[發明專利]一種基于機架間跑偏檢測的精軋穿帶調平控制方法

有效

• 申請號: 202210264153.1
• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN114713645B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 何海楠;周杰;徐冬;彭功狀;王曉晨;楊荃;閆書宗;丁吉杰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B21B37/58
• 分類號: B21B37/58
• 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;于春曉

1.一種基于機架間跑偏檢測的精軋穿帶調平控制方法，其特征在于，采用前饋+反饋控制模型計算得到精軋各機架的輥縫動態調整值，實現帶鋼頭部跑偏的快速糾正，該方法對F1機架、F2～F7機架采用不同的控制策略，F1機架通過中間坯測量儀表得到數據結合立輥參數在立輥咬鋼后對F1機架進行穿帶輥縫調平控制；F2～F7入口跑偏及F2～F6出口跑偏直接通過機架上方安裝的高頻相機采集，F7機架出口跑偏由出口多功能儀獲取，根據本機架采集到的入口跑偏信息，計算得出本機架的穿帶輥縫調平值，帶鋼穿過本機架后根據下一機架上方相機，采集得到本機架的出口跑偏值迅速對本機架進行二次調整，實現精軋各機架前饋+反饋的調節；

所述F1機架的咬鋼前前饋控制及咬鋼后反饋控制的穿帶跑偏輥縫調平值具體計算過程如下：

S11：從PLC獲取實時數據L1，實時數據L1包括機架剛度K、軋制力預報值P、帶鋼寬度b、軋輥兩側壓下液壓缸的距離L、板坯塑性系數Q；

S12：計算F1機架咬鋼前前饋控制的穿帶輥縫調平值：

咬鋼前，F1機架根據跑偏值與軋制參數綜合計算得到的穿帶輥縫調平值為：

式中：

ΔS_out[1]——F1機架咬鋼前穿帶輥縫調平值；K——機架剛度；L——軋輥兩側壓下液壓缸的距離；b——帶鋼寬度；Q——板坯塑性系數；P——軋制力；ΔZ——F1機架入口粗軋來料跑偏值；

S13：計算F1機架咬鋼后反饋控制的穿帶輥縫調平值：

咬鋼后，根據測得本機架的出口跑偏值，迅速對本機架進行二次調整：

式中：

——F1機架咬鋼后穿帶輥縫調平值；

u₁——F1機架反饋調控系數，u₁＝0.0015；

——F1機架出口帶鋼實時跑偏值；

所述F1機架入口粗軋來料跑偏值考慮來料中間坯位置形狀以及與立輥的耦合關系，采用有限元軟件建立立輥-軋件輥系一體化模型，進行多工況仿真求解，具體方法如下：

根據粗軋機出口的測寬儀跑偏數據及粗軋來料數據計算F1機架入口粗軋來料跑偏值，具體計算流程如下：

F1機架入口中心線偏移的理論模型為：

ΔZ＝f(L₁,L₂,L₃,α)+L_F1E

式中：

L₁—鐮刀彎彎曲長度；L₂—鐮刀彎彎曲量；L₃—板坯偏移量；α—板坯旋轉角度；L_F1E—立輥偏移量；ΔZ—F1機架入口粗軋來料跑偏值；

采用有限元軟件建立立輥-軋件輥系一體化模型，并進一步設計正交試驗得到F1機架入口偏移計算模型各項系數，從而確定：

ΔZ＝L₂+L₃+L_F1E+k₁L₁+k₂L₂+k₃(L₃-L_F1E)+k₀

式中：

k₁——彎曲長度影響系數；k₂——彎曲量影響系數；k₃——偏移影響系數；k₀——常數項；k₀、k₁、k₂、k₃范圍為[-1,1]；

所述F2～F7機架咬鋼前前饋控制及咬鋼后反饋控制的輥縫調平值具體計算過程如下：

S21：從PLC獲取實時數據L1，實時數據L1包括機架剛度K、軋制力預報值P、帶鋼寬度b、軋輥兩側壓下液壓缸的距離L、板坯塑性系數Q；

S22：獲取F2～F7機架入口實時跑偏值D_out[i]及出口實時跑偏值

F2～F7入口跑偏值及F2～F6出口跑偏值直接通過機架上方安裝的高頻相機采集獲取，F7機架出口跑偏值由出口多功能儀獲取；

S23：計算F2～F7機架咬鋼前前饋控制的穿帶輥縫調平值：

咬鋼前，Fi機架的穿帶輥縫調平值為：

式中：

ΔS_out[i]——Fi機架咬鋼前穿帶輥縫調平值；K_i——Fi機架剛度；L——軋輥兩側壓下液壓缸的距離；b——帶鋼寬度；Q_i——板坯塑性系數；P_i——Fi機架軋制力；ΔD_out[i]——Fi機架咬鋼前入口帶鋼實時跑偏值；

S24：計算F2～F7機架咬鋼后反饋控制的穿帶輥縫調平值：

咬鋼后，根據機架間高頻相機或F7出口多功能儀測得本機架的出口跑偏值迅速對本機架進行二次調整：

式中：

——Fi機架咬鋼后穿帶輥縫調平值；

u_i——Fi機架反饋調控系數，u₂＝0.0015，u₃＝0.0015，u₄＝0.0012，u₅＝0.0012，u₆＝0.0012，u₇＝0.0012；

——Fi機架咬鋼后出口帶鋼實時跑偏值。

2.根據權利要求1所述的基于機架間跑偏檢測的精軋穿帶調平控制方法，其特征在于，所述S22中F2-F6機架通過安裝在機架上方的高頻相機，F7通過安裝的出口多功能儀，以每秒300-1500幀的高頻圖像進行采集，利用視覺檢測得到帶鋼實時跑偏值。