[发明专利]一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法及系统

说明书

本发明提供一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法，计算得到前馈AGC控制量所对应的速度补偿量；计算得到秒流量AGC控制量所对应的速度补偿量；计算得到监视AGC控制量所对应的速度补偿量；将各AGC方式对应的速度补偿量进行求和，得到总速度补偿量，将总速度补偿量转换为加速转矩补偿量，将该加速转矩补偿量提供给入口卷取机的传动控制单元，由传动控制单元控制入口卷取机的转矩，在厚度控制时对入口张力进行补偿。本方法实现了根据厚度控制量对入口张力的预控，削弱了厚度控制和张力控制之间的强耦合关系，进而提高了整体厚度控制和张力控制的精度，提高了成材率。

技术领域

本发明涉及轧钢控制技术领域，尤其涉及一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法及系统。

背景技术

冷轧机是通过被轧制的带钢将开卷机、转向辊、轧机机架及卷取机等全部机械连成了一个整体，构成张力轧制的工艺过程。因此，轧制张力是带钢生产过程中非常重要而且必须严格控制的参数。同时，带钢厚度是产品质量最重要的指标，因此在现代化冷轧机电控系统中，厚度控制和张力控制系统是必不可少的重要组成部分。

单机架可逆冷轧机的厚度控制系统一般包含有前馈、秒流量、监视三种厚度控制(Automatic Gauge Control)方式。其中秒流量AGC是反馈控制的主要方式，秒流量AGC基于变形区秒流量恒等法则，该法则的意思是机架前后金属的质量流恒定，又由于机架前后的带钢宽度基本一致，则带钢在机架前后的速度和厚度保持严格的比例关系，即：

V_en×h_en＝V_ex×h_ex

式中V_en－带钢入口速度；V_ex－带钢出口速度；h_en－带钢入口厚度；h_ex－带钢出口厚度。

由于激光测速仪的使用可以高精度地获得变形区入出口速度，再加上前置测厚仪，就可以没有滞后地计算出带钢出口厚度然后进行反馈控制，从而采用秒流量AGC可得到相当高的厚度精度。

但是由该公式可以看出，当厚度控制系统不断调节轧机辊缝以改变带钢厚度的时候，必然会影响带钢入口速度，进而造成入口张力产生误差，反过来，入口张力的误差又使得厚度误差无法完全得到补偿。只有经过较长的调整过程，等张力恢复到设定值范围内，厚度精度才能够达到要求。显然，厚度控制和张力控制有较强的耦合关系，如果不加以补偿，则带钢超差长度将大大增加，产品成材率下降，造成极大的浪费和成本的上升。

目前关于轧机厚度和张力的解耦控制方法多集中在理论研究上，有一些文献使用了智能解耦控制方法，如递归神经网络、多变量鲁棒解耦控制等，文中多是通过仿真试验证明其有效性，然而考虑到这些智能解耦算法的复杂性，难以在实际中应用。还有一种对角矩阵解耦控制方法解决该问题，并已在部分机组上使用，但该方法需要较精确的系统传递函数模型，而实际中的复杂系统往往是时变非线性的，该方法的控制精度会受到较大影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种单机架冷轧机的厚度与张力的解耦控制方法及系统，