本发明涉及平整机控制，具体地，涉及一种带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制方法和系统。
背景技术：
1、目前，钢铁平整生产工艺发展得比较成熟，并且有高效的自动化设备提升生产效率。但是ai相关技术应用仍然普及度不够，采用ai相关技术对生产工艺进行持续改进是必要的。
2、平整机控制是冷轧连退机组控制的重要环节之一，在非焊缝段平整机轧制力控制可以通过控制闭环实现；在过焊缝段，平整机轧制力需要调成轻下压模式或者打开模式，即轧制力迅速降低，以保证过焊缝的平稳性。焊缝通过平整机后，如果简单切换至延伸率闭环模式会导致轧制力上升缓慢，带头延伸率不符长度过长，带头不合格长度过长。因此多数产线会在焊缝通过平整机后迅速上升至某一预设定轧制力，再切换延伸率闭环控制。而预设定轧制力过高或过低，切换延伸率闭环控制后，初始延伸率可能超调或不足，需要时间自动调节到目标延伸率，导致带头延伸率不符长度过长。
3、目前，平整机预设定轧制力一般采用静态表模式，这种模式存在实际参数与静态表偏差较大，静态表维护困难或不及时、高度依赖员工经验等缺点，导致平整机的预设定轧制模型在实际生产中自动投入率偏低，带钢头部延伸率不符长度偏长，产品成材率偏低。
4、专利文献(申请号：cn202210096378.0)公开了一种冷轧平整机工艺参数自动控制方法，然而该专利平整机轧制参数的计算方法采用线性回归模型，不能完全拟合控制对象的非线性和耦合特性。
5、专利文献(申请号：cn201910494247.6)公开了一种连退六辊冷轧平整机初始段的参数控制方法，然而该专利带钢过焊缝后直接通过延伸率闭环调节轧制力以达到目标延伸率，通过闭环控制调节轧制力调节速度较慢，带钢头部延伸率不符长度相对较大。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制方法和系统。
2、根据本发明提供的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制方法，包括：
3、步骤1：分析平整机初始轧制力相关数据项，收集并存储历史数据；
4、步骤2：利用历史数据，通过机器学习算法，以钢卷规格、材质相关数据及生产过程参数为自变量，以实际轧制力为应变量，训练初始轧制力模型，并挑选最优模型；
5、步骤3：带钢过焊缝前，将钢卷信息及平整机过焊缝设定的特征变量输入初始轧制力模型，输出初始轧制力，下发至机组l2；
6、步骤4：焊缝距离平整机预设距离时，平整机进入过焊缝模式，焊缝通过平整机后，在焊缝离开平整机至设定距离时，平整机结束过焊缝模式，初始轧制力从机组l2下发至机组l1，控制实际轧制力上升至初始轧制力，随后打开延伸率闭环控制模式，机组升速到正常高速工作速度。
7、优选的，所述步骤1包括：
8、步骤1.1：通过对操作工的现场经验提炼，整理与平整机初始轧制力相关的数据项，包括实时过程数据和生产计划数据；
9、实时过程数据：平整段正在轧制的带钢入口编号，平整段线速度、轧制力、入口张力、出口张力、打开张力、带钢延伸率、wr工作中间辊弯辊力、imr工作中间辊弯辊力、上中间辊窜动值、下中间辊窜动值和工作辊半径；
10、生产计划数据：计划生产的所有带钢入口编号，以及相对应的规格、材料、元素含量和目标延伸率；
11、步骤1.2：收集并存储历史带钢过焊缝轧制相关数据项。
12、优选的，所述步骤2包括：
13、步骤2.1：对每个实时过程数据和生产计划数据进行0-1归一化，再计算归一化后的方差，删除所有方差小于0.01的变量；
14、步骤2.2：计算初始轧制力与实时过程数据项和生产计划数据项的皮尔逊相关系数，删除相关系数小于0.2的数据项；与通过相关性系数法、方差选择法直接对所有特征进行筛选，筛选出相关性系数大于等于预设标准、方差小于等于预设标准的特征；
15、步骤2.3：反复构建关于单位宽度初始轧制力的随机森林模型，根据系数选出最好的特征，把选出的特征放到一边，基于新的特征进行下一轮训练，直到回归结果的r2接近0；最后筛选出入口张力、出口张力、轧制厚度变化以及带钢材料信息为初始轧制力预测的特征变量；
16、步骤2.4：利用机器学习算法，训练单位宽度初始轧制力的随机森林模型，并根据绝对值误差、r2参数、残差分布均匀度指标，挑选最优模型；单位宽度初始轧制力为输出，入口张力、出口张力、轧制厚度变化以及带钢材料信息为输入，拟合单位初始轧制力模型，表达式为：
17、dp＝f(v,x,δh,t)
18、式中，dp为单位宽度初始轧制力；δh为焊缝前后轧制厚度变化；v为速度；x为带钢钢级、元素含量材料数据；t表示当前入口张力和出口张力设定值；
19、步骤2.5：根据模型结果，获取初始轧制力值，表达式为：
20、p＝dp*b
21、式中，p为初始轧制力值；b为带钢宽度。
22、优选的，所述步骤3包括：
23、步骤3.1：监控产线实时数据，当焊缝未到达平整机时，根据步骤2.4的算式，输入下一卷钢轧制厚度变化、过焊缝速度、下一卷带钢钢级和元素含量，预测出下一卷带钢初始轧制力设定值；
24、步骤3.2：将计算出的初始轧制力值储存在l2中。
25、优选的，所述步骤4包括：焊缝通过平整机预设距离后，关闭过焊缝模式，机组l2下发初始轧制力至机组l1，实际轧制力上升到初始轧制力设定值后，打开延伸率闭环控制，随后机组升速到初始工作速度，过焊缝控制流程结束。
26、根据本发明提供的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制系统，包括：
27、模块m1：分析平整机初始轧制力相关数据项，收集并存储历史数据；
28、模块m2：利用历史数据，通过机器学习算法，以钢卷规格、材质相关数据及生产过程参数为自变量，以实际轧制力为应变量，训练初始轧制力模型，并挑选最优模型；
29、模块m3：带钢过焊缝前，将钢卷信息及平整机过焊缝设定的特征变量输入初始轧制力模型，输出初始轧制力，下发至机组l2；
30、模块m4：焊缝距离平整机预设距离时，平整机进入过焊缝模式，焊缝通过平整机后，在焊缝离开平整机至设定距离时，平整机结束过焊缝模式，初始轧制力从机组l2下发至机组l1，控制实际轧制力上升至初始轧制力，随后打开延伸率闭环控制模式，机组升速到正常高速工作速度。
31、优选的，所述模块m1包括：
32、模块m1.1：通过对操作工的现场经验提炼，整理与平整机初始轧制力相关的数据项，包括实时过程数据和生产计划数据；
33、实时过程数据：平整段正在轧制的带钢入口编号，平整段线速度、轧制力、入口张力、出口张力、打开张力、带钢延伸率、wr工作中间辊弯辊力、imr工作中间辊弯辊力、上中间辊窜动值、下中间辊窜动值和工作辊半径；
34、生产计划数据：计划生产的所有带钢入口编号，以及相对应的规格、材料、元素含量和目标延伸率；
35、模块m1.2：收集并存储历史带钢过焊缝轧制相关数据项。
36、优选的，所述模块m2包括：
37、模块m2.1：对每个实时过程数据和生产计划数据进行0-1归一化，再计算归一化后的方差，删除所有方差小于0.01的变量；
38、模块m2.2：计算初始轧制力与实时过程数据项和生产计划数据项的皮尔逊相关系数，删除相关系数小于0.2的数据项；与通过相关性系数法、方差选择法直接对所有特征进行筛选，筛选出相关性系数大于等于预设标准、方差小于等于预设标准的特征；
39、模块m2.3：反复构建关于单位宽度初始轧制力的随机森林模型，根据系数选出最好的特征，把选出的特征放到一边，基于新的特征进行下一轮训练，直到回归结果的r2接近0；最后筛选出入口张力、出口张力、轧制厚度变化以及带钢材料信息为初始轧制力预测的特征变量；
40、模块m2.4：利用机器学习算法，训练单位宽度初始轧制力的随机森林模型，并根据绝对值误差、r2参数、残差分布均匀度指标，挑选最优模型；单位宽度初始轧制力为输出，入口张力、出口张力、轧制厚度变化以及带钢材料信息为输入，拟合单位初始轧制力模型，表达式为：
41、dp＝f(v,x,δh,t)
42、式中，dp为单位宽度初始轧制力；δh为焊缝前后轧制厚度变化；v为速度；x为带钢钢级、元素含量材料数据；t表示当前入口张力和出口张力设定值；
43、模块m2.5：根据模型结果，获取初始轧制力值，表达式为：
44、p＝dp*b
45、式中，p为初始轧制力值；b为带钢宽度。
46、优选的，所述模块m3包括：
47、模块m3.1：监控产线实时数据，当焊缝未到达平整机时，根据模块m2.4的算式，输入下一卷钢轧制厚度变化、过焊缝速度、下一卷带钢钢级和元素含量，预测出下一卷带钢初始轧制力设定值；
48、模块m3.2：将计算出的初始轧制力值储存在l2中。
49、优选的，所述模块m4包括：焊缝通过平整机预设距离后，关闭过焊缝模式，机组l2下发初始轧制力至机组l1，实际轧制力上升到初始轧制力设定值后，打开延伸率闭环控制，随后机组升速到初始工作速度，过焊缝控制流程结束。
50、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
51、本发明通过优化平整工序钢卷过焊缝后的初始轧制力值以及初始轧制力参与控制的流程，减少了冷轧带钢头部废料长度，提高了带钢成材率，提高了平整段的智能化水平。
1.一种带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：
4.根据权利要求3所述的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制方法，其特征在于，所述步骤3包括：
5.根据权利要求1所述的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制方法，其特征在于，所述步骤4包括：焊缝通过平整机预设距离后，关闭过焊缝模式，机组l2下发初始轧制力至机组l1，实际轧制力上升到初始轧制力设定值后，打开延伸率闭环控制，随后机组升速到初始工作速度，过焊缝控制流程结束。
6.一种带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制系统，其特征在于，所述模块m1包括：
8.根据权利要求7所述的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制系统，其特征在于，所述模块m2包括：
9.根据权利要求8所述的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制系统，其特征在于，所述模块m3包括：
10.根据权利要求6所述的带钢过焊缝后的初始轧制力自动控制系统，其特征在于，所述模块m4包括：焊缝通过平整机预设距离后，关闭过焊缝模式，机组l2下发初始轧制力至机组l1，实际轧制力上升到初始轧制力设定值后，打开延伸率闭环控制，随后机组升速到初始工作速度，过焊缝控制流程结束。
