專利名稱：優(yōu)化帶材軋制中的平整度控制的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)使用任意數(shù)量機(jī)械的或其它的傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的被 軋制產(chǎn)品進(jìn)行平整度控制的方法及裝置。
通過(guò)滾軋機(jī)的工作輥的輥隙分布和軋制帶材的厚度分布(profile) 來(lái)確定軋制產(chǎn)品，即帶材的平整度。帶材平整度于是可受對(duì)影響工作輥隙 分布的不同控制裝置的操縱的影響。這種傳動(dòng)裝置可以是機(jī)械裝置，如工 作輥彎輥、中間輥彎輥、傾斜裝置、中間輥竄動(dòng)輥、頂凸傳動(dòng)裝置，或諸 如工作輥冷卻/加熱之類的熱裝置。
本發(fā)明涉及一種確定控制裝置(或傳動(dòng)裝置)的設(shè)置點(diǎn)的方法和裝置， 其中確定控制裝置(或傳動(dòng)裝置)的設(shè)置點(diǎn)是通過(guò)下述方法實(shí)現(xiàn)的使用 包括任何線性多變量控制器的特殊控制結(jié)構(gòu)，以及對(duì)實(shí)際測(cè)出的平整度和 期望的目標(biāo)平整度之間的偏差進(jìn)行的特殊的^t化；在M化中，使用諸 如平整度效果和物理約束之類的傳動(dòng)裝置特性，以通過(guò)最佳方式影響帶材 平整度從而獲得希望的帶材平整度。
背景技術(shù)：
滾軋機(jī)中的控制裝置或傳動(dòng)裝置通過(guò)影響工作輥的輥隙分布來(lái)以不 同方式影響帶材的平整度。
用于高性能平整度控制的M是連續(xù)獲取整個(gè)帶材的實(shí)際平整度，即 平整度分布。利用已知的平整度分布，可以為滾軋M供平整度控制系統(tǒng)， 該平整度控制系統(tǒng)基于測(cè)出的平整度分布和給定的目標(biāo)或參考平整度分 布來(lái)計(jì)算對(duì)可用控制裝置的設(shè)置點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)平整度控制，參見(jiàn)圖1。該 平整度控制包括若干執(zhí)行裝置，這就意味著必須進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的估計(jì)過(guò) 程，以便由提供最優(yōu)結(jié)果的控制裝置來(lái)確定各種動(dòng)作的幅度。
可將測(cè)量裝置設(shè)計(jì)成金屬測(cè)量輥，在具有遍及帶材設(shè)置的大約16 ~ 64個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，該金屬測(cè)量輥在大多數(shù)情況下被置于軋;M^座和尾端巻 軸之間，而不使用升降輥。這種測(cè)量輥是由ABB生產(chǎn)的"Stressometer"。 該測(cè)量借助于基于如磁致彈性原理的力傳感器來(lái)執(zhí)行，并提供帶材沿測(cè)量 輥的應(yīng)力分布。如果應(yīng)力大于材料的彎曲應(yīng)力，則當(dāng)帶材在不受任何拉力
影響的條件下被釋放時(shí)，該薄板會(huì)彎曲。該應(yīng)力分布就是帶材沿軋制方向
的平整度分布。取決于平整度測(cè)量裝置的技術(shù)和目前的軋制速度，每4ms (毫秒)就可以獲得對(duì)整個(gè)帶材的新的完整的平整度分布測(cè)量。
當(dāng)軋制帶材時(shí)，重要的是總是維持期望的平整度分布。與期望平整度 之間的偏差可導(dǎo)致貴重的帶材斷裂。因此平整度控制系統(tǒng)的任務(wù)是使實(shí)際 的平整度分布與期望的平整度分布盡可能接近，這就對(duì)系統(tǒng)在計(jì)算速度和 準(zhǔn)確性方面提出了高要求。
在不同出版物中對(duì)平整度控制的技術(shù)進(jìn)行了描述，諸如
M. J. Grimble, and J. Fotakis, 、、The Design of Strip Shape Control Systems for Sendzimir Mills", IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. AC-27, No. 3, 1982.
J. V. Ringwood, "Shape Control Systems for Sendzimir Steel Mills", IEEE Transaction on Control Systems Technology, Vol. 8, No. 1, 2000.
A. Wolff, F- Gorgels, M. Jelali, R. Lathe, G. Mlicke, U. Miiller, and W. Ungerer, "State of the Art and Future Trends in Metal Processing Control", 工n Proceedings of the 3:rd European Rolling Conference, Diisseldorf, Germany, 16-18 June, 2003.
M. Jelalu, U. Miiller, A. Wolff, and W. Ungerer, "Advanced Control Strategies for Rolling Mills", Metallurgical Plant and Technology International, No. 3, 2 001.
S. R- Duncan, J. M. Allwood, and S. S. Gariraella, "The Analysis and Design of Spatial Control Systems in Strip Metal Rolling", IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 6, No. 2, 1988.
在US 6， 721， 620中也提出了一種在軋制期間控制平整度的方法。 使用正交多項(xiàng)式iMt實(shí)際的帶材平整度分布進(jìn)行測(cè)量;5Ll^L化。使用由同 一正交多項(xiàng)式^t化的期望的參考平整度分布來(lái)產(chǎn)生平整度誤差偏差。然 后使用組合的模式預(yù)測(cè)控制/內(nèi)部模式控制方案來(lái)生成受控變量。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于使用了 一流的控制架構(gòu)，該控制架 構(gòu)直接產(chǎn)生平整度誤差分布(其不以正交多項(xiàng)式來(lái)表示)。使用在線車l4^ 模型(軋機(jī)矩陣)的奇異值分解(SVD)來(lái)對(duì)整個(gè)帶材的當(dāng)前平整度偏差 分布進(jìn)行M化，這樣使得由以下線性多變量控制器(對(duì)其提供有#化
誤差)產(chǎn)生的傳動(dòng)裝置設(shè)置點(diǎn)ii^傳動(dòng)裝置的物理約束。本發(fā)明允許對(duì)任 何類型傳動(dòng)裝置進(jìn)行控制。
使用基于對(duì)用于多傳動(dòng)裝置冷軋機(jī)的軋機(jī)矩陣進(jìn)行直接轉(zhuǎn)置的傳統(tǒng)
的平整度控制方法通常會(huì)遇到如下的問(wèn)題
1. 對(duì)軋M型(軋機(jī)矩陣)直接轉(zhuǎn)置可引起控制系統(tǒng)對(duì)模型誤差敏 感，這就可能導(dǎo)致若干傳動(dòng)裝置的不穩(wěn)定性或不必要的移動(dòng)。
2. 所有的傳動(dòng)裝置被同時(shí)使用。然而由于不理想的去耦，這些傳動(dòng) 裝置并不是被獨(dú)立控制的，這意味著一個(gè)傳動(dòng)裝置的小的移動(dòng)可能引起其 它傳動(dòng)裝置的大的移動(dòng)，并且使這些傳動(dòng)裝置陷入極限狀態(tài)。
3. 上述問(wèn)題可能導(dǎo)致軋機(jī)操作者傾向于以手動(dòng)模式使用一些傳動(dòng)裝置。
本發(fā)明僅利用有效的彎輥模式來(lái)對(duì)平整度誤差分布進(jìn)行M化，該彎 Wt式是通過(guò)使用軋機(jī)矩陣的SVD來(lái)導(dǎo)出的，這樣就獲得了更加穩(wěn)定和強(qiáng) 健的控制性能，且解決了上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種方法及裝置，其對(duì)任意數(shù)量的用于帶材平整度控制的 控制裝置(或傳動(dòng)裝置)的動(dòng)作進(jìn)行優(yōu)化，并且本發(fā)明包括用于對(duì)控制動(dòng) 作的魯棒性估計(jì)的方法以及估計(jì)/計(jì)算裝置，其構(gòu)成了控制設(shè)備的主要部 分。
傳統(tǒng)的用于多傳動(dòng)裝置冷軋機(jī)的平整度控制方法經(jīng)常導(dǎo)致不同的問(wèn) 題。例如，系統(tǒng)對(duì)于引起若干傳動(dòng)裝置的不穩(wěn)定性或不必要移動(dòng)的模型誤 差可能是敏感的。即使多個(gè)傳動(dòng)裝置被同時(shí)使用，這些傳動(dòng)裝置也并不是 獨(dú)立的，這就意味著一個(gè)傳動(dòng)裝置的小的移動(dòng)可能引起其它傳動(dòng)裝置的大 的移動(dòng)，并且使這些傳動(dòng)裝置陷入極限狀態(tài)。 一段時(shí)間后，軋機(jī)操作者還 傾向于以手動(dòng)模式使用一些傳動(dòng)裝置，這是不希望的。
本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，并創(chuàng)建改進(jìn)的、穩(wěn)定的且強(qiáng)健的 平整度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在任何給定的時(shí)刻都使用可用傳動(dòng)裝置的最優(yōu)組 合。
通過(guò)對(duì)使用任意數(shù)量傳動(dòng)裝置軋制帶材過(guò)程中的平整度控制進(jìn)行優(yōu) 化的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。該方法包括
一使用由包括每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果信息的軋機(jī)矩陣所表示的軋機(jī)
模型；
-將各傳動(dòng)裝置的平整度效果轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的維數(shù)小于或等于 所用傳動(dòng)裝置的個(gè)數(shù)；
-對(duì)整個(gè)帶材的實(shí)際平整度值進(jìn)行監(jiān)控/抽樣；
-計(jì)算平整度誤差/偏差矢量作為被監(jiān)控/抽樣的帶材平整度與參考平整 度矢量之差；
-將該平整度誤差轉(zhuǎn)換成較小的M化平整度誤差矢量；
-使用動(dòng)態(tài)控制器來(lái)計(jì)算最佳的傳動(dòng)裝置設(shè)置點(diǎn)，以使^t化平整度誤差 最?。?br> 因此實(shí)現(xiàn)了期望的帶材平整度。
本發(fā)明的方法創(chuàng)建了改進(jìn)的、穩(wěn)定的且強(qiáng)健的平整度控制系統(tǒng)，該系 統(tǒng)在任何給定的時(shí)刻都使用可用傳動(dòng)裝置的最優(yōu)組合。
本發(fā)明的方法還將控制問(wèn)題化為這樣一個(gè)問(wèn)題，即雖然使用較少控制 回路但卻同時(shí)使用全部傳動(dòng)裝置。由傳動(dòng)裝置的不同組合可能產(chǎn)生的有效 平整度效果的數(shù)目來(lái)確定控制回路的數(shù)目，進(jìn)而從軋機(jī)矩陣的奇異值分布 來(lái)推導(dǎo)出有效效果的數(shù)目。
此外，本發(fā)明可使操作者能完全使用自動(dòng)模式，這會(huì)在保持相同質(zhì)量 的情況下提高軋機(jī)產(chǎn)量，產(chǎn)生較少的廢料以及具有較高的軋制速度來(lái)。


為了更好地理解本發(fā)明，請(qǐng)參考下列附圖。
圖l示出了滾專14^的略圖，該滾專1*包括一個(gè)其中放置有可用控制裝 置、傳動(dòng)裝置的專14*座、平整度測(cè)量裝置，以及計(jì)算針對(duì)傳動(dòng)裝置的設(shè) 置點(diǎn)的平整度控制系統(tǒng)。
圖2示出本發(fā)明的控制架構(gòu)及該控制架構(gòu)與滾軋機(jī)中其它組件之間 的關(guān)系。
圖3示出本發(fā)明的平整度控制系統(tǒng)中不同方法步驟的基本流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，平整度控制系統(tǒng)1被集成在包括具有若干傳動(dòng)裝置3 和軋輥4的軋;Wl座2的系統(tǒng)中。開(kāi)#5向車UM^座2提供帶材6，以 及使該帶材6通過(guò)軋^座2，借此，該帶材6經(jīng)過(guò)平整度測(cè)量裝置7或 張力檢測(cè)裝置，如"Stressometer"，并在纏4^L 8上被巻起。該專14>* 座可控制軋輥4的傾斜、彎曲和/或移位。該軋制過(guò)程的最終產(chǎn)品是具有 期望平整度的軋制帶材6。
在圖2中可看出，該平整度控制系統(tǒng)1被設(shè)計(jì)為在具有所需要的全 部功能的許多前置的組成塊周圍。
在比較器10中將參考平整度9與測(cè)出的帶材平整度進(jìn)行比較。將作 為結(jié)果的平整度誤差e提供給平整度誤差^t化單元11 ，并將來(lái)自第一單 元12的表示當(dāng)前傳動(dòng)裝置約束的信號(hào)和來(lái)自第二單元13的代表該傳動(dòng)裝 置帶材信息模型(即軋機(jī)矩陣&)的信號(hào)也提供給平整度誤差參數(shù)化單 元11。將作為結(jié)果的M化平整度誤差矢量eP提供給多變量/動(dòng)態(tài)控制器 14，該多變量/動(dòng)態(tài)控制器14將該信息轉(zhuǎn)換為傳動(dòng)裝置空間和傳動(dòng)裝置約 束飽和度。同時(shí)，將來(lái)自第三單元15的、傳動(dòng)裝置帶材傳送和平整度傳 感器的動(dòng)態(tài)模型G提供給多變量控制器14。將作為結(jié)果的坐標(biāo)系u提供給 軋機(jī)機(jī)座2和傳動(dòng)裝置3。
不同的軋制條件要求不同的控制策略，并且必須根據(jù)所軋制的帶材， 如其寬度、厚度以及材料，進(jìn)行補(bǔ)償處理。重要的是處理所有傳動(dòng)裝置所 具有的物理約束，這些物理約束可以是沖程、最小/最大、旋轉(zhuǎn)速率限制 (速度)以及相對(duì)沖程限制，如多輥軋機(jī)的步長(zhǎng)限制。所有這些約束也可 以是變化的。
圖3公開(kāi)了平整度控制系統(tǒng)的功能流程圖，該方法包括
A. 使用由包括每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果信息的軋機(jī)矩陣所表示的軋機(jī) 模型；
B. 將每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果轉(zhuǎn)化到坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系的維數(shù)小于 或等于所用傳動(dòng)裝置的數(shù)目；
C. 對(duì)整個(gè)帶材的實(shí)際平整度值進(jìn)行監(jiān)控/抽樣；
D. 計(jì)算平整度誤差/偏差矢量作為 控/抽樣的帶材平整度與參考平整 度矢量之差；E. 將該平整度誤差轉(zhuǎn)換為較小的^lt化平整度誤差矢量；
F. 使用動(dòng)態(tài)控制器來(lái)計(jì)算最佳的傳動(dòng)裝置設(shè)置點(diǎn)，以使M化平整度誤差 最小；
G. 將控制信號(hào)提供給所述傳動(dòng)裝置，由此實(shí)現(xiàn)期望的帶材平整度。
本發(fā)明使用先進(jìn)的平整度誤差參數(shù)化方法來(lái)處理不同的傳動(dòng)裝置約 束。文獻(xiàn)中基于基本的平整度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有方法(包括由動(dòng)態(tài)控制 器監(jiān)視的平整度誤差的M化步驟)，并沒(méi)有在平整度誤差M化步驟中 明確考慮傳動(dòng)裝置約束。
本發(fā)明通過(guò)進(jìn)行平整度誤差的參數(shù)化以使得不違反傳動(dòng)裝置約束而 解決了上述問(wèn)題。為了使用于平整度控制的傳動(dòng)裝置發(fā)揮最大功效，該特 性是至關(guān)重要的。
實(shí)際上，在任何時(shí)候都可以將不同的傳動(dòng)裝置設(shè)置成自動(dòng)或人工模 式，因此平整度控制系統(tǒng)必須能夠應(yīng)付上述情況。本發(fā)明在參數(shù)化步驟中 明確而直接地考慮了模式處理。
本發(fā)明通過(guò)下述方式進(jìn)行平整度誤差參數(shù)化而解決了該問(wèn)題，以這種 方式使得即使一個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)裝置被設(shè)置成人工模式且不能為平整度控 制所用時(shí)，該平整度控制也是最優(yōu)的。
本發(fā)明使用下述假設(shè)解決了平整度控制問(wèn)題
1. 該控制系統(tǒng)可以由事件來(lái)驅(qū)動(dòng)，即平整度抽樣以基于事件的方式或循 環(huán)驅(qū)動(dòng)來(lái)獲得，也就是說(shuō)，平整度抽樣以循環(huán)方式來(lái)獲得。
2. 該平整度誤差的^t化可以是任何類型的線性投影。因此，允許任何 ^t化矩陣Gp，其中可使用奇異值分解(SVD)來(lái)獲得一類這種矩陣。
3. 動(dòng)態(tài)控制器可以是任何類型的具有直接項(xiàng)的離散時(shí)間線性控制器。任 何這種控制器可以以狀態(tài)空間的形式表示
<formula>formula see original document page 10</formula>其中
Xc")是內(nèi)部控制器狀態(tài)矢量；
yc(w是控制器輸入矢量，該矢量可以是^化平整度誤差eP和任何其它 的車1*變量的結(jié)合，并且
A(fc)、 BW、 CW、 D(W是控制器矩陣，其可根據(jù)抽樣而改變。為了應(yīng)付變 化的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，如變化的傳動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)特性以及輥隙和平整度測(cè)量裝 置之間的帶材傳送時(shí)延，這是必要的。
在每個(gè)新的平整度抽樣y("處執(zhí)行下面兩步
1. 平整度誤差M化使用任一參數(shù)化矩陣Gp及約束最小二乘法來(lái)計(jì)算平 整度誤差參數(shù)eP，使得不會(huì)ii^傳動(dòng)裝置限制，以及
2. 利用算出的eP來(lái)執(zhí)行動(dòng)態(tài)控制器，以得到要被應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)裝置的 控制信號(hào)u。
本發(fā)明最重要的特征是構(gòu)造了^lt化矩陣G"以及在使用基于SVD 的平整度誤差參數(shù)化的情況下進(jìn)行從控制器輸出到傳動(dòng)裝置輸入的相關(guān) 映射，并用公式表示約束凸優(yōu)化問(wèn)題，該公式能實(shí)時(shí)計(jì)算M化的平整度 誤差eP,使得不會(huì)M傳動(dòng)裝置約束。
本發(fā)明構(gòu)造了平整度誤差M化問(wèn)題的約束優(yōu)化公式。給定下列離散 時(shí)間多變量控制器
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中
并且yJfc)是任一軋機(jī)過(guò)程變量，根據(jù)本發(fā)明，所述平整度M化問(wèn)題可
公式化表示為
<formula>formula see original document page 11</formula> 使得
其中使用控制器<formula>formula see original document page 11</formula>和x。W來(lái)構(gòu)建<formula>formula see original document page 11</formula>使得控制信號(hào)U(A)不違反傳動(dòng)裝置幅度、旋轉(zhuǎn)速率以及限制。還可指定不同傳動(dòng)裝置
之間的相對(duì)限制。構(gòu)建矩陣c,")使得如果不該將傳動(dòng)裝置i用于自動(dòng)控 制時(shí)，通過(guò)直接項(xiàng)D(W傳至傳動(dòng)裝置i的^t化平整度誤差eP(W的量為 0。
以下示出了對(duì)M化及針對(duì)基于SVD的平整度誤差M化的映射矩 陣的公式表示。給定專L^矩陣GM(ik)及其奇異值分解U(WVr0t)， 通過(guò)在U 00中與5:(Jt)的前Np個(gè)對(duì)角線元素相對(duì)應(yīng)的的前Np列來(lái)給出參數(shù) 化矩陣，其中S(Jfc)中的前Wp個(gè)對(duì)角線元素均遠(yuǎn)大于O，因此
Gp(fc)-U(:,l:".
如杲選擇動(dòng)態(tài)控制器來(lái)對(duì)平整度誤差M空間進(jìn)行控制，例如，對(duì)每 個(gè)平整度誤差M選擇一個(gè)PI控制器，則必須將該控制器的輸出映射為 到傳動(dòng)裝置空間。映射M的形成如下
所以被映射的控制器輸出為
um (fc) = M(A;)u(;t) = M(fc)C(Wxc (Jt) + M(ifc扉)yca).
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)凸優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行一般的公式表示，這便于使用既簡(jiǎn) 單又先進(jìn)的平整度誤差參數(shù)化方法，只要可以通過(guò)參數(shù)化矩陣Gp和線性 多變量控制器來(lái)描述這些平整度誤差參數(shù)化方法即可，這樣就可以顧及到 傳動(dòng)裝置約束以及模式處理。
本發(fā)明實(shí)際上在任何給定時(shí)刻都使用可用傳動(dòng)裝置的最優(yōu)組合。從數(shù) 學(xué)上來(lái)說(shuō)，這意味著將SVD增強(qiáng)版用于平整度誤差的Wt化。該增強(qiáng)包括 在M化中使用傳動(dòng)裝置特性。所考慮的傳動(dòng)裝置特性為例如速度、平整 度效果及工作范圍。
本發(fā)明將控制問(wèn)題化為這樣一個(gè)問(wèn)題，即雖然使用較少控制回路但卻 同時(shí)使用全部傳動(dòng)裝置。由使用的SVD值的數(shù)目來(lái)確定控制回路的數(shù)目。 此外，本發(fā)明使操作者能完全使用自動(dòng)模式，這就會(huì)提高專U^產(chǎn)量。
應(yīng)當(dāng)注意到，雖然以上描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在不偏離所附 權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的條件下可對(duì)所公開(kāi)的方案進(jìn)行若干變化 或改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)在使用任意數(shù)量的軋機(jī)機(jī)座和傳動(dòng)裝置軋制帶材的過(guò)程中的平整度控制進(jìn)行優(yōu)化的方法，其特征在于-使用由軋機(jī)矩陣表示的軋機(jī)模型，該矩陣包括每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果的信息；-將每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果轉(zhuǎn)化到坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系的維數(shù)小于或等于所用傳動(dòng)裝置的數(shù)目；-對(duì)整個(gè)帶材的實(shí)際平整度值進(jìn)行監(jiān)控/抽樣；-計(jì)算平整度誤差/偏差矢量作為被監(jiān)控/抽樣的帶材平整度與參考平整度矢量之間的差；-將所述平整度誤差轉(zhuǎn)換為較小的參數(shù)化平整度誤差矢量；-使用動(dòng)態(tài)控制器來(lái)計(jì)算最佳的傳動(dòng)裝置設(shè)置點(diǎn)，以使參數(shù)化平整度誤差最?。挥纱藢?shí)現(xiàn)期望的帶材平整度。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于 -所使用的動(dòng)態(tài)控制器是線性多變量控制器。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于-使用諸如速度、不同傳動(dòng)裝置之間的相對(duì)位置限制、絕對(duì)位置限制、 傳動(dòng)裝置平整度效果和/或傳動(dòng)裝置的其它物理約束之類的不同的傳動(dòng)裝 置特性來(lái)計(jì)算^化平整度誤差。
4. 如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于-利用對(duì)所述線性多變量控制器的狀態(tài)和/或桐故的^人識(shí)以及不同的 傳動(dòng)裝置特性來(lái)計(jì)算^t化平整度誤差。
5. 如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于-如果多變量控制器在不同于傳動(dòng)裝置數(shù)目的另 一維數(shù)的空間中產(chǎn) 生控制信號(hào)，則使用返回原傳動(dòng)裝置坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化。
6. 如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于-在將每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果轉(zhuǎn)化到坐標(biāo)系中時(shí)，使用奇異值分 解(SVD )。
7. 如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于一在將平整度誤差轉(zhuǎn)換成較小的^lt化平整度誤差矢量時(shí)，將該平整 度誤差投影到用于描述傳動(dòng)裝置的平整度效果的坐標(biāo)系中的基本矢量所 跨越的空間。
8. 如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于 -在計(jì)算^t化平整度誤差時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)工作。
9. 一種對(duì)在使用任意數(shù)量的4UML座(2 )和傳動(dòng)裝置(3 )軋制帶材的 過(guò)程中的平整度控制進(jìn)行優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于-使用由軋機(jī)矩陣表示的壽U^型(Gm)，該壽14^矩陣包括每個(gè)傳動(dòng) 裝置(3 )的平整度效果的信息；-將每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)系(u)，該坐標(biāo)系的維 數(shù)小于或等于所用傳動(dòng)裝置(3)的數(shù)目；-對(duì)整個(gè)帶材(6)的實(shí)際平整度值(15)進(jìn)行監(jiān)控/抽樣；-計(jì)算平整度誤差/偏差(e )的矢量(ep)作為 控/抽樣的帶材 平整度與參考平整度矢量(9 )之差；-將所述平整度誤差(e )轉(zhuǎn)換為較小的a化平整度誤差矢量(eP );-使用動(dòng)態(tài)控制器(14 )來(lái)計(jì)算最佳的傳動(dòng)裝置設(shè)置點(diǎn)，以使>|*化 平整度誤差(ep)最小；—由此實(shí)現(xiàn)期望的帶材平整度。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于 -所述動(dòng)態(tài)控制器是線性多變量控制器。
11. 如權(quán)利要求9或IO所述的系統(tǒng)，其特征在于-用于使用諸如速度、不同傳動(dòng)裝置之間的相對(duì)位置限制、絕對(duì)位置 限制、傳動(dòng)裝置平整度效果和/或傳動(dòng)裝置的其它物理約束之類的不同的 傳動(dòng)裝置特性來(lái)計(jì)算M化平整度誤差(e)的裝置。
12. 如上述權(quán)利要求9 ~ 11中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于-用于利用對(duì)所述線性多變量控制器的狀態(tài)和/或M的認(rèn)識(shí)以及不 同的傳動(dòng)裝置特性來(lái)計(jì)算M化平整度誤差(e)的裝置。
13. 如上i^利要求9 ~ 12中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于—用于如果多變量控制器在不同于傳動(dòng)裝置數(shù)目的另 一維數(shù)的空間 中產(chǎn)生控制信號(hào)時(shí)進(jìn)行返回原傳動(dòng)裝置坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化的裝置。
14. 如上述權(quán)利利要求9 ~ 13中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于—用于在將每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)系時(shí)使用奇異值 分解(SVD)的裝置。
15. 如上述權(quán)利要求9 ~ 14中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于-用于在將平整度誤差(e)轉(zhuǎn)換成較小的參數(shù)化平整度誤差矢量 (ep)時(shí)，將該平整度誤差投影到用于描述傳動(dòng)裝置的平整度效果的坐標(biāo)系中的基本矢量所跨越的空間的裝置。
16. 如上述權(quán)利要求9 ~ 15中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于 -用于在計(jì)算^化平整度誤差(ep)時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)工作的裝置。
17. —種計(jì)算機(jī)程序，包括用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一權(quán)利 要求所述方法的步驟的計(jì)算機(jī)程序代碼。
18. —種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)程序 的至少一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)在使用任意數(shù)量的軋機(jī)機(jī)座和傳動(dòng)裝置對(duì)帶材進(jìn)行軋制的過(guò)程中的平整度控制進(jìn)行優(yōu)化的方法和裝置。本發(fā)明通過(guò)下列方法來(lái)實(shí)現(xiàn)使用由包括每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果信息的軋機(jī)矩陣表示的軋機(jī)模型；將每個(gè)傳動(dòng)裝置的平整度效果轉(zhuǎn)化到坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系的維數(shù)小于或等于所用傳動(dòng)裝置的個(gè)數(shù)；對(duì)整個(gè)帶材的實(shí)際平整度值進(jìn)行監(jiān)控/抽樣；計(jì)算平整度誤差/偏差矢量作為被監(jiān)控/抽樣的帶材平整度與參考平整度矢量之差；將該平整度誤差轉(zhuǎn)換成較小的參數(shù)化平整度誤差矢量；使用動(dòng)態(tài)控制器來(lái)計(jì)算最佳的傳動(dòng)裝置設(shè)置點(diǎn)，以使參數(shù)化平整度誤差最??；由此實(shí)現(xiàn)期望的帶材平整度。此外本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，用于對(duì)帶材軋制中的平整度控制進(jìn)行優(yōu)化。
文檔編號(hào)B21B37/28GK101208161SQ200680020311
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者蓬圖斯·貝里斯滕 申請(qǐng)人:Abb公司