[发明专利]一种冷轧带材板形前馈控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及带材轧制技术领域，尤其涉及一种冷轧带材板形前馈控制方法。

背景技术

冷轧板带钢表面美观、加工性能好，是汽车、建筑、家电、食品等行业必不可少的原材料，其生产难度大、精度要求高，是钢铁工业各工序中的重点、难点，具有较高的附加值。带材冷轧通常采用热轧产品为原料，经过一台轧机往复轧制或者多机架的连续轧制形成，带材冷轧过程中，轧机入口带材板形质量直接影响轧制稳定性，而且对轧机出口带材板形也具有一定的影响。在现有可逆式冷轧机组中，大都在轧机入口和出口同时配置板形仪、或者仅在轧机出口配置板形仪，通常通过板形反馈控制对轧机出口带材板形进行控制，没有考虑减小甚至消除轧机入口带材板形对轧制过程稳定性以及轧机出口带材板形的不良影响，例如，专利号为ZL201210110506.9(授权公告号为CN 102641899B)的中国发明专利《利用反馈数据提高轧机板形设定及动态控制精度的方法》。

韩国专利KR20000042516A中为了提高森吉米尔轧机轧制过程的稳定性，防止镰刀弯和跑偏的发生，提出了森吉米尔轧机的一种板形控制方法。该控制方法中，在轧机入口和出口分别安装有第一和第二两个板形检测仪，接着将两个板形仪测量的板形值输入板形控制单元，并被分解为几类典性的板形模式，最后根据板形模式分类结果，计算确定森吉米尔轧机ASU的位置调整量。该方法同时将轧机入口板形和出口板形作为板形控制输入，主要以轧后板形作为控制目标，难以及时消除入口来料板形对轧制过程稳定性以及出口板形的影响。

美国专利US8050792B2公开了用一个影响矩阵描述轧机每一个板形执行机构对板形的影响效率，根据实测板形和目标板形计算确定板形偏差向量，其中动态控制器是用来计算优化板形执行机构的设置点，以尽量减少板形偏差，从而实现所期望的板形。该方法属于以轧后板形作为控制目标的板形反馈控制方法，没有考虑轧机入口带材板形对轧制过程稳定性以及轧机出口带材板形的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种能提高轧制过程稳定性，从而保证冷轧产品质量的冷轧带材板形前馈控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种冷轧带材板形前馈控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：在可逆式冷轧机的入口配置一带材板形仪，或者在可逆式冷轧机的入口和出口分别配置一带材板形仪，实时检测并跟踪记录轧机入口带材板形以及对应的长度位置；

步骤2：前馈板形偏差的确定：

对于首轧制道次，根据首轧制道次轧机入口实测板形、入口来料板形设定值和首轧制道次轧机入口板形对出口板形遗传系数确定前馈板形偏差；

对于首轧制道次以外的后续各轧制道次，如果在当前轧制道次轧机入口和出口分别配置带材板形仪，则根据当前轧制道次入口实测板形、上一轧制道次轧机出口目标板形和当前轧制道次轧机入口板形对出口板形遗传系数确定前馈板形偏差；

对于首轧制道次以外的后续各轧制道次，如果仅在上一轧制道次轧机出口配置带材板形仪，则根据上一轧制道次轧机出口实测板形、上一轧制道次轧机出口目标板形和当前轧制道次轧机入口板形对出口板形遗传系数，确定前馈板形偏差；

步骤3：以前馈板形偏差最小化为优化目标函数，以轧机各板形执行机构调解量为优化自变量，以相关常量约束和函数约束为约束条件，建立板形前馈控制模型；

步骤4：对入口板形仪到轧机之间带材进行位置跟踪，当被跟踪带材进入轧机时，利用所述板形前馈模型，采用相关多变量寻优算法，计算确定各板形执行机构的前馈调节量，最后输出各板形执行机构前馈调节量。

进一步，本发明的优选方案中，所述冷轧机为二十辊轧机，该冷轧机的板形执行机构包括7个支承辊凸度调节机构ASU₁、ASU₂、……、ASU₇，上、下第一中间辊轴向窜动机构SHIFT_upper、SHIFT_down。

再进一步，所述步骤2中的前馈板形偏差分别由以下公式得到：