冷轧带钢由于其表面质量好、尺寸精度高和具有良好的机械、工艺性能等优点，被广泛地应用于航天航空、汽车家电、食品加工、化工建筑和民用五金等国民经济各部门。板形是冷轧带钢最重要的质量评价指标之一，高精度冷轧板形控制是确保冷轧带钢板形质量的核心技术。冷轧板形控制是公认的系统复杂、难度极大、精度极高的综合性技术，其关键核心技术掌握在少数国际知名电气公司，不仅从我国赚取了巨额利润且核心控制模型采用“黑箱”形式，严重制约了新功能和新产品的开发。先进冷轧、热处理和涂镀工艺与装备技术方向李旭围绕冷轧板形质量提升，创新研发出高精度冷轧板形成套控制技术，对于提高我国在轧制技术领域的核心竞争力具有重要现实意义。
本研究成果的主要创新点如下：
1）基于现场工艺参数的UCM轧机模型、不同板形调节工况的三维有限元仿真模拟与现场试验应用研究，得到轧制压力和辊间压力的分布状态。分析板形调节对带钢凸度的影响，获取各调节机构的板形调控功效系数曲线，通过轧制实验对仿真模型进行验证，实现板形目标曲线的全动态应力场控制；
2）提出通过非对称弯辊控制来消除非对称板形缺陷的方法，探索性地研究工作辊非对称弯辊控制的板形调控功效，分析非对称弯辊控制对带钢板形的影响规律。同时，通过理论计算，研究了非对称弯辊控制对辊间压力分布的影响，制定了非对称弯辊控制与轧辊倾斜控制的协同调控策略，既提高了轧机对楔形来料的板形控制能力，又降低了断带率及轧辊磨损。
3）开发了基于动态约束凸二次规划的多变量最优板形控制方法，无需求解目标函数导数矩阵和Hesse矩阵，避开目标函数矩阵奇异时无解的状况。同时，不要求目标函数连续可微，以适应目标函数中决策变量约束条件的影响。搜索方向加速和动态变步长相结合快速求解目标函数的全局最优解。
上述研究成果已于前期成功应用于鞍钢1250mm单机架冷轧机、鞍钢莆田1450mm冷连轧机、思文科德1450mm冷连轧机等多条冷轧机组，平直度综合控制精度小于5I-7I，成功助力厚度0.172mm镀锡板T5材料的全速稳定轧制。2016年10月，针对山东冠洲1450mm五连轧机出口板形差等关键质量问题提出一整套替代原有知名国外公司 AMS控制器的工艺自动化系统解决方案，并与ABB、宝信等国内外冷轧控制高端供应商的竞争中标，实现了冷连轧板形核心控制的“心脏大移植”，标志着2011钢铁共性技术协同创新中心自主开发的高精度板形控制技术在冷轧板形控制领域已渐由“跟跑并跑”角色向“领跑”角色的华丽蜕变。
▲冷轧智能板形控制系统在1450mm酸轧联机机组的工业应用
