CN112337981A - 棒线材轧机转速稳态值拟合方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种棒线材轧机转速稳态值拟合方法及装置，其中，该方法包括：在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程；采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值；将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为以时间为横坐标、以转速为纵坐标的坐标系中的一条直线；将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值。本发明能够提高传递函数参数辨识的准确性，从而得到更加符合棒线轧机实际转速的传递函数，进而控制棒线轧机工作有效防止轧机上棒线材发生堆积的情况发生，提高棒线材的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及轧机控制领域，尤其涉及一种棒线材轧机转速稳态值拟合方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
棒线材热连轧生产线，是指通过物理变形的方式，使得又粗又短的钢坯，经不断受到挤压，形成又细又长的钢材。
在将钢坯送入到棒线材热连轧生产线之前，需要对钢坯进行加热。常温的钢坯，通过步进梁移动到加热炉中，加热炉采用煤气或者天然气燃烧加热钢坯。在加热炉内，通过步进梁不断移动钢坯，能够使得钢坯受热均匀。当钢坯被加热到900～1300℃左右，通过出炉口出炉，送到棒线材热连轧生产线上。由棒线材热连轧生产线将加热到900～1300℃左右的钢坯，通过运输辊道送入多个轧机(通常为10～30个轧机)，各个轧机的转速依次升高，使得钢坯不断产生横向和纵向的形变，每经过一个轧机，钢坯的形状都会变细、变长，从而每经过一个轧机，钢坯的移动速度都要增加，当钢坯被生产线上的所有轧机轧制后，便成为合格的棒线材钢产品。最后将棒线材钢产品送到冷床，在冷床上自然冷却或通过鼓风机强制加速冷却。图1为现有技术中提供的一种棒线材轧机控制系统示意图，如图1所示，每个轧机由2个轧辊组成，由变频器通过变频电缆与电机连接，电机通过连接轴与减速机连接，减速机通过2个万向轴与每个轧机的2个轧辊连接，由变频器控制轧机的转速和转矩，带动轧机工作。
图2为现有技术中提供的一种变频器控制棒线材轧机转速和转矩的示意图，如图2所示，变频器向电机发送速度命令Vset和转矩命令Tset，让电机从静止状态(转速为零，即Vset0＝0)缓慢上升到电机的额定转速Vset1＝Ve，电机反馈给变频器的信号为实际速度Vact和实际转矩Tact。其中，Vset和Vact是相对于电机额定转速的百分比，单位为％；Tset和Tact是相对于电机额定转矩的百分比，单位为％。
图3为现有技术中提供的一种棒线材轧机的速度环示意图，如图3所示，棒线材轧机转速闭环传递函数可表示如下：
其中，Vset表示速度设定值，随着上级PLC的改变而改变；Vact表示速度实际值；Kp表示速度环的等效比例；Ti表示速度环的等效积分时间常数；Tc表示电流环等效积分时间常数，由于该参数特别小，通常为被忽略，不再进行讨论；Tm表示机电惯量时间常数；Tinp表示外部力矩干扰信号；s表示复频域算子；
忽略Tc参数后，简化的传递函数表示如下：
为了实现棒线材轧机的精确控制，需要对其转速特性进行研究，通常需要辨识参数Kp和Ti。
通常，变频器内部有很多参数需要设置和调节，其中，包含速度环的比例系数和积分时间常数。因而，现有技术在控制轧机转速的时候，直接采用变频器的内置参数Kp和Ti，代入上述公式(2)使用。由于变频器内部的设置参数与物理设备旋转时对应的参数概念不同，直接代入上述公式(2)使用，会导致整个传递函数的数据偏差太大。
如图4所示，现有技术采用变频器内置参数推导出的传递函数，在进行阶跃输入后，阶跃输出响应曲线为蓝色曲线，与实际轧机设备的转速曲线差别很大，没有重合，特别是在上升段内的数据曲线，内置参数推导的传递函数曲线明显早于实际转速。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供了一种棒线材轧机转速稳态值拟合方法，用以解决现有技术采用变频器内置参数推导出的传递函数控制棒线轧机工作，使得棒线轧机实际转速存在偏差较大的技术问题，该方法包括：在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程；采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值，稳定阶段为实际转速值经历阶跃响应过程后稳定于转速稳态下限值与转速稳态上限值之间的阶段；将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为坐标系中的一条直线，坐标系的纵轴为转速，坐标系的横轴为时间；将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值。
本发明实施例中还提供了一种棒线材轧机转速稳态值拟合装置，用以解决现有技术采用变频器内置参数推导出的传递函数控制棒线轧机工作，使得棒线轧机实际转速存在偏差较大的技术问题，该装置包括：轧机转速调节模块，用于在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程；第一数据采集模块，用于采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值，稳定阶段为实际转速值经历阶跃响应过程后稳定于转速稳态下限值与转速稳态上限值之间的阶段；数据拟合处理模块，用于将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为坐标系中的一条直线，坐标系的纵轴为转速，坐标系的横轴为时间；轧机转速稳态值确定模块，用于将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值。
本发明实施例中还提供了一种计算机设备，用以解决现有技术采用变频器内置参数推导出的传递函数控制棒线轧机工作，使得棒线轧机实际转速存在偏差较大的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述棒线材轧机转速稳态值拟合方法。
本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有技术采用变频器内置参数推导出的传递函数控制棒线轧机工作，使得棒线轧机实际转速存在偏差较大的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述棒线材轧机转速稳态值拟合方法的计算机程序。
本发明实施例中，在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程，当棒线材轧机的实际转速值稳定于转速稳态下限值与转速稳态上限值之间(即棒线材轧机实际转速处于稳定阶段)的情况下，采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值，将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为以时间为横坐标、以转速为纵坐标的坐标系中的一条直线，最后将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值，以便根据棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值，辨识出用于确定棒线材轧机转速传递函数的等效比例系数和积分时间常数，得到控制棒线材轧机转速的传递函数，控制棒线材轧机工作，与现有技术中采用变频器内置参数推导出传递函数控制棒线轧机工作的技术方案相比，本发明实施例通过对稳定阶段的实际转速值进行拟合，能够更加准确辨识出等效比例系数和积分时间常数，从而得到更加符合棒线轧机实际转速的传递函数，进而控制棒线轧机工作有效防止轧机上棒线材发生堆积的情况发生，提高棒线材的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为现有技术中提供的一种棒线材轧机控制系统示意图；
图2为现有技术中提供的一种变频器控制棒线材轧机转速和转矩的示意图；
图3为现有技术中提供的一种棒线材轧机的速度环示意图；
图4为现有技术中提供的一种采用变频器内置参数得到的传递函数示意图；
图5为本发明实施例中提供的轧机设定转速值曲线与轧机实际转速值曲线的对比示意图；
图6为本发明实施例中提供的一种稳定阶段轧机转速波动的示意图；
图7为本发明实施例中提供的一种棒线材轧机转速稳态值拟合方法流程图；
图8为本发明实施例中提供的一种将稳定阶段轧机转速拟合为直线的示意图；
图9为本发明实施例中提供的一种轧机转速阶跃响应过程的示意图；
图10为本发明实施例中提供的一种利用转速稳态值曲线辨识出的传递函数示意图；
图11为本发明实施例中提供的一种棒线材轧机转速稳态值拟合装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
通常，在棒线材热连轧生产线上会设置多个轧机，每个轧机都按照给定的转速和转矩进行工作，由于钢坯每经过一个轧机的形状都会变细、变长，因而，棒线材热连轧生产线上各个轧机的转速是不同的，从第一个轧机到最后一个轧机，转速越来越大，从而使得钢坯从第一个轧机移动到最后一个轧机的过程中，不会产生堆积，影响整个生产线的工作。
为了使得棒线材轧机的实际转速值形成一个速度阶跃响应曲线，需要对棒线材轧机的设定转速值进行调节，通过控制棒线材轧机的设定转速值突然上升或下降，使得棒线材轧机的实际转速值形成一个速度阶跃响应曲线，通过高速采集轧机设定转速值和实际转速值，能够辨识出用于确定轧机转速传递函数的等效比例系数和积分时间常数，为高精度控制生产线上各个轧机的转速和转矩提供数据基础。
由公式(2)所示的棒线材轧机转速的传递函数可知，为了实现对棒线材轧机的精确控制，需要准确辨识出等效比例系数和积分时间常数这两个参数。
为了辨识出等效比例系数和积分时间常数这两个参数，需要给轧机一个稳定的转速变化量，如图5中虚线所示，在突然将轧机设定转速值上升到一个目标转速值后，轧机的实际转速值会产生一个速度阶跃响应后进入稳定阶段。
然后，由于轧机实际转速受到外部干扰信号，编码器安装精度等影响，会导致轧机的实际转速一直处于波动状态，对于系统参数辨识来说，存在较大困难。如图6所示，稳定阶段的实际转速值是波动变化的，使得系统参数辨识变得十分困难。
为了降低系统参数辨识的难度，本发明实施例中提供了一种棒线材轧机转速稳态值拟合方法，图7为本发明实施例中提供的一种棒线材轧机转速稳态值拟合方法流程图，如图7所示，该方法包括如下步骤：
S701，在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程；
S702，采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值，稳定阶段为实际转速值经历阶跃响应过程后稳定于转速稳态下限值与转速稳态上限值之间的阶段；
S703，将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为坐标系中的一条直线，坐标系的纵轴为转速，坐标系的横轴为时间；
S704，将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值。
需要说明的是，上述转速稳态下限值和转速稳态上限值可以是为了确定实际转速是否处于稳态阶段而预先配置的两个边界值，在一个实施例中，转速稳态下限值可以等于0.95倍的目标转速值，转速稳态上限值可以等于1.05倍的目标转速值。
如图8所示，通过上述S701～S704提供的方案，可以将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值波动曲线拟合为一条直线，以便确定棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值。
在一个实施例中，上述S701在控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值的时候，可以通过如下步骤来实现：获取预先配置的转速调节时刻；在转速调节时刻，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值。该实施例中，转速调节时刻可以是预先配置的一个时刻，以便在该时刻控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现阶跃响应。
由于棒线材轧机的实际转速值在阶跃响应的过程中，是高速变化的，因而，在棒线材轧机的实际转速值呈现阶跃响应的过程中，高速采集棒线材轧机的设定转速值和实际转速值，以便根据采集的数据，辨识出轧机传递函数的等效比例系数和积分时间常数。
一个实施例中，本发明实施例中提供的棒线材轧机转速稳态值拟合方法还可以包括如下步骤：采集棒线材轧机在阶跃响应过程和稳定阶段的设定转速值，以及棒线材轧机在阶跃响应过程的实际转速值；根据棒线材轧机在阶跃响应过程和稳定阶段的设定转速值，绘制棒线材轧机的设定转速值曲线，并根据棒线材轧机在阶跃响应过程的实际转速值和棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值，绘制棒线材轧机的实际转速值曲线；根据棒线材轧机的设定转速值曲线和实际转速值曲线，辨识出等效比例系数和积分时间常数，其中，等效比例系数为实际转速值曲线的峰值，积分时间常数为实际转速值曲线第一次达到转速稳态下限值的时刻；根据辨识出的等效比例系数和积分时间常数，确定棒线材轧机的传递函数；根据确定的传递函数，控制棒线材轧机工作。
通过上述实施例，在棒线材轧机的实际转速值呈现阶跃响应的过程中，采集棒线材轧机的设定转速值和实际转速值，进而根据采集的设定转速值和实际转速值绘制出设定转速曲线和实际转速曲线，以辨识出用于确定传递函数的等效比例系数和积分时间常数这两个参数，根据公式(2)可以得到棒线材轧机的传递函数。在确定出控制棒线材热连轧生产线上各个轧机转速的传递函数后，根据该传递函数设定各个轧机的转速，使得棒线材热连轧生产线上各个轧机根据设定的转速转动，实现对钢坯的移动，从而形成棒线材产品，不会使得钢坯材料在生产线上产生堆积。
将采集的轧机设定转速值和实际转速值，按照时间序列绘制到一张图中，可得到图9所示速度阶跃响应曲线。
如图9所示，轧机实际转速在阶跃响应过程中：首先是设定转速值发生改变，然后实际转速值开始缓慢跟随变化，当第一到达0.95×vstep时，对应的时间为tup，然后转速继续升高，超过了设定转速，达到了峰值ve。然后实际转速值开始下降，经过多次震荡后与设定转速值基本一致。
可选地，在实际转速阶跃响应曲线中，设置有2条边界线：0.95×vstep和1.05×vstep。当实际转速值位于这2条边界线以内，且不再越过这两条边界线范围时，认为实际转速与设定转速达到一致。
对公式(2)的传递函数进行时域函数求解，可以得出公式(3)所示的标准解：
对应的时域解为：
其中，y表示实际转速，t表示时间，a表示一个与实际转速初始值有关的常数；ζ表示系统等效阻尼系数；ωn表示系统等效震荡角频率；
对公式(4)，求解函数的峰值如下：
其中，σ表示实际转速的峰值，单位％；
通过公式(6)和(7)，可求解出系统等效阻尼系数ζ：
求解出系统等效阻尼系数ζ后，计算系统等效震荡频率ωn，具体公式如下：
通过上述两个步骤，可以得到棒线材轧机实际转速的传递函数为：
如图10所示，将公式(8)所示传递函数的速度阶跃曲线与实际转速曲线进行对比，可以看出本发明实施例中手动拟合的传递函数曲线与实际曲线完全一致，且比传统的变频器内置参数等效传递函数更加接近实际转速。
本发明实施例中，在阶跃响应曲线的稳定阶段，选择电机转速数据，采用最小二乘法，把电机转速数据拟合为一条直线：
v＝k×t+b (10)
计算公式如下：
其中，k表示直线斜率；b表示直线截距；v表示轧机实际转速值；t表示时间；
表示轧机实际转速值在稳定时间段内的平均值；
表示轧机转速阶跃曲线稳定阶段的时间均值。
对于图8中拟合得到的直线(虚线)：k＝-0.0008948；b＝1.002；其中，b是对阶跃响应曲线稳定阶段轧机实际转速的准确估计值。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种棒线材轧机转速稳态值拟合装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与棒线材轧机转速稳态值拟合方法相似，因此该装置的实施可以参见棒线材轧机转速稳态值拟合方法的实施，重复之处不再赘述。
图11为本发明实施例中提供的一种棒线材轧机转速稳态值拟合装置示意图，如图11所示，该装置包括：轧机转速调节模块111、第一数据采集模块112、数据拟合处理模块113和轧机转速稳态值确定模块114。
其中，轧机转速调节模块111，用于在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程；第一数据采集模块112，用于采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值，稳定阶段为实际转速值经历阶跃响应过程后稳定于转速稳态下限值与转速稳态上限值之间的阶段；数据拟合处理模块113，用于将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为坐标系中的一条直线，坐标系的纵轴为转速，坐标系的横轴为时间；轧机转速稳态值确定模块114，用于将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值。
需要说明的是，上述转速稳态下限值和转速稳态上限值可以是为了确定实际转速是否处于稳态阶段而预先配置的两个边界值，在一个实施例中，转速稳态下限值可以等于0.95倍的目标转速值，转速稳态上限值可以等于1.05倍的目标转速值。
由上可知，本发明实施例中提供的棒线材轧机转速稳态值拟合装置，
在一个实施例中，轧机转速调节模块111还用于获取预先配置的转速调节时刻；以及在转速调节时刻，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的棒线材轧机转速稳态值拟合装置还可以包括：第二数据采集模块115，用于采集棒线材轧机在阶跃响应过程和稳定阶段的设定转速值，以及棒线材轧机在阶跃响应过程的实际转速值；转速曲线绘制模块116，用于根据棒线材轧机在阶跃响应过程和稳定阶段的设定转速值，绘制棒线材轧机的设定转速值曲线，并根据棒线材轧机在阶跃响应过程的实际转速值和棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值，绘制棒线材轧机的实际转速值曲线；参数辨识模块117，用于根据棒线材轧机的设定转速值曲线和实际转速值曲线，辨识出等效比例系数和积分时间常数，其中，等效比例系数为实际转速值曲线的峰值，积分时间常数为实际转速值曲线第一次达到转速稳态下限值的时刻；传递函数确定模块118，用于根据辨识出的等效比例系数和积分时间常数，确定棒线材轧机的传递函数；轧机控制模块，用于根据确定的传递函数，控制棒线材轧机工作。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机设备，用以解决现有技术采用变频器内置参数推导出的传递函数控制棒线轧机工作，使得棒线轧机实际转速存在偏差较大的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述棒线材轧机转速稳态值拟合方法。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有技术采用变频器内置参数推导出的传递函数控制棒线轧机工作，使得棒线轧机实际转速存在偏差较大的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述棒线材轧机转速稳态值拟合方法的计算机程序。
综上所述，本发明实施例中提供了一种棒线材轧机转速稳态值拟合方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程，当棒线材轧机的实际转速值稳定于转速稳态下限值与转速稳态上限值之间(即棒线材轧机实际转速处于稳定阶段)的情况下，采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值，将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为以时间为横坐标、以转速为纵坐标的坐标系中的一条直线，最后将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值，以便根据棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值，辨识出用于确定棒线材轧机转速传递函数的等效比例系数和积分时间常数，得到控制棒线材轧机转速的传递函数，控制棒线材轧机工作，与现有技术中采用变频器内置参数推导出传递函数控制棒线轧机工作的技术方案相比，本发明实施例通过对稳定阶段的实际转速值进行拟合，能够更加准确辨识出等效比例系数和积分时间常数，从而得到更加符合棒线轧机实际转速的传递函数，进而控制棒线轧机工作有效防止轧机上棒线材发生堆积的情况发生，提高棒线材的生产效率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种棒线材轧机转速稳态值拟合方法，其特征在于，包括：
在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程；
采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值，所述稳定阶段为实际转速值经历阶跃响应过程后稳定于转速稳态下限值与转速稳态上限值之间的阶段；
将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为坐标系中的一条直线，所述坐标系的纵轴为转速，所述坐标系的横轴为时间；
将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，包括：
获取预先配置的转速调节时刻；
在所述转速调节时刻，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值之后，所述方法还包括：
采集棒线材轧机在阶跃响应过程和稳定阶段的设定转速值，以及棒线材轧机在阶跃响应过程的实际转速值；
根据棒线材轧机在阶跃响应过程和稳定阶段的设定转速值，绘制棒线材轧机的设定转速值曲线，并根据棒线材轧机在阶跃响应过程的实际转速值和棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值，绘制棒线材轧机的实际转速值曲线；
根据棒线材轧机的设定转速值曲线和实际转速值曲线，辨识出等效比例系数和积分时间常数，其中，所述等效比例系数为实际转速值曲线的峰值，所述积分时间常数为实际转速值曲线第一次达到转速稳态下限值的时刻；
根据辨识出的等效比例系数和积分时间常数，确定棒线材轧机的传递函数；
根据确定的传递函数，控制棒线材轧机工作。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述转速稳态下限值等于0.95倍的目标转速值，所述转速稳态上限值等于1.05倍的目标转速值。
5.一种棒线材轧机转速稳态值拟合装置，其特征在于，包括：
轧机转速调节模块，用于在棒线材轧机按照设定转速值工作的过程中，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值，使得棒线材轧机的实际转速值呈现一个阶跃响应过程；
第一数据采集模块，用于采集棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值，所述稳定阶段为实际转速值经历阶跃响应过程后稳定于转速稳态下限值与转速稳态上限值之间的阶段；
数据拟合处理模块，用于将棒线材轧机在稳定阶段的实际转速值拟合为坐标系中的一条直线，所述坐标系的纵轴为转速，所述坐标系的横轴为时间；
轧机转速稳态值确定模块，用于将直线的纵轴截距值确定为棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述轧机转速调节模块还用于获取预先配置的转速调节时刻；以及在所述转速调节时刻，控制棒线材轧机的设定转速值上升或下降到目标转速值。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二数据采集模块，用于采集棒线材轧机在阶跃响应过程和稳定阶段的设定转速值，以及棒线材轧机在阶跃响应过程的实际转速值；
转速曲线绘制模块，用于根据棒线材轧机在阶跃响应过程和稳定阶段的设定转速值，绘制棒线材轧机的设定转速值曲线，并根据棒线材轧机在阶跃响应过程的实际转速值和棒线材轧机在稳定阶段的实际转速稳态值，绘制棒线材轧机的实际转速值曲线；
参数辨识模块，用于根据棒线材轧机的设定转速值曲线和实际转速值曲线，辨识出等效比例系数和积分时间常数，其中，所述等效比例系数为实际转速值曲线的峰值，所述积分时间常数为实际转速值曲线第一次达到转速稳态下限值的时刻；
传递函数确定模块，用于根据辨识出的等效比例系数和积分时间常数，确定棒线材轧机的传递函数；
轧机控制模块，用于根据确定的传递函数，控制棒线材轧机工作。
8.如权利要求5至7任一项所述的装置，其特征在于，所述转速稳态下限值等于0.95倍的目标转速值，所述转速稳态上限值等于1.05倍的目标转速值。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一项所述棒线材轧机转速稳态值拟合方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一项所述棒线材轧机转速稳态值拟合方法的计算机程序。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1803326A (zh) * | 2006-01-25 | 2006-07-19 | 冶金自动化研究设计院 | 一种抑制轧机传动系统动态速降和扭振的控制系统 |
| JP2007196270A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Nippon Steel Corp | 圧延主機モータの速度制御方法 |
| JP2014028387A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Hitachi Ltd | 圧延制御装置、プラント制御装置及び圧延制御方法 |
| CN104874613A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-02 | 武汉科技大学 | 通过轧机速度补偿实现热连轧机架间秒流量平衡的方法 |
| CN106938282A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-11 | 中冶华天工程技术有限公司 | 棒线材轧机调速控制系统及方法 |
| CN108136462A (zh) * | 2015-10-15 | 2018-06-08 | Sms集团股份有限公司 | 用于轧制轧材的方法和轧机 |
-
2020
- 2020-10-16 CN CN202011108926.4A patent/CN112337981A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1803326A (zh) * | 2006-01-25 | 2006-07-19 | 冶金自动化研究设计院 | 一种抑制轧机传动系统动态速降和扭振的控制系统 |
| JP2007196270A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Nippon Steel Corp | 圧延主機モータの速度制御方法 |
| JP2014028387A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Hitachi Ltd | 圧延制御装置、プラント制御装置及び圧延制御方法 |
| CN104874613A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-02 | 武汉科技大学 | 通过轧机速度补偿实现热连轧机架间秒流量平衡的方法 |
| CN108136462A (zh) * | 2015-10-15 | 2018-06-08 | Sms集团股份有限公司 | 用于轧制轧材的方法和轧机 |
| CN106938282A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-11 | 中冶华天工程技术有限公司 | 棒线材轧机调速控制系统及方法 |
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