[发明专利]基于金属厚度控制模型的推理传感器

说明书

基于金属厚度控制模型的推理传感器。一种用于控制由轧机的辊产生的金属片的厚度的轧制金属片轧机控制器，该控制器包括一个或多个处理器和被所述一个或多个处理器可读取以控制产生的金属片的厚度的存储在介质上的代码，该控制器包括被耦合以接收多个测量轧机参数的输入，所述测量轧机参数包括从金属片的产生被时间延迟的产生的金属片厚度；金属片轧机的多个模型，其中金属片厚度被建模为基于被耦合到输入的多个测量参数中的一个或多个的至少一个内部干扰模型以及输入变化延迟；基于所述多个模型的卡尔曼滤波器；以及输出，其被耦合以控制产生轧制金属片的辊之间的间隙。

背景技术

当将金属轧制成片材时，所得到的片材的厚度难以控制。轧机机架通常具有安装在垂直平面中的四个或更多辊，其中两个较小直径工作辊被支撑在较大直径支承辊之间。

中心线厚度（薄厚（gage））偏差在任何金属轧制应用（铁、非铁金属、热或冷轧制）中可论证地是最重要的关键性能指示符（KPI）。尽管实际上采用的控制技术和金属轧制过程的相对成熟，轧机操作员不断地争取改善的过程性能。实际上，这是部分地由一般而言的金属行业中的竞争异常激烈的经济市场条件驱动的。

对鲁棒（robust）而高性能的厚度控制策略的设计存在许多挑战。主要挑战从轧机机架与测量设备之间的变化时间延迟的存在变动至跨操作范围的显著非线性。此外，测量干扰（诸如入口厚度和入口速度）或未测量内部干扰（诸如辊偏心率、热生长和工作辊的热机械磨损）的快速干扰拒绝的要求提出进一步的挑战。尽管这些挑战中的每一个是众所周知的并被相当好地理解，但是缺少可以有效地结合所有上述特征的对厚度控制设计的协调且系统的方法。

发明内容

一种用于控制由轧机的辊产生的金属片的厚度的轧制金属片轧机控制器，该控制器包括一个或多个处理器和存储在介质上被所述一个或多个处理器可读取以控制产生的金属片的厚度的代码，所述控制器包括被耦合以接收多个测量轧机参数的输入，所述测量轧机参数包括从金属片的产生被时间延迟的产生的金属片厚度；金属片轧机的多个模型，其中金属片厚度被建模为基于被耦合到输入的多个测量参数中的一个或多个的至少一个内部干扰模型以及输入变化延迟；基于所述多个模型的卡尔曼滤波器；以及输出，其被耦合以控制产生轧制金属片的辊之间的间隙。

一种将用于轧制金属片轧机的控制器编程的方法，所述方法包括：获得轧制金属片轧机的物理表示，识别用于生成轧制金属片轧机的内部状态的推理估计（inferentialestimate）的可用测量结果，使关键内部干扰与可用测量结果相关以对轧制金属片轧机进行建模，基于模型而生成卡尔曼滤波器，以及将该卡尔曼滤波器添加到控制器，使得控制器被编程为提供由金属片轧机产生的金属片的闭环控制厚度。

轧制金属片轧机控制器包括处理器、传感器以及被耦合到处理器且具有存储在其上以用于由程序处理器执行以进行以下各项的程序的存储器设备：从传感器接收包括被从金属片的产生进行时间延迟的产生的金属片厚度的多个测量轧机参数的输入，处理金属片轧机的多个模型，其中金属片厚度被建模为基于耦合到输入的多个测量参数中的一个或多个的至少一个内部干扰模型以及输入变化延迟；执行基于所述多个模型的卡尔曼滤波器；并且提供输出，其被耦合以控制产生轧制金属片的辊之间的间隙。

附图说明

图1是根据示例性实施例的具有基于模型的厚度控制的金属片轧制机架的框图。

图2是图示出根据示例性实施例的金属片厚度控制机构的方框流程图。

图3是图示出根据示例性实施例的金属片厚度控制机构的方框流程图。

图4是图示出根据示例性实施例的金属片厚度控制机构的方框流程图。

图5是根据示例性实施例的被叠加以示出偏心率的理想和实际辊的框图示意性表示。

图6是图示出根据示例性实施例的创建用于金属片轧机的厚度控制器的方法的流程图。