[发明专利]周期性变厚度带材轧制过程中张力的控制方法及控制系统

说明书

技术领域：

本发明属于轧制技术领域，特别涉及一种周期性变厚度带材轧制过程中张力的控制方法及控制系统。

背景技术：

张力是轧制周期性变厚度带材的一个重要参数，合理设定并有效控制张力值，尽可能减少周期性轧制过程中在各个区段内张力的波动，对轧制过程的稳定性和产品的质量有重要影响。张力具有降低轧制力、加大道次压下量、防止轧件跑偏、改善板形等方面的有利作用。由于变厚度带材的轧制过程中厚区、薄区及过渡区轧件的厚度和轧制条件不同，因此，各区设定的张力值也不相同；在轧制过程中需要周期性地不断改变张力，这就为张力控制增加了难度。周期性变厚度带材轧制过程中的张力控制要求稳态精度高，响应快速，真实性高；而现有的张力控制方法是一种开环控制方式，即通过控制开卷机、卷取机电动机的转矩来间接实现对张力的控制，因此，现有的张力控制方法不能满足周期性变厚度带材轧制过程中对张力的控制要求。

发明内容：

针对现有的张力控制方法不能满足周期性变厚度带材轧制过程中对张力控制要求的问题，本发明提供一种可满足周期性变厚度带材轧制过程中对张力控制要求的张力控制方法及控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种周期性变厚度带材轧制过程中张力的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：在轧件上对周期性变厚度带材的厚区、薄区和过渡区进行分段；

步骤二：设定周期性变厚度带材的厚区、薄区和过渡区的前、后张力值；

步骤三：通过控制系统的卷径测量仪测量当前的带材卷径，再根据步骤二中设定的张力值确定当前的张力转矩设定值，实现基于最大转矩限幅的张力开环控制；同时，通过张力计检测的张力值与步骤二中设定的张力值相比较，得到张力的偏差，实现张力的闭环控制，确定张力转矩的附加量；并通过电动机加、减速时的动态转矩补偿环节和机械摩擦转矩补偿环节对动态转矩及机械摩擦转矩进行补偿，确定张力转矩的补偿量；最后，通过对开环控制中的当前的张力转矩设定值、闭环控制中的张力转矩的附加量以及补偿环节中的张力转矩的补偿量进行累加，确定最终的张力转矩；

步骤四：将步骤三中确定的最终的张力转矩送入传动控制系统，由传动控制系统通过对开卷机、卷取机电动机的转矩的控制实现对张力的控制；同时，对开卷机、卷取机进行速度设定，并将设定的速度值送入传动控制系统。

步骤二中所述的周期性变厚度带材的厚区、薄区和过渡区的前、后张力值依下式设定：

a)轧制薄区时的前张力：T_B1＝τ_B1·b·h_B1，其中，前张应力：τ_B1＝0.15-0.25σs；

b)轧制薄区时的后张力：T_B0＝τ_B0·b·h_B0，其中，后张应力：τ_B0＝0.15-0.30σs；

c)轧制厚区时的前张力：T_H1＝τ_H1·b·h_H1，其中，前张应力：τ_H1＝0.10-0.20σs；

d)轧制厚区时的后张力：T_H0＝τ_H0·b·h_H0，其中，后张应力：τ_H0＝0.05-0.20σs；

e)轧制过渡区时的前张力：

TG1=TB1+lxl×(TH1-TB1)]]>

f)轧制过渡区时的后张力：