[發明專利]一種爐卷軋機帶鋼頭部位置跟蹤方法

有效

• 申請號: 202010732913.8
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN112024601B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 任曉懷;宗勝悅;熊創;張勇軍;張飛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學設計研究院有限公司
• 主分類號: B21B15/00
• 分類號: B21B15/00;B21B38/00;B21B37/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種爐卷軋機帶鋼頭部位置跟蹤方法，其特征在于：首先在爐卷軋機和卷取機之間的不同位置安裝兩個熱金屬檢測器，在爐卷軋機咬入以后，開始啟動帶鋼頭部位置跟蹤計算，并利用熱金屬檢測器上升沿信號對帶鋼頭部跟蹤位置進行修正，當帶鋼頭部經過第二個熱金屬檢測器并觸發上升沿信號時，對前滑值進行修正計算，然后利用修正后的前滑值完成后續的頭部跟蹤計算，最后通過修正后的前滑值對前滑計算模型進行自學習修正；

具體包括步驟如下：

(1)在爐卷軋機和卷取機之間安裝兩個熱金屬檢測器HMD₁和HMD₂；

(2)爐卷軋機帶鋼咬入以后，開始啟動帶鋼頭部位置跟蹤計算；

(3)當帶鋼頭部到達熱第一個熱金屬檢測器HMD₁位置并觸發熱金屬檢測器上升沿信號時，對帶鋼頭部跟蹤位置進行修正；

(4)當帶鋼頭部到達熱第二個熱金屬檢測器HMD₂位置并觸發熱金屬檢測器上升沿信號時，對前滑值進行修正計算，同時對帶鋼頭部跟蹤位置進行修正，然后利用修正后的前滑值進行頭部跟蹤計算；

(5)爐卷軋機帶鋼拋出以后，結束帶鋼頭部位置跟蹤計算，并利用修正后的前滑值對前滑計算模型自學習系數進行更新計算；

所述步驟(4)中對前滑值進行修正計算公式如下：

其中，S_h為前滑模型計算的前滑值；S_h′為修正計算后的前滑值；L₁₂為兩個熱金屬檢測器安裝間距；L_HTK1為觸發第一個熱金屬檢測器HMD₁上升沿信號修正后的帶鋼頭部位置；L_HTK2為觸發第二個熱金屬檢測器HMD₂上升沿信號修正前的帶鋼頭部跟蹤位置；K為前滑值修正因子，K取值范圍為0K≤1.0。

2.根據權利要求1所述的爐卷軋機帶鋼頭部位置跟蹤方法，其特征在于：所述熱金屬檢測器HMD₁靠近爐卷軋機安裝，熱金屬檢測器HMD₂靠近卷取機安裝，兩個熱金屬檢測器安裝間距為L₁₂，且滿足0.5L₁₂L_SC，其中，L_SC為爐卷軋機與卷取機間距，單位為m。

3.根據權利要求1所述的爐卷軋機帶鋼頭部位置跟蹤方法，其特征在于：所述步驟(2)中帶鋼頭部位置跟蹤計算通過爐卷軋機線速度和前滑值進行積分計算，計算公式為：

L_HTK＝∫v(1+S_h)dt，

其中，L_HTK為帶鋼頭部跟蹤位置；v為爐卷軋機軋輥線速度；S_h為前滑模型計算的前滑值。

4.根據權利要求1所述的爐卷軋機帶鋼頭部位置跟蹤方法，其特征在于：所述步驟(3)和步驟(4)中熱金屬檢測器上升沿信號對帶鋼頭部跟蹤位置的修正采用跟蹤修正窗口控制方式，當觸發熱金屬檢測器上升沿信號時，判斷此時帶鋼頭部跟蹤位置是否處于跟蹤修正窗口區間內，如果處于該區間范圍，則將帶鋼頭部跟蹤位置修正為當前熱金屬檢測器的位置，修正計算如下：

其中，L_HTK為帶鋼頭部跟蹤位置；L_i為第i個熱金屬檢測器與爐卷軋機的距離，i為熱金屬檢測器序號，i＝1或2；ΔL為跟蹤修正窗口閾值，ΔL取值范圍為0ΔL1.5，單位為m。

5.根據權利要求1所述的爐卷軋機帶鋼頭部位置跟蹤方法，其特征在于：所述前滑模型計算的前滑值的計算公式為：

其中，S_h為前滑模型計算的前滑值；γ為中性角；D為工作輥直徑，單位為mm；h為軋機出口帶鋼厚度，單位為mm；β為前滑值自學習系數；

中性角計算公式如下：

其中，α為咬入角；f為摩擦系數；

咬入角計算公式如下：

其中，H為軋機入口帶鋼厚度，單位為mm。

6.根據權利要求1所述的爐卷軋機帶鋼頭部位置跟蹤方法，其特征在于：所述步驟(5)中前滑計算模型自學習系數由修正計算后的前滑值與前滑模型計算的前滑值相比計算得出，然后利用指數平滑法對自學習系數進行更新計算，計算過程如下：

式中，β^*為前滑計算模型自學習系數計算值；S_h為前滑模型計算的前滑值；S_h′為修正計算后的前滑值；β為新的自學習系數；β′為舊的自學習系數；λ為平滑系數，λ取值范圍為0≤λ≤1。