專利名稱：一種以減少最大偏差量為目標(biāo)的板形控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷軋帶鋼的板形控制，尤其涉及具有非對(duì)稱控制性能的DSR(Dynamic Shape Roll，即動(dòng)態(tài)板形輥)板形控制方法。
背景技術(shù)：
帶鋼板形包括板帶縱橫兩個(gè)方面的尺寸指標(biāo)。就縱向而言，通常指的是平直度，或 稱翹曲度，即沿板帶長(zhǎng)度方向上的平坦程度；而在鋼板的橫向上，板形所指的則是鋼板的斷 面形狀，即鋼板寬度方向上的厚度分布，包括板凸度、邊部減薄及局部高點(diǎn)等一系列概念。 其中，板凸度是最為常用的橫向板形代表性指標(biāo)。通常的產(chǎn)品板形凸度值都是通過板形測(cè)量?jī)x直接測(cè)量的，參見圖1，在測(cè)量輥的每 個(gè)圓環(huán)中都裝有壓磁式力傳感器。在軋制過程中，帶鋼與測(cè)量輥相接觸，而產(chǎn)生徑向壓應(yīng) 力，利用該徑向力值和平均帶鋼應(yīng)力可以計(jì)算出每一測(cè)量段上帶鋼應(yīng)力偏差A(yù) o，如圖2
所示，然后再根據(jù)虎克定律將應(yīng)力值轉(zhuǎn)換為I值
E為材料的彈性模量，常數(shù)值，
I值是一種板形缺陷的度量方式
如圖3所示。在進(jìn)行板形控制精度統(tǒng)計(jì)時(shí)，
通常要計(jì)算所有測(cè)量結(jié)果的平均值，
或其它測(cè)量環(huán)數(shù)。這樣處理
必然會(huì)帶來(lái)一個(gè)問題板形測(cè)量數(shù)據(jù)上即使?jié)M足產(chǎn)品要求(例如小于101)，但這不能保證 該帶鋼實(shí)際上能夠滿足產(chǎn)品板凸度質(zhì)量要求，因?yàn)橛锌赡苓@些數(shù)據(jù)中有的絕對(duì)值已經(jīng)超過 了 101。如果現(xiàn)在以最大測(cè)量值為標(biāo)準(zhǔn)，C^zmaxdChil)，那就可以確切地表明該帶鋼的板 形凸度在寬度方向上的所有位置是否都滿足質(zhì)量要求?，F(xiàn)有的冷連軋生產(chǎn)過程中，帶鋼板形控制精度一般先由L2過程機(jī)根據(jù)來(lái)料板形、 目標(biāo)板形以及輥形曲線等因素為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(如彎輥、竄動(dòng)、傾斜以及壓塊壓力等)計(jì)算出給 定量，然后由過程控制系統(tǒng)L1的AFC(自動(dòng)板形控制)負(fù)責(zé)完成對(duì)實(shí)際板形的控制。由于 板形控制精度是冷軋帶鋼非常關(guān)鍵的兩大質(zhì)量指標(biāo)之一，技術(shù)人員在板形控制上也發(fā)明了 很多新的方法或改進(jìn)設(shè)備裝置來(lái)提升帶鋼的板形控制精度。現(xiàn)有的板形控制方法基本分為三類1、增加或改變?cè)O(shè)備裝置，如專利號(hào)CN200410021046. 8，專利號(hào)CN91110616. 2，專 利號(hào)JP01162509A，通過支承輥彎輥壓力控制機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓下位置控制機(jī)構(gòu)來(lái)微調(diào) 板厚，或者建立新的連續(xù)變凸度工作輥輥形曲線，該工作輥為能夠使空載輥縫凸度的調(diào)節(jié) 能力與板寬成近似線性關(guān)系及與軋輥的竄移量成線性關(guān)系的輥形，從而大大增強(qiáng)了軋機(jī)的 整體板形控制能力。2、板形測(cè)量?jī)x的改進(jìn)和優(yōu)化，如專利號(hào)US2003073936，專利號(hào)CN91226916. 2，專 利號(hào)CN95213883. 2，通過改進(jìn)接觸式板形測(cè)量?jī)x的壓力轉(zhuǎn)化信號(hào)的精度、或者發(fā)明新型可 連續(xù)測(cè)量的板形儀或氣動(dòng)式板形測(cè)量?jī)x，這些都是為了在板形控制過程中獲得精確地軋制 后實(shí)際板形，然后將板形控制偏差反饋回控制環(huán)節(jié)，使板形控制精度越來(lái)越精確。
3、獲取冷軋軋制前的來(lái)料板形，如專利號(hào)JP11267727A，專利號(hào)JP11267729A，專 利號(hào)CN200610030506. 2，通過在入口處安裝板形測(cè)量輥或凸度儀、或者利用數(shù)學(xué)方法對(duì)來(lái) 料板型進(jìn)行擬合計(jì)算、或者對(duì)上游機(jī)組傳遞過來(lái)的板形凸度進(jìn)行分段處理，從而使板形模 型計(jì)算和自動(dòng)控制系統(tǒng)獲得比較準(zhǔn)確的來(lái)料板形數(shù)據(jù)，這樣在整個(gè)控制過程中就能夠使系 統(tǒng)預(yù)知實(shí)際來(lái)料板形，無(wú)論是彎輥還是軋輥竄動(dòng)都能夠預(yù)先對(duì)帶鋼板形做出反應(yīng)性調(diào)節(jié)， 從而達(dá)到提高板形控制精度的目的。上述這些方法的特點(diǎn)都是在原有的板形凸度平均統(tǒng)計(jì)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，沒有 考慮板形凸度最大值的變化影響，因此無(wú)法避免產(chǎn)生實(shí)際板形控制偏差不滿足產(chǎn)品質(zhì)量要 求的情況。另外，專利號(hào)CN200510028316. 2，名稱為克服復(fù)合浪形的軋制方法，該專利采用特 殊輥形配置的軋機(jī)機(jī)型，所述軋機(jī)機(jī)型至少含有四輥，包括支撐輥和所述輥形的工作輥或 中間輥；所述板形控制系統(tǒng)進(jìn)行的步驟是(1)實(shí)測(cè)板形數(shù)據(jù)的處理，經(jīng)處理后得到實(shí)測(cè)板 形信號(hào)；(2)板形偏差計(jì)算，用實(shí)測(cè)板形減去目標(biāo)曲線，得到偏差板形信號(hào)；(3)采用多項(xiàng)式 擬合法或影響函數(shù)法求解板形調(diào)控機(jī)構(gòu)調(diào)控量。該專利通過機(jī)型配置、輥形和板形控制系 統(tǒng)三方面的綜合考慮，使軋機(jī)具有控制復(fù)合浪形的能力，對(duì)板形二次缺陷和四次缺陷有較 強(qiáng)的控制能力。專利公開號(hào)JP2005118840，名稱為 PLATE SHAPE CONTROL METHOD INCOLD ROLLING。該專利提供了一種將板形控制和板厚互不干擾的控制方法，利用模型計(jì)算帶鋼寬 度中間位置與兩側(cè)位置的張力差，并與目標(biāo)值進(jìn)行比較，從而估計(jì)出壓下位置和彎輥位置?，F(xiàn)有DSR板形控制系統(tǒng)在計(jì)算壓塊壓力調(diào)節(jié)量時(shí)采用了多變量?jī)?yōu)化控制模型方 法，其計(jì)算目標(biāo)是下面公式(1)中的J為最小，也就是考慮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作后的實(shí)際板形與目 標(biāo)板形的偏差之和為最小，此方法也是常用的板形調(diào)節(jié)量計(jì)算方法。 式中，n表示為板形儀測(cè)量段總數(shù)，i G (l,n) ；m表示DSR板形控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié) 器總數(shù)，j G (1，m) ；ref,為根據(jù)板形儀傳感器數(shù)目確定的各段板形設(shè)定值；meSi各段板形 測(cè)量值；PU第j個(gè)調(diào)節(jié)器在第i段上的單位調(diào)節(jié)量；％第j個(gè)調(diào)節(jié)器所需的調(diào)節(jié)量；c為 約束條件算子。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以減少最大偏差量為目標(biāo)的板形控制方法，該板形控 制方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快，改善帶鋼的板形控制質(zhì)量。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種以減少最大偏差量為目標(biāo)的板形控制方法，在計(jì)算壓 塊壓力調(diào)節(jié)量時(shí)采用了多變量?jī)?yōu)化控制模型方法，使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作后的實(shí)際板形與目標(biāo)板 形的偏差之和為最小，其計(jì)算公式為 在公式(1)計(jì)算出來(lái)的壓塊壓力輸出值的基礎(chǔ)上計(jì)算最大板形凸度偏差值和對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置，然后根據(jù)帶鋼寬度計(jì)算出此區(qū)域所對(duì)應(yīng)的DSR壓塊號(hào)，最后計(jì)算此壓 塊的壓力調(diào)節(jié)量，并基于總調(diào)整量不變的原理修正其它壓塊的壓下分布。本發(fā)明是在原有板形自動(dòng)控制系統(tǒng)的板形控制調(diào)節(jié)量計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，考慮 帶鋼寬度方向上所有的板形凸度實(shí)際值，在不影響控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的情況下，根據(jù)板形 凸度最大偏差的特點(diǎn)和出現(xiàn)的位置，對(duì)最大偏差進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)節(jié)和控制，通過板形執(zhí)行機(jī)構(gòu) (DSR輥)有效地工作，從而保證實(shí)際帶鋼板形凸度能夠達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，減少由于板形 統(tǒng)計(jì)算法問題帶來(lái)的偏差。本發(fā)明主要是利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)在原有板形控制算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際的最大 板形凸度偏差量和所在的寬度位置，對(duì)控制調(diào)節(jié)量進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，從而達(dá)到減小最大板形 凸度偏差值，保證整個(gè)寬度方向上的板形控制精度滿足產(chǎn)品質(zhì)量的需求。本發(fā)明主要集中在DSR輥的非對(duì)稱性壓塊壓力調(diào)節(jié)，而不是對(duì)稱性的彎輥力調(diào) 節(jié)，只是涉及局部壓塊壓力的調(diào)整，總軋制力保持不變，板形調(diào)節(jié)的結(jié)果都不會(huì)對(duì)厚度控制 精度產(chǎn)生影響。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快。
圖1為板形測(cè)量輥的測(cè)量環(huán)示意圖；圖2為實(shí)際板形與設(shè)定板形示意圖，圖中深色表示板形目標(biāo)設(shè)定值，淺色表示板 形實(shí)際測(cè)量值；圖3為板形I值的計(jì)算示意圖。圖4為DSR壓塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖中金屬套筒5和輥軸1之間有兩個(gè)平衡缸4，目的 是為了使金屬套筒5與輥軸1之間保持預(yù)設(shè)定位置；每個(gè)壓塊3裝備了一個(gè)液壓缸2，此液 壓缸2固定在輥軸1上。通過對(duì)液壓缸2流量的控制，可以調(diào)整每個(gè)壓塊3的壓下量。七 個(gè)壓塊3共同作用于DSR輥的套筒5。這樣通過控制多個(gè)壓塊3的壓力分布就可以調(diào)整輥 縫的形狀，從而達(dá)到控制板形的目的。圖5為本發(fā)明的板形控制方法流程圖；圖6為壓塊壓力調(diào)節(jié)量計(jì)算示意圖；圖7為本發(fā)明在某軋機(jī)的DSR板形控制系統(tǒng)上的應(yīng)用效果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。一種以減少最大偏差量為目標(biāo)的板形控制方法，在計(jì)算壓塊壓力調(diào)節(jié)量時(shí)采用了 多變量?jī)?yōu)化控制模型方法，使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作后的實(shí)際板形與目標(biāo)板形的偏差之和為最小， 其計(jì)算公式為 式中，n表示為板形儀測(cè)量段總數(shù)，i G (l,n) ；m表示DSR板形控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié) 器總數(shù)，j G (1，m) ；ref,為根據(jù)板形儀傳感器數(shù)目確定的各段板形設(shè)定值；meSi各段板形 測(cè)量值；PU第j個(gè)調(diào)節(jié)器在第i段上的單位調(diào)節(jié)量；％第j個(gè)調(diào)節(jié)器所需的調(diào)節(jié)量；c為約束條件算子；本發(fā)明是在公式(1)計(jì)算出來(lái)的壓塊壓力輸出值的基礎(chǔ)上計(jì)算最大板形凸度偏 差值和對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置，然后根據(jù)帶鋼寬度計(jì)算出此區(qū)域所對(duì)應(yīng)的DSR壓塊號(hào)，最后 計(jì)算此壓塊的壓力調(diào)節(jié)量，并基于總調(diào)整量不變的原理修正其它壓塊的壓下分布。參見圖 5，具體說(shuō)明如下1、計(jì)算最大板凸度偏差和帶鋼寬度位置值參見圖2，圖2為實(shí)際板形與設(shè)定板形示意圖，圖中深色表示板形目標(biāo)設(shè)定值，淺 色表示板形實(shí)際測(cè)量值。1. 1最大板凸度偏差的計(jì)算Afj = fnii-fti(2)丨￥_=腿(輪I)(3) [d = i式中，A f^為板形測(cè)量?jī)x第i段所對(duì)應(yīng)的板凸度偏差，fm,為板形測(cè)量?jī)x第i段實(shí) 際測(cè)量的板凸度值，fh為板形測(cè)量?jī)x第i環(huán)設(shè)定的目標(biāo)板凸度，d表示最大板形偏差所對(duì) 應(yīng)的板形測(cè)量?jī)x段數(shù)，d e (l，n)。1. 2最大板凸度偏差對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置計(jì)算不同的板形測(cè)量輥所發(fā)送上來(lái)的數(shù)據(jù)格式不同，但計(jì)算方法是相通的。例如測(cè)量 環(huán)數(shù)是從操作側(cè)到傳動(dòng)側(cè)計(jì)數(shù)的，1表示操作側(cè)第一環(huán)，n表示傳動(dòng)側(cè)的最后一環(huán)，目前n都 是偶數(shù)。
最大板凸度偏差對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置為 從帶鋼中間位置到最大板凸度偏差的距離為 式中，ff為帶鋼寬度；wO為最大板凸度偏差對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置，wO G (0，ff) ；Lr 為板形測(cè)量輥的有效測(cè)量長(zhǎng)度；SO為從帶鋼中間位置到最大板凸度偏差的距離。2、根據(jù)帶鋼寬度計(jì)算出此區(qū)域所對(duì)應(yīng)的DSR壓塊號(hào)通常，為了保持DSR輥的穩(wěn)定工作，壓塊的大小都是平均分配的，如圖4所示，即，Wd = ~(6) 式中，W為每個(gè)壓塊寬度，L為DSR輥身長(zhǎng)度；M為壓塊總數(shù)。為了和板形測(cè)量輥的數(shù)據(jù)習(xí)慣保持統(tǒng)一，這里也將壓塊從操作側(cè)到傳動(dòng)側(cè)依次進(jìn) 行編號(hào)，壓塊1為操作側(cè)第一個(gè)壓塊，壓塊M為傳動(dòng)側(cè)最后一個(gè)壓塊，M的大小由機(jī)械設(shè)備 決定。
條件似為奇數(shù)，且|別
式中，INT表示對(duì)該數(shù)進(jìn)行舍棄小數(shù)直接取整，sign表示對(duì)該數(shù)值取符號(hào)，如果為 負(fù)數(shù)則結(jié)果為-1，反之為+1。3、計(jì)算此壓塊的壓力輸出值壓塊壓力調(diào)節(jié)量的計(jì)算分為三種情況，參見圖6 3. 1壓塊位于操作側(cè)邊部P/ = P^ (1. 0+sign ( A fd) ^factor)P2' = P2-sign (A fd) ^factor* !(10)式中，P/為操作側(cè)邊部壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值化為傳統(tǒng)控制算法的 操作側(cè)邊部壓塊的壓力輸出值；P2 ‘為操作側(cè)邊部相鄰壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值； P2為傳統(tǒng)控制算法的操作側(cè)邊部相鄰壓塊的壓力輸出值，factor為壓力輸出量修正系數(shù)， 后面會(huì)對(duì)該值的確定進(jìn)行描述。3. 2壓塊位于傳動(dòng)側(cè)邊部PM' = PM* (1. 0+sign ( A fd) ^factor)PM_/ = PM_1-sign(Afd)*factor*PM(11)式中，PM'為傳動(dòng)側(cè)邊部壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；PM為傳統(tǒng)控制算法的 傳動(dòng)側(cè)邊部壓塊的壓力輸出值；PM_/為傳動(dòng)側(cè)邊部相鄰壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值； PM-!為傳統(tǒng)控制算法的傳動(dòng)側(cè)邊部相鄰壓塊的壓力輸出值。3. 3壓塊沒有處于兩側(cè)邊部PNd' = PNd* (1. 0+sign ( A fd) actor)Pnh ‘ = PNd－1-sign ( A fd) *factor*0. 5*PNdPNd+1' = PNd+1-sign(Afd)*factor*0. 5*PNd (12)式中，PNd‘為最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng)壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；PNd為傳統(tǒng) 控制算法中最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng)壓塊的壓力輸出值；PNd_/為與最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng) 壓塊相鄰的左側(cè)壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；PM-i為傳統(tǒng)控制算法中與最大板凸度偏 差所對(duì)應(yīng)壓塊相鄰的左側(cè)壓塊的壓力輸出值；PNd+/為與最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng)壓塊相鄰 的右側(cè)壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；PNd+1為傳統(tǒng)控制算法中與最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng) 壓塊相鄰的左側(cè)壓塊的壓力輸出值。4、壓塊壓力調(diào)節(jié)量計(jì)算公式中參數(shù)確定壓塊壓力調(diào)節(jié)量計(jì)算公式中的壓力輸出量修正系數(shù)factor的確定與板凸度偏差 量的大小、帶鋼材料硬度和帶鋼厚度有關(guān)，這也是調(diào)節(jié)計(jì)算的關(guān)鍵，如果修正系數(shù)過小則達(dá)不到預(yù)期效果，反之則會(huì)使實(shí)際板形產(chǎn)生震蕩。例如，硬鋼種、厚度大且板凸度偏差大時(shí)刻 的修正系數(shù)factor比軟鋼種、厚度小且板凸度偏差小時(shí)的小些；如果該時(shí)刻帶鋼寬度方向 上最大的板凸度偏差值都小于板形質(zhì)量要求(如101)，那么修正系數(shù)factor為0。factor 的確定可由下面公式表示 式中，Bf為與帶鋼規(guī)格有關(guān)的系數(shù)，Bf G (0. 25,0. 45) ；Df為與板凸度偏差有關(guān) 的系數(shù)，DfG (0.2,0. 8) ；W為當(dāng)前帶鋼寬度；麗為最大帶鋼寬度；WS為最小帶鋼寬度。5、DSR輥按照設(shè)定的壓塊壓力執(zhí)行新的控制目標(biāo)DSR輥?zhàn)鳛楸景l(fā)明技術(shù)中板形控制的設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照以減少最大的板形偏差 為目標(biāo)的壓力設(shè)定值調(diào)整伺服閥的大小，確?？刂颇繕?biāo)的實(shí)施。
實(shí)施例首先需要明確的是DSR輥有效長(zhǎng)度為1925mm，壓塊個(gè)數(shù)為7個(gè)，壓塊編號(hào)從操作 側(cè)到傳動(dòng)側(cè)依次為
，板形測(cè)量?jī)x的有效測(cè)量長(zhǎng)度為1872mm，測(cè)量 環(huán)數(shù)為36個(gè)，軋機(jī)最大軋制寬度為1860mm，最小軋制寬度為900mm。實(shí)施例一帶鋼數(shù)據(jù)鋼種DU3542D1、入口厚度3. 53mm、出口厚度1.206mm、寬度 1781mm，根據(jù)帶鋼相關(guān)系數(shù)確定原則Bf = 0. 45，最大板形偏差為+231，且出現(xiàn)在板形測(cè)量 儀的第17環(huán)，根據(jù)最大板凸度偏差相關(guān)系數(shù)確定原則Df = 0. 8，根據(jù)傳統(tǒng)控制算法公式 (1)計(jì)算出的壓塊壓力為[162. 52,257. 01，175. 39,89. 62，121. 79，147. 81,259. 17]。(1)根據(jù)公式5計(jì)算帶鋼中間到最大板凸度偏差的位置SO
T1 QDyf50 = —* (J--) = ——* (17——)^-52mm
n2 362(2)根據(jù)公式6計(jì)算壓塊長(zhǎng)度Wd ^ — =
M 7(3)根據(jù)公式7計(jì)算最大板凸度所對(duì)應(yīng)的壓塊號(hào)
MNd = INT(—) + 1 = 3 + 1 = 4即對(duì)應(yīng)的壓塊號(hào)為00。(4)根據(jù)公式13計(jì)算壓力調(diào)節(jié)系數(shù)
r n , or* ^±W-0.5*(WM + WS)factor 二 Bf * Df *----
WM + WS^0.45*0.8*(1.0 + 1781-Q-5*(186Q + 9QQV0.412
1860 + 900(5)根據(jù)公式12計(jì)算壓塊的壓力值對(duì)應(yīng)壓塊00= 89. 62* (1+0. 412) = 126. 54右側(cè)壓塊:M1= 121. 79-89. 62*0. 412/2 = 121. 79-18. 46 = 103. 33左側(cè)壓塊01= 175. 39-89. 62*0. 412/2 = 175. 39-18. 46 = 156. 93實(shí)施例二 帶鋼數(shù)據(jù)鋼種DT0144E1、入口厚度2. 26mm、出口厚度0.504mm、寬度 916mm，根據(jù)帶鋼相關(guān)系數(shù)確定原則Bf = 0. 25，最大板形偏差為+121，且出現(xiàn)在板形測(cè)量?jī)x的第10環(huán)，根據(jù)最大板凸度偏差相關(guān)系數(shù)確定原則Df = 0. 2，根據(jù)傳統(tǒng)控制算法公式(1) 計(jì)算出的壓塊壓力為[23. 4,87. 54，106. 46，102. 23，97. 52，85. 33，19. 9]。(1)根據(jù)公式5計(jì)算帶鋼中間到最大板凸度偏差的位置SO
J rw 1 O79'Xfx50- —) =-416mm
n 2 362(2)根據(jù)公式6計(jì)算壓塊長(zhǎng)度
Wd - — = 19” - 215mm M 7(3)根據(jù)公式8計(jì)算最大板凸度所對(duì)應(yīng)的壓塊號(hào)
即對(duì)應(yīng)的
=3-1+1-1=2壓塊號(hào)為02。(4)根據(jù)公式13計(jì)算壓力調(diào)節(jié)系數(shù)
(5)根據(jù)公式12計(jì)算壓塊的壓力值對(duì)應(yīng)壓塊02= 87. 54* (1+0. 042) = 91. 22右側(cè)壓塊01= 106. 46-87. 54*0. 042/2 = 106. 46-1. 84 = 104. 62左側(cè)壓塊03= 23. 4-87. 54*0. 042/2 = 23. 4-1. 84 = 21. 56實(shí)施例三帶鋼數(shù)據(jù)鋼種AN0543D5、入口厚度3. 02mm、出口厚度0.797mm、寬度 1379mm，根據(jù)帶鋼相關(guān)系數(shù)確定原則Bf = 0. 32，最大板形偏差為-151，且出現(xiàn)在板形測(cè)量 儀的第25環(huán)，根據(jù)最大板凸度偏差相關(guān)系數(shù)確定原則Df = 0. 48，根據(jù)傳統(tǒng)控制算法公式 (1)計(jì)算出的壓塊壓力為[98. 15,114. 68,121.22,153. 54,177. 18,137. 78,75. 77]。(1)根據(jù)公式5計(jì)算帶鋼中間到最大板凸度偏差的位置SO (2)根據(jù)公式6計(jì)算壓塊長(zhǎng)度 (3)根據(jù)公式8計(jì)算最大板凸度所對(duì)應(yīng)的壓塊號(hào) 即對(duì)應(yīng)的壓塊號(hào)為Ml。(4)根據(jù)公式13計(jì)算壓力調(diào)節(jié)系數(shù) (5)根據(jù)公式12計(jì)算壓塊的壓力值對(duì)應(yīng)壓塊:M1= 177. 18* (1-0. 154) = 149. 89右側(cè)壓塊:M2= 137. 78+177. 18*0. 154/2 = 137. 78+13. 64 = 151. 42左側(cè)壓塊00= 153. 54+177. 18*0. 154/2 = 153. 54+13. 64 = 167. 18實(shí)施例四參見圖7，圖7為本發(fā)明在某軋機(jī)的DSR板形控制系統(tǒng)上的應(yīng)用效果 圖。該帶鋼的寬度為1476mm，覆蓋板形測(cè)量輥的有效寬度為28環(huán)，其中1-4環(huán)和 33-36環(huán)均為板形偏差為0。通過比較，在本發(fā)明的控制方法使用前，帶鋼寬度方向上的
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板凸度雖然保證了平均絕對(duì)偏差小于101 (&^|4/；| = 2.596 )，但在第30個(gè)測(cè)量環(huán)上帶鋼
的板凸度偏差已經(jīng)超過了 101 (-10. 6543)，即實(shí)際板形已經(jīng)超出了產(chǎn)品質(zhì)量要求；本發(fā) 明的控制方法計(jì)算所獲得的寬度方向上的板形凸度雖然在平均絕對(duì)偏差上超過原有的
方法‘IllA/ih2.729，但在第30測(cè)量環(huán)上的值也小于101，同時(shí)最大板形凸度值也小于
101 (-9. 654)，這表明，通過該方法進(jìn)行的壓力調(diào)節(jié)量計(jì)算保證了實(shí)際帶鋼板形與產(chǎn)品質(zhì)量 要求相一致的目的。本發(fā)明的板形控制方法是為了保持帶鋼寬度方向上的任何凸度點(diǎn)都能夠滿足產(chǎn) 品質(zhì)量的需求，以平均偏差量增加而使最大偏差量減小的板形控制方法，能夠推廣到其它 板形控制算法中，改善帶鋼的板形控制質(zhì)量。
1權(quán)利要求
一種以減少最大偏差量為目標(biāo)的板形控制方法，在計(jì)算壓塊壓力調(diào)節(jié)量時(shí)采用了多變量?jī)?yōu)化控制模型方法，使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作后的實(shí)際板形與目標(biāo)板形的偏差之和為最小，其計(jì)算公式為 <mrow><mi>J</mi><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><msup> <mrow><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>ref</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>mes</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi></munderover><msub> <mi>α</mi> <mi>j</mi></msub><msub> <mi>p</mi> <mi>ij</mi></msub><mo>+</mo><mi>c</mi><mo>]</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中，n表示為板形儀測(cè)量段總數(shù)，i∈(1，n)；m表示DSR板形控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器總數(shù)，j∈(1，m)；refi為根據(jù)板形儀傳感器數(shù)目確定的各段板形設(shè)定值；mesi各段板形測(cè)量值；pij第j個(gè)調(diào)節(jié)器在第i段上的單位調(diào)節(jié)量；αj第j個(gè)調(diào)節(jié)器所需的調(diào)節(jié)量；c為約束條件算子；其特征是在公式(1)計(jì)算出來(lái)的壓塊壓力輸出值的基礎(chǔ)上計(jì)算最大板形凸度偏差值和對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置，然后根據(jù)帶鋼寬度計(jì)算出此區(qū)域所對(duì)應(yīng)的DSR壓塊號(hào)，最后計(jì)算此壓塊的壓力調(diào)節(jié)量，并基于總調(diào)整量不變的原理修正其它壓塊的壓下分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板形控制方法，其特征是所述最大板凸度偏差和帶鋼寬度 位置值計(jì)算公式如下最大板凸度偏差的計(jì)算 式中，Afi為板形測(cè)量?jī)x第i段所對(duì)應(yīng)的板凸度偏差，fm,為板形測(cè)量?jī)x第i段實(shí)際測(cè) 量的板凸度值，為板形測(cè)量?jī)x第i環(huán)設(shè)定的目標(biāo)板凸度，d表示最大板形偏差所對(duì)應(yīng)的 板形測(cè)量?jī)x段數(shù)，d e (Ι,η)；最大板凸度偏差對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置為 從帶鋼中間位置到最大板凸度偏差的距離為 式中，W為帶鋼寬度；wO為最大板凸度偏差對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置，wO e (O, W) ；Lr為板 形測(cè)量輥的有效測(cè)量長(zhǎng)度；SO為從帶鋼中間位置到最大板凸度偏差的距離；η表示傳動(dòng)側(cè) 的最后一環(huán)，η取偶數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板形控制方法，其特征是根據(jù)帶鋼寬度計(jì)算出此區(qū)域所對(duì) 應(yīng)的DSR壓塊號(hào)，壓塊的大小是平均分配的，即， 式中，W為每個(gè)壓塊寬度，L為DSR輥身長(zhǎng)度；M為壓塊總數(shù)；將壓塊從操作側(cè)到傳動(dòng)側(cè)依次進(jìn)行編號(hào)，壓塊1為操作側(cè)第一個(gè)壓塊，壓塊M為傳動(dòng)側(cè) 最后一個(gè)壓塊，M的大小由機(jī)械設(shè)備決定；對(duì)應(yīng)的DSR壓塊號(hào)為 、條件M為偶數(shù)；式中，INT表示對(duì)該數(shù)進(jìn)行舍棄小數(shù)直接取整，sign表示對(duì)該數(shù)值取符號(hào)，如果為負(fù)數(shù) 則結(jié)果為-1，反之為+1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板形控制方法，其特征是計(jì)算此壓塊的壓力輸出值，壓塊壓 力調(diào)節(jié)量的計(jì)算分為三種情況，第一，壓塊位于操作側(cè)邊部P1' = P1* (1. O+sign ( Δ fd) ^factor)P2' = P2-Sign (Afd) *factor*P1(10)式中，P/為操作側(cè)邊部壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值A(chǔ)為傳統(tǒng)控制算法的操作 側(cè)邊部壓塊的壓力輸出值；P2‘為操作側(cè)邊部相鄰壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；P2為 傳統(tǒng)控制算法的操作側(cè)邊部相鄰壓塊的壓力輸出值，factor為壓力輸出量修正系數(shù)； 第二，壓塊位于傳動(dòng)側(cè)邊部 Pm' = Pm* (1. O+sign ( Δ fd) actor)Pm-/ = PtH-Sign (Afd) *factor*PM(11)式中，P/為傳動(dòng)側(cè)邊部壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；Pm為傳統(tǒng)控制算法的傳動(dòng) 側(cè)邊部壓塊的壓力輸出值；Pm-/為傳動(dòng)側(cè)邊部相鄰壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；Psh 為傳統(tǒng)控制算法的傳動(dòng)側(cè)邊部相鄰壓塊的壓力輸出值； 第三，壓塊沒有處于兩側(cè)邊部 Pn/ = PNd*(1. 0+sign(Δ fd)^factor) PNd-!' = PNd-rsign ( Δ fd) *factor*0. 5*PNd PNd+1' = PNd+1_sign (Afd) *factor*0. 5*PNd(12)式中，PNd'為最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng)壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；PNd為傳統(tǒng)控制 算法中最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng)壓塊的壓力輸出值；PNd_/為與最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng)壓塊 相鄰的左側(cè)壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值Tl1為傳統(tǒng)控制算法中與最大板凸度偏差所 對(duì)應(yīng)壓塊相鄰的左側(cè)壓塊的壓力輸出值；pNd+1'為與最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng)壓塊相鄰的右 側(cè)壓塊的最優(yōu)化計(jì)算后壓力輸出值；pNd+1為傳統(tǒng)控制算法中與最大板凸度偏差所對(duì)應(yīng)壓塊 相鄰的左側(cè)壓塊的壓力輸出值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板形控制方法，其特征是所述壓塊壓力調(diào)節(jié)量計(jì)算公式中 的壓力輸出量修正系數(shù)factor的確定由下面公式表示 式中，Bf為與帶鋼規(guī)格有關(guān)的系數(shù)，Bf e (0. 25，0. 45) ；Df為與板凸度偏差有關(guān)的系 數(shù)，Dfe (0.2,0. 8) ；W為當(dāng)前帶鋼寬度；麗為最大帶鋼寬度；WS為最小帶鋼寬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及冷軋帶鋼的板形控制，尤其涉及具有非對(duì)稱控制性能的DSR板形控制方法。一種以減少最大偏差量為目標(biāo)的板形控制方法，是在原有板形自動(dòng)控制系統(tǒng)的板形控制調(diào)節(jié)量計(jì)算方法計(jì)算出來(lái)的壓塊壓力輸出值的基礎(chǔ)上，再計(jì)算最大板形凸度偏差值和對(duì)應(yīng)的帶鋼寬度位置，然后根據(jù)帶鋼寬度計(jì)算出此區(qū)域所對(duì)應(yīng)的DSR壓塊號(hào)，最后計(jì)算此壓塊的壓力調(diào)節(jié)量，并基于總調(diào)整量不變的原理修正其它壓塊的壓下分布。本發(fā)明在不影響控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的情況下，對(duì)最大偏差進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)節(jié)和控制，通過板形執(zhí)行機(jī)構(gòu)(DSR輥)有效地工作，從而保證實(shí)際帶鋼板形凸度能夠達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，減少由于板形統(tǒng)計(jì)算法帶來(lái)的偏差。
文檔編號(hào)B21B37/34GK101850367SQ20091004866
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者吳文彬, 潘剛, 王欣, 羌菊興, 趙會(huì)平 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司