權(quán)利要求

1.軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 步驟1：從板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)中獲取軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離Target IRS的具體數(shù)值； 步驟2：依據(jù)軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸的活塞桿位置計(jì)算上、下活塞桿的移動(dòng)距離，結(jié)合傳感器測(cè)量精度和步驟1獲取的軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離，設(shè)置補(bǔ)償計(jì)算的啟動(dòng)條件； 步驟3：結(jié)合步驟2中獲取到的上、下活塞桿的移動(dòng)距離，計(jì)算軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值ΔL； 步驟4：獲取以冷軋帶鋼軋制長(zhǎng)度為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)C L和獲取以軋制力為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)C P； 步驟5：依據(jù)中間輥橫移距離測(cè)量值的最大值和最小值，確定偏差增益系數(shù)A DEV的計(jì)算表達(dá)式，并根據(jù)表達(dá)式計(jì)算出偏差增益系數(shù)A DEV的數(shù)值； 步驟6：依據(jù)ΔL、C L值與C P值、以及偏差增益系數(shù)A DEV，建立軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量的計(jì)算表達(dá)式，并依據(jù)表達(dá)式計(jì)算出彎輥力補(bǔ)償總量； 步驟7：依據(jù)工作輥彎輥調(diào)節(jié)極限值、中間輥彎輥調(diào)節(jié)極限值和彎輥力補(bǔ)償總量的計(jì)算值，確定最終的補(bǔ)償總量； 步驟8：針對(duì)四輥冷連軋機(jī)和六輥冷連軋機(jī)，分別設(shè)置中間輥彎輥補(bǔ)償量分配系數(shù)和工作輥彎輥補(bǔ)償量分配系數(shù)，根據(jù)最終的補(bǔ)償總量計(jì)算對(duì)應(yīng)的彎輥力補(bǔ)償值并通過(guò)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)彎輥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，其特征在于，所述補(bǔ)償計(jì)算的啟動(dòng)條件為：假設(shè)彎輥力測(cè)量傳感器的測(cè)量精度為α，軋輥橫移實(shí)施前上活塞桿位置為P fup、下活塞桿位置為P fdown以及軋輥橫移實(shí)施后上活塞桿位置為P bup、下活塞桿位置為P bdown，則上活塞桿的移動(dòng)距離L up通過(guò)式(1)求解，下活塞桿的移動(dòng)距離L down通過(guò)式(2)求解； L up＝P bup-P fup (1) L down＝P bdown-P fdown (2) 中間輥橫移上執(zhí)行液壓缸與軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離差值的絕對(duì)值|ΔL up|按照式(3)求解，中間輥橫移下執(zhí)行液壓缸與軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離差值的絕對(duì)值|ΔL down|按照式(4)求解；   當(dāng)滿足|ΔL up|＞α或者|ΔL down|＞α?xí)r，補(bǔ)償計(jì)算有效，補(bǔ)償計(jì)算開(kāi)始執(zhí)行。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，其特征在于，所述偏差增益系數(shù)A DEV的計(jì)算表達(dá)式：  上式中， 為偏差增益系數(shù)最大值； 為偏差增益系數(shù)最小值；L為從數(shù)據(jù)采集單元中獲取的中間輥橫移距離測(cè)量值；L max為中間輥橫移距離測(cè)量值L的最大值；L min為中間輥橫移距離測(cè)量值L的最小值。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，其特征在于，所述軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量的計(jì)算表達(dá)式為：  上式中，TComp bending為軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量也即彎輥力補(bǔ)償總量；|ΔL|為軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值的絕對(duì)值；C L表示以冷軋帶鋼軋制長(zhǎng)度為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)；C P表示以軋制力為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)；A DEV為偏差增益系數(shù)；λ為分配系數(shù)。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，其特征在于，所述依據(jù)工作輥彎輥調(diào)節(jié)極限值、中間輥彎輥調(diào)節(jié)極限值和彎輥力補(bǔ)償總量的計(jì)算值確定最終的補(bǔ)償總量的方法為：令中間輥彎輥調(diào)節(jié)負(fù)限值為A 1、正限值為B 1；工作輥彎輥調(diào)節(jié)負(fù)極限值為A 2、正限值為B 2，則有中間輥彎輥調(diào)節(jié)范圍為[A 1，B 1]、工作輥彎輥調(diào)節(jié)范圍為[A 2，B 2]；依據(jù)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)對(duì)冷軋帶鋼產(chǎn)品板形的調(diào)節(jié)能力和工藝規(guī)程，設(shè)定軋輥橫移誤差補(bǔ)償值的極限值為對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)極限值的5％，則中間輥的補(bǔ)償范圍為[0.05*A 1,0.05*B 1]，工作輥補(bǔ)償范圍為[0.05*A 2,0.05*B 2]；根據(jù)補(bǔ)償總量極限值由液壓輥縫控制系統(tǒng)所允許的最大彎輥調(diào)節(jié)量決定，則有： 若補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值小于補(bǔ)償總量的最小值MIN，則取MIN作為最終的補(bǔ)償總量；如果補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值大于補(bǔ)償總量的最大值MAX，則取MAX作為最終的補(bǔ)償總量；如果補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值介于補(bǔ)償總量最大值MAX與補(bǔ)償總量最小值MIN之間，則取TComp bending的計(jì)算值作為最終的補(bǔ)償總量；其中，MIN＝0.05·(A 1+A 2)，MAX＝0.05·(B 1+B 2)。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，其特征在于，式(9)六輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥力補(bǔ)償值WComp bending的計(jì)算公式，式(10)為六輥冷連軋機(jī)的中間輥彎輥力補(bǔ)償值IComp bending的計(jì)算公式： WComp bending＝TComp bending·λ WRB (9) IComp bending＝TComp bending·λ IRB (10) 上式中，λ WRB為工作輥彎輥的補(bǔ)償系數(shù)；λ IRB為中間彎輥的補(bǔ)償系數(shù)。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，其特征在于，四輥冷連軋機(jī)的中間彎輥的補(bǔ)償系數(shù)λ IRB＝0，四輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥的補(bǔ)償系數(shù)λ WRB＝1；式(11)為四輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥補(bǔ)償值WComp bending的計(jì)算公式，式(12)為四輥冷連軋機(jī)的中間輥彎輥補(bǔ)償值IComp bending的計(jì)算公式： WComp bending＝TComp bending·λ WRB＝TComp bending (11) IComp bending＝TComp bending·λ IRB＝0 (12)。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金軋制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法。

技術(shù)背景

目前，冷軋帶鋼板形自動(dòng)控制系統(tǒng)一般由板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)和板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)兩部分組成。板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)是板形控制計(jì)算機(jī)在帶鋼進(jìn)入輥縫前，根據(jù)所選定的目標(biāo)板形，預(yù)先設(shè)置板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)量并輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)是在穩(wěn)定軋制工作條件下，以板形輥實(shí)測(cè)的板形信號(hào)為反饋信息，計(jì)算實(shí)際板形與目標(biāo)板形的偏差，并通過(guò)反饋計(jì)算模型分析計(jì)算消除這些板形偏差所需的板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)量，然后不斷地對(duì)軋機(jī)的各種板形調(diào)控機(jī)構(gòu)的執(zhí)行器發(fā)出調(diào)節(jié)指令，使軋機(jī)能對(duì)軋制中的帶鋼板形進(jìn)行連續(xù)地、動(dòng)態(tài)地、實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)，最終使板帶產(chǎn)品的板形達(dá)到良好、穩(wěn)定。

板形調(diào)控機(jī)構(gòu)包括工作輥正負(fù)彎輥、中間輥正彎輥、軋輥橫移和分段冷卻，其中軋輥橫移是通過(guò)上、下軋輥沿相反方向進(jìn)行軸向的相對(duì)橫移，改變軋輥與帶鋼的接觸長(zhǎng)度，使工作輥和支承輥在板寬范圍之外脫離接觸，可以有效地消除有害接觸彎矩，使彎輥的控制效果得到了大幅增強(qiáng)。冷連軋機(jī)中的軋輥橫移有中間輥橫移和工作輥橫移兩種形式。若為四輥冷連軋機(jī)，則軋輥橫移的方式為工作輥橫移；若為六輥冷連軋機(jī)，則軋輥橫移的方式為中間輥橫移。

眾學(xué)者以最小二乘法、軋制力前饋控制計(jì)算模型、板形閉環(huán)反饋控制的功效系數(shù)或軋輥橫移受力分析模型為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)出針對(duì)不同生產(chǎn)環(huán)境的軋輥橫移計(jì)算公式。該類(lèi)公式可依據(jù)冷軋帶鋼產(chǎn)品的寬度、厚度和種類(lèi)計(jì)算出軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離，并通過(guò)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)將軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離傳送到軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸。經(jīng)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離計(jì)算公式雖然可以準(zhǔn)確地計(jì)算出移動(dòng)距離的數(shù)值，但由于軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸運(yùn)動(dòng)速度緩慢，或因軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸的動(dòng)作誤差、板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)檢測(cè)單元的測(cè)量誤差、軋機(jī)自身安裝精度誤差等問(wèn)題，使計(jì)算出的軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離存在偏差，導(dǎo)致作用在帶鋼上的彎輥力是不對(duì)稱(chēng)的，進(jìn)而導(dǎo)致帶鋼板形分布不均。

通過(guò)走訪多家冷連軋廠后發(fā)現(xiàn)，大部分冷連軋廠均會(huì)出現(xiàn)因軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離存在偏差而導(dǎo)致的板形不良問(wèn)題。部分冷連軋廠中的技術(shù)人員試圖通過(guò)改變軋制力大小、改變工作輥輥身長(zhǎng)度等方法解決此問(wèn)題，但均無(wú)明顯改善作用，且易導(dǎo)致更為嚴(yán)重的帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。因此，該現(xiàn)象也是目前各冷軋鋼廠所面臨和亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)軋輥橫移誤差設(shè)計(jì)了一種補(bǔ)償方法，綜合板形因素和控制因素計(jì)算出中間輥彎輥或工作輥彎輥的彎輥力補(bǔ)償值，該補(bǔ)償值作用于彎輥調(diào)控機(jī)構(gòu)，以消除軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離存在的偏差，使帶鋼表面的彎輥力均勻分布，以提高板形控制精度，最大化地減小板形偏差以保持板形質(zhì)量，從而獲得高精度的帶鋼產(chǎn)品。

為達(dá)到此目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：從板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)中獲取軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離Target IRS的具體數(shù)值；

步驟2：依據(jù)軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸的活塞桿位置計(jì)算上、下活塞桿的移動(dòng)距離，結(jié)合傳感器測(cè)量精度和步驟1獲取的軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離，設(shè)置補(bǔ)償計(jì)算的啟動(dòng)條件；

步驟3：結(jié)合步驟2中獲取到的上、下活塞桿的移動(dòng)距離，計(jì)算軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值ΔL；

步驟4：獲取以冷軋帶鋼軋制長(zhǎng)度為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)C L和獲取以軋制力為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)C P；

步驟5：依據(jù)中間輥橫移距離測(cè)量值的最大值和最小值，確定偏差增益系數(shù)A DEV的計(jì)算表達(dá)式，并根據(jù)表達(dá)式計(jì)算出偏差增益系數(shù)A DEV的數(shù)值；

步驟6：依據(jù)ΔL、C L值與C P值、以及偏差增益系數(shù)A DEV，建立軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量的計(jì)算表達(dá)式，并依據(jù)表達(dá)式計(jì)算出彎輥力補(bǔ)償總量；

步驟7：依據(jù)工作輥彎輥調(diào)節(jié)極限值、中間輥彎輥調(diào)節(jié)極限值和彎輥力補(bǔ)償總量的計(jì)算值，確定最終的補(bǔ)償總量；

步驟8：針對(duì)四輥冷連軋機(jī)和六輥冷連軋機(jī)，分別設(shè)置中間輥彎輥補(bǔ)償量分配系數(shù)和工作輥彎輥補(bǔ)償量分配系數(shù)，根據(jù)最終的補(bǔ)償總量計(jì)算對(duì)應(yīng)的彎輥力補(bǔ)償值并通過(guò)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)彎輥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，所述補(bǔ)償計(jì)算的啟動(dòng)條件為：假設(shè)彎輥力測(cè)量傳感器的測(cè)量精度為α，軋輥橫移實(shí)施前上活塞桿位置為P fup、下活塞桿位置為P fdown以及軋輥橫移實(shí)施后上活塞桿位置為P bup、下活塞桿位置為P bdown，則上活塞桿的移動(dòng)距離L up通過(guò)式(1)求解，下活塞桿的移動(dòng)距離L down通過(guò)式(2)求解。

L up＝P bup-P fup (1)

L down＝P bdown-P fdown (2)

中間輥橫移上執(zhí)行液壓缸與軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離差值的絕對(duì)值|ΔL up|按照式(3)求解，中間輥橫移下執(zhí)行液壓缸與軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離差值的絕對(duì)值|ΔL down|按照式(4)求解。

當(dāng)滿足|ΔL up|＞α或者|ΔL down|＞α?xí)r，補(bǔ)償計(jì)算有效，補(bǔ)償計(jì)算開(kāi)始執(zhí)行。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，所述偏差增益系數(shù)A DEV的計(jì)算表達(dá)式：

上式中，A DEVmax為偏差增益系數(shù)最大值；A DEVmin為偏差增益系數(shù)最小值；L為從數(shù)據(jù)采集單元中獲取的中間輥橫移距離測(cè)量值；L max為中間輥橫移距離測(cè)量值L的最大值；L min為中間輥橫移距離測(cè)量值L的最小值。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，所述軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量的計(jì)算表達(dá)式為：

上式中，TComp bending為軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量也即彎輥力補(bǔ)償總量；|ΔL|為軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值的絕對(duì)值；C L表示以冷軋帶鋼軋制長(zhǎng)度為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)；C P表示以軋制力為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)；A DEV為偏差增益系數(shù)；λ為分配系數(shù)。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，所述依據(jù)工作輥彎輥調(diào)節(jié)極限值、中間輥彎輥調(diào)節(jié)極限值和彎輥力補(bǔ)償總量的計(jì)算值確定最終的補(bǔ)償總量的方法為：令中間輥彎輥調(diào)節(jié)負(fù)限值為A 1、正限值為B 1；工作輥彎輥調(diào)節(jié)負(fù)極限值為A 2、正限值為B 2，則有中間輥彎輥調(diào)節(jié)范圍為[A 1，B 1]、工作輥彎輥調(diào)節(jié)范圍為[A 2，B 2]；依據(jù)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)對(duì)冷軋帶鋼產(chǎn)品板形的調(diào)節(jié)能力和工藝規(guī)程，設(shè)定軋輥橫移誤差補(bǔ)償值的極限值為對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)極限值的5％，則中間輥的補(bǔ)償范圍為[0.05*A 1,0.05*B 1]，工作輥補(bǔ)償范圍為[0.05*A 2,0.05*B 2]；根據(jù)補(bǔ)償總量極限值由液壓輥縫控制系統(tǒng)所允許的最大彎輥調(diào)節(jié)量決定，則有：

若補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值小于補(bǔ)償總量的最小值MIN，則取MIN作為最終的補(bǔ)償總量；如果補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值大于補(bǔ)償總量的最大值MAX，則取MAX作為最終的補(bǔ)償總量；如果補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值介于補(bǔ)償總量最大值MAX與補(bǔ)償總量最小值MIN之間，則取TComp bending的計(jì)算值作為最終的補(bǔ)償總量；其中，MIN＝0.05·(A 1+A 2)，MAX＝0.05·(B 1+B 2)。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，式(9)六輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥力補(bǔ)償值WComp bending的計(jì)算公式，式(10)為六輥冷連軋機(jī)的中間輥彎輥力補(bǔ)償值IComp bending的計(jì)算公式：

WComp bending＝TComp bending·λ WRB (9)

IComp bending＝TComp bending·λ IRB (10)

上式中，λ WRB為工作輥彎輥的補(bǔ)償系數(shù)；λ IRB為中間彎輥的補(bǔ)償系數(shù)。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法，四輥冷連軋機(jī)的中間彎輥的補(bǔ)償系數(shù)λ IRB＝0，四輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥的補(bǔ)償系數(shù)λ WRB＝1；式(11)為四輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥補(bǔ)償值WComp bending的計(jì)算公式，式(12)為四輥冷連軋機(jī)的中間輥彎輥補(bǔ)償值IComp bending的計(jì)算公式：

WComp bending＝TComp bending·λ WRB＝TComp bending (11)

IComp bending＝TComp bending·λ IRB＝0 (12)。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案較現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：首先，本發(fā)明考慮了因軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離存在的偏差，而導(dǎo)致的冷軋帶鋼表面彎輥力分布不均的現(xiàn)象，使彎輥力能夠均勻的施加于冷軋帶鋼表面；其次，本發(fā)明依據(jù)現(xiàn)有軋制規(guī)程和實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，可將此補(bǔ)償方法應(yīng)用于四輥、六輥冷連軋機(jī)的每個(gè)機(jī)架，具有廣泛的適用性；再次，采用該方法可以消除軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離存在的偏差，提升冷軋帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量；最后，該方法計(jì)算形式簡(jiǎn)潔、無(wú)復(fù)雜運(yùn)算流程，可將該補(bǔ)償方法快速地轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言所要求的形式，并應(yīng)用到冷軋帶鋼板形自動(dòng)控制系統(tǒng)中。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施方式軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法的流程示意圖；

圖2為本實(shí)施方式偏差增益系數(shù)計(jì)算原理示意圖；

圖3本實(shí)施方式實(shí)測(cè)中間輥彎輥補(bǔ)償值示意圖；

圖4本實(shí)施方式實(shí)測(cè)工作輥彎輥補(bǔ)償值示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明方法的核心思路包括：1、獲取軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離，依據(jù)軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸的活塞桿位置與傳感器的測(cè)量精度間的關(guān)系，確定補(bǔ)償計(jì)算的開(kāi)啟條件；2、依據(jù)軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值、以冷軋帶鋼軋制長(zhǎng)度為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)和以軋制力為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)和偏差增益系數(shù)，確定彎輥力補(bǔ)償總量的計(jì)算表達(dá)式；3、依據(jù)工藝規(guī)程和板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)對(duì)冷軋帶鋼產(chǎn)品板形的調(diào)節(jié)能力，判斷彎輥力補(bǔ)償總量是否超限，并根據(jù)超限與未超限兩種情況，確定補(bǔ)償總量的輸出形式；4、確定中間輥彎輥補(bǔ)償量和工作輥彎輥補(bǔ)償量的分配系數(shù)，分別計(jì)算中間輥彎輥補(bǔ)償量的數(shù)值和工作輥彎輥補(bǔ)償量的數(shù)值，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給板形調(diào)控機(jī)構(gòu)。

本實(shí)施方式中以某廠的1450mm五機(jī)架六輥冷連軋機(jī)組為例實(shí)施本發(fā)明的軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償控制方法。在本實(shí)施例中，軋輥橫移為中間輥橫移。板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括軋輥傾斜、工作輥正/負(fù)彎輥、中間輥正彎輥和中間輥橫移。軋制過(guò)程基礎(chǔ)參數(shù)如表1所示。

表1軋制過(guò)程基礎(chǔ)參數(shù)

圖1是本實(shí)施方式軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法的流程示意圖，如圖1所示，所述軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法包括如下步驟：

步驟1：從板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)中獲取軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離Target IRS的具體數(shù)值。

根據(jù)板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)中的軋制規(guī)程可確定冷軋帶鋼產(chǎn)品規(guī)格信息和軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離Target IRS，以此作為補(bǔ)償計(jì)算的基準(zhǔn)。在本實(shí)施例中，依據(jù)帶鋼產(chǎn)品尺寸和初始板形狀態(tài)，板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)將中間輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離設(shè)定為40mm，即Target IRS＝40。

步驟2：依據(jù)軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸的活塞桿位置計(jì)算上、下活塞桿的移動(dòng)距離，結(jié)合傳感器測(cè)量精度和步驟1中的軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離，設(shè)置補(bǔ)償計(jì)算的啟動(dòng)條件。

假設(shè)彎輥力測(cè)量傳感器的測(cè)量精度為α。從板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元獲取軋輥橫移被實(shí)施前上、下活塞桿位置P fup和P fdown以及軋輥橫移被實(shí)施后上、下活塞桿位置P bup和P bdown，則上活塞桿的移動(dòng)距離L up通過(guò)式(1)求解，下活塞桿的移動(dòng)距離L down通過(guò)式(2)求解。

L up＝P bup-P fup (1)

L down＝P bdown-P fdown (2)

中間輥橫移上執(zhí)行液壓缸與軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離差值的絕對(duì)值|ΔL up|按照式(3)求解，中間輥橫移下執(zhí)行液壓缸與軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離差值的絕對(duì)值|ΔL down|按照式(4)求解。

當(dāng)滿足|ΔL up|＞α或者|ΔL down|＞α?xí)r，補(bǔ)償計(jì)算有效，補(bǔ)償計(jì)算開(kāi)始執(zhí)行并傳遞給彎輥調(diào)控機(jī)構(gòu)。

在本實(shí)施例中通過(guò)軋機(jī)的設(shè)備手冊(cè)查到，中間輥橫移位置傳感器的測(cè)量精度為0.002mm。從板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元可以獲取：中間輥橫移被實(shí)施前上、下活塞桿位置分別為P fup＝19.89307mm和P fdown＝19.86051mm；中間輥橫移被實(shí)施后上、下活塞桿的位置分別為為P bup＝39.72198mm和P bdown＝39.57406mm，則上活塞桿實(shí)際橫移距離L up＝19.82891mm，下活塞桿實(shí)際橫移距離L down＝19.71355mm。

令中間輥橫移上液壓缸與軋輥橫移的預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離差值的絕對(duì)值為|ΔL up|、中間輥橫移下液壓缸與軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離差值的絕對(duì)值為|ΔL down|，則有：

|ΔL up|＝|20-19.82891|＝0.17109＞0.002mm

|ΔL down|＝|20-19.71355|＝0.2864＞0.002mm

因?yàn)閨ΔL up|與|ΔL down|計(jì)算值均大于傳感器的測(cè)量精度，所以開(kāi)啟中間輥橫移的補(bǔ)償計(jì)算功能。

步驟3：結(jié)合步驟2中獲取到的上、下活塞桿的移動(dòng)距離，計(jì)算軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值ΔL；

根據(jù)液壓輥縫控制系統(tǒng)中軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸的活塞桿位置來(lái)確定當(dāng)前軋輥的橫移位置。由于軋輥橫移距離是平均分配給上、下輥，即上、下輥橫移距離是軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離Target IRS的一半，所以橫移誤差是上、下執(zhí)行液壓缸的誤差值之和?；钊麠U位置數(shù)據(jù)來(lái)源于液壓缸位置傳感器的測(cè)量值，該值可以直接在人機(jī)交互界面中顯示并通過(guò)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元采集獲取并引用。式(5)為ΔL的計(jì)算公式。

ΔL＝Target IRS-(L up+L down) (5)

上式中，ΔL為軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值；Target IRS為軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離；L up為上活塞桿的移動(dòng)距離；L down為下活塞桿的移動(dòng)距離。

在本實(shí)施例中，根據(jù)步驟2中確定的相關(guān)數(shù)據(jù)可計(jì)算出軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值ΔL為：

ΔL＝Target IRS-(L up+L down)＝40-(19.82891+19.71355)＝0.45754mm

中間輥橫移被實(shí)施前、后的上、下執(zhí)行液壓缸的活塞桿位置是由位置傳感器測(cè)量出來(lái)的，每個(gè)測(cè)量周期的值都是不同的，均有小幅度變化，這也是檢測(cè)機(jī)構(gòu)的固有特性。因此計(jì)算出的差值ΔL也是變化的，并不是固定值。

步驟4：獲取以冷軋帶鋼軋制長(zhǎng)度為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)C L和獲取以軋制力為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)C P；

C L與C P分別是以冷軋帶鋼軋制長(zhǎng)度為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)和以軋制力為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)，以二者的比值定量地表征當(dāng)前軋制環(huán)境與工藝階段的板形狀態(tài)。二者均由板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)運(yùn)算得出并傳遞到板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，通過(guò)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元獲取并使用。

本實(shí)施例中在成品帶鋼寬度1270mm、成品厚度為0.35mm和穩(wěn)態(tài)軋制速度600mm/min的軋制環(huán)境下，通過(guò)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元獲取采集得到的C L與C P的值分別為：

C L＝-3.45248×10 -4(mm/mm)

C P＝-6.15117×10 -4(mm/(kN/chock))

步驟5：依據(jù)中間輥橫移距離測(cè)量值的最大值和最小值，確定偏差增益系數(shù)A DEV的計(jì)算表達(dá)式，并計(jì)算出偏差增益系數(shù)A DEV的數(shù)值。

偏差增益函數(shù)的主要用途是依據(jù)偏差值的大小動(dòng)態(tài)改變板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。當(dāng)板形預(yù)設(shè)定控制系統(tǒng)中的設(shè)定值與板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)檢測(cè)單元中的測(cè)量值偏差過(guò)大時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)距離變大，調(diào)節(jié)時(shí)間變長(zhǎng)，會(huì)影響板形的控制效果。偏差增益系數(shù)A DEV會(huì)根據(jù)上執(zhí)行液壓缸橫移距離的大小自動(dòng)放大與減小板形閉環(huán)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度，計(jì)算原理如圖2所示，其具體表達(dá)式如下：

上式中，A DEVmax為偏差增益系數(shù)最大值；A DEVmin為偏差增益系數(shù)最小值；L為從數(shù)據(jù)采集單元中獲取的中間輥橫移距離測(cè)量值；L max為中間輥橫移距離測(cè)量值L的最大值；L min為中間輥橫移距離測(cè)量值L的最小值。

在本實(shí)施例中，A DEVmax為1.25，A DEVmin為1；由板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元獲得L min＝19.49861mm，L max＝20.51563mm，L＝19.89652mm；將A DEVmax與A DEVmin分別設(shè)置為1.25和1；依據(jù)當(dāng)前A DEVmax、A DEVmin、L max、L min和L的數(shù)值，可計(jì)算出：

步驟6：依據(jù)步驟3中ΔL的計(jì)算結(jié)果、步驟4中的C L值與C P值，以及步驟5中偏差增益系數(shù)A DEV的計(jì)算結(jié)果，建立軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量的計(jì)算表達(dá)式。

本發(fā)明將冷軋帶鋼軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量也即彎輥力補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算公式設(shè)定如下：

上式中，TComp bending為軋輥橫移位置誤差補(bǔ)償總量也即彎輥力補(bǔ)償總量；|ΔL|為軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值的絕對(duì)值；C L表示以冷軋帶鋼軋制長(zhǎng)度為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)；C P表示以軋制力為基礎(chǔ)計(jì)算出的板凸度系數(shù)；A DEV為偏差增益系數(shù)；λ為分配系數(shù)。

在本實(shí)施例中，將步驟1-步驟5中獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)代入式(7)所示的TComp bending的計(jì)算公式，可以求出依據(jù)步驟1-步驟5中的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)生產(chǎn)狀態(tài)的補(bǔ)償總量為：

由于軋輥橫移預(yù)設(shè)定移動(dòng)距離與軋輥橫移上、下執(zhí)行液壓缸實(shí)際移動(dòng)距離的差值是根據(jù)掃描周期采集得到的數(shù)據(jù)，因此不同時(shí)間內(nèi)，補(bǔ)償量是動(dòng)態(tài)變化的。當(dāng)前步驟中補(bǔ)償總量?jī)H代表該瞬時(shí)狀態(tài)下所計(jì)算出的補(bǔ)償量，不代表所有的補(bǔ)償量。

步驟7：依據(jù)工作輥彎輥調(diào)節(jié)極限值和中間輥彎輥調(diào)節(jié)極限值，建立超限判斷表達(dá)式，檢查步驟6中彎輥力補(bǔ)償總量的計(jì)算結(jié)果是否超限，并設(shè)置彎輥力補(bǔ)償總量的輸出形式。

令中間輥彎輥調(diào)節(jié)負(fù)限值為A 1、正限值為B 1；工作輥彎輥調(diào)節(jié)負(fù)極限值為A 2、正限值為B 2，則有中間輥彎輥調(diào)節(jié)范圍為[A 1，B 1]kN、工作輥彎輥調(diào)節(jié)范圍為[A 2，B 2]kN。依據(jù)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)對(duì)冷軋帶鋼產(chǎn)品板形的調(diào)節(jié)能力和工藝規(guī)程，現(xiàn)設(shè)定軋輥橫移誤差補(bǔ)償值的極限值為對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)極限值的5％，則中間輥的補(bǔ)償范圍為[0.05*A 1,0.05*B 1]kN，工作輥補(bǔ)償范圍為[0.05*A 2,0.05*B 2]kN。補(bǔ)償總量極限值由液壓輥縫控制系統(tǒng)所允許的最大彎輥調(diào)節(jié)量決定，則有公式：

上式中，TComp bending為補(bǔ)償總量計(jì)算值；MIN代表補(bǔ)償總量最小值，MIN＝0.05·(A 1+A 2)；MAX代表補(bǔ)償總量最大值，MAX＝0.05·(B 1+B 2)；

若補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值小于補(bǔ)償總量的最小值MIN，則取MIN作為最終的補(bǔ)償總量；如果補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值大于補(bǔ)償總量的最大值MAX，則取MAX作為最終的補(bǔ)償總量；如果補(bǔ)償總量TComp bending的計(jì)算值介于補(bǔ)償總量最大值MAX與補(bǔ)償總量最小值MIN之間，則取TComp bending的計(jì)算值作為最終的補(bǔ)償總量。

在本實(shí)施例中，從板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元可獲?。褐虚g輥彎輥調(diào)節(jié)范圍為[-350,600]kN，工作輥彎輥調(diào)節(jié)范圍為[-500,500]kN。依據(jù)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)對(duì)冷軋帶鋼產(chǎn)品板形的能力和工藝規(guī)程，現(xiàn)設(shè)定軋輥橫移誤差的補(bǔ)償范圍為各機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)范圍的5％，則中間輥彎輥的補(bǔ)償范圍為[-17,30]kN，工作輥彎輥的補(bǔ)償范圍為[-25,25]kN。則補(bǔ)償總量的正極限值MAX為MAX＝30+25＝55kN，補(bǔ)償總量的負(fù)極限值MIN為MIN＝-17+(-25)＝-42kN

由步驟6中的計(jì)算結(jié)果表明，彎輥力補(bǔ)償總量的計(jì)算數(shù)值小于正極限值MAX＝55kN，大于負(fù)極限值MIN＝-42kN，以板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)將彎輥力補(bǔ)償總量的計(jì)算值TComp bending傳送到板形調(diào)控機(jī)構(gòu)。

步驟8：針對(duì)四輥冷連軋機(jī)和六輥冷連軋機(jī)，分別設(shè)置中間輥彎輥補(bǔ)償量分配系數(shù)和工作輥彎輥補(bǔ)償量分配系數(shù)，利用步驟7中補(bǔ)償總量的輸出結(jié)果計(jì)算對(duì)應(yīng)的彎輥力補(bǔ)償值并通過(guò)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)彎輥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償調(diào)節(jié)。

(1)對(duì)于六輥冷連軋機(jī)，會(huì)將補(bǔ)償總值TComp bending按不同比例分配給中間輥彎輥和工作輥彎輥。其中式(9)為六輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥力補(bǔ)償值WComp bending的計(jì)算公式，式(10)為六輥冷連軋機(jī)的中間輥彎輥力補(bǔ)償值IComp bending的計(jì)算公式。

WComp bending＝TComp bending·λ WRB (9)

IComp bending＝TComp bending·λ IRB (10)

上式中，λ WRB為工作輥彎輥的補(bǔ)償系數(shù)；λ IRB為中間彎輥的補(bǔ)償系數(shù)。

(2)對(duì)于四輥冷連軋機(jī)，λ IRB＝0，λ WRB＝1。補(bǔ)償總量計(jì)算后，分配計(jì)算結(jié)果通過(guò)板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)彎輥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償調(diào)節(jié)。其中式(11)為四輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥補(bǔ)償值WComp bending的計(jì)算公式，式(12)為四輥冷連軋機(jī)的中間輥彎輥補(bǔ)償值IComp bending的計(jì)算公式。

WComp bending＝TComp bending·λ WRB＝TComp bending (11)

IComp bending＝TComp bending·λ IRB＝0 (12)

上述(1)(2)中的計(jì)算方法可應(yīng)用于冷連軋機(jī)的每個(gè)機(jī)架。

在本實(shí)施例中為六輥冷連軋機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的生產(chǎn)狀態(tài)和工藝條件，選擇分配系數(shù)為λ IRB＝0.4，λ WRB＝0.6。根據(jù)式(13)所示的工作輥彎輥補(bǔ)償值分配公式和式(14)所示的中間輥彎輥補(bǔ)償值分配公式分別計(jì)算后，將計(jì)算結(jié)果傳給執(zhí)行器。

WComp bending＝TComp bending·λ WRB＝TComp bending×0.6 (13)

IComp bending＝TComp bending·λ IRB＝TComp bending×0.4 (14)

圖3是關(guān)于六輥冷連軋機(jī)的中間輥彎輥力補(bǔ)償值采集點(diǎn)數(shù)值的示意圖。圖4是關(guān)于六輥冷連軋機(jī)的工作輥彎輥力補(bǔ)償值采集點(diǎn)數(shù)值的示意圖。如圖3和圖4所示，隨軋制生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，中間輥彎輥力補(bǔ)償值與工作輥彎輥力補(bǔ)償值一直處于動(dòng)態(tài)運(yùn)算過(guò)程中。本次數(shù)據(jù)點(diǎn)采集間隔是10ms，計(jì)算值更新周期為50ms，每條曲線約13萬(wàn)個(gè)采集點(diǎn)，共計(jì)約26萬(wàn)個(gè)采集點(diǎn)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；因而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。

軋輥橫移位置誤差的補(bǔ)償方法.pdf