CN101966535B - 一种基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法 - Google Patents

Abstract

一种基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，其特征在于，当来料凸度落在第一机架的凸度调控能力范围内时，则由第一机架去消除此凸度偏差；当来料凸度不在第一机架的凸度调控能力范围内时，则第一机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，剩余的凸度偏差由第二机架去消除；当第二机架能完全消除此凸度偏差时，由第二机架去控制，若消除不了，则第二机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，剩余的凸度偏差由第三机架去控制。根据本发明的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，该设定方法通过在连轧机组的前续机架对来料凸度波动的消除，降低来料凸度波动对成品带钢板形的影响，从而提高带钢板形的控制精度。

Description

一种基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法

技术领域

本发明属于板带材轧制中的板形控制领域，特别是，本发明涉及一种基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法。

背景技术

(1)带钢板形

板形是冷轧带钢的一项重要质量指标，作为其评价指标可以用平直度来衡量，平直度λ的定义是取一定长度的带钢自然地放在一个平台上，用专用工具如锥形尺测量带钢与平台平面的贴紧程度，所测得的浪形高度与浪距之比即为平直度λ。

λ＝R_v/L_v    (1)

式中，Rv是浪高，Lv是浪距。

带钢板形产生的实质是由于带钢沿宽度方向上厚度的压下不一致，导致其宽度方向上的延伸不均，延伸大的部位较易出现浪形。国际通用的表示带钢板形单位是I单位，是用相对长度差来表示的，一个I单位相当于相对延伸长度差为10^-5。经理论推导，可以得出带钢平直度λ与相对长度差ε之间存在如下关系：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{{\mathrm{\π}}^2}{4}{\mathrm{\λ}}^2---\left(2\right)$

上式表明，带钢浪形(平直度)可以作为相对长度差的代替量。只要测出带钢平直度λ，就可以求出相对长度差。对于冷轧板形质量而言，当然是表征板形的平直度或I值越小越好。

对于冷轧原料的热轧卷，其断面一般不是严格的矩形断面，而为中间略厚，边部稍薄的断面形状，如图1所示。图中hc为中部厚度，he为边部厚度，两者之差值定义为带钢凸度，用Ch表示，即带钢凸度Ch＝hc-he；

(2)带钢平直条件

前已述及，要使带钢在轧制过程中维持平直，其条件就是保证带钢沿宽度方向各处有均匀的延伸，即应保证来料带钢横断面形状与承载辊缝的几何形状相匹配，带钢的轧前与轧后断面各处的尺寸比例恒定。

带钢比例凸度Cp的定义是：带钢凸度Ch与轧件平均厚度Hm之比。

对每架轧机来说，入口比例凸度是带钢入口凸度CH与入口厚度H的比值；出口比例凸度是带钢出口凸度Ch与出口厚度h的比值。

平坦判据δ，则是入口比例凸度(CH/H)与出口比例凸度(Ch/h)的差值：

δ＝(CH/H)-(Ch/h)    (3)

如果入口比例凸度与出口比例凸度相等，平坦判据δ等于零，表明带钢入口截面与出口截面完全几何相似，轧出的带钢就是平坦的。

在连轧机上，这一架的入口比例凸度，就是上一架的出口比例凸度。因此，平坦度控制是要保持各机架比例凸度相等。

凸度控制是各个单机架的控制行为。而平坦度控制取决于相邻机架之间凸度控制的协调一致。在控制中，追求满足凸度目标值与追求满足比例凸度目标值，有可能顾此失彼(例如当成品比例凸度的目标值与精轧入口中间坯实际的比例凸度值不相等的情况)。这就是存在于凸度控制与平坦度控制之间的耦合关系。

图2是带钢轧制变形前和变形后的横断面形状，Hc和He分别表示带钢变形前中部和边部的厚度；hc和he分别表示带钢变形后中部和边部的厚度。

为了获得平直的带钢，应使带钢中部和边部有相等延伸量，应该保证

$\frac{H_c}{h_c}=\frac{H_e}{h_e}---\left(4\right)$

由此推导出

$\frac{C_H}{H}=\frac{C_h}{h}---\left(5\right)$

将带钢凸度与厚度的比值定义为比例凸度，则上式的含义为轧前带钢比例凸度等于轧后带钢比例凸度。对于连轧机而言，板形控制即是要保持各机架比例凸度相等。

当然这里并不是说当轧前轧后比例凸度差值不等于0时，就一定会出现板形缺陷。只要带钢宽度上各点的不均匀延伸不超过一定的限度，带钢内部残余应力尚未超过带钢产生翘曲的极限应力时，带钢仍会维持自身平直的稳定状态。所以根据板壳的弹性稳定理论，实际带钢良好板形条件可表达为

$-\mathrm{\&beta;\&alpha;}{\left(\frac{h}{B}\right)}^{\mathrm{\&gamma;}}<\frac{C_H}{H}-\frac{C_h}{h}<\mathrm{\&alpha;}{\left(\frac{h}{B}\right)}^{\mathrm{\&gamma;}}---\left(6\right)$

式中，B是带钢的宽度，h是带钢的厚度。α，β，γ是经验系数(一般取α＝40，β＝2，γ＝2或1.86)。

只要轧前轧后比例凸度差值处于判别式(6)的区间范围内，即使其不等

借助于金属的横向流动，带钢将仍然是平坦的。这个区间定名为“平坦死区”。

将判别式(6)中的参数用某1550UCMW冷连轧机各个机架的实际数值代入，可以画出“平坦死区”的实际范围(如图3)。由图3可见，从一机架(ST1)到五机架(ST5)，“平坦死区”是不断缩小的。说明在冷连轧组的上游机架是允许在一定程度上改变轧制前后的比例凸度，而不会造成机组出口的板形问题。这也是本发明所利用的控制思路。

(3)冷轧板形控制

典型的冷轧板形自动控制系统结构如图4所示，板形的在线控制通常是基于机组最后一个机架即五机架(ST5)出口设置的板形仪，以板形仪实测的板形信号为反馈信息，计算实际板形与控制目标板形的偏差，并通过板形反馈控制模型分析计算消除这些偏差所需的板形调控执行机构调节量，然后不断地对轧机的各板形调节执行机构(主要为轧辊倾斜、轧辊弯辊和轧辊窜动)发出调节指令，使轧机能对轧制中的带钢板形进行连续的、动态的、实时的调节，最终使轧后产品的板形良好。

然而，针对冷连轧机板形闭环反馈控制，由于被控对象具有延迟、受干扰较多，尤其是在热轧来料凸度波动较大的情况下，只利用板形闭环反馈控制系统往往得不到理想的控制效果。

来料带钢凸度波动是对成品带钢板形质量影响最大的因素之一，尤其是在带头带尾部分。如上所述，凸度控制是各个单机架的控制行为。而平坦度控制取决于相邻机架之间凸度控制的协调一致。在控制中，追求满足凸度目标值与追求满足比例凸度目标值，有可能顾此失彼。因此，如何将带钢凸度在冷连轧组的上游机架控制在一个最佳目标是缓解最后机架(ST5)板形反馈控制压力的有效手段。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的就是提供一种基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，该设定方法通过在连轧机组的前续机架对来料凸度波动的消除，降低来料凸度波动对成品带钢板形的影响，从而提高带钢板形的控制精度。

所述方法就是研究和开发基于入口断面厚度分布的板形控制理论和方式，实现凸度控制与平坦度控制的解耦，可以弥补闭环反馈控制的缺点(反馈控制属于基于被控对象的偏差的控制方式)，更进一步提高板形控制精度，达到在前续机架尽量消除凸度波动，降低来料凸度波动对成品带钢板形的影响。这样做从工艺角度可以完善现有的控制策略及板形控制模型，从控制学角度上弥补板形闭环反馈控制的缺点(反馈控制属于基于被控对象的偏差的控制方式)，进一步提高板形控制精度。

本发明的技术方案如下：

一种基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，其特征在于，所述冷轧板形前馈控制设定方法系一种接力式控制方法，即，当来料凸度落在第一机架的凸度调控能力范围内时，则由第一机架去消除此凸度偏差；当来料凸度不在第一机架的凸度调控能力范围内时，则第一机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，剩余的凸度偏差由第二机架去消除；当第二机架能完全消除此凸度偏差时，由第二机架去控制，若消除不了，则第二机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，剩余的凸度偏差由第三机架去控制。

根据本发明的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，其特征在于，所述方法系一种分配式控制方法，即，将来料凸度与目标凸度偏差按一定比例分配到前三个机架进行控制。

根据本发明的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，所述方法在第一机架前设置凸度仪，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)对于具体五机架冷连轧机组而言，首先确定如下参数：

1)由影响函数法确定各机架的凸度调控能力范围：

第一机架凸度调控能力范围，即C1max～C1min为-200μm～+150μm；

第二机架凸度调控能力范围，即C2max～C2min为-200μm～+150μm；

第三机架凸度调控能力范围，即C3max～C3min为-200μm～+150μm；

第四机架凸度调控能力范围，即C4max～C4min为-200μm～+150μm；

第五机架凸度调控能力范围，即C5max～C5min为-200μm～+150μm；

2)按前述带钢平直条件和成品目标凸度C5确定各机架入口目标凸度C0、C1、C2、C3和C4，即设定C5＝10μm，则C0＝52μm，C1＝35μm，C2＝24μm，C3＝17μm，C4＝12μm，且满足下式关系，

$\frac{C0}{H}=\frac{C1}{h1}=\frac{C2}{h2}=\frac{C3}{h3}=\frac{C4}{h4}=\frac{C5}{h5}---\left(7\right)$

式中，H为热轧来料厚度，h1～h5分别为各机架出口带钢厚度，

3)由第一机架前的凸度仪测量出第一机架入口带钢的目标凸度C0和凸度偏差ΔC0，C0＝52μm，ΔC0＝±50μm，

(2)基于上述条件，按接力式控制方式的板形调控步骤为：

若第一机架入口带钢的凸度落在第一机架的凸度调控能力范围，即-200μm≤C0+ΔC0≤+150μm内，即

C1min≤C0+ΔC0≤C1max    (8)

则由第一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0，并通过第一机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第一机架的凸度偏差进行前馈控制，使第一机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

(3)若第一机架入口带钢的凸度不在第一机架的凸度调控能力范围，则第一机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，并确定超出的凸度偏差ΔC0^*；

ΔC0^*＝(C0+ΔC0)-C1max    if(C0+ΔC0)＞C1max

ΔC0^*＝C1min-(C0+ΔC0)    if(C0+ΔC0)＜C1min    (9)

(4)计算ΔC0^*遗传至第一机架后的凸度偏差ΔC1；

$\mathrm{\&Delta;C}1=\frac{h1\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{C0}^{*}}{H}---\left(10\right)$

(5)类似(2)、(3)步骤，即确认第二机架入口带钢的凸度是否落在第二机架的凸度调控能力范围内，

C2min≤C1+ΔC1≤C2max    (11)

若第二机架的凸度仍超出其凸度调控能力范围，则再类似步骤(4)，计算遗传至第二机架后的凸度偏差ΔC2，进行第三机架的上述计算，以消除凸度偏差。

根据本发明所述的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，所述方法在第一机架前设置凸度仪，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)对于具体5机架冷连轧机组而言，首先确定由影响函数法确定各机架的凸度调控能力范围：

第一机架凸度调控能力范围(C1max，C1min)；(-200μm～+150μm)

第二机架凸度调控能力范围(C2max，C2min)；(-200μm～+150μm)

第三机架凸度调控能力范围(C3max，C3min)；(-200μm～+150μm)

第四机架凸度调控能力范围(C4max，C4min)；(-200μm～+150μm)

第五机架凸度调控能力范围(C5max，C5min)；(-200μm～+150μm)

2)按前述带钢平直条件和成品目标凸度C5确定各机架入口目标凸度C0、C1、C2、C3和C4(设定C5＝10μm，则C0＝52μm，C1＝35μm，C2＝24μm，C3＝17μm，C4＝12μm)，即

$\frac{C0}{H}=\frac{C1}{h1}=\frac{C2}{h2}=\frac{C3}{h3}=\frac{C4}{h4}=\frac{C5}{h5}---\left(12\right)$

式中，H为热轧来料厚度，h1～h5分别为各机架出口带钢厚度。

3)由第一机架前的凸度仪测量出第一机架入口带钢的目标凸度C0和凸度偏差ΔC0(C0＝52μm，ΔC0＝±50μm)

4)若第一机架入口带钢的瞬时凸度偏差ΔC0为50μm，根据分配式控制策略，按0.5，0.25，0.25系数，分配到前三架的入口凸度偏差分别为

ΔC0#＝0.5×ΔC0＝25μm，

ΔC1#＝0.25×ΔC0×h1/H＝0.25×50×1.7579/2.6＝8.45μm

ΔC2#＝0.25×ΔC0×h2/H＝0.25×50×1.1909/2.6＝5.73μm

5)由第一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0#，通过第一机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第一机架的凸度偏差进行前馈控制，使第一机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

6)由第二机架入口带钢的凸度偏差ΔC1#，通过第二机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第二机架的凸度偏差进行前馈控制，使第二机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

7)由第三机架入口带钢的凸度偏差ΔC2#，通过第三机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第三机架的凸度偏差进行前馈控制，使第三机架出口带钢的凸度达到目标凸度。

本发明技术方案的原理如下：

(1)基于来料板廓的板形前馈控制设定

针对图4经典冷轧板形自动控制系统中的板形闭环反馈控制执行过程中存在的问题，提出如图5所示的基于来料板廓的板形前馈控制设定。

如图5所示，基于第一机架(ST1)入口设置的凸度仪，以凸度仪实测的来料板廓信号为前馈信息，将来料带钢凸度的偏差不断地予以检测，并通过板形前馈控制模型计算出这些偏差的分配量，发送至板形调控执行机构，在冷连轧组的上游机架予以控制消除，从而缓解最后机架(ST5)的板形反馈控制压力，最终使轧后产品的板形良好。

(2)基于来料板廓的板形前馈控制模型策略

基于来料板廓的板形前馈控制是根据来料带钢凸度检测值，实时地对第第一机架、第1～第二机架或1～第三机架进行目标凸度控制，从而消除带钢来料凸度偏差，针对前馈设定提出两种具体的设定方法。

1)接力式控制策略

接力式控制策略即当来料凸度落在第一机架的凸度调控能力范围内时，则由第一机架去消除此凸度偏差。当来料凸度不在第一机架的凸度调控能力范围内时，则第一机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，剩余的凸度偏差由第二机架去消除。当第二机架能完全消除此凸度偏差时，由第二机架去控制，若消除不了，则第二机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，剩余的凸度偏差由第三机架去控制。

2)分配式控制策略

分配式控制策略即将来料凸度与目标凸度偏差按一定比例分配到前三个机架进行控制。

这两种控制策略各有优点：

接力式控制策略：根据前述的板形“平坦死区”概念，越是前续机架，其“平坦死区”越宽，意味着在一定程度上的轧制前后比例凸度变化，不会造成机组出口的板形问题。所以接力式控制策略可将凸度的改变对板形产生的影响降到最低。

分配式控制策略：在这种控制策略下，由于每个机架控制的凸度偏差量小，所以对参与凸度控制的各机架负担小。

这两种控制策略应依据现场条件进行选择。

根据本发明的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，该设定方法通过在连轧机组的前续机架对来料凸度波动的消除，降低来料凸度波动对成品带钢板形的影响，从而提高带钢板形的控制精度。

附图简单说明

图1为带钢断面形状图。

图2为带钢轧制前后带钢断面变化示意图。

图3为带钢板形的“平坦死区”示意图。

图4为通常的冷轧板形自动控制系统示意图。

图5为本发明的基于来料板廓的板形前馈控制设定模式图。

图6为接力式控制策略投入后的板形控制效果图。

图7为分配式控制策略(按0.5，0.25，0.25系数)投入后的板形控制效果图。

图中，1为凸度仪，2为板形仪，3为支持辊，4为中间辊，5为工作辊。ST1，ST2，ST3，ST4，ST5分别表示第一、二、三、四，五机架。

具体实施方式

以下，举实施例，具体说明本发明。

实施例1一种接力式冷轧板形前馈控制设定方法

基本数据

◆支持辊直径：1200mm；

◆中间辊直径：465mm；

◆工作辊直径：410mm

◆支持辊辊身长度：1550mm

◆中间辊辊身长度：1525mm

◆工作辊辊身长度：1705mm

◆中间辊弯辊：0～50ton

◆工作辊弯辊：-18～+36ton

◆带钢宽度：1200mm；

◆来料带钢厚度：2.6mm；

◆成品带钢厚度：0.5mm；

◆来料带钢凸度：40μm。

机架参数

机架	ST1	ST2	ST3	ST4	ST5
						压下分配％	0.401	0.270	0.174	0.109	0.046
出口厚度mm	1.7579	1.1909	0.8255	0.5966	0.5
						变形抗力Mpa	400	400	500	600	400
带钢速度mpm	302	452	653	903	1064

不同设定方式板形前馈控制模型投入后的控制效果分别如图6、7所示。从控制的结果可见，在前馈控制模型投入的情况下，由于来料带钢凸度波动所造成的成品带钢板形波动明显减弱，达到了提高成品带钢板形质量的目的。

实施例2一种分配式冷轧板形前馈控制设定方法

基本数据如同实施例1。

◆支持辊直径：1200mm；

◆中间辊直径：465mm；

◆工作辊直径：410mm；

◆支持辊辊身长度：1550mm

◆中间辊辊身长度：1525mm

◆工作辊辊身长度：1705mm

◆中间辊弯辊：0～50ton

◆工作辊弯辊：-18～+36ton

◆带钢宽度：1200mm；

◆来料带钢厚度：2.6mm；

◆成品带钢厚度：0.5mm；

◆来料带钢凸度：40μm。

◆

机架参数

机架	ST1	ST2	ST3	ST4	ST5
						压下分配％	0.401	0.270	0.174	0.109	0.046
出口厚度mm	1.7579	1.1909	0.8255	0.5966	0.5
						变形抗力Mpa	400	400	500	600	400
带钢速度mpm	302	452	653	903	1064

对于具体5机架冷连轧机组而言，首先确定如下参数：

1)由影响函数法确定各机架的凸度调控能力范围：

第一机架凸度调控能力范围(C1max，C1min)；(-200μm～+150μm)

第二机架凸度调控能力范围(C2max，C2min)；(-200μm～+150μm)

第三机架凸度调控能力范围(C3max，C3min)；(-200μm～+150μm)

第四机架凸度调控能力范围(C4max，C4min)；(-200μm～+150μm)

第五机架凸度调控能力范围(C5max，C5min)；(-200μm～+150μm)

2)按前述带钢平直条件和成品目标凸度C5确定各机架入口目标凸度C0、C1、C2、C3和C4(设定C5＝10μm，则C0＝52μm，C1＝35μm，C2＝24μm，C3＝17μm，C4＝12μm)，即

$\frac{C0}{H}=\frac{C1}{h1}=\frac{C2}{h2}=\frac{C3}{h3}=\frac{C4}{h4}=\frac{C5}{h5}---\left(13\right)$

式中，H为热轧来料厚度，h1～h5分别为各机架出口带钢厚度。

3)由第一机架前的凸度仪测量出第一机架入口带钢的目标凸度C0和凸度偏差ΔC0(C0＝52μm，ΔC0＝±50μm)

4)若第一机架入口带钢的瞬时凸度偏差ΔC0为50μm，根据分配式控制策略，按0.5，0.25，0.25系数，则分配到前三架的入口凸度偏差分别为

ΔC0#＝0.5×ΔC0＝25μm，

ΔC1#＝0.25×ΔC0×h1/H＝0.25×50×1.7579/2.6＝8.45μm

ΔC2#＝0.25×ΔC0×h2/H＝0.25×50×1.1909/2.6＝5.73μm

5)由第一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0#，通过第一机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第一机架的凸度偏差进行前馈控制，使第一机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

6)由第二机架入口带钢的凸度偏差ΔC1#，通过第二机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第二机架的凸度偏差进行前馈控制，使第二机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

7)由第三机架入口带钢的凸度偏差ΔC2#，通过第三机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第三机架的凸度偏差进行前馈控制，使第三机架出口带钢的凸度达到目标凸度。

根据本发明的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，该设定方法通过在连轧机组的前续机架对来料凸度波动的消除，降低来料凸度波动对成品带钢板形的影响，从而提高带钢板形的控制精度。

Claims (6)

1.一种基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，其特征在于，所述冷轧板形前馈控制设定方法系根据来料凸度与目标凸度偏差进行控制的接力式控制方法，即，基于第一机架入口设置的凸度仪，以凸度仪实测的来料板廓信号为前馈信息，将来料带钢凸度的偏差不断地予以检测，并通过板形前馈控制模型计算出这些偏差的分配量，发送至板形调控执行机构，在冷连轧组的上游机架予以控制消除，

即，由前一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0#，通过前一机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对前一机架的凸度偏差进行前馈控制，使前一机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

当来料凸度落在第一机架的凸度调控能力范围内时，则由第一机架去消除此凸度偏差；当来料凸度不在第一机架的凸度调控能力范围内时，则第一机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，剩余的凸度偏差由第二机架去消除；当第二机架能完全消除此凸度偏差时，由第二机架去控制，若消除不了，则第二机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，剩余的凸度偏差由第三机架去控制。

2.一种基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，其特征在于，所述方法系根据来料凸度与目标凸度偏差进行控制的分配式控制方法，

即，基于第一机架入口设置的凸度仪，以凸度仪实测的来料板廓信号为前馈信息，将来料带钢凸度的偏差不断地予以检测，并通过板形前馈控制模型计算出这些偏差的分配量，发送至板形调控执行机构，在冷连轧组的上游机架予以控制消除，

即，由前一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0#，通过前一机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对前一机架的凸度偏差进行前馈控制，使前一机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

且，将来料凸度与目标凸度偏差按一定比例分配到前三个机架进行控制。

3.如权利要求1所述的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，所述方法在第一机架前设置凸度仪，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)对于具体五机架冷连轧机组而言，首先确定如下参数：

1)由影响函数法确定各机架的凸度调控能力范围：

第一机架凸度调控能力范围，即C1max～C1min；

第二机架凸度调控能力范围，即C2max～C2min；

第三机架凸度调控能力范围，即C3max～C3min；

第四机架凸度调控能力范围，即C4max～C4min；

第五机架凸度调控能力范围，即C5max～C5min；

2)按带钢平直条件和成品目标凸度C5确定各机架入口目标凸度C0、C1、C2、C3和C4，且满足下式关系，

$\frac{C0}{H}=\frac{C1}{h1}=\frac{C2}{h2}=\frac{C3}{h3}=\frac{C4}{h4}=\frac{C5}{h5}---\left(1\right)$

式中，H为热轧来料厚度，h1～h5分别为各机架出口带钢厚度，

3)由第一机架前的凸度仪测量出第一机架入口带钢的目标凸度C0和凸度偏差ΔC0，

(2)基于上述条件，按接力式控制方法的板形调控步骤为：

若第一机架入口带钢的凸度落在第一机架的凸度调控能力范围，即-200μm≤C0+ΔC0≤+150μm内，即

C1min≤C0+ΔC0≤C1max                        (2)

则由第一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0，并通过第一机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第一机架的凸度偏差进行前馈控制，使第一机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

(3)若第一机架入口带钢的凸度不在第一机架的凸度调控能力范围，则第一机架将带钢的凸度控制在其凸度调控能力范围的相应极限，并确定超出的凸度偏差ΔC0*；

ΔC0*＝(C0+ΔC0)-C1max    if(C0+ΔC0)＞C1max

                                            (3)

ΔC0*＝C1min-(C0+ΔC0)    if(C0+ΔC0)＜C1min

(4)计算ΔC0*遗传至第一机架后的凸度偏差ΔC1；

$\mathrm{\&Delta;C}1=\frac{h1\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;C}0*}{H}---\left(4\right)$

(5)类似(2)、(3)步骤，即确认第二机架入口带钢的凸度是否落在第二机架的凸度调控能力范围内，

C2min≤C1+ΔC1≤C2max                       (5)

若第二机架的凸度仍超出其凸度调控能力范围，则再类似步骤(4)，计算遗传至第二机架后的凸度偏差ΔC2，进行第三机架的上述计算，以消除凸度偏差。

4.如权利要求3所述的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，其特征在于，

对于具体五机架冷连轧机组而言，首先由影响函数法确定各机架的凸度调控能力范围：

第一机架凸度调控能力范围，即C1max～C1min为-200μm～+150μm；

第二机架凸度调控能力范围，即C2max～C2min为-200μm～+150μm；

第三机架凸度调控能力范围，即C3max～C3min为-200μm～+150μm；

第四机架凸度调控能力范围，即C4max～C4min为-200μm～+150μm；

第五机架凸度调控能力范围，即C5max～C5min为-200μm～+150μm；

按前述带钢平直条件和成品目标凸度C5确定各机架入口目标凸度C0、C1、C2、C3和C4，即设定C5＝10μm，则C0＝52μm，C1＝35μm，C2＝24μm，C3＝17μm，C4＝12μm，且满足下式关系，

$\frac{C0}{H}=\frac{C1}{h1}=\frac{C2}{h2}=\frac{C3}{h3}=\frac{C4}{h4}=\frac{C5}{h5}---\left(1\right)$

式中，H为热轧来料厚度，h1～h5分别为各机架出口带钢厚度，

由第一机架前的凸度仪测量出第一机架入口带钢的目标凸度C0和凸度偏差ΔC0，C0＝52μm，ΔC0＝±50μm。

5.如权利要求2所述的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)对于具体五机架冷连轧机组而言，首先由影响函数法确定各机架的凸度调控能力范围：

第一机架凸度调控能力范围，即C1max～C1min；

第二机架凸度调控能力范围，即C2max～C2min；

第三机架凸度调控能力范围，即C3max～C3min；

第四机架凸度调控能力范围，即C4max～C4min；

第五机架凸度调控能力范围，即C5max～C5min；

按带钢平直条件和成品目标凸度C5确定各机架入口目标凸度C0、C1、C2、C3和C4，且

$\frac{C0}{H}=\frac{C1}{h1}=\frac{C2}{h2}=\frac{C3}{h3}=\frac{C4}{h4}=\frac{C5}{h5}---\left(6\right)$

式中，H为热轧来料厚度，h1～h5分别为各机架出口带钢厚度；

2)由第一机架前的凸度仪测量出第一机架入口带钢的目标凸度C0和凸度偏差ΔC0，

3)若第一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0，根据分配式控制方法，按0.5，0.25，0.25系数，分配到前三架的入口凸度偏差分别为：

ΔC0#＝0.5×ΔC0，

ΔC1#＝0.25×ΔC0×h1/H，

ΔC2#＝0.25×ΔC0×h2/H，

4)由第一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0#，通过第一机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第一机架的凸度偏差进行前馈控制，使第一机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

5)由第二机架入口带钢的凸度偏差ΔC1#，通过第二机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第二机架的凸度偏差进行前馈控制，使第二机架出口带钢的凸度达到目标凸度；

6)由第三机架入口带钢的凸度偏差ΔC2#，通过第三机架的弯辊前馈控制模型计算出执行机构调节量对第三机架的凸度偏差进行前馈控制，使第三机架出口带钢的凸度达到目标凸度。

6.如权利要求5所述的基于来料板廓的冷轧板形前馈控制设定方法，其特征在于，对于具体五机架冷连轧机组而言：

第一机架凸度调控能力范围C1max～C1min：-200μm～+150μm；

第二机架凸度调控能力范围C2max～C2min：-200μm～+150μm；

第三机架凸度调控能力范围C3max～C3min：-200μm～+150μm；

第四机架凸度调控能力范围C4max～C4min：-200μm～+150μm；

第五机架凸度调控能力范围C5max～C5min：-200μm～+150μm，

设定C5＝10μm，则C0＝52μm，C1＝35μm，C2＝24μm，C3＝17μm，C4＝12μm，且

$\frac{C0}{H}=\frac{C1}{h1}=\frac{C2}{h2}=\frac{C3}{h3}=\frac{C4}{h4}=\frac{C5}{h5}---\left(6\right)$

式中，H为热轧来料厚度，h1～h5分别为各机架出口带钢厚度；

由第一机架前的凸度仪测量出第一机架入口带钢的目标凸度C0和凸度偏差ΔC0如下：

C0＝52μm，ΔC0＝±50μm，

若第一机架入口带钢的凸度偏差ΔC0为50μm，根据分配式控制方法，按0.5，0.25，0.25系数，分配到前三架的入口凸度偏差分别为

ΔC0#＝0.5×ΔC0＝25μm，

ΔC1#＝0.25×ΔC0×h1/H＝0.25×50×1.7579/2.6＝8.45μm，

ΔC2#＝0.25×ΔC0×h2/H＝0.25×50×1.1909/2.6＝5.73μm。

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