冷轧带钢双机架平整机板形控制方法

摘要

本发明涉及冷轧带钢的一种轧制方法，特别涉及在双机架平整机上冷轧带钢板形前馈控制方法。一种冷轧带钢双机架平整机板形控制方法，是在常规的以2号机架为重点的板形反馈控制的基础上，基于实测的两个机架平整轧制力和机架入口张力、机架之间张力以及机架出口张力的变化，分别对两个机架的工作辊弯辊力或中间辊弯辊力进行前馈控制补偿，以减小加、减速平整过程中平整轧制力和张力的变化对带钢板形的综合影响。一方面，可以提高平整后带钢的板形质量；另一方面，可以提高平整轧制过程的稳定性。

主权项

一种冷轧带钢双机架平整机板形控制方法，其特征是：基于实测的两个机架平整轧制力和机架入口张力、机架之间张力以及机架出口张力的变化，分别对两个机架的工作辊弯辊力进行前馈控制补偿，以减小加、减速平整过程中平整轧制力和张力的变化对带钢板形的综合影响；采用工作辊弯辊力前馈控制方式，具体步骤如下：1)当前开始板形前馈控制周期的k时刻是否到达如果未到达，系统等待；如果到达，转到步骤2)；2)开始执行当前板形前馈控制周期；3)分别读取板形前馈控制相关的模型参数：包括1号机架和2号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数、轧制力对工作辊弯辊力影响系数、轧制力对弯辊力前馈控制加权系数、张力对弯辊力前馈控制加权系数、工作辊弯辊力实测值允许上限、工作辊弯辊力实测值允许下限、以及加权系数、工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许上限、工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许下限；4)分别读取当前板形前馈控制周期相关的实测参数：包括1号机架和2号机架工作辊弯辊力实测值、轧制力实测值，1号机架入口张力实测值、1号机架与2号机架间张力实测值、2号机架出口张力实测值；5)下面给出工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算方法，其步骤是：5.1)1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算根据1号机架入口张力的变化对1号机架工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：$\Delta F_{\mathrm{WR}1\_T1}\left(k\right)={\mathrm{Gain}}_{T1}\times K_{T_1{F}_{\mathrm{WR}1}}\times [T_1\left(k\right)-T_1(k-T)]/B$式中：ΔF_{WR1_T1}(k)—当前控制周期k时刻1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_T1—1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_T1FWR1—1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力影响系数T₁(k)—当前控制周期k时刻1号机架入口张力实测值T₁(k‑T)—前一个控制周期k‑T时刻1号机架入口张力实测值T—前馈控制时间周期B—带钢宽度；5.2)1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算根据1号机架轧制力的变化对工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：$\Delta F_{\mathrm{WR}1\_P1}\left(k\right)={\mathrm{Gain}}_{P1}\times K_{P_1{F}_{\mathrm{WR}1}}\times [P_1\left(k\right)-P_1(k-T)]/B$式中：ΔF_{WR1_P1}(k)—当前控制周期k时刻1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_P1—1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_P1FWR1—1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力影响系数P₁(k)—当前控制周期k时刻1号机架轧制力实测值P₁(k‑T)—前一个控制周期k‑T时刻1号机架轧制力实测值T—前馈控制时间周期B—带钢宽度；5.3)1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算根据1号机架与2号机架间张力的变化对1号机架工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：$\Delta F_{\mathrm{WR}1\_T12}\left(k\right)={\mathrm{Gain}}_{T12\_1}\times K_{T_{12}{F}_{\mathrm{WR}1}}\times [T_{12}\left(k\right)-T_{12}(k-T)]/B$式中：ΔF_{WR1_T12}(k)—当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_{T12_1}—1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_T12FWR1—1号、2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力影响系数T₁₂(k)—当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力实测值T₁₂(k‑T)—前一个控制周期k‑T时刻1号机架与2号机架间张力实测值T—前馈控制时间周期B—带钢宽度；5.4)1号机架与2号机架间张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算根据2号机架轧制力的变化对工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：$\Delta F_{\mathrm{WR}2\_T12}\left(k\right)={\mathrm{Gain}}_{T12\_2}\times K_{T_{12}{F}_{\mathrm{WR}2}}\times [T_{12}\left(k\right)-T_{12}(k-T)]/B$式中：ΔF_{WR2_T12}(k)—当前控制周期k时刻机架间张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_{T12_2}—1号机架与2号机架间张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_T12FWR2—1号、2号机架间张力对2号机架工作辊弯辊力影响系数T₁₂(k)—当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力实测值T₁₂(k‑T)—前一个控制周期k‑T时刻1号机架与2号机架间张力实测值T—前馈控制时间周期B—带钢宽度；5.5)2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算根据2号机架轧制力的变化对工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：$\Delta F_{\mathrm{WR}2\_P2}\left(k\right)={\mathrm{Gain}}_{P2}\times K_{P_2{F}_{\mathrm{WR}2}}\times [P_2\left(k\right)-P_2(k-T)]/B$式中：ΔF_{WR2_P2}(k)—当前控制周期k时刻2号机架轧制力对工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_P2—2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_P2FWR2—2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力影响系数P₂(k)—当前控制周期k时刻2号机架轧制力实测值P₂(k‑T)—前一个控制周期k‑T时刻2号机架轧制力实测值T—前馈控制时间周期B—带钢宽度；5.6)2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算根据2号机架出口张力的变化对2号机架工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：$\Delta F_{\mathrm{WR}2\_T2}\left(k\right)={\mathrm{Gain}}_{T2}\times K_{T_2{F}_{\mathrm{WR}2}}\times [T_2\left(k\right)-T_2(k-T)]/B$式中：ΔF_{WR2_T2}(k)—当前控制周期k时刻2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_T2—2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_T2FWR2—2号机架入口张力对2号机架工作辊弯辊力影响系数T₂(k)—当前控制周期k时刻2号机架出口张力实测值T₂(k‑T)—前一个控制周期k‑T时刻2号机架出口张力实测值T—前馈控制时间周期B—带钢宽度；5.7)1号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值计算ΔF_WR1(k)＝Weight_T1×ΔF_{WR1_T1}(k)+Weight_P1×ΔF_{WR1_P1}(k)+Weight_{T12_1}×ΔF_{WR1_T12}(k)式中：ΔF_WR1(k)—当前控制周期k时刻1号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值ΔF_{WR1_T1}(k)—当前控制周期k时刻1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值ΔF_{WR1_P1}(k)—当前控制周期k时刻1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值ΔF_{WR1_T12}(k)—当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Weight_T1—1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数Weight_P1—1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数Weight_{T12_1}—1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数；5.8)2号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值计算：ΔF_WR2(k)＝Weight_{T12_2}×ΔF_{WR2_T12}(k)+Weight_P2×ΔF_{WR2_P2}(k)+Weight_T2×ΔF_{WR2_T2}(k)式中：ΔF_WR2(k)—当前控制周期k时刻2号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值ΔF_{WR2_T12}(k)—当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值ΔF_{WR2_P2}(k)—当前控制周期k时刻2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值ΔF_{WR2_T2}(k)—当前控制周期k时刻2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Weight_{T12_2}—1号机架与2号机架间张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制加权Weight_P2—2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数Weight_T2—2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数；5.9)1号机架和2号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值极限判断如果F_WR1(k)≥F_{WR1_upp}，并且ΔF_WR1(k)>0，则ΔF_WR1(k)＝0；如果F_WR2(k)≥F_{WR2_upp}，并且ΔF_WR2(k)>0，则ΔF_WR2(k)＝0；如果F_WR1(k)≤F_{WR1_low}，并且ΔF_WR1(k)<0，则ΔF_WR1(k)＝0；如果F_WR2(k)≤F_{WR2_low}，并且ΔF_WR2(k)<0，则ΔF_WR2(k)＝0；如果ΔF_WR1(k)>ΔF_{WR1_upp}，则ΔF_WR1(k)＝ΔF_{WR1_upp}；如果ΔF_WR1(k)<ΔF_{WR1_low}，则ΔF_WR1(k)＝ΔF_{WR1_low}；如果ΔF_WR2(k)>ΔF_{WR2_upp}，则ΔF_WR2(k)＝ΔF_{WR2_upp}；如果ΔF_WR2(k)<ΔF_{WR2_low}，则ΔF_WR2(k)＝ΔF_{WR2_low}；式中F_WR1(k)—当前控制周期k时刻1号机架工作辊弯辊力实测值F_WR2(k)—当前控制周期k时刻2号机架工作辊弯辊力实测值F_{WR1_upp}—1号机架工作辊弯辊力实测值允许上限F_{WR1_low}—1号机架工作辊弯辊力实测值允许下限F_{WR2_upp}—2号机架工作辊弯辊力实测值允许上限F_{WR2_low}—2号机架工作辊弯辊力实测值允许下限ΔF_{WR1_upp}—1号机架工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许上限ΔF_{WR1_low}—1号机架工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许下限ΔF_{WR2_upp}—2号机架工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许上限ΔF_{WR2_low}—2号机架工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许下限；5.10)输出1号机架和2号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值F_{WR1_ref}(k)＝F_WR1(k)+ΔF_WR1(k)F_{WR2_ref}(k)＝F_WR2(k)+ΔF_WR2(k)式中：F_{WR1_ref}(k)—当前控制周期k时刻1号机架工作辊弯辊力目标值F_{WR2_ref}(k)—当前控制周期k时刻2号机架工作辊弯辊力目标值；当前控制周期结束；6)将当前开始板形前馈控制周期k转换为(k+T)，其中T为前馈控制时间周期，重复步骤1)至5)。