專利名稱：一種冷軋帶鋼板形前饋控制方法
技術領域：
本發明涉及冷軋帶鋼技術領域，具體地，是一種冷軋帶鋼板形前饋控制方法。
背景技術：
隨著國內外裝備制造業的迅猛發展，下游用戶對冷軋帶鋼產品的板形質量要求也日益增高，特別是對于高檔汽車和高端IT產品制造等行業。于是，冷軋帶鋼板形質量業已成為考核帶鋼產品的主要技術指標之一。從控制技術角度來講，冷軋帶鋼板形控制技術是一項融合工藝、設備、液壓、控制和計算機等若干學科知識、控制系統參數間互相耦合的高度復雜技術。國內外各大鋼鐵聯合企業和研究機構投入了大量的人力、物力和財力來研發提高板形控制精度的方法和技術，以期增強鋼鐵企業的核心技術和市場競爭力。冷軋生產過程中，軋制力會受到帶鋼的變形抗力、來料厚度、摩擦因數以及前后張力分布等諸多因素的影響而發生變化。與此同時，冷軋帶鋼自動厚度控制(AGC)系統為了克服軋輥熱膨脹、軋輥磨損等無法精確預知因素所產生的不利影響，需要不斷的調整輥縫分布，從而導致了軋制力在較大范圍內發生變化。軋制力的變化會影響到工作輥的彈性變形，從而影響到所軋帶鋼的板形。極端情況下，如果軋制力變化過大，還會導致帶鋼邊部張力劇增而發生斷帶事故。為了消除軋制力變化對帶鋼板形產生的不利影響，最有效的方法就是依據軋制力變化來對軋機彎輥裝置(包括工作輥、中間輥兩種軋機彎輥裝置)做相應的補償性調整，以此抵消軋制力變化帶來的板形影響，這種控制系統通常被稱為板形前饋控制系統。迄今為止，國內外冷軋帶鋼板形控制技術的研究者們對板形前饋控制技術和系統進行了較為深入的研究。研究者們建立了工作輥與中間輥彎輥相結合的板形前饋控制模型，在這個核心控制模型中，軋制力沿帶鋼寬度方向上的分布和軋輥彎輥對有載輥縫軋制力分布的調控系數是兩個極為關鍵的控制參數。通常情況下，設計者會通過諸如輥系彈性變形模型等理論計算方法來計算多組工況下的上述控制參數，然后將計算好的控制參數依據中間輥橫移位置和帶鋼寬度的不同以表格形式存儲在板形控制系統。上述板形前饋控制系統可以在一定程度上克服軋制力對板形的不利影響，提高板形控制質量；但是如果要進一步提高板形控制精度，它也存在以下兩個缺陷1)冷軋帶鋼軋制是一種受多種因素影響的復雜系統，因此僅憑理論計算方法很難得到精度很高的軋制力沿帶鋼寬度方向上的分布和軋輥彎輥對有載輥縫軋制力分布的調控系數。2)板形在線控制系統包括前饋控制和閉環反饋控制兩個子系統，因而出口板形是這兩個子系統共同作用的結果，也就是說，前饋控制和閉環反饋控制需要相互配合。現在軋機板形閉環反饋控制部分已經比較成熟，其軋機板形調控裝置對板形的調控系數在線自學習算法研究也取得很大進展。但是現有板形前饋控制系統相對孤立的去研究對軋制力進行前饋控制的問題，其使用的控制參數與閉環反饋控制系統所使用的控制參數不能很好的統一，無法將在閉環反饋控制系統中所獲得的高精度控制參數(例如高精度的軋機板形調控裝置對板形的調控系數)應用到板形前饋控制系統。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種冷軋帶鋼板形前饋控制系統，能夠實現以最優工作輥和中間輥彎輥調節量來對在冷軋帶鋼軋制過程中，由于軋制力頻繁波動造成的板形質量變壞問題的有效控制。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種冷軋帶鋼板形前饋控制方法，包括
A、根據每個控制周期內在線實測的軋制力計算出相鄰控制周期之間的軋制力變
B、利用軋制過程現場數據進行單位軋制力變化量所引起板形變化量的在線自學
化量；
習修正；C、根據當前相鄰控制周期間的軋制力變化量、自學習修正后的單位軋制力變化量所引起板形變化量、軋機板形調控裝置的板形調控系數計算出軋機工作輥最優彎輥調節量和中間輥最優彎輥調節量；D、輸出軋機工作輥最優彎輥調節量和中間輥最優彎輥調節量到軋機工作輥和中間輥彎輥裝置，完成本控制周期內的板形前饋控制。進一步地，所述步驟B之前還包括判斷所述軋制力變化量計算模塊計算出的當前軋制力變化量是否超過預先設定的限值，若超過，執行所述步驟B，否則不執行步驟B。進一步地，所述步驟B中，通過以下公式進行在線自學習修正
權利要求
1.一種冷軋帶鋼板形前饋控制方法，其特征在于，包括A、根據每個控制周期內在線實測的軋制力計算出相鄰控制周期之間的軋制力變化B、利用軋制過程現場數據進行單位軋制力變化量所引起板形變化量的在線自學習修正；C、根據當前相鄰控制周期間的軋制力變化量、自學習修正后的單位軋制力變化量所引起板形變化量、軋機板形調控裝置的板形調控系數計算出軋機工作輥最優彎輥調節量和中間輥最優彎輥調節量；D、輸出軋機工作輥最優彎輥調節量和中間輥最優彎輥調節量到軋機工作輥和中間輥彎輥裝置，完成本控制周期內的板形前饋控制。
2.根據權利要求I所述的冷軋帶鋼板形前饋控制方法，其特征在于，所述步驟B之前還包括判斷所述軋制力變化量計算模塊計算出的當前軋制力變化量是否超過預先設定的限值，若超過，執行所述步驟B，否則不執行步驟B。
3.根據權利要求2所述的冷軋帶鋼板形前饋控制方法，其特征在于，所述步驟B中，通過以下公式進行在線自學習修正Δ f j = Δ fj' +Vi X AF' XAOpi = H …，η式中，η為接觸式板形儀對于所軋帶鋼的有效板形測量點個數；Afi為自學習修正后的第i個板形測量點處單位軋制力變化量所引起板形變化量，單位為板形國際單位Ι/ΚΝ或者 I/MN；Af/為自學習修正前的第i個板形測量點處單位軋制力變化量所引起板形變化量； Vi為第i個板形測量點處的學習因子，通常取值為O. 3 2. O之間；AF'為前一控制周期與前二控制周期的軋制力之差；△ σ i為由于前一控制周期與前二控制周期的軋制力波動所造成的第i個板形測量點處帶鋼板形的變化量。
4.根據權利要求3所述的冷軋帶鋼板形前饋控制方法，其特征在于，所述△σ ,的計算方法為第i個板形測量點在當前控制周期開始時由板形儀實時測量的板形減去前一控制周期開始時由板形儀實時測量的板形，再減去各板形調控裝置在前一控制周期內發生的調節量在第i個板形測量點處所產生的板形改變量。
5.根據權利要求4所述的冷軋帶鋼板形前饋控制方法，其特征在于，所述步驟C中，通過以下方法計算出軋機工作輥最優彎輥調節量和中間輥最優彎輥調節量Cl、建立如下冷軋帶鋼板形前饋控制模型
全文摘要
本發明公開了一種冷軋帶鋼板形前饋控制方法，包括A、計算出相鄰控制周期之間的軋制力變化量；B、利用軋制過程現場數據進行單位軋制力變化量所引起板形變化量的在線自學習修正；C、根據當前相鄰控制周期間的軋制力變化量、自學習修正后的單位軋制力變化量所引起板形變化量、軋機板形調控裝置的板形調控系數計算出軋機工作輥最優彎輥調節量和中間輥最優彎輥調節量；D、輸出軋機工作輥最優彎輥調節量和中間輥最優彎輥調節量到軋機工作輥和中間輥彎輥裝置，完成板形前饋控制。本發明的冷軋帶鋼板形前饋控制系統，能夠實現以最優工作輥和中間輥彎輥調節量來對在冷軋帶鋼軋制過程中，由于軋制力頻繁波動造成的板形質量變壞問題的有效控制。
文檔編號B21B37/38GK102581032SQ20121002086
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月30日 優先權日2012年1月30日
發明者解相朋, 趙菁 申請人:中冶南方工程技術有限公司