專利名稱：：冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及帶鋼的一種軋制方法，特別涉及在冷軋機(jī)上對(duì)帶鋼的平直度和橫向厚差進(jìn)行綜合控制的方法。
背景技術(shù)：
：板帶材的幾何尺寸精度包括板厚精度即縱向厚差、平直度和橫向厚差以及板寬等質(zhì)量指標(biāo)。帶鋼板形通常指平直度，由于平直度與橫向厚差有著密切的內(nèi)在聯(lián)系，所以廣義的帶鋼板形同時(shí)包括平直度和橫向厚差，即板橫斷面形狀，有凸度、邊緣降以及楔形等表征指標(biāo)。板厚控制和板形控制是板帶軋制領(lǐng)域里的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。縱向厚差的控制首先得到應(yīng)用和發(fā)展，理論及技術(shù)上相對(duì)成熟。目前，采用計(jì)算機(jī)控制的厚度自動(dòng)控制AGC以及新出現(xiàn)的基于激光測(cè)速的物流自動(dòng)厚度控制(MassFlowAGC)系統(tǒng)等控制方式，已經(jīng)比較成功地解決了縱向厚差的控制問題，基本上能夠滿足用戶的要求。由于軋制過程中帶鋼邊部區(qū)域的金屬橫向流動(dòng)阻力較小、工作輥輥面彈性壓扁躍變等因素，致使斷面形狀也即寬向厚度分布的變化呈現(xiàn)中部平緩，越靠近邊部厚度減小越快的特點(diǎn)，即存在著一定的橫向厚差，如圖1所示。當(dāng)前厚度自動(dòng)控制(AGC)技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)⒗滠垘т摽v向厚度偏差穩(wěn)定地控制在成品厚度士l^左右(如士5^im甚至士2pm以內(nèi))，而帶鋼橫向厚差還停留在在10pm甚至幾十微米的水平。隨著用戶對(duì)冷軋帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，除了目前對(duì)硅鋼、造幣鋼等產(chǎn)品的邊緣降已經(jīng)有了比較嚴(yán)格的要求之外，下游用戶對(duì)其它一些冷軋帶鋼產(chǎn)品(如主要用于沖壓成型的汽車板、鍍錫板等)橫向厚差的要求也將越來越高。目前冷連軋最常見的以末道機(jī)架反饋控制為核心的板形自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要控制目標(biāo)是冷連軋機(jī)出口帶鋼的平直度，對(duì)出口帶鋼的橫向厚差大多無法控制或不控制。一般認(rèn)為，冷軋時(shí)帶鋼比較薄，軋制變形區(qū)內(nèi)金屬橫向流動(dòng)很小，如果保持負(fù)載輥縫形狀恒定不變的話，軋機(jī)入口帶鋼斷面形狀的變化幾乎都將直接轉(zhuǎn)化為出口帶鋼寬度方向上相對(duì)長(zhǎng)度即平直度的改變，來料斷面形狀的微小改變將會(huì)引起出口平直度的顯著變化?；诖?，現(xiàn)有絕大多數(shù)冷連軋機(jī)的板形控制思想是，各個(gè)機(jī)架都嚴(yán)格按照等比例凸度原則控制負(fù)載輥縫以保證末機(jī)架出口帶鋼平直度。這樣冷軋成品橫向厚差基本上就是由熱軋來料斷面形狀決定的，若熱軋來料凸度比較大，相應(yīng)地就會(huì)造成冷軋產(chǎn)品橫向厚差偏大。實(shí)際上，在冷軋前道機(jī)架特別是l號(hào)機(jī)架，當(dāng)帶鋼還比較厚時(shí)，軋制過程中仍然存在少量的金屬橫向流動(dòng)，板斷面形狀的改變轉(zhuǎn)化為縱向相對(duì)長(zhǎng)度變化和橫向?qū)捳箖蓚€(gè)部分，一定限度內(nèi)改變板斷面形狀(特別是邊部形狀調(diào)整)一般不會(huì)引起出口平直度的大幅度變化，故此時(shí)可以對(duì)帶鋼斷面形狀進(jìn)行適度控制。實(shí)際檢測(cè)結(jié)果顯示熱軋帶鋼經(jīng)過冷連軋之后比例凸度值有較大幅度的增加，說明冷軋過程中帶鋼斷面形狀是變化的，因此也是可以改變的。一般來說，當(dāng)軋機(jī)負(fù)載輥縫形狀與入口帶鋼橫斷面形狀呈等比例相似時(shí)，出口帶鋼平直度良好；否則，出口帶鋼將有板形缺陷(如中浪、邊浪等)。冷連軋機(jī)組入口熱軋來料斷面形狀(如凸度和楔形等指標(biāo))沿帶鋼長(zhǎng)度方向的變化，是冷軋軋機(jī)出口板形的一個(gè)直接擾動(dòng)，對(duì)冷軋帶鋼平直度影響很大。熱軋來料帶鋼的斷面形狀沿長(zhǎng)度方向往往存在波動(dòng)，特別是帶頭帶尾比較大，由于冷軋入口沒有相應(yīng)的檢測(cè)手段，僅依靠操作人員憑觀察和經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載輥縫形狀，顯然難以響應(yīng)斷面形狀的快速變化，需要末機(jī)架平直度閉環(huán)控制環(huán)節(jié)來調(diào)節(jié)的負(fù)荷大幅度增加，常常超出其調(diào)節(jié)能力范圍，是造成冷軋帶鋼平直度超差的主要原因之一。在傳統(tǒng)的平直度反饋控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，采用平直度前饋控制技術(shù)，可以在末機(jī)架出口板形儀檢測(cè)到平直度缺陷之前，及時(shí)修正來料斷面變化對(duì)上游機(jī)架出平直度的擾動(dòng)。文獻(xiàn)報(bào)道的平直度反饋控制加前饋控制技術(shù)有以下兩種類型(1)末機(jī)架平直度反饋控制加1號(hào)機(jī)架平直度前饋控制。阿塞諾EKO廠和BFI共同開發(fā)了新的平直度協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，并為此定制開發(fā)了專用的帶鋼斷面形狀檢測(cè)儀。新系統(tǒng)提供了所有機(jī)架的平直度控制策略，即組合前3個(gè)機(jī)架中的前饋控制和末機(jī)架中的預(yù)測(cè)反饋控制，參見圖2。該項(xiàng)目中開發(fā)的控制系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成1)在1號(hào)機(jī)架前饋補(bǔ)償來料帶鋼橫斷面變化對(duì)該機(jī)架出口平直度的影響；2)在l一4號(hào)機(jī)架通過彎輥力補(bǔ)償軋制力變化對(duì)出口平直度的影響；3)在末機(jī)架中使用內(nèi)部模型控制IMC(InternalModelControl)的平直度控制11器，這個(gè)控制器可以用模型預(yù)測(cè)控制器MPC(ModelPredictiveController)代替；4)機(jī)架觀察器(MillObserver),在線預(yù)報(bào)機(jī)架帶鋼平直度，根據(jù)實(shí)際軋制情況自適應(yīng)修正傳遞函數(shù)。(2)末機(jī)架平直度反饋控制加末機(jī)架平直度前饋控制。1994年下半年，英國(guó)Sidmar鋼廠將1號(hào)冷連軋機(jī)改造為酸軋聯(lián)合機(jī)組。此次改造過程中Sidmar開發(fā)了獨(dú)特的前饋控制技術(shù)。即通過1號(hào)機(jī)架出口平直度儀實(shí)測(cè)平直度信號(hào)，識(shí)別出1號(hào)機(jī)架入口熱軋來料的斷面形狀變化，并且對(duì)其在機(jī)架間的傳遞進(jìn)行跟蹤，直接修正末機(jī)架的彎輥力。通過這種方法，由于板斷面形狀快速變化將要引起的平直度擾動(dòng)在末機(jī)架反饋控制修正之前，就得到了顯著的削弱。此外，各個(gè)機(jī)架都采用了軋制力對(duì)彎輥力的前饋控制策略，降低了軋制力波動(dòng)對(duì)出口板形的影響。其它的現(xiàn)有相關(guān)專利分析如下曰本專利JP2005-118840提出了一種板形板厚綜合控制方法在冷軋機(jī)入口，在線檢測(cè)冷軋機(jī)入口來料板凸度和來料厚度，據(jù)此推算出軋機(jī)出口機(jī)械板凸度(假設(shè)軋制壓力分布均勻條件下的板凸度)，并推算(或?qū)崪y(cè))出出口側(cè)板厚，再根據(jù)入口比例板凸度與出口比例機(jī)械板凸度的差值，計(jì)算出口帶鋼中間點(diǎn)與另外1個(gè)邊部點(diǎn)的張力差。以同時(shí)減小出口板厚與目標(biāo)板厚的差值、出口張力差與目標(biāo)張力差的差值為目標(biāo)，確定壓下位置(軋制力)修正值和彎輥力的修正值。日本專利JP10-005837A提出了一種冷連軋控制方法和設(shè)備配置，參見圖3，通過合理設(shè)定各機(jī)架出口目標(biāo)板形曲線并據(jù)此對(duì)各機(jī)架出口板形進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)薄板的高速大張力軋制。薄板高速軋制時(shí)容易出現(xiàn)熱劃傷。提高帶鋼張力可以降低軋制壓力，進(jìn)而避免薄板高速軋制時(shí)可能發(fā)生的表面熱劃傷。但是薄帶鋼大張力軋制容易發(fā)生斷帶現(xiàn)象。當(dāng)帶鋼為邊浪時(shí)，即使大張力軋制，斷帶的可能性也會(huì)降低。因此，為保證軋制過程穩(wěn)定，可以將帶鋼出口目標(biāo)曲線設(shè)定為邊浪。另外，如果為了減小帶鋼邊部減薄，可以將上游機(jī)架出口目標(biāo)板形曲線設(shè)定為中浪，下游機(jī)架設(shè)定為邊浪。具體控制方法是對(duì)于4個(gè)機(jī)架及以上冷連軋機(jī)組，在軋機(jī)入口設(shè)置帶鋼厚度橫向分布檢測(cè)儀，連續(xù)檢測(cè)來料斷面形狀沿帶鋼長(zhǎng)度的變化情況，并計(jì)算檢測(cè)斷面達(dá)到各機(jī)架的時(shí)刻。根據(jù)各機(jī)架出口目標(biāo)機(jī)械板凸度曲線，計(jì)算確定各機(jī)架出口的目標(biāo)機(jī)械板凸度。根據(jù)出口機(jī)械板凸度與目標(biāo)機(jī)械板凸度一致原則，計(jì)算確定該時(shí)刻板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的修正設(shè)定值并進(jìn)行控制，以使得各個(gè)機(jī)架出口平直度達(dá)到目標(biāo)平直度曲線，避免斷帶的發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，該控制方法通過在冷軋機(jī)上游機(jī)架對(duì)帶鋼的斷面形狀進(jìn)行適度控制，在下游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)在進(jìn)一步提高冷軋帶鋼平直度質(zhì)量的基礎(chǔ)上減小冷軋帶鋼橫向厚差。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，包括在冷軋機(jī)上游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼的斷面形狀進(jìn)行適度控制，在下游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行控制；基于在冷軋機(jī)l號(hào)機(jī)架入口配置的斷面儀實(shí)測(cè)熱軋來料斷面形狀、平直度，各個(gè)機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，包括軋制力、板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)測(cè)值，和基于在冷軋機(jī)出口配置的板形儀實(shí)測(cè)冷軋帶鋼的平直度，以上游機(jī)架特別是1號(hào)機(jī)架為重點(diǎn)對(duì)帶鋼斷面形狀進(jìn)行前饋控制，以下游機(jī)架特別是末機(jī)架為重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行反饋控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷軋帶鋼平直度和橫向厚差的綜合控制；具體技術(shù)措施是第一，板形預(yù)設(shè)定控制，板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)定值的確定，其輸入數(shù)據(jù)為軋機(jī)設(shè)備參數(shù)、熱軋來料原始數(shù)據(jù)、軋制工藝參數(shù)、l號(hào)機(jī)架入口熱軋來料斷面形狀和平直度實(shí)測(cè)值；經(jīng)板形控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)定生成模塊運(yùn)算后，輸出數(shù)據(jù)為各個(gè)機(jī)架板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的預(yù)設(shè)定值、執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)出口板形影響系數(shù)、出口板形目標(biāo)值；第二，平直度反饋控制，平直度反饋控制的技術(shù)要點(diǎn)包括-(1)用四次正交多項(xiàng)式擬合末機(jī)架平直度實(shí)測(cè)值與平直度目標(biāo)值之間的差值，得到平直度偏差的一次、二次、三次以及四次分量，計(jì)算平直度實(shí)測(cè)值與多項(xiàng)式擬合值之間的偏差值，得到平直度偏差的高次分量；(2)基本平直度控制，改變末機(jī)架軋輥傾斜、工作輥彎輥力、中間輥彎輥力設(shè)定值大小，修正帶鋼寬度范圍內(nèi)平直度實(shí)測(cè)值與平直度目標(biāo)值之間差值的一次、二次、三次以及四次分量；(3)精細(xì)冷卻控制，確定末機(jī)架工作輥輥面分段冷卻噴嘴流量，修正平直度偏差的高次分量；(4)邊部板形控制，改變l號(hào)機(jī)架至末機(jī)架中間輥竄輥量以及彎輥設(shè)定值大小，修正帶鋼邊部浪形；第三，板形前饋控制，(1)在1號(hào)機(jī)架對(duì)帶鋼凸度和楔形進(jìn)行前饋控制(即斷面前饋控制)根據(jù)1號(hào)機(jī)架入口帶鋼整體凸度、中心凸度和楔形實(shí)測(cè)值及1號(hào)機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型預(yù)測(cè)出1號(hào)機(jī)架出口整體凸度、中心凸度與目標(biāo)凸度的偏差值，確定1號(hào)機(jī)架彎輥、軋輥傾斜設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口凸度偏差值最小、楔形值最??；(2)在1號(hào)機(jī)架至3號(hào)機(jī)架進(jìn)行邊緣降前饋控制根據(jù)當(dāng)前機(jī)架入口帶鋼邊緣降實(shí)測(cè)值或預(yù)測(cè)值，以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型預(yù)測(cè)出本機(jī)架出口邊緣降與目標(biāo)邊緣降的偏差值，確定本機(jī)架中間輥竄輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口邊緣降偏差值最??；(3)在2號(hào)機(jī)架至末機(jī)架進(jìn)行平直度前饋控制根據(jù)當(dāng)前機(jī)架的入口帶鋼凸度、楔形實(shí)測(cè)值或預(yù)測(cè)計(jì)算值，以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型預(yù)測(cè)出本機(jī)架出口平直度與目標(biāo)平直度的偏差值，確定本機(jī)架彎輥、傾輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口平直度偏差值最?。簧鲜霎?dāng)前機(jī)架指當(dāng)前跟蹤控制的帶鋼斷面位置到達(dá)的機(jī)架；第四，板形前饋控制與平直度反饋控制之間的協(xié)調(diào)控制，在各個(gè)機(jī)架上分別采用不同的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制輸出策略，實(shí)現(xiàn)板形前饋控制與平直度反饋控制之間的協(xié)調(diào)控制-(1)取板形前饋控制周期大于或等于平直度反饋控制周期；(2)對(duì)于末機(jī)架，當(dāng)平直度反饋控制輸出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制輸出的同一板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量符號(hào)相反時(shí)，將平直度前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量賦零，只將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；當(dāng)兩者符號(hào)相同時(shí)，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與平直度前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量進(jìn)行加權(quán)求和后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(3)對(duì)于1號(hào)機(jī)架，當(dāng)平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的同一板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量符號(hào)相反時(shí)，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量賦零，只將板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；當(dāng)兩者符號(hào)相同時(shí)，將平直度反饋控制給14出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量加權(quán)求和后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(4)對(duì)于1號(hào)機(jī)架和末機(jī)架以外的其它各個(gè)機(jī)架，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量加權(quán)平均后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明改變了目前大多數(shù)冷連軋機(jī)組只控制帶鋼平直度，且平直度控制過分依賴于末機(jī)架的狀況，對(duì)上、下游機(jī)架進(jìn)行合理分工，上游機(jī)架重點(diǎn)控制帶鋼斷面形狀，下游機(jī)架重點(diǎn)控制平直度，將板形前饋控制與平直度反饋控制相結(jié)合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其特點(diǎn)和有益效果是-(1)提高極薄板高速軋制過程穩(wěn)定性改變上游機(jī)架主要依靠人工調(diào)整進(jìn)行控制板形的現(xiàn)狀，基于實(shí)測(cè)熱軋來料斷面形狀變化，對(duì)上游各個(gè)機(jī)架間的出口板形進(jìn)行自動(dòng)前饋控制，確保薄板高速軋制過程的穩(wěn)定性，減少人工操作干預(yù)。(2)提高冷軋板平直度質(zhì)量通過調(diào)整板形執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)定值，使得冷軋機(jī)負(fù)載輥縫形狀自動(dòng)適應(yīng)入口來料斷面形狀的波動(dòng)、或者抑制熱軋來料斷面形狀的波動(dòng)，降低熱軋來料斷面形狀異常(如楔形、凸度過大等)對(duì)冷軋板形的不良影響，減輕平直度反饋控制負(fù)荷，控制進(jìn)一步提高冷軋板平直度質(zhì)量，降低過渡軋制過程平直度超差程度與超差長(zhǎng)度。(3)提高冷軋板橫向厚差精度提高可以在一定程度上減小冷軋板的邊部減薄和整體凸度，提高帶鋼橫向厚差精度。(4)各個(gè)機(jī)架平直度前饋控制與末機(jī)架平直度反饋控制相配合，及時(shí)消除熱軋來料斷面形狀和平直度波動(dòng)對(duì)末機(jī)架出口平直度的影響，以進(jìn)一步提高冷軋帶鋼的平直度質(zhì)量；(5)對(duì)各個(gè)機(jī)架出口平直度進(jìn)行自動(dòng)前饋控制，減少斷面、跑偏等異常情況的發(fā)生率，提高冷連軋生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。(6)減小冷軋帶鋼橫向厚差。圖1為帶鋼斷面形狀示意圖圖2為EKO四機(jī)架冷連軋機(jī)新的平直度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3為JP10-005837A冷連軋機(jī)組一種系統(tǒng)配置圖；圖中1-板形儀2-板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3-斷面儀4-測(cè)壓儀5-測(cè)厚儀6-測(cè)速儀7-測(cè)寬儀；圖4為本發(fā)明的平直度綜合控制系統(tǒng)功能框圖5為帶鋼斷面分區(qū)示意圖6為平直度反饋控制功能簡(jiǎn)圖7為帶鋼邊部平直度偏差示意圖8為板斷面前饋控制流程簡(jiǎn)圖9為邊緣降前饋控制流程簡(jiǎn)圖io為平直度前饋控制流程簡(jiǎn)圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖4，一種冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，包括在冷軋機(jī)上游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼的斷面形狀進(jìn)行適度控制，在下游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行控制；基于在冷軋機(jī)1號(hào)機(jī)架入口配置的斷面儀實(shí)測(cè)熱軋來料斷面形狀、平直度，各個(gè)機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，包括軋制力、板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)測(cè)值，和基于在冷軋機(jī)出口配置的板形儀實(shí)測(cè)冷軋帶鋼的平直度，以上游機(jī)架特別是1號(hào)機(jī)架為重點(diǎn)對(duì)帶鋼斷面形狀進(jìn)行前饋控制，以下游機(jī)架特別是末機(jī)架為重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行反饋控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷軋帶鋼平直度和橫向厚差的綜合控制。下面具體說明一、平直度橫向厚差綜合控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖4所示，本發(fā)明的平直度橫向厚差綜合控制系統(tǒng)功能構(gòu)成由軋機(jī)(包括各種板形調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu))、板形預(yù)設(shè)定控制單元、板形自動(dòng)控制單元(包括橫向厚差/平直度前饋控制和平直度反饋控制)、板形檢測(cè)單元(包括板形儀、板斷面儀)等單元模塊組成。各個(gè)單元模塊的主要功能概述如下1、板形預(yù)設(shè)定控制單元一一以軋機(jī)設(shè)備基本參數(shù)、帶鋼基本參數(shù)(包括實(shí)測(cè)熱軋來料斷面信息)和軋制工藝參數(shù)等為輸入，通過數(shù)學(xué)模型在線計(jì)算確定最佳化的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值、執(zhí)行機(jī)構(gòu)效率系數(shù)以及板形目標(biāo)曲線等。通過模型參數(shù)自適應(yīng)提高板形模型的預(yù)報(bào)精度。2、板形自動(dòng)控制單元一一包含平直度反饋控制和板形前饋控制兩個(gè)功能模塊。在平直度反饋控制功能模塊中，通過板形輥儀測(cè)量末機(jī)架出口帶鋼實(shí)際平直16度值，根據(jù)目標(biāo)平直度和實(shí)際平直度的偏差，計(jì)算確定各個(gè)板形執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)定值的補(bǔ)償量。在板形前饋控制功能模塊中，根據(jù)板斷面儀測(cè)量1號(hào)機(jī)架入口熱軋來料實(shí)際板斷面值、平直度以及實(shí)際軋制工藝參數(shù)值，通過模型預(yù)報(bào)出機(jī)架出口板形，包括平直度和斷面形狀，根據(jù)機(jī)架出口目標(biāo)板形與估計(jì)板形的偏差，計(jì)算確定各個(gè)板形執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)定值的補(bǔ)償量。3、板形檢測(cè)單元_一主要包括板形儀和平直度檢測(cè)系統(tǒng)、板斷面儀和板斷面形狀及平直度檢測(cè)系統(tǒng)。板形輥安裝與末機(jī)架出口，在線檢測(cè)冷軋帶鋼平直度。板斷面儀安裝于1號(hào)機(jī)架入口，在線檢測(cè)熱軋來料斷面形狀及平直度。4、板形執(zhí)行控制單元一一包括板形調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測(cè)元件及其控制回路。板形執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括各個(gè)機(jī)架軋輥傾斜、工作輥彎輥、中間輥彎輥、中間輥竄輥以及末機(jī)架工作輥輥面精細(xì)冷卻。執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制回路根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)定值和實(shí)際值的偏差，計(jì)算控制輸出到液壓控制閥，控制液壓缸的輸出，從而改變帶鋼的實(shí)際板形。精細(xì)冷卻采用開環(huán)控制方式，通過氣動(dòng)閥門控制噴嘴的打開和關(guān)閉。二、帶鋼斷面描述與特征參數(shù)定義如圖5所示，根據(jù)帶鋼斷面厚度分布中間部分變化平緩、邊緣部分變化明顯的特點(diǎn)，將帶鋼橫斷面形狀劃分成驟減區(qū)、邊緣降區(qū)和中間凸形區(qū)，對(duì)帶鋼斷面按分區(qū)分別進(jìn)行描述。在斷面儀實(shí)測(cè)斷面各點(diǎn)厚度值的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多項(xiàng)式曲線擬合，得到驟減區(qū)、邊緣降區(qū)和凸形區(qū)的輪廓曲線方程式。根據(jù)擬合后得到的帶鋼斷面形狀方程式，計(jì)算得到斷面形狀的特征參數(shù)中心凸度、整體凸度以及楔形，帶鋼斷面形狀各有關(guān)的特征參數(shù)定義如表1所示表l斷面特征參數(shù)符號(hào)定義計(jì)算公式中心厚度帶鋼中心線上測(cè)得的厚度若中心測(cè)點(diǎn)左右各一個(gè)，則取平均值邊部減薄區(qū)厚度1)DS側(cè)厚度2)WS側(cè)厚度3)平均厚度距傳動(dòng)側(cè)DS邊緣距離為《處的帶鋼厚度距操作側(cè)WS邊緣距離為《處的帶鋼厚度傳動(dòng)側(cè)DS和操作側(cè)WS邊部減薄區(qū)厚度算術(shù)平均值其中5為帶鋼寬度驟減區(qū)厚度1)DS側(cè)厚度2)WS側(cè)厚度3)平均厚度re，TO，^，名^距傳動(dòng)側(cè)邊緣距離為e處的帶鋼厚度距操作側(cè)邊緣距離為e處的帶鋼厚度傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)驟減區(qū)厚度算術(shù)平均值e=10~80mm邊緣降<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>三、板形預(yù)設(shè)定控制六輥軋機(jī)(6Hi軋機(jī))的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括軋輥傾斜、工作輥彎輥、中間輥彎輥、中間輥傾斜以及工作輥分區(qū)冷卻等。板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)定值可以采用兩種方式產(chǎn)生要么查詢預(yù)設(shè)定值經(jīng)驗(yàn)表格，要么調(diào)用預(yù)設(shè)定數(shù)學(xué)模型進(jìn)行在線計(jì)算。預(yù)設(shè)定值經(jīng)驗(yàn)表格可以通過模型離線計(jì)算方法得到，或者通過實(shí)驗(yàn)的方法得到。確定板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)定值的輸入條件主要包括三個(gè)方面(1)來料條件，包括帶鋼鋼種規(guī)格如鋼種等級(jí)、來料厚度、寬度、平直度和斷面形狀等；(2)軋制工藝條件，包括軋制力、軋制速度、張力、壓下規(guī)程、各個(gè)機(jī)架出口平直度目標(biāo)曲線以及工藝潤(rùn)滑等；(3)設(shè)備條件，包括軋輥輥系參數(shù)、輥形曲線、輥面粗糙度等。板形控制機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)定值生成模塊在機(jī)組過程控制計(jì)算機(jī)中，模塊的輸出設(shè)定值包括(1)軋輥傾斜、工作輥彎輥、中間輥彎輥、中間輥傾斜以及工作輥分區(qū)冷卻等板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的預(yù)設(shè)定值；(2)各板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值的改化對(duì)機(jī)架出口平直度、斷面形狀的影響系數(shù)；(3)各個(gè)機(jī)架出口板形目標(biāo)值即目標(biāo)板形曲線等。為了提高板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的預(yù)設(shè)定精度，考慮熱軋來料斷面形狀和平直度變化對(duì)板形控制設(shè)定值的影響，將歷史和當(dāng)前實(shí)測(cè)熱軋來料鋼巻的實(shí)測(cè)斷面形狀和平直度數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理后，作為同組別鋼種規(guī)格將要軋制鋼巻的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)定值確定的輸入?yún)?shù)。目標(biāo)板形曲線包括1_5號(hào)機(jī)架出口目標(biāo)平直度曲線和1_3號(hào)機(jī)架目標(biāo)斷面形狀(具體包括1號(hào)機(jī)架出口凸度和1號(hào)至3號(hào)機(jī)架出口邊緣降)。目標(biāo)板形曲線參數(shù)按鋼巻的軋制方式、鋼種、厚度、寬度等級(jí)等分組，以數(shù)據(jù)文件方式存儲(chǔ)。在進(jìn)行板形設(shè)定值計(jì)算時(shí)，通過査詢數(shù)據(jù)表格方式得到最合適的目標(biāo)板形曲線參數(shù)。過程機(jī)根據(jù)L1發(fā)送的當(dāng)前最新的熱軋來料帶鋼板斷面參數(shù)平均值，動(dòng)態(tài)確定下一巻同組別帶鋼1號(hào)機(jī)架入口的設(shè)定斷面曲線，并據(jù)此計(jì)算確定各機(jī)架出口的目標(biāo)斷面曲線。各個(gè)機(jī)架出口平直度目標(biāo)值和凸度、邊緣降目標(biāo)值設(shè)定遵循以下方法(1)l號(hào)機(jī)架出口帶鋼凸度目標(biāo)值小于或等于熱軋來料凸度平均值，l號(hào)至3號(hào)機(jī)架出口邊緣降目標(biāo)值遞減且小于或等于熱軋來料邊緣降平均值；(2)上游機(jī)架帶鋼的厚度比較厚，上游機(jī)架出口平直度目標(biāo)曲線一般設(shè)定為中浪，即帶鋼寬度方向上中間出口張應(yīng)力較小而兩邊出口張應(yīng)力較大，以有利于控制帶鋼邊部減薄；G)末機(jī)架以外的下游機(jī)架厚度比較薄，下游機(jī)架出口帶鋼的平直度目標(biāo)曲線的設(shè)定為邊浪，即中間出口張應(yīng)力大兩邊出口張應(yīng)力小，以有利于降低軋制過程中斷帶的發(fā)生幾率；(4)末機(jī)架出口平直度目標(biāo)曲線設(shè)定首先滿足下游機(jī)組對(duì)冷軋帶鋼平直度的要求，其次，還要考慮補(bǔ)償出口帶鋼平直度檢測(cè)誤差、帶鋼巻取過程中產(chǎn)生的附件巻取張應(yīng)力、帶鋼冷卻過程中產(chǎn)生的附加熱應(yīng)力，以確保離線后的冷軋帶鋼平直度良好。四、平直度反饋控制平直度反饋控制以末機(jī)架為重點(diǎn)，納入反饋控制的調(diào)節(jié)手段及其分工策略(1)末機(jī)架工作輥傾斜，控制末機(jī)架出口平直度偏差一次分量；(2)末機(jī)架工作輥彎輥和中間輥彎輥，控制平直度偏差二次分量，以及M、W型浪形的四次分量；(3)l號(hào)機(jī)架至4號(hào)機(jī)架工作輥彎輥、中間輥彎輥和中間輥竄輥以及末機(jī)架中間輥竄輥，控制邊部板形，即小邊浪或碎邊浪。(4)末機(jī)架工作輥分區(qū)冷卻，控制平直度偏差的高次分量，即高次不規(guī)則浪形。平直度反饋控制功能的組成如圖6所示，主要包括(1)基本平直度控制一一改變末機(jī)架軋輥傾斜、工作輥彎輥力、中間輥彎輥力設(shè)定值大小，修正帶鋼寬度范圍內(nèi)平直度偏差的一次、二次和四次分量。(2)精細(xì)冷卻控制一_確定末機(jī)架工作輥輥面分段冷卻噴嘴控制氣動(dòng)閥門的打開和關(guān)閉，修正平直度偏差的高次分量。G)邊部板形控制一一改變1號(hào)機(jī)架至末機(jī)架中間輥竄輥量、彎輥力設(shè)定值大小，修正帶鋼邊部浪形。具體來說1、基本平直度控制基本平直度控制原理與控制過程(1)平直度偏差模式識(shí)別，用四次正交多項(xiàng)式擬合末機(jī)架平直度實(shí)測(cè)值與平直度目標(biāo)值之間的差值即平直度偏差，得到平直度偏差的一次、二次、三次以及四次分量，計(jì)算平直度實(shí)測(cè)值與多項(xiàng)式擬合值之間的偏差值，得到平直度偏差的高次分量；(2)基本平直度控制，改變末機(jī)架軋輥傾斜、工作輥彎輥力、中間輥彎輥力設(shè)定值大小，修正帶鋼寬度范圍內(nèi)平直度實(shí)測(cè)值與平直度目標(biāo)值之間差值的一次、二次、三次以及四次分量；(3)精細(xì)冷卻控制，確定末機(jī)架工作輥輥面分段冷卻噴嘴流量，修正平直度偏差的高次分量；(4)邊部板形控制，改變l號(hào)機(jī)架至末機(jī)架中間輥竄輥量以及彎輥設(shè)定值大小，修正帶鋼邊部浪形。1.1平直度偏差模式識(shí)別平直度模式識(shí)別不僅要考慮實(shí)際平直度實(shí)測(cè)曲線的形狀，而且要考慮軋機(jī)的控制特性。選擇平直度偏差識(shí)別的基本模式依據(jù)如下方法-(1)平直度基本模式與軋機(jī)各板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制特性之間有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以簡(jiǎn)化控制策略；(2)基本模式能夠比較準(zhǔn)確地?cái)M合逼近實(shí)際生產(chǎn)中各種常見的平直度類型；(3)基本模式具有正交性或近似正交性，以保證平直度曲線數(shù)學(xué)描述的唯一性和穩(wěn)定性。根據(jù)以上原則，平直度偏差信號(hào)采用下面的正交多項(xiàng)式進(jìn)行描述-f(x)=fl0^0+a一！+a2^2+a3^3+a4^4+Af(x)(1)20上式中f(X)—平直度偏差橫向分布",一平直度模式系數(shù)，即平直度偏差的各次分量平直度模式基函數(shù)X—帶鋼寬向各點(diǎn)位置的歸一化橫坐標(biāo)△fOc)—平直度偏差高次分量式(1)中的基函數(shù)^(;c)滿足式(2)正交條件r:l.O,、,、fl.0/=附,nO)《W血-in、(2)正交基函數(shù)可以根據(jù)具體要求選擇如勒讓德正交多項(xiàng)式等。通過最小二乘法擬合求出平直度偏差的一次至四次分量a卜fl2、"3和化。1.2末機(jī)架傾輥補(bǔ)償量計(jì)算模型^《^、《。a分別是軋輥傾斜對(duì)平直度偏差一次分量、三次分量的影響系數(shù)，由過程控制計(jì)算機(jī)設(shè)定。設(shè)AF/為軋輥傾斜補(bǔ)償量。定義軋輥傾斜控制評(píng)價(jià)函數(shù)為G(AF'>="x["!_、x^]2+(1-〃)x["3_、xM]20^^1.0式中p為加權(quán)系數(shù)。極小化評(píng)價(jià)函數(shù)G得到最佳軋輥傾斜設(shè)定值補(bǔ)償量AF,:Min.G(AF,)4AF,1.3末機(jī)架彎輥力補(bǔ)償量計(jì)算模型S^。a、《。2巧、K。a、《。a分別是工作輥彎輥、中間輥彎輥對(duì)平直度偏差二次分量、四次分量的影響系數(shù)，由過程控制計(jì)算機(jī)設(shè)定。設(shè)Ai;、AF,為工作輥彎輥、中間輥彎輥補(bǔ)償量。定義彎輥控制評(píng)價(jià)函數(shù)為G'(AFW,AF>"、["2—、xAFw—、,]2十(W)x["4_、xAFW_、xM]2式中,為加權(quán)系數(shù)。極小化評(píng)價(jià)函數(shù)G'得到最佳工作輥彎輥、中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量AF、,,AF,:Min.G'(AFw，AF0—〔AFw，Ai^〕212、工作輥精細(xì)冷卻控制沿末機(jī)架工作輥身軸向布置若干個(gè)冷卻液噴嘴。從平直度偏差中減去由上述彎輥、竄輥補(bǔ)償量決定的一次至四次分量，得到剩余高次分量，s'(;c)如下式所示。根據(jù)第r冷卻區(qū)段內(nèi)延伸率偏差平均值f'(;c,)的大小，通過打開或關(guān)閉該區(qū)段所對(duì)應(yīng)的噴嘴調(diào)節(jié)閥開關(guān)，調(diào)節(jié)噴射到工作輥輥面各區(qū)域的冷卻液流量，改變輥面熱膨脹的橫向分布，從而改變軋制帶鋼相應(yīng)位置處的延伸率，達(dá)到控制高次復(fù)雜板形缺陷的目的。3、邊部板形控制帶鋼邊部平直度偏差如圖7所示。末機(jī)架出口帶鋼邊部板形偏差定義為△《e^/g—f1式中Af^g—帶鋼邊部板形偏差&4一從帶鋼邊緣向帶鋼中部板形儀第l個(gè)有效測(cè)量通道的平直度實(shí)測(cè)值&超-1一從帶鋼邊緣向帶鋼中部板形儀第2個(gè)有效測(cè)量通道的平直度實(shí)測(cè)值(1)當(dāng)么&*>"時(shí)，末機(jī)架出口帶鋼邊部起浪，末機(jī)架以外的各個(gè)機(jī)架工作輥彎輥和中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量取一給定值"，其中a"為給定值，aM>0，"<0;(2)當(dāng)A&啦〈a,時(shí)，末機(jī)架出口帶鋼邊部拉緊，末機(jī)架以外的各個(gè)機(jī)架工作輥彎輥和中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量取一給定值6，其中"/為給定值，flf0，6>0;(3)當(dāng)厶&啦>6時(shí)，末機(jī)架出口帶鋼邊部明顯起浪，末機(jī)架以及各個(gè)機(jī)架中間輥向帶鋼邊部?jī)?nèi)側(cè)移動(dòng)一定距離c，其中&>a>0，c<0;(4)當(dāng)A&A〈6/時(shí)，末機(jī)架出口帶鋼邊部明顯拉緊，末機(jī)架以及各個(gè)機(jī)架中間輥向帶鋼邊部外側(cè)移動(dòng)一定距離A其中6/<"/<0，&0。五、板形前饋控制1、基本控制策略各機(jī)架之間的分工策略(1)在1號(hào)機(jī)架進(jìn)行板凸度和楔形前饋控制；(2)在1號(hào)機(jī)架至3號(hào)機(jī)架進(jìn)行邊緣降前饋控制；(3)在2號(hào)機(jī)架至末機(jī)架進(jìn)行平直度前饋控制。各個(gè)機(jī)架板形控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分工策略如表2所示:表21號(hào)機(jī)架板斷面前饋控制帶鋼斷面形狀偏差1號(hào)機(jī)架工作輥彎輥帶鋼整體凸度偏差1號(hào)機(jī)架中間輥彎輥帶鋼中心凸度偏差1號(hào)機(jī)架軋輥傾斜帶鋼楔形1號(hào)一3號(hào)機(jī)架邊緣降前饋控制邊緣降偏差l號(hào)一3號(hào)機(jī)架中間輥竄輥帶鋼DS側(cè)、WS側(cè)邊緣降偏差2號(hào)一末機(jī)架平直度前饋控制帶鋼寬度方向不同區(qū)域平直度偏差2號(hào)一末機(jī)架工作輥彎輥2次部分中浪、邊浪2號(hào)一末機(jī)架中間輥彎輥4次部分W型浪、M型浪2-末機(jī)架軋輥傾斜1次部分、3次部分單邊浪2、板形前饋控制流程板形前饋控制的控制流程為(1)在冷軋機(jī)l號(hào)機(jī)架入口配置一臺(tái)帶鋼斷面形狀檢測(cè)儀，實(shí)時(shí)檢測(cè)熱軋來料斷面形狀和平直度；根據(jù)本機(jī)架入口熱軋來料斷面形狀實(shí)測(cè)值計(jì)算得到入口帶鋼斷面特征參數(shù)包括中心凸度、整體凸度、邊緣降和楔形，根據(jù)入口熱軋來料平直度實(shí)測(cè)值計(jì)算得到入口帶鋼平直度的一次、二次和四次分量。(2)l號(hào)機(jī)架帶鋼凸度和楔形前饋控制對(duì)于1號(hào)機(jī)架，根據(jù)本機(jī)架入口帶鋼斷面特征參數(shù)、平直度分量以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型分別計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)預(yù)報(bào)值，包括中心凸度、整體凸度、邊緣降和楔形，以及出口平直度預(yù)報(bào)值；根據(jù)本機(jī)架出口整體凸度、中心凸度預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架工作輥彎輥、中間輥彎輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口整體凸度、中心凸度偏差最??；根據(jù)本機(jī)架出口邊緣降預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架中間輥竄輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口邊緣降偏差最?。桓鶕?jù)本機(jī)架出口楔形預(yù)報(bào)值，確定本機(jī)架軋輥傾斜設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口楔形最小。(3)對(duì)于2號(hào)和3號(hào)機(jī)架，根據(jù)本機(jī)架入口即前一個(gè)機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)、平直度分量預(yù)報(bào)值以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型分別計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)預(yù)報(bào)值，包括中心凸度、整體凸度、邊緣降和楔形，以及出口平直度預(yù)報(bào)值；根據(jù)本機(jī)架出口邊緣降預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架中間輥竄輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口邊緣降偏差最??；根據(jù)本機(jī)架出口平直度預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架工作輥彎輥、中間輥彎輥以及軋輥傾斜設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口平直度偏差最小。(4)對(duì)于4號(hào)機(jī)架至末機(jī)架，根據(jù)本機(jī)架入口即前一個(gè)機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)、平直度分量預(yù)報(bào)值以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型分別計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)預(yù)報(bào)值，包括中心凸度、整體凸度、邊緣降和楔形，以及出口平直度預(yù)報(bào)值；根據(jù)本機(jī)架出口平直度預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架工作輥彎輥、中間輥彎輥以及軋輥傾斜設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口平直度偏差最小。3、1號(hào)機(jī)架板凸度和楔形前饋控制模型1號(hào)機(jī)架板凸度和楔形前饋控制基本流程為(1)根據(jù)1號(hào)機(jī)架入口帶鋼整體凸度、中心凸度實(shí)測(cè)值及1號(hào)機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，預(yù)測(cè)出l號(hào)機(jī)架出口整體凸度、中心凸度預(yù)報(bào)值；(2)根據(jù)出口整體凸度、中心凸度預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的差值，確定l號(hào)機(jī)架工作輥彎輥、中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口凸度偏差值最小；(3)根據(jù)1號(hào)機(jī)架入口帶鋼楔形實(shí)測(cè)值及1號(hào)機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值等，預(yù)測(cè)l號(hào)機(jī)架出口楔形預(yù)報(bào)值，確定軋輥傾斜設(shè)定值補(bǔ)償量，、使得出口帶鋼的楔形最小。板凸度和楔形前饋控制流程簡(jiǎn)圖如圖8所示。板凸度和楔形前饋控制的基本模型-3.1彎輥力補(bǔ)償量計(jì)算(1)計(jì)算l號(hào)機(jī)架出口凸度由冷軋板帶軋制變形理論可知，軋機(jī)出口帶材的凸度C是軋制工藝參數(shù)、入口來料條件和軋機(jī)設(shè)備參數(shù)等的函數(shù)。由于在一個(gè)鋼巻的軋制過程中，來料帶鋼的寬度、強(qiáng)度以及軋機(jī)參數(shù)如軋輥尺寸、原始輥形等基本保持不變的，這里重點(diǎn)考慮軋制工藝參數(shù)入軋制壓力尸、工作輥彎輥力F吣中間輥彎輥力^和中間輥竄輥量/,，和來料整體凸度Go、中心凸度Cw等與出口整體凸度Ce、中心凸度Q24之間的關(guān)系，可用下式表示Cg=^尸戶+《c—+《—M+&;々+《cC90Ce0+《式中，A:ceP、《cefw、《ceF,、《cefr、&&0，分別是軋制力、工作輥彎輥、中間輥彎輥、中間輥竄輥及入口整體凸度對(duì)出口整體凸度的影響系數(shù)，^為整體凸度常數(shù)；/^>、&、《一、尺—、&^0，分別是軋制力、工作輥彎輥、中間輥彎輥、中間輥竄輥及入口中心凸度對(duì)出口中心凸度的影響系數(shù)，《為中心凸度常數(shù)。上述系數(shù)及常數(shù)隨著帶鋼的寬度、厚度、性能以及軋制變形量的不同而不同，可以將帶鋼按鋼種、規(guī)格進(jìn)行分組，通過理論模型求解或?qū)嶒?yàn)的辦法獲得，由過程控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)設(shè)定。通過1號(hào)機(jī)架入口板斷面儀實(shí)時(shí)檢測(cè)得到來料凸度Go和C>，尸、Fw、F,以及/,等可以通過實(shí)測(cè)得到。(2)l號(hào)機(jī)架出口凸度偏差計(jì)算設(shè)C/和Cw分別是出口帶鋼整體凸度、中心凸度目標(biāo)值，則可以得到出口帶鋼凸度偏差值(3)定義凸度前饋控制評(píng)價(jià)函數(shù)為式中AFw、A^為待確定的工作輥彎輥力、中間輥彎輥力補(bǔ)償值，a為加權(quán)系數(shù)。(4)確定最佳彎輥力補(bǔ)償值極小化評(píng)價(jià)函數(shù)J得到最佳的工作輥彎輥、中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量AF^Min.c/(AFw,AF,)4[AFW,AFJ3.2軋輥傾斜補(bǔ)償量計(jì)算機(jī)架出口帶鋼楔形『g可由下式計(jì)算得到『g=、,+、卵『g。+、w+"wg25上式中，AP，為傳動(dòng)側(cè)軋制壓力i^與操作側(cè)軋制力尸w之差，即AP'二—尸，可通過實(shí)測(cè)得到；《wg/w、《wgwgo、i^^v以及^g，分別是軋制力差、入口來料楔形『go、軋輥傾斜量AF/等對(duì)出口楔形的影響系數(shù)，g為出口楔形常數(shù)，隨著帶鋼的寬度、厚度、性能以及軋制變形量的不同而不同，可以將帶鋼按鋼種、規(guī)格進(jìn)行分組，通過理論模型求解或?qū)嶒?yàn)的辦法獲得，由過程控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)設(shè)定。通常不希望出口帶鋼出現(xiàn)楔形，即『g—0。因此，令上式左邊等于0，則可以得到軋輥傾斜量AF/:4、1號(hào)機(jī)架至3號(hào)機(jī)架邊緣降前饋控制模型邊緣降前饋控制基本原理根據(jù)當(dāng)前機(jī)架(當(dāng)前跟蹤控制帶鋼斷面位置即將到達(dá)的機(jī)架)入口帶鋼邊緣降(實(shí)測(cè)值或預(yù)測(cè)值)及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，預(yù)測(cè)本機(jī)架出口邊緣降與目標(biāo)邊緣降的偏差值，確定本機(jī)架中間輥竄輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口邊緣降偏差值最小。邊緣降前饋控制流程簡(jiǎn)圖如圖9所示。在1號(hào)_3號(hào)機(jī)架進(jìn)行邊緣降前饋控制主要流程為-(1)冷軋機(jī)l號(hào)機(jī)架入口配置的帶鋼斷面形狀檢測(cè)儀實(shí)時(shí)檢測(cè)熱軋來料邊緣降；(2)對(duì)于1號(hào)機(jī)架，根據(jù)本機(jī)架入口熱軋來料邊緣降實(shí)測(cè)值，以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼邊緣降預(yù)報(bào)值；G)對(duì)于1號(hào)機(jī)架以外的其它第2、第3號(hào)機(jī)架，根據(jù)本機(jī)架入口也就是前一個(gè)機(jī)架出口帶鋼斷面邊緣降預(yù)報(bào)值，以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，分別計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼邊緣降預(yù)報(bào)值；(4)根據(jù)計(jì)算得到的各個(gè)機(jī)架出口邊緣降預(yù)報(bào)值與邊緣降目標(biāo)值之間的偏差，分別確定本機(jī)架軋輥傾斜、工作輥彎輥和中間輥彎輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口帶鋼邊緣降偏差最小。邊緣降前饋控制基本模型(1)機(jī)架出口邊緣降計(jì)算由冷軋板帶軋制變形理論可知，軋機(jī)出口帶材的邊緣降￡是軋制工藝參數(shù)、入口來料條件和軋機(jī)設(shè)備參數(shù)等的函數(shù)。由于在一個(gè)鋼巻的軋制過程中，來料帶鋼的寬度、強(qiáng)度以及軋機(jī)參數(shù)如軋輥尺寸、原始輥形等基本保持不變的，這里重26點(diǎn)考慮軋制工藝參數(shù)入軋制壓力P、工作輥彎輥力尸w、中間輥彎輥力F,、中間輥傳動(dòng)側(cè)竄輥量&/工作側(cè)竄輥量"，和入口來料傳動(dòng)側(cè)邊緣降/工作側(cè)邊緣降Ew0等，與出口傳動(dòng)側(cè)邊緣降&/傳動(dòng)側(cè)邊緣降￡^之間的關(guān)系，可用下式表示五A=+《eMv,w+夂W《+《e/J。+尺e別五rfo+"^柳=《e尸尸+"^W"^+尺ef/巧+《efr"^v+《eEO五wO+式中，尺W、&~、&F,、&fr、&￡()，分別是軋制力、工作輥彎輥、中間輥彎輥、中間輥竄輥及入口邊緣降對(duì)出口邊緣降的影響系數(shù)，aerf、"M為邊緣降常數(shù)。上述系數(shù)及常數(shù)隨著帶鋼的寬度、厚度、性能以及軋制變形量的不同而不同，可以將帶鋼按鋼種、規(guī)格進(jìn)行分組，通過理論模型求解或?qū)嶒?yàn)的辦法獲得，由過程控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)設(shè)定。通過機(jī)架入口板斷面儀實(shí)時(shí)檢測(cè)或者通過模型計(jì)算得到入口來料￡^和￡w0，戶、&、F,以及/,等可以通過實(shí)測(cè)得到。(2)機(jī)架出口邊緣降偏差計(jì)算設(shè)五《和￡分別是出口帶鋼傳動(dòng)側(cè)、操作側(cè)邊緣降目標(biāo)值，則可以得到出口帶鋼凸度偏差值^^"t/二五(re/—A￡w=^w—五(3)中間輥竄動(dòng)補(bǔ)償值確定設(shè)A/^和A/分別是中間輥傳動(dòng)側(cè)、操作側(cè)竄動(dòng)的補(bǔ)償值，為消除出口邊緣降偏差，則得到因?yàn)橹虚g輥竄動(dòng)會(huì)引起帶鋼邊部板形變化，為了確保邊緣降控制不會(huì)造成明顯的帶鋼邊部板形缺陷，對(duì)中間輥的竄動(dòng)范圍需要進(jìn)行一定的限制，艮P:式中，A為中間輥竄動(dòng)量，/一為中間輥竄動(dòng)量下限值，/"為中間輥竄動(dòng)量上限值。根據(jù)限制條件對(duì)中間輥竄輥量補(bǔ)償值進(jìn)行極限判斷如果(/~+A/~)</r',A/rw=/一—如果(/。+A/。)<//，A/。=/r'-//>如果(/。+A7rw)>，A/rw=ir"—/。如果(/。+A7rrf)>/r",=7r"—/。。5、2號(hào)機(jī)架至末機(jī)架平直度前饋控制模型平直度前饋控制基本原理根據(jù)當(dāng)前機(jī)架入口帶鋼凸度、楔形(實(shí)測(cè)值或預(yù)測(cè)計(jì)算值)及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，預(yù)測(cè)本機(jī)架出口平直度與目標(biāo)平直度的偏差值，確定本機(jī)架彎輥、傾輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口平直度偏差值最小。平直度前饋控制流程簡(jiǎn)圖如圖io所示。2號(hào)至末機(jī)架平直度前饋控制主要流程為(1)根據(jù)本機(jī)架入口也就是前一個(gè)機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)預(yù)報(bào)值和平直度預(yù)報(bào)值，以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，分別計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼平直度預(yù)報(bào)值和斷面特征參數(shù)預(yù)報(bào)值；(2)根據(jù)計(jì)算得到的各個(gè)機(jī)架出口平直度預(yù)報(bào)值與平直度目標(biāo)值之間的偏差，分別確定本機(jī)架軋輥傾斜、工作輥彎輥和中間輥彎輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口平直度偏差最小。平直度前饋控制基本模型5.1工作輥/中間輥彎輥補(bǔ)償值計(jì)算由冷軋板帶軋制變形理論可知，軋機(jī)出口帶材平直度F是軋制工藝參數(shù)、入口來料條件和軋機(jī)設(shè)備參數(shù)等的函數(shù)。由于在一個(gè)鋼巻的軋制過程中，來料帶鋼的寬度、強(qiáng)度以及軋機(jī)參數(shù)如軋輥尺寸、原始輥形等基本保持不變的，這里重點(diǎn)考慮軋制工藝參數(shù)入軋制壓力P、工作輥彎輥力Fw、中間輥彎輥力尸,和中間輥竄輥量/。和來料參數(shù)如來料平直度尸o、來料凸度Co等與出口平直度F之間的關(guān)系，可用下式表示這里^>、《,、X/r、&,、《廠o以及a:^)，分別是軋制力、彎輥力、入口凸度及入口平直度等對(duì)出口平直度的影響系數(shù)，"為平直度常數(shù)，隨著帶鋼的寬度、厚度、性能以及軋制變形量的不同而不同，可以將帶鋼按鋼種、規(guī)格進(jìn)行分組，通過理論模型求解或?qū)嶒?yàn)的辦法獲得，由過程控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)設(shè)定。(1)機(jī)架出口平直度預(yù)報(bào)計(jì)算通過機(jī)架入口斷面儀實(shí)時(shí)檢測(cè)或模型計(jì)算得到來料凸度Co和平直度&，尸、Fw、F,以及A等可以通過實(shí)測(cè)得到。將平直度F分解為一次分量Fh二次分量K、四次分量&等。機(jī)架出口平直度二次分量Ce、四次分量q可分別由下面計(jì)算式得到《=+K/eFwJpw+《,^+K,/r+/:/eCe。ce。+A:,e。Fe。+式中，&P、a:,w、《、《妙、《/eCe()以及《,e()，分別是軋制力、彎輥力、入口整體凸度及入口平直度二次分量等對(duì)出口平直度二次分量的影響系數(shù)，為二次分量常數(shù)；a:,、&—、&f,、a:妙、a:力，以及分別是軋制力、彎輥力、入口中心凸度及入口平直度四次分量等對(duì)出口平直度四次分量的影響系數(shù)，為四次分量常數(shù)。(2)出口平直度預(yù)測(cè)值偏差計(jì)算設(shè)機(jī)架出口目標(biāo)平直度四次分量、二次分量分別為F^、K，/，則可平直度偏差值-(3)定義平直度前饋控制評(píng)價(jià)函數(shù)為M(AFw，AF》"[AFe-《腸A^-《腸A^]2+(1-》如_^AFW-式中AFw、AFi為待確定的工作輥彎輥力、中間輥彎輥力補(bǔ)償值，y為加權(quán)系數(shù)。(4)確定最佳彎輥力補(bǔ)償值極小化評(píng)價(jià)函數(shù)M得到最佳的工作輥彎輥、中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量AFw，Min.M(AFW,AF;)—[AFW,,5.2軋輥傾斜補(bǔ)償量計(jì)算機(jī)架出口帶鋼平直度一次分量可由下式計(jì)算得到^=-+尺廁『g。+^《。+尺"w^+"A上式中AP'為傳動(dòng)側(cè)軋制壓力&與操作側(cè)軋制力/^之差，即AP'二Prf—尸w?！秠ipw、《,wg、^mo以及X/m，分別是軋制力差、入口來料楔形『go、入口來料平直度一次分量尸1()等對(duì)出口平直度一次分量的影響系數(shù)，印為一次分量常數(shù)。平直度一次分量對(duì)應(yīng)于單邊浪，容易引起帶鋼跑偏，一般不希望帶鋼出現(xiàn)單邊浪，即"—0。因此，令上式左邊等于0，則可以得到軋輥傾斜量29由冷軋板帶軋制變形理論可知，軋機(jī)出口帶材的凸度C是軋制工藝參數(shù)、入口來料條件和軋機(jī)設(shè)備參數(shù)等的函數(shù)。由于在一個(gè)鋼巻的軋制過程中，來料帶鋼的寬度、強(qiáng)度以及軋機(jī)參數(shù)如軋輥尺寸、原始輥形等基本保持不變的，這里重點(diǎn)考慮軋制工藝參數(shù)入軋制壓力尸、工作輥彎輥力Fw、中間輥彎輥力F,和中間輥竄輥量/,，和來料參數(shù)如來料凸度Co等與出口凸度C之間的關(guān)系，可用函數(shù)式表示C=《CTP+尺C+《CF,/+《a/>+《CC0C0+6這里《ct、《CFw、尺ctv、《o以及《cco，分別是軋制力、彎輥力、入口凸度等對(duì)出口平直度的影響系數(shù)，6為常數(shù)，隨著帶鋼的寬度、厚度、性能以及軋制變形量的不同而不同，可以將帶鋼按鋼種、規(guī)格進(jìn)行分組，通過理論模型求解或?qū)嶒?yàn)的辦法獲得，由過程控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)設(shè)定。通過機(jī)架入口斷面儀實(shí)時(shí)檢測(cè)或模型計(jì)算得到來料凸度Ceo、P、Fw、K以及/,等可以通過實(shí)測(cè)得到。軋機(jī)出口帶鋼凸度有下式計(jì)算得到式中，尺CeP、尺c^v、《cw、《Cefr以及KceCeG，分別是軋制力、彎輥力、入口整體凸度等對(duì)出口整體凸度的影響系數(shù)，6ce為整體凸度常數(shù)；《qP、&、《c、《c^以及^t^0，分別是軋制力、彎輥力、入口整體凸度等對(duì)出口中心凸度的影響系數(shù)，6c,為中心凸度常數(shù)。機(jī)架出口帶鋼楔形『g可由下式計(jì)算得到『^尺昨^W+^^?！篻。+w上式中AF為傳動(dòng)側(cè)軋制壓力i^與操作側(cè)軋制力Pw之差，即AP'二—Pw。^FWW、^Fg『gO分別是軋制力差、入口來料楔形『go對(duì)出口楔形的影響系數(shù)，W為楔形常數(shù)。六、平直度反饋控制與板形前饋控制間協(xié)調(diào)控制，在各個(gè)機(jī)架上分別采用不同的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制輸出策略，實(shí)現(xiàn)板形前饋控制與平直度反饋控制之間的協(xié)調(diào)控制(1)取板形前饋控制周期大于或等于平直度反饋調(diào)節(jié)周期；(2)對(duì)于末機(jī)架，當(dāng)平直度反饋控制輸出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制輸出的同一板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量符號(hào)相反時(shí)，將平直度前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量賦零，只將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；當(dāng)兩者符號(hào)相同時(shí)，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與平直度前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量進(jìn)行加權(quán)求和后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(3)對(duì)于1號(hào)機(jī)架，當(dāng)平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的同一板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量符號(hào)相反時(shí)，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量賦零，只將板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；當(dāng)兩者符號(hào)相同時(shí)，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量加權(quán)求和后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(4)對(duì)于l號(hào)機(jī)架和末機(jī)架以外的其它各個(gè)機(jī)架，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量加權(quán)平均后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明提供一種冷連軋機(jī)組平直度和橫向厚差綜合控制方法，即基于在冷軋機(jī)入口實(shí)測(cè)熱軋來料帶鋼斷面形狀以及平直度，對(duì)各個(gè)機(jī)架的出口板形進(jìn)行前饋控制；基于末機(jī)架出口實(shí)測(cè)帶鋼平直度，以末機(jī)架為重點(diǎn)進(jìn)行平直度反饋控制?？梢赃_(dá)到以下效果(1)各個(gè)機(jī)架板形前饋控制與平直度反饋控制相配合，及時(shí)消除熱軋來料斷面形狀和平直度波動(dòng)對(duì)末機(jī)架出口平直度的影響，以進(jìn)一步提高冷軋帶鋼的平直度質(zhì)量；(2)對(duì)各個(gè)機(jī)架出口板形進(jìn)行自動(dòng)前饋控制，減少斷面、跑偏等異常情況的發(fā)生率，提高冷連軋生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。(3)減小冷軋帶鋼橫向厚差。本發(fā)明提供一種冷軋機(jī)組平直度橫向厚差綜合控制方法，特別適用于由多機(jī)架(四個(gè)機(jī)架或四機(jī)架以上)六輥軋機(jī)組成的冷連軋機(jī)組，其中的基本方法還適用于由六輥軋機(jī)、四輥軋機(jī)組成的單機(jī)架或雙機(jī)架冷軋機(jī)組。3權(quán)利要求1、一種冷軋帶鋼平直度和橫向厚差綜合控制方法，其特征是包括在冷軋機(jī)上游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼的斷面形狀進(jìn)行適度控制，在下游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行控制；基于在冷軋機(jī)1號(hào)機(jī)架入口配置的斷面儀實(shí)測(cè)熱軋來料斷面形狀、平直度，各個(gè)機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，包括軋制力、板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)測(cè)值，和基于在冷軋機(jī)出口配置的板形儀實(shí)測(cè)冷軋帶鋼的平直度，以上游機(jī)架特別是1號(hào)機(jī)架為重點(diǎn)對(duì)帶鋼斷面形狀進(jìn)行前饋控制，以下游機(jī)架特別是末機(jī)架為重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行反饋控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷軋帶鋼平直度和橫向厚差的綜合控制；具體技術(shù)措施是第一，板形預(yù)設(shè)定控制，板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)定值的確定，其輸入數(shù)據(jù)為軋機(jī)設(shè)備參數(shù)、熱軋來料原始數(shù)據(jù)、軋制工藝參數(shù)、1號(hào)機(jī)架入口熱軋來料斷面形狀和平直度實(shí)測(cè)值；經(jīng)板形控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)定生成模塊運(yùn)算后，輸出數(shù)據(jù)為各個(gè)機(jī)架板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的預(yù)設(shè)定值、執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)出口板形影響系數(shù)、出口板形目標(biāo)值；第二，平直度反饋控制，平直度反饋控制的技術(shù)要點(diǎn)包括(1)用四次正交多項(xiàng)式擬合末機(jī)架平直度實(shí)測(cè)值與平直度目標(biāo)值之間的差值，得到平直度偏差的一次、二次、三次以及四次分量，計(jì)算平直度實(shí)測(cè)值與多項(xiàng)式擬合值之間的偏差值，得到平直度偏差的高次分量；(2)基本平直度控制，改變末機(jī)架軋輥傾斜、工作輥彎輥力、中間輥彎輥力設(shè)定值大小，修正帶鋼寬度范圍內(nèi)平直度實(shí)測(cè)值與平直度目標(biāo)值之間差值的一次、二次、三次以及四次分量；(3)精細(xì)冷卻控制，確定末機(jī)架工作輥輥面分段冷卻噴嘴流量，修正平直度偏差的高次分量；(4)邊部板形控制，改變1號(hào)機(jī)架至末機(jī)架中間輥竄輥量以及彎輥設(shè)定值大小，修正帶鋼邊部浪形；第三，板形前饋控制，(1)在1號(hào)機(jī)架對(duì)帶鋼凸度和楔形進(jìn)行前饋控制根據(jù)1號(hào)機(jī)架入口帶鋼整體凸度、中心凸度和楔形實(shí)測(cè)值及1號(hào)機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型預(yù)測(cè)出1號(hào)機(jī)架出口整體凸度、中心凸度與目標(biāo)凸度的偏差值，確定1號(hào)機(jī)架彎輥、軋輥傾斜設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口凸度偏差值最小、楔形值最小；(2)在1號(hào)機(jī)架至3號(hào)機(jī)架進(jìn)行邊緣降前饋控制根據(jù)當(dāng)前機(jī)架入口帶鋼邊緣降實(shí)測(cè)值或預(yù)測(cè)值，以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型預(yù)測(cè)出本機(jī)架出口邊緣降與目標(biāo)邊緣降的偏差值，確定本機(jī)架中間輥竄輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口邊緣降偏差值最?。?3)在2號(hào)機(jī)架至末機(jī)架進(jìn)行平直度前饋控制根據(jù)當(dāng)前機(jī)架的入口帶鋼凸度、楔形實(shí)測(cè)值或預(yù)測(cè)計(jì)算值，以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型預(yù)測(cè)出本機(jī)架出口平直度與目標(biāo)平直度的偏差值，確定本機(jī)架彎輥、傾輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口平直度偏差值最??；上述當(dāng)前機(jī)架指當(dāng)前跟蹤控制的帶鋼斷面位置到達(dá)的機(jī)架；第四，板形前饋控制與平直度反饋控制之間的協(xié)調(diào)控制，在各個(gè)機(jī)架上分別采用不同的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制輸出策略，實(shí)現(xiàn)板形前饋控制與平直度反饋控制之間的協(xié)調(diào)控制(1)取板形前饋控制周期大于或等于平直度反饋控制周期；(2)對(duì)于末機(jī)架，當(dāng)平直度反饋控制輸出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制輸出的同一板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量符號(hào)相反時(shí)，將平直度前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量賦零，只將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；當(dāng)兩者符號(hào)相同時(shí)，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與平直度前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量進(jìn)行加權(quán)求和后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(3)對(duì)于1號(hào)機(jī)架，當(dāng)平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的同一板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量符號(hào)相反時(shí)，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量賦零，只將板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；當(dāng)兩者符號(hào)相同時(shí)，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量加權(quán)求和后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(4)對(duì)于1號(hào)機(jī)架和末機(jī)架以外的其它各個(gè)機(jī)架，將平直度反饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量與板形前饋控制給出的板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)定值補(bǔ)償量加權(quán)平均后輸出到該板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是機(jī)架出口板形目標(biāo)值即出口平直度目標(biāo)值和凸度、邊緣降目標(biāo)值設(shè)定遵循以下方法(1)l號(hào)機(jī)架出口帶鋼凸度目標(biāo)值小于或等于熱軋來料凸度平均值，l號(hào)至3號(hào)機(jī)架出口邊緣降目標(biāo)值遞減且小于或等于熱軋來料邊緣降平均值；(2)上游機(jī)架帶鋼的厚度比較厚，上游機(jī)架出口平直度目標(biāo)曲線一般設(shè)定為中浪，即帶鋼寬度方向上中間出口張應(yīng)力較小而兩邊出口張應(yīng)力較大，以有利于控制帶鋼邊部減?。?3)末機(jī)架以外的下游機(jī)架厚度比較薄，下游機(jī)架出口帶鋼的平直度目標(biāo)曲線的設(shè)定為邊浪，即中間出口張應(yīng)力大兩邊出口張應(yīng)力小，以有利于降低軋制過程中斷帶的發(fā)生幾率；(4)末機(jī)架出口平直度目標(biāo)曲線設(shè)定首先滿足下游機(jī)組對(duì)冷軋帶鋼平直度的要求，其次，還要考慮補(bǔ)償出口帶鋼平直度檢測(cè)誤差、帶鋼巻取過程中產(chǎn)生的附件巻取張應(yīng)力、帶鋼冷卻過程中產(chǎn)生的附加熱應(yīng)力，以確保離線后的冷軋帶鋼平直度良好。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是所述平直度反饋控制中的基本平直度控制過程為(1)對(duì)末機(jī)架出口帶鋼平直度實(shí)測(cè)值與平直度目標(biāo)值之間的偏差信號(hào)進(jìn)行模式識(shí)別，用四次正交多項(xiàng)式將平直度偏差信號(hào)正交分解為一次分量、二次分量、三次分量和四次分量；(2)根據(jù)平直度偏差的一次分量a和三次分量fl3，定義軋輥傾斜控制目標(biāo)函數(shù)為G(AF,、xAF,]2+(1—/)x["3_、xAF,]201.0極小化傾輥控制目標(biāo)函數(shù)G，得到末機(jī)架軋輥傾斜設(shè)定值補(bǔ)償量AF,;Min.G(AF/)4AF,式中-—一次分量和三次分量權(quán)重系數(shù)、尺"^一軋輥傾斜量對(duì)平直度偏差一次分量、三次分量的影響系數(shù)；(3)根據(jù)平直度偏差二次分量"2和四次分量fl4，定義彎輥控制目標(biāo)函數(shù)為-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>極小化彎輥控制目標(biāo)函數(shù)G'，得到末機(jī)架工作輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量Ai;和中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量AF"Min.G'(AFW,AF,)4(AFW，AF,)式中々'一平直度偏差二次分量和四次分量的權(quán)重系數(shù)/^2Fw、i&4W—工作輥彎輥力對(duì)平直度偏差二次分量、四次分量影響系數(shù)；a:"^、/Ca^—中間輥彎輥力對(duì)平直度偏差二次分量、四次分量影響系數(shù)。4、根據(jù)權(quán)利要求i所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是:所述平直度反饋控制中的工作輥精細(xì)冷卻控制為沿末機(jī)架工作輥身軸向布置若干個(gè)冷卻液噴嘴，從平直度偏差中減去由上述彎輥、竄輥補(bǔ)償量決定的一次至四次分量，得到剩余高次分量f'(X)，S'(X)如下式所示；根據(jù)第/冷卻區(qū)段內(nèi)延伸率偏差平均值s'(;c,)的大小，通過打開或關(guān)閉該區(qū)段所對(duì)應(yīng)的噴嘴調(diào)節(jié)閥開關(guān)，調(diào)節(jié)噴射到工作輥輥面各區(qū)域的冷卻液流量，5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是所述平直度反饋控制中的邊部板形控制為末機(jī)架出口帶鋼邊部板形偏差定義為式中-Afe^—帶鋼邊部板形偏差，Se^_從帶鋼邊緣向帶鋼中部板形儀第l個(gè)有效測(cè)量通道的平直度實(shí)測(cè)值，&&1_從帶鋼邊緣向帶鋼中部板形儀第2個(gè)有效測(cè)量通道的平直度實(shí)測(cè)值，(1)當(dāng)么&超>"時(shí)，末機(jī)架出口帶鋼邊部起浪，末機(jī)架以外的各個(gè)機(jī)架工作輥彎輥和中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量取一給定值fl，其中"為給定值，">0，《<0;(2)當(dāng)A&啦〈a,時(shí)，末機(jī)架出口帶鋼邊部拉緊，末機(jī)架以外的各個(gè)機(jī)架工作輥彎輥和中間輥彎輥設(shè)定值補(bǔ)償量取一給定值6，其中a/為給定值，"/<0，6>0;(3)當(dāng)A&啦〉^時(shí)，末機(jī)架出口帶鋼邊部明顯起浪，末機(jī)架以及各個(gè)機(jī)架中間輥向帶鋼邊部?jī)?nèi)側(cè)移動(dòng)一定距離C，其中&>fl>0，C<0;(4)當(dāng)A&超〈6,時(shí)，末機(jī)架出口帶鋼邊部明顯拉緊，末機(jī)架以及各個(gè)機(jī)架中間輥向帶鋼邊部外側(cè)移動(dòng)一定距離A其中6,<a/<0，rf>0。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是:所述板形前饋控制的主要流程為(1)在冷軋機(jī)1號(hào)機(jī)架入口配置一臺(tái)帶鋼斷面形狀檢測(cè)儀，實(shí)時(shí)檢測(cè)熱軋來料斷面形狀和平直度；根據(jù)本機(jī)架入口熱軋來料斷面形狀實(shí)測(cè)值計(jì)算得到入口帶鋼斷面特征參數(shù)包括中心凸度、整體凸度、邊緣降和楔形，根據(jù)入口熱軋來料平直度實(shí)測(cè)值計(jì)算得到入口帶鋼平直度的一次、二次和四次分量；(2)對(duì)于1號(hào)機(jī)架，根據(jù)本機(jī)架入口帶鋼斷面特征參數(shù)、平直度分量以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型分別計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)預(yù)報(bào)值，包括中心凸度、整體凸度、邊緣降和楔形，以及出口平直度預(yù)報(bào)值；根據(jù)本機(jī)架出口整體凸度、中心凸度預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架工作輥彎輥、中間輥彎輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口整體凸度、中心凸度偏差最?。桓鶕?jù)本機(jī)架出口邊緣降預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架中間輥竄輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口邊緣降偏差最??；根據(jù)本機(jī)架出口楔形預(yù)報(bào)值，確定本機(jī)架軋輥傾斜設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口楔形最?。籊)對(duì)于2號(hào)和3號(hào)機(jī)架，根據(jù)本機(jī)架入口即前一個(gè)機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)、平直度分量預(yù)報(bào)值以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型分別計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)預(yù)報(bào)值，包括中心凸度、整體凸度、邊緣降和楔形，以及出口平直度預(yù)報(bào)值；根據(jù)本機(jī)架出口邊緣降預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架中間輥竄輥設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口邊緣降偏差最?。桓鶕?jù)本機(jī)架出口平直度預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架工作輥彎輥、中間輥彎輥以及軋輥傾斜設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口平直度偏差最小；(4)對(duì)于4號(hào)機(jī)架至末機(jī)架，根據(jù)本機(jī)架入口即前一個(gè)機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)、平直度分量預(yù)報(bào)值以及本機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，通過模型分別計(jì)算出本機(jī)架出口帶鋼斷面特征參數(shù)預(yù)報(bào)值，包括中心凸度、整體凸度、邊緣降和楔形，以及出口平直度預(yù)報(bào)值；根據(jù)本機(jī)架出口平直度預(yù)報(bào)值與目標(biāo)值之間的偏差，確定本機(jī)架工作輥彎輥、中間輥彎輥以及軋輥傾斜設(shè)定值的補(bǔ)償量，使得本機(jī)架出口平直度偏差最小。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是:所述板形前饋控制方法中，各個(gè)機(jī)架出口帶鋼中心凸度CV整體凸度Ce、邊緣降五和楔形『g預(yù)報(bào)值計(jì)算公式為C《=《(^/>尸+^C9/^FW+《CW《+^"cg/r/r+《G7Cg0C0+&Cce=《w尸+KCeFwFw+《^巧+《Cefr/r+《CeCe。Ce。+6Ce￡=《尸P+A^w&+++&￡?！?。+&『g-《w/wA尸+《昨^)『go+w式中〖cw、《c—、《Cf,、/:c一以及《c^0，分別是本機(jī)架軋制力尸、工作輥彎輥力&、中間輥彎輥力F,、中間輥竄輥量/r以及入口中心凸度CV對(duì)出口中心凸度Q的影響系數(shù)，Z^為出口中心凸度常數(shù)；《CeP、《c^、《CeF,、《c^以及A:c^0，分別是本機(jī)架軋制力P、工作輥彎輥力尸vv、中間輥彎輥力F,、中間輥竄輥量/,以及入口整體凸度Go對(duì)出口整體凸度Ce的影響系數(shù)，6Ce為出口整體凸度常數(shù);^P、&Fw、A:eFi、《，分別是軋制力尸、工作輥彎輥Fw、中間輥彎輥F,、中間輥竄輥力及入口邊緣降五o對(duì)出口邊緣降五的影響系數(shù)，ae為出口邊緣降常數(shù);/^gP^、A:^『go分別是本機(jī)架軋制力差A(yù)P、入口來料楔形『go對(duì)出口楔形『g的影響系數(shù)，w為出口楔形常數(shù)。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是所述帶鋼板形前饋控制方法中，各個(gè)機(jī)架出口帶鋼平直度預(yù)報(bào)值包括一次分量Fi、二次分量R和四次分量&，計(jì)算公式分別為《=尺"~w+《灣『g。+尺/…。巧。+尸e=《/e尸尸+《+《;6W^+《,A+^/eCe。Ce。+^/i^。尸eO+"/e^=+《為Fw尸w+尺為W《++《為(^。C《0+K/f9。^。+式中A:"pw、A:yh^以及^mo分別是本機(jī)架軋制力差A(yù)P、入口來料楔形『幼以及入口來料平直度一次分量Fu)對(duì)出口平直度一次分量F！的影響系數(shù)，《/!為出口平直度一次分量常數(shù)；《,、《,w、《,、《/eCeG、A^r以及/^fto，分別是本機(jī)架軋制力尸、工作輥彎輥力Fw、中間輥彎輥力F,、中間輥竄輥量力、入口整體凸度Ce0以及入口平直度二次分量FeO對(duì)出口平直度二次分量尸e的影響系數(shù)，,為出口平直度二次分量常數(shù)；a>、a:,w、/^f,、a>、以及a:,g(),分別是本機(jī)架軋制力尸、工作輥彎輥力Fw、中間輥彎輥力F,、、中間輥竄輥量/r、入口中心凸度C^)以及入口平直度四次分量尸,對(duì)出口平直度四次分量&的影響系數(shù)，^為出口平直度四次分量常數(shù)。9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是所述板形前饋控制方法中，1號(hào)機(jī)架凸度和楔形前饋控制模型為-凸度前饋控制評(píng)價(jià)函數(shù)丄7(AFW,AF')=x[AC;-《ceFwAFW—《■AF']2+(1—")x[AC—AFW—《—AF'ACe=Ce—re/-Ce極小化凸度前饋控制目標(biāo)函數(shù)X得到最佳彎輥力補(bǔ)償值Min.J(AFW,化)—[AFW,AF,]式中G，戶C^廠l號(hào)機(jī)架出口帶鋼整體凸度、中心凸度目標(biāo)值，Ce0、Qo—l號(hào)機(jī)架入口帶鋼整體凸度、中心凸度實(shí)測(cè)值，《CWw、《CW、《C^、《CgAv—分別是工作輥彎輥力"中間輥彎輥力對(duì)出口整體凸度、中心凸度的影響系數(shù)，a—加權(quán)系數(shù)，AFW、AF,—工作輥彎輥力、中間輥彎輥力補(bǔ)償值。1號(hào)機(jī)架軋輥傾斜量AF/計(jì)算模型^=-+、,『g。+)/《一式中AF'—傳動(dòng)側(cè)軋制與操作側(cè)軋制力實(shí)測(cè)值之差，^wgwgo、分別是軋制力差、入口來料楔形、軋輥傾斜量等對(duì)出口楔形的影響系數(shù)，g為出口楔形常數(shù)。10、根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是所述板形前饋控制方法中，l號(hào)至3號(hào)機(jī)架邊緣降前饋控制模型為^rf=五《—五dA^=^w—re/—五&、分別是出口帶鋼傳動(dòng)側(cè)、操作側(cè)邊緣降預(yù)報(bào)值，￡、M/—分別是出口帶鋼傳動(dòng)側(cè)、操作側(cè)邊緣降目標(biāo)值，尺^一中間輥竄輥對(duì)出口邊緣降影響系數(shù)A/"、A/一分別是中間輥傳動(dòng)側(cè)、操作側(cè)竄動(dòng)的補(bǔ)償值，11、根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法，其特征是所述板形前饋控制方法中，2號(hào)至末機(jī)架平直度前饋控制模型為平直度前饋控制評(píng)價(jià)函數(shù)為M(AFw,Af;)=p[AFe-《FeFwAFw-/C腸A^]2+(1-》x[AF-/^FwAFw-K，AfJ0<"1.0極小化評(píng)價(jià)函數(shù)M最佳彎輥力補(bǔ)償值Min.M(AFW,AF,)—[AFW,AF,]式中,k、K，廠分別是出口帶鋼平直度二次分量、四次分量目標(biāo)值，&—re/、Fe—w廣分別是出口帶鋼平直度二次分量、四次分量預(yù)報(bào)值，《,w、《、&、^^7—分別是工作輥彎輥力、中間輥彎輥力對(duì)出口平直度二次分量、四次分量影響系數(shù)，r加權(quán)系數(shù)，AFW、AF,—分別是工作輥彎輥力、中間輥彎輥力補(bǔ)償值。軋輥傾斜量AF/計(jì)算模型<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>式中AP'—傳動(dòng)側(cè)與操作側(cè)軋制力之差，^/1/W、K/!^g、^mo、《ym—分別是軋制力差、入口來料楔形、入口來料平直度一次分量、軋輥傾斜量對(duì)出口平直度一次分量影響系數(shù)，OA_—次分量常數(shù)。全文摘要本發(fā)明公開了一種冷軋帶鋼平直度和橫向厚差綜合控制方法，包括在冷軋機(jī)上游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼的斷面形狀進(jìn)行適度控制，在下游機(jī)架重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行控制；基于在冷軋機(jī)1號(hào)機(jī)架入口配置的斷面儀實(shí)測(cè)熱軋來料斷面形狀、平直度，各個(gè)機(jī)架軋制工藝參數(shù)實(shí)測(cè)值，包括軋制力、板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)測(cè)值，和基于在冷軋機(jī)出口配置的板形儀實(shí)測(cè)冷軋帶鋼的平直度，以上游機(jī)架特別是1號(hào)機(jī)架為重點(diǎn)對(duì)帶鋼斷面形狀進(jìn)行前饋控制，以下游機(jī)架特別是末機(jī)架為重點(diǎn)對(duì)帶鋼平直度進(jìn)行反饋控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷軋帶鋼平直度和橫向厚差的綜合控制。本發(fā)明通過帶鋼平直度和斷面形狀進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)在進(jìn)一步提高冷軋帶鋼平直度質(zhì)量基礎(chǔ)上減小冷軋帶鋼橫向厚差。文檔編號(hào)B21B37/16GK101683659SQ20081020073公開日2010年3月31日申請(qǐng)日期2008年9月28日優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日發(fā)明者何汝迎,唐成龍,張永杰,李山青,李紅梅,斐熊,王瑞庭,陳培林,顧廷權(quán)申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司