[發明專利]基于速度前饋的直拉式冷軋機張力控制方法

有效

• 申請號: 201210048625.6
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102527740A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李建平;孫濤;牛文勇;王貴橋;花福安;鄒杰
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B21B37/48
• 分類號: B21B37/48
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

1.一種基于速度前饋的直拉式冷軋機張力控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：確定軋件在軋機入口處的線速度設定值和出口處的線速度設定值；

軋件在軋機入口處的線速度設定值的計算公式為：

V_{TS_in}＝(1-b)·V_R????(1)

式中，V_{TS_in}-軋件在軋機入口處的線速度設定值，

V_R-軋輥的實際線速度，

b-軋件的后滑率，

軋件在軋機出口處的線速度設定值的計算公式為：

V_{TS_out}＝(1+f)·V_R????(2)

式中，V_{TS_out}-軋件在軋機出口處的線速度設定值，

V_R-軋輥的實際線速度，

f-軋件的前滑率，

其中，

b=1-VTA_inVR---(3)]]>

式中，V_{TA_in}-軋機入口處的實際線速度，

f=VTA_outVR-1---(4)]]>

式中，V_{TA_out}-軋機出口處的實際線速度；

步驟二：確定入口張力液壓缸的速度前饋控制的伺服閥控制量，出口張力液壓缸的速度前饋控制的伺服閥控制量；

入口張力液壓缸的速度前饋控制的伺服閥控制量的計算公式為：

UFF_in=100·C·VTS_in·SHQN·ΔPNΔPin---(5)]]>

式中，U_{FF_in}-入口張力液壓缸的速度前饋控制的伺服閥控制量，

C-量綱常數，

S_H-張力液壓缸有桿腔的環形面積，

Q_N-伺服閥閥口的額定流量，

ΔP_N-伺服閥閥口的額定壓差，

V_{TS_in}-軋件在軋機入口處的線速度設定值，

ΔP_in-入口張力液壓缸伺服閥閥口的壓力差，

出口張力液壓缸的速度前饋控制的伺服閥控制量的計算公式為：

UFF_out=100·C·VTS_out·SHQN·ΔPNΔPout---(6)]]>

式中，U_{FF_out}-出口張力液壓缸的速度前饋控制的伺服閥控制量，

C-量綱常數，

S_H-張力液壓缸有桿腔的環形面積，

Q_N-伺服閥閥口的額定流量，

ΔP_N-伺服閥閥口的額定壓差，

V_{TS_out}-軋件在軋機出口處的線速度設定值，

ΔP_out-出口張力液壓缸伺服閥閥口的壓力差；

步驟三：確定入口張力液壓缸的張力反饋控制的伺服閥控制量，出口張力液壓缸的張力反饋控制的伺服閥控制量；

所述張力反饋控制的張力反饋控制器采用一個PID控制器，根據張力設定值和張力檢測值的偏差，調整張力液壓缸伺服閥的開口度，進行張力閉環控制；

經PID控制器輸出的入口張力液壓缸的張力反饋控制的伺服閥控制量為U_{FB_in}，經PID控制器輸出的出口張力液壓缸的張力反饋控制的伺服閥控制量為U_{FB_out}；

步驟四：確定最終的入口張力液壓缸的伺服閥控制量和出口張力液壓缸的伺服閥控制量；

最終的入口張力液壓缸的伺服閥控制量的計算公式為：

U_in＝U_{FF_in}+U_{FB_in}????(7)

式中，U_in-最終的入口張力液壓缸的伺服閥控制量，

U_{FF_in}-入口張力液壓缸的速度前饋控制的伺服閥控制量，

U_{FB_in}-入口張力液壓缸的張力反饋控制的伺服閥控制量，

最終的出口張力液壓缸的伺服閥控制量的計算公式為：

U_out＝U_{FF_out}+U_{FB_out}????(8)

式中，U_out-最終的出口張力液壓缸的伺服閥控制量，

U_{FF_out}-出口張力液壓缸的速度前饋控制的伺服閥控制量，

U_{FB_out}-出口張力液壓缸的張力反饋控制的伺服閥控制量；

步驟五：將步驟四中確定的最終的入口張力液壓缸的伺服閥控制量和出口張力液壓缸的伺服閥控制量送入控制系統，由控制系統對入口張力液壓缸伺服閥和出口張力液壓缸伺服閥進行調節。

2.根據權利要求1所述的一種基于速度前饋的直拉式冷軋機張力控制方法，其特征在于在步驟三中加入非線性補償環節，其具體方法如下：

將PID控制器的增益K_P用K′_P代替，其關系式如下：

KP′=KP·ΔPNΔP---(9)]]>

式中，ΔP_N-伺服閥閥口的額定壓差，

ΔP-伺服閥閥口壓力差。