一种多机架轧机的机架间张力的控制方法

摘要

本发明公开了一种多机架轧机的机架间张力的控制方法，其包括A、测量并计算得到张力总和实际值，B、根据带钢定位信号、速度值、轧制力值和张力值确定各阶段控制器的使能信号，C、计算穿带或甩尾模式下张力控制的传动速度调节量，D、计算并选择总的张力控制调节量发送至下游机架。本发明多机架轧机的机架间张力的控制方法将轧制过程细分为多个阶段，并针对每个阶段采用不一样的控制器，可在整个轧制过程中取得很好的张力控制效果，减小机架间的张力波动，使张力稳定在设定值范围内；在张力反馈通道中加入了带阻滤波器，既可减小干扰，还可减小张力控制中的振荡趋势。

主权项

一种多机架轧机的机架间张力的控制方法，其特征在于，其包括：A、测量并计算得到张力总和实际值，B、根据带钢定位信号、速度值、轧制力值和张力值确定各阶段控制器的使能信号，C、计算穿带或甩尾模式下张力控制的传动速度调节量，D、计算并选择总的张力控制调节量发送至下游机架；步骤A包括：A1、两个机架间的张力辊的传动侧和操作侧各设有一个测力元件，将张力辊传动侧和操作侧的各测力元件的测量值相加得到测量值总和T_sum,measure；A2、确定张力辊同轧机辊缝之间的水平距离L_hor和张力辊同轧制线的垂直距离L_ver，根据公式和T_sum,wac＝T_sum,measure/sin(θ)计算出经包角θ补偿后的张力总和值T_sum,wac；A3、使用带阻滤波器过滤掉张力实际值中的前机架工作辊转动频率F_wr信号，根据公式F_wr＝S_set/[(D_uwr+D_lwr)×0.5×π]和T_sum,act＝BSF(T_sum,wac,F_wr)得到张力总和实际值T_sum,act，其中，S_set为前机架线速度设定值，D_uwr和D_lwr分别为前机架上工作辊和下工作辊的直径，BSF表示带阻滤波器，共有两个参数，前一个参数为需滤波的信号，后一个参数为带阻滤波器的阻断频率；步骤B包括：B1、带钢穿带模式下，带钢速度设定值为穿带速度，张力控制的比例控制器使能信号EN_s,p＝1；等带头穿过所有机架并卷在卷取机上以后，带钢速度实际值大于穿带速度，则EN_s,p＝0；B2、带钢甩尾模式下，带钢速度设定值为甩尾速度，张力控制的比例控制器使能信号EN_s,p＝1；等带尾穿过所有机架，轧制力变为0以后，则EN_s,p＝0；B3、带钢穿带或甩尾模式下，穿带或甩尾时张力控制的比例控制器使能信号EN_s,p＝1且张力总和实际值大于张力总和设定值的50％时，穿带或甩尾时张力控制的积分控制器使能信号EN_s,i＝1；若前述两个条件中任意一个条件不满足，则EN_s,i＝0；B4、带钢正常轧制时，带钢速度实际值大于穿带速度且张力测量无故障，则正常轧制时张力控制的比例积分控制器使能信号EN_g,pi＝1；若前述两个条件中任意一个条件不满足，则EN_g,pi＝0；步骤C包括：C1、根据公式A_s,p＝(T_sum,set‑T_sum,act)×K_s,p/C_s计算比例部分速度调节量A_s,p，其中T_sum,set为张力总和设定值，K_s,p为比例控制器的比例系数，C_s为速度自适应系数；C2、根据公式计算积分部分速度调节量A_s,i，其中，n表示当前采样时刻，n‑1表示上一采样时刻，t_a为采样周期，t_s,i为积分控制器的积分时间参数；C3、根据公式$A_{s,\mathrm{pi}}=\left\{\begin{array}{cc}{A}_{s,p}+A_{s,i}& {\mathrm{EN}}_{s,p}=1,{\mathrm{EN}}_{s,i}=1\\ A_{s,p}& {\mathrm{EN}}_{s,p}=1,{\mathrm{EN}}_{s,i}=0\end{array}\right.$计算传动速度调节量A_s,pi；步骤D包括：D1、根据以下公式计算比例积分控制器的辊缝调节量A_g,pi，ΔT_sum(n)＝T_sum,set(n)‑T_sum,act(n)，$A_{g,\mathrm{pi}}\left(n\right)=A_{g,\mathrm{pi}}(n-1)+K_{g,p}\times [(1+\frac{t_a}{t_{g,i}})\times \Delta T_{\mathrm{sum}}\left(n\right)-\Delta T_{\mathrm{sum}}(n-1)],$其中，ΔT_sum为张力总和的误差，K_g,p为比例积分控制器的比例参数，t_g,i为比例积分控制器的积分时间参数；D2、根据公式$A_{\mathrm{tc}}=\left\{\begin{array}{cc}{A}_{s,\mathrm{pi}}& {\mathrm{EN}}_{s,p}=1,{\mathrm{EN}}_{g,\mathrm{pi}}=0\\ A_{g,\mathrm{pi}}& {\mathrm{EN}}_{s,p}=0,{\mathrm{EN}}_{g,\mathrm{pi}}=1\\ 0.0& {\mathrm{EN}}_{s,p}=0,{\mathrm{EN}}_{g,\mathrm{pi}}=0\end{array}\right.,$选择总的张力控制调节量A_tc，通往下游机架。