一种液压缸反相位抑制轧机振动的方法技术

本发明专利技术公开了一种液压缸反相位抑制轧机振动的方法，属于钢铁轧制领域，具体步骤包括：S1、获取原始振动信息；S2、信号转化；S3、获取振动的原始频率f0：S4、闭环选取最优相位差δ

【技术实现步骤摘要】
一种液压缸反相位抑制轧机振动的方法


[0001]本专利技术涉及轧机控制领域，特别是一种通过液压缸反相位按共振频率输出抑制轧机振动的方法。

技术介绍

[0002]迎合市场需求，薄规格(0.8
‑
1.2mm)的高强度钢板成为生产主流，但现有的热轧机生产高负荷、薄规格钢种时，由于轧机系统进入共振区间，导致轧机振动严重。而，ESP等无头轧制生产线生产≤0.8mm规格时，轧机也会出现严重振动，垂直方向振动加速度可达到20m/s2。
[0003]轧制速度越高、材质越硬、厚度越薄，越容易发生振动，轧机振动容易引发轧辊氧化膜剥落、辊面快速磨损、轧机紧固件脱落等问题，损害机械设备和电气控制设备，甚会造成断带、堆钢等生产事故。为保护轧机，需要限制轧制薄规格的块数，严重制约薄规格上量，影响产能。
[0004]此外，轧机严重振动，还会造成轧机出口轧件表面出现明暗相间的条纹，影响板带产品的板形、板厚和表面质量。
[0005]因此，如何避免薄规格、高强度钢板高速轧制时发生振动是提高轧机生产能力的一个重要课题，各国学者和专家对此进行了大量的研究，大多数都是从减小两侧工作辊轴承座与牌坊立柱之间的间隙来实现，如《轧机振动报警及抑制方法》(CN105436205A)、《一种轧机振动抑振装置》(CN113751507A)，通过液压控制施加在轴承座上的压力，使得轧辊轴承座及轧辊弯辊块紧靠轧机牌坊立柱，消除了轧辊轴承座、弯辊块、牌坊立柱之间的间隙，从而增加轧辊轴承座摩擦阻力，降低了轧辊振动能量。这类改减震良对于轧机抑振起到了一定的作用，但这种液压下压的方式，由于实际窜辊需求和辊系轴承座磨损的存在，间隙并不好控制，抑振效果有限。因此，《一种轧机机架减震的方法和装置》(CN1976767A)在轧机牌坊的两个立柱上方设置振动质量块，振动能量被振动质量块内的不可压缩流体耗散，但这种吸振方式并不适合工业生产。
[0006]为了克服以上主动抑振或吸振方式的缺陷，一些研究将信号检测技术引入本领域，如《一种基于自适应动态面的轧机扭振抑制控制方法》(CN113805484A)利用动态面技术反推出轧机主传动系统的自适应状态反馈控制器，主要从传动角度抑制了电流谐波对系统的影响,使得轧辊转速平稳的跟踪指定转速,达到抑制扭振的目的。《一种轧机振动抑振装置》(CN103121037A)由轧机振动信号源、抑振信号发生器、抑振执行单元和轧机组成；拾取轧机振动信号源的轧机扭振信号、轧制速度信号、轧机垂振信号和轧制压力信号；然后送到抑振信号发生器中，经过信号处理获得抑制轧机振动的阻尼信号；最后将阻尼信号分别送到抑振执行单元中的主传动速度给定和液压辊缝给定来参与控制。但最终还是落实在液压辊缝给定上，从主动辊缝控制改为反馈后辊缝控制。并且该控制方式的方法是辊系轴承座侧面增加一个抑制振动的液压装置，仅解决水平振动，无法解决ESP等产线的垂直振动，而垂直振动导致轧辊表面产生棱，进而影响产品表面质量。

技术实现思路

[0007]本专利技术的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种液压缸反相位抑制轧机振动的方法。本方法不增加任何液压装置，利用现有的液压AGC油缸，通过增加与垂直振动频率相同、相位相反的主动输出信号，抑制振动。
[0008]本专利技术解决其技术问题的技术方案是：一种液压缸反相位抑制轧机振动的方法，其特征在于：具体步骤包括：
[0009]S1、获取原始振动信息：在轧机牌坊安装加速度传感器；采集垂直方向加速度信号，生成时域信号曲线；
[0010]S2、信号转化：对采集的垂直方向加速度时域信号进行变换，使S1所得的时域信号变换为频域信号，生成频域信号曲线；
[0011]S3、获取振动的原始频率f0：S2所得的频域信号的基频即为振动的原始频率f0；
[0012]S4、闭环选取最优相位差δ
min
：统计闭环过程中现场振幅最小值时对应的相位差δ作为最优相位差δ
min
；
[0013]S5、闭环选取最优振幅A
min
：统计闭环过程中，取现场振幅最小值时对应的振幅A作为最优相振幅A
min
；
[0014]S6、获得最终的液压缸输出值
[0015]根据下述公式，获得液压缸输出值output：
[0016]output＝A
×
sin(2π
×
f
×
t
‑
δ)
[0017]其中：
[0018]A：振幅，取步骤S5所得的A
min
；
[0019]f：频率，取步骤S3所得的原始频率f0；
[0020]t：时间变量，为程序控制计算时间；
[0021]δ：相位差，取步骤S4所得的δ
min
；
[0022]也即：output＝A
min
×
sin(2π
×
f0×
t
‑
δ
min
)
[0023]液压缸输出值output输出至计算机，控制液压缸；所述的液压缸位于上支撑辊两端的辊轴上方，实现下压上支撑辊。
[0024]进一步的，上述S1的时域信号曲线：横轴是时间，纵轴是实时幅度。
[0025]进一步的，上述S2的信号转化为对采集的垂直方向加速度时域信号进行傅里叶变换。
[0026]进一步的，上述S2的所述的频域信号曲线中：横轴为频率，纵轴为振幅。
[0027]进一步的，上述S4的闭环过程为δi由0
°
增加到180
°
的过程。
[0028]进一步的，上述S4的闭环过程为δi由0
°
增加到180
°
的过程，每隔10s增加10
°
，从0
°
持续增加到180
°
。
[0029]进一步的，上述S5的闭环过程为由5μm增加到目标值这个过程。
[0030]进一步的，上述S5的闭环过程为由5μm增加到目标值这个过程，从5μm开始按照每10s增加10μm的增幅增加至目标值。
[0031]进一步的，上述目标值为295
‑
315μm。
[0032]进一步的，上述的液压缸为产线轧机使用的液压AGC油缸；将液压缸输出值output叠加入轧机控制中心计算机的辊缝计算程序中的液压AGC油缸输出控制中。
[0033]与现有技术相比较，本专利技术具有以下突出的有益效果：
[0034]1、本专利技术创新地将常规轧机的HGC由自动辊缝控制改为按照反相位差以与共振相同频率输出抑制振动，达到削弱共振的效果；
[0035]2、通过降低轧机振动，提升产能：单浇次0.8mm轧制吨位可以由300吨提升至400吨，单浇次增效1.2万元；
[0036]3、避免设备因为振动而导致的寿命降低和维护工作量，降低了生产成本；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压缸反相位抑制轧机振动的方法，其特征在于：具体步骤包括：S1、获取原始振动信息：在轧机牌坊安装加速度传感器；采集垂直方向加速度信号，生成时域信号曲线；S2、信号转化：对采集的垂直方向加速度时域信号进行变换，使S1所得的时域信号变换为频域信号，生成频域信号曲线；S3、获取振动的原始频率f0：S2所得的频域信号的基频即为振动的原始频率f0；S4、闭环选取最优相位差δ
min
：统计闭环过程中现场振幅最小值时对应的相位差δ作为最优相位差δ
min
；S5、闭环选取最优振幅A
min
：统计闭环过程中，取现场振幅最小值时对应的振幅A作为最优相振幅A
min
；S6、获得最终的液压缸输出值根据下述公式，获得液压缸输出值output：output＝A
×
sin(2π
×
f
×
t
‑
δ)其中：A：振幅，取步骤S5所得的A
min
；f：频率，取步骤S3所得的原始频率f0；t：时间变量，为程序控制计算时间；δ：相位差，取步骤S4所得的δ
min
；也即：output＝A
min
×
sin(2π
×
f0×
t
‑
δ
min
)液压缸输出值output输出至计算机，控制液压缸；所述的液压缸位于上支撑辊两端的辊轴上方，实现下压上支撑辊。2.根据权利要求1所述的液压缸反相位抑制轧机振动的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：季伟斌，韩翔，杨伟，喻尧，宋俊岭，李涛，龙应瑞，王庆，
申请(专利权)人：日照钢铁控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：