CN111889514B - 一种冷轧板形目标曲线的优化计算方法 - Google Patents

一种冷轧板形目标曲线的优化计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷轧板形目标曲线的优化计算方法，包括以下步骤：获取轧制带材的工艺参数，计算板形整体测量点数量N；建立坐标系，确定整体板形的幅值系数K1，根据余弦曲线及板形整体测量点数量N，计算得出整体板形目标曲线C1；在整体板形测量点内选取若干局部测量点生成局部板形测量段，在局部板形测量段内确定局部测量点数量M，确定局部板形的幅值系数K2，根据正弦曲线和局部测量点数量M，计算得出局部板形目标曲线C2；将整体板形目标曲线C1和局部板形目标曲线C2相加，得到最终板形目标曲线C。本发明既满足内应力自平衡条件，又不影响整体曲线上其他点的形状，既减少计算量，又减少了整体曲线各点间的相互干扰，计算效率高，计算效果好。

Description

一种冷轧板形目标曲线的优化计算方法
技术领域
本发明涉及有色金属加工板形控制技术领域，具体涉及一种冷轧板形目标曲线的优化计算方法。
背景技术
在有色金属轧制过程中，板形指标属于基本的质量指标之一，对于金属的高度轧制和稳定生产有着重要的意义。随着技术的进步，一般需要板形自动控制系统来自动调节板形，使出口板形达到理想状态。
在出口板形的设置过程中，一般采用板形目标曲线进行描述。板形目标曲线指带材的张应力分布情况，早期一般设成水平直线，但在实践过程中证明效果不理想，当前一般设成灵活可修改的板形标准曲线。
在板形目标曲线的设置过程中，一般采用多项式计算的方式，把板形标准曲线设置多项式组合的方式，例如一次、二次或高次常数多项式的和，多项式常数项由人工输入，这种计算方式设置简单，使用方便，可以组合成多种多样的曲线形式，比水平直线的设置方法更进一步。
但是，这种多项式计算的方法，也有其限制之处。一方面，使用多项式的计算方法，并不完全适合实际带材张应力的分布情况，在实际张应力分布中，一般要求内应力自平衡条件，即张应力设置值总和为零，但采用多项式计算方法，不论是几次多项式，以及多项式的组合方式，其和都很难满足总和为零的情况，都需要进行后续数学处理以满足自平衡条件。另一方面，在张力横截面的整体设置过程中，板形存在局部高点或低点的情况，对于局部端点的变化，使用多项式较难满足，对于任何单点的板形曲线变化，都会较大影响横截面上其他点的板形设置情况
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种冷轧板形目标曲线的优化计算方法，整体曲线采用余弦函数曲线，本身天然满足内应力自平衡条件，减少了内应力自平衡条件的计算，并且，局部点采用正弦函数曲线，既满足内应力自平衡条件，又不影响整体曲线上其他点的形状，这样既减少计算量，又减少了整体曲线各点间的相互干扰，计算效率高，计算效果好。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冷轧板形目标曲线的优化计算方法，包括以下步骤：
获取轧制带材的工艺参数，计算板形整体测量点数量N；
建立坐标系，确定整体板形的幅值系数K1，根据余弦曲线及板形整体测量点数量N，计算得出整体板形目标曲线C1；
在板形整体测量点内选取若干局部测量点生成局部板形测量段，在局部板形测量段内确定局部测量点数量M，确定局部板形的幅值系数K2，根据正弦曲线和局部测量点数量M，计算得出局部板形目标曲线C2；
将整体板形目标曲线C1和局部板形目标曲线C2相加，得到最终板形目标曲线C。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括获取轧制带材的工艺参数包括：轧制带材的宽度、板形测量段的宽度，所述整体板形测量点数量N为：轧制带材的宽度/板形测量段的宽度。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括以轧制带材边缘的横向中心点为坐标原点，传动侧方向为正方向建立带材宽度方向上的坐标轴。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括输入整体板形的幅值系数K1，根据整体余弦曲线cos(2*pi*n/N)，pi为圆周率常数，N为板形整体测量点数量，n为板形测量点顺序，从0到N，计算整体板形目标曲线C1，其计算公式为C1＝K1*cos(2*pi*n/N)。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述整体板形的幅值系数K1的取值范围为2～10。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括输入局部板形的幅值系数K2，根据局部正弦曲线sin(2*pi*m/M)，M为局部测量点数量，m为局部点的作用顺序，从0到M，计算局部板形目标曲线C2，其计算公式为C2＝K2*sin(2*pi*m/M)。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括C2的起始点的选择范围为：0～N-M。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述局部板形的幅值系数K2的取值范围为2～10。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括最终板形目标曲线C＝整体板形目标曲线C1+局部板形目标曲线C2。
本发明的有益效果：
本发明的冷轧板形目标曲线的优化计算方法，整体板形曲线采用余弦函数曲线，局部板形曲线采用正弦函数曲线，最终板形曲线由整体板形曲线与局部板形曲线叠加获得，不影响整体曲线上其他点的形状，这样既减少计算量，又减少了整体曲线各点间的相互干扰，计算效率高，计算效果好，并且，所述余弦函数曲线和正弦函数曲线是0～2pi的周期函数，其积分均为零，所以其本身天然满足内应力自平衡条件，减少了内应力自平衡条件的计算。
附图说明
图1是本发明的冷轧板形目标曲线的优化计算方法的流程图；
图2是本发明的整体板形目标曲线示例图；
图3是本发明的局部板形目标曲线示例图；
图4是本发明的最终板形目标曲线示例图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示，本发明的冷轧板形目标曲线的优化计算方法的一实施例，包括以下步骤：
获取轧制带材的工艺参数，计算板形整体测量点数量N；具体地，所述轧制带材的工艺参数包括：轧制带材的宽度、板形测量段的宽度，所述板形整体测量点数量N为：轧制带材的宽度/板形测量段的宽度；
本实施例中，选取的带材宽度为2000mm，设置每个板形测量段宽度为20mm，计算板形整体测量点数量N为2000/20＝100，在其他实施例中，根据选取的带材宽度，可以设置不同的板形测量段宽度，板形测量段宽度的范围为10mm～104mm。
建立坐标系，以轧制带材边缘的横向中心点为坐标原点，传动侧方向为正方向建立带材宽度方向上的坐标轴，所述坐标轴建立在整个带材上。
确定整体板形的幅值系数K1，根据余弦曲线及板形整体测量点数量N，计算得出整体板形目标曲线C1：输入整体板形的幅值系数K1，根据整体余弦曲线cos(2*pi*n/N)，pi为圆周率常数，N为板形整体测量点数量，n为板形测量点顺序，从0到N，计算整体板形目标曲线C1，其计算公式为C1＝K1*cos(2*pi*n/N)，根据不同的弯曲需求，K1的取值范围为：-100～100。
如图2所示，本实施例中，设置整体板形的幅值系数为K1＝10，余弦曲线为cos(2*pi*n/N)，pi为圆周率，约等于3.14，n为板形测量点顺序，从0到100，N为板形整体测量点数量100。计算整体板形目标曲线C1＝10*cos(2*3.14*n/100)，n从0到100。
在整体板形测量点内选取若干局部测量点生成局部板形测量段，在局部板形测量段内确定局部测量点数量M，确定局部板形的幅值系数K2，根据正弦曲线和局部测量点数量M，计算得出局部板形目标曲线C2；输入局部板形的幅值系数K2，根据局部正弦曲线sin(2*pi*m/M)，M为局部测量点数量，m为局部点的作用顺序，从0到M，计算局部板形目标曲线C2，其计算公式为C2＝K2*sin(2*pi*m/M)，根据不同的弯曲需求，K2的取值范围为：-100～100。
参照图3所示，设置C2曲线的起始点为10，板形幅值系数为K2＝2，局部测量点数量M＝5，计算局部板形目标曲线C2＝2*sin(2*pi*m/5)，m从0到5，其中，因为局部板形测量段是在整体板形测量点内选取若干局部测量点生成的，所以限定C2的起始点的选择范围为：0～N-M。
参照图4所示，将整体板形目标曲线C1和局部板形目标曲线C2相加，得到最终板形目标曲线C，最终板形目标曲线C不影响整体曲线上其他点的形状，这样既减少计算量，又减少了整体曲线各点间的相互干扰，计算效率高，计算效果好，并且，所述余弦函数曲线和正弦函数曲线是0～2pi的周期函数，其积分均为零，所以其本身天然满足内应力自平衡条件，减少了内应力自平衡条件的计算。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种冷轧板形目标曲线的优化计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取轧制带材的工艺参数，计算板形整体测量点数量N，其中轧制带材的工艺参数包括：轧制带材的宽度、板形测量段的宽度，所述板形整体测量点数量N为：轧制带材的宽度/板形测量段的宽度；
建立坐标系，确定整体板形的幅值系数K1，根据余弦曲线及板形整体测量点数量N，计算得出整体板形目标曲线C1，所述余弦曲线cos(2*pi*n/N)，pi为圆周率常数，N为板形整体测量点数量，n为板形测量点顺序，从0到N，则整体板形目标曲线C1=K1* cos(2*pi*n/N)；
在板形整体测量点内选取若干局部测量点生成局部板形测量段，在局部板形测量段内确定局部测量点数量M，确定局部板形的幅值系数K2，根据正弦曲线和局部测量点数量M，计算得出局部板形目标曲线C2，所述正弦曲线sin(2*pi*m/M)，M为局部测量点数量，m为局部点的作用顺序，从0到M，则局部板形目标曲线C2=K2* sin(2*pi*m/M)；
将整体板形目标曲线C1和局部板形目标曲线C2相加，得到最终板形目标曲线C。
2.如权利要求1所述的冷轧板形目标曲线的优化计算方法，其特征在于，以轧制带材边缘的横向中心点为坐标原点，传动侧方向为正方向建立带材宽度方向上的坐标轴。
3.如权利要求1所述的冷轧板形目标曲线的优化计算方法，其特征在于，所述整体板形的幅值系数K1的取值范围为-100～100。
4.如权利要求1所述的冷轧板形目标曲线的优化计算方法，其特征在于，C2的起始点的选择范围为：0～N-M。
5.如权利要求1所述的冷轧板形目标曲线的优化计算方法，其特征在于，所述局部板形的幅值系数K2的取值范围为-100～100。
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