一种冷轧机工作辊弯辊超限的动态替代调节方法，属于冷轧带钢技术领域。该方法按如下步骤进行：一、板形调控功效系数矩阵中的参数；二、确定用于实现替代调节的执行机构；三、计算各个板形调节机构的调节量；步骤四、制定两种替代工作辊弯辊控制模式；五、计算第一种替代模式下的工作辊弯辊、中间辊横移、中间辊弯辊、轧机倾斜调节机构的输出量；步骤六、计算第二种替代模式下的工作辊弯辊、中间辊横移、中间辊弯辊、轧机倾斜调节机构的输出量。本发明专利技术的优点：降低工作辊弯辊在轧制具有较大对称性板形缺陷带材时总处于满负荷状态的情况。计算精度高，通用性好、板形控制精度高、系统运行稳定性强的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冷轧带钢
，特别涉及。
技术介绍
在冷轧带钢生产中，板形质量对产品而言至关重要。随着汽车、家电等工业的不断发展，在对冷轧带钢的需求不断增加的同时，对冷轧带钢的板形质量也提出了越来越高的要求。UCM轧机配备了工作辊弯辊、中间辊弯辊、轧辊倾斜、中间辊横移和轧辊分段冷却等板形调节机构，相比普通四辊轧机，对板形的控制能力大大增强。对于冷轧带钢生产而言，有效的控制算法主要取决于精确的数学模型，为此，制定各个板形调节机构的控制模型对提高板形控制精度具有重要意义。实际轧制过程中，当带钢沿宽度方向上发生不均勻的延伸变形时，就会产生瓢曲、 浪形等板形缺陷。板形缺陷分为全局板形缺陷和局部板形缺陷。弯辊和中间辊横移控制主要用于消除全局板形缺陷中的对称部分板形缺陷，轧辊倾斜控制主要用于消除全局板形缺陷中的非对称部分。对于局部板形缺陷，则采用轧辊分段冷却控制来加以消除。对于一般的对称性板形缺陷，工作辊弯辊可以起到良好的板形控制效果，然而，当来料带钢或者在线轧制带钢出现较大的对称性板形缺陷时，就会出现对称性板形缺陷还没完全被消除，工作辊弯辊就达到了调节极限的状况。此时，如果其它板形调节机构还没有超限，并且可以控制带钢的对称性板形缺陷，则可以利用它们在其调节区间内进行调节来消除那些工作辊弯辊未能消除的对称性板形缺陷，这就是板形调节机构动态交替控制的研究思路。本文以某 1250单机架六辊可逆冷轧机为例，深入研究板形调节机构的调控功效，针对实际生产中存在的工作辊弯辊超限问题，找出与工作辊弯辊具有相似板形调控功效的板形调节机构，并制定具体的控制方案来代替工作辊弯辊，完成工作辊弯辊调节超限部分的板形调节量，对提高轧机的板形控制精度具有重要的理论和现实意义。
技术实现思路
本专利技术公开一种针对冷轧机工作辊弯辊调节超限时的动态替代调节处理方法。该动态替代调节方法通过分析各个板形调节机构的调控功效，找出与工作辊弯辊调节具有相似调控功效的执行机构，作为工作辊弯辊调节超限时的替代调节机构。同时，根据工作辊弯辊超限程度，以板形调控功效为基础，制定两种替代控制方法，完成工作辊弯辊超限部分的板形调节，提高轧机对具有较大对称性板形缺陷的带钢的板形控制能力。，按如下步骤进行步骤一、记录至少5种带钢宽度规格，通过液压缸压力传感器记录至少5组轧制力参数。根据轧制力和带钢宽度确定板形调控功效系数矩阵中的参数，方法为轧制力为横坐标，带钢宽度为纵坐标，在此坐标系下记录至少25组工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移以及轧辊倾斜的调节量，并记录每种执行机构产生相应调节量后带钢的板形变化量，根据调节机构的调节量和导致带钢产生的板形变化量求解每个横坐标与纵坐标交点处的板形调节机构的调控功效，即为板形调控功效系数矩阵中的参数。 各个板形调节机构的板形调控功效计算方法为 Eff = ^Y-(1.1 ^U) ="Ay1' Ay2 M ΔνJ m11L1Aul Au2 AunΦL O222#π#2μ ^J φ_effm\effm式中Eff为板形调控功效系数矩阵；effmn*板形调控功效系数矩阵中的参数; ΔΥ为板宽方向的板形变化量矩阵；Aym为板宽方向的板形变化量矩阵中的参数；m为板宽方向上的测量点数目；Δυ为板形机构调节量矩阵；Aun为板形机构调节量矩阵中的参数； η为板形调节机构数目；如附图说明图1所示A、B、C和D四点即为坐标点，每个坐标点处是一个至少5X5的二维板形调控功效系数矩阵。若实际轧制过程中带钢宽度和轧制力参数不在节点上，则可以通过插值计算求解实际位置处的板形调控功效系数矩阵，如图1中所示，当轧制过程中实际轧制力和带钢宽度分别为7600KN和1. 23m时，则可以确定其在图中的工作点位置为0点，它在图中的边界分别为A、B、C和D四点，通过这四点处的板形调控功效系数矩阵以及A、B、C 和D四个工作点与工作点0之间的权重因子γΑ、yB, Yc和Y D，可以通过插值计算求解实际位置0处的板形调控功效系数矩阵；步骤二、确定用于实现替代调节的执行机构板形调节的执行机构包括工作辊弯辊、中间辊横移、中间辊弯辊、轧机倾斜。对各个板形调节机构的调控功效系数曲线在同一坐标系下进行对比，并通过最小二乘算法寻找与工作辊弯辊具有相似调控功效系数的板形调节机构，通过计算分析得出工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移与工作辊弯辊具有相似调控功效系数，对板形的影响基本都是对称的，因此确定用于工作辊弯辊调节超限时的替代板形调节机构有中间辊和中间辊横移两个。步骤三、根据本周期所测带钢板形偏差，在闭环系统中使用评价函数计算各个板形调节机构的调节量。评价函数为mη权利要求1. ，其特征在于，按如下步骤进行 步骤一、记录至少5种带钢宽度规格，通过液压缸压力传感器记录至少5组轧制力参数，根据轧制力和带钢宽度确定板形调控功效系数矩阵中的参数，方法为轧制力为横坐标，带钢宽度为纵坐标，在此坐标系下记录至少25组工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移以及轧辊倾斜的调节量，并记录每种执行机构产生相应调节量后带钢的板形变化量，根据调节机构的调节量和导致带钢产生的板形变化量求解每个横坐标与纵坐标交点处的板形调节机构的调控功效，即为板形调控功效系数矩阵中的参数； 各个板形调节机构的板形调控功效计算方法为Eff = ^Y-(1.1 ^U) ="Ay1' Ay2 M ΔνJ mLAul Au2 AunφL O222#π#2μ ^J φ_effm\effm式中Eff为板形调控功效系数矩阵；effmn为板形调控功效系数矩阵中的参数；△ Y为板宽方向的板形变化量矩阵；Aym为板宽方向的板形变化量矩阵中的参数；m为板宽方向上的测量点数目；Δυ为板形机构调节量矩阵；Aun为板形机构调节量矩阵中的参数；η为板形调节机构数目；步骤二、确定用于实现替代调节的执行机构板形调节的执行机构包括工作辊弯辊、中间辊横移、中间辊弯辊、轧机倾斜；对各个板形调节机构的调控功效系数曲线在同一坐标系下进行对比，并通过最小二乘算法寻找与工作辊弯辊具有相似调控功效系数的板形调节机构，通过计算分析得出工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移与工作辊弯辊具有相似调控功效系数，对板形的影响基本都是对称的， 因此确定用于工作辊弯辊调节超限时的替代板形调节机构有中间辊和中间辊横移两个；步骤三、根据本周期所测带钢板形偏差，在闭环系统中使用评价函数计算各个板形调节机构的调节量； 评价函数为mηJ = ^gXAyi-^j Auj-Effij)]2i=l ；=1式中J为评价函数;m为板宽方向上的测量点数目&为板宽方向上各测量点的权重因子；Auj为第j个板形调节机构的调节量；Effij为第j个板形调节机构对第i个测量段的板形调节功效系数，Ayi为第i个测量段板形设定值与实际值之间的偏差； 使J最小时有dJIdXui=Q O'= 1,2,L ,η)可得η个方程，求解方程组可得各个板形调节机构的最优调节量Δι^，即轧辊倾斜调节量Aut、工作辊弯辊调节量Δυ 、中间辊弯辊调节量Auib和中间辊横移调节量Auis ；若计算后的工作辊弯辊调节量超过其极限值Lim_wb，再检查中间辊弯辊/横移的调节量Δ uIB/ Δ uis是否超过其极限值Lim_ib/Lim_is，若不超限，则使本文档来自技高网...
【技术保护点】
ｂ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｅｆｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍｎ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）式中：Ｅｆｆ为板形调控功效系数矩阵；ｅｆｆｍｎ为板形调控功效系数矩阵中的参数；ΔＹ为板宽方向的板形变化量矩阵；Δｙｍ为板宽方向的板形变化量矩阵中的参数；ｍ为板宽方向上的测量点数目；ΔＵ为板形机构调节量矩阵；Δｕｎ为板形机构调节量矩阵中的参数；ｎ为板形调节机构数目；步骤二、确定用于实现替代调节的执行机构板形调节的执行机构包括工作辊弯辊、中间辊横移、中间辊弯辊、轧机倾斜；对各个板形调节机构的调控功效系数曲线在同一坐标系下进行对比，并通过最小二乘算法寻找与工作辊弯辊具有相似调控功效系数的板形调节机构，通过计算分析得出工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移与工作辊弯辊具有相似调控功效系数，对板形的影响基本都是对称的，因此确定用于工作辊弯辊调节超限时的替代板形调节机构有中间辊和中间辊横移两个；步骤三、根据本周期所测带钢板形偏差，在闭环系统中使用评价函数计算各个板形调节机构的调节量；评价函数为：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｇ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；ｕ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｅｆｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）式中：Ｊ为评价函数；ｍ为板宽方向上的测量点数目；ｇｉ为板宽方向上各测量点的权重因子；Δｕｊ为第ｊ个板形调节机构的调节量；Ｅｆｆｉｊ为第ｊ个板形调节机构对第ｉ个测量段的板形调节功效系数，Δｙｉ为第ｉ个测量段板形设定值与实际值之间的偏差；使Ｊ最小时有：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＰａｒｔｉａｌＤ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）／（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＰａｒｔｉａｌＤ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；ｕ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１，２（／ｍｎ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）可得ｎ个方程，求解方程组可得各个板形调节机构的最优调节量Δｕｊ，即轧辊倾斜调节量ΔｕＴ、工作辊弯辊调节量ΔｕＷＢ、中间辊弯辊调节量ΔｕＩＢ和中间辊横移调节量ΔｕＩＳ；若计算后的工作辊弯辊调节量ΔｕＷＢ超过其极限值Ｌｉｍ＿ｗｂ，再检查中间辊弯辊／横移的调节量ΔｕＩＢ／ΔｕＩＳ是否超过其极限值Ｌｉｍ＿ｉｂ／Ｌｉｍ＿ｉｓ，若不超限，则使用替代模式进行控制，反之则使用正常控制模式；步骤四、制定两种替代工作辊弯辊控制模式，第一种替代控制模式的制定方法如下：当工作辊正弯辊的实际值已经超限时，即：ＷＢａｃｔ≥ＷＢｍａｘ·（ｋＷＢ＿ｍａｘ－ｋＷＢ＿ｍａｘ＿ｈｙｓｔ）式中：ＷＢａｃｔ为工作辊弯辊的实际值；ＷＢｍａｘ为工作辊弯辊的正极限值；ｋＷＢ＿ｍａｘ为工作辊正弯辊极限约束系数，值在０～１之间取，按照实际生产情况设定；ｋＷＢ＿ｍａｘ＿ｈｙｓｔ为工作辊正弯辊的响应滞后因子；在这种替代模式下，由于工作辊弯辊控制的实际值应经超限，根据步骤三求解得到本周期的工作辊弯辊附加量ｕＷＢ不再输出给工作辊弯辊控制机构，将中间辊弯辊／横移作为替代工作辊弯辊控制的调节机构；在中间辊弯辊和横移控制都不超限的情况下，...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张殿华，李旭，王鹏飞，孙杰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89
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