CN112872047B - 一种冷轧机的板形控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧机的板形控制方法，包括以下步骤：根据板形偏差，计算弯辊调节初始量和冷却调节初始量；再计算弯辊调节终量、冷却调节终量以及轧制力控制量；最终根据弯辊调节终量、冷却调节终量和轧制力控制量对板形进行调节。本发明提高了冷轧机对于板形的调节能力和调节范围，也提升了板形的调节质量。
Description
技术领域
本发明涉及板形控制技术领域，具体涉及一种冷轧机的板形控制方法。
背景技术
板形为金属板带材的平直度，表示带材的翘曲程度。板形是板带材的最重要的几何形状指标之一，良好的板形是高质量板带材必须具备的性能。冷轧机通常采用板形自动控制系统来控制金属板带材的板形，使得输出的带材的板形达到期望的目标状态。
冷轧机上设置有轧辊和弯辊结构，在板形自动控制系统中，四辊冷轧机一般使用轧辊倾斜、弯辊和冷却三种方式来进行板形控制调节，但是，在实际控制调节过程中，由于设备结构限制，弯辊有一定的限幅条件，只允许在一定范围内变动，而且对于宽度较窄、厚度较薄的带材来说，轧制时调节弯辊对板形调节的作用较小，经常需要调节很多的弯辊才能对板形产生影响，调节效果不佳；同样的，冷却系统的设计也有一定的限幅条件，只允许在一定流量压力条件下变化，对于板形的调节能力也存在较大限制。
因此，现有冷轧机的板形控制方法，对板形的调节能力较弱，无法满足使用需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种冷轧机的板形控制方法，能够提高板形的调节能力。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
一种冷轧机的板形控制方法，包括以下步骤：
1)根据板形偏差，计算弯辊调节初始量和冷却调节初始量；
2)计算弯辊调节终量、冷却调节终量以及轧制力控制量；
轧制力控制量的计算方法为：根据弯辊初始调节量超过弯辊阈值范围的数值确定第一轧制力控制量，并根据冷却调节量超过冷却阈值范围的数值确定第二轧制力控制量，对第一轧制力控制量和第二轧制力控制量求和得到轧制力控制量；
弯辊调节终量的计算方法为：判断弯辊调节初始量是否超过弯辊阈值范围，判断为是，则弯辊调节终量等于弯辊阈值范围的最小值或弯辊阈值范围的最大值，判断为否，则弯辊调节终量等于弯辊调节初始量；
冷却调节终量的计算方法为：判断冷却调节初始量是否超过冷却阈值范围，判断为是，则冷却调节终量等于冷却阈值范围的最小值或冷却阈值范围的最大值，判断为否，则冷却调节终量等于冷却调节初始量；
3)根据弯辊调节终量、冷却调节终量和轧制力控制量对板形进行调节。
在其中一个实施方式中，定义弯辊阈值范围的最小值为-WMAX，弯辊阈值范围的最大值为WMAX，弯辊调节初始量为W1，弯辊调节终量为W2，则有：
若W1>WMAX时，则有：W2＝WMAX；
若W1<-WMAX时，则有：W2＝-WMAX；
若-WMAX≤W1≤WMAX时，则有：W2＝W1。
在其中一个实施方式中，定义弯辊控制溢出值为WY,第一轧制力控制量为R1，则有：
若W1>WMAX时，则有：WY＝W1-WMAX，R1＝K1*WY；
若W1<-WMAX时，则有：WY＝W1+WMAX，R1＝K1*WY；
若-WMAX≤W1≤WMAX时，则有：R1＝0；
其中，K1表示第一比例系数。
在其中一个实施方式中，定义冷却阈值范围的最小值为CMIN，冷却阈值范围的最大值为CMAX，冷却调节初始量为C1，冷却调节终量为C2，则有：
若C1>CMAX时，则有：C2＝CMAX；
若C1<CMIN时，则有：C2＝CMIN；
若CMIN≤C1≤CMAX时，则有：C2＝C1。
在其中一个实施方式中，定义冷却控制溢出值为CY,第二轧制力控制量为R2，则有：
若C1>CMAX时，则有：CY＝C1-CMAX，R2＝K2*CY；
若C1<CMIN时，则有：CY＝C1-CMIN，R2＝K2*CY；
若CMIN≤C1≤CMAX时，则有：R2＝0；
其中，K2表示第二比例系数。
在其中一个实施方式中，根据板形偏差计算弯辊调节初始量时采用最小二乘算法、神经网络控制算法或模糊控制算法。
在其中一个实施方式中，根据板形偏差计算冷却调节初始量时采用最小二乘算法、神经网络控制算法或模糊控制算法。
本发明具有以下有益效果：本发明的冷轧机的板形控制方法，将轧制力控制量与弯辊调节终量、冷却调节终量进行综合配合控制，提高了板形的调节能力和调节范围，也提升了板形的调节质量。
附图说明
图1是本发明的冷轧机的板形控制方法的流程框图；
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。
如图1所示，本实施例公开了一种冷轧机的板形控制方法，包括以下步骤：
1)根据板形偏差，计算弯辊调节初始量和冷却调节初始量；
2)计算弯辊调节终量、冷却调节终量以及轧制力控制量；
轧制力控制量的计算方法为：根据弯辊初始调节量超过弯辊阈值范围的数值确定第一轧制力控制量，并根据冷却调节量超过冷却阈值范围的数值确定第二轧制力控制量，对第一轧制力控制量和第二轧制力控制量求和得到轧制力控制量；
弯辊调节终量的计算方法为：判断弯辊调节初始量是否超过弯辊阈值范围，判断为是，则弯辊调节终量等于弯辊阈值范围的最小值或弯辊阈值范围的最大值，判断为否，则弯辊调节终量等于弯辊调节初始量；
冷却调节终量的计算方法为：判断冷却调节初始量是否超过冷却阈值范围，判断为是，则冷却调节终量等于冷却阈值范围的最小值或冷却阈值范围的最大值，判断为否，则冷却调节终量等于冷却调节初始量；
3)根据弯辊调节终量、冷却调节终量和轧制力控制量对板形进行调节。
可以理解的，根据弯辊调节终量对冷轧机的弯辊进行调节，根据冷却调节终量对冷轧机的冷却系统进行调节，根据轧制力控制量对冷轧机的轧制力进行调整，从而最终实现对板形的调节。
在其中一个实施方式中，定义弯辊阈值范围为[-WMAX,WMAX],其中，弯辊阈值范围的最小值为-WMAX，弯辊阈值范围的最大值为WMAX，弯辊调节初始量为W1，弯辊调节终量为W2，则有：
若W1>WMAX时，则有：W2＝WMAX；
若W1<-WMAX时，则有：W2＝-WMAX；
若-WMAX≤W1≤WMAX时，此时表明弯辊调节初始量W1不超过弯辊阈值范围[-WMAX,WMAX]，则有：W2＝W1。
在其中一个实施方式中，定义弯辊控制溢出值为WY,第一轧制力控制量为R1，则有：
若W1>WMAX时，则有：WY＝W1-WMAX，R1＝K1*WY；
若W1<-WMAX时，则有：WY＝W1+WMAX，R1＝K1*WY；
若-WMAX≤W1≤WMAX时，此时表明弯辊调节初始量W1不超过弯辊阈值范围[-WMAX,WMAX]，则有：R1＝0；
其中，K1表示第一比例系数，当轧制力控制器采用比例控制时，R1＝K1*WY，K1为弯辊-轧制力控制器中的比例增益。轧制力控制器采用比例控制，例如可采用比例积分控制，或者比例积分微分控制。
在其中一个实施方式中，定义冷却阈值范围为[CMIN,CMAX]，其中，冷却阈值范围的最小值为CMIN，冷却阈值范围的最大值为CMAX，冷却调节初始量为C1，冷却调节终量为C2，则有：
若C1>CMAX时，则有：C2＝CMAX；
若C1<CMIN时，则有：C2＝CMIN；
若CMIN≤C1≤CMAX时，此时表明冷却调节初始量C1不超过冷却阈值范围[CMIN,CMAX]，则有：C2＝C1。
在其中一个实施方式中，定义冷却控制溢出值为CY,第二轧制力控制量为R2，则有：
若C1>CMAX时，则有：CY＝C1-CMAX，R2＝K2*CY；
若C1<CMIN时，则有：CY＝C1-CMIN，R2＝K2*CY；
若CMIN≤C1≤CMAX时，此时表明冷却调节初始量C1不超过冷却阈值范围[CMIN,CMAX]，则有：R2＝0；
其中，K2表示第二比例系数，当轧制力控制器采用比例控制时，R2＝K2*CY，K2为冷却-轧制力控制器中的比例增益。轧制力控制器采用比例控制，例如可采用比例积分控制，或者比例积分微分控制。
在其中一个实施方式中，根据板形偏差计算弯辊调节初始量时采用最小二乘算法、神经网络控制算法或模糊控制算法。
在其中一个实施方式中，根据板形偏差计算冷却调节初始量时采用最小二乘算法、神经网络控制算法或模糊控制算法。
本实施例的冷轧机的板形控制方法，可适用于多种带材的板形调节控制，尤其适用于宽度较窄、厚度较薄的带材的板形调节，调节效果较好，例如，可对铝带材起到较好的调节效果。
本实施例的冷轧机的板形控制方法，增设了轧制力控制量作为一种控制方式，将轧制力控制量与弯辊调节终量、冷却调节终量进行综合配合控制，实现了弯辊-轧制力，冷却-轧制力的两级控制，在弯辊或冷却控制量超过限定阈值时，再配合以轧制力调节来进行板形调节，避免了现有冷轧机中弯辊或冷却调节一旦超限则无法再进行超限调节的问题，从而提高了板形的调节能力和调节范围，也提升了板形的调节质量；操作方便、整体结构简单、无需对现有轧制机进行大幅度改动，利于节约改装成本。
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 (7)
1.一种冷轧机的板形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）根据板形偏差，计算弯辊调节初始量和冷却调节初始量；
2）计算弯辊调节终量、冷却调节终量以及轧制力控制量；
轧制力控制量的计算方法为：根据弯辊调节初始量超过弯辊阈值范围的数值确定第一轧制力控制量，并根据冷却调节初始量超过冷却阈值范围的数值确定第二轧制力控制量，对第一轧制力控制量和第二轧制力控制量求和得到轧制力控制量；
弯辊调节终量的计算方法为：判断弯辊调节初始量是否超过弯辊阈值范围，判断为是，则弯辊调节终量等于弯辊阈值范围的最小值或弯辊阈值范围的最大值，判断为否，则弯辊调节终量等于弯辊调节初始量；
冷却调节终量的计算方法为：判断冷却调节初始量是否超过冷却阈值范围，判断为是，则冷却调节终量等于冷却阈值范围的最小值或冷却阈值范围的最大值，判断为否，则冷却调节终量等于冷却调节初始量；
3）根据弯辊调节终量、冷却调节终量和轧制力控制量对板形进行调节；
定义弯辊阈值范围的最小值为-WMAX，弯辊阈值范围的最大值为WMAX，弯辊调节初始量为W1，弯辊调节终量为W2，则有：
若W1>WMAX时，则有：W2=WMAX ；
若W1<-WMAX时，则有：W2=-WMAX；
若-WMAX≤W1≤WMAX时，则有：W2=W1；
定义弯辊控制溢出值为WY, 第一轧制力控制量为R1，则有：
若W1>WMAX时，则有：WY=W1-WMAX， R1=K1*WY ；
若W1<-WMAX时，则有：WY=W1+WMAX，R1=K1*WY；
若-WMAX≤W1≤WMAX时，则有： R1=0；
其中，K1表示第一比例系数；
定义冷却阈值范围的最小值为CMIN，冷却阈值范围的最大值为CMAX，冷却调节初始量为C1，冷却调节终量为C2，则有：
若C1>CMAX时，则有：C2=CMAX；
若C1<CMIN时，则有：C2=CMIN；
若CMIN≤C1≤CMAX时，则有：C2=C1；
定义冷却控制溢出值为CY, 第二轧制力控制量为R2，则有：
若C1>CMAX时，则有：CY=C1-CMAX， R2=K2*CY ；
若C1<CMIN时，则有：CY=C1-CMIN，R2=K2*CY；
若CMIN≤C1≤CMAX时，则有：R2=0；
其中，K2表示第二比例系数。
2.如权利要求1所述的冷轧机的板形控制方法，其特征在于，根据板形偏差计算弯辊调节初始量时采用最小二乘算法。
3.如权利要求1所述的冷轧机的板形控制方法，其特征在于，根据板形偏差计算弯辊调节初始量时采用神经网络控制算法。
4.如权利要求1所述的冷轧机的板形控制方法，其特征在于，根据板形偏差计算弯辊调节初始量时采用模糊控制算法。
5.如权利要求1所述的冷轧机的板形控制方法，其特征在于，根据板形偏差计算冷却调节初始量时采用最小二乘算法。
6.如权利要求1所述的冷轧机的板形控制方法，其特征在于，根据板形偏差计算冷却调节初始量时采用神经网络控制算法。
7.如权利要求1所述的冷轧机的板形控制方法，其特征在于，根据板形偏差计算冷却调节初始量时采用模糊控制算法。
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