[发明专利]一种基于模糊控制的冷轧机前馈厚度控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于模糊控制的冷轧机前馈厚度控制方法及装置，方法包括计算当前时刻的输入入口厚差，根据所述输入入口厚差求取厚差变化率；将输入入口厚差和厚差变化率分为若干个模糊档，并求取输入入口厚差和厚差变化率的隶属度值；确定模糊规则，根据模糊规则以及所述输入入口厚差、厚差变化率和隶属度值计算输出的控制量。本发明解决了现场第一道次厚差波动大而前馈AGC却未起作用的问题，通过引入模糊控制而将专家的调节经验融入模糊规则中，从而可在轧制过程中不断根据厚差和厚差变化率动态地调节控制参数，另外还引入了钢种和道次的自适应系数，确保前馈AGC在各个钢种各种来料厚差情况下都能取得优良的控制效果。

技术领域

本发明涉及轧钢控制技术领域，尤其涉及一种基于模糊控制的冷轧机前馈厚度控制方法及装置。

背景技术

单机架可逆冷轧机的厚度控制系统一般包含有前馈、秒流量、监视三种自动厚度控制(AGC：Automatic Gauge Control)方式。其中常规的前馈AGC在轧制过程尚未进行之前就使用入口测厚仪预先测定带钢入口厚差，然后预先估计出可能产生的轧出厚度误差，从而计算出为消除此厚差所需的辊缝调节量施加到液压压下系统上，这样可以减小带钢入口厚度误差，提高整个厚度控制的精度。

我们在实际使用常规的前馈AGC方法时发现存在两个问题。第一个问题，在带钢轧制的第一道次，热轧带钢来料往往厚度不均匀，比如说有一段偏厚，后面有一段又偏薄，当带钢原料厚度情况很差(即厚差波动特别大)的时候，或者轧制规程中的厚度设定值偏离实际值很远，用这种方法计算出来的控制量就非常大，控制系统中为了系统的稳定性一般都会对控制量进行限幅，若厚差很大时前馈控制量就一直输出限幅值，相当于前馈AGC没有起到任何动态调节的作用。举例来说，当厚度设定值为2.5mm的时候，而实际来料的某一段的厚度是在2.3mm左右上下波动，按照常规的前馈AGC方法，控制量按照0.2mm左右的厚差进行计算，得到的控制量会远超限幅值，那么输出的控制量将一直保持限幅值不变。第二个问题，前馈AGC控制单元使用一个固定的比例系数，或者操作工会根据经验在轧制某钢种时手动输入一个比例系数，该系数不具备动态调节的能力，当轧制的道次变化、钢种变化或厚差变化范围较大时无法取得较好的控制效果。

发明内容

为了解决第一个问题，我们将第一个道次的入口厚差分为两个部分，即一个平均值加一个波动值，平均值为当前采样时刻同以前若干个采样时刻的延时后入口厚差的平均值，波动值为当前时刻延时后的入口厚差减去这个平均值所得到的量，那么在上面例子中提到的情况下，平均值为0.2mm，而波动值就是一个很小的值，前馈AGC控制单元若按照波动值进行计算就不会超过限幅，那么前馈AGC就可以专注于消除来料厚度中的波动量，而这个较大的厚差平均值则可以采用秒流量AGC和监视AGC来消除。实际上，经过第一个道次，秒流量AGC和监视AGC就可以将较大的厚差平均值基本消除，后面的道次可继续沿用原来常规的前馈AGC计算方法；为了解决第二个问题，我们引入了模糊控制，从而可以将专家的调节经验归纳到相应的模糊规则中去，这样可以实现根据每道次的入口厚差和入口厚差变化率动态调节前馈AGC的控制量，在此基础上，根据钢种和道次的不同在模糊控制的输出量上再乘以一个自适应系数，这样前馈AGC控制单元即可适应不同钢种不同来料厚差的情况，在整个轧制过程中保持优良的控制性能为解决上述结束问题，本发明的技术方法如下：

作为本发明的第一方面，提供一种基于模糊控制的冷轧机前馈厚度控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，计算当前时刻的输入入口厚差，根据所述输入入口厚差求取厚差变化率；

步骤2，将输入入口厚差和厚差变化率分为若干个模糊档，并求取输入入口厚差和厚差变化率的隶属度值；

步骤3，确定模糊规则，根据模糊规则以及所述输入入口厚差、厚差变化率和隶属度值计算输出的控制量。

进一步地，步骤1具体包括：