[发明专利]平均值的面积法应用于步进梁步距控制的误差补偿方法

说明书

本发明提供了一种平均值的面积法应用于步进梁步距控制的误差补偿方法，该方法是选择基于逐步逼近算法来控制坯料在炉内完成一个步距的动作，并采用基于平均值的面积法进行步距动作的误差补偿。本发明通过误差的补偿可以实现使加热炉的步进梁快速、平稳、准确地接近目标位置。

技术领域

本发明涉及钢板桩及铁塔角钢热轧生产技术领域，特别是涉及一种平均值的面积法应用于步进梁步距控制的误差补偿方法，用于对步进梁式加热炉步进梁步距控制数学模型的建立。

背景技术

步进梁式加热炉内是由固定梁、活动梁两部分构成，活动梁的运动遵循上升、前进、下降、后退为一个循环，钢坯从加热炉的进料炉门进入，通过活动梁的循环平移，最后运送到出料辊道上。

步进梁式加热炉内步进梁步距设定值在实际现场应用中，采用的是在PLC中DB块内设定的离散的固定值。也就是说，在使用过程中我们只能调用DB块内设定好的步距设定值，这样针对具有单一钢坯的轧钢厂来说是可以的，而对于轧制异型钢坯的轧钢厂来说显然不合理，因为万能轧机可以轧制不同尺寸的钢坯，因此要求加热炉内步距也是变化的。

以型钢加热炉为例，是由4个固定梁、2个活动梁组成，炉内总长为32.8m，炉内宽7.2m，按照400×100钢板桩的坯料的尺寸为长5.9m、宽0.38m、厚0.2m，炉内总共装80根坯料，步距设定420mm。由于坯料密集、重量大，导致运动过程中的惯量很大，因此坯料在炉内运动必须遵循平稳、快速、准确为原则进行控制。

然而在实际工作中存在控制精度的问题，例如，在420mm的步距控制过程中，加热炉已经投产使用将近10年，机械结构、液压装置、传动机构等间隙、磨损等的误差因素的作用，在活动梁完成匀速段运动后，开始匀减速地去接近目标位置的时候，速度已经停止了，但是距离目标位置还是存在一定的差距为σ，也就是我们称之为的误差值σ，如果从进料口经过80步，活动梁将坯料送到出料辊道上面，这时候控制累计误差值如下：

当误差累计值超过一定值后，就会对坯料出料的准确度造成影响，严重时会使坯料在炉内布置的均匀度参差不齐，甚至坯料不能准确移动到出料辊道上，对生产造成不利的影响。因此针对运动控制中的误差进行补偿显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种平均值的面积法应用于步进梁步距控制的误差补偿方法，选择基于逐步逼近算法来控制坯料在炉内完成一个步距的动作，并采用基于平均值的面积法进行步距动作的误差补偿，通过误差的补偿可以实现使加热炉的步进梁快速、平稳、准确地接近目标位置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

平均值的面积法应用于步进梁步距控制的误差补偿方法，该方法是选择基于逐步逼近算法来控制坯料在炉内完成一个步距的动作，并采用基于平均值的面积法进行步距动作的误差补偿。

具体方法如下：

1)选择基于逐步逼近算法来控制坯料在炉内完成一个步距的动作：从活动梁静止状态以加速度Ω开始匀加速到设定速度V₀，然后开始以速度V₀匀速移动设定距离S₀，再以加速度Ω匀减速直到速度为0时，同时完成活动梁一个步距的移动，以这一控制思想对活动梁进行控制；

2)采用基于平均值的面积法对活动梁匀减速过程中实际存在的误差进行补偿：以活动梁运行速度为纵坐标，以活动梁运行时间为横坐标建立直角坐标系，将设定值速度-时间曲线构成的图形面积与补偿前实际速度-时间曲线构成的图形面积之差定义为△S_误差，在实际生产过程中，采集n个活动梁目标设定值与实际值，每一个误差值σ_i＝目标设定值-实际值，则面积△S_误差，按照公式(1.2)确定：