基于执行机构调节能力的板形闭环反馈控制动态接力方法技术

本发明专利技术针对现有的板形闭环反馈控制系统，提供一种基于执行机构调节能力的板形闭环反馈控制动态接力方法。板形闭环反馈控制是利用板形调控机构,以板形仪在线实时测量的板形信号作为反馈信号,计算实际板形与目标板形的偏差,进一步计算消除这些偏差所需要的板型调控机构的控制输出量,进而不断对轧机的各板形调控机构发出调节指令,使轧机对轧制过程中的带钢板形进行连续、动态、实时的在线调节,最终使板带产品的板形稳定良好。

【技术实现步骤摘要】
基于执行机构调节能力的板形闭环反馈控制动态接力方法
本专利技术涉及冶金自动化
，尤其涉及一种基于执行机构调节能力的板形闭环反馈控制动态接力方法。
技术介绍
高板形质量是生产高级精品冷轧带钢的基础和前提,而提高板形质量的关键则在于闭环反馈控制算法的优化设计.板形闭环反馈控制的目的是利用板形调控机构,在稳定轧制工作条件下,以板形仪在线实时测量的板形信号作为反馈信号,计算实际板形与目标板形的偏差,进一步计算消除这些偏差所需要的板型调控手段的控制输出量,进而不断对轧机的各板形调控机构发出调节指令,使轧机对轧制过程中的带钢板形进行连续、动态、实时的在线调节,最终使板带产品的板形稳定良好。冷轧带钢板形控制执行机构主要包括工作辊倾斜、中间辊窜辊、工作辊正负弯辊、中间辊正弯辊、轧辊分段冷却等.一般认为轧辊倾斜、轧辊弯辊可以对带钢轧制过程中的一次、二次和四次板形缺陷进行快速响应控制,而经过上述执行器后残余的带钢板形缺陷则由轧辊分段冷却进行控制，详见附图一。这些制执行机构都能对板形产生影响，但效率特性却各不相同，难点就在于如何使这些执行机构互相配合达到最佳效果。目前,在板形控制领域占据行业主导地位的是瑞典的ABB公司,其Stressometer系列板形控制系统产品占据了国内市场的大部分份额.此外,英国的VIDIMON,法国CLECIM和德国的SIEMENS公司在该领域也颇有业绩.中国钢铁工业经历了三十多年的快速发展,各大钢铁企业和冶金院校的研发人员一直致力于这项研究。其中，用得较多的多变量优化算法，其基本思想是:构造控制性能评价函数J,通常情况下J为经各调节手段共同调节后各评估点处剩余误差的平方和。当J取最小值时,则各评估点处剩余误差的平方和总体上处于最小,各调节手段相互配合达到这种评价指标下的最优状态。通过计算J取最小值时各调节手段的调节量即可实现有效的板形控制。这种算法的优点是能够一次就得出各执行机构的调节量，且所得结果是各调节手段相互配合达到的最优状态。但这种方法没有考虑执行机构的行程限制，其计算结果常常超出了执行机构的能力范围，同时其计算过程较为复杂需要控制系统具有教强的运算能力，这些在很大程度上影响了实际应用效果。本专利技术充分考虑了各执行机构的行程限制，即其实际调节能力。主要思想是优先考虑调节余量大的执行机构，尽可能让调节余量大的执行机构承担更多的调节任务。从而在整个轧制过程中实现各执行机构的均衡负荷，达到优化的效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于执行机构调节能力的板形闭环反馈控制动态接力方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于执行机构调节能力的板形闭环反馈控制动态接力方法,包括以下步骤：1）计算各板形调节执行机构当前行程占其最大行程的比例，所述板形调节执行机构包括工作辊倾斜、中间辊窜辊、工作辊弯辊、中间辊弯辊；具体如下：分别记执行机构工作辊倾斜、中间辊窜辊、工作辊弯辊、中间辊弯辊的当前行程分别为Gcurinclin、Gcurmove、Gcurwbend、Gcurmbend，他们对应的最大行程分别为Gmaxinclin、Gmaxmove、Gmaxwbend、Gmaxmbend，他们调节板形误差的效率分别为Efinclin、Efmove、Efwbend、Efmbend，则各执行机构当前行程占其最大行程的比例分别为：Pinclin＝Gcurinclin／Gmaxinclin、Pmove＝Gcurmove／Gmaxmove、Pwbend＝Gcurwbend／Gmaxwbend、Pmbend＝Gcurmbend／Gmaxmbend；2）将各执行机构当前行程占其最大行程的比例值按从小到大的顺序进行排列；具体如下：将Pinclin、Pmove、Pwbend、Pmbend按照从小到大的顺序进行排列，得到P1、P2、P3、P4，且有P1<P2<P3<P4，并分别将P1、P2、P3、P4对应的执行机构记为E1、E2、E3、E4，他们对应的当前行程分别为Gcur1、Gcur2、Gcur3、Gcur4，对应的最大行程分别为Gmax1、Gmax2、Gmax3、Gmax4,对应的调节板形误差的效率为Ef1、Ef2、Ef3、Ef4。3）按排列顺序计算各执行机构的控制输出量；3.1）计算P1对应的执行机构E1的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur1和Gmax1,其调节板形误差的效率为Ef1。记原始的板形误差为Ｅrr0,按以下步骤计算P1对应的执行机构E1的控制输出量：3.1.1）计算执行机构E1剩余的行程Gremain1=Gmax1-Gcur1；3.1.2）计算执行机构E1对板形的最大影响能力Cmax1=Ef1×Gremain１;3.1.3）计算执行机构E1的误差调节目标值；比较Err0和Cmax1,取它们中的小值作为E1的误差调节目标值Ad1，Ad1=Min[Err0,Cmax1]；3.1.4）计算执行机构E1的控制输出量Q1,Q1=Ad1/Ef1；3.2）计算P2对应的执行机构E2的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur2和Gmax2,其调节板形误差的效率为Ef2，按以下步骤计算P2对应的执行机构E2的控制输出量：3.2.1)计算执行机构E1调节后的剩余误差Err1,Err1=Err0-Ef1×Ad1;3.2.2)计算执行机构E2剩余的行程Gremain2=Gmax2-Gcur2;3.2.3）计算执行机构E2对板形的最大影响能力Cmax2=Ef2×Gremain2;3.2.4）计算执行机构E2的误差调节目标值。比较Err1和Cmax2,取它们中的小值作为E2的误差调节目标值Ad2，Ad2=Min[Err1,Cmax2]；3.2.5)计算执行机构E2的控制输出量Q2,Q2=Ad2/Ef2。3.3)计算P3对应的执行机构E3的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur3和Gmax3,其调节板形误差的效率为Ef3，按以下步骤计算P3对应的执行机构E3的控制输出量：3.3.1)计算执行机构E2调节后的剩余误差Err2,Err2=Err1-Ef2×Ad2;3.3.2)计算执行机构E3剩余的行程Gremain3=Gmax3-Gcur3;3.3.3)计算执行机构E3对板形的最大影响能力Cmax3=Ef3×Gremain3;3.3.4)计算执行机构E3的误差调节目标值。比较Err2和Cmax3,取它们中的小值作为E3的误差调节目标值Ad3，Ad3=Min[Err2,Cmax3]；3.3.5)计算执行机构E3的控制输出量Q3,Q3=Ad3/Ef3；3.4)计算P4对应的执行机构E4的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur4和Gmax4,其调节板形误差的效率为Ef4，按以下步骤计算P4对应的执行机构E4的控制输出量；3.4.1)计算执行机构E4调节后的剩余误差Err3,Err3=Err2-Ef3×Ad3;3.4.2)计算执行机构E4剩余的行程Gremain4=Gmax4-Gcur4;3.4.3)计算执行机构E4对板形的最大影响能力Cmax4=Ef4×Gremain4;3.4.4)计算执行机构E4的误差调节目标值。比较Err3和Cmax4,取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于执行机构调节能力的板形闭环反馈控制动态接力方法，包括以下步骤：1）计算各板形调节执行机构当前行程占其最大行程的比例，所述板形调节执行机构包括工作辊倾斜、中间辊窜辊、工作辊弯辊、中间辊弯辊；具体如下：分别记执行机构工作辊倾斜、中间辊窜辊、工作辊弯辊、中间辊弯辊的当前行程分别为Gcurinclin、Gcurmove、Gcurwbend、Gcurmbend，他们对应的最大行程分别为Gmaxinclin、Gmaxmove、Gmaxwbend、Gmaxmbend，他们调节板形误差的效率分别为Efinclin、Efmove、Efwbend、Efmbend，则各执行机构当前行程占其最大行程的比例分别为：Pinclin＝Gcurinclin／Gmaxinclin、Pmove＝Gcurmove／Gmaxmove、Pwbend＝Gcurwbend／Gmaxwbend、Pmbend＝Gcurmbend／Gmaxmbend；2）将各执行机构当前行程占其最大行程的比例值按从小到大的顺序进行排列；具体如下：将Pinclin、Pmove、Pwbend、Pmbend按照从小到大的顺序进行排列，得到P1、P2、P3、P4，且有P1<P2<P3<P4，并分别将P1、P2、P3、P4对应的执行机构记为E1、E2、E3、E4，他们对应的当前行程分别为Gcur1、Gcur2、Gcur3、Gcur4，对应的最大行程分别为Gmax1、Gmax2、Gmax3、Gmax4,对应的调解效率为Ef1、Ef2、Ef3、Ef4；3）按排列顺序计算各执行机构的控制输出量；3.1）计算P1对应的执行机构E1的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur1和Gmax1,其调节效率为Ef1；记原始的板形误差为Ｅrr0,按以下步骤计算P1对应的执行机构E1的控制输出量：3.1.1）计算执行机构E1剩余的行程Gremain1= Gmax1‑ Gcur1；3.1.2）计算执行机构E1对板形的最大影响能力Cmax1= Ef1×Gremain１；3.1.3）计算执行机构E1的误差调节目标值；比较Err0和Cmax1,取它们中的小值作为E1的误差调节目标值Ad1，Ad1=Min[Err0, Cmax1]；3.1.4）计算执行机构E1的控制输出量Q1,Q1= Ad1/ Ef1；3.2）计算P2对应的执行机构E2的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur2和Gmax2,其调节效率为Ef2，按以下步骤计算P2对应的执行机构E2的控制输出量：3.2.1)计算执行机构E1调节后的剩余误差Err1, Err1= Err0‑ Ef1×Ad1；3.2.2)计算执行机构E2剩余的行程Gremain2= Gmax2‑ Gcur2；3.2.3）计算执行机构E2对板形的最大影响能力Cmax2= Ef2×Gremain2；3.2.4）计算执行机构E2的误差调节目标值；比较Err1和Cmax2,取它们中的小值作为E2的误差调节目标值Ad2，Ad2=Min[Err1, Cmax2]；3.2.5)计算执行机构E2的控制输出量Q2,Q2= Ad2/ Ef2；3.3)计算P3对应的执行机构E3的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur3和Gmax3,其调节效率为Ef3，按以下步骤计算P3对应的执行机构E3的控制输出量：3.3.1)计算执行机构E2调节后的剩余误差Err2, Err2= Err1‑ Ef2×Ad2;3.3.2)计算执行机构E3剩余的行程Gremain3= Gmax3‑ Gcur3;3.3.3)计算执行机构E3对板形的最大影响能力Cmax3= Ef3×Gremain3;3.3.4)计算执行机构E3的误差调节目标值；比较Err2和Cmax3,取它们中的小值作为E3的误差调节目标值Ad3，Ad3=Min[Err2, Cmax3]；3.3.5)计算执行机构E3的控制输出量Q3,Q3= Ad3/ Ef3；3.4)计算P4对应的执行机构E4的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur4和Gmax4,其调节效率为Ef4，按以下步骤计算P4对应的执行机构E4的控制输出量；3.4.1)计算执行机构E4调节后的剩余误差Err3, Err3= Err2‑ Ef3×Ad3;3.4.2)计算执行机构E4剩余的行程Gremain4= Gmax4‑ Gcur4;3.4.3)计算执行机构E4对板形的最大影响能力Cmax4= Ef4×Gremain4;3.4.4)计算执行机构E4的误差调节目标值；比较Err3和Cmax4,取它们中的小值作为E4的误差调节目标值Ad4，Ad4=Min[Err3, Cmax4]；3.4.5)计算执行机构E4的控制输出量Q4,Q4= Ad4/ Ef4。...

【技术特征摘要】
1.一种基于执行机构调节能力的板形闭环反馈控制动态接力方法，包括以下步骤：1）计算各板形调节执行机构当前行程占其最大行程的比例，所述板形调节执行机构包括工作辊倾斜、中间辊窜辊、工作辊弯辊、中间辊弯辊；具体如下：分别记执行机构工作辊倾斜、中间辊窜辊、工作辊弯辊、中间辊弯辊的当前行程分别为Gcurinclin、Gcurmove、Gcurwbend、Gcurmbend，他们对应的最大行程分别为Gmaxinclin、Gmaxmove、Gmaxwbend、Gmaxmbend，他们调节板形误差的效率分别为Efinclin、Efmove、Efwbend、Efmbend，则各执行机构当前行程占其最大行程的比例分别为：Pinclin＝Gcurinclin／Gmaxinclin、Pmove＝Gcurmove／Gmaxmove、Pwbend＝Gcurwbend／Gmaxwbend、Pmbend＝Gcurmbend／Gmaxmbend；2）将各执行机构当前行程占其最大行程的比例值按从小到大的顺序进行排列；具体如下：将Pinclin、Pmove、Pwbend、Pmbend按照从小到大的顺序进行排列，得到P1、P2、P3、P4，且有P1<P2<P3<P4，并分别将P1、P2、P3、P4对应的执行机构记为E1、E2、E3、E4，他们对应的当前行程分别为Gcur1、Gcur2、Gcur3、Gcur4，对应的最大行程分别为Gmax1、Gmax2、Gmax3、Gmax4,对应的调节板形误差的效率为Ef1、Ef2、Ef3、Ef4；3）按排列顺序计算各执行机构的控制输出量；3.1）计算P1对应的执行机构E1的控制输出量；其当前行程和最大行程分别为Gcur1和Gmax1,其调节板形误差的效率为Ef1；记原始的板形误差为Ｅrr0,按以下步骤计算P1对应的执行机构E1的控制输出量：3.1.1）计算执行机构E1剩余的行程Gremain1=Gmax1-Gcur1；3.1.2）计算执行机构E1对板形的最大影响能力Cmax1=Ef1×Gremain１；3.1.3）计算执行机构E1的误差调节目标值；比较Err0和Cmax1,取它们中的小值作为E1的误差调节目标值Ad1，Ad1=Min[Err0,Cmax1]；3.1.4）计算执行机构E1的控制输出量Q1,Q1=Ad1/Ef1；3....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵菁，叶理德，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42