主动避免执行器饱和现象发生的冷轧带钢板形控制方法

摘要

本发明涉及主动避免执行器饱和现象发生的冷轧带钢板形控制方法，具体是：在线采集轧机传动装置的实时位置状态数据，结合各传动装置的板形调控功效系数计算出当前控制周期内轧机的板形调控能力，为有效滤除板形偏差中的不可控成分提供保证；依据当前控制周期内板形调控能力对板形偏差信号进行快速滤波处理，将板形偏差信号中的可控与不可控部分有效分离，只保留可控部分进行多变量优化控制器的设计，实时计算出轧机传动装置的控制调节量，主动避免执行器饱和现象的发生，减少了控制装置机械部件磨损并实现了冷轧带钢的高精度板形控制。本发明增加了板形控制装置的使用寿命，解决了板形控制效果变差的问题，为提高冷轧板形控制质量提供了便捷途径。

主权项

一种主动避免执行器饱和现象发生的冷轧带钢板形控制方法，其特征是：在线采集轧机传动装置的实时位置状态数据，结合各传动装置的板形调控功效系数计算出当前控制周期内轧机的板形调控能力，为有效滤除板形偏差中的不可控成分提供保证；依据当前控制周期内板形调控能力对板形偏差信号进行快速滤波处理，将板形偏差信号中的可控与不可控部分有效分离，只保留可控部分进行多变量优化控制器的设计，实时计算出轧机传动装置的控制调节量，主动避免执行器饱和现象的发生，减少了控制装置机械部件磨损并实现了冷轧带钢的高精度板形控制； 所述的冷轧带钢板形控制方法包括以下步骤： 步骤(1)：由板形偏差计算模块接收根据轧制工艺要求设定的目标板形分布信号和由板形仪在线测量的实际板形分布信号，计算出两者的偏差得到板形偏差信号δ； 步骤(2)：由轧机传动装置实时位置状态采集模块接收轧机传动装置实时位置信号，考虑单个控制周期内轧机各传动装置的动作极限、装置极限位置约束，计算出在当前控制周期内各轧机传动装置能够实现的最大动作冲程p； 步骤(3)：由板形调控能力在线评估计算模块接收步骤（2）输出的信号p和存储于板形计算机数据库内的板形控制执行器调控功效系数矩阵E，计算在各板形测量点处对应的轧机对该点板形偏差的最大和最小修正值：将每个传动装置的最大和最小动作冲程分别乘以其在该板形测量点处的功效系数构成一组数据，取各组数据最大值求和得到轧机对该点板形偏差的最大修正值，取各组数据最小值求和得到轧机对该点板形偏差的最小修正值；依次求得所有板形测量点处轧机对板形偏差的最大和最小修正值来表征当前控制周期内板形调控能力A； 步骤(4)：由板形偏差信号滤波处理模块接收板形偏差信号δ和当前控制周期内板形调控能力A，依据A对δ进行滤波处理：对应每一个板形测量点处的板形偏差，若其大于轧机对该点偏差的最大修正值，则将超出上限部分滤除，取最大修正值为该点滤波后的板形偏差；若其小于轧机对该点的最小修正值，则将超出下限部分滤除，取最小修正值为该点滤波后的板形偏差值；按照上述滤波规则得到滤波处理后的板形偏差信号g； 步骤(5)：由带钢板形多变量优化控制器接收滤波处理后的板形偏差信号g，利用多变量优化控制算法计算最优控制调节量u的计算； 步骤(6)：由补偿调节模块接收u和轧机传动装置的摩擦力、机械间隙信号，根据摩擦力、机械间隙信号的大小来对u进行补偿，计算并输出轧机传动装置动作的控制信号y； 步骤(7)：由轧机传动装置接收所述步骤(6)输出的轧机传动装置动作的控制信号y，对轧机倾辊或弯辊传动装置进行在线调节； 步骤(8)：由接触式板形仪接收本次调节后的实际出口板形分布信号，并通过工业以太网将该信号传送至步骤(1)中，用于下一控制周期的板形控制。