[發(fā)明專利]一種基于軋機扭振測試分析的板帶恒張力活套控制方法

有效

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• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112207136B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 彭艷;崔金星;孫建亮;邢建康;胡大坤
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B37/50
• 分類號: B21B37/50
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術領域，特別涉及一種基于軋機扭振測試分析的板帶恒張力活套控制方法。其基于軋機振動測試分析信號解析傳動系統(tǒng)扭振狀態(tài)下的振動特性，對軋機扭轉(zhuǎn)振動狀態(tài)進行綜合描述，將扭振造成板帶速度變化描述反饋到軋機活套張力控制系統(tǒng)，以描述板帶速度變化引起的張力變化設計活套前饋控制，保證張力在系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動狀態(tài)下的穩(wěn)定，同時綜合工藝參數(shù)反饋控制技術，保證板帶在機架間張力恒定。本發(fā)明研究的優(yōu)點為實現(xiàn)了基于傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動信號數(shù)字處理的軋機張力前饋?反饋綜合控制，保證了板帶軋機軋制過程中的穩(wěn)定運行。

技術領域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其涉及軋制過程熱連軋機組活套對軋制張力的穩(wěn)定性控制方法。

背景技術

隨著鋼鐵技術自動化水平的發(fā)展，板帶軋制過程隨系統(tǒng)穩(wěn)定性要求越來越高。隨著傳感器技術和動態(tài)信號測試技術的研究，軋機動態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)可以得到隨時監(jiān)控。軋機扭轉(zhuǎn)振動是影響軋制界面穩(wěn)定性的關鍵因素，根據(jù)測定的軋機扭振特征可以提取軋機傳動系統(tǒng)速度偏差，而軋機轉(zhuǎn)速將影響板帶張力，活套對張力的反饋控制一直存在滯后性，造成系統(tǒng)穩(wěn)定性無法保證。

基于傳動系統(tǒng)接軸扭轉(zhuǎn)信號前饋控制軋機活套動作，主要任務就是將軋機傳動扭轉(zhuǎn)振動特征信號進行分析，并將信號轉(zhuǎn)化成控制信號作用與活套輥的動作過程中。理想活套張力控制是保證板帶張力穩(wěn)定，而將軋機傳動系統(tǒng)扭振信息作為活套動態(tài)作用的基礎，使活套向穩(wěn)定區(qū)間收斂，降低板帶在機架間的“拉拽作用”。

對軋制技術動態(tài)工藝參數(shù)穩(wěn)定性控制方法研究是實現(xiàn)軋制穩(wěn)定性的關鍵，對于熱軋帶鋼精軋機組高速軋制狀態(tài)下板帶張力控制技術的研究除了綜合穩(wěn)定控制系統(tǒng)不出現(xiàn)結構問題外，還可體通過對活套的精準控制從而實現(xiàn)板帶在機架間的穩(wěn)定狀態(tài)。在線活套監(jiān)測和動態(tài)控制技術的應用在一定程度上軋輥運行狀態(tài)失穩(wěn)造成的板帶波動，保證了板帶張力能夠維持在一定的波動范圍內(nèi)。但另一方面，單純應用活套反饋控制技術對軋制過程穩(wěn)定性控制具有滯后性、精度差等缺陷，而基于動態(tài)信號測試技術，將軋機扭振造成的轉(zhuǎn)速波動直接應用于軋機活套的前饋控制，建立相關控制模型是一個關鍵所在。在軋制過程中，監(jiān)控軋機扭轉(zhuǎn)振動的方法一般是研究軋機接軸扭轉(zhuǎn)應變狀態(tài)。為了表征傳動系統(tǒng)扭振特征對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，本發(fā)明將軋機運轉(zhuǎn)過程扭振數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為板帶在機架間運行速度的變化，根據(jù)前饋補償增加到軋機活套角的反饋控制當中，即形成基于動態(tài)信號測試的活套恒張力前饋-反饋控制方法。因此，基于軋機扭振信號動態(tài)測試的板帶恒張力活套控制方法主要分析活套傳動系統(tǒng)扭振狀態(tài)對板帶張力的影響，根據(jù)測試數(shù)據(jù)求得扭振對板帶速度影響，設計前饋控制方式作用于活套角調(diào)整，結合活套張力反饋控制技術，實現(xiàn)機架間板帶張力和運動的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是針對軋機傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動造成的板帶張力動態(tài)失穩(wěn)，通過活套反饋調(diào)整存在滯后性，并造成板帶在機架間的波動問題，提供了一種基于扭轉(zhuǎn)振動信號測試的板帶恒張力控制方法，該方法可以實現(xiàn)在動態(tài)軋制過程中板帶失穩(wěn)引發(fā)的生產(chǎn)問題。

具體地，本發(fā)明提供一種基于軋機扭振測試分析的板帶恒張力活套控制方法，其包括以下步驟：

S1、動態(tài)采集軋機扭振信息，并提取動態(tài)扭振應變數(shù)據(jù)特征，獲得動態(tài)參數(shù)，將應變片貼在軋機主軸上，根據(jù)應變片測量信息實時得到多模態(tài)動態(tài)應變量，并通過快速傅里葉變換方法提取應變片測得的動態(tài)應變量中成分組成ε_d，表示為其中，t表示時間，t₀表示初始時間，A_i為分解后第i模態(tài)應變幅值，f_i為第i模態(tài)頻率，ε₀為設定的ε_d的初始值；

S2、根據(jù)軋制工藝參數(shù)設定扭振傳動系統(tǒng)狀態(tài)評價參量α，判斷動態(tài)扭振應變幅值比A與α的關系，若則進入步驟S3，如A＜α，則返回步驟S1，繼續(xù)提取動態(tài)扭振應變數(shù)據(jù)特征，直至動態(tài)扭振應變幅值比A大于α，進入步驟S3；

S3、計算由軋機扭振造成的板帶出口速度，并輸入到現(xiàn)有的活套控制系統(tǒng)中：

軋機扭轉(zhuǎn)振動造成的軋機工作輥轉(zhuǎn)速表示為：