量

最大正倾辊量

(b)板形动态显示功能的实现，下面结合附图对该功能进行详细具体的说明：

首先，在步骤(1)中，收集待安装虚拟板形仪的六辊轧机数据采集系统的采样周期τ_s＝0.02s；

随后，在步骤(2)中，给出虚拟板形仪板形动态显示的周期τ_x＝0.5s；

随后，在步骤(3)中，定义虚拟板形仪动态显示画面个数过程参数N、包括年月日小时分钟秒毫秒等信息的标准北京时间参数t；

随后，在步骤(4)中，定义轧制状态参数ξ；

随后，在步骤(5)中，给定初始钢卷号COILNO1＝0，准备板形动态显示；

随后，在步骤(6)中，从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的卷号COILNO＝10219708800、带材宽度B＝750mm、钢种代码Steel grade name为MRT-5CA；

随后，在步骤(7)中，判断不等式|COILNO1-COILNO|＞0是否成立？不等式|0-10219708800|＞0显然成立，则令N＝1，创建数据文件，并以所收集的钢卷号10218498900作为文件名，在文件中写入钢卷号10219708800、带材宽度750、钢种代码MRT-5CA，转入步骤(8)；如果不等式|COILNO1-COILNO|＞0不成立，则转入步骤(8)；

随后，在步骤(8)中，通过轧机数据采集系统收集在t＝2010-10-03 01:03:50.632时刻轧机的实际轧制压力P_N＝5268kN、实际前张力T_1N＝4003kg、实际后张力T_0N＝2250kg、实际压下率ε_N＝0.769％、实际中间辊弯辊力S_N＝328kN、实际工作辊弯辊力S_N＝276kN、实际倾辊量η_N＝20μm、实际窜辊量为δ_N＝275mm、来料实际厚度h_0N＝0.2503mm、实际轧制速度V_N＝710m/min；

随后，在步骤(9)中，利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_N＝5268kN、前张力为T_1N＝4003kg、后张力为T_0N＝2250kg、压下率为ε_N＝0.769％、中间辊弯辊力S_N＝328kN、工作辊弯辊力S_N＝276kN、倾辊量η_N＝20μm、窜辊量为δ_N＝275mm、来料厚度为h_0N＝0.2503mm以及轧制速度为V_N＝710m/min时宽度为B＝750mm、钢种代码为MRT-5CA的带材的前张力横向分布值σ_1Ni，i为带材在横向的条元号，i＝1，2，…，17，17为带材总的条元数，其柱状分布图如附图28所示；

随后，在步骤(10)中，根据前张力横向分布值σ_1Ni计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Ni}}=\frac{\frac{T_{1N}}{B{h}_{0N}(1-{\mathrm{\ϵ}}_N)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Ni}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5,$ E为带材的弹性模量，v为泊松比；

随后，在步骤(11)中，利用可视化软件的动态显示功能，将SHape_Ni用柱状图动态显示出来，如附图29所示，同时将时刻t＝2010-10-03 01:03:50.632、实际轧制压力P_N＝5268kN、实际前张力T_1N＝4003kg、实际后张力T_0N＝2250kg、实际压下率ε_N＝0.769％、实际弯辊力S_N＝328kN、实际倾辊量η_N＝2μm、来料实际厚度h_0N＝0.2503mm、实际轧制速度V_N＝710m/min以及所对应的板形SHape_Ni写入到所建立的数据文件中，以便板形再现；

最后，在步骤(12)中，判断不等式ξ＜0是否成立？不等式1＜0显然不成立，则COILNO1＝10219708800、N＝1+1＝2，转入步骤(6)，循环直到不等式ξ＜0成立为止，则结束板形显示，虚拟板形仪停止工作。

(c)板形闭环反馈功能的实现，下面结合附图对该功能进行详细具体的说明：

首先，在步骤(1)中，收集目标板形系数a₁＝8.02、a₂＝-24.01、a₃＝-11.9、a₄＝4.48；

随后，在步骤(2)中，确定板形反馈过程中弯辊力的单步最小调整系数ψ＝0.05；

随后，在步骤(3)中，确定板形反馈过程中倾辊量的单步最小调整系数

随后，在步骤(4)中，确定板形反馈的周期τ_f＝7s；

随后，在步骤(5)中，定义轧制时刻过程参数t₀、虚拟板形仪板形反馈次数过程参数M＝0；

随后，在步骤(6)中，接收操作指令，判断是否开始轧制？显然已经开始轧制，记录下当前的标准北京时间t＝2010-10-03 04:42:25.225，并令t₀＝2010-10-03 04:42:25.225，转入步骤(7)；如果没有开始轧制，则进入等待状态；

随后，在步骤(7)中，从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的带材宽度B＝953mm、钢种代码MRT-5CA；

随后，在步骤(8)中，通过轧机数据采集系统收集从t₀＝2010-10-03 04:42:25.225到t₀+τ_f＝2010-10-03 04:42:32.225时刻轧机的实际轧制压力{P_Mj  j＝1，2，…，m}、实际前张力{T_1Mj j＝1，2，…，m}、实际后张力{T_0Mj  j＝1，2，…，m}、实际压下率{ε_Mj j＝1，2，…，m}、来料实际厚度{h_0Mj j＝1，2，…，m}、实际轧制速度{V_Mj  j＝1，2，…，m}，(见附图30至附图34)，j表示t₀到t₀+τ_f时刻内所收集的各类实际轧制工艺参数按照时间先后顺序的编号，j＝1，2，…，m，m表示在t₀到t₀+τ_f时刻内所收集的特定类型的轧制工艺参数的个数， $m=\frac{{\mathrm{\τ}}_f}{{\mathrm{\τ}}_s}=\frac{1}{0.02}=350;$

随后，在步骤(9)中，考虑到在t₀到t₀+τ_f时刻的可能会出现极少数实际轧制工艺参数因为一些偶然因素而出现大的跳跃，但这种参数并不能反映真实的轧制状态，因此必须剔除，为此引入参数剔除过程变量数组{α_j  j＝1，2，…，350}，并将{α_j}用下式来表示：

$\left\{{\mathrm{\α}}_j\right\}=\left\{\begin{array}{c}\frac{|P_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{Mj}}}+\frac{|T_{1\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1\mathrm{Mj}}}+\frac{|T_{0\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0\mathrm{Mj}}}+\frac{|{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{Mj}}}+\\ \frac{|{\mathrm{\η}}_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\η}}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\η}}_{\mathrm{Mj}}}+\frac{|h_{0\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0\mathrm{Mj}}}+\frac{|V_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{350}\underset{j=1}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{\mathrm{Mj}}},j=\mathrm{1,2},\·\·\·,350\end{array}\right\},$ α_j表示在t₀+jτ_s时刻的剔除变量；

随后，在步骤(10)中，将{α_j}根据数值的大小按照从大到小即降序排序，并定义排序工作数组{n_k k＝1，2，…，m}，使该数组满足不等式 ${\mathrm{\α}}_{n_1}\≥{\mathrm{\α}}_{n_2}\≥\·\·\·\≥{\mathrm{\α}}_{n_{k-1}}\≥{\mathrm{\α}}_{n_k}\≥{\mathrm{\α}}_{n_{k+1}}\≥\·\·\·\≥{\mathrm{\α}}_{n_m},$ 其中n_k代表{α_j}按照数值降序排序后的第k个剔除变量所对应的按照时间顺序排序的编号，k代表代表{α_j}按照数值降序排序后的大小序号；

随后，在步骤(11)中，排除偶然因素的干扰，在t₀到t₀+τ_f时刻内所采集的实际轧制工艺参数中剔除掉20％的数据共计，然后对剩下的80％的数据进行平均，得到t₀到t₀+τ_f时刻内从用于反馈的特征轧制工艺参数，包括特征轧制压力P_M＝6297kN、特征前张力T_1M＝4001kg、特征后张力T_0M＝2251kg、特征压下率ε_M＝0.852％、特征倾辊量η_M＝3μm、特征来料厚度h_0M＝0.18215mm、特征轧制速度V_M＝730m/min，其表达式分别为 $P_M=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ $T_{1M}=\frac{1}{280}\underset{51}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{1M{n}_k},$ $T_{0M}=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{0{\mathrm{Mn}}_k},$ ${\mathrm{\ϵ}}_M=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ϵ}}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ ${\mathrm{\η}}_M=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ $h_{0M}=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{h}_{0M{n}_k},$ $V_M=\frac{1}{280}\underset{71}{\overset{350}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{M{n}_k},$ 其中m₁表示t₀到t₀+τ_f时刻内剔除的实际轧制参数的个数，m₁＝int(0.2m)＝70，m₂表示t₀到t₀+τ_f时刻内保留未剔除的实际轧制参数的个数，m₂＝m-m₁＝350-70＝280；

随后，在步骤(12)中，定义目标函数初始值F₀，并令F₀＝10¹⁰；

随后，在步骤(13)中，根据目标板形系数a₁＝8.02、a₂＝-24.01、a₃＝-11.9、a₄＝4.48，计算出相应的目标板形β_i，基本公式为：

${\mathrm{\β}}_i=-\frac{1}{23}\underset{i=1}{\overset{23}{\mathrm{\Σ}}}(8.02x_i-24.01x_i^2-11.9x_i^3+4.48x_i^4)+8.02x_i-24.01x_i^2-11.9x_i^3+4.48x_i^4,$ 其分布柱状图见附图35，式中x_i为虚拟板形仪条元相对坐标，

随后，在步骤(14)中，定义窜辊量为δ_M，令

δ_M＝(L_m-B-150)/2＝(1450-953-150)/2＝174mm；

随后，在步骤(15)中，令倾辊量η＝0；

随后，在步骤(16)中，定义反馈过程参数θ，并令θ＝0；

随后，在步骤(17)中，令中间辊弯辊力

$S_m=-S_{m\max }^{-}+\mathrm{\θ\ψ}(S_{m\max }^{-}+S_{m\max }^{+})=-640+0*0.05*(640+640)\mathrm{kN}=-640\mathrm{kN};$

随后，在步骤(18)中，令工作辊弯辊力

$S_w=-S_{w\max }^{-}+\mathrm{\θ\ψ}(S_{w\max }^{-}+S_{w\max }^{+})=-560+0*0.05*(560+560)\mathrm{kN}=-560\mathrm{kN};$

随后，在步骤(19)中，利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_M＝6297kN、前张力为T_1M＝4001kg、后张力为T_0M＝2251kg、压下率为ε_M＝0.852％、来料厚度为h_0M＝0.18215mm、轧制速度为V_M＝730m/min且窜辊量为δ_M＝174mm、倾辊量为η_M＝0μm、中间辊弯辊力为S_m＝-640kN、工作辊弯辊力为S_w＝-560kN时宽度为B＝953mm、钢种代码为MRT-5CA的带材的带材前张力横向分布值σ_1Mi，其柱状分布图如附图36所示；

随后，在步骤(20)中，根据前张力横向分布值σ_1Mi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}}=\frac{\frac{T_{1M}}{B{h}_{0M}(1-{\mathrm{\ϵ}}_M)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Mi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5,$ 其柱状分布图如附图37所示；

随后，在步骤(21)中，计算目标板形与实际板形的偏差函数F，基本公式为 $F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\β}}_i-\mathrm{SHap}{e}_{\mathrm{Mi}})}^2=3327;$

随后，在步骤(22)中，判断不等式F＜F₀是否成立？不等式3327＜10¹⁰显然成立，则令F₀＝3327，S_mM＝-640kN，S_wM＝-560kN，转入步骤(22)；否则，直接转入步骤(23)；

随后，在步骤(23)中，判断不等式θψ＞1.0是否成立？不等式0×0.05＞1.0显然不成立，令θ＝θ+1，转入步骤(17)，重复步骤(17)至步骤(23)，直到不等式θψ＞1.0成立为止，转入步骤(24)；

随后，在步骤(24)中，令S_m＝320kN，S_w＝280kN；

随后，在步骤(25)中，定义倾辊量过程参数λ，并令λ＝0；

随后，在步骤(26)中，令倾辊量

随后，在步骤(27)中，利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力为P_M＝6297kN、前张力为T_1M＝4001kg、后张力为T_0M＝2251kg、压下率为ε_M＝0.852％、来料厚度为h_0M＝0.18215mm、轧制速度为V_M＝730m/min、窜辊量为δ_M＝174mm、倾辊量为η＝-320μm、中间辊弯辊力为S_m＝320kN、工作辊弯辊力为S_w＝280kN时宽度为B＝953mm、钢种代码为MRT-5CA的带材的前张力横向分布值σ_1Mi，其柱状分布图如附图38所示；

随后，在步骤(28)中，根据前张力横向分布值σ_1Mi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}}=\frac{\frac{T_{1M}}{B{h}_{0M}(1-{\mathrm{\ϵ}}_M)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Mi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5;$ 其柱状分布图如附图39所示；

随后，在步骤(29)中，计算目标板形与实际板形的偏差函数F，基本公式为 $F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\β}}_i-\mathrm{SHap}{e}_{\mathrm{Mi}})}^2=8159;$

随后，在步骤(30)中，判断不等式F＜F₀是否成立？不等式8159＜651显然不成立，直接转入步骤(31)；否则，令F₀＝F，η_M＝η，转入步骤(31)；

随后，在步骤(31)中，判断不等式

是否成立？不等式0×0.05＞1.0显然不成立，令λ＝λ+1，转入步骤(26)，重复步骤(26)至步骤(31)，直到不等式

成立为止，转入步骤(32)；

随后，在步骤(32)中，将t₀到t₀+τ_f时刻内，窜辊量反馈值δ_M＝174mm、倾辊量的反馈值η_M＝32μm、中间辊弯辊力的反馈值S_mM＝320kN、工作辊弯辊力的反馈值S_wM＝280kN，发送到六辊轧机的一级系统，对当前弯辊力进行重新设定；

最后，在步骤(33)中，判断不等式ξ＜0是否成立？不等式1＜0不成立，则令M＝M+1＝0+1＝1，t₀+τ_f＝2010-10-03 04:42:32.225，转入步骤(7)，直到不等式ξ＜0成立为，则结束板形反馈，虚拟板形仪的板形反馈系统停止工作，转入步骤(6)。

(d)板形预报功能的实现，下面结合附图对该功能进行详细具体的说明：

首先，在步骤(1)中，通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本带材特性参数，主要包括带钢的来料厚度h_0y＝0.293mm、带材宽度B_y＝1020mm、钢种代码MRT-5CA；

随后，在步骤(2)通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本轧制工艺参数，主要包括轧制压力P_y＝4400kN、前张力T_1y＝3750kN、后张力T_0y＝3400kN、压下率ε_y＝0.87％、轧制速度为V_y＝540m/min、窜辊量δ_y＝140mm、倾辊量η_y＝20μm、中间辊弯辊力S_my＝325kN、工作辊弯辊力S_wy＝265kN；

随后，在步骤(3)利用文献[1]所述板形机理模型计算出轧制压力P_y＝4400kN、前张力T_1y＝3750kN、后张力T_0y＝3400kN、压下率ε_y＝0.87％、来料厚度为h_0y＝0.293mm、轧制速度为V_y＝540m/min、窜辊量δ_y＝140mm、倾辊量η_y＝20μm、中间辊弯辊力S_my＝325kN、工作辊弯辊力S_wy＝265kN时宽度为B_y＝1020mm、钢种代码为MRT-5CA的带材的带材前张力横向分布值σ_1yi，其柱状分布图如附图40所示；

随后，在步骤(4)根据前张力横向分布值σ_1yi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{yi}}=\frac{\frac{T_{1y}}{B{h}_{0y}(1-{\mathrm{\ϵ}}_y)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{yi}}}{E}(1-v^2)\×{10}^5;$

最后，在步骤(5)利用可视化软件的显示功能，如附图41所示，将SHape_yi用柱状图动态显示出来，完成不同轧制参数下的板形预报功能。

Claims (2)

1.一种六辊平整机组用虚拟板形仪进行板形闭环控制的方法，其特征是：在六辊轧机平整机组的计算机系统中设置一个虚拟板形仪，虚拟板形仪包括以下由计算机执行的步骤：

（a）基本设备参数的收集步骤，包括工作辊的辊身长度L_w、中间辊的辊身长度L_m、支撑辊的辊身长度L_b、工作辊弯辊缸距离l_w、中间辊弯辊缸距离l_m、支撑辊压下螺丝中心距l_b、工作辊的辊径D_w、中间辊的辊径D_m、支撑辊的辊径D_b、工作辊的辊型D_wi、中间辊的辊型D_mi、支撑辊的辊型D_bi、中间辊所允许的最大正弯辊力

中间辊所允许的最大负弯辊力

工作辊所允许的最大正弯辊力

工作辊所允许的最大负弯辊力

最大负倾辊量

最大正倾辊量 ${\mathrm{\η}}_{\max }^{+};$

（b）板形动态显示步骤；

（c）板形闭环反馈步骤；

（d）板形预报步骤；

所述板形动态显示步骤包括以下由计算机执行的步骤：

b1）收集待安装虚拟板形仪的六辊轧机数据采集系统的采样周期τ_s；

b2）给出虚拟板形仪板形动态显示的周期τ_x，该周期与安装虚拟板形仪的计算机的主频、容量相关，并且必须保证τ_x是τ_s的整数倍以及在该周期内完成两次板形计算；

b3）定义虚拟板形仪动态显示画面个数过程参数N、包括年月日小时分钟秒毫秒信息的标准北京时间参数t；

b4）定义轧制状态参数ξ，其中ξ=1表示开始轧制、ξ=-1表示停止轧制，该指令由现场操作人员根据现场实际情况发送；

b5）给定初始钢卷号COILNO1=0，准备板形动态显示；

b6）从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的卷号COILNO、带材宽度B、钢种代码Steel grade name；

b7）判断不等式|COILNO1-COILNO|>0是否成立？如果成立，则令N=1，创建数据文件，并以所收集的钢卷号COILNO作为文件名，在文件中写入钢卷号COILNO、带材宽度B、钢种代码Steel grade name，转入步骤b8）；如果不等式|COILNO1-COILNO|>0不成立，则转入步骤b8）；

b8）通过轧机数据采集系统收集在t时刻轧机的实际轧制压力P_N、实际前张力T_1N、实际后张力T_0N、实际压下率ε_N、实际中间辊弯辊力S_mN、实际工作辊弯辊力S_wN、实际倾辊量η_N、实际窜辊量δ_N、来料实际厚度h_0N、实际轧制速度V_N；

b9）利用板形机理模型计算出轧制压力为P_N、前张力为T_1N、后张力为T_0N、压下率为ε_N、中间辊弯辊力S_mN、工作辊弯辊力S_wN、倾辊量为η_N、窜辊量δ_N、来料厚度为h_0N以及轧制速度为V_N时宽度为B、钢种代码为Steel grade name的带材的前张力横向分布值σ_1Ni，i为带材在横向的条元号，i=1,2,……,n，n为带材总的条元数；

b10）根据前张力横向分布值σ_1Ni计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Ni}}=\frac{\frac{T_{1N}}{{\mathrm{Bh}}_{0N}(1-{\mathrm{\ϵ}}_N)}-{\mathrm{\σ}}_{1\mathrm{Ni}}}{E}\left({1-v}^2\right)\×{10}^5,$ E为带材的弹性模量，v为泊松比；

b11）利用可视化软件的动态显示功能，将SHape_Ni用柱状图动态显示出来，同时将时刻t、实际轧制压力P_N、实际前张力T_1N、实际后张力T_0N、实际中间辊弯辊力S_mN、实际工作辊弯辊力S_wN、实际倾辊量η_N、实际窜辊量δ_N、来料实际厚度h_0N、实际轧制速度V_N以及所对应的板形SHape_Ni写入到所建立的数据文件中，以便板形再现；

b12）判断不等式ξ<0是否成立？如果不等式成立，则结束板形显示，虚拟板形仪停止工作；如果不等式不成立，则COILNO1=COILNO、N=N+1，转入步骤b6），直到不等式ξ<0成立为止；

所述板形闭环反馈步骤包括以下由计算机执行的步骤：

c1）收集目标板形系数a₁、a₂、a₃、a₄，其中a₁表示一次板形系数、a₂表示二次板形系数、a₃表示三次板形系数、a₄表示四次板形系数；

c2）确定板形反馈过程中弯辊力的单步最小调整系数ψ；

c3）确定板形反馈过程中倾辊量的单步最小调整系数

c4）确定板形反馈的周期τ_f,该周期与安装虚拟板形仪的计算机的主频、容量相关，并且必须保证τ_f是τ_s的整数倍以及在该周期内完成

次的板形计算；

c5）定义轧制时刻过程参数t₀、虚拟板形仪板形反馈次数过程参数M；

c6）接收操作指令，判断是否开始轧制？如果已经开始轧制，记录下当前的标准北京时间t，并令t₀=t，转入步骤c7）；如果没有开始轧制，则进入等待状态；

c7）从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的带材宽度B、钢种代码Steelgrade name；

c8）通过轧机数据采集系统收集从t₀到t₀+τ_f时刻轧机的实际轧制压力{P_Mj j=1,2,…,m}、实际前张力{T_1Mj j=1,2,…,m}、实际后张力{T_0Mj j=1,2,…,m}、实际压下率{ε_Mj j=1,2,…,m}、来料实际厚度{h_0Mj j=1,2,…,m}、实际轧制速度{V_Mj j=1,2,…,m}，j表示t₀到t₀+τ_f时刻内所收集的各类实际轧制工艺参数按照时间先后顺序的编号，j=1,2,…,m，m表示在t₀到t₀+τ_f时刻内所收集的特定类型的轧制工艺参数的个数，

c9）引入参数剔除过程变量数组{α_j j=1,2,…,m}，并将{α_j}用下式来表示：

$\left\{{\mathrm{\&alpha;}}_j\right\}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{|P_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{Mj}}}+\frac{|T_{1\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_{1\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_{1\mathrm{Mj}}}+\frac{|T_{0\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_{0\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_{0\mathrm{Mj}}}+& \\ \frac{|{\mathrm{\&epsiv;}}_{\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&epsiv;}}_{\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&epsiv;}}_{\mathrm{Mj}}}+\frac{|h_{0\mathrm{Mj}}-\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{h}_{0\mathrm{Mj}}|}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{h}_{0\mathrm{Mj}}}& j=\mathrm{1,2},\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;m\end{array}\right\},$ α_j表示在t₀+jτ_s时刻的剔除变量；

c10）将{α_j}根据数值的大小按照从大到小即降序排序，并定义排序工作数组{n_kk=1,2,…,m}使该数组满足不等式 ${\mathrm{\&alpha;}}_{n_1}\&GreaterEqual;{\mathrm{\&alpha;}}_{n_2}\&GreaterEqual;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&GreaterEqual;{\mathrm{\&alpha;}}_{n_{k-1}}\&GreaterEqual;{\mathrm{\&alpha;}}_{n_k}\&GreaterEqual;{\mathrm{\&alpha;}}_{n_{k+1}}\&GreaterEqual;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&GreaterEqual;{\mathrm{\&alpha;}}_{n_m},$ 其中n_k代表{α_j}按照数值降序排序后的第k个剔除变量所对应的按照时间顺序排序的编号，k代表代表{α_j}按照数值降序排序后的大小序号；

c11）排除偶然因素的干扰，在t₀到t₀+τ_f时刻内所采集的实际轧制工艺参数中剔除掉20%的数据，然后对剩下的80%的数据进行平均，得到t₀到t₀+τ_f时刻内从用于反馈的特征轧制工艺参数，包括特征轧制压力P_M、特征前张力T_1M、特征后张力T_0M、特征压下率ε_M、特征来料厚度h_0M、特征轧制速度V_M，其表达式分别为 $P_M=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{{\mathrm{Mn}}_k},T_{1M}=\frac{1}{m_2}\underset{{k=m}_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_{1{\mathrm{Mn}}_k},T_{0M}=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_{0{\mathrm{Mn}}_k},{\mathrm{\&epsiv;}}_M=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&epsiv;}}_{M{n}_k},$ $h_{0M}=\frac{1}{m_2}\underset{k=m_1+1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{h}_{0M{n}_k},V_M=\frac{1}{m_2}\underset{{k=m}_1+1}{\overset{1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{V}_{{\mathrm{Mn}}_k},$ 其中m₁表示t₀到t₀+τ_f时刻内剔除的实际轧制参数的个数，m₁=int(0.2m)，m₂表示t₀到t₀+τ_f时刻内保留未剔除的实际轧制参数的个数，m₂=m-m₁；

c12）根据t₀到t₀+τ_f时刻内特征轧制工艺参数，确定当前反馈周期内工作辊弯辊力的反馈值S_wM、中间辊弯辊力的反馈值S_mM、倾辊量反馈值η_M、中间辊窜辊量的反馈值δ_M；

c13）将t₀到t₀+τ_f时刻内中间辊窜辊量的反馈值δ_M、倾辊量的反馈值η_M、中间辊弯辊力的反馈值S_mM、工作辊弯辊力的反馈值S_wM发送到六辊轧机的一级系统，对当前中间辊窜辊量、倾辊量、中间辊弯辊力、工作辊弯辊力进行重新设定；

c14）判断不等式ξ<0是否成立？如果不等式成立，则结束板形反馈，虚拟板形仪的板形反馈系统停止工作，转入c6）；如果不等式不成立，则令M=M+1，t₀=t₀+τ_f，转入步骤c7），直到不等式ξ<0成立为止；

所述板形预报步骤包括以下可由计算机执行的步骤：

d1）通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本带材特性参数，包括带钢的来料厚度h_0y、带材宽度B_y、钢种代码Steel grade name；

d2）通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本轧制工艺参数，包括轧制压力P_y、前张力T_1y、后张力T_0y、压下率ε_y、倾辊量η_y、轧制速度为V_y、中间辊窜辊量δ_y、中间辊弯辊力S_my、工作辊弯辊力S_wy；

d3）利用板形机理模型计算出轧制压力为P_y、前张力为T_1y、后张力为T_0y、压下率为ε_y、来料厚度为h_0y、轧制速度为V_y、中间辊窜辊量δ_y、倾辊量为η_y、中间辊弯辊力S_my、工作辊弯辊力S_wy时宽度为B_y、钢种代码为Steel grade name的带材的带材前张力横向分布值τ_1yi；

d4）根据前张力横向分布值σ_1yi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布

${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{yi}}=\frac{\frac{T_{1y}}{{\mathrm{Bh}}_{0y}}{-\mathrm{\&sigma;}}_{1\mathrm{yi}}}{E}\left({1-v}^2\right)\&times;{10}^5;$

d5）利用可视化软件的显示功能，将SHape_yi用柱状图动态显示出来，完成不同轧制参数下的板形预报。

2.根据权利要求1所述的六辊平整机组用虚拟板形仪进行板形闭环控制的方法，其特征是：步骤c12）所述的确定当前反馈周期内工作辊弯辊力的反馈值S_wM、中间辊弯辊力的反馈值S_mM、、倾辊量反馈值η_M、中间辊窜辊量的反馈值δ_M，采用以下由计算机执行的步骤来完成：

c12-1）定义目标函数初始值F₀，并令F₀=10¹⁰；

c12-2）根据目标板形系数a₁、a₂、a₃、a₄计算出相应的目标板形β_i，基本公式为： ${\mathrm{\&beta;}}_i=-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(a_1{x}_i+a_2{x}_i^2+a_3{x}_i^3+a_4{x}_i^4)+a_1{x}_i{+a}_2{x}_i^2+a_3{x}_i^3+a_4{x}_i^4,$ 式中x_i为虚拟板形仪条元相对坐标， $x_i=\frac{-\frac{n}{2}+i-0.5}{n};$

c12-3）定义窜辊量为δ_M，令δ_M=(L_m-B-150)/2；

c12-4）令倾辊量η=0；

c12-5）定义弯辊力过程参数θ，并令θ=0；

c12-6）令中间辊弯辊力 $S_m=-S_{m\max }^{-}+\mathrm{\&theta;\&psi;}(S_{m\max }^{-}+S_{m\max }^{+});$

c12-7）令工作辊弯辊力 $S_w=-S_{w\max }^{-}+\mathrm{\&theta;\&psi;}(S_{w\max }^{-}+S_{w\max }^{+});$

c12-8）利用板形机理模型计算出轧制压力为P_M、前张力为T_1M、后张力为T_0M、压下率为ε_M、来料厚度为h_0M、轧制速度为V_M、且窜辊量为δ_M、倾辊量为η、中间辊弯辊力为S_m、工作辊弯辊力为S_w时宽度为B、钢种代码为Steel gradename的带材的带材前张力横向分布值σ_1Mi；

c12-9）根据前张力横向分布值σ_1Mi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布

${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}}=\frac{\frac{T_{1M}}{{\mathrm{Bh}}_{0M}\left({1-\mathrm{\&epsiv;}}_M\right)}-{\mathrm{\&sigma;}}_{1\mathrm{Mi}}}{E}\left({1-v}^2\right)\&times;{10}^5;$

c12-10)计算目标板形与实际板形的偏差函数F，基本公式为

$F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&beta;}}_i-{\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}})}^2;$

c12-11）判断不等式F<F₀是否成立？如果不等式成立，则令F₀=F，S_mM=S_m，S_wM=S_w，转入步骤c12-13）；否则，转入步骤c12-13）；

c12-12）判断不等式θψ>1.0是否成立？如果不等式成立，则转入步骤c12-13）；否则，令θ=θ+1，转入步骤c12-6），重复步骤c12-6）至c12-12），直到不等式θψ>1.0成立为止；

c12-13）令S_m=S_mM，S_w=S_wM；

c12-14）定义倾辊量过程参数λ，并令λ=0；

c12-15）令倾辊量

c12-16）利用板形机理模型计算出轧制压力为P_M、前张力为T_1M、后张力为T_0M、压下率为ε_M、来料厚度为h_0M、轧制速度为V_M、且窜辊量为δ_M、倾辊量为η、中间辊弯辊力为S_m、工作辊弯辊力为S_w时宽度为B、钢种代码为Steel gradename的带材的带材前张力横向分布值σ_1Mi；

c12-17）根据前张力横向分布值σ_1Mi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 ${\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}}=\frac{\frac{T_{1M}}{{\mathrm{Bh}}_{0M}(1-{\mathrm{\&epsiv;}}_M)}{-\mathrm{\&sigma;}}_{1\mathrm{Mi}}}{E}\left({1-v}^2\right)\&times;{10}^5;$

c12-18)计算目标板形与实际板形的偏差函数F，基本公式为

$F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&beta;}}_i-{\mathrm{SHape}}_{\mathrm{Mi}})}^2;$

c12-19）判断不等式F<F₀是否成立？如果不等式成立，则令F₀=F，η_M=η，转入步骤c12-13）；否则，转入步骤c12-13）；

c12-20）判断不等式

是否成立？如果不等式成立，则转入步骤c12）；否则，令λ=λ+1，转入步骤c12-15），重复步骤c12-15）至c12-20），直到不等式成立为止。

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