本书介绍了带钢冷连轧原理和冷连轧过程控制的组成及主要功能。全书共分7章，第1章介绍了当前冷连轧生产线的工艺和设备组成，同时介绍了冷连轧生产新技术的发展前景。第2章介绍了冷连轧带钢轧制原理所涉及的基本概念、主要几何参数、力能参数和弹塑性变形的基本方程。第3章介绍了弹塑性有限元基本原理及其在冷轧过程中的应用。第4章介绍了冷连轧过程控制计算机系统的组成与工作机理、数据通信和管理、带钢跟踪及HMI系统。第5章介绍了冷连轧过程控制工艺参数计算模型、压下负荷分配、轧制规程和动态变规格参数设定计算。第6章介绍了冷轧板形解析计算涉及的辊系弹性变形计算、轧辊磨损、轧辊和带钢温度场分析及板形控制预设定计算。第7章介绍了模型自适应学习原理、实测数据处理方法、模型自适应学习算法及神经网络在模型优化中的应用。
本书可供从事轧制理论、工艺及自动化工作的科技人员和高等院校有关专业的师生参考阅读，对其他相关专业的工程技术人员也有一定的参考价值。
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前言
第1章 冷连轧带钢生产概述
1.1 冷轧带钢典型产品
1.2 冷轧带钢生产特点
1.2.1 大张力轧制
1.2.2 加工硬化
1.2.3 大宽厚比
1.2.4 工艺冷却和润滑
1.3 冷连轧带钢生产流程
1.3.1 酸洗
1.3.2 冷连轧
1.3.3 退火
1.3.4 平整
1.4 典型冷连轧生产线简介
1.4.1 镀锡板冷连轧
1.4.2 无取向硅钢冷连轧
1.4.3 通用宽带钢冷连轧
1.4.4 大型宽带钢冷连轧
1.5 冷连轧生产新技术及未来发展趋势
1.5.1 无酸去除氧化铁皮工艺
1.5.2 双机架可逆冷连轧工艺
1.5.3 感应加热连续退火
1.6 冷连轧生产自动化系统构成与功能
1.6.1 检测仪表
1.6.2 分布式计算机控制系统
第2章 轧制参数与塑性变形理论
2.1 轧制过程的几何参数
2.1.1 变形区与简单轧制
2.1.2 轧制变形描述
2.1.3 咬入角与接触弧长度
2.1.4 稳定轧制条件
2.1.5 前滑
2.2 弹塑性曲线
2.3 轧制过程的力能参数
2.3.1 计算单位轧制力的理论简介
2.3.2 轧制力的工程计算
2.3.3 轧制力矩的计算
2.3.4 主电机功率
2.4 应力应变状态
2.4.1 应力状态
2.4.2 应变状态
2.5 弹塑性变形基本方程
2.5.1 平衡方程和几何方程
2.5.2 屈服条件与等效应力
2.5.3 应力与应变关系方程
第3章 冷轧过程有限元分析
3.1 轧制过程分析方法简介
3.1.1 轧制参数的解析法
3.1.2 轧制过程的数值模拟方法
3.1.3 人工智能方法在轧制参数计算中的应用
3.2 弹塑性变形分析的基本理论
3.2.1 变形过程的描述
3.2.2 应变张量与应变速率张量
3.2.3 应力张量与应力速率张量
3.2.4 基本方程
3.2.5 弹塑性变形理论的本构关系——全量理论和增量理论
3.3 弹塑性有限元方法
3.3.1 塑性加工有限元的分类
3.3.2 弹塑性有限元的求解思路
3.3.3 小变形弹塑性有限元法
3.3.4 有限变形弹塑性有限元法
3.3.5 显式动力分析弹塑性有限元法
3.4 弹塑性有限元求解中几个问题的处理
3.4.1 有限元网格划分和单元类型选择
3.4.2 接触条件处理
3.4.3 摩擦条件处理
3.4.4 非线性方程组求解方法
3.4.5 迭代收敛判据
3.5 带钢冷轧过程有限元求解实例
3.5.1 计算条件
3.5.2 轧制压力分布的有限元计算结果
3.5.3 各种参数对轧制过程影响的有限元计算结果
3.5.4 接触弧长的计算结果
3.5.5 冷轧带钢边部减薄的计算结果
第4章 冷连轧计算机过程控制系统
4.1 过程控制系统概述
4.2 计算机过程控制硬件与软件组成
4.2.1 过程控制硬件组成
4.2.2 过程控制系统软件组成
4.2.3 系统应用策略
4.2.4 应用程序进程及功能
4.3 过程控制数据通信与数据管理
4.3.1 过程控制数据通信
4.3.2 过程控制数据管理
4.4 冷连轧跟踪控制
4.4.1 入口区域跟踪
4.4.2 轧机区域跟踪
4.4.3 出口区域跟踪
4.5 HMI系统功能与通信
4.5.1 HMI组成与功能
4.5.2 HMI系统通信
第5章 冷连轧过程控制模型系统
5.1 概述
5.1.1 冷连轧过程控制模型系统的组成
5.1.2 模型分类
5.1.3 建立方法
5.2 在线控制工艺参数计算模型
5.2.1 冷轧变形区的构成
5.2.2 变形抗力模型
5.2.3 摩擦系数模型
5.2.4 轧辊压扁模型
5.2.5 前滑模型
5.2.6 轧制力模型
5.2.7 轧制力矩模型
5.2.8 电机功率模型
5.2.9 轧机弹性模数模型
5.2.10 辊缝模型
5.2.11 带钢塑性系数模型
5.2.12 弯辊力计算模型
5.2.13 轧辊窜辊模型
5.3 轧制规程与负荷分配计算
5.3.1 数据管理
5.3.2 计算触发条件
5.3.3 负荷分配
5.3.4 速度制度
5.3.5 张力制度
5.4 动态变规格设定计算
5.4.1 概述
5.4.2 动态变规格控制方式
5.4.3 动态变规格张力微分方程
5.4.4 动态变规格设定模型增量算法
5.4.5 动态变规格修正计算
5.4.6 动态变规格实际应用
5.5 数据分析
第6章 冷轧板形解析模型
6.1 板形解析概述
6.1.1 板形的基本概念
6.1.2 板形解析概述
6.2 辊系弹性变形计算
6.2.1 影响函数法计算模型的建立
6.2.2 影响函数法在辊系弹性变形计算中的应用
6.2.3 冷轧薄带钢工作辊边部接触分析
6.3 张应力分布计算
6.3.1 张应力计算方法概述
6.3.2 张应力分布计算模型建立
6.3.3 张应力分布计算结果及分析
6.4 冷轧温度场计算
6.4.1 温度场计算方法概述
6.4.2 冷轧热变形特点
6.4.3 轧辊热变形计算模型
6.4.4 带钢温度模型
6.4.5 热变形计算应用
6.5 轧辊磨损计算
6.5.1 冷轧轧辊磨损影响因素
6.5.2 轧辊磨损模型的建立
6.5.3 磨损计算结果
6.6 板形控制预设定计算
6.6.1 板形控制预设定功能
6.6.2 板形目标曲线
6.6.3 预设定模型
6.6.4 实例应用
6.7 辊型设计及优化
6.7.1 辊型对轧制因素的影响
6.7.2 辊型设计及优化方法
6.7.3 辊型设计及优化应用
第7章 模型自适应学习原理与应用
7.1 模型自适应学习的意义
7.2 模型自适应学习的算法
7.3 基于指数平滑的模型自适应学习
7.3.1 自适应学习的类型
7.3.2 实测数据的采集与判断
7.3.3 实测数据的处理与计算
7.3.4 模型自适应学习
7.4 指数平滑与神经元网络结合的模型自适应学习
7.4.1 指数平滑因子的确定
7.4.2 自适应系数构成
7.4.3 数学模型的神经元网络优化
7.4.4 神经网络训练
7.4.5 模型自适应学习效果分析
参考文献
第1章 冷连轧带钢生产概述
冷轧带钢具有良好的力学性能、表面质量和几何尺寸精度，广泛应用于汽车、航空航天、家用电器、机械制造、食品罐头和建筑等国民经济各个领域。国际钢铁工业发展实践表明，随着经济社会发展，冷轧带钢在钢材消费总量中的比重在不断提高，并发挥着越来越重要的作用。
冷连轧带钢生产是冶金、机械、材料、化学、控制、计算机等多学科技术的综合，是轧钢领域生产效率最高、自动化控制最完善的生产部门，代表了轧钢技术的最高水平。我国在2000年前只有8套宽带钢冷连轧机组投入商业生产，即宝钢2030、1420、1550、1220，武钢1700，鞍钢1676，本钢1676，攀钢1220。从2000年至今，随着我国钢铁工业的飞速发展，国内已建或在建的宽带钢冷连轧机组已超过50余套。因此，无论从设备、工艺及自动化各个领域对技术人员都提出了更高要求。学习冷SLSL制理论，潜心研究冷轧机过程控制系统，自主开发数学模型对提高冷轧产品质量，生产更高技术含量的冷轧产品具有重要意义。
1.1 冷轧带钢典型产品
冷轧带钢产品品种很多，可按成分、用途、制造精度、表面状态、表面颜色、边缘状态、材料状态、力学性能及表面处理方式等多方面进行分类。如按成分可分为普碳钢、低合金钢及合金钢；按表面处理方式可分为非涂镀、热镀锌、电镀锌、电镀锡、电镀铬、电镀铅及彩色涂层等；按生产方式又可以分为常规生产方式和特殊生产方式两种。
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