[发明专利]基于速度前馈的直拉式冷轧机张力控制方法

权利要求书

1.一种基于速度前馈的直拉式冷轧机张力控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：确定轧件在轧机入口处的线速度设定值和出口处的线速度设定值；

轧件在轧机入口处的线速度设定值的计算公式为：

V_{TS_in}＝(1-b)·V_R    (1)

式中，V_{TS_in}-轧件在轧机入口处的线速度设定值，

V_R-轧辊的实际线速度，

b-轧件的后滑率，

轧件在轧机出口处的线速度设定值的计算公式为：

V_{TS_out}＝(1+f)·V_R    (2)

式中，V_{TS_out}-轧件在轧机出口处的线速度设定值，

V_R-轧辊的实际线速度，

f-轧件的前滑率，

其中，

b=1-VTA_inVR---(3)]]>

式中，V_{TA_in}-轧机入口处的实际线速度，

f=VTA_outVR-1---(4)]]>

式中，V_{TA_out}-轧机出口处的实际线速度；

步骤二：确定入口张力液压缸的速度前馈控制的伺服阀控制量，出口张力液压缸的速度前馈控制的伺服阀控制量；

入口张力液压缸的速度前馈控制的伺服阀控制量的计算公式为：

UFF_in=100·C·VTS_in·SHQN·ΔPNΔPin---(5)]]>

式中，U_{FF_in}-入口张力液压缸的速度前馈控制的伺服阀控制量，

C-量纲常数，

S_H-张力液压缸有杆腔的环形面积，

Q_N-伺服阀阀口的额定流量，

ΔP_N-伺服阀阀口的额定压差，

V_{TS_in}-轧件在轧机入口处的线速度设定值，

ΔP_in-入口张力液压缸伺服阀阀口的压力差，

出口张力液压缸的速度前馈控制的伺服阀控制量的计算公式为：

UFF_out=100·C·VTS_out·SHQN·ΔPNΔPout---(6)]]>

式中，U_{FF_out}-出口张力液压缸的速度前馈控制的伺服阀控制量，

C-量纲常数，

S_H-张力液压缸有杆腔的环形面积，

Q_N-伺服阀阀口的额定流量，

ΔP_N-伺服阀阀口的额定压差，

V_{TS_out}-轧件在轧机出口处的线速度设定值，

ΔP_out-出口张力液压缸伺服阀阀口的压力差；

步骤三：确定入口张力液压缸的张力反馈控制的伺服阀控制量，出口张力液压缸的张力反馈控制的伺服阀控制量；

所述张力反馈控制的张力反馈控制器采用一个PID控制器，根据张力设定值和张力检测值的偏差，调整张力液压缸伺服阀的开口度，进行张力闭环控制；

经PID控制器输出的入口张力液压缸的张力反馈控制的伺服阀控制量为U_{FB_in}，经PID控制器输出的出口张力液压缸的张力反馈控制的伺服阀控制量为U_{FB_out}；

步骤四：确定最终的入口张力液压缸的伺服阀控制量和出口张力液压缸的伺服阀控制量；

最终的入口张力液压缸的伺服阀控制量的计算公式为：

U_in＝U_{FF_in}+U_{FB_in}    (7)

式中，U_in-最终的入口张力液压缸的伺服阀控制量，

U_{FF_in}-入口张力液压缸的速度前馈控制的伺服阀控制量，

U_{FB_in}-入口张力液压缸的张力反馈控制的伺服阀控制量，

最终的出口张力液压缸的伺服阀控制量的计算公式为：

U_out＝U_{FF_out}+U_{FB_out}    (8)

式中，U_out-最终的出口张力液压缸的伺服阀控制量，

U_{FF_out}-出口张力液压缸的速度前馈控制的伺服阀控制量，

U_{FB_out}-出口张力液压缸的张力反馈控制的伺服阀控制量；

步骤五：将步骤四中确定的最终的入口张力液压缸的伺服阀控制量和出口张力液压缸的伺服阀控制量送入控制系统，由控制系统对入口张力液压缸伺服阀和出口张力液压缸伺服阀进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种基于速度前馈的直拉式冷轧机张力控制方法，其特征在于在步骤三中加入非线性补偿环节，其具体方法如下：

将PID控制器的增益K_P用K′_P代替，其关系式如下：

KP′=KP·ΔPNΔP---(9)]]>

式中，ΔP_N-伺服阀阀口的额定压差，

ΔP-伺服阀阀口压力差。