[发明专利]一种冷轧带材板形前馈控制方法

摘要

本发明涉及一种冷轧带材板形前馈控制方法，该控制方法仅在冷轧机入口、或者在冷轧机入口和出口同时配置带材板形仪，实时检测冷轧机入口带材板形，以轧制过程稳定和出口板形良好为控制目标，轧机入口带材板形变化前馈调整轧机板形调节机构，及时消除轧机入口带材板形对轧制过程稳定性以及轧机出口带材板形的不良影响。与现有技术相比，本发明不仅可以改善冷轧过程的稳定性，提高机组产能，而且还能够保证带材板形控制精度，提高产品质量。

主权项

一种冷轧带材板形前馈控制方法，其特征在于，包括：步骤1：在可逆式冷轧机的入口配置一带材板形仪，或者在可逆式冷轧机的入口和出口分别配置一带材板形仪，实时检测并跟踪记录轧机入口或者轧机入口及出口带材板形以及对应的长度位置；步骤2：前馈板形偏差的确定：对于首轧制道次，根据首轧制道次轧机入口实测板形、入口来料板形设定值和首轧制道次轧机入口板形对出口板形遗传系数确定前馈板形偏差；对于首轧制道次以外的后续各轧制道次，如果在当前轧制道次轧机入口和出口分别配置带材板形仪，则根据当前轧制道次入口实测板形、上一轧制道次轧机出口目标板形和当前轧制道次轧机入口板形对出口板形遗传系数确定前馈板形偏差；对于首轧制道次以外的后续各轧制道次，如果仅在上一轧制道次轧机出口配置带材板形仪，则根据上一轧制道次轧机出口实测板形、上一轧制道次轧机出口目标板形和当前轧制道次轧机入口板形对出口板形遗传系数，确定前馈板形偏差；步骤3：以前馈板形偏差最小化为优化目标函数，以轧机各板形执行机构调解量为优化自变量，以相关常量约束和函数约束为约束条件，建立板形前馈控制模型，该前馈控制模型为：以前馈板形偏差最小化为优化目标，建立板形前馈控制优化目标函数J，如下所示：R1×m＝[ΔASU1,ΔASU2,…,ΔASU7,ΔSHIFTupper,ΔSHIFTdown]该式中i‑带材覆盖的板形仪检测单元序号，i＝1,2,…,n，其中n为带材覆盖的板形仪检测单元数量，j‑轧机板形执行机构序号，j＝1,2,…,m，其中m为轧机具有的板形执行机构数量，ei‑覆盖于板形仪第i检测单元带材的前馈板形偏差，R1j‑待求解确定的轧机第j板形执行机构前馈调节量，其中，ΔASU1,ΔASU2,…,ΔASU7分别为轧机板形执行机构ASU1,ASU2,…,ASU7前馈调节量；ΔSHIFTupper,ΔSHIFTdown分别为轧机上、下第一中间辊轴向窜动前馈调节量，Coefi_j‑轧机第j板形执行机构对覆盖于板形仪第i检测单元带材板形影响效率系数，weighti‑覆盖于板形仪第i检测单元带材板形偏差权重系数，0≤weighti≤1.0，根据需要消除的宽向各处带材板形偏差优先级确定，优先级越高取值越大，αj‑轧机第j板形执行机构前馈调节量惩罚系数，0≤αj≤1.0；带材板形前馈控制的m个常量约束条件，如下所示：max[(ASU2_low‑ASU2_fb),ΔASU2_low]≤ΔASU2≤min[(ASU2_upp‑ASU2_fb),ΔASU2_upp]max[(ASU7_low‑ASU7_fb),ΔASU7_low]≤ΔASU7≤min[(ASU7_upp‑ASU7_fb),ΔASU7_upp]max[(SHIFTupper_low‑SHIFTupper_fb),ΔSHIFTupper_low]≤ΔSHIFTupper≤min[(SHIFTupper_upp‑SHIFTupper_fb),SHIFTupper_upp]max[(SHIFTdown_low‑SHIFTdown_fb),ΔSHIFTdown_low]≤ΔSHIFTdown≤min[(SHIFTdown_upp‑SHIFTdown_fb),SHIFTdown_upp]ASU1_low,ASU2_low,…,ASU7_low‑分别为ASU1,ASU2,…,ASU7下限值，ASU1_upp,ASU2_upp,…,ASU7_upp‑分别为ASU1,ASU2,…,ASU7上限值，ΔASU1_low,ΔASU2_low,…,ΔASU7_low‑分别为ASU1,ASU2,…,ASU7单步调节量下限值，ΔASU1_upp,ΔASU2_upp,…,ΔASU7_upp‑分别为ASU1,ASU2,…,ASU7单步调节量上限值，SHIFTupper_low,SHIFTupper_upp‑分别为上第一中间辊轴向窜动下限值、上限值，SHIFTdown_low,SHIFTdown_upp‑分别为下第一中间辊轴向窜动下限值、上限值，ΔSHIFTupper_low,ΔSHIFTupper_upp‑分别为上第一中间辊轴向窜动单步调节量下限值、上限值，ΔSHIFTdown_low,ΔSHIFTdown_upp‑分别为下第一中间辊轴向窜动单步调节量下限值、上限值，ASU1_fb,ASU2_fb,…,ASU7_fb‑分别为ASU1,ASU2,…,ASU7实际值，SHIFTupper_fb,SHIFTdown_fb‑分别为上、下第一中间辊轴向窜动实际值；带材板形前馈控制的m‑2个函数约束条件，如下所示：ASU23dif_low≤[(ASU2_fb+ΔASU2)‑(ASU3_fb+ΔASU3)]≤ASU23dif_uppASU67dif_low≤[(ASU6_fb+ΔASU6)‑(ASU7_fb+ΔASU7)]≤ASU67dif_uppSHIFTuddif_low≤[(SHIFTupper_fb+ΔSHIFTupper)‑(SHIFTdown_fb+ΔSHIFTdown)]≤SHIFTuddif_upp其中ASU12dif_low,ASU23dif_low,…,ASU67dif_low‑分别为两两相邻ASU之差下限值，ASU12dif_upp,ASU23dif_upp,…,ASU67dif_upp‑分别为两两相邻ASU之差上限值，SHIFTuddif_low,SHIFTuddif_upp‑分别为上、下第一中间辊轴向窜动之差下限值、上限值；步骤4：对入口板形仪到轧机之间带材进行位置跟踪，当被跟踪带材进入轧机时，利用所述板形前馈模型，采用相关多变量寻优算法，计算确定各板形执行机构的前馈调节量，最后输出各板形执行机构前馈调节量。