[發明專利]一種采用ADRC變加速補償的熱軋飛剪控制方法

有效

• 申請號: 202110467059.1
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113145926B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 張飛;劉海志;李靜;郭強;黃學忠;潘料庭;劉德強;韋代超;黃奕燁;李駿;劉心爽;郭楊
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;廣西北港新材料有限公司
• 主分類號: B23D36/00
• 分類號: B23D36/00;G05B19/416
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 朱艷華

1.一種采用ADRC變加速補償的熱軋飛剪控制方法，其特征在于，所述方法基于自抗擾控制技術，在帶鋼速度發生波動的情況下，剪刃加速度也跟隨變化，實現變加速剪切，通過變加速來補償飛剪在加速過程中帶鋼速度變化引起的誤差；

所述方法包括如下步驟：

步驟一：安裝測量系統，所述測量系統包括速度檢測回路和位置檢測回路兩個檢測回路；所述速度檢測回路用于對熱軋帶鋼速度和剪刃速度實時監控；所述位置檢測回路用于帶鋼標定部位前進距離的檢測和剪切裝置剪刃位置的精確檢測；

步驟二：對剪切裝置的剪切位置、剪切速度進行初始設定；

步驟三：安裝在剪機前機架電機軸承上的碼盤所記錄的脈沖數與軋輥所轉過的角度成正比、且與軋件所行進的距離成正比；軋件頭尾部經過面陣相機時，高速計數器啟動累加所述碼盤的脈沖數，當計數值達到預設定的數值時，飛剪啟動，剪切結束后停到指定位置；

步驟四：基于自抗擾控制技術對飛剪速度進行變加速補償控制，當帶鋼速度發生變化波動時，在自抗擾控制器的控制下，飛剪依舊能以預定剪切速度實現精準剪切；

其中，所述自抗 擾控制器包括跟蹤-微分器、擴張狀態觀測器、非線性狀態誤差反饋控制器；通過對所述跟蹤-微分器、所述擴張狀態觀測器以及所述非線性狀態誤差反饋控制器進行參數整定，使得剪刃的速度能夠被精確控制，保證響應時間和控制效果。

2.根據權利要求1所述一種采用ADRC變加速補償的熱軋飛剪控制方法，其特征在于，步驟一中，所述速度檢測回路包括激光測速儀和編碼器；所述位置檢測回路包括碼盤和能夠對熱軋帶鋼圖像快速等時間隔采樣的面陣相機；

所述編碼器和所述碼盤安裝在剪機前機架電機軸承上，所述激光測速儀和所述面陣相機安裝在剪切設備前一段距離的熱軋線上；所述激光測速儀垂直于帶鋼的表面，所述面陣相機安裝于帶鋼生產線斜上方，同所述激光測速儀所發射的激光線成30～60°夾角；

為保證檢測效果，全部檢測裝置檢測點的位置到剪刃的距離應該滿足3Rθ＜S＜5Rθ，其中S是檢測點的位置到剪刃的距離，R是剪切裝置剪刃的半徑，θ是剪刃初始的角度，弧度制。

3.根據權利要求1所述一種采用ADRC變加速補償的熱軋飛剪控制方法，其特征在于，步驟二中，剪刃的初始剪切速度為初始加速度為

其中，L是剪切點到剪切裝置的距離，V₁是帶鋼的線速度，V₂是剪刃的線速度，θ是剪刃初始的角度，弧度制，R是剪切裝置剪刃的半徑。

4.根據權利要求1所述一種采用ADRC變加速補償的熱軋飛剪控制方法，其特征在于，采用KNN算法對帶鋼速度處理，作為自抗擾控制器的輸入；

其中，V_a是采用KNN算法處理后的帶鋼速度，V₁，V₂，……,V_K是當前帶鋼速度的K個采樣點。

5.根據權利要求1所述一種采用ADRC變加速補償的熱軋飛剪控制方法，其特征在于，步驟四中，通過剪刃速度變加速的方式來補償帶鋼速度變化在剪切過程中的誤差，實時測試生成的速度曲線圖，在帶鋼速度變化情況下，飛剪變加速剪切，在剪切時刻達到帶鋼速度。