基于梯度提升决策树模型的冷连轧机颤振研究

周晓敏, 郝勇凯, 丛文韬, 魏志彬, 温国栋

(北京科技大学 机械工程学院， 北京 100083)

轧机颤振是世界范围内板带轧制生产过程中普遍存在并难于解决的问题[1]，对生产效率以及产品质量造成了极大的影响。轧机工作机座以及辊系经常发生垂直振动即颤振，按轧机振动频率分为低频、中频和高频振动。造成颤振的原因非常复杂，Yarita等[2-3]最早开始对轧机振动问题进行理论建模和机理探索，建立了四自由度对称弹簧质量阻尼模型研究辊缝刚度对振动的影响，认为减小压下量和摩擦因数能够抑制轧机的振动。Tamiya等[4]简化了模型，建模时忽略了工作辊，并认为轧机系统上下对称。经过分析作者认为轧机的三倍频颤振是由轧机间张力的变化和轧辊辊缝变化之间的相位差导致的自激振动。Niziol等[5]利用自激振动和参数激励模型研究轧机系统的颤振现象，并推导了带钢的运动方程，结果表明，轧件速度对振动的激励和强度起着至关重要的作用。随着数值计算能力和理论研究方法的发展，针对多模态耦合振动[6]、非线性因素[7]、塑形变形过程[8]、界面摩擦与润滑[9]、连续轧制[10]等结构与工艺问题的考虑，从理论分析、数值计算、试验模拟及工程验证等多方面进行了研究。

目前，我国钢铁行业的主要生产方式多为多机架连续轧制方式。连轧过程是典型的复杂工业流程，具有长流程、多设备、多工况、难以获得准确机理模型、过程数据具有海量高维异构等大数据特性，给轧制系统建模仿真、质量预测、故障诊断带来了很多挑战。……