本發(fā)明涉及板帶材冷軋軋制方法，更具體地說，涉及一種高次板形控制方法。

背景技術(shù)：

板帶材冷軋軋制工序的常規(guī)板形控制流程如圖1a和1b所示。

板形輥測(cè)量得到的實(shí)測(cè)板形曲線與預(yù)先設(shè)定好的目標(biāo)曲線相減，得到板形偏差曲線，自動(dòng)板形控制系統(tǒng)或主操根據(jù)板形偏差來識(shí)別板形缺陷并相應(yīng)調(diào)整板形調(diào)控機(jī)構(gòu)，最終目的是控制板形達(dá)到目標(biāo)曲線的要求。如圖1b所示，曲線A、B及期間的陰影C分別是：

A：目標(biāo)板形曲線

B：實(shí)際板形曲線

C：板形曲線的偏差

現(xiàn)有的板形缺陷識(shí)別和控制方法一般有以下幾種方法：

(1)基于最小二乘原理的多項(xiàng)式模式識(shí)別模型

測(cè)量輥的測(cè)量信號(hào)與目標(biāo)板形相減，得到板形偏差曲線，該曲線經(jīng)最小二乘擬合被轉(zhuǎn)化為4次多項(xiàng)式:

y＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³+a₄x⁴ (1)

將a₁看作板形缺陷中線性部分的分量，由軋輥傾斜調(diào)節(jié)來消除；將a₂看作板形缺陷中拋物線形狀的分量，由彎輥或者CVC位置調(diào)節(jié)來消除；將a₃、a₄看作更高次的板形缺陷分量，由軋輥的分段冷卻控制系統(tǒng)來消除。該方法存在辨識(shí)精度不高，容錯(cuò)性能較差，抗噪音干擾能力差等問題。另外從實(shí)際應(yīng)用效果看，分段冷卻對(duì)高次板形的改善效果并不明顯。

國(guó)內(nèi)專利CN101690949B設(shè)計(jì)了一種含有三次板形的板形閉環(huán)控制方法，該技術(shù)方案在板形模式識(shí)別中考慮了三次板形缺陷，建立板形調(diào)節(jié)影 響系數(shù)矩陣快速計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算出各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的控制輸出增益。該技術(shù)存在局部板形缺陷識(shí)別精度不高的問題。

另外有文獻(xiàn)《UCMW冷連軋機(jī)板形控制系統(tǒng)優(yōu)化》介紹了通過調(diào)整工作輥和中間輥彎輥力分配比例的控制策略，可以在一定程度上控制四次板形。

(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)板形模式識(shí)別

針對(duì)基于最小二乘法的模式識(shí)別方法的不足，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP網(wǎng)絡(luò))來進(jìn)行板形模式識(shí)別，取得了一定效果，該技術(shù)已應(yīng)用到森吉米爾20輥軋機(jī)上。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的非線性逼近能力，因此被廣泛應(yīng)用到工業(yè)過程中。但是，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)板形模式識(shí)別存在訓(xùn)練速度慢、容易陷入局部最優(yōu)、過擬和現(xiàn)象以及泛化能力不能令人滿意等問題，因此在高次板形(局部板形)識(shí)別上存在一定困難。

國(guó)外專利JP02299714A提供了一種關(guān)于箔材(不限于)軋制中的更改目標(biāo)板形的方法，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)方法，在寬度方向?qū)т摲譃閹讉€(gè)部分，分別考慮各個(gè)部分板形的權(quán)重和優(yōu)先級(jí)，在不同的時(shí)候給出不同的目標(biāo)板形，該方法與本專利提供的方法技術(shù)原理不同。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)板形模式識(shí)別多用于20輥軋機(jī)，針對(duì)高次板形缺陷，一般通過寬度方向?qū)?yīng)的單獨(dú)ASU鞍座進(jìn)行控制，效果不明顯。

(3)基于效應(yīng)函數(shù)的板形控制策略

板形控制模型中以效率因子表示板形控制手段的調(diào)節(jié)性能。效率因子是對(duì)各板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)板形調(diào)節(jié)效果的直接描述，與以往所采用的板形參數(shù)的描述方式有著本質(zhì)的不同。板形的控制過程根據(jù)均方誤差方法保證如下函數(shù)極小化：

x_i：帶鋼寬度方向的坐標(biāo)

Δ_σi：x_i點(diǎn)板形的設(shè)定值-實(shí)測(cè)值偏差

v₁，v₂：待計(jì)算的板形執(zhí)行機(jī)構(gòu)1，2等的動(dòng)作大小

p₁，p₂：x_i點(diǎn)板形執(zhí)行機(jī)構(gòu)1，2等的效率因子

g_i：x_i點(diǎn)板形設(shè)定值-實(shí)測(cè)值偏差的權(quán)重因子

n：帶鋼寬度方向的坐標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)

與傳統(tǒng)板形控制模型相比，效應(yīng)函數(shù)模型中不再進(jìn)行板形偏差模式識(shí)別與解耦計(jì)算，而代之以直接的板形調(diào)節(jié)量最小二乘求解，模型中不再涉及一次、二次、四次板形的概念，而是直接從實(shí)測(cè)板形應(yīng)力分布的角度進(jìn)行相關(guān)的分析和計(jì)算。從實(shí)際應(yīng)用效果看，其板形控制的最終目的是整體板形偏差最小，因此殘余板形(可能存在高次板形或局部板形缺陷)通常通過精細(xì)冷卻來消除，實(shí)際應(yīng)用效果不明顯。

目前薄規(guī)格帶鋼在軋制過程易出現(xiàn)的高次板形缺陷，通過針對(duì)國(guó)內(nèi)外公開文獻(xiàn)、專利的檢索發(fā)現(xiàn)，目前都是作為殘余板形在進(jìn)行控制，四、六輥軋機(jī)通過精細(xì)冷卻控制；20輥軋機(jī)通過對(duì)應(yīng)位置的ASU進(jìn)行控制，從實(shí)際應(yīng)用效果看，均不能達(dá)到較為理想的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的薄規(guī)格帶鋼在軋制過程易出現(xiàn)高次板形缺陷、且現(xiàn)有解決方案效果不理想的問題，本發(fā)明的目的是提供一種高次板形控制方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高次板形控制方法，包括以下步驟：執(zhí)行普通板形控制系統(tǒng)流程；將普通板形控制系統(tǒng)流程中的板形偏差曲線引入高次板形控制系統(tǒng)，進(jìn)行高次板形識(shí)別；制定高次板形控制策略，計(jì)算板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的輸出控制增益；制定高次板形控制系統(tǒng)的投入條件和各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的連鎖條件，判斷實(shí)際輸出控制增益是否執(zhí)行；輸出高次板形控制增益到普通板形控制系統(tǒng)；將普通板形控制系統(tǒng)和高次板形控制系統(tǒng)計(jì)算得到的各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)控制增益值相加，得到總控制增益；將總控制增益輸出到PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行板形自動(dòng)控制。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，普通板形控制系統(tǒng)流程包括：通過板形輥得到實(shí)測(cè)板形曲線；根據(jù)后道機(jī)組要求設(shè)定目標(biāo)板形曲線；實(shí)測(cè)板形曲線減去目標(biāo)板形曲線，得到板形偏差曲線；板形控制系統(tǒng)根據(jù)板形偏差曲線進(jìn)行板形識(shí)別和各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)控制增益計(jì)算。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，高次板形識(shí)別包括以下步驟：獲取板形偏差曲線后；統(tǒng)計(jì)距離帶鋼邊部1/8至3/8寬度范圍內(nèi)的板形輥測(cè)量通道；分別計(jì)算操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的高次板形I值的寬度加權(quán)平均值W_ave和D_ave；

操作側(cè)：

傳動(dòng)側(cè)：

分別計(jì)算操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的高次板形的比例因子W_per和D_per：

操作側(cè)高次板形比例因子：

傳動(dòng)側(cè)高次板形比例因子：

上式中：操作側(cè)第一個(gè)范圍內(nèi)板形輥測(cè)量通道的板形I值為W₁，其它在范圍內(nèi)的板形輥測(cè)量通道板形I值依次為W₂，…W_q；對(duì)應(yīng)各通道的寬度則分別為BW₁至BW_q；傳動(dòng)側(cè)第一個(gè)范圍內(nèi)板形輥測(cè)量通道的板形I值為D₁，其它在范圍內(nèi)的板形輥測(cè)量通道板形I值依次為D₂，…D_q；對(duì)應(yīng)各通道的寬度則分別為BD₁至BD_q；I_max為根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)制定的高次板形最大I值。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，針對(duì)6輥軋機(jī)的高次板形控制策略及控制增益為：

在操作側(cè)：

上中間輥的控制方向?yàn)檎蚋Z動(dòng)，其設(shè)定值為δ_{shift_ref_ws}，其控制增益為δ_{shift_act_ws}＝δ_{shift_ref_ws}·W_per；

操作側(cè)彎輥的控制方向?yàn)樵黾訌澼伭?，其設(shè)定值為δ_{bend_ref_ws}，其控制 增益為δ_{bend_act_ws}＝δ_{bend_ref_ws}·W_per；

在傳動(dòng)側(cè)：

下中間輥的控制方向?yàn)檎蚋Z動(dòng)，其設(shè)定值為δ_{shift_ref_ds}，其控制增益為δ_{shift_act_ds}＝δ_{shift_ref_ds}·D_per；

傳動(dòng)側(cè)彎輥的控制方向?yàn)樵黾訌澼伭?，其設(shè)定值為δ_{bend_ref_ds}，其控制增益為δ_{bend_act_ds}＝δ_{bend_ref_ds}·D_per；

其中，操作側(cè)比例因子為W_per，傳動(dòng)側(cè)比例因子為D_per。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，針對(duì)20輥軋機(jī)的高次板形控制策略及控制增益為：

在操作側(cè)：

上中間輥的控制方向?yàn)檎蚋Z動(dòng)，其設(shè)定值為δ_{shift_ref_ws}，其控制增益為δ_{shift_act_ws}＝δ_{shift_ref_ws}·W_per；

操作側(cè)最外側(cè)鞍座的控制方向?yàn)檎蛞苿?dòng)，其設(shè)定值為δ_{asu_ref_ws_1}，其控制增益為δ_{asu_act_ws_1}＝δ_{asu_ref_ws_1}·W_per；

操作側(cè)最外側(cè)相鄰鞍座的控制方向?yàn)檎蛞苿?dòng)，其設(shè)定值為δ_{asu_ref_ws_2}，其控制增益為δ_{asu_act_ws_2}＝δ_{asu_ref_ws_2}·W_per；

在傳動(dòng)側(cè)：

下中間輥的控制方向?yàn)檎蚋Z動(dòng)，其設(shè)定值為δ_{shift_ref_ds}，其控制增益為δ_{shift_act_ds}＝δ_{shift_ref_ds}·D_per；

傳動(dòng)側(cè)最外側(cè)鞍座的控制方向?yàn)檎蛞苿?dòng)，其設(shè)定值為δ_{asu_ref_ds_1}，其控制增益為δ_{asu_act_ds_1}＝δ_{asu_ref_ds_1}·D_per；

傳動(dòng)側(cè)最外側(cè)相鄰鞍座的控制方向?yàn)檎蛞苿?dòng)，其設(shè)定值為δ_{asu_ref_ds_2}，其控制增益為δ_{asu_act_ds_2}＝δ_{asu_ref_ds_2}·D_per；

其中，操作側(cè)比例因子為W_per，傳動(dòng)側(cè)比例因子為D_per。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的輸出控制增益為：實(shí)際輸出控制增益＝設(shè)定值×比例因子，其中操作側(cè)比例因子為W_per，傳動(dòng)側(cè)比例因子為D_per。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，若高次板形控制系統(tǒng)的投入條件和各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的連鎖條件有一項(xiàng)不滿足，則全部的控制增益均置零。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的高次板形控制方法通過高次板形有效識(shí)別、板形控制調(diào)控機(jī)構(gòu)的組合控制策略及相應(yīng)的連鎖條件判斷等板形控制方法，可有效地抑制高次板形。

附圖說明

圖1a和1b為普通板形控制流程圖和板形偏差曲線圖；

圖2為典型的高次板形示意圖；

圖3為帶邊部錐角的上下中間輥示意圖；

圖4a為不同一中間輥竄輥量對(duì)承載輥縫形狀的影響；

圖4b為下中間輥單獨(dú)正向竄動(dòng)20mm板形I值的變化；

圖5為20輥軋機(jī)的ASU鞍座示意圖；

圖6為本發(fā)明的高次板形控制系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有板形控制系統(tǒng)中，增加高次板形控制系統(tǒng)。高次板形一般指1/4浪(包括單雙邊1/4浪，由于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)更接近邊部，或稱之為1/8浪)，其板形缺陷形狀如圖2所示。

因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種高次板形控制方法，包含以下內(nèi)容：

(1)設(shè)計(jì)一種高次板形缺陷識(shí)別方法，根據(jù)板形偏差曲線有效識(shí)別出高次板形并判斷其嚴(yán)重程度；

(2)根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際使用效果，制定抑制高次板形的不同板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的組合控制策略；根據(jù)高次板形缺陷嚴(yán)重程度進(jìn)行控制增益計(jì)算；

(3)制定高次板形控制系統(tǒng)的投入條件，滿足條件后投入高次板形控制；制定各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的連鎖條件并進(jìn)行判斷，滿足條件后輸出相應(yīng)控 制增益；

(4)輸出控制增益到PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行高次板形自動(dòng)控制，根據(jù)高次板形識(shí)別效果進(jìn)行反饋控制。

本發(fā)明可有效改善高次板形缺陷，提高實(shí)物板形質(zhì)量。

在高速穩(wěn)定軋制階段，現(xiàn)有的板形自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定好的目標(biāo)板形一般均可有效控制板形質(zhì)量。但小輥徑軋機(jī)在軋制薄規(guī)格帶鋼時(shí)，容易出現(xiàn)高次板形缺陷且難以消除。

根據(jù)承載輥縫理論計(jì)算和實(shí)際應(yīng)用效果可知，帶錐角的中間輥正向竄動(dòng)(設(shè)定中間輥帶錐度的一端向遠(yuǎn)離帶鋼竄動(dòng)時(shí)為正向竄動(dòng)，如圖3的箭頭方向所示，陰影部分為帶鋼)對(duì)高次板形具有一定的抑制作用。圖4a為通過理論計(jì)算得到的中間輥竄動(dòng)對(duì)承載輥縫形狀的影響，由圖4a可知：上下中間輥正向竄動(dòng)，高次板形位置的承載輥縫有所增加，即此處板形I值減小，對(duì)高次板形起到抑制作用。圖4b為實(shí)際生產(chǎn)時(shí)實(shí)測(cè)的中間輥竄動(dòng)對(duì)板形I值的影響。由圖4b可知：下中間輥單獨(dú)正向竄動(dòng)20mm后，通過板形輥實(shí)測(cè)得到的板形I值的變化也是傳動(dòng)側(cè)高次板形I值減小。

另外從圖4a和圖4b中可知：隨著中間輥的正向竄動(dòng)，邊部承載輥縫減小，邊部板形I值增加，即會(huì)導(dǎo)致邊浪增加。因此隨著中間輥正向竄動(dòng)抑制高次板形的同時(shí)，還需要通過彎輥或ASU等板形調(diào)控機(jī)構(gòu)同步輸出控制增益以補(bǔ)償邊浪的增加，使得高次板形得到抑制，同時(shí)邊浪也滿足要求。

控制單邊高次板形，需要軋機(jī)的板形調(diào)控機(jī)構(gòu)具備非對(duì)稱調(diào)節(jié)能力：

六輥軋機(jī)：需要上下中間輥可以單獨(dú)竄動(dòng)；可進(jìn)行不對(duì)稱彎輥。

20輥軋機(jī)：具備了上下中間輥單獨(dú)竄動(dòng)能力；具備了可單獨(dú)控制的ASU鞍座，如圖5所示，打開輥縫的方向?yàn)檎?/p>

基于上述高次板形控制原理，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種高次板形控制系統(tǒng)來抑制高次板形并提高實(shí)物板形質(zhì)量。

如圖6所示，在常規(guī)板形自動(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)一步增加了高次板形控制系統(tǒng)，如圖6中虛框所示。本發(fā)明的系統(tǒng)可以有效識(shí)別高次 板形缺陷，并通過相關(guān)板形調(diào)控機(jī)構(gòu)組合控制來抑制高次板形并計(jì)算出相應(yīng)輸出控制增益，同時(shí)給出了投入條件和連鎖條件。通過高次板形控制系統(tǒng)計(jì)算得到的各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)控制增益與原板形自動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)輸出增益進(jìn)行疊加，最終得到的輸出控制增益進(jìn)入PLC系統(tǒng)致動(dòng)各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)動(dòng)作以抑制高次板形。

以下詳細(xì)說明本發(fā)明的高次板形控制系統(tǒng)的操作流程，共10個(gè)步驟：

S1：實(shí)測(cè)板形曲線：通過板形輥得到實(shí)測(cè)板形曲線。

S2：目標(biāo)板形曲線：根據(jù)后道機(jī)組要求設(shè)定目標(biāo)板形曲線。

S3：板形偏差曲線：實(shí)測(cè)板形曲線減去目標(biāo)板形曲線，得到板形偏差曲線。

S4：板形控制系統(tǒng)根據(jù)板形偏差曲線進(jìn)行板形識(shí)別和各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)控制增益計(jì)算。

上述S1～S4均為傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)流程。

S5：板形偏差曲線引入高次板形控制系統(tǒng)，進(jìn)行高次板形識(shí)別。

獲取板形偏差曲線后，統(tǒng)計(jì)距離帶鋼邊部1/8至3/8寬度范圍(如圖2所示，該寬度范圍可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào))內(nèi)的板形輥測(cè)量通道，設(shè)操作側(cè)第一個(gè)上述范圍內(nèi)板形輥測(cè)量通道的板形I值號(hào)為W₁，其它在范圍內(nèi)的板形輥測(cè)量通道板形I值依次為W₂，…W_q；對(duì)應(yīng)各通道的寬度則分別為BW₁至BW_q(單位為mm)。設(shè)傳動(dòng)側(cè)第一個(gè)上述范圍內(nèi)板形輥測(cè)量通道的板形I值為D₁，其它在范圍內(nèi)板形輥測(cè)量通道板形I值依次為D₂，…D_q；對(duì)應(yīng)各通道的寬度則分別為BD₁至BD_q(單位為mm)。

分別計(jì)算操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的高次板形I值的寬度加權(quán)平均值W_ave和D_ave，計(jì)算公式為：

操作側(cè)：

傳動(dòng)側(cè)：

分別計(jì)算操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的高次板形的比例因子W_per和D_per：

操作側(cè)高次板形比例因子：

傳動(dòng)側(cè)高次板形比例因子：

式中，I_max為根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)制定的高次板形最大I值。

比例因子W_per和D_per進(jìn)行限幅，上限為1，超過1的值均限幅為1，避免單個(gè)控制周期輸出過大，影響軋制穩(wěn)定；下限為0.3，當(dāng)比例因子小于0.3，均限幅為零。認(rèn)為高次板形缺陷基本消除，可不用進(jìn)行控制，避免過小的無效輸出。

S6：制定高次板形控制策略，計(jì)算板形調(diào)控機(jī)構(gòu)輸出控制增益。

針對(duì)6輥軋機(jī)，高次板形的控制策略是中間輥正向竄動(dòng)且同時(shí)彎輥力增加，具體來說：

在操作側(cè)：

上中間輥的控制方向?yàn)檎蚋Z動(dòng)，其設(shè)定值為δ_{shift_ref_ws}，其控制增益為δ_{shift_act_ws}＝δ_{shift_ref_ws}·W_per；

操作側(cè)彎輥的控制方向?yàn)樵黾訌澼伭?，其設(shè)定值為δ_{bend_ref_ws}，其控制增益為δ_{bend_act_ws}＝δ_{bend_ref_ws}·W_per；

在傳動(dòng)側(cè)：

下中間輥的控制方向?yàn)檎蚋Z動(dòng)，其設(shè)定值為δ_{shift_ref_ds}，其控制增益為δ_{shift_act_ds}＝δ_{shift_ref_ds}·D_per；

傳動(dòng)側(cè)彎輥的控制方向?yàn)樵黾訌澼伭?，其設(shè)定值為δ_{bend_ref_ds}，其控制增益為δ_{bend_act_ds}＝δ_{bend_ref_ds}·D_per；

具體各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的設(shè)定值和控制增益計(jì)算見表1。

表1：高次板形控制策略及控制增益計(jì)算表(針對(duì)6輥軋機(jī))

針對(duì)20輥軋機(jī)，高次板形的控制策略是中間輥正向竄動(dòng)且同時(shí)最外側(cè)兩個(gè)鞍座正向移動(dòng)(增加輥縫)，具體來說：

在操作側(cè)：

上中間輥的控制方向?yàn)檎蚋Z動(dòng)，其設(shè)定值為δ_{shift_ref_ws}，其控制增益為δ_{shift_act_ws}＝δ_{shift_ref_ws}·W_per；

操作側(cè)最外側(cè)鞍座的控制方向?yàn)檎蛞苿?dòng)，其設(shè)定值為δ_{asu_ref_ws_1}，其控制增益為δ_{asu_act_ws_1}＝δ_{asu_ref_ws_1}·W_per；

操作側(cè)最外側(cè)相鄰鞍座的控制方向?yàn)檎蛞苿?dòng)，其設(shè)定值為δ_{asu_ref_ws_2}，其控制增益為δ_{asu_act_ws_2}＝δ_{asu_ref_ws_2}·W_per；

在傳動(dòng)側(cè)：

下中間輥的控制方向?yàn)檎蚋Z動(dòng)，其設(shè)定值為δ_{shift_ref_ds}，其控制增益為δ_{shift_act_ds}＝δ_{shift_ref_ds}·D_per；

傳動(dòng)側(cè)最外側(cè)鞍座的控制方向?yàn)檎蛞苿?dòng)，其設(shè)定值為δ_{asu_ref_ds_1}，其控制增益為δ_{asu_act_ds_1}＝δ_{asu_ref_ds_1}·D_per；

傳動(dòng)側(cè)最外側(cè)相鄰鞍座的控制方向?yàn)檎蛞苿?dòng)，其設(shè)定值為δ_{asu_ref_ds_2}，其控制增益為δ_{asu_act_ds_2}＝δ_{asu_ref_ds_2}·D_per；

具體各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的設(shè)定值和控制增益計(jì)算見表2。

表2：高次板形控制策略及控制增益計(jì)算表(針對(duì)20輥軋機(jī))

上述各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的設(shè)定值需根據(jù)軋機(jī)具體配置、板形自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制周期及各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的板形調(diào)控效果、響應(yīng)速度來進(jìn)行設(shè)置。

上述各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的實(shí)際輸出控制增益＝設(shè)定值×比例因子(操作 側(cè)比例因子為W_per，傳動(dòng)側(cè)比例因子為D_per)。

S7：制定高次板形控制系統(tǒng)投入條件和各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)連鎖條件，判斷實(shí)際輸出控制增益是否執(zhí)行

S7.1：高次板形控制系統(tǒng)投入條件判斷：

為保證軋制穩(wěn)定性，減少斷帶風(fēng)險(xiǎn)，在穩(wěn)定軋制階段(無加減速信號(hào)，軋制速度一般在200mpm以上)才投入高次板形控制系統(tǒng)。另外需根據(jù)邊部板形I值判斷是否存在邊浪，如邊浪存在，則不投入高次板形控制系統(tǒng)。

S7.2：板形調(diào)控機(jī)構(gòu)連鎖條件判斷：

如某一個(gè)板形調(diào)控機(jī)構(gòu)已達(dá)到或接近其最大設(shè)備能力，且輸出控制增益會(huì)繼續(xù)增加該趨勢(shì)，則全部的輸出控制增益置零。

針對(duì)20輥軋機(jī)，如邊部ASU鞍座間的相互位置差已達(dá)到或接近設(shè)備最大允許值，且輸出控制增益會(huì)進(jìn)一步增加位置差，則全部的控制增益置零。

上述條件(包括高次板形控制系統(tǒng)投入條件判斷和板形調(diào)控機(jī)構(gòu)連鎖條件判斷)有一項(xiàng)不滿足，則全部的控制增益均置零。否則會(huì)出現(xiàn)邊浪和高次板形交替出現(xiàn)，竄輥曲線來回振蕩，不利于穩(wěn)定軋制和板形控制。

S8：輸出高次板形控制增益到傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)

完成高次板形控制系統(tǒng)投入條件和各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)連鎖條件判斷后，如果滿足全部條件，則將各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的控制增益輸出到傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)。

S9：將傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)和高次板形控制系統(tǒng)計(jì)算得到的各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)控制增益值相加，得到總控制增益。

在S7中，制定了高次板形控制系統(tǒng)投入條件和各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)連鎖條件。在穩(wěn)定軋制階段，常規(guī)一次、二次板形基本得到控制，此時(shí)進(jìn)行高次板形控制風(fēng)險(xiǎn)可控。

S10：總控制增益輸出到PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行板形自動(dòng)控制

總控制增益輸出到PLC控制系統(tǒng)，致動(dòng)各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)進(jìn)行板形控制。

下面通過一個(gè)實(shí)施例來進(jìn)一步說明上述技術(shù)方案。

設(shè)軋機(jī)為20輥森吉米爾軋機(jī)，上下1中間輥竄輥行程為±60mm，7個(gè)ASU鞍座，行程0～80mm，相鄰鞍座間最大位置差20mm。

板形輥為ABB板形輥，操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)各13個(gè)測(cè)量通道，測(cè)量通道寬度為26mm；中部13個(gè)測(cè)量通道，測(cè)量通道寬度為52mm。

設(shè)帶鋼寬度為1000mm，厚度0.6mm。

通過板形輥得到實(shí)測(cè)板形曲線，減去目標(biāo)板形曲線后得到板形偏差曲線并輸入高次板形控制系統(tǒng)。

距離操作側(cè)1/8寬度和3/8寬度的板形輥測(cè)量通道共有5個(gè)通道，設(shè)板形偏差值W₁…W_q分別為(4I、9I、16I、14I、6I)，各通道寬度BW₁至BW_q分別為(26mm、26mm、26mm、52mm、52mm)。

距離傳動(dòng)側(cè)1/8寬度和3/8寬度的板形輥測(cè)量通道共有5個(gè)通道，板形偏差值D₁…D_q分別為(3I、6I、8I、4I、2I)，各通道寬度BD₁至BD_q分別為(26mm、26mm、26mm、52mm、52mm)。

根據(jù)式(3)至式(6)，計(jì)算得到操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的高次板形I值的寬度加權(quán)平均值W_ave和D_ave分別為9.86I和4.14I。

設(shè)I_max＝15I，則操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)高次板形的比例因子W_per和D_per分別為65.7％和27.6％。

傳動(dòng)側(cè)單邊高次板形比例因子D_per小于0.3，認(rèn)為傳動(dòng)側(cè)高次板形缺陷基本消除，因此傳動(dòng)側(cè)單邊高次板形比例因子D_per設(shè)置為0。操作側(cè)比例因子W_per保持不變?yōu)?5.7％。

高次板形的控制策略和控制增益計(jì)算如下：

操作側(cè)高次板形：

上中間輥正向竄動(dòng)設(shè)定值δ_{shift_ref_ws}＝1.5mm，控制增益為δ_{shift_act_ws}＝δ_{shift_ref_ws}×W_per＝1.5×65.7％＝0.986mm。

20輥軋機(jī)：操作側(cè)最外側(cè)兩個(gè)鞍座設(shè)定值δ_{asu_ref_ws_1}和δ_{asu_ref_ws_2}分別為1mm和0.8mm，則操作側(cè)最外側(cè)兩個(gè)鞍座的控制增益δ_{asu_act_ws_1} 和δ_{asu_act_ws_2}分別為0.657mm和0.526mm。

傳動(dòng)側(cè)高次板形：

下中間輥正向竄動(dòng)設(shè)定值δ_{shift_ref_ws}＝1.5mm；傳動(dòng)側(cè)最外側(cè)兩個(gè)鞍座設(shè)定值δ_{asu_ref_ds_1}和δ_{asu_ref_ds_2}分別為1mm和0.8mm。因傳動(dòng)側(cè)單邊高次板形比例因子D_per設(shè)置為0，因此控制增益均為0。

判斷高次板形控制系統(tǒng)投入條件和各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)連鎖條件是否滿足：

設(shè)當(dāng)前軋制速度大于200mpm，進(jìn)入穩(wěn)定軋制狀態(tài)，操作側(cè)邊部實(shí)際板形與目標(biāo)板形基本一致。滿足高次板形控制系統(tǒng)投入條件。

設(shè)上中間輥當(dāng)前位置值為35mm，未達(dá)到或接近中間輥行程極限值(-60～+60mm)。設(shè)操作側(cè)最外側(cè)三個(gè)ASU鞍座的當(dāng)前位置值分別為15mm、25mm和40mm，未達(dá)到或接近鞍座行程極限值(0～80mm)，相鄰鞍座之間的最大位置差為15mm，低于設(shè)備最大允許值20mm。滿足板形調(diào)控機(jī)構(gòu)連鎖條件。

上述條件均滿足，則上中間輥控制增益δ_{shift_act_ws}＝0.986mm，操作側(cè)最外側(cè)兩個(gè)鞍座的控制增益δ_{asu_act_ws_1}和δ_{asu_act_ws_2}分別為0.657mm和0.526mm。

該組數(shù)據(jù)輸出到傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)和高次板形控制系統(tǒng)計(jì)算得到的各板形調(diào)控機(jī)構(gòu)控制增益進(jìn)行相加。設(shè)當(dāng)前一次、二次板形控制良好，傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)當(dāng)前無控制增益輸出，則總控制增益即為高次板形控制增益。

總控制增益輸出到PLC系統(tǒng)中，致動(dòng)上中間輥和操作側(cè)邊部最外側(cè)兩個(gè)鞍座同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)位置控制，抑制操作側(cè)單邊高次板形，同時(shí)不會(huì)增加操作側(cè)邊浪。

綜上所述，本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

現(xiàn)有技術(shù)中沒有專門針對(duì)高次板形的板形識(shí)別和控制方法，已有的技術(shù)中通過精細(xì)冷卻或20輥軋機(jī)單個(gè)ASU來控制殘余板形，實(shí)際高次板形 改善效果不明顯。而本發(fā)明通過在原板形自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加新的高次板形控制系統(tǒng)，更有效地改善高次板形缺陷，提高實(shí)物板形質(zhì)量。

本發(fā)明在冷軋生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景：適用于6輥軋機(jī)，18輥、20輥軋機(jī)及其它多輥軋機(jī)，適用于多機(jī)架(2機(jī)架及以上)串聯(lián)連軋機(jī)和單機(jī)架軋機(jī)；上述軋機(jī)需具備帶有邊部錐角的可單獨(dú)竄動(dòng)的中間輥。如需控制單邊高次板形，則上述軋機(jī)還需具備非對(duì)稱彎輥能力。本發(fā)明適用于金屬板帶(包括箔材)軋制。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。