CN116974311A - 金属轧制后处理工艺线的活套小车的控制方法及活套设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种金属轧制后处理工艺线的活套小车的控制方法及活套设备。活套小车的控制方法，用于控制金属轧制后处理工艺线的活套设备的活套小车，活套小车与卷扬机连接，并且卷扬机与电机连接，从而通过电机驱动卷扬机旋转，进而驱动活套小车升降，方法包括：确定与活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值；根据第一速度补偿值、第二速度补偿值以及第三速度补偿值，对活套小车的升降速度进行补偿；以及根据补偿后的活套小车的升降速度，对电机进行控制。从而达到了保持活套设备内的金属带材的张力稳定。

Description

金属轧制后处理工艺线的活套小车的控制方法及活套设备

技术领域

本申请涉及金属轧制之后的处理工艺线技术，特别是涉及一种金属轧制后处理工艺线的活套小车的控制方法及活套设备。

背景技术

处理线领域，即金属轧制之后的处理工艺线，包括从平整机、拉矫机到粗糙度控制等板形处理。

活套设备是金属轧制后处理工艺线的重要缓存设备，是保证工艺段稳定运行、连续生产不可或缺的设备。其中图1A示出了活套设备的示意图。参考图1A所示，活套设备包括入口侧110和出口侧120以及设置于入口侧110和出口侧120之间的活套组件200。

其中，活套设备部署于处理工艺线的入口侧。金属带材300在入口侧110的传送辊的传送下进入活套组件200，并且在出口侧120传送辊的传送下从活套组件200输出，并经由出口侧120进入处理工艺线。

其中，活套组件200包括位于上部的活套小车组件210和位于下部的固定辊筒220。其中固定辊筒220的上下位置固定。活套小车组件210包括：活套小车211、卷扬机212以及电机213。其中，电机213驱动卷扬机212旋转，从而控制活套小车211上升或者下降。

由于出口侧120的传送速度固定，因此可以通过改变入口侧110的传送速度，实现充套和放套操作。参考图1B所示，在正常的传送过程中需要进行充套时，入口侧110的传送速度大于出口侧120的传送速度。同时，电机213驱动卷扬机212提升活套小车211。从而更长长度的金属带材300被缓存在活套组件200内。

图1B是根据现有技术所述的活套设备在充套过程中的示意性透视图。图1C是根据现有技术所述的活套设备在放套过程中的示意性透视图。参考图1C所示，当生产需要入口侧110减速甚至停止传送时（例如将金属带材300与后续金属带材进行焊接连接），由于处理工艺线的金属带材300不能停止传送，因此出口侧120的传送速度仍然保持恒定。此时，电机213驱动卷扬机212下降活套小车211，从而实现放套操作（即将活套组件200缓存的金属带材300释放）。当入口侧110对金属带材300的处理完毕后，再进行图1B所示的充套操作，将更多的金属带材300缓存在活套组件200中。

此外，当有足够多的金属带材缓存在活套组件200中时，入口侧110的传送速度被控制为与出口侧120的传送速度保持一致。从而活套小车211的高度保持稳定。

从而借助于活套设备，无论在处理工艺线进行什么操作，都可以保证处理工艺线的传送稳定。

但是，无论是充套还是放套，都需要保持金属带材300的张力稳定。由于活套设备的特殊工艺结构，因此影响张力稳定的因素很多，比如存储的金属带材300的容量可变性、惯性等等。因此如何在控制活套小车211的升降过程中，保持金属带材300张力的稳定，成为亟需解决的问题。

公开号为CN115074516A，名称为一种具有立式嵌套活套结构的金属带材传输系统。方法包括：在金属热处理工艺段的带材入口端处设置立式嵌套活套结构，立式嵌套活套结构由入口活套和出口活套嵌套构成一体结构，在入口活套内和出口活套嵌套内各设有存储和释放结构，在立式嵌套活套结构的入口端处设有带材转向及输入结构，在立式嵌套活套结构的出口端处设有带材转向及输出结构，带材转向及输出结构的输出端与连接金属热处理工艺段的入口端连通以将带材输送进金属热处理工艺段内，在金属热处理工艺段的出口端处设有出口释放传动结构，出口释放传动结构的输出端与立式嵌套活套结构连通；形成具有立式嵌套活套结构的金属带材传输系统。

公开号为CN1116390820A，名称为用于制造热轧金属带材的设备和方法。该设备具有：铸造机，其设立成制造扁坯并在铸造机的输送线中输送该扁坯；轧制系统，其设立成在沿着轧制系统的输送线输送期间通过轧制将扁坯成型为相应的金属带材；组合式输送及温度影响装置，其布置在铸造机和轧制系统之间，并且设立成至少沿着轧制系统的输送线输送扁坯、将扁坯运送给轧制系统并将扁坯的温度调节到轧制温度；表面装置，其布置在铸造机和组合式输送及温度影响装置之间，并设立成加工和/或处理和/或检查扁坯的表面中的至少一个表面；以及温度影响装置，其布置在铸造机和组合式输送及温度影响装置之间，并设立成调整扁坯的温度。

针对上述的现有技术中存在的在活套小车的升降过程中，难于控制金属带材的张力稳定的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开提供了一种金属轧制后处理工艺线的活套小车的控制方法及活套设备，以至少解决现有技术中存在的在活套小车的升降过程中，难于控制金属带材的张力稳定的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种活套小车的控制方法，用于控制金属轧制后处理工艺线的活套设备的活套小车，活套小车与卷扬机连接，并且卷扬机与电机连接，从而通过电机驱动卷扬机旋转，进而驱动活套小车升降。方法包括：确定与活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值；根据第一速度补偿值、第二速度补偿值以及第三速度补偿值，对活套小车的升降速度进行补偿；以及根据补偿后的活套小车的升降速度，对电机进行控制。

根据本申请的另一个方面，提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时由处理器执行以上的方法。

根据本申请的另一个方面，提供了一种活套设备，用于金属轧制后处理工艺线，包括活套小车、卷扬机、电机以及控制器，其中活套小车与卷扬机连接，并且卷扬机与电机连接，控制器与电机连接，从而通过控制电机驱动卷扬机旋转，进而驱动活套小车升降。控制器配置用于：确定与活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值；根据第一速度补偿值、第二速度补偿值以及第三速度补偿值，对活套小车的升降速度进行补偿；以及根据补偿后的活套小车的升降速度，对电机进行控制。

从而，本实施例的方案分别确定与活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值。然后，根据第一速度补偿值、第二速度补偿值以及第三速度补偿值，对活套小车的升降速度进行补偿。从而通过这种方式，能够在充套或者放套的过程中，通过控制活套小车的升降速度，保持活套设备内的金属带材的张力稳定。解决了现有技术中存在的在活套小车的升降过程中，难于控制金属带材的张力稳定的技术问题。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1A是根据现有技术所述的活套设备的示意性透视图；

图1B是根据现有技术所述的活套设备在充套过程中的示意性透视图；

图1C是根据现有技术所述的活套设备在放套过程中的示意性透视图；

图2是根据本公开实施例所述的活套设备的示意性透视图；

图3是根据本公开实施例所述的活套小车的控制方法的流程示意图；以及

图4是根据本公开实施例所述的用于表征电机的转速与活套小车的摩擦力在电机形成摩擦力矩之间的映射关系的映射曲线的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图2是根据本申请一个实施例的活套设备的示意性透视图。与现有技术类似，活套设备包括入口侧110和出口侧120以及设置于入口侧110和出口侧120之间的活套组件200。

其中，活套设备部署于处理工艺线的入口侧。金属带材300在活套设备的入口侧110的传送辊的传送下进入活套组件200，并且在出口侧120传送辊的传送下从活套组件200输出，并经由出口侧120进入处理工艺线。

其中，活套组件200包括位于上部的活套小车组件210和位于下部的固定辊筒220。其中固定辊筒220的上下位置固定。活套小车组件210包括：活套小车211、卷扬机212以及电机213。其中，电机213驱动卷扬机212旋转，从而控制活套小车211上升或者下降。

由于出口侧120的传送速度固定，因此可以通过改变入口侧110的传送速度，实现充套和放套操作。当进行充套操作时，入口侧110的传送速度大于出口侧120的传送速度，并且电机213驱动卷扬机212提升活套小车211。从而更长长度的金属带材300被缓存在活套组件200内。当进行放套操作时，入口侧110的传送速度小于出口侧120的传送速度，并且电机213驱动卷扬机212下降活套小车211。从而金属带材300从活套组件200内释放。

此外，进一步参考图2所示，活套设备还设置有第一速度/加速度检测设备131、第二速度/加速度检测设备132、位置检测设备133、第一张力检测设备134、PID控制器135、第二张力检测设备136以及控制器130。其中第一速度/加速度检测设备131用于检测入口侧110的传送速度以及传送加速度，第二速度/加速度检测设备132用于检测出口侧120的传送速度以及传送加速度，位置检测设备133用于检测活套小车211的高度位置。第一张力检测设备134用于检测入口侧110金属带材300的张力，并且第一张力检测设备134可以通过开关进行连接状态的切换：在第一状态下第一张力检测设备134与PID控制器135连接的情况下，用于进行控制；在第二状态下第二张力检测设备136与控制器130连接的情况下，用于进行调试。PID控制器135与第一张力检测设备134连接，用于根据第一张力检测设备134检测的张力确定相应的速度补偿值。第二张力检测设备136用于检测出口侧120金属带材300的张力。

并且控制器130分别与第一速度/加速度检测设备131、第二速度/加速度检测设备132、位置检测设备133以及PID控制器135连接。并且，控制器130还与电机213连接，用于控制电机213的转速。

从而基于以上所述的活套设备，本实施例提出一种活套小车的控制方法，该方法由图2所示的控制器130实现。其中图3示出了该控制方法的流程图。参考图3所示，该控制方法包括：

S302：确定与活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值；

S304：根据第一速度补偿值、第二速度补偿值以及第三速度补偿值，对活套小车的升降速度进行补偿；以及

S306：根据补偿后的活套小车的升降速度，对电机进行控制。

具体地，参见图2所示，在控制器130控制活套小车211升降的过程中，第一张力检测设备134将检测的金属带材300的张力值传输至PID控制器135，PID控制器135根据检测的张力值与预先设定的参考张力值之间的差值，进行PID调节，确定用于对活套小车211的升降速度进行补偿的第一速度补偿值V₁。

此外，控制器130根据第一速度/加速度检测设备131检测的入口侧110的传送加速度以及第二速度/加速度检测设备132检测的出口侧120的传送加速度，确定与活套小车211的惯量相关并且对活套小车211的升降速度进行补偿的第二速度补偿值V₂。其中第二速度补偿值V₂可以通过以下公式确定：

（1）

其中，F_in为入口侧110的金属带材300加速时活套车惯量对金属带材300张力的影响因数，F_out为出口侧120的金属带材300加速时活套车惯量对金属带材300张力的影响因数。并且，F_in和F_out参数的默认初始值为0，在调试时，依据现场实际张力的波动情况，并根据经验适当修改。

具体地，在本实施例中，A_in和A_out为预先设定的加速度，并且通过下述方法对空载（即没有加载金属带材）的活套小车211进行调试以确定F_in和F_out：

首先，对活套小车211以预设的加速度进行加速上升，并且在上升过程中实时测量电机213的转矩。得到与电机213的转矩相关的转矩数值序列。针对转矩数值序列，计算每一个波谷到相邻波峰的波动值。当所计算的波动值中的最大波动值小于预设的第一波动阈值时，按预设节距增加F_in的数值。然后继续重复该过程进行调试，直到最大波动值大于第一波动阈值为止。或者，当所计算的最大波动值大于预设的第二波动阈值（第二波动阈值大于第一波动阈值）时，则按照该预设节距减小F_in的数值。然后继续重复该过程进行调试，直到最大波动值小于第二波动阈值为止。

然后，在活套小车211达到预定速度后再以预设的加速度（或减速度）进行减速上升，并且在上升过程中实时测量电机213的转矩。得到与电机213的转矩相关的转矩数值序列。针对转矩数值序列，计算每一个波谷到相邻波峰的波动值。当所计算的波动值中的最大波动值小于预设的第三波动阈值时，则按预设节距增加F_out的数值。然后继续重复该过程进行调试，直到最大波动值大于第三波动阈值为止。或者，当所计算的最大波动值大于预设的第四波动阈值（第三波动阈值大于第四波动阈值）时，则按照该预设节距减小F_out的数值。然后继续重复该过程进行调试，直到最大波动值小于第四波动阈值为止。

从而通过以上方式，确定F_in和F_out的参数值。

A_in为入口侧110的第一传送加速度，由第一速度/加速度检测设备131检测并传送至控制器130。A_out为出口侧120的第二传送加速度，由第二速度/加速度检测设备132检测并传送至控制器130。从而控制器130可以根据实时检测的入口侧110的第一传送加速度以及出口侧120的第二传送加速度，确定与活套小车211的惯量相关的第二速度补偿值V₂。

具体地，活套设备的入口侧110与出口侧120的传送速度一致时，活套小车211的高度位置会维持稳定。但是如果入口侧110加速，活套设备的金属带材300的张力一开始会变小，这是因为在活套设备做出反应之前，有更多的金属带材300进入到活套组件200内。同理，如果出口侧120加速，意味着开始有更多的金属带材300被拉出活套组件200，导致金属带材300的张力增加。由于活套设备本身的工艺特点，加上张力控制本身是一个滞后环节，速度变化时会造成较长时间内金属带材300张力偏大或偏小。故有必要根据上述公式（1）对活套小车211的惯量做出速度补偿。

此外，控制器130还根据第一速度/加速度检测设备131检测的入口侧110的第一传送加速度、第二速度/加速度检测设备132检测的出口侧120的第二传送加速度以及位置检测器133检测的活套小车211的高度位置，确定与活套组件200内缓存的金属带材300相关并用于对活套小车211的升降速度进行补偿的第三速度补偿值V₃。其中第三速度补偿值V₃可以通过以下公式确定：

（2）

其中，F^’ _in为入口侧110的加速度系数，F^’ _out为出口侧120的加速度系数。A_in为入口侧110的第一传送加速度，由第一速度/加速度检测设备131检测并传送至控制器130。A_out为出口侧120的第二传送加速度，由第二速度/加速度检测设备132检测并传送至控制器130。S_act为活套组件200内单股金属带材301的长度，该长度可以根据位置检测设备133检测的活套小车211的高度位置而确定。

Nr_loops为活套组件200内单股金属带材301的股数（参考图2所示，该股数为12），ρ为金属带材300的密度，Width为金属带材300的宽度，以及Thickness为金属带材300的厚度。

具体地，活套组件200内金属带材300的长度在满套时会达到好几百米，甚至会有千米以上的大活套，加之如果是厚板带的因素，它的总重量在加减速时的惯性对张力控制影响不可小看。因此，需要根据上面的公式（2）对活套小车211的升降速度进行补偿。

其中，()表示活套小车211上单股金属带材301的质量，并且(/>)表示加载于活套小车211上的金属带材300的质量。并且各股金属带材301的平均加速度近似表示为：(A_in+A_out)/2。

此外，入口侧110的加速度系数F^’ _in和出口侧120的加速度系数F^’ _out的初始值为-0.5。并且，可以通过以下方式进一步调试确定上述加速度系数：

将第二传送加速度A_out设为零，并且以预设的第一传送加速度A_in向活套小车211内加载金属带材300。在此过程中实时采集第二张力检测设备136测量的出口侧120的张力值，从而得到与金属带材300的张力值相关的张力值序列。针对张力值序列，计算每一个波谷到相邻波峰的波动值。当所计算的波动值中的最大波动值小于预设的第五波动阈值时，按预设节距增加F^’ _in的数值。然后继续重复该过程进行调试，直到最大波动值大于第五波动阈值为止。或者，当所计算的最大波动值大于预设的第六波动阈值（第六波动阈值大于第五波动阈值）时，则按照该预设节距减小F^’ _in的数值。然后继续重复该过程进行调试，直到最大波动值小于第六波动阈值为止。

然后，将第一传送加速度A_in设为零，并且以预设的第二传送加速度A_out从活套小车211输出金属带材300。在此过程中实时采集张力检测设备134测量的入口侧110的张力值，从而得到与金属带材300的张力值相关的张力值序列。针对张力值序列，计算每一个波谷到相邻波峰的波动值。当所计算的波动值中的最大波动值小于预设的第七波动阈值时，按预设节距增加F^’ _in的数值。然后继续重复该过程进行调试，直到最大波动值大于第七波动阈值为止。或者，当所计算的最大波动值大于预设的第八波动阈值（第八波动阈值大于第七波动阈值）时，则按照该预设节距减小F^’ _in的数值。然后继续重复该过程进行调试，直到最大波动值小于第八波动阈值为止。

从而通过这种方式，可以确定入口侧110的加速度系数F^’ _in和出口侧120的加速度系数F^’ _out。进而，在活套小车211的工作过程中，控制器130可以根据上述公式（2）确定第三速度补偿值V₃。

从而控制器130确定第一速度补偿值V₁、第二速度补偿值V₂和第三速度补偿值V₃（S302）。

然后，控制器130根据第一速度补偿值V₁、第二速度补偿值V₂和第三速度补偿值V₃对活套小车211的升降速度进行补偿。具体地，控制器130根据以下公式对活套小车211的升降速度进行补偿，从而确定补偿后的升降速度V_car：

（3）

（4）

其中，V_in为入口侧110的传送速度，由第一速度/加速度检测设备131检测并传送至控制器130。V_out为出口侧120的传送速度，由第二速度/加速度检测设备132检测并传送至控制器130。

其中，V_loop是根据入口侧110和出口侧120的传送速度确定的用于控制活套小车211升降的基准速度。V_car是补偿后的升降速度。从而通过以上方式，控制器130对活套小车的升降速度进行补偿（S304）。

然后，控制器130根据补偿后的升降速度V_car对电机213进行控制，例如控制电机213的转速，以便旋转卷扬机212，控制活套小车211的升降（S306）。

例如，控制器130根据以下公式，确定电机的转速：

W_motor=2×V_car×i_{motor_drum}×i_{drum_car}/D_drum（5）

其中，i_motor__drum为电机213与卷扬机212之间的减速比，其是根据电机213与卷扬机212之间的减速箱的齿轮比来确定的，用于指示电机213与卷扬机212之间的角速度比，其中W_motor=W_drum×i_{motor_drum}，其中W_drum为卷扬机212的转速，W_motor为电机213的转速。并且

W_drum=2×V_car×i_{drum_car}/D_drum（6）

i_{drum_car}为卷扬机212与活套小车211之间的减速比，该减速比与卷扬机212与活套小车211之间的钢丝绳的缠绕方式有关，根据卷扬机212与活套小车211之间的动滑轮以及定滑轮的设置确定，其中V_drum=V_car×i_{drum_car}，其中V_drum为卷扬机212旋转的线速度。

正如背景技术中所述的，无论是充套还是放套，都需要保持金属带材的张力稳定。由于活套设备的特殊工艺结构，因此影响张力稳定的因素很多，比如存储的金属带材的容量可变性、惯性等等。因此如何在控制活套小车的升降过程中，保持金属带材张力的稳定，成为亟需解决的问题。

有鉴于此，本实施例的方法分别确定与活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值。然后，根据第一速度补偿值、第二速度补偿值以及第三速度补偿值，对活套小车的升降速度进行补偿。从而通过这种方式，能够在充套或者放套的过程中，通过控制活套小车的升降速度，保持活套设备内的金属带材的张力稳定。解决了现有技术中存在的在活套小车的升降过程中，难于控制金属带材的张力稳定的技术问题。

可选地，确定与活套小车的惯量相关的第二速度补偿值的操作，包括：获取活套设备的入口侧的第一传送加速度以及活套设备的出口侧的第二传送加速度；以及根据第一传送加速度以及第二传送加速度，确定第二速度补偿值。

具体地，参考上文所述，控制器130根据第一速度/加速度检测设备131检测的入口侧110的第一传送加速度以及第二速度/加速度检测设备132检测的出口侧120的第二传送加速度，确定与活套小车211的惯量相关并且对活套小车211的升降速度进行补偿的第二速度补偿值V₂。参见公式（1）。

可选地，确定与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值的操作，包括：获取活套设备的入口侧的第一传送加速度以及活套设备的出口侧的第二传送加速度；获取活套小车的高度位置，并根据所获取的高度位置确定活套设备中每股金属带材的长度；以及根据第一传送加速度、第二传送加速度以及活套设备中每股金属带材的长度，确定第三速度补偿值。

具体地，参考上文所述，控制器130根据第一速度/加速度检测设备131检测的入口侧110的第一传送加速度、第二速度/加速度检测设备132检测的出口侧120的第二传送加速度以及位置检测器133检测的活套小车211的高度位置，确定与活套组件200内缓存的金属带材300相关并用于对活套小车211的升降速度进行补偿的第三速度补偿值V₃。参见公式（2）。

可选地，根据补偿后的活套小车的升降速度，对电机进行控制的操作，包括：确定在活套小车的升降过程中，电机所承受的与活套小车对应的第一力矩以及与卷扬机对应的第二力矩；以及将第一力矩和第二力矩之和，作为对电机进行加速惯量补偿的补偿力矩，并根据补偿力矩和升降速度对电机进行控制。

具体地，参见图2所示，控制器130在获取第一传送加速度A_in和第二传送加速度A_out之后，根据以下公式，确定电机213所承受的与活套小车211对应的第一力矩TQmotor：

（7）

其中，A_car为活套小车211的升降加速度，根据以下公式确定：

（8）

其中，A_strip=A_out-A_in，为活套设备的放套加速度（也即活套组件200的放套加速度），即金属带材300从活套组件200输出的加速度；D_drum为卷扬机212的卷筒的直径；以及m为活套小车211的质量

并且，控制器130还根据以下公式，确定电机213所承受的与卷扬机212对应的第二力矩：

（9）

其中，TQ_{inertia_roll}为电机213所承受的与卷扬机212对应的第二力矩。

i_motor为金属带材300与电机213之间的减速比，由下面公式（10）确定：

（10）；

J_{motor_drum}为电机转动惯量，其由以下公式确定：

（11）

其中，J_motor表示电机213的转动惯量；J_drum表示卷扬机212的转动惯量；J_gearbox表示卷扬机212与电机213之间的（减速）齿轮箱的转动惯量。这3个参数通常在设备的铭牌上标出。

然后，控制器130可以将第一力矩和第二力矩求和作为对电机213进行加速惯量补偿的补偿力矩，从而将该补偿力矩和所确定的电机213的转速作为参数输入至电机213。

从而通过以上操作，通过对电机213的力矩进行补偿，从而能够补偿活套小车211以及卷扬机212的机械惯量损失。

可选地，确定第一力矩的操作，包括：获取活套设备的入口侧的第一传送加速度以及活套设备的出口侧的第二传送加速度；根据第一传送加速度以及第二传送加速度，确定活套小车的升降加速度；以及根据升降加速度确定第一力矩。

参考上文所述，控制器130可以根据公式（7）和公式（8），基于第一传送加速度A_in和第二传送加速度A_out，确定活套小车211的升降加速度A_car，然后根据公式（7）确定第一力矩。

可选地，确定第二力矩的操作，包括：根据第一传送加速度和第二传送加速度的，确定活套设备内的金属带材的放套加速度；以及根据放套加速度确定第二力矩。

参考上文所述的，控制器130可以根据第一传送加速度A_in和第二传送加速度A_out，确定活套组件200内的放套加速度A_strip。然后控制器130根据公式（9）~（11）确定第二力矩。

可选地，方法还包括：获取电机的实际转速；根据实际转速确定与电机相关的第三力矩，其中第三力矩与活套小车与实际转速对应摩擦阻力的对应；以及根据第三力矩对电机进行控制。

具体地，由于活套设备的特殊工艺结构，当活套小车211提升时，电机213处于电动状态，电机213的速度和和输出力矩是正值；活套小车211下降时，尽管速度为负值，但是由于活套小车211的重量加上金属带材300的重量，为了能平衡这些重量，电机213始终要输出正转矩。因此，需要根据电机213的实际转速，对由于活套小车211的摩擦力从而施加至电机213的摩擦力矩（即第三力矩）进行补偿。

其中，根据本实施例，控制器130在从电机213获取电机213的实际转速后，根据电机213的实际转速确定电机213与活套小车211的摩擦力对应的摩擦力矩（即第三力矩）。具体地，例如控制器130可以根据预先测量确定地反映电机213的转速与摩擦力矩的曲线，确定与电机213的实际转速对应的摩擦力矩。并根据该摩擦力矩对电机213进行控制。例如将该摩擦力矩，作为输入至电机213的力矩的一部分，与其他力矩（例如前面所述的第一力矩和第二力矩）求和，输入至电机213。

进一步可选地，根据实际转速确定与电机相关的第三力矩的操作，包括：根据预先设置的映射曲线，确定与实际转速对应的摩擦力矩作为第三力矩，其中映射曲线用于表征电机的转速与活套小车的摩擦力在电机形成摩擦力矩之间的映射关系。

其中，图4示出了电机213针对活套小车211的摩擦力矩的补偿曲线。参考图4所示，其中横轴的数值范围从-1~1，用于表示电机213的转速与额定转速的比值。纵轴表示由于活套小车211的摩擦力，在电机213形成的与不同转速对应的摩擦力矩。其中力矩的范围是从0~0.09，代表摩擦力矩与电机的额定转矩的百分比。

由图4可见，不管速度是正还是负，摩擦力矩都为正值。活套小车211的摩擦力矩的补偿曲线是调试过程中实际上下移动活套小车211，通过电机213的转矩实际值来测量获得。测量时设定几个速度点，记录下每一个速度点的实际电机转矩存储到控制器130中，实际使用时，根据活套小车211的实际速度采用多点拟合的方式查找到对应的电机转矩值，将此值作为摩擦力矩的补偿值。

从而通过以上方式，可以根据活套小车211在升降过程中产生的摩擦力对电机213的转矩进行控制，从而缓解了活套小车211的摩擦力对电机213的影响。

此外，根据本实施例的另一个方面，提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时由处理器执行以上任意一项所述的方法。

此外，根据本实施例的另一个方面，提供了一种活套设备，用于金属轧制后处理工艺线，包括活套小车211、卷扬机212、电机213以及控制器130，其中活套小车211与卷扬机212连接，并且卷扬机212与电机213连接，控制器130与电机213连接，从而通过控制电机213驱动卷扬机212旋转，进而驱动活套小车211升降。其中，控制器130配置用于：

确定与活套设备缓存的金属带材300的张力相关的第一速度补偿值、与活套小车211的惯量相关的第二速度补偿值以及与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值；根据第一速度补偿值、第二速度补偿值以及第三速度补偿值，对活套小车211的升降速度进行补偿；以及根据补偿后的活套小车211的升降速度，对电机213进行控制。

可选地，确定与活套小车211的惯量相关的第二速度补偿值的操作，包括：获取活套设备的入口侧110的第一传送加速度以及活套设备的出口侧120的第二传送加速度；以及根据第一传送加速度以及第二传送加速度，确定第二速度补偿值。

可选地，确定与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值的操作，包括：获取活套设备的入口侧110的传送加速度以及活套设备的出口侧120的传送加速度；获取活套小车211的高度位置，并根据所获取的高度位置确定活套设备中每股金属带材的长度；以及根据根据活套设备的入口侧110的传送加速度、活套设备的出口侧120的传送加速度以及活套设备中每股金属带材的长度，确定第三速度补偿值。

可选地，根据补偿后的活套小车211的升降速度，对电机213进行控制的操作，包括：确定在活套小车211的升降过程中，电机213所承受的与活套小车211对应的第一力矩以及与卷扬机212对应的第二力矩；以及将第一力矩和第二力矩之和，作为对电机213进行加速惯量补偿的补偿力矩，并根据补偿力矩和升降速度对电机213进行控制。

可选地，确定第一力矩的操作，包括：获取活套设备的入口侧110的第一传送加速度以及活套设备的出口侧120的第二传送加速度；根据第一传送加速度以及第二传送加速度，确定活套小车211的升降加速度；以及根据升降加速度确定第一力矩。

可选地，确定所述第二力矩的操作，包括：根据第一传送加速度和第二传送加速度，确定活套设备内的金属带材的放套加速度；以及根据放套加速度确定第二力矩。

可选地，控制器130还配置用于：获取电机213的实际转速；根据实际转速确定与电机213相关的第三力矩，其中第三力矩与活套小车211与实际转速对应摩擦阻力的对应；以及根据第三力矩对电机213进行控制。

可选地，根据实际转速确定与电机213相关的第三力矩的操作，包括：根据预先设置的映射曲线，确定与实际转速对应的摩擦力矩作为第三力矩，其中映射曲线用于表征电机213的转速与活套小车211的摩擦力在电机213形成摩擦力矩之间的映射关系。

从而，本实施例的方案分别确定与活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值。然后，根据第一速度补偿值、第二速度补偿值以及第三速度补偿值，对活套小车的升降速度进行补偿。从而通过这种方式，能够在充套或者放套的过程中，通过控制活套小车的升降速度，保持活套设备内的金属带材的张力稳定。解决了现有技术中存在的在活套小车的升降过程中，难于控制金属带材的张力稳定的技术问题。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种活套小车的控制方法，用于金属轧制后处理工艺线的活套设备的活套小车，所述活套小车与卷扬机连接，并且所述卷扬机与电机连接，从而通过所述电机驱动所述卷扬机旋转，进而驱动所述活套小车升降，其特征在于，方法包括：

确定与所述活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与所述活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与所述活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值；

根据所述第一速度补偿值、所述第二速度补偿值以及所述第三速度补偿值，对所述活套小车的升降速度进行补偿；以及

根据补偿后的活套小车的升降速度，对所述电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定与所述活套小车的惯量相关的第二速度补偿值的操作，包括：

获取所述活套设备的入口侧的第一传送加速度以及所述活套设备的出口侧的第二传送加速度；以及

根据所述第一传送加速度以及所述第二传送加速度，确定所述第二速度补偿值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定与所述活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值的操作，包括：

获取所述活套设备的入口侧的第一传送加速度以及所述活套设备的出口侧的第二传送加速度；

获取所述活套小车的高度位置，并根据所获取的高度位置确定所述活套设备中每股金属带材的长度；以及

根据所述第一传送加速度、所述第二传送加速度以及所述活套设备中每股金属带材的长度，确定所述第三速度补偿值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据补偿后的活套小车的升降速度，对所述电机进行控制的操作，包括：

确定在所述活套小车的升降过程中，所述电机所承受的与所述活套小车对应的第一力矩以及与所述卷扬机对应的第二力矩；以及

将所述第一力矩和所述第二力矩之和，作为对所述电机进行加速惯量补偿的补偿力矩，并根据所述补偿力矩和所述升降速度对所述电机进行控制。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述第一力矩的操作，包括：

获取所述活套设备的入口侧的第一传送加速度以及所述活套设备的出口侧的第二传送加速度；

根据所述第一传送加速度以及所述第二传送加速度，确定所述活套小车的升降加速度；以及

根据所述升降加速度确定所述第一力矩。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述第二力矩的操作，包括：

根据所述第一传送加速度和所述第二传送加速度，确定所述活套设备内的金属带材的放套加速度；以及

根据所述放套加速度确定所述第二力矩。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取所述电机的实际转速；

根据所述实际转速确定与所述电机相关的第三力矩，其中所述第三力矩与所述活套小车的摩擦阻力相关；以及

根据所述第三力矩对所述电机进行控制。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述实际转速确定与所述电机相关的第三力矩的操作，包括：

根据预先设置的映射曲线，确定与所述实际转速对应的摩擦力矩作为所述第三力矩，其中所述映射曲线用于表征所述电机的转速与所述电机的摩擦力矩之间的映射关系，其中所述摩擦力矩由于所述活套小车的摩擦力而形成的。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时由处理器执行权利要求1至8中任意一项所述的方法。

10.一种活套设备，用于金属轧制后处理工艺线，包括活套小车、卷扬机、电机以及控制器，其中所述活套小车与所述卷扬机连接，并且所述卷扬机与所述电机连接，所述控制器与所述电机连接，从而通过控制所述电机驱动所述卷扬机旋转，进而驱动所述活套小车升降，其特征在于，所述控制器配置用于：

确定与所述活套设备缓存的金属带材的张力相关的第一速度补偿值、与所述活套小车的惯量相关的第二速度补偿值以及与所述活套设备缓存的金属带材的惯量相关的第三速度补偿值；

根据所述第一速度补偿值、所述第二速度补偿值以及所述第三速度补偿值，对所述活套小车的升降速度进行补偿；以及

根据补偿后的活套小车的升降速度，对所述电机进行控制。