[發(fā)明專利]基于單輥分解法偏心特征提取的軋機(jī)支撐輥偏心補(bǔ)償方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910301503.1
• 申請(qǐng)日: 2009-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN101879526A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛滿科;楊衛(wèi)東;張麗娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 牛滿科
• 主分類號(hào): B21B29/00
• 分類號(hào): B21B29/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

“基于單輥分解法偏心特征提取的軋機(jī)支撐輥偏心補(bǔ)償方法”屬于提高軋機(jī)軋制性能的輔助性控制補(bǔ)償方法。研究并提出該方法的目的，是為減輕由于軋機(jī)自身的偏心特性對(duì)軋件質(zhì)量造成的不良影響。

研究“基于單輥分解法偏心特征提取的軋機(jī)支撐輥偏心補(bǔ)償方法”的基本結(jié)構(gòu)框架如下所述，為了得到實(shí)施對(duì)軋機(jī)進(jìn)行偏心補(bǔ)償所需要的軋機(jī)機(jī)架基本偏心特性的數(shù)據(jù)信息，本方法依據(jù)偏心擾動(dòng)來源的不同，用上、下支撐輥的偏心等效輥模式對(duì)軋機(jī)的偏心特性曲線進(jìn)行分解，即將軋機(jī)的偏心特性按照上、下支撐輥的輥等效偏心空間進(jìn)行分解。等效輥偏心特征信息分解、提取、合成以及補(bǔ)償實(shí)施的主要步驟包括：

(一)根據(jù)上、下支撐輥相對(duì)獨(dú)立的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)差異，采用由支撐輥實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)確定的精確時(shí)間窗口方法，截取相應(yīng)支撐輥的偏心等效輥所特有的偏心特征曲線之描述向量的觀測(cè)向量；

(二)采用統(tǒng)計(jì)分析的方法，估計(jì)出該支撐輥的偏心等效輥的偏心特征曲線描述向量的估計(jì)向量；

(三)依據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)試獲得的上、下支撐輥轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)，即各支撐輥當(dāng)前的轉(zhuǎn)動(dòng)相位和兩輥轉(zhuǎn)動(dòng)的相對(duì)相位差，利用兩輥各自偏心特征向量數(shù)據(jù)的時(shí)間序列，采用基于模型的預(yù)測(cè)方法，計(jì)算上、下輥各自偏心特性補(bǔ)償成分中各自的預(yù)測(cè)值；

(四)依據(jù)兩個(gè)支撐輥的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)相位信息，合成用于對(duì)軋機(jī)偏心特性進(jìn)行實(shí)時(shí)直接補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)軋機(jī)偏心補(bǔ)償?shù)膶?shí)用方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)中提高板厚精度的技術(shù)主要是厚度自動(dòng)控制(簡(jiǎn)稱AGC)，AGC的控制精度是決定成品質(zhì)量的主要因素。軋機(jī)控制系統(tǒng)一般由兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，其中一級(jí)為基礎(chǔ)自動(dòng)化，包括軋機(jī)AGC基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)；二級(jí)為過程控制系統(tǒng)，包括軋機(jī)AGC過程控制系統(tǒng)。

AGC模型的基本原理是借助于測(cè)量軋制力和輥縫，通過模型計(jì)算來調(diào)整輥縫，保持出口厚度不變。但當(dāng)存在偏心時(shí)，軋制力的波動(dòng)與厚度的波動(dòng)是反方向的，AGC無法控制軋輥偏心造成的厚度波動(dòng)，也就無法消除軋輥偏心的影響，相反會(huì)造成錯(cuò)誤的調(diào)節(jié)，使厚度精度更差。

軋輥偏心(主要指支撐輥)是由軋輥本身的橢圓度或輥身和輥徑的不同軸誤差所產(chǎn)生的。就板帶材而言，軋輥偏心不僅對(duì)帶材厚度均勻產(chǎn)生直接的不良影響，而且會(huì)使常規(guī)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)質(zhì)量惡化，對(duì)帶材厚度均勻性產(chǎn)生間接的不良影響。隨著對(duì)帶材質(zhì)量要求的不斷提高，由軋輥偏心所帶來的不良影響越來越不容忽視，因此，軋輥偏心補(bǔ)償?shù)拈_發(fā)與應(yīng)用已勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

“基于單輥分解法偏心特征提取的軋機(jī)支撐輥偏心補(bǔ)償方法”研究方案的基本出發(fā)點(diǎn)如下，通過對(duì)軋機(jī)軋制運(yùn)轉(zhuǎn)的工作原理進(jìn)行詳盡分析，以及對(duì)大量軋機(jī)偏心特性研究文獻(xiàn)資料進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，我們得出，在支撐輥無打滑的情況下，有下列命題成立：

(1)在軋制過程中，任一支撐輥因制造形成的形狀不均勻?qū)е碌钠挠绊懶盘?hào)頻率，等同于該支撐輥機(jī)械旋轉(zhuǎn)的頻率；

(2)在軋制過程中，任一支撐輥因安裝轉(zhuǎn)軸與支撐輥軸心不重合導(dǎo)致的偏心影響信號(hào)的頻率，等同于該支撐輥機(jī)械旋轉(zhuǎn)的頻率；

(3)在軋制過程中，任一支撐輥因軋制中的熱膨脹造成的形狀不均勻變化導(dǎo)致的偏心影響信號(hào)的頻率，等同于該支撐輥機(jī)械旋轉(zhuǎn)的頻率；

(4)在軋制過程中，任一支撐輥因軋制運(yùn)動(dòng)機(jī)械磨損造成的形狀不均勻變化導(dǎo)致的偏心影響信號(hào)的頻率，等同于該支撐輥機(jī)械旋轉(zhuǎn)的頻率；

這里的頻率是指該信號(hào)重復(fù)出現(xiàn)的循環(huán)周期參數(shù)的倒數(shù)。

當(dāng)軋機(jī)軋制工作處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，對(duì)于任一支撐輥的各種偏心影響因素的穩(wěn)定狀態(tài)分析如下：

①支撐輥的幾何形狀的異常變化是一個(gè)極其緩慢的過程，在一定的使用壽命期限內(nèi)，相應(yīng)的支撐輥制造形狀不均勻?qū)е碌钠牧肯鄬?duì)保持不變；

②支撐輥的安裝轉(zhuǎn)軸的認(rèn)為基本不變，在一定的使用期限內(nèi)，相應(yīng)的支撐輥因安裝轉(zhuǎn)軸與支撐輥軸心不重合導(dǎo)致的偏心量相對(duì)保持不變；

③支撐輥的溫度相對(duì)保持不變，相應(yīng)的支撐輥熱膨脹形變導(dǎo)致的偏心量相對(duì)保持不變；

④支撐輥的磨損是一個(gè)緩慢的過程，在一定的使用周期內(nèi)，相應(yīng)的支撐輥磨損導(dǎo)致的偏心量相對(duì)保持不變；

在分析上述各種與支撐輥轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)的偏心因素時(shí)，暫時(shí)不考慮支撐輥的軸向形狀變化導(dǎo)致的偏心影響效果，支撐輥上同時(shí)發(fā)生軋制作用效果的任一條柱面線對(duì)軋件的偏心擾動(dòng)量，在一定時(shí)間段內(nèi)能夠保持一致性；在支撐輥轉(zhuǎn)動(dòng)軋制過程中，相應(yīng)于該狀態(tài)軋制力中的偏心擾動(dòng)成分也始終保持對(duì)應(yīng)的一致性。

對(duì)支撐輥輥表面柱面上，與由支撐輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸線出發(fā)的半平面相交的曲線方程為：

式中：