一种冷轧带钢板形前馈控制方法

摘要

本发明公开了一种冷轧带钢板形前馈控制方法，包括：A、计算出相邻控制周期之间的轧制力变化量；B、利用轧制过程现场数据进行单位轧制力变化量所引起板形变化量的在线自学修正；C、根据当前相邻控制周期间的轧制力变化量、自学修正后的单位轧制力变化量所引起板形变化量、轧机板形调控装置的板形调控系数计算出轧机工作辊最优弯辊调节量和中间辊最优弯辊调节量；D、输出轧机工作辊最优弯辊调节量和中间辊最优弯辊调节量到轧机工作辊和中间辊弯辊装置，完成板形前馈控制。本发明的冷轧带钢板形前馈控制系统，能够实现以最优工作辊和中间辊弯辊调节量来对在冷轧带钢轧制过程中，由于轧制力频繁波动造成的板形质量变坏问题的有效控制。

主权项

一种冷轧带钢板形前馈控制方法，其特征在于，包括：A、根据每个控制周期内在线实测的轧制力计算出相邻控制周期之间的轧制力变化量；B、利用轧制过程现场数据进行单位轧制力变化量所引起板形变化量的在线自学习修正；C、根据当前相邻控制周期间的轧制力变化量、自学习修正后的单位轧制力变化量所引起板形变化量、轧机板形调控装置的板形调控系数计算出轧机工作辊最优弯辊调节量和中间辊最优弯辊调节量；D、输出轧机工作辊最优弯辊调节量和中间辊最优弯辊调节量到轧机工作辊和中间辊弯辊装置，完成本控制周期内的板形前馈控制；其中，所述步骤B中，通过以下公式进行在线自学习修正：Δfi＝Δf′i+vi×ΔF′×Δσi，i＝1,2,...,n式中，n为接触式板形仪对于所轧带钢的有效板形测量点个数；Δfi为自学习修正后的第i个板形测量点处单位轧制力变化量所引起板形变化量，单位为板形国际单位I/KN或者I/MN；Δf′i为自学习修正前的第i个板形测量点处单位轧制力变化量所引起板形变化量；vi为第i个板形测量点处的学习因子，通常取值为0.3～2.0之间；ΔF′为前一控制周期与前二控制周期的轧制力之差；Δσi为由于前一控制周期与前二控制周期的轧制力波动所造成的第i个板形测量点处带钢板形的变化量；所述步骤C中，通过以下方法计算出轧机工作辊最优弯辊调节量和中间辊最优弯辊调节量：C1、建立如下冷轧带钢板形前馈控制模型： ΔF × Δ f 1 Δ f 2 · · · Δ f n = E 1 w E 1 I E 2 w E 2 I · · · · · · E nw E nI × u W u I + δ 1 δ 2 · · · δ n , 式中，ΔF为当前相邻控制周期间的轧制力变化量，Eiw表示第i个板形测量 点处对应的工作辊弯辊装置的板形调控系数，单位为I/KN；EiI表示第i个板形测量点处对应的中间辊弯辊装置的板形调控系数，单位为I/KN；uw为板形前馈控制方法给出的轧机工作辊弯辊装置调节量，单位为KN；uI为板形前馈控制方法给出的轧机中间辊弯辊装置调节量，单位为KN；δi为由于Δfi与其实际值之间存在的偏差造成的模型误差；C2、定义模型控制变量的目标优化函数，利用正交分解最小二乘算法在线计算出轧机工作辊和中间辊的最优弯辊调节量；其中，目标优化函数为： J = Σ i = 1 n ( ΔF × Δ f i - E iW × u W - E iI × u I ) 2 首先利用Gram‑Schmidt矩阵正交分解算法对工作辊和中间辊板形调控系数矩阵做如下处理： E 1 W E 1 I E 2 W E 2 I · · · · · · E nW E nI = w 11 w 12 w 21 w 22 · · · · · · w n 1 w n 2 × 1 a 0 1 , 其中， Σ i = 1 n w i 1 × w i 2 = 0 ; 然后计算uw和uI的最优调节量： u W u I = 1 a 0 1 - 1 × ( w 11 w 12 w 21 w 22 · · · · · · w n 1 w n 2 T × w 11 w 12 w 21 w 22 · · · · · · w n 1 w n 2 ) - 1 × w 11 w 12 w 21 w 22 · · · · · · w n 1 w n 2 × ΔF × Δ f 1 ΔF × Δ f 2 · · · ΔF × Δ f n , 其中，wi1（i=1，2，…，n）为正交分解后第i个板形测量点处对应的工作辊弯辊装置的板形调控系数；wi2（i=1，2，…，n）为正交分解后第i个板形测量点处对应的中间辊弯辊装置的板形调控系数，a为工作辊和中间辊板形调控系数矩阵的正交分解右矩阵的非对角元素。