[发明专利]一种行星差动延伸率控制方法

摘要

本发明公开一种行星差动延伸率控制方法，是对于采用行星差动延伸率控制的拉矫机组，当生产参数处于动态调节时，稳定带钢实际延伸率ε和带钢张力的控制方法。其核心控制目标是：当带钢速度基准设定值变化时，或者是当为了改变任意相邻张力辊之间的张力大小，调节各差动电机速度时，均可自动匹配入出口四支张力辊的速度设定值，保持实际延伸率ε不变，并保证相邻张力辊之间的张力分配关系不变；当延伸率ε改变时，自动匹配入出口四支张力辊的速度设定值，确保实际延伸率ε随着设定延伸率ε变化而变化，同时还保证相邻张力辊之间的张力分配关系不变。当操作人员调节某个参数时，自动匹配各个速度设定值，保持其它参数不变，方便操作人员操作。

主权项

一种行星差动延伸率控制方法，是对于采用行星差动延伸率控制的拉矫机组，当生产参数处于动态调节时，稳定带钢实际延伸率ε和带钢张力的控制方法；所述采用行星差动延伸率控制的拉矫机组包括二支入口张力辊组、拉弯矫直机、二支出口张力辊组；有一台主传动电机通过主轴与齿轮分别驱动各行星差动齿轮组中的太阳轮，还有四台差动电机分别驱动各行星差动齿轮组中的差动轮，各行星差动齿轮组中的一体化行星轮的输出端分别驱动四支张力辊；设定：主轴与四个太阳轮之间的传动比为i_zi、各太阳轮主轴线速度为V_zi(i=1～4)；四台差动电机分别驱动四个差动轴，四个差动轴与各自差动轮之间的传动比为i_ci，四个差动轴线速度为V_ci(i=1～4)；四个张力辊（R₁～R₄）的辊径分别为D₁～D₄；各个行星轴线速度分别为V₁～V₄；带钢速度设定值为V_s；主轴和差动轴速度分配系数为K；入出口张力辊组之间速度延伸率为ε，ε={(V₃‑V₂)/V₂}×100%；入出口张力辊组之间张力调节系数为F；入口张力辊组之间张力调节系数为F₁；出口张力辊组之间张力调节系数为F₂；定义张力辊R₂作为主速度辊，所述主速度辊线速度为V₂，其余张力辊（R₁、R₃、R₄）是从速度辊；其特征在于：分别设置1#～6#算法模块，还有7#赋值模块，其中：1#算法模块是主轴和差动轴速度分配算法模块、2#算法模块是主轴线速度算法模块、3#算法模块是差动轴线速度算法模块、4#算法模块是入口张力辊组之间张力调节系数算法模块、5#算法模块是出口张力辊组之间张力调节系数算法模块、6#算法模块是入出口张力辊组之间张力调节系数算法模块、7#赋值模块是参数初始化赋值模块；稳定带钢实际延伸率ε和带钢张力的控制方法如下：分解主轴设定线速度和差动轴设定线速度，由1#算法模块计算主轴和差动轴速度分配系数K，设定K=V_ce/(V_ze+V_ce)，V_c2=V_s×K，式中：V_ce是差动轴线速度，V_ze是主轴线速度，所计算的K值及V_c3值是主速度辊的速度基准设定值，也是行星差动齿轮组延伸率系统的速度基准值；由2#算法模块计算驱动各太阳轮的主轴线速度，主速度辊R₂的主轴线速度计算公式为V_z2=V_s×(1‑K)；将其它从速度辊的太阳轮速度都折算到主轴，并以主速度辊（R₂）为基准，计算公式为：V_z1=V_z2×(i_z2/i_z1)×(D₁/D₂)，V_z3=V_z2×(i_z2/i_z3)×(D₃/D₂)，V_z4=V_z2×(i_z2/i_z4)×(D₄/D₂) ；其作用是考虑到模块的适用性，所以模块参数采用形参方式，同时考虑到长时间生产后，各个张力辊需要对辊面进行修磨，经过修模后会造成各个辊的实际辊径不同，这会造成各个行星轴输出的辊面线速度偏差，通过此计算模块可以修正这些偏差；由3#算法模块计算每支辊子的差动轴线速度，其中主速度辊R₂的差动轴线速度如第⑴步所述，其余各辊差动轴线速度计算公式为V_ci=V_i‑V_zi(i=1，3，4)；其作用是计算各个差动轴的速度设定值，达到系统延伸率控制的要求；由4#算法模块计算入口张力辊组之间张力调节系数F₁和张力辊R₁行星轴线速度V₁；当V₂为定值且调节V_c1值时，F₁=(V_z1+V_c1)/V₂，V₁=V_z1+V_c1；当V_c1值停止调节时，保存此时刻的F₁值，此时V₁=V₂×F₁；其作用是通过改变张力辊R₁与张力辊R₂之间的速度比率关系V₁=V₂×F₁，通过这种手段控制它们之间的带钢张力大小，当F₁增加时，它们之间带钢张力减少；当F₁减少时，它们之间带钢张力增加，在保证速度V₂不变的前提下，通过调节V_c1值的大小来实现F₁值的增减；由5#算法模块计算出口张力辊组之间张力调节系数F₂和张力辊R₄行星轴线速度V₄；当调节V_c4值时，F₂=(V_z4+V_c4)/V₃，V₄=V_z4+V_c4；当V_c4值停止调节时，保存此时刻的F₂值，此时V₄=V₃×F₂；其作用是通过改变张力辊R₃与张力辊R₄之间的速度比率关系V₄=V₃×F₂，通过这种手段控制它们之间的带钢张力大小，当F₂增加时，它们之间带钢张力增加；当F₂减少时，它们之间带钢张力减少，在保证速度V₃不变的前提下，通过调节V_c4值的大小来实现F₂值的增减；由6#算法模块计算入出口张力辊组之间张力调节系数F和张力辊R₃行星轴线速度V₃；当调节V_c2值时，F=(V_z3+V_c3)/V₂；V₃=V_z3+V_c3,V₂=V_z2+V_c2；当V_c3值停止调节时，保存此时刻的F值，此时V₃=V₂×F×(1+ε)；当控制方式为延伸率控制方式时F=1；当控制方式为张力控制方式时ε=0；其作用是通过改变张力辊R₂与张力辊R₃之间的速度比率关系，V₃=V₂×F×(1+ε)，其中V₂=V_s，通过这种手段控制它们之间的带钢张力大小；当F增加时，张力辊R₂与张力辊R₃之间的带钢张力增加；当F减少时，张力辊R₂与张力辊R₃之间的带钢张力减少；在保证速度V₃不变的前提下，通过调节V_c3值的大小来实现F值的增减；由7#赋值模块对各计算参数进行初始化赋值；其中入出口张力辊组之间速度延伸率ε的初始值为0，入出口张力辊组之间张力调节系数F、入口张力辊组之间张力调节系数F₁和出口张力辊组之间张力调节系数F₂的初始值均为1；其作用是将相关参数初始化到一个合理值，用于程序第一次执行或者由于人员误操作后，关键参数快速恢复到一个缺省值。