一種冷軋厚度自動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及板帶冷社技術(shù)，特別涉及一種冷社厚度自動(dòng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 厚度是冷社帶鋼最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一。冷社帶鋼的厚度直接影響到汽車、家電、 儀表、食品包裝等下游行業(yè)的收得率和生產(chǎn)成本，而且對(duì)沖壓加工時(shí)材料的斷裂、模具的損 失及加工部件的強(qiáng)度也有嚴(yán)重影響。因此，在冷社生產(chǎn)中采用厚度自動(dòng)控制技術(shù)，從而提高 帶鋼厚度精度。
[0003] 冷社厚度自動(dòng)控制原理為；首先，根據(jù)測(cè)量到的厚度實(shí)際值信號(hào)得到厚度偏差，然 后，厚度偏差乘W增益系數(shù)，得到冷社社機(jī)壓下機(jī)構(gòu)調(diào)整量，最后，壓下機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而達(dá)到 消除厚度偏差的目的。其中，厚度自動(dòng)控制的增益系數(shù)決定了冷社社機(jī)壓下機(jī)構(gòu)消除厚度 偏差的動(dòng)態(tài)效果。
[0004] 現(xiàn)有的冷社厚度自動(dòng)控制方法采用在線試驗(yàn)的方法或者保守原則將厚度自動(dòng)控 制的增益系數(shù)設(shè)置為某一常數(shù)。該增益系數(shù)的設(shè)定可W保證社制過(guò)程的穩(wěn)定性，但是不能 獲得最佳的邊緣降控制效果。由于上述原因，本發(fā)明給出了一種冷社厚度自動(dòng)控制方法。針 對(duì)在冷社厚度自動(dòng)控制過(guò)程中既要保證社制過(guò)程的穩(wěn)定性又要保證整個(gè)鋼卷長(zhǎng)度方向上 成品帶鋼厚度精度，提出了一種按照穩(wěn)定性指標(biāo)在線優(yōu)化厚度自動(dòng)控制增益系數(shù)的方法。
[0005] 現(xiàn)有的冷社厚度自動(dòng)控制方法：
[0006] 1.將測(cè)量到的厚度實(shí)際值信號(hào)減去厚度目標(biāo)值，得到厚度偏差；
[0007] 2.將厚度偏差乘W厚控增益系數(shù)，該增益系數(shù)為常數(shù)，從而得到冷社社機(jī)壓下設(shè) 備的調(diào)整量；
[0008] 3.將壓下調(diào)整量輸出到社機(jī)控制單元，改變冷社社機(jī)出口帶鋼厚度大小。
[0009] 現(xiàn)有冷社社機(jī)厚度自動(dòng)控制方法的具體計(jì)算流程如圖1所示。
[0010] 厚度自動(dòng)控制調(diào)試工程師根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者采用試驗(yàn)的方法整定出厚度控制增益系 數(shù)，增益系數(shù)的整定優(yōu)先保證冷社機(jī)在社制過(guò)程中的穩(wěn)定性，不會(huì)引起帶鋼跑偏、斷帶，但 是，容易造成厚度自動(dòng)控制的動(dòng)態(tài)效果欠佳，從而降低整個(gè)鋼卷長(zhǎng)度方向上成品帶鋼的厚 度精度。因此，厚度自動(dòng)控制的關(guān)鍵在于如何整定系統(tǒng)的增益系數(shù)，使之既滿足社制穩(wěn)定性 的要求，又能達(dá)到理想的動(dòng)態(tài)控制效果，從而提高整個(gè)鋼卷長(zhǎng)度方向上成品帶鋼的厚度精 度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提出一種冷社厚度自動(dòng)控制方法，確保整個(gè)鋼卷長(zhǎng)度方向上成 品帶鋼厚度的一致性，對(duì)提高帶鋼成材率W及保證社制過(guò)程的穩(wěn)定性和可靠性具有積極意 義。
[0012] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0013] 本發(fā)明按照穩(wěn)定性指標(biāo)在線優(yōu)化厚度自動(dòng)控制增益系數(shù)的方法，將增益系數(shù)設(shè)為 與穩(wěn)定性指標(biāo)成正比。穩(wěn)定性指標(biāo)設(shè)定為一定取值范圍，該取值范圍能夠保證冷社機(jī)社制 穩(wěn)定。其中，穩(wěn)定性指標(biāo)數(shù)值越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越差，但是，厚度控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)越快。當(dāng) 厚度偏差過(guò)大或者厚度偏差有增加趨勢(shì)，增大穩(wěn)定性指標(biāo)數(shù)值，從而能夠做到快速消除厚 度偏差；當(dāng)厚度偏差較低或者厚度偏差有降低趨勢(shì)，降低穩(wěn)定性指標(biāo)數(shù)值，從而將厚度偏差 穩(wěn)定地控制在允許范圍內(nèi)。采用本發(fā)明的自動(dòng)控制方法，既保證冷社社機(jī)社制穩(wěn)定，又提高 了帶鋼的厚度精度。本發(fā)明的方法與現(xiàn)有方法的區(qū)別主要在于本發(fā)明中的增益系數(shù)隨著厚 度偏差的變化進(jìn)行在線優(yōu)化，而現(xiàn)有方法中的增益系數(shù)是常數(shù)，與厚度偏差無(wú)關(guān)。
[0014] 針對(duì)冷社社機(jī)厚度自動(dòng)控制增益系數(shù)的整定欠佳，本發(fā)明提出了基于穩(wěn)定性指標(biāo) 的冷社社機(jī)厚度自動(dòng)控制方法。
[0015] 本發(fā)明的一種冷社厚度自動(dòng)控制方法，其包括如下步驟：
[0016] (1)獲取帶鋼的厚度偏差信號(hào)
[0017] 對(duì)實(shí)測(cè)的厚度數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)平均處理，得到平滑的實(shí)測(cè)厚度信號(hào)，該實(shí)測(cè)厚度信 號(hào)為帶鋼中必位置的厚度值；用實(shí)測(cè)厚度信號(hào)減去目標(biāo)厚度，得到厚度偏差信號(hào)，單位，mm。 [001引 （2)計(jì)算厚度控制的增益系數(shù)
[0019] 厚控增益系數(shù)k由下式計(jì)算得到
[0020] k = k〇A 化） （1)
[0021] 上式中，k。一厚控基本增益系數(shù)；
[00過(guò) 入0 -厚控穩(wěn)定性指標(biāo)，取值范圍[ληιη入mJ ;
[0023] h -厚度偏差大小，單位，mm ;
[0024] 穩(wěn)定性指標(biāo)反映厚控自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，數(shù)值越大系統(tǒng)越不穩(wěn)定。
[00巧]其中，參數(shù)Amm，Am。,按照自動(dòng)控制原理基于W下原則進(jìn)行確定：
[0026] λ mi。的倒數(shù)等于壓下機(jī)構(gòu)的厚度調(diào)控能力的2. 5倍；
[0027] λ max的倒數(shù)等于壓下機(jī)構(gòu)的厚度調(diào)控能力的1. 5倍；
[0028] 壓下機(jī)構(gòu)的厚度調(diào)控能力的含義；當(dāng)壓下機(jī)構(gòu)變化1. 0mm時(shí)，厚度偏差的變化量 大小。
[0029] 基本增益系數(shù)的計(jì)算由下式得到 了
[0030] 馬二一 (2) f
[0031] 上式中，T -厚度控制周期，單位：s ;說(shuō)明：每隔一段時(shí)間厚控程序進(jìn)行計(jì)算，這段 時(shí)間稱為擔(dān)制周期。
[0032] X -厚度測(cè)量滯后時(shí)間，單位：s ;說(shuō)明：從壓下機(jī)構(gòu)動(dòng)作變化后的時(shí)刻到測(cè)厚化 能夠檢測(cè)到厚度變化的時(shí)刻的這段時(shí)間為厚控測(cè)量滯后時(shí)間。
[0033] 其中，+ (3) V
[0034] 公式做中，1 -冷社社機(jī)到測(cè)厚儀的水平距離，單位；m ;
[003引 V -帶鋼的運(yùn)動(dòng)速度，單位；m/s ;
[003引 t,-測(cè)厚儀的響應(yīng)時(shí)間，單位，S ;
[0037] (3)厚控的穩(wěn)定性指標(biāo)計(jì)算：
[0038]
(4)：
[0039] 上式中，Ah -厚度偏差變化量，即當(dāng)前控制周期的厚度偏差減去上一控制周期的 厚度偏差，單位，mm ;
[0040] 目、Y -分別為厚度偏差的加權(quán)系數(shù)、厚度偏差變化量的加權(quán)系數(shù)，目〉0; Y〉0， 目 + Y = 1. 0 ;
[00川 hm -厚度偏差的取值范圍，單位，mm, hm〉0 ;
[004引 Δ hm -厚度偏差變化量的取值范圍，單位，mm, Δ hm〉0 ;
[0043] 其中，當(dāng) h〉hm，h = hm ;當(dāng) h<-hm，h = -hm ;
[0044] 當(dāng) Δ h> Δ hm, Δ h = Δ hm ;當(dāng) Δ h<- Δ hm, Δ h = - Δ hm ;
[0045] 加權(quán)系數(shù)目、Y的確定方法按照如下原則；厚度偏差的加權(quán)系數(shù)目大于厚度偏差 變化量的加權(quán)系數(shù)Y。在實(shí)際應(yīng)用中，可W考慮目取0.8, Y取0.2。
[004引 （4)計(jì)算壓下機(jī)構(gòu)的調(diào)整量（單位，mm)，
[0047] Δ8 = kh (5)
[0048] 通過(guò)W上厚度自動(dòng)控制方法得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)整量，修正執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)定值，從 而達(dá)到調(diào)節(jié)帶鋼實(shí)際厚度的目的。
[0049] 本發(fā)明的有益效果：
[0050] 本發(fā)明提出的厚度自動(dòng)控制方法對(duì)于確保整個(gè)鋼卷長(zhǎng)度方向上成品帶鋼厚度的 一致性，對(duì)提高帶鋼成材率W及保證社制過(guò)程的穩(wěn)定性和可靠性具有積極意義。
【附圖說(shuō)明】
[0051] 圖1為現(xiàn)有冷社機(jī)厚度自動(dòng)控制方法的計(jì)算流程圖。
[0052] 圖2為本發(fā)明冷社厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的示意圖。
[0053] 圖3為本發(fā)明的厚度自動(dòng)控制方法計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054] 為說(shuō)明本技術(shù)發(fā)明的具體應(yīng)用方式，下面給出本技術(shù)的實(shí)施例。
[0055] 參見(jiàn)圖2、圖3,本發(fā)明冷社社機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)包