[发明专利]一种冷轧带材在线目标板形的智能设定方法

说明书

技术领域

本发明涉及轧制带材机械设备自动化测量领域，尤其涉及一种冷轧带材在线目标板形的智能设定方法,该方法适用于冷轧带材、铝带、铜带等板带产品的板形控制目标。

背景技术

随着轧制理论和钢铁轧制技术的快速发展，带材趋向更宽更薄，因此，板形问题也随之日愈突出和复杂，板形控制理论和调控技术研究也在不断更新和完善。板形闭环控制的关键主要在于实时检测高灵敏度的在线板形信号、考虑实际工况的目标板形曲线和稳定可靠的高精度板形调控模型，其中原始板形信号是基础和前提，目标板形曲线是核心和关键，板形调控模型是效率和手段，三者缺一不可，对于提高板形闭环控制精度都至关重要。在板形测控过程中，首先需要利用板形仪实时测量在线带材残余张应力的横向分布规律，对其进行数字处理和工艺误差补偿后，送入板形测控系统；板形测控系统再根据当前实际工况进行板形目标曲线和调控参数设定；最后利用板形控制手段实现高精度闭环自动控制。

带材在轧制过程中，利用各种调控手段使在线检测板形曲线无限逼近满足不同要求的目标板形曲线，尽可能消除两者之间偏差。其中目标板形曲线是板形闭环调控的目标，既要考虑轧制过程不同钢种、规格带材对板形的特殊要求，还要考虑后续工序对带材板形的工艺要求，如松边轧制有利于防止边裂、断带等事故，罩退时微双边浪带材有利于防止带卷粘结和提高带材退火效果，而连退时微中浪有利于带材张力的合理分布。

传统板形目标曲线多数是根据生产实践经验确定的高次多项式，不仅包含工艺误差，而且还需要考虑后续工艺要求，参数设定困难，且经常固定不变，这在很大程度上不易满足特殊工艺或突发工况对板形控制的技术要求。如当板凸度、带材温度、对中跑偏、张力波动、检测辊挠曲等变化时，轧制状态和工艺误差明显改变，此时如果目标曲线保持不变，势必会对带材的板形闭环控制效果产生一定影响。因此，从机理上，将工艺误差从传统目标曲线中剥离出来单独建模，不仅使目标曲线功能清晰职能明确，只需考虑后续工序板形要求即可，而且工艺误差在线补偿有利于适应当前工况参数的实际变化，将其叠加于原始板形曲线形成有效板形曲线，既能真实反映在线带材的实际板形规律，又与轧后离线带材板形状态吻合。

从机理上来说，目标曲线实质上也应表示为带材内部残余张应力的横向分布规律，代表轧后带材应该呈现出的板形状况。在传统概念中，或者将目标曲线设定为一条直线即认为板形良好，或者将工艺板形误差积累到目标曲线上保证轧后带材板形良好。显然这两种方式在实际应用过程中会引起一系列问题，易导致在线板形状态良好的带材离线卸张后经常会表现出不同程度的板形缺陷。

发明内容

本发明克服了现有目标板形设定技术中的不足，提供一种针对冷轧带材在线目标板形的智能设定方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种冷轧带材在线目标板形的智能设定方法，其内容包括如下步骤：

一、将板形曲线拆分为原始板形检测曲线、工艺误差板形补偿曲线和目标板形曲线三种；其中原始板形检测曲线和工艺误差板形补偿曲线叠加组成有效的实测板形曲线，简称有效板形曲线，其能够真实反映实际的冷轧带材板形状态，目标板形曲线表示考虑后续工序要求所要达到的板形调控目标；在板形调控过程中，建立对应的板形信号误差补偿模型，对检测到的在线原始板形信号进行补偿校正，准确反映带材真实板形状况，在此基础上，根据不同工艺特点，制定动态板形标准曲线，对冷轧带材在线板形信号进行准确识别和计算板形控制调整量，结合弯辊、倾辊、轧辊横移及分段冷却板形调控手段，综合利用板形控制手段使有效板形曲线能逼近目标板形曲线，无限缩小两者之间的板形偏差，此时有效板形曲线与目标板形曲线趋于一致，能够反映冷轧带材实际板形状态，确定代表在线带材实际板形状态的有效残余张应力Δσ(y)；

二、建立基于四次勒让德多项式的在线板形目标曲线，满足轧后带材残余应力偏差沿板宽方向自相平衡的约束条件，也即沿带宽横向积分为零的约束条件，目标清晰，功能明确，目标曲线只需考虑后续工序板形要求，有利于实现冷轧带材的目标曲线智能设定和高效板形调控；

三、建立基于智能算法的目标板形标准曲线库；首先，基于当前轧制工况和目标板形模型，获得在线目标板形的最佳参数；其次持续采集效果良好的目标曲线特征值和工况参数，补充至标准曲线数据库中，再次训练执行自适应和自学习过程；同时针对当前待轧制带材的工况参数，为其提供目标设定曲线，完成板形闭环过程，以保证板形控制精度。