冷軋帶鋼板形控制技術(shù)的研究與應用.pdf

1、隨著用戶對冷軋帶鋼質(zhì)量要求的不斷提高，板形質(zhì)量已成為冷軋帶鋼最重要的質(zhì)量指標之一，因此，板形控制技術(shù)的研究一直是冷軋自動化研究的熱點。本文以開發(fā)可以滿足高精度板形控制要求的冷軋板形控制系統(tǒng)為出發(fā)點，對板形檢測技術(shù)、板形設(shè)定系統(tǒng)、板形閉環(huán)控制系統(tǒng)、板形前饋控制以及板形閉環(huán)控制核心模型等內(nèi)容進行了研究，并將研究成果應用于某1250mm單機架六輥可逆冷軋的板形控制系統(tǒng)改造中，取得了良好的效果。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)分別研究了以A

2、BB壓磁式和BFI壓電式為代表的主流冷軋板形輥的結(jié)構(gòu)與特點，推導了不同包角下的板形測量值表達式。同時，研究了板形測量信號的標定與濾波方法，建立了邊部測量段的徑向力修正模型、故障測量段的徑向力計算模型、帶鋼厚度分布的計算模型，并通過現(xiàn)場實際應用驗證了板形測量值計算模型的精度。
　　(2)以板形調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)控能力和軋制過程中板形調(diào)節(jié)機構(gòu)的動態(tài)特性為依據(jù)給出了針對板形調(diào)節(jié)機構(gòu)的優(yōu)先級設(shè)定策略，以影響函數(shù)法為例給出了板形調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)定計算的

3、流程。建立了以帶鋼凸度控制、平直度控制以及滿足后續(xù)加工要求為原則的板形目標曲線設(shè)定模型?；趯嶋H生產(chǎn)狀況，研究制定了卷取形狀、設(shè)備安裝幾何誤差、帶鋼橫向溫差、帶鋼邊部減薄、板形調(diào)節(jié)機構(gòu)手動調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)的板形目標曲線動態(tài)修正補償模型。以此為基礎(chǔ)，結(jié)合實際生產(chǎn)狀況開發(fā)了板形目標曲線設(shè)定軟件，并通過實例驗證了板形目標曲線設(shè)定的實際應用效果。
　　(3)開發(fā)了板形調(diào)控功效的自學習模型，并以板形調(diào)控功效系數(shù)為基礎(chǔ)，運用帶約束的最小二乘算法建立

4、了多變量最優(yōu)板形控制算法。制定了接力方式的板形偏差控制策略，并給出了板形調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)量輸出前的變增益補償方法。分析了檢測環(huán)節(jié)的滯后對控制系統(tǒng)的影響，研究了系統(tǒng)滯后的補償方案。將Smith預估器引入了板形閉環(huán)控制系統(tǒng)中進行滯后補償，并進行了板形控制系統(tǒng)建模和仿真實驗。對板形控制系統(tǒng)的仿真結(jié)果進行了分析，根據(jù)軋制速度的不同建立了不同的閉環(huán)控制方式，即:控制系統(tǒng)外環(huán)為最優(yōu)板形控制算法，高速軋制時內(nèi)環(huán)為常規(guī)PID控制方式，低速軋制時內(nèi)環(huán)為Smi

5、th預估+PID控制方式。
　　(4)分析了工作輥彎輥、中間輥彎輥以及軋制力的板形調(diào)控功效，研究制定了以工作輥彎輥和中間輥彎輥為執(zhí)行機構(gòu)來補償軋制力波動的板形前饋控制策略。同時，以板形調(diào)控功效為基礎(chǔ)，建立了基于最小二乘算法的板形前饋控制模型。
　　(5)針對現(xiàn)場生產(chǎn)狀況，通過理論分析計算和實際軋制實驗，分別制定了中間輥橫移速度控制模型、工作輥彎輥超限替代控制模型、非對稱彎輥控制模型、工作輥分段冷卻的模糊控制模型等板形閉環(huán)控制

6、的核心模型。通過實際應用考察了相關(guān)模型應用效果。
　　(6)完成了板形控制系統(tǒng)硬件平臺的配置與離線測試，開發(fā)出了相關(guān)的板形控制系統(tǒng)軟件。為了檢驗板形控制系統(tǒng)對多種厚度規(guī)格帶鋼的板形控制效果，分別考察了常規(guī)厚度規(guī)格和超薄規(guī)格帶鋼的板形控制效果，分析了板形控制過程中各個板形調(diào)節(jié)機構(gòu)的動態(tài)響應特性、單位控制周期調(diào)節(jié)量的變化以及相應的板形控制偏差變化。
　　本文的研究結(jié)果針對板帶冷軋機的板形控制，具有較強的實用性。目前，基于這些板形