[发明专利]冷轧机工作辊轴向横移速度动态设定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷轧机工作辊轴向横移速度动态设定方法，属于轧制控制领域。

背景技术

冷轧过程中,受轧制力、轧制速度、材料特性、润滑条件、工作辊轴向横移、等因素的影响，工作辊表面粗糙度在轧制过程中不断降低，摩擦系数下降，工作辊与带钢之间出现打滑，轧制力不能达到设定值，张力调节超限，轧机进入非稳态轧制阶段,不得不更换工作辊。

对于工作辊轴向横移的冷轧机,工作辊轴向横移速度是影响工作辊表面粗糙度和轧辊使用寿命的关键因素。适当的工作辊轴向横移速度不会影响工作辊表面粗糙度和工作辊的使用寿命。为取得适当的工作辊轴向横移速度，工作辊轴向横移速度可根据轧制力和轧制速度的大小动态设定。

目前工作辊横移速度的动态设定多采用分段线性化曲线的方法，仅仅取3-4个点进行分段线性化，精度过于粗糙，且没有考虑伺服阀本身的非线性特性。

发明内容

本发明提供了一种冷轧机工作辊轴向横移速度动态设定方法，考虑伺服阀的非线性特性，根据轧制力、轧制速度和工作辊横移剩余行程，动态改变工作辊轴向横移速度的方法，能够在不影响工作辊表面粗糙度的前提下，提高工作辊的使用寿命。

冷轧机工作辊轴向横移的控制采用高速可编程逻辑控制计算机，软件采用数字控制算法。工作辊轴向横移的速度可通过斜坡函数发生器动态设定控制，斜坡函数发生器的输出为：

Y_n＝Y_n-1+ΔY_n

式中：Y_n—当前扫描周期斜坡函数发生器的输出(单位：m)；

Y_n-1—前一扫描周期斜坡函数发生器的输出(单位：m)；

ΔY_n—当前扫描周期的增量(单位：m)；

TA—高速可编程逻辑控制器的扫描周期时间(单位：s)；

T—工作辊横移所需时间(单位：s)；

T＝1000·S_ws·factor

S_ws—工作辊横移剩余行程(单位：m)；

S_ws＝S_Set-S_Act

S_Set—工作辊横移目标位置(单位：m)；

S_Act—工作辊横移实际位置(单位：m)；

factor—考虑伺服阀非线性特性的工作辊横移速度动态补偿因子(单位：s/m)；

S—工作辊窜辊液压缸受力面积(单位：m²)；

Q_N—伺服阀额定流量(单位：m³/s)；

P_S—液压伺服系统的油源压力(单位：MPa)；

ΔP_N—伺服阀额定压降(单位：MPa)。

v_s—轧制速度(单位：m/s)；

P—轧制力(单位：N)；

工作辊横移速度V_n+1为：

V_n+1—下一个扫描周期工作辊横移速度(单位：m/s)；

a—定常系数，实验方法获取多组数据对：轧制力P、轧制速度v_s和工作辊轴向横移力F，然后通过最小二乘参数估计方法确定定常系数a，a的取值范围a＝[0，0.05]；

b—定常系数，实验方法获取多组数据对：轧制力P、轧制速度v_s和工作辊轴向横移力F，然后通过最小二乘参数估计方法确定定常系数b，b的取值范围b＝[0，0.1]；

c—定常系数，实验方法获取多组数据对：轧制力P、轧制速度v_s和工作辊轴向横移力F，然后通过最小二乘参数估计方法确定定常系数c，c的取值范围c＝[-5，0.15]；

d—定常系数，实验方法获取多组数据对：轧制力P、轧制速度v_s和工作辊轴向横移力F，然后通过最小二乘参数估计方法确定定常系数d，d的取值范围d＝[-2，10]。

本发明有以下特点和有益效果：