[發(fā)明專利]主動避免執(zhí)行器飽和現(xiàn)象發(fā)生的冷軋帶鋼板形控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110269162.1
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102366758A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設計）人: 解相朋;趙菁
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: B21B37/28
• 分類號: B21B37/28
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發(fā)明涉及冷軋帶鋼領域，尤其涉及一種主動避免執(zhí)行器飽和現(xiàn)象發(fā)生的冷軋帶鋼板形控制系統(tǒng)。

背景技術

冷軋帶鋼是一種高附加值的鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品，用戶對冷軋帶鋼板形質(zhì)量方面的要求也隨著它的應用范圍的不斷擴大而越來越高。伴隨著計算機技術和控制技術的快速發(fā)展，板形在線控制技術已經(jīng)被成功應用于實際生產(chǎn)中并且取得了較好的控制效果。

傳統(tǒng)的板形控制系統(tǒng)及方法以最大限度消除板形偏差為優(yōu)化目標，在線計算出軋機各傳動裝置的調(diào)節(jié)量來改變出口板形。單從控制理論上來講，所計算出的調(diào)節(jié)量是消除板形偏差的最優(yōu)調(diào)節(jié)量，可以得到理想的控制效果；但是，從實際應用效果來看卻并不理想。分析其中原因，主要是由于現(xiàn)有板形調(diào)控手段并不能快速及時的消除任意形狀的板形偏差，例如傾輥裝置只能消除一次板形偏差、工作輥彎輥裝置只能消除二次板形偏差，而對于高次板形偏差這兩種控制手段則無能為力。當板形偏差中含有局部高點、突變信號和非對稱板形等高次板形偏差時，高次板形偏差會對調(diào)節(jié)量計算結果產(chǎn)生不利影響，通過傳統(tǒng)控制算法計算得到調(diào)節(jié)量常常會違反執(zhí)行器的物理約束，致使執(zhí)行器飽和現(xiàn)象時常發(fā)生。當執(zhí)行器飽和現(xiàn)象發(fā)生時，不僅不利于軋機設備的維護，也會導致后續(xù)的板形控制效果變差。

冷軋板形控制技術一直為國外公司所壟斷而導致進口冷軋板形控制系統(tǒng)價格昂貴，即使高價進口后由于不掌握核心技術在產(chǎn)品變規(guī)格后不能保證系統(tǒng)良好運行，因此進行冷軋板形控制核心技術的國產(chǎn)化研發(fā)勢在必行。

因而，如何在控制設計中消除高次板形偏差對板形控制算法計算結果產(chǎn)生的不利影響，最大限度地減小執(zhí)行器飽和現(xiàn)象發(fā)生的概率，實現(xiàn)高精度的冷軋帶鋼板形控制已成為冷軋帶鋼實際生產(chǎn)中一個亟待解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種主動避免執(zhí)行器飽和現(xiàn)象發(fā)生的冷軋帶鋼板形控制系統(tǒng)，以解決在傳統(tǒng)的冷軋帶鋼板形控制中由于執(zhí)行器飽和現(xiàn)象時常發(fā)生而引起板形控制效果變差的技術問題。

本發(fā)明解決其技術問題采用以下的技術方案：

本發(fā)明提供的主動避免執(zhí)行器飽和現(xiàn)象發(fā)生的冷軋帶鋼板形控制系統(tǒng)，包括：依次連接的板形偏差計算模塊、板形偏差信號濾波處理模塊、帶鋼板形多變量優(yōu)化控制器、補償調(diào)節(jié)模塊、軋機傳動裝置，軋機傳動裝置的輸出一端經(jīng)軋機傳動裝置實時位置狀態(tài)采集模塊、當前板形調(diào)控能力在線評估計算模塊與板形偏差信號濾波處理模塊相連，軋機傳動裝置的輸出另一端與補償調(diào)節(jié)模塊相連，軋機傳動裝置的輸出第三端經(jīng)軋機出口板形與在線板形測量模塊相連，在線板形測量模塊的輸出端與板形偏差計算模塊相連。

所述的板形偏差計算模塊，可以根據(jù)帶鋼寬度和板形儀測量區(qū)域?qū)挾鹊钠ヅ淝闆r選定沿帶鋼寬度方向板形測量點的個數(shù)，然后根據(jù)軋制工藝要求設定這些板形測量點處的目標板形分布，同時接收板形儀在線測量的所述板形測量點處的實際板形分布信號，計算兩者之間的偏差δ。

所述的板形偏差信號濾波處理模塊，可以與所述板形偏差計算模塊和當前板形調(diào)控能力在線評估計算模塊相連接時分別接收偏差信號δ和A，進行板形偏差信號的濾波處理：對于每一個板形測量點處的板形偏差，如果它超過軋機在該點的當前控制周期內(nèi)板形調(diào)控能力，則將超出部分過濾掉，只保留屬于當前控制周期內(nèi)板形調(diào)控能力A內(nèi)的板形偏差，輸出濾波處理后的板形偏差信號g。

所述帶鋼板形多變量優(yōu)化控制器，可以與所述板形偏差信號濾波處理模塊相連接時接收濾波后的板形偏差信號g，進行多變量優(yōu)化控制調(diào)節(jié)量計算，輸出控制信號u。

所述補償調(diào)節(jié)模塊，可以用于接收控制信號u和三種軋機傳動裝置的摩擦力、機械間隙信號，并對控制信號u進行摩擦力、機械間隙補償，計算并輸出軋機傳動裝置動作的控制信號y。

所述軋機傳動裝置，可以與所述述補償調(diào)節(jié)模塊相連接時接收補償信號y，依據(jù)補償信號y來對傾輥裝置、工作輥彎輥裝置和中間輥彎輥裝置進行在線調(diào)節(jié)。

所述在線板形測量模塊與接觸式板形儀配合使用，該模塊可以周期性地在線測量沿帶鋼寬度方向上若干個板形測量點的實際板形分布信號，并將其傳送給所述板形偏差計算模塊；接觸式板形儀安裝在軋機出口處一定距離以內(nèi)，且其與導向輥的中心距離大于所軋帶鋼寬度。