补偿板形辊挠曲的信号修正方法技术

本发明专利技术公开一种补偿板形辊挠曲的信号修正方法，直观易懂，且便于计算，可极大提高从动式板形辊的板形信号检测精度，从而避免由于板形辊挠曲而造成控制系统的错误动作，提高板形控制精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轧钢机械设备自动化测量领域，是一种适用于冷轧带钢或其他板带产品使用的从动式板形测量辊(板形辊)发生挠曲变形时对板形测量信号进行修正的方法。
技术介绍
冷轧带钢在板形检测过程中，检测辊受大温差、大张力和强振动等现场恶劣工况因素的影响，导致原始板形信号中夹杂着众多噪声信号，经常发生原始板形信号波动的情况，尤其对于大宽厚比超薄带钢，其板形变化明显，工艺参数的轻微变化都可能引起板形的较大变化。在影响板形检测信号的众多因素中，检测辊挠度变化是必须考虑的主要影响因素之一。在轧制过程中，板形检测辊受到带钢施加的径向压力的作用，通过实时检测板形检测辊径向压力的横向分布，获得带钢的在线板形状况。目前世界上通用的从动式板形辊都是分段式测量的，通常来说有两种分段方式：一种为固定宽度分段方式；另一种为边部分段加密方式，在板形测量辊的边部将测量段加密，边部窄测量段宽度为中间段宽测量段宽度的一半。专利申请号201210519997.2公开了一种基于板形检测辊挠度变化的板形信号误差补偿方法，其考虑了检测辊自重及其所受径向压力引起板形检测辊的挠度变化，提出了对传感器零点偏差进行补偿的方法。但是该专利没有考虑板形辊挠曲后由于机械尺寸位置的变化对板形信号造成的影响。文献“板带轧机板形检测设备系统误差综合补偿技术的开发”(《燕山大学学报》,2009,03:220-223)的作者与该专利的作者为同一人，说明的内容也一致。申请号200910073992.X提供了一种板带轧机板形检测设备系统误差综合补偿方法，考虑了由于检测辊的挠曲而引起的附加板形偏差，但计算太过繁琐复杂。文献“板形仪标定装置研制及其板形标准补偿曲线的研究[D]”(《燕山大学学报》,2013)给出了大量的图形，说明在不同张力和包角条件下，板形辊的受力状态不均匀分布，但最后给出的6次张应力拟合曲线的合理性值得商榷。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种直观易懂，且便于计算的补偿从动式板形辊挠曲的信号修正方法，通过提高板形信号检测精度，从而提高板形控制精度，避免由于板形辊挠曲而造成控制系统的错误动作。为达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种补偿板形辊挠曲的信号修正方法，具体为：统一将板形辊的测量段从机架的操作侧向传动侧依次编号为1,2,3，…，N,N为板形辊测量段数量；根据测量段宽度初始化一个数组x[i]，i＝1～N，其值为每个测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；板形辊受到带钢的大张力影响而出现的挠曲程度与带钢的总张力成正比关系，与带钢的宽度成反比关系；为了补偿挠曲对测量值造成的影响，所设计的挠曲补偿修正曲线公式为：式(2)中：△F(i)为每个测量段处径向力测量值的修正值；xi为数组x[i]即每个测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；xos为操作侧带钢边部有效测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；xds为传动侧带钢边部有效测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；为平均修正值；Kw为与宽度相关的系数；Kt为与带钢张力有关的系数；i为测量段编号；os为操作侧带钢边部首个有效测量段的编号；ds为传动侧带钢边部首个有效测量段的编号；平均修正值计算公式为：式(4)中：n为板形有效测量段数；上述公式(1)、(2)中的Kw、Kt根据当前特定的工作点由下述公式计算得到；式(6)中：W为工作点带钢宽度；T为工作点带钢总张力；Aw、Bw、Cw为宽度相关的曲线参数；At、Bt、Ct为带钢总张力相关的曲线参数；Aw、Bw、Cw、At、Bt、Ct这六个参数针对每根板形辊进行理论计算获得初值，使用CN200910073992.X提出的方法选取典型工况进行计算，对计算结果进行拟合即可获得这6个参数的初值，现场应用阶段可根据实际情况在必要时对这些初值进行细微调整提高精度；在实际的板形测量值处理过程中，每个测量段实测径向力减去挠曲补偿修正曲线对应修正值，获得修正后的径向力数据，进一步计算板形偏差，以提高板形控制系统的测控精度。本专利技术的有益效果为：本专利技术方法直观易懂，且便于计算，可极大提高从动式板形辊的板形信号检测精度，从而避免由于板形辊挠曲而造成控制系统的错误动作，提高板形控制精度。尤其值得提出的是，对于一般的带传动系统的板形辊来说，由于板形辊自身的刚度较好，挠曲对板形测量信号造成的影响较小。但是对于从动式板形辊来说，由于需要降低自身的转动惯量，必然导致板形辊自身的刚度受到影响，此时板形辊挠曲对板形测量信号将造成较大影响，挠曲补偿成为板形信号处理过程中不可缺少的一部分。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作详细的说明。将板形辊测量段从机架的操作侧向传动侧依次编号为(1,2,3,…,N),N为板形辊测量段数量。根据测量段宽度初始化一个数组x[i]，其值为每个测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离。某平整机组采用的板形辊共33个测量段，每段宽度为52mm，初始化数组x[i]如下：(-0.832、-0.78、-0.728、-0.676、-0.624、-0.572、-0.52、-0.468、-0.416、-0.364、-0.312、-0.26、-0.208、-0.156、-0.104、-0.052、0、0.052、0.104、0.156、0.208、0.26、0.312、0.364、0.416、0.468、0.52、0.572、0.624、0.676、0.728、0.78、0.832)。每次判断一条新的带钢到达时，根据接收到的带钢的宽度和实际总张力，通过下式获得该带钢需要的特定的Kw、Kt系数：Kw＝Aw×W2+Bw×W+CwKt＝At×T2+Bt×T+Ct式中：Aw、Bw、Cw、At、Bt、Ct这六个参数针对每根板形辊进行理论计算获得初值，并根据现场调试过程中的实际数据进行微调，在公式应用阶段为已知量。该平整机组某条带钢宽度为1612mm，设定张力为71kN。根据上述公式实际获得的参数为：Kw＝1.18Kt＝27.28根据宽度计算得知操作侧带钢边部有效测量段段号为2，传动侧带钢边部有效测量段段号为30，即：xos＝x[2]＝-0.728xds＝x[30]＝0.728根据测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离，计算各个测量段的F(i)值和平均值式中：xi为前文所述的x[i]，即每个测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；xos为操作侧带钢边部有效测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；xds为传动侧带钢边部有效测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；Kw为与宽度相关的系数；Kt为与带钢张力有关的系数。上述公式的计算结果为：F(i)数组：(0.00、0.00、23.12、19.94、16.99、14.27、11.80、9.56、7.55、5.78、4.25、2.95、1.89、1.06、0.47、0.12、0.00、0.12、0.47、1.06、1.89、2.95、4.25、5.78、7.55、9.56、11.80、14.27、16.99、19.94、23.12、0.00、0.00)。根据前述计算结果计算各个测量段挠曲补偿修正值：△F(i)数组为(0.00、0.00、14.86、11.68、8.73、6.02、3.54、1.30、-0.71、-2.48、-4.01、-5.31、-6.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿板形辊挠曲的信号修正方法，其特征在于：统一将板形辊的测量段从机架的操作侧向传动侧依次编号为1,2,3，…，N,N为板形辊测量段数量；根据测量段宽度初始化一个数组x[i]，i＝1～N，其值为每个测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；板形辊受到带钢的大张力影响而出现的挠曲程度与带钢的总张力成正比关系，与带钢的宽度成反比关系；为了补偿挠曲对测量值造成的影响，所设计的挠曲补偿修正曲线公式为：ΔF(i)=Ktxi2Kw((xos-xds)/2)2-F‾(i=os~ds)---(1)]]>式(2)中：ΔF(i)为每个测量段处径向力测量值的修正值；xi为数组x[i]即每个测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；xos为操作侧带钢边部有效测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；xds为传动侧带钢边部有效测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；为平均修正值；Kw为与宽度相关的系数；Kt为与带钢张力有关的系数；i为测量段编号；os为操作侧带钢边部首个有效测量段的编号；ds为传动侧带钢边部首个有效测量段的编号；平均修正值计算公式为：F‾=1nΣi=osdsKtxi2Kw((xos-xds)/2)2(i=os~ds)---(3)]]>式(4)中：n为板形有效测量段数；上述公式(1)、(2)中的Kw、Kt根据当前特定的工作点由下述公式计算得到；Kw=Aw×W2+Bw×W+CwKt=At×T2+Bt×T+Ct---(5)]]>式(6)中：W为工作点带钢宽度；T为工作点带钢总张力；Aw、Bw、Cw为宽度相关的曲线参数；At、Bt、Ct为带钢总张力相关的曲线参数；Aw、Bw、Cw、At、Bt、Ct这六个参数针对每根板形辊计算获得初值；在实际的板形测量值处理过程中，每个测量段实测径向力减去挠曲补偿修正曲线对应修正值，获得修正后的径向力数据，进一步计算板形偏差，供板形闭环反馈模型使用，进行闭环反馈控制。...

【技术特征摘要】
1.一种补偿板形辊挠曲的信号修正方法，其特征在于：统一将板形辊的测量段从机架的操作侧向传动侧依次编号为1,2,3，…，N,N为板形辊测量段数量；根据测量段宽度初始化一个数组x[i]，i＝1～N，其值为每个测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；板形辊受到带钢的大张力影响而出现的挠曲程度与带钢的总张力成正比关系，与带钢的宽度成反比关系；为了补偿挠曲对测量值造成的影响，所设计的挠曲补偿修正曲线公式为：ΔF(i)=Ktxi2Kw((xos-xds)/2)2-F‾(i=os~ds)---(1)]]>式(2)中：ΔF(i)为每个测量段处径向力测量值的修正值；xi为数组x[i]即每个测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；xos为操作侧带钢边部有效测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；xds为传动侧带钢边部有效测量段中心到板形辊几何宽度中心的距离；为平均修正值；Kw为与宽度相关的系数；Kt为与带钢张力有关的系数；i为测量段编号；...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹忠华，王军生，张岩，秦大伟，侯永刚，刘宝权，宋君，王奎越，宋宝宇，张栋，
申请(专利权)人：鞍钢未来钢铁研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11