CN108043881A - 一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法及系统 - Google Patents
一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，计算得到前馈AGC控制量所对应的速度补偿量；计算得到秒流量AGC控制量所对应的速度补偿量；计算得到监视AGC控制量所对应的速度补偿量；将各AGC方式对应的速度补偿量进行求和，得到总速度补偿量，将总速度补偿量转换为加速转矩补偿量，将该加速转矩补偿量提供给入口卷取机的传动控制单元，由传动控制单元控制入口卷取机的转矩，在厚度控制时对入口张力进行补偿。本方法实现了根据厚度控制量对入口张力的预控，削弱了厚度控制和张力控制之间的强耦合关系，进而提高了整体厚度控制和张力控制的精度，提高了成材率。
Description
技术领域
本发明涉及轧钢控制技术领域，尤其涉及一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法及系统。
背景技术
冷轧机是通过被轧制的带钢将开卷机、转向辊、轧机机架及卷取机等全部机械连成了一个整体，构成张力轧制的工艺过程。因此，轧制张力是带钢生产过程中非常重要而且必须严格控制的参数。同时，带钢厚度是产品质量最重要的指标，因此在现代化冷轧机电控系统中，厚度控制和张力控制系统是必不可少的重要组成部分。
单机架可逆冷轧机的厚度控制系统一般包含有前馈、秒流量、监视三种厚度控制(Automatic Gauge Control)方式。其中秒流量AGC是反馈控制的主要方式，秒流量AGC基于变形区秒流量恒等法则，该法则的意思是机架前后金属的质量流恒定，又由于机架前后的带钢宽度基本一致，则带钢在机架前后的速度和厚度保持严格的比例关系，即：
Ven×hen＝Vex×hex
式中Ven－带钢入口速度；Vex－带钢出口速度；hen－带钢入口厚度；hex－带钢出口厚度。
由于激光测速仪的使用可以高精度地获得变形区入出口速度，再加上前置测厚仪，就可以没有滞后地计算出带钢出口厚度然后进行反馈控制，从而采用秒流量AGC可得到相当高的厚度精度。
但是由该公式可以看出，当厚度控制系统不断调节轧机辊缝以改变带钢厚度的时候，必然会影响带钢入口速度，进而造成入口张力产生误差，反过来，入口张力的误差又使得厚度误差无法完全得到补偿。只有经过较长的调整过程，等张力恢复到设定值范围内，厚度精度才能够达到要求。显然，厚度控制和张力控制有较强的耦合关系，如果不加以补偿，则带钢超差长度将大大增加，产品成材率下降，造成极大的浪费和成本的上升。
目前关于轧机厚度和张力的解耦控制方法多集中在理论研究上，有一些文献使用了智能解耦控制方法，如递归神经网络、多变量鲁棒解耦控制等，文中多是通过仿真试验证明其有效性，然而考虑到这些智能解耦算法的复杂性，难以在实际中应用。还有一种对角矩阵解耦控制方法解决该问题，并已在部分机组上使用，但该方法需要较精确的系统传递函数模型，而实际中的复杂系统往往是时变非线性的，该方法的控制精度会受到较大影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法及系统，
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，其特征在于：带钢从入口卷取机开卷，经过入口转向辊后进入六辊轧机进行轧制，轧制后经过出口转向辊，卷取在出口卷取机上，带钢厚度控制在工艺PLC控制器中编程完成，工艺PLC控制器控制液压缸提供轧制力，将带钢轧制到要求厚度；入口和出口配置有用于测量带钢入出口厚度的入口测厚仪和出口测厚仪，入口和出口还配置有用于测量带钢入出口张力的入口张力计和出口张力计；带钢入口和出口速度由入口激光测速仪和出口激光测速仪测量；入出口卷取机和六辊轧机的传动由传动PLC控制器进行控制，入口张力也由传动PLC控制器通过调节入口卷取机进行控制，其中入口卷取机在起车和甩尾阶段处于转速控制模式，传动PLC控制器控制其转速达到设定值；等张力建立起来，开始正常轧制后，则入口卷取机切换到转矩控制模式，传动PLC控制器控制其转矩达到设定值；
本方法包括以下步骤：
S1、计算前馈AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢入口厚差并计算带钢入口厚差均值，将带钢入口厚差均值延时至六棍轧机辊缝处，根据秒流量原理求取前馈AGC的速度补偿量；
S2、计算秒流量AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢入口厚度延时至轧机辊缝处，根据秒流量方程预计算带钢出口厚度值，再求取一个采样周期的秒流量AGC速度补偿量，最后使用比例积分控制器得到秒流量AGC的速度补偿量；
S3、计算得到监视AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢出口厚度并计算带钢出口厚差均值，使用一阶滞后环节平滑处理带钢出口厚差均值，再求取一个采样周期的监视AGC速度补偿量，最后使用积分控制器得到监视AGC的速度补偿量；
S4、将各AGC方式对应的速度补偿量进行求和，得到总速度补偿量，将总速度补偿量转换为加速转矩补偿量，将该加速转矩补偿量提供给入口卷取机的传动控制单元，由传动控制单元控制入口卷取机的转矩，在厚度控制时对入口张力进行补偿。
按上述方法，所述的S1具体为：
S101，求取若干次入口厚差均值：
轧制时不断采样带钢入口厚差，求取当前时刻和前若干次时刻采样的入口厚差值的平均值，设共求取N1次入口厚差值的平均值，得到入口厚差均值
S102，将入口厚差均值延时至轧机辊缝处：
入口测厚仪处测得的带钢入口厚差延时至轧机的辊缝处，延时时间为其中Len为入口测厚仪至轧机辊缝处的距离，Ven为带钢入口速度实际值；
延时后得到的入口厚差设为
S103，按照秒流量原理求取前馈AGC的速度补偿量：
式中，Hset为入口厚度设定值，Ven,set为带钢入口速度设定值，GFF为前馈AGC补偿增益。
按上述方法，所述的S2具体为：
S201，将入口测厚仪测量的带钢入口厚度延时至轧机辊缝处：
入口测厚仪处测得的带钢入口厚度延时至轧机的辊缝处，延时时间为延时后得到的入口厚度设为Hen,del；
S202，根据秒流量方程预计算带钢出口厚度值：
根据秒流量方程以下述公式计算带钢出口厚度hMF,calc：
式中，hMF,calc为秒流量方程计算的带钢出口厚度；Ven为带钢入口速度实际值；Vex为带钢出口速度实际值；
S203，按下式求取一个采样周期的秒流量AGC速度补偿量：
式中，hset为带钢出口厚度设定值，Vex,set为带钢出口速度设定值；
S204，使用比例积分控制器得到秒流量AGC的速度补偿量：
ΔVMF＝PIC(ΔVMF,one)
式中，PIC表示比例积分控制器。
按上述方法，所述的S3具体为：
S301，求取若干次出口厚差均值：
轧制时不断采样带钢出口厚差，求取当前时刻和前若干次时刻采样的出口厚差值的平均值，设共求取N2次出口厚差的平均值，限定N2≤5，得到出口厚差均值
S302，使用一阶滞后环节平滑处理出口厚差均值：
使用一阶滞后环节PT1来平滑处理出口厚差均值，离散化的PT1环节算法为：
式中，Ypt1(n)为PT1环节当前时刻的输出值；Ypt1(n-1)为PT1环节上一时刻的输出值；TS为PLC控制器的采样时间；TPT1为PT1环节时间常数；Xn为当前时刻出口厚差均值当前时刻的值；Xn-1为上一时刻的值；
经PT1环节处理后的出口厚差均值设为ΔhMON；
S303，按下式求取一个采样周期的监视AGC速度补偿量：
式中，GMON为监视AGC自适应增益；
S304，使用积分控制器得到监视AGC的速度补偿量：
ΔVMON＝INT(ΔVMON,one)
式中，INT表示积分控制器。
按上述方法，所述的TPT1取值为：式中Lex为轧机辊缝至出口测厚仪之间的距离，Vex为带钢出口速度实际值。
按上述方法，所述的S4具体为：
S401，按下式求和各种AGC速度补偿量并转换为加速度补偿量：
ΔAAGC,ini＝DIF(ΔVFF+ΔVMF+ΔVMON)
式中，ΔAAGC,ini为初步计算出来的加速度补偿量，DIF为微分环节，速度补偿量经微分环节转换为加速度补偿量，微分时间参数为可调参数，取微分时间初始值为TD＝1500ms；
S402，使用一阶滞后环节平滑处理加速度补偿量并限幅；
使用一阶滞后环节PT1来平滑处理加速度补偿量，PT1环节时间常数取值为40ms；
S403，将处理后的加速度补偿量转换为入口卷取机的加速转矩补偿量：
经过平滑处理和限幅器，得到厚度控制对入口卷取机的总加速度补偿量ΔAAGC；
因为单机架轧机的入口卷取机在正常轧制时工作在转矩控制模式下，附加的加速度补偿量按下式计算加速转矩补偿量：
ΔTAGC＝2×ΔAAGC×Jcoiler/Dcoiler
式中，ΔTAGC为入口卷取机的加速转矩补偿量，Jcoiler为入口卷取机的惯量，Dcoiler为入口卷取机卷径实时值。
一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制系统，其特征在于：它包括存储器，存储器中设有PLC程序供传动PLC控制器调用，以完成所述的单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法。
本发明的有益效果为：首先根据前馈、秒流量、监视AGC的控制量计算出相对应的速度补偿量，然后使用微分环节将总的速度补偿量转化为加速度补偿量，再使用一阶滞后环节平滑处理加速度补偿量并限幅，最后为便于入口卷取机传动控制，将加速度补偿量进一步地转换为了加速转矩补偿量，通过传动PLC控制器实现这种厚度控制对入口张力的精确补偿。通过本方法，实现了根据厚度控制量对入口张力的预控，削弱了厚度控制和张力控制之间的强耦合关系，进而提高了整体厚度控制和张力控制的精度，提高了成材率，为解决冷轧机厚度控制和张力控制的耦合问题提供了一种工程上实用的方法。
附图说明
图1为单机架六辊冷轧机及主要控制元件示意图。
图2为本发明一实施例的方法流程图。
图中：图中：1-入口卷取机，2-入口转向辊，3-入口张力计，4-入口测厚仪，5-液压缸，6-入口激光测速仪，7-带钢，8-六辊轧机，9-传动PLC控制器，10-出口激光测速仪，11-出口测厚仪，12-出口张力计，13-出口转向辊，14-工艺PLC控制器，15-出口卷取机。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，带钢7从入口卷取机1开卷，经过入口转向辊2后进入六辊轧机8进行轧制，轧制后经过出口转向辊13，卷取在出口卷取机15上，带钢7厚度控制在工艺PLC控制器14中编程完成，工艺PLC控制器14控制液压缸5提供轧制力，将带钢7轧制到要求厚度；入口和出口配置有用于测量带钢7入出口厚度的入口测厚仪4和出口测厚仪11，入口和出口还配置有用于测量带钢7入出口张力的入口张力计3和出口张力计12；带钢7入口和出口速度由入口激光测速仪6和出口激光测速仪10测量；入出口卷取机1、15和六辊轧机8的传动由传动PLC控制器9进行控制，入口张力也由传动PLC控制器9通过调节入口卷取机进行控制，其中入口卷取机1在起车和甩尾阶段处于转速控制模式，传动PLC控制器9控制其转速达到设定值；等张力建立起来，开始正常轧制后，则入口卷取机1切换到转矩控制模式，传动PLC控制器9控制其转矩达到设定值。
本发明提供一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1、计算前馈AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢入口厚差并计算带钢入口厚差均值，将带钢入口厚差均值延时至六棍轧机辊缝处，根据秒流量原理求取前馈AGC的速度补偿量。
S1具体为：
S101，求取若干次入口厚差均值：
轧制时不断采样带钢入口厚差，求取当前时刻和前若干次时刻采样的入口厚差值的平均值，设共求取N1次入口厚差值的平均值，限定N1≤5，得到入口厚差均值
S102，将入口厚差均值延时至轧机辊缝处：
入口测厚仪处测得的带钢入口厚差延时至轧机的辊缝处，延时时间为其中Len为入口测厚仪至轧机辊缝处的距离，Ven为带钢入口速度实际值；延时后得到的入口厚差设为注意对于单机架可逆轧机，入口出口不是绝对的，指的是当前轧制方向下的入口出口，下同。延时后得到的入口厚差设为
S103，按照秒流量原理求取前馈AGC的速度补偿量：
前馈AGC是按照入口厚差来计算相应的辊缝调节量的，该辊缝调节量所需的入口速度补偿量可按秒流量原理计算：
式中，Hset为入口厚度设定值，Ven,set为带钢入口速度设定值，GFF为前馈AGC补偿增益，为可调参数，本实施例中初始值设置为2.0。
S2、计算秒流量AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢入口厚度延时至轧机辊缝处，根据秒流量方程预计算带钢出口厚度值，再求取一个采样周期的秒流量AGC速度补偿量，最后使用比例积分控制器得到秒流量AGC的速度补偿量。
S2具体为：
S201，将入口测厚仪测量的带钢入口厚度延时至轧机辊缝处：
入口测厚仪处测得的带钢入口厚度延时至轧机的辊缝处，延时时间为延时后得到的入口厚度设为Hen,del；
S202，根据秒流量方程预计算带钢出口厚度值：
根据秒流量方程以下述公式计算带钢出口厚度hMF,calc：
式中，hMF,calc为秒流量方程计算的带钢出口厚度；Ven为带钢入口速度实际值；Vex为带钢出口速度实际值；
S203，按下式求取一个采样周期的秒流量AGC速度补偿量：
式中，hset为带钢出口厚度设定值，Vex,set为带钢出口速度设定值；
S204，使用比例积分控制器得到秒流量AGC的速度补偿量：
ΔVMF＝PIC(ΔVMF,one)
式中，PIC表示比例积分控制器。比例积分控制器有两个可调参数：比例系数和积分时间。比例系数越大则控制器响应越灵敏，反之响应减慢。积分器可消除最终的静差，使得实际值达到设定值。在本实施例中选择比例系数初始值KP＝2.0，积分时间的初始值为两个参数都可适当调节。
S3、计算得到监视AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢出口厚度并计算带钢出口厚差均值，使用一阶滞后环节平滑处理带钢出口厚差均值，再求取一个采样周期的监视AGC速度补偿量，最后使用积分控制器得到监视AGC的速度补偿量。
S3具体为：
S301，求取若干次出口厚差均值：
轧制时不断采样带钢出口厚差，求取当前时刻和前若干次时刻采样的出口厚差值的平均值，设共求取N2次出口厚差的平均值，限定N2≤5，得到出口厚差均值
S302，使用一阶滞后环节平滑处理出口厚差均值：
使用一阶滞后环节PT1来平滑处理出口厚差均值，离散化的PT1环节算法为：
式中，Ypt1(n)为PT1环节当前时刻的输出值；Ypt1(n-1)为PT1环节上一时刻的输出值；TS为PLC控制器的采样时间；TPT1为PT1环节时间常数；Xn为当前时刻出口厚差均值当前时刻的值；Xn-1为上一时刻的值。TPT1取值为：式中Lex为轧机辊缝至出口测厚仪之间的距离，Vex为带钢出口速度实际值。
经PT1环节处理后的出口厚差均值设为ΔhMON；
S303，按下式求取一个采样周期的监视AGC速度补偿量：
式中，GMON为监视AGC自适应增益；该增益可根据出口厚差的大小自适应调整，即预先设置一个标准增益，当带钢出口厚差较小时(在指定范围内)使用标准增益；当带钢出口厚差超出指定范围则提高增益值；若带钢出口厚差超出指定范围数倍则大幅提高增益值。
S304，使用积分控制器得到监视AGC的速度补偿量：
ΔVMON＝INT(ΔVMON,one)
式中，INT表示积分控制器。积分器累加每个采样周期的监视AGC速度补偿量，使得其正负抵消，可以减小速度补偿量的频繁波动，起一种平均化的作用。积分时间越长则得到的结果越平缓，波动越小，但调节的实时性变差；积分时间越短则得到的结果波动越剧烈，调节的实时性越好。在本实施例中选择积分时间为：
S4、将各AGC方式对应的速度补偿量进行求和，得到总速度补偿量，将总速度补偿量转换为加速转矩补偿量，将该加速转矩补偿量提供给入口卷取机的传动控制单元，由传动控制单元控制入口卷取机的转矩，在厚度控制时对入口张力进行补偿。
S4具体为：
S401，按下式求和各种AGC速度补偿量并转换为加速度补偿量：
ΔAAGC,ini＝DIF(ΔVFF+ΔVMF+ΔVMON)
式中，ΔAAGC,ini为初步计算出来的加速度补偿量，DIF为微分环节，速度补偿量经微分环节转换为加速度补偿量，微分时间参数为可调参数，取微分时间初始值为TD＝1500ms；
S402，使用一阶滞后环节平滑处理加速度补偿量并限幅；
使用一阶滞后环节PT1来平滑处理加速度补偿量，PT1环节时间常数取值为40ms，该值可适当调整。为防止总的加速度超限，附加的加速度补偿量不能太大，因此要加上适当的限幅，具体限幅值根据实际机组情况确定。
S403，将处理后的加速度补偿量转换为入口卷取机的加速转矩补偿量：
经过平滑处理和限幅器，得到厚度控制对入口卷取机的总加速度补偿量ΔAAGC；
因为单机架轧机的入口卷取机在正常轧制时工作在转矩控制模式下，附加的加速度补偿量按下式计算加速转矩补偿量：
ΔTAGC＝2×ΔAAGC×Jcoiler/Dcoiler
式中，ΔTAGC为入口卷取机的加速转矩补偿量，Jcoiler为入口卷取机的惯量，Dcoiler为入口卷取机卷径实时值。
经过上述步骤，最终得到厚度控制对入口卷取机的加速转矩补偿量ΔTAGC，将该转矩补偿量提供给入口卷取机的传动控制单元，由传动控制单元控制入口卷取机的转矩，即可实现在厚度控制时对入口张力进行精确补偿，完成这种厚度与张力的解耦控制方法。
本发明还提供一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制系统，包括存储器，存储器中设有PLC程序供传动PLC控制器调用，以完成所述的单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法。
要理解本文所述的实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任意组合来实现。对于硬件实现方式，处理单元可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微处理器、微控制器、被设计以执行本文所述功能的其它电子单元、或其组合内实现。当以软件、固件、中间件或微代码、程序代码或代码段来实现实施例时，可以将它们存储在诸如存储组件的机器可读介质中。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，其特征在于：带钢从入口卷取机开卷，经过入口转向辊后进入六辊轧机进行轧制，轧制后经过出口转向辊，卷取在出口卷取机上，带钢厚度控制在工艺PLC控制器中编程完成，工艺PLC控制器控制液压缸提供轧制力，将带钢轧制到要求厚度；入口和出口配置有用于测量带钢入出口厚度的入口测厚仪和出口测厚仪，入口和出口还配置有用于测量带钢入出口张力的入口张力计和出口张力计；带钢入口和出口速度由入口激光测速仪和出口激光测速仪测量；入出口卷取机和六辊轧机的传动由传动PLC控制器进行控制，入口张力也由传动PLC控制器通过调节入口卷取机进行控制，其中入口卷取机在起车和甩尾阶段处于转速控制模式，传动PLC控制器控制其转速达到设定值；等张力建立起来，开始正常轧制后，则入口卷取机切换到转矩控制模式，传动PLC控制器控制其转矩达到设定值；
本方法包括以下步骤：
S1、计算前馈AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢入口厚差并计算带钢入口厚差均值，将带钢入口厚差均值延时至六棍轧机辊缝处，根据秒流量原理求取前馈AGC的速度补偿量；
S2、计算秒流量AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢入口厚度延时至轧机辊缝处，根据秒流量方程预计算带钢出口厚度值，再求取一个采样周期的秒流量AGC速度补偿量，最后使用比例积分控制器得到秒流量AGC的速度补偿量；
S3、计算得到监视AGC控制量所对应的速度补偿量：
采集带钢出口厚度并计算带钢出口厚差均值，使用一阶滞后环节平滑处理带钢出口厚差均值，再求取一个采样周期的监视AGC速度补偿量，最后使用积分控制器得到监视AGC的速度补偿量；
S4、将各AGC方式对应的速度补偿量进行求和，得到总速度补偿量，将总速度补偿量转换为加速转矩补偿量，将该加速转矩补偿量提供给入口卷取机的传动控制单元，由传动控制单元控制入口卷取机的转矩，在厚度控制时对入口张力进行补偿。
2.根据权利要求1所述的单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，其特征在于：所述的S1具体为：
S101，求取若干次入口厚差均值：
轧制时不断采样带钢入口厚差，求取当前时刻和前若干次时刻采样的入口厚差值的平均值，设共求取N1次入口厚差值的平均值，得到入口厚差均值
S102，将入口厚差均值延时至轧机辊缝处：
入口测厚仪处测得的带钢入口厚差延时至轧机的辊缝处，延时时间为其中Len为入口测厚仪至轧机辊缝处的距离，Ven为带钢入口速度实际值；
延时后得到的入口厚差设为
S103，按照秒流量原理求取前馈AGC的速度补偿量：
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式中，Hset为入口厚度设定值，Ven,set为带钢入口速度设定值，GFF为前馈AGC补偿增益。
3.根据权利要求1所述的单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，其特征在于：所述的S2具体为：
S201，将入口测厚仪测量的带钢入口厚度延时至轧机辊缝处：
入口测厚仪处测得的带钢入口厚度延时至轧机的辊缝处，延时时间为延时后得到的入口厚度设为Hen,del；
S202，根据秒流量方程预计算带钢出口厚度值：
根据秒流量方程以下述公式计算带钢出口厚度hMF,calc：
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式中，hMF,calc为秒流量方程计算的带钢出口厚度；Ven为带钢入口速度实际值；Vex为带钢出口速度实际值；
S203，按下式求取一个采样周期的秒流量AGC速度补偿量：
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</mrow>
式中，hset为带钢出口厚度设定值，Vex,set为带钢出口速度设定值；
S204，使用比例积分控制器得到秒流量AGC的速度补偿量：
ΔVMF＝PIC(ΔVMF,one)
式中，PIC表示比例积分控制器。
4.根据权利要求1所述的单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，其特征在于：所述的S3具体为：
S301，求取若干次出口厚差均值：
轧制时不断采样带钢出口厚差，求取当前时刻和前若干次时刻采样的出口厚差值的平均值，设共求取N2次出口厚差的平均值，得到出口厚差均值
S302，使用一阶滞后环节平滑处理出口厚差均值：
使用一阶滞后环节PT1来平滑处理出口厚差均值，离散化的PT1环节算法为：
<mrow>
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式中，Ypt1(n)为PT1环节当前时刻的输出值；Ypt1(n-1)为PT1环节上一时刻的输出值；TS为PLC控制器的采样时间；TPT1为PT1环节时间常数；Xn为当前时刻出口厚差均值当前时刻的值；Xn-1为上一时刻的值；
经PT1环节处理后的出口厚差均值设为ΔhMON；
S303，按下式求取一个采样周期的监视AGC速度补偿量：
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</mrow>
式中，GMON为监视AGC自适应增益；
S304，使用积分控制器得到监视AGC的速度补偿量：
ΔVMON＝INT(ΔVMON,one)
式中，INT表示积分控制器。
5.根据权利要求4所述的单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，其特征在于：所述的TPT1取值为：式中Lex为轧机辊缝至出口测厚仪之间的距离，Vex为带钢出口速度实际值。
6.根据权利要求1所述的单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，其特征在于：所述的S4具体为：
S401，按下式求和各种AGC速度补偿量并转换为加速度补偿量：
ΔAAGC,ini＝DIF(ΔVFF+ΔVMF+ΔVMON)
式中，ΔAAGC,ini为初步计算出来的加速度补偿量，DIF为微分环节，速度补偿量经微分环节转换为加速度补偿量，微分时间参数为可调参数，取微分时间初始值为TD＝1500ms；
S402，使用一阶滞后环节平滑处理加速度补偿量并限幅；
使用一阶滞后环节PT1来平滑处理加速度补偿量，PT1环节时间常数取值为40ms；
S403，将处理后的加速度补偿量转换为入口卷取机的加速转矩补偿量：
经过平滑处理和限幅器，得到厚度控制对入口卷取机的总加速度补偿量ΔAAGC；
因为单机架轧机的入口卷取机在正常轧制时工作在转矩控制模式下，附加的加速度补偿量按下式计算加速转矩补偿量：
ΔTAGC＝2×ΔAAGC×Jcoiler/Dcoiler
式中，ΔTAGC为入口卷取机的加速转矩补偿量，Jcoiler为入口卷取机的惯量，Dcoiler为入口卷取机卷径实时值。
7.一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制系统，其特征在于：它包括存储器，存储器中设有PLC程序供传动PLC控制器调用，以完成权利要求1至6中任意一项所述的单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111229831A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-06-05 | 徐州工程学院 | 一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法 |
| CN111438185A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-24 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种超高强钢的酸连轧生产方法及酸连轧机组 |
| CN112912185A (zh) * | 2018-11-13 | 2021-06-04 | 松下知识产权经营株式会社 | 辊压装置、以及控制装置 |
| CN113172095A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-27 | 普锐特冶金技术(中国)有限公司 | 控制轧制系统的方法和装置以及轧制工艺控制系统 |
| CN114393033A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-26 | 天津市新宇彩板有限公司 | 一种酸连轧机组轧制0.24mm极薄料的轧制方法 |
| CN117696623A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-03-15 | 福建建壹真空科技有限公司 | 一种金属带材压轧设备及其控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2851911A (en) * | 1954-01-26 | 1958-09-16 | British Iron Steel Research | Rolling mills |
| US2972268A (en) * | 1957-04-08 | 1961-02-21 | Westinghouse Electric Corp | Automatic strip thickness control apparatus |
| CN88100750A (zh) * | 1988-02-23 | 1988-08-03 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 测厚计型厚度设定和厚度测量方法 |
| CN1243047A (zh) * | 1999-08-27 | 2000-02-02 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 基于板形板厚协调规律的板带轧制过程互联控制方法 |
| CN1883833A (zh) * | 2005-06-21 | 2006-12-27 | 王宇 | 多辊多机架可逆式冷轧机及其轧制方法 |
| CN101116874A (zh) * | 2007-06-15 | 2008-02-06 | 中国第一重型机械集团公司 | 可逆冷轧机流量agc带材厚度控制方法 |
-
2017
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2851911A (en) * | 1954-01-26 | 1958-09-16 | British Iron Steel Research | Rolling mills |
| US2972268A (en) * | 1957-04-08 | 1961-02-21 | Westinghouse Electric Corp | Automatic strip thickness control apparatus |
| CN88100750A (zh) * | 1988-02-23 | 1988-08-03 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 测厚计型厚度设定和厚度测量方法 |
| CN1243047A (zh) * | 1999-08-27 | 2000-02-02 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 基于板形板厚协调规律的板带轧制过程互联控制方法 |
| CN1883833A (zh) * | 2005-06-21 | 2006-12-27 | 王宇 | 多辊多机架可逆式冷轧机及其轧制方法 |
| CN101116874A (zh) * | 2007-06-15 | 2008-02-06 | 中国第一重型机械集团公司 | 可逆冷轧机流量agc带材厚度控制方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112912185A (zh) * | 2018-11-13 | 2021-06-04 | 松下知识产权经营株式会社 | 辊压装置、以及控制装置 |
| CN111229831A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-06-05 | 徐州工程学院 | 一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法 |
| CN111229831B (zh) * | 2020-01-19 | 2021-09-10 | 徐州工程学院 | 一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法 |
| CN111438185A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-24 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种超高强钢的酸连轧生产方法及酸连轧机组 |
| CN111438185B (zh) * | 2020-04-16 | 2022-04-26 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种超高强钢的酸连轧生产方法及酸连轧机组 |
| CN113172095A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-27 | 普锐特冶金技术(中国)有限公司 | 控制轧制系统的方法和装置以及轧制工艺控制系统 |
| CN114393033A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-26 | 天津市新宇彩板有限公司 | 一种酸连轧机组轧制0.24mm极薄料的轧制方法 |
| CN114393033B (zh) * | 2021-12-17 | 2024-04-05 | 天津市新宇彩板有限公司 | 一种酸连轧机组轧制0.24mm极薄料的轧制方法 |
| CN117696623A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-03-15 | 福建建壹真空科技有限公司 | 一种金属带材压轧设备及其控制方法 |
| CN117696623B (zh) * | 2024-02-06 | 2024-05-03 | 福建建壹真空科技有限公司 | 一种金属带材压轧设备及其控制方法 |
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