[发明专利]用于立式活套位置平衡与恒张力控制的解耦方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于一种冶金自动化领域，更具体地来说，特别是涉及冷轧处理技术过程中对于活套的控制方法以及控制装置。

背景技术

在现代化的工业生产中，不断出现一些较复杂的设备或装置，这些设备或装置的本身所要求的被控制参数往往较多，因此，必须设置多个控制回路对该种设备进行控制。由于控制回路的增加，往往会在它们之间造成相互影响的耦合作用，也即系统中每一个控制回路的输入信号对所有回路的输出都会有影响，而每一个回路的输出又会受到所有输入的作用。要想一个输入只去控制一个输出几乎不可能，这就构成了“耦合”系统。由于耦合关系，往往使系统难于控制、性能下降。

在冶金领域，就存在复杂的控制系统，活套控制就是其中之一。在冷轧技术中，活套从结构形式上来分，有卧式活套和立式活套之分。其中，活套由活套小车、钢绳卷筒及传动装置组成，并通过滑轮和钢绳卷筒，由电机驱动。在高速连续处理机组，如高速连续退火机组中，对活套的带钢储备容量要求较大。但若采用单台活套小车，其体积较大的机械设备会增加制造难度和控制难度，因此往往采用由多个活套小车构成的多塔式立式活套结构。

在现有技术中，对活套的控制无非涉及活套的位置及张力的控制，然而传统的活套位置平衡控制技术是通过控制活套卷扬电机的速度或转矩调节实现，而且其调节器多采用比例积分调节器，这样在活套调平的过程中，活套内带钢张力受到了影响，也即存在耦合作用。尤其是在调节开始阶段冲击较大，以上所述技术方案或方法都会降低活套张力控制性能。因此，如何实现对多塔式立式活套内带钢张力和活套间的位置同步的解耦控制以及如何实现在活套位置平滑调节的过程中时刻保持活套内带钢张力的稳定就成了本领域的技术难题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点和不足，本发明提供一种用于立式活套位置平衡与恒张力控制的解耦控制技术和控制装置，用以实现对多塔式活套的各个子活套位置的带速度斜坡的同步控制和实现与活套内的带钢恒张力控制的解耦，进而来解决现有技术中如何实现对多塔式立式活套内带钢张力和活套间的位置同步的解耦控制以及如何实现在活套位置平滑调节的过程中时刻保持活套内带钢张力稳定的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：

一种用于立式活套位置平衡与恒张力控制的解耦方法，应用于包括多个子活套的多塔式立式活套中，其中，每个子活套内包括多个辅助转向辊和用于实现每个子活套内带钢恒张力控制的卷扬机，所述方法包括以下步骤：侦测整个活套的入口带钢速度和出口带钢速度；响应于该整个活套的入口带钢速度和出口带钢速度，并依据整个活套的带钢层数及各子活套的当前参数及其的卷扬机的参数，计算得到该各子活套卷扬机的电机设定速度和电机工作转矩，以实现对每个子活套内带钢的恒张力控制；侦测各子活套的实时位置，并取该各子活套的实时位置的平均值作为该多塔式立式活套的位置调节目标值；响应于该各子活套的实时位置和该位置调节目标值，并依据预设的调平速度斜坡的斜率值和各子活套对应辅助转向辊的位置编号，计算得到子活套内各个辅助转向辊的带速度斜坡的调平补偿速度值；响应于该带速度斜坡的调平补偿速度值，子活套内的各辅助辊的设定速度受控于不考虑位置调平时的各辅辊处的带钢速度值与该带速度斜坡的调平补偿速度值之和。

具体地，在以上所述用于立式活套位置平衡与恒张力控制的解耦方法中，该卷扬机的电机设定速度为:

ncset=vcsetncbiπDc,]]>

式中，获取卷扬机的参数包括卷扬转鼓的圆周长πD_c、卷扬减速机减速比i、及卷扬缆绳数量n_cb和卷扬设定线速度v_cset。

进一步地，在以上技术方案中，该卷扬设定线速度为：

v_cset＝v_cth+v_cof，