一种冷轧带材板形在线云图绘制方法技术

本发明专利技术提供一种冷轧带材板形在线云图绘制方法，其包括以下步骤：S1、设定带材宽度方向上板形测量值拟合个数，S2、建立求取拟合板形测量值的数学模型，S3、确定拟合后板形测量值的横坐标位置及板形值，S4、建立板形值与颜色映射关系，S5、得到冷轧板形在线云图监控系统，并利用冷轧板形在线云图监控系统进行冷轧带材板形在线云图绘制。本发明专利技术提供一种冷轧带材板形在线云图绘制方法，该方法通过引入分段低次插值方法将带材宽度方向上板形测量值进行了插值拟合，形成了更密集的板形数据信息。建立了扩充后的板形数据与颜色值之间的映射关系，结合实际板形缺陷在整个带材宽度方向上的分布情况给出了冷轧带材板形云图的绘制模型。

【技术实现步骤摘要】
一种冷轧带材板形在线云图绘制方法
本专利技术属于冶金轧制
，特别涉及一种冷轧带材板形在线云图绘制方法。
技术介绍
由于来料及轧制工艺设备自身特点的影响，轧制过程中的带材会沿宽度方向发生不均匀的纵向延伸变形，导致成品带材出现瓢曲、浪形等板形缺陷问题。科学定量的表示板形，既是生产中衡量板形质量的需要，也是研究板形问题和实现高精度板形自动控制的前提条件。随着下游用户对带材板形质量要求的不断提高，完善和发展现有的板形质量评价方法对成品带材板形控制效果的提高具有重要意义。围绕带材板形质量的改进、板形表征及评价方法，许多学者通过建立数学模型、力学仿真等方法进行定量分析[1-5]。但这些方法主要聚焦于如何通过数学方法将实测带材板形准确转换为板形控制系统的输入信号，虽然可以保证板形自动控制过程对板形输入信号精度的要求，但忽略了人机交互过程的友好性及后续生产数据分析方面的高效性和直观性需求。带材板形控制质量的在线统计方式仍然是以各测量段延伸率的标准差曲线或算数平均数曲线来表征整个带材的板形测量值和控制偏差分布，无法反映整体板形分布情况及每个测量区域的板形变化趋势，不利于生产中对控制系统进行及时优化调整和后续的生产数据分析。本专利技术基于可视化技术提出了一种带材板形的在线彩色云图表征方法，可以在线直观的表征整个带材宽度范围内的板形分布及其变化趋势。不仅可以用于评估轧机的板形控制能力和板形控制系统的控制效率，也有助于建立和完善板形自动控制的数学模型。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种冷轧带材板形在线云图绘制方法，该方法通过引入分段低次插值方法将带材宽度方向上板形测量值进行了插值拟合，形成了更密集的板形数据信息。建立了扩充后的板形数据与颜色值之间的映射关系，结合实际板形缺陷在整个带材宽度方向上的分布情况给出了冷轧带材板形云图的绘制模型。具体地，本专利技术提供一种冷轧带材板形在线云图绘制方法，其包括以下步骤：S1、设定带材宽度方向上板形测量值拟合个数，具体包括以下步骤：S11、在带钢宽度方向上每两个连续测量点之间插值若干个新的板形值，形成密集板形信息；S12、在一个采集周期内，在带材宽度方向上插入m个板形拟合数据，拟合点的插入包括以下三种方式，一是在靠近操作侧边部第一个有效测量段插入mos个拟合点，二是在靠近传动侧边部第一个有效测量段插入mds个拟合点，三是在这两个边部测量段之外的中部测量段区域插入mc个拟合点，当带材宽度覆盖的有效测量段数为n时，每个有效测量段上平均插入mavg个拟合点，各区域拟合点个数可以表示为：mc＝mavg·(n-3)mds＝m-mos-mc式中：代表向下取整；m代表一个采样周期内在带材宽度方向上插入板形拟合数据的数目；n代表带材宽度覆盖的有效测量段数目；mavg代表每个有效测量段上平均插入的拟合点数目；mc代表除带材两个边部测量段之外的其余中部测量段区域插入的拟合点数目；mos代表靠近操作侧边部第一个有效测量段插入拟合点数目；mds代表靠近传动侧边部第一个有效测量段插入拟合点数目；S2、建立求取拟合板形测量值的数学模型，具体包括以下步骤：S21、在带钢宽度方向相邻测量点之间插值出若干个板形值，使用分段线性插值原理插值出新的板形拟合数据，设已知节点a＝x1<x2<x3<...<xn＝b上的函数值f1,f2,f3,...,fn，则分段线性插值函数I(x)在每两个节点区间[xk,xk+1]上的表示为：式中：k为各节点序号；n代表带材宽度覆盖的有效测量段数目；I(x)代表分段线性插值函数；xk和xk+1代表第k个和第k+1个节点；fk和fk+1代表第k个和第k+1个节点的函数值；S22、基于该插值方法，沿带材宽度方向上将每个有效测量段的位置作为横坐标，将每个测量段上的实测板形值作为纵坐标，得到平面坐标系下的带材板形值分布；S3、确定拟合后板形测量值的横坐标位置及板形值，具体包括以下步骤：S31、在一个采样周期内，在带材宽度方向上插入m个板形拟合数据，原来由n个实际测量点数据表征的带材板形扩展为由m个板形拟合数据进行表征，所述m个板形拟合数据由n个实际测量值和m-n个拟合数据组成；S32、设经过拟合后的板形值为y'x，则根据步骤S2建立的分段线性插值函数得到板形云图绘制模型如下：式中：y'x代表拟合后板形值；xk和xk+1代表第k个和第k+1个节点；yk和yk+1代表第k个和第k+1个节点的板形值；S33、将拟合后的板形值按照由操作侧至传动侧的顺序依次编号，得到平面坐标系下的拟合板形值分布，即(x1,y'1)，(x2,y'2)，(x3,y'x)，…，(xmos,y'mos)，…，(xm,y'm)；S4、建立板形值与颜色映射关系，把板形值转化为颜色参数，建立板形值——颜色值的数据库，在图形界面上进行绘制；S5、得到冷轧板形在线云图监控系统，并利用冷轧板形在线云图监控系统进行冷轧带材板形在线云图绘制。优选地，S31中在带材宽度方向上插入m个板形拟合数据的具体步骤包括以下几个步骤：S311、在靠近操作侧边部第一个有效测量段上插入mos个拟合点，该测量段宽度内的数据点横坐标x的表达式为：式中：i为靠近操作侧边部第一个有效测量段上的插入点序号；mos代表靠近操作侧边部第一个有效测量段插入拟合点数目；xk和xk+1代表第k个和第k+1个节点；S312、在靠近传动侧边部第一个有效测量段插入mds个拟合点，同理该测量段宽度内的数据点横坐标x的表达式为：式中：p为靠近传动侧边部第一个有效测量段上的插入点序号；n代表带材宽度覆盖的有效测量段数目；mds代表靠近传动侧边部第一个有效测量段插入拟合点数目；xk和xk+1代表第k个和第k+1个节点；S313、在两个边部测量段之外的其余每个测量段上插入mavg个拟合点，则每个测量段宽度内的数据点横坐标x的表达式为：式中：j为中部区域每个测量段上的插入点序号，n代表带材宽度覆盖的有效测量段数目；mavg代表每个有效测量段上平均插入的拟合点数目；xk和xk+1代表第k个和第k+1个节点。优选地，步骤S4中映射关系如下式所示：式中：w＝0,1,2,…,99；ryellow,gyellow,byellow分别为基准黄色的参考值；rred,gred,bred分别为基准红色的参考值；r(w)，g(w)，b(w)分别是基准色黄色到基准色红色渐变过程中第w段的red，green，blue参数值。优选地，步骤S4中确定板形值对应的颜色参数值的具体方法为：将板形值范围[Ymin,Ymax]等分成三段数值区间，并对应三段颜色区间，Ymin和Ymax代表冷轧生产中带材板形的最小值和最大值，可以根据实际需要设置，对于某一个板形测量值y'x，首先确定其隶属于的区间，其次在数据库中寻找板形值y'x对应颜色的red，green，blue参数值。优选地，步骤S5具体包括以下步骤：S51、采用VB软件开发对象链接和嵌入用户控件OCX，将上述板形云图绘制模型封装至OCX控件中；S52、完成OCX控件与工控组态软件的嵌入、数据的通信与存储、接口属性开发以及人机画面系统的开发。优选地，S52具体包括以下步骤：(1)设置控件的接口属性：根据用户需求的功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷轧带材板形在线云图绘制方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、设定带材宽度方向上板形测量值拟合个数，具体包括以下步骤：S11、在带钢宽度方向上每两个连续测量点之间插值若干个新的板形值，形成密集板形信息；S12、在一个采集周期内，在带材宽度方向上插入m个板形拟合数据，拟合点的插入包括以下三种方式，一是在靠近操作侧边部第一个有效测量段插入mos个拟合点，二是在靠近传动侧边部第一个有效测量段插入mds个拟合点，三是在这两个边部测量段之外的中部测量段区域插入mc个拟合点，当带材宽度覆盖的有效测量段数为n时，每个有效测量段上平均插入mavg个拟合点，各区域拟合点个数可以表示为：

【技术特征摘要】
1.一种冷轧带材板形在线云图绘制方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、设定带材宽度方向上板形测量值拟合个数，具体包括以下步骤：S11、在带钢宽度方向上每两个连续测量点之间插值若干个新的板形值，形成密集板形信息；S12、在一个采集周期内，在带材宽度方向上插入m个板形拟合数据，拟合点的插入包括以下三种方式，一是在靠近操作侧边部第一个有效测量段插入mos个拟合点，二是在靠近传动侧边部第一个有效测量段插入mds个拟合点，三是在这两个边部测量段之外的中部测量段区域插入mc个拟合点，当带材宽度覆盖的有效测量段数为n时，每个有效测量段上平均插入mavg个拟合点，各区域拟合点个数可以表示为：mc＝mavg·(n-3)mds＝m-mos-mc式中：代表向下取整；m代表一个采样周期内在带材宽度方向上插入板形拟合数据的数目；n代表带材宽度覆盖的有效测量段数目；mavg代表每个有效测量段上平均插入的拟合点数目；mc代表除带材两个边部测量段之外的其余中部测量段区域插入的拟合点数目；mos代表靠近操作侧边部第一个有效测量段插入拟合点数目；mds代表靠近传动侧边部第一个有效测量段插入拟合点数目；S2、建立求取拟合板形测量值的数学模型，具体包括以下步骤：S21、在带钢宽度方向相邻测量点之间插值出若干个板形值，使用分段线性插值原理插值出新的板形拟合数据，设已知节点a＝x1<x2<x3<...<xn＝b上的函数值f1,f2,f3,...,fn，则分段线性插值函数I(x)在每两个节点区间[xk,xk+1]上的表示为：式中：k为各节点序号；n代表带材宽度覆盖的有效测量段数目；I(x)代表分段线性插值函数；xk和xk+1代表第k个和第k+1个节点；fk和fk+1代表第k个和第k+1个节点的函数值；S22、基于该插值方法，沿带材宽度方向上将每个有效测量段的位置作为横坐标，将每个测量段上的实测板形值作为纵坐标，得到平面坐标系下的带材板形值分布；S3、确定拟合后板形测量值的横坐标位置及板形值，具体包括以下步骤：S31、在一个采样周期内，在带材宽度方向上插入m个板形拟合数据，原来由n个实际测量点数据表征的带材板形扩展为由m个板形拟合数据进行表征，所述m个板形拟合数据由n个实际测量值和m-n个拟合数据组成；S32、设经过拟合后的板形值为y'x，则根据步骤S2建立的分段线性插值函数得到板形云图绘制模型如下：式中：y'x代表拟合后板形值；xk和xk+1代表第k个和第k+1个节点；yk和yk+1代表第k个和第k+1个节点的板形值；S33、将拟合后的板形值按照由操作侧至传动侧的顺序依次编号，得到平面坐标系下的拟合板形值分布，即(x1,y'1)，(x2,y'2)，(x3,y'x)，…，(xmos,y'mos)，…，(xm,y'm)；S4、建立板形值与颜色映射关系，把板形值转化为颜色参数，建立板形值——颜色值的数据库，在图形界面上进行绘制；S5、得到冷轧板形在线云图监控系统，并利用冷轧板形在线云图监控系统进行冷轧带材板形在线云图绘...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，张智杰，李旭，王海峰，陈树宗，刘宏民，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13