[发明专利]冷轧带钢双机架平整机板形控制方法

摘要

本发明涉及冷轧带钢的一种轧制方法，特别涉及在双机架平整机上冷轧带钢板形前馈控制方法。一种冷轧带钢双机架平整机板形控制方法，是在常规的以2号机架为重点的板形反馈控制的基础上，基于实测的两个机架平整轧制力和机架入口张力、机架之间张力以及机架出口张力的变化，分别对两个机架的工作辊弯辊力或中间辊弯辊力进行前馈控制补偿，以减小加、减速平整过程中平整轧制力和张力的变化对带钢板形的综合影响。一方面，可以提高平整后带钢的板形质量；另一方面，可以提高平整轧制过程的稳定性。

主权项

1.一种冷轧带钢双机架平整机板形控制方法，其特征是：基于实测的两个机架平整轧制力和机架入口张力、机架之间张力以及机架出口张力的变化，分别对两个机架的工作辊弯辊力或中间辊弯辊力进行前馈控制补偿，以减小加、减速平整过程中平整轧制力和张力的变化对带钢板形的综合影响；采用工作辊弯辊力前馈控制方式，具体步骤如下：1）当前开始板形前馈控制周期的k时刻是否到达如果未到达，系统等待；如果到达，转到步骤2）；2）开始执行当前板形前馈控制周期；3）分别读取板形前馈控制相关的模型参数：包括1号机架和2号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数、轧制力对工作辊弯辊力影响系数、轧制力对弯辊力前馈控制加权系数、张力对弯辊力前馈控制加权系数、工作辊弯辊力实测值允许上限、工作辊弯辊力实测值允许下限、以及加权系数、工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许上限、工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许下限；4）分别读取当前板形前馈控制周期相关的实测参数：包括1号机架和2号机架工作辊弯辊力实测值、轧制力实测值，1号机架入口张力实测值、1号机架与2号机架间口张力实测值、2号机架出口张力实测值；5）下面给出工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算方法，其步骤是：5.1）1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算    根据1号机架入口张力的变化对1号机架工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：式中：DF_{WR1_T 1}(k) —当前控制周期k时刻1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_T1 — 1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_T1FWR1 —1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力影响系数T₁ (k) — 当前控制周期k时刻1号机架入口张力实测值T₁ (k-T) — 前一个控制周期k-T时刻1号机架入口张力实测值T — 前馈控制时间周期B — 带钢宽度；5.2）1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算   根据1号机架轧制力的变化对工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：式中：DF_{WR1_P1}(k) —当前控制周期k时刻1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_P1 — 1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_P1FWR1 — 1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力影响系数P₁ (k) — 当前控制周期k时刻1号机架轧制力实测值P₁ (k-T) — 前一个控制周期k-T时刻1号机架轧制力实测值T — 前馈控制时间周期B — 带钢宽度； 5.3）1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算    根据 1号机架与2号机架间张力的变化对1号机架工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：式中：DF_{WR1_T 12}(k) —当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_{T12_1} — 1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_T12FWR1 —1号、2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力影响系数T₁₂ (k) — 当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力实测值T₁₂ (k-T) — 前一个控制周期k-T时刻1号机架与2号机架间张力实测值T — 前馈控制时间周期B — 带钢宽度；5.4）1号机架与2号机架间张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算    根据2号机架轧制力的变化对工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：式中：DF_{WR2_T 12}(k) —当前控制周期k时刻机架间张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_{T12_2} — 1号机架与2号机架间张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_T12FWR2 — 1号、2号机架间张力对2号机架工作辊弯辊力影响系数T₁₂ (k) — 当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力实测值T₁₂ (k-T) — 前一个控制周期k-T时刻1号机架与2号机架间张力实测值T — 前馈控制时间周期B — 带钢宽度；5.5）2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算    根据2号机架轧制力的变化对工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：式中：DF_{WR2_P2}(k) —当前控制周期k时刻2号机架轧制力对工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_P2 — 2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_P2FWR2 — 2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力影响系数P₂ (k) — 当前控制周期k时刻2号机架轧制力实测值P₂ (k-T) — 前一个控制周期k-T时刻2号机架轧制力实测值T — 前馈控制时间周期B — 带钢宽度；5.6）2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值计算根据2号机架出口张力的变化对2号机架工作辊弯辊力进行前馈控制补偿：式中：DF_{WR2_T 2}(k) —当前控制周期k时刻2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Gain_T2 — 2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制增益系数K_T2FWR2 —2号机架入口张力对2号机架工作辊弯辊力影响系数T₂ (k) — 当前控制周期k时刻2号机架出口张力实测值T₂ (k-T) — 前一个控制周期k-T时刻2号机架出口张力实测值T — 前馈控制时间周期B — 带钢宽度；  5.7）1号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值计算 式中：DF_WR1—当前k控制周期1号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值DF_{WR1_T 1}(k) —当前控制周期k时刻1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值DF_{WR1_P1}(k) —当前控制周期k时刻1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值DF_{WR1_T12}(k) —当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Weight_T1 — 1号机架入口张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数Weight_P1 — 1号机架轧制力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数Weight_{T12_1} — 1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数；5.8）2号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值计算：式中：DF_WR2 —当前k控制周期2号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值DF_{WR2_T 12}(k) —当前控制周期k时刻1号机架与2号机架间张力对1号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值DF_{WR2_P2}(k) —当前控制周期k时刻2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值DF_{WR2_T2}(k) —当前控制周期k时刻2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制相对补偿值Weight_{T12_2} — 1号机架与2号机架间张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制加权Weight_P2 — 2号机架轧制力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数Weight_T2 — 2号机架出口张力对2号机架工作辊弯辊力前馈控制加权系数；5.9）1号机架和2号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值极限判断如果F_WR1(k)≥ F_{WR1_upp}，并且 DF_WR1 >0，则DF_WR1 =0；如果F_WR2(k)≥ F_{WR2_upp}，并且 DF_WR2 >0，则DF_WR2 =0；如果F_WR1(k)￡ F_{WR1_low}，并且 DF_WR1 <0，则DF_WR1 =0；如果F_WR2(k)￡ F_{WR2_low}，并且 DF_WR2 <0，则DF_WR2 =0；如果DF_WR1 > DF_{WR1_upp}，则DF_WR1 =DF_{WR1_upp}；如果DF_WR1 < DF_{WR1_low}，则DF_WR1 =DF_{WR1_low}；如果DF_WR2 > DF_{WR2_upp}，则DF_WR2 =DF_{WR2_upp}；如果DF_WR2 < DF_{WR2_low}，则DF_WR2 =DF_{WR2_low}；式中F_WR1(k)—当前控制周期k时刻1号机架工作辊弯辊力实测值F_WR2(k)—当前控制周期k时刻2号机架工作辊弯辊力实测值F_{WR1_upp} —1号机架工作辊弯辊力实测值允许上限F_{WR1_low} —1号机架工作辊弯辊力实测值允许下限F_{WR2_upp} —2号机架工作辊弯辊力实测值允许上限F_{WR2_low} —2号机架工作辊弯辊力实测值允许下限DF_{WR1_upp} — 1号机架工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许上限DF_{WR1_low} — 1号机架工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许下限DF_{WR2_upp} — 2号机架工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许上限DF_{WR2_low} — 2号机架工作辊弯辊力前馈控制单步输出值允许下限；5.10）输出1号机架和2号机架工作辊弯辊力前馈控制综合补偿值式中：F_{WR1_ref}(k)—当前控制周期k时刻1号机架工作辊弯辊力目标值F_{WR2_ref}(k) —当前控制周期k时刻2号机架工作辊弯辊力目标值；当前控制周期结束；6）将当前开始板形前馈控制周期k 转换为（k ＋ T），其中T为前馈控制时间周期，重复步骤1）至5）。