一種冷軋電工鋼的邊降自動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本申請屬于機(jī)械自動(dòng)化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種冷乳電工鋼的邊降自動(dòng)控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]冷乳電工鋼是硅含量在0.5 %~4.8 %的硅鐵合金，具有優(yōu)良的電磁性能，是電力、 電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要磁性材料;冷乳電工鋼使用時(shí)需要疊層，邊降大的單片 電工鋼在疊片后的累計(jì)厚度差會(huì)大到不可接受，同時(shí)會(huì)造成導(dǎo)磁性能不均勻，影響產(chǎn)品的 導(dǎo)磁性能;故冷乳電工鋼對邊降值的要求十分嚴(yán)格;冷乳過程中帶鋼的邊降主要是由于工 作輥與帶鋼之間的彈性壓扁不均勻和金屬在帶鋼邊部和中部的橫向流動(dòng)的阻力不同造成 的，目前邊降控制通常采用T-WRS技術(shù)、乳輥冷卻技術(shù)、PC乳機(jī)技術(shù)等;但這些技術(shù)都沒有實(shí) 現(xiàn)對帶鋼全長邊降的高精度自動(dòng)控制；而實(shí)現(xiàn)對帶鋼全長邊降的自動(dòng)控制，對提高電工鋼 板帶全長邊降質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品競爭力，在鋼鐵企業(yè)競爭日趨激烈的今天顯得尤 為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是，以實(shí)現(xiàn)對冷乳電工鋼板帶全長上的邊降的高 精度自動(dòng)控制為目標(biāo)，開發(fā)了一種冷乳電工鋼的邊降自動(dòng)控制方法;本發(fā)明主要是提出了 工作輥竄輥量設(shè)定值計(jì)算方法和自學(xué)習(xí)方法，工作輥竄輥量在線調(diào)整量計(jì)算方法，工作輥 彎輥力在線調(diào)整量計(jì)算方法，通過對工作輥竄輥量和工作輥彎輥力這兩大電工鋼邊降的主 要調(diào)節(jié)手段的控制，實(shí)現(xiàn)對冷乳電工鋼板帶全長邊降的高精度自動(dòng)控制。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種冷乳電工鋼邊降的自動(dòng)控制辦法。
[0005] 本發(fā)明主要包括以下內(nèi)容：
[0006] 本發(fā)明的一種冷乳電工鋼的邊降自動(dòng)控制方法分為設(shè)定控制部分與在線控制部 分兩部分內(nèi)容，詳細(xì)內(nèi)容如下：
[0007] 設(shè)定控制部分：
[0008] 設(shè)定控制部分分為設(shè)定值計(jì)算與自學(xué)習(xí)計(jì)算兩部分：
[0009] 1)設(shè)定值計(jì)算部分：
[0010]設(shè)定值計(jì)算部分包括三種設(shè)定計(jì)算模式:邊降設(shè)定模式、邊降預(yù)設(shè)定模式、邊降再 設(shè)定模式;設(shè)定值計(jì)算部分主要在先后兩個(gè)時(shí)刻觸發(fā)，分別為鋼卷進(jìn)入乳制計(jì)劃和鋼卷進(jìn) 入第一機(jī)架入口之前的邊降儀且邊降儀檢測到穩(wěn)定來料斷面數(shù)據(jù)，在每個(gè)觸發(fā)時(shí)刻均進(jìn)行 三種設(shè)定計(jì)算模式的選擇并只選擇一種模式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)鋼卷進(jìn)入乳制計(jì)劃時(shí)，獲取當(dāng)前 各機(jī)架竄輥邊降調(diào)控功效系數(shù)并判斷是否發(fā)生改變，若發(fā)生改變則觸發(fā)邊降設(shè)定模式，反 之，則觸發(fā)邊降預(yù)設(shè)定模式；當(dāng)鋼卷通過第一機(jī)架入口之前邊降儀且邊降儀檢測到穩(wěn)定來 料斷面數(shù)據(jù)時(shí)，獲取入口斷面檢測數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)入口斷面數(shù)據(jù)的偏差，若偏差超出給定限幅， 則觸發(fā)邊降再設(shè)定模式，若未超出給定限幅，則再次獲取當(dāng)前各機(jī)架竄輥邊降調(diào)控功效系 數(shù)并判斷是否發(fā)生改變，若發(fā)生改變則觸發(fā)邊降設(shè)定模式，反之，則觸發(fā)邊降預(yù)設(shè)定模式； 三種設(shè)定計(jì)算模式的詳細(xì)內(nèi)容如下：
[0011]邊降設(shè)定模式，主要包括以下步驟：
[0012]①獲取參與邊降控制的工作輯竄輯機(jī)架數(shù)3,選取距離帶鋼最邊部ximm、X2mm、X3mm 的3個(gè)點(diǎn)作為邊降自動(dòng)控制的目標(biāo)點(diǎn)，其中χι〈Χ2〈Χ3，定義i = 1，2，3，則Xie {Χ1，χ2，χ3};
[0013]②獲取冷乳電工鋼連乳機(jī)組第一機(jī)架入口前的入口邊降儀實(shí)測的來料帶鋼距離 最邊部Ximm處的厚度.氧5和距離最邊部120mm處的的厚度Hi2Q與冷乳電工鋼第五機(jī)架出口處 帶鋼距離最邊部Ximm處的厚度氧,和距離最邊部120mm處的的厚度hi2〇、定義實(shí)測來料邊降
其中 和分別為傳動(dòng)側(cè)和操作測實(shí)測來料邊降。定義冷乳電工鋼第五機(jī)架出口處帶鋼距離最 邊部Xlmm處的目標(biāo)邊降 <、第j機(jī)架距離帶鋼邊部Xlmm處的竄輥邊降調(diào)控功效系數(shù)儲(chǔ)存值 為孓來料帶鋼距離最邊部xmm處的預(yù)設(shè)邊降/>：；￥、熱乳來料對冷乳最終出口邊降影響 系數(shù)ξ、距離帶鋼邊部xmm處的基準(zhǔn)邊降值 < 的值，根據(jù)下列方程組可求得到第j機(jī)架工作 輥竄輥量設(shè)定量S :
[0015] ③邊升判斷控制，主要包括以下步驟：
[0016] 獲取最終出口帶鋼距離最邊部&!11111的邊升最大允許值邊升調(diào)節(jié)步長a;
[0017] 計(jì)算得至Ij距離帶鋼最邊部Ximm處的?/::1' :
[0019] 設(shè)考慮邊升的第j機(jī)架插入量為&，判斷不等式，
是否成立?若同時(shí)成立，則Sj不變;若不成立，則相應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)則為時(shí)，則S1=

,則S1 = Sra;計(jì)算完成后再次判別三個(gè)不等 式，直至不等式都同時(shí)成立；
[0020] ④總插入量限幅，主要包括以下步驟：
[0021] 獲取第j機(jī)架工作輥竄輥量最大值^、第j機(jī)架工作輥竄輥量最小值^7η、第j機(jī) 架工作輥竄輥量儲(chǔ)存值
[0022] 判斷不等式 <
是否成立?若
成立，令$ =^f ;否則Sj的值不改變；
[0023] 計(jì)算出第j機(jī)架工作輥竄輥量設(shè)定值=5；.，同時(shí)更新存儲(chǔ)值
至此， 邊降設(shè)定模式下的計(jì)算完成；
[0024] 邊降預(yù)設(shè)定模式，主要包括以下步驟：
[0025] ①獲取第j機(jī)架工作輥竄輥量儲(chǔ)存值第j機(jī)架工作輥竄輥量自學(xué)習(xí)系數(shù)儲(chǔ)存 值Lj;
[0026] ②計(jì)算出第j機(jī)架工作輯竄輯量設(shè)定值至此，邊降預(yù)設(shè)定模式下 的計(jì)算完成；
[0027]邊降再設(shè)定模式：
[0028]邊降再設(shè)定模式與邊降設(shè)定模式的計(jì)算步驟完全幾乎完全相同，其唯一區(qū)別在于 其用讀取的實(shí)測來料邊降<代替了邊降設(shè)定模式步驟②中的;
[0029] 2)自學(xué)習(xí)計(jì)算部分：
[0030]自學(xué)習(xí)計(jì)算部分包括工作輥竄輥量自學(xué)習(xí)和竄輥邊降調(diào)控功效系數(shù)自學(xué)習(xí)兩部 分；
[0031] 工作輥竄輥量自學(xué)習(xí)部分，主要包括以下步驟：
[0032] ①給定第j機(jī)架工作輥竄輥量儲(chǔ)存值、第j機(jī)架工作輥竄輥量自適應(yīng)系數(shù)儲(chǔ)存 值仏、第j機(jī)架工作輥竄輥量自學(xué)習(xí)系數(shù)儲(chǔ)存值自適應(yīng)累加最大次數(shù)^ ax的初始值、第j 機(jī)架工作輥竄輥量的當(dāng)前值Sfw;采樣厚度數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)n、允許采樣厚度最大值hmax、允許采樣 厚度最小值^^同時(shí)讀取自適應(yīng)計(jì)算觸發(fā)周期T2,入口和出口兩臺(tái)邊降的采樣周期相同記 ST1，其中T2 = MT1，判斷1~2周期內(nèi)是否所有η個(gè)期的采樣數(shù)據(jù)ho是否都滿足:hmin〈ho〈 hmax，若不滿足則不進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)算，若滿足則進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)算；
[0033] ②自適應(yīng)計(jì)算：
[0034]定義自適應(yīng)累加次數(shù)isf，令isf = 0;
[0035]按照下述指數(shù)平滑公式計(jì)算得到工作輥竄輥量自適應(yīng)新系數(shù)爲(wèi)：
[0037] 式中α為自適應(yīng)增益系數(shù)，巧°u'為第j機(jī)架工作輥竄輥量的當(dāng)前值，mm;
[0038] 更新自適應(yīng)系數(shù)儲(chǔ)存值巧=巧，同時(shí)令isf = isf+l，判斷不等式是否成立， 若不成立則重新返回步驟①，若成立則轉(zhuǎn)入步驟③；
[0039]③自學(xué)習(xí)系數(shù)計(jì)算，按指數(shù)平滑公式計(jì)算出自學(xué)習(xí)新系數(shù)A:
[0041] 式中爐為自學(xué)習(xí)增益系數(shù)；
[0042] 更新自學(xué)習(xí)系數(shù)儲(chǔ)存值&=€，令isf = 0,至此一次工作輥竄輥?zhàn)詫W(xué)習(xí)完成；
[0043]竄輥邊降調(diào)控功效系數(shù)自學(xué)習(xí)部分，主要包括以下步驟：
[0044]①獲取第j機(jī)架工作輥竄輥量自學(xué)習(xí)系數(shù)儲(chǔ)存值Lj、第j機(jī)架自學(xué)習(xí)系數(shù)的最大值 針對j = l，2,3機(jī)架，分別判斷不等式4 是否成立，若任一不等式成立，則轉(zhuǎn)入步 驟②，否則不觸發(fā)竄輥邊降調(diào)控自學(xué)習(xí)部分的計(jì)算；
[0045]②取3組不同時(shí)刻(定義tk，k=l，2,3)的第j機(jī)架工作輥竄輥量的值按照下述方程 組求得新的竄輥邊降調(diào)控功效^:
[0047] 式中#為tk時(shí)刻的實(shí)測第j機(jī)架工作輥竄輥量，
為tk時(shí)刻的熱乳來料距離 邊部ximm邊降實(shí)測值，μπι;?^為tk時(shí)刻的冷乳產(chǎn)品距離邊部ximm處的對應(yīng)的實(shí)測邊降值，μ m；
[0048] ③更新竄輥邊降調(diào)控功效系數(shù)儲(chǔ)存值
至此一次竄輥邊降調(diào)控自學(xué)習(xí)
完成；
[0049] 同樣方法可以求得新的竄輥邊降調(diào)控功效J [0050] 在線控制部分：
[0051]在線控制部分分為閉環(huán)反饋控制與前饋控制兩部分：
[0052] 1)閉環(huán)反饋控制部分：
[0053]閉環(huán)反饋控制部分是計(jì)算出第j機(jī)架工作輥竄輥量的在線調(diào)整量ASj和工作輥彎 輥力的在線調(diào)整量A Fj，主要包括以下步驟：
[0054]④出口邊降儀數(shù)據(jù)處理，記邊降自動(dòng)控制的最小程序周期為T3，T3大于邊降儀的采 樣周期T1，將T3時(shí)間內(nèi)所有來料邊降實(shí)測值取平均得到距離帶鋼邊部Xlmm處的平均來料邊 降實(shí)測值Df和所有成品帶鋼邊降實(shí)測值取平均得到距離帶鋼邊部Ximm處的平均成品帶鋼 邊降實(shí)測值<、
[0055] ⑤邊升判斷控制，主要包括以下步驟：
[0056] 獲取最終出口帶鋼距離最邊部&!11111的邊升最大允許值;
[0057] 計(jì)算得到距離帶鋼邊部&!11111處的平均成品帶鋼邊升值
[0058] 設(shè)考慮邊升的第j機(jī)架插入量為&，判斷不等式+
是否成立，若同時(shí)成立，則轉(zhuǎn)入步驟③;若不成立，則相應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)則為
，則
，貝1JS2 = S2_a、Si = Si_a;當(dāng)
則51 = Spa;計(jì)算完成后再次判別不等式， 直至不等式都同時(shí)成立，計(jì)算完成轉(zhuǎn)入步驟③；
[0059] ③根據(jù)邊降計(jì)算插入量:獲取第j機(jī)架距離帶鋼邊部Ximm處的竄輯邊降調(diào)控功效 系數(shù)儲(chǔ)存值夂,.,、冷乳電工鋼第五機(jī)架出口處帶鋼距離最邊部 Xlmm處的目標(biāo)邊降if ;按式 (6)計(jì)算得到各機(jī)架的工作輥竄輥量的在線調(diào)節(jié)量
[0061] ④邊部楔形控制，主要包括以下步驟：
[0062] 如圖4所示，帶鋼分為操作側(cè)(ws)、傳動(dòng)側(cè)(ds)兩側(cè)，對應(yīng)兩側(cè)的邊降分別由上下 工作輥通過竄輥來改變插入量分別進(jìn)行控制，前述步驟中因兩側(cè)計(jì)算方法完全相同未進(jìn)行 區(qū)分，在下文中當(dāng)兩側(cè)計(jì)算方法不同時(shí)將對兩側(cè)的插入量及其計(jì)算進(jìn)行區(qū)分；
[0063] 取帶鋼操作側(cè)距離最邊部15mm處平均成品帶鋼邊降實(shí)測值中的和傳動(dòng)側(cè)距 離最邊部15mm處平均成品帶鋼邊降實(shí)測值?Ζ/?計(jì)算得到邊部楔形值W e3:
[0065]計(jì)算出插入量針對楔形的操作側(cè)工作輥竄輥量的在線調(diào)節(jié)量AS^s和傳動(dòng)側(cè)工作 輥竄輥量的在線調(diào)節(jié)量
[0067]其中 <為第j機(jī)架邊部楔形