[实用新型]冷轧带钢板形前馈-反馈协同控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于冷轧带钢领域，尤其涉及一种冷轧带钢板形前馈-反馈协同控制系统。

背景技术

随着国内外装备制造业的迅猛发展，下游用户对冷轧带钢产品质量要求也日益增高，特别是对于高档汽车和高端IT产品制造等行业。冷轧带钢主要用于冲制各种零部件，为了提高重模寿命和冲压精度，就要求冷轧带钢具有较好的板形质量。于是，研究板形控制技术对于冷轧钢铁企业提高核心竞争力具有至关重要的作用。

    为了控制好轧机出口板形，人们研发了板形仪。通常将其安装在轧制出口处用于在线测量轧机出口板形信号，然后利用轧机出口板形信号进行闭环板形控制。值得注意的是，闭环板形控制系统是一种典型的检测时滞系统，这是因为在轧机和板形仪之间客观存在一定距离。在闭环控制系统投入在线运行特别是中低速轧制时，板形仪测量的当前板形信号可能是几个控制周期以前的轧机出口板形，如果采用高增益控制器时可能导致控制系统不稳定，不能取得良好的控制效果，这也是板形反馈控制的主要短板。此时，由于来料凸度变化和轧制力波动等实际因素都会造成出口板形质量变差的技术问题。

近年来，国内外研究者针对如何进一步提高板形控制质量进行了深入研究，试图从控制方法角度来解决由于来料凸度变化和轧制力波动等实际因素造成的出口板形质量变差的技术问题，克服传统反馈控制在处理时滞问题上得不足。Jelali等人在美国专利(US 6721620B2)“Multi variable flatness control system”中引入了板形预测模型，通过模型预测出口板形来消除板形测量延时，使得板形控制可以快速动态运行。该方法基本的要求是需要建立轧制过程的一个准确模型，但实际板形模型是随轧机工况，例如轧机冷却特性、轧辊和带钢间的摩擦系数和带钢的变形抗力等因素而变化的，因而很难获得满足实际需求的板形预测模型。为了解决这个问题，顾廷权等人在专利CN 101758084 A “模型自适应的板形预测控制方法”中提出了一种基于模型自适应技术的板形预测控制方法，利用历史输入输出数据建立一个含有执行机构特性的板形模型，并且根据实时的轧制参数和相应的实际板形值不断对该模型进行动态校正，校正模型用于准确预测板形及确定最优的控制量，以达到去除带钢在机架和板形仪之间传输时滞的目的。但是值得注意的时，这种方法完全用预测控制代替了反馈控制，因而其校正模型的模型精度和跟踪精度对于控制效果来说是非常重要的。实际上，轧制过程是一个非常复杂的非线性系统，涉及影响因素种类众多且具有时变特性，由校正模型计算出的预测板形无法取代板形仪实测板形。现在技术现状是：预测板形可以消除传输时滞但是精度不能保证，板形仪实测板形精度高但是具有传输时滞。这种情况下，无论是板形反馈控制还是板形预测控制控制都具有明显的劣势，无法满足日益增高的板形控制精度技术要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种冷轧带钢板形前馈-反馈协同控制系统，采用先进的前馈-反馈协同控制架构，能同时兼顾冷轧带钢轧制过程中板形精度和传输时滞的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种冷轧带钢板形前馈-反馈协同控制系统，包括轧机本体，其特征在于：还包括凸度仪、板形测量辊、轧机倾辊弯辊调控机构、轧制力检测装置和调控机构位置传感器；凸度仪、板形测量辊轧制力检测装置和调控机构位置传感器的输出端分别与工控机相连接，工控机的输出端通过基础自动化PLC与轧机倾辊弯辊调控机构相连接；其中凸度仪安装于轧机入口处，板形测量辊安装于轧机出口处，轧机倾辊弯辊调控机构、轧制力检测装置和调控机构位置传感器安装于轧机本体上。

进一步的，上述方案如所述的板形控制系统，还包括与工控机连接的操作员站。

本实用新型的有益效果是：本控制系统既消除了带钢在轧机和板形仪之间存在的传输时滞影响，又能保证预测板形的精度，能够有效解决轧制过程中由于来料凸度变化和轧制力波动等实际因素造成的出口板形质量变差的技术问题，从而显著提高冷轧带钢产品的品质。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的控制软件系统结构图。

    图3为本实用新型一个实施例的控制原理流程图。

    图4为使用常规板形反馈控制系统时冷轧带钢出口板形分布图。

    图5为使用本实用新型冷轧带钢出口板形分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的系统作进一步详细的说明。