不可逆铝冷轧机厚度控制的非线性速度补偿方法技术

本发明专利技术提供不可逆铝冷轧机厚度控制的非线性速度补偿方法，厚度控制系统接收速度信号并计算出加速度值，根据非线性速度补偿函数计算出补偿增益，并引入轧机修正增益和带材修正增益，最后计算出总补偿量，叠加到位置ＡＧＣ控制器中，完成一次开环非线性速度补偿的计算过程。使用非线性速度补偿函数计算补偿增益，并加入轧机修正增益和带材修正增益，更准确的描述了速度变化和厚差、轧机参数、带材参数之间的相互影响关系，适用于多种不同轧机参数和带材合金品种，有效提高了铝加工过程的综合成材率，值得在业内广泛推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，用于提高不可逆铝冷轧机动态过程的厚度控制性能，属于冷轧机控制

技术介绍
在铝加工行业中，不可逆铝冷轧机作为其中的关键加工装备，在整个轧制过程中 起着重要的作用。而不可逆铝冷轧机的厚度自动控制系统，对于保障轧制产品的厚度性能 指标，使出口带材厚度的精度在允许误差范围内，提高综合成材率，起着至关重要的作用。 不可逆铝冷轧机的厚度自动控制系统，一般由控制器、测厚仪、位置传感器、压力 传感器和液压执行装置等组成，采用位置AGC、监控AGC等闭环控制模式。不可逆铝冷轧机 的轧制过程可分为动态过程和稳态过程。动态过程指在轧机加减速期间的动态响应过程， 即加减速轧制过程。稳态过程则指系统达到稳态工作点后轧机速度基本不变的轧制过程。 在轧机加减速过程中，轧辊和带材的摩擦特性会发生变化，以及材料的屈服应力、轧辊温度 等其他因素的影响，会引起轧制力和辊缝的变化，从而使得带材出口厚度也发生相应变化， 使带材厚差精度变差。因此，为了补偿速度变化带来的厚差波动，需要采用速度补偿控制方 法。 在速度补偿控制方法中，一般采用开环线性比例调节器，可以减少速度变化对于 厚差的影响，提高动态过程的带材厚差控制精度。但是，由于轧制过程存在各种不同工况， 摩擦系数等参数属于非线性变化，因此加减速过程是一个非线性变化过程，采用单纯开环 线性比例调节器会产生误差，而且不同的轧机参数和带材参数也会引起比例调节系数的重 新调整。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种不可逆铝冷轧机厚度控制的 非线性速度补偿方法。 本专利技术的目的通过以下技术方案来实现 ，特点是包括以下步骤—— 1)厚度控制系统接收速度信号v，计算出具体加速度数值a ; 2)根据当前轧机运行情况判断是否投入速度补偿功能，当确认投入非线性速度 补偿功能时，根据非线性速度补偿函数计算出补偿增益f (v)，与加速度相乘得到补偿量 aXf(v); 3)在第2)步中得到的补偿量aXf(v)，乘以轧机修正增益Kr，得到补偿量 aXf (v) XKr ; 4)在第3)步中得到的补偿量aXf(v)XKr，乘以带材修正增益Ks，得到总补偿量 aXf (v) XKrXKs，叠加到位置AGC控制器中，完成一次开环非线性速度补偿的计算过程； 5)厚度控制系统依次计算加速度数值，然后计算出总补偿量，叠加到位置AGC控制器，如此循环，完成不可逆铝冷轧机的非线性速度补偿过程。 进一步地，上述的，其具体加速 度数值可以不用系统自动计算，而采取人工输入数值的方式。 更进一步地，上述的，在投入使 用前需要进行逻辑判断，满足投入条件时才进行补偿计算。 更进一步地，上述的，其非线性 速度补偿函数f(v)为一元非线性函数，自变量v为轧机速度，f(v)为补偿增益。其非线性 速度补偿函数f(v)曲线根据多个关键点绘制，关键点数目最少为3个，人工确定多个关键 点的速度值和补偿增益值，相邻关键点之间的曲线值可采取常数、一次曲线拟合或二次曲 线拟合等不同方法绘制。 更进一步地，上述的，其轧机修 正增益是一个与轧机设备参数有关的常数增益。 更进一步地，上述的，其带材修 正增益是一个与轧制带材参数有关的常数增益。 再进一步地，上述的，其非线性 速度补偿控制器硬件采用可编程控制器PLC或工业控制计算机IPC。 本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在 ，使用非线性速度补偿函数根据 当前轧制速度获得补偿增益，更精确的描述了速度变化对于厚差的影响关系，更加符合铝 冷轧机的实际轧制运行情况。同时，在同等速度变化情况下，由于轧机类型和设备参数的不 同，所需要的补偿量也有所不同，通过引入轧机修正增益，可以改善由轧机参数变化而导致 的带材厚差变化。此外，在同等速度变化情况下，由于轧制带材合金牌号和性质等因素的影 响，所需要的补偿量也有所变化，通过引入带材修正增益，可以改善由带材特性变化而导致 的带材厚差变化。总的来说，本专利技术提供的非线性速度补偿方法，大大提高了不可逆铝冷 轧机动态过程的厚度控制性能，明显改善铝加工过程的综合成材率，堪称具有新颖性、创造 性、实用性的好技术，市场前景广阔。附图说明 下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明 图1 :采用非线性速度补偿的不可逆铝冷轧机厚度控制系统框图； 图2 :非线性速度补偿函数示意图； 图3 :非线性速度补偿程序流程图。 图中各附图标记的含义见下表<table>table see original document page 5</column></row><table>具体实施例方式如图1所示，采用非线性速度补偿方法的不可逆铝冷轧机厚度控制系统，包括监 控AGC控制器1、位置AGC控制器2、液压油缸3、轧机本体4、位置传感器5、出口测厚仪6和 非线性速度补偿控制器7，存在位置AGC、监控AGC两个闭环控制回路，而非线性速度补偿控 制器7构成开环控制回路，非线性速度补偿控制器7输出直接叠加到位置AGC控制器的设 定值中。厚度控制系统接收速度信号并计算出加速度值，根据非线性速度补偿函数计算出 补偿增益，并引入轧机修正增益和带材修正增益，最后计算出总补偿量，叠加到位置AGC控 制器中，完成一次开环非线性速度补偿的计算过程。 ，其数学计算公式为 Cnse = aXf (v) XKrXKs 式中a为加速度值，f (v)为补偿增益，v为轧机速度，&为轧机修正增益，Ks为带 材修正增益，C,为总补偿量。 补偿增益通过计算非线性速度补偿函数f(v)得出，f(v)为一元非线性函数，自变 量v为轧机速度，其曲线根据多个关键点绘制，关键点数目最少为3个，确定多个关键点的 速度值和补偿增益值后，相邻关键点之间的曲线值可采取常数、一次曲线拟合或二次曲线 拟合等不同方法绘制。 当关键点数目为5时，一个非线性速度补偿函数f (v)实例的示意图如图2所示。 在图2中，^与^之间采用常数连接，^、^、^之间采用一次曲线拟合即折线连接，^与v5 之间采用常数连接。 本专利技术方法作为控制依据的非线性速度补偿程序流程图如3所示，其具体步骤 为 1)厚度控制系统接收速度信号，计算出具体加速度数值，或者由人工输入加速度 数值； 2)根据当前轧机运行情况判断是否投入速度补偿功能，当轧机速度大于等于某 阈值速度时且轧机运行正常时，非线性速度补偿功能才允许投入，否则不投入速度补偿功 3)当确认投入非线性速度补偿功能时，根据非线性速度补偿函数计算出补偿增益f(v)，与加速度相乘得到补偿量aXf(v); 程序中实现为 L〃 SCData" .Speed—Accel L#Gain_SE *R T#Compens_l 其中，〃 SCData" . Speed_Accel为轧机加速度值，Gain_SE为补偿增益值， CompenS_l为相乘后的补偿量； 4)在第3)步中计算出的补偿量，乘以轧机修正增益Kr，得到补偿量aXf (v) XKr ;。 程序中实现为 L〃 SCData" .Gain—Roll L#Compens_l *R T#Compens_2 其中，〃 SCData" . Gain_Roll为轧机修正增益，Comp本文档来自技高网...

【技术保护点】
不可逆铝冷轧机厚度控制的非线性速度补偿方法，其特征在于：包括以下步骤－－１）厚度控制系统接收速度信号ｖ，计算出具体加速度数值ａ；２）根据当前轧机运行情况判断是否投入速度补偿功能，当确认投入非线性速度补偿功能时，根据非线性速度补偿函数计算出补偿增益ｆ（ｖ），与加速度相乘得到补偿量ａ×ｆ（ｖ）；３）在第２）步中得到的补偿量ａ×ｆ（ｖ），乘以轧机修正增益Ｋ↓［ｒ］，得到补偿量ａ×ｆ（ｖ）×Ｋ↓［ｒ］；４）在第３）步中得到的补偿量ａ×ｆ（ｖ）×Ｋ↓［ｒ］，乘以带材修正增益Ｋｓ，得到总补偿量ａ×ｆ（ｖ）×Ｋ↓［ｒ］×Ｋ↓［ｓ］，叠加到位置ＡＧＣ控制器中，完成一次开环非线性速度补偿的计算过程；５）厚度控制系统依次计算加速度数值，然后计算出总补偿量，叠加到位置ＡＧＣ控制器，如此循环，完成不可逆铝冷轧机的非线性速度补偿过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李坤杰，王海霞，刘文田，
申请(专利权)人：苏州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]