專利名稱：一種在線擬合加工硬化曲線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要用于冷連軋機(jī)過程控制系統(tǒng)，旨在把加工硬化曲線通過數(shù)據(jù)庫方法進(jìn)
行擬合，把硬化曲線數(shù)值化，用于冷軋軋機(jī)過程控制系統(tǒng)中變形抗力的計(jì)算。同時通過控制過程系統(tǒng)中的在線自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，使擬合后的加工硬化曲線更加接近材料的實(shí)際性
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的快速發(fā)展，以及適應(yīng)軋鋼生產(chǎn)中追求高速、高效及自動化的要求，現(xiàn)在的大型冷連軋機(jī)組大多都配置了過程控制系統(tǒng)，即通常所說的三級自動化系統(tǒng)中的二級控制系統(tǒng)。二級控制系統(tǒng)主要功能包括對軋件進(jìn)行跟蹤，為一級自動化系統(tǒng)提供預(yù)設(shè)定規(guī)程等功能。 目前，國內(nèi)多數(shù)冷連軋機(jī)組過程控制系統(tǒng)中，均需對材料的加工硬化曲線進(jìn)行擬合，其方法通常都采用高次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合，一般為三次多項(xiàng)式。使用高次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合的優(yōu)點(diǎn)是擬合模型相對簡單，計(jì)算速度快。但其也存在著嚴(yán)重的缺點(diǎn)，主要是擬合精度不夠高，對于一些存在硬化臺階的曲線不能擬合等?；谑褂酶叽味囗?xiàng)式進(jìn)行擬合的上述缺點(diǎn)，改進(jìn)其擬合方法，已勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種新的在線擬合加工硬化曲線的方法，通過預(yù)取值把硬化曲線轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，再通過插值法計(jì)算不同壓下率對應(yīng)的變形抗力。在生產(chǎn)中通過不斷獲取的實(shí)際數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修正，使硬化曲線更加接近材料的實(shí)際性能。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 —種在線擬合材料加工硬化曲線的方法，主要用于冷連軋自動化系統(tǒng)的二級過程控制系統(tǒng)。其特征在于包括下述步驟 (1)在所述的二級系統(tǒng)上建立材料加工硬化曲線數(shù)據(jù)庫；
(2)在所述的二級系統(tǒng)中建立材料變形抗力km反求計(jì)算模型； (3)根據(jù)冷連軋機(jī)組中各相關(guān)檢測裝置獲取實(shí)測軋制力、實(shí)測張力、實(shí)測帶材的入口厚度和出口厚度，并將其存儲在PLC的相應(yīng)單元中； (4)在二級系統(tǒng)中對步驟(3)中的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行可信度判斷，并將通過可信度判斷的實(shí)測數(shù)據(jù)輸入所述二級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中；
(5)依據(jù)步驟(4)的實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算km值；
(6)依據(jù)步驟(5)的km值進(jìn)行增益計(jì)算；
(7)依據(jù)步驟(5)的km值進(jìn)行線性插值計(jì)算； (8)將依據(jù)步驟(7)計(jì)算的km值依其與壓下率對應(yīng)的方式寫入步驟(1)建立的數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的更新。 所述數(shù)據(jù)庫的名稱項(xiàng)為鋼號，字段名為壓下率，所述壓下率按數(shù)據(jù)段劃分，其間距
4為4%。 所述的材料變形抗力km的反求計(jì)算模型為 km = f 1;/Q*T*L 式中km-材料變形抗力 ff塑性變形區(qū)軋制力 Q-應(yīng)力狀態(tài)系數(shù) T-張力影響系數(shù) L-接觸弧長。 所述的增益計(jì)算按下式計(jì)算km(n+1) =^ (、*夂) 式中km(n+1)-n+l次、
k -n次kmkm*_通過實(shí)測值計(jì)算出的km a-增益系數(shù)。 所述的線性插值計(jì)算按下式計(jì)算
krn = km*+ a (Rn-R加) a = d—4))〃Rm-R(n—4)) 式中km_壓下率為n時的kmkm*_通過實(shí)測值計(jì)算出的km a-線性比例系數(shù) k (n—4)_壓下率為n_4時的km Rn-n次時的壓下率 R(n—4)-n-4次時的壓下率 Rm-lC對應(yīng)的壓下率。 與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，主要表現(xiàn)在 由已知條件和模型可以反求出km， km即為通過實(shí)測值求得的變形抗力，、通過增 益計(jì)算后采用插值法寫入材料庫，完成材料的在線自學(xué)習(xí)，使擬合曲線更加接近材料的實(shí) 際性能，提高了擬合精度，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1、加工硬化曲線的示意圖；
圖2、自學(xué)習(xí)前的點(diǎn)簇圖；
圖3、自學(xué)習(xí)后點(diǎn)簇圖；
圖4、本發(fā)明的程序框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖4所示的一種在線擬合材料加工硬化曲線的方法，其特征在于包括下述步 驟(l)在所述的冷軋機(jī)組二級系統(tǒng)上建立材料加工硬化曲線數(shù)據(jù)庫；(2)在所述冷軋機(jī)組 二級系統(tǒng)中建立材料復(fù)形抗力km的反求計(jì)算模型；(3)根據(jù)冷連軋機(jī)組中各相關(guān)檢測裝置獲取實(shí)測軋制力、實(shí)測張力、實(shí)測帶材的入口厚度和出口厚度，并將其存儲在PLC的相應(yīng)單元中；(4)對所述實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行可信度判斷，并通過PLC通信模塊輸送給二級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫；(5)再經(jīng)過將實(shí)測軋制力f —反求計(jì)算變形抗力km —經(jīng)過增益計(jì)算一插值計(jì)算一將與壓下率相對應(yīng)的變形抗力km寫入所述材料加工硬化曲線數(shù)據(jù)庫的過程，并依此將數(shù)據(jù)庫的紀(jì)錄予以更新。這種在線擬合過程也是一種自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)的過程。學(xué)習(xí)前的點(diǎn)簇圖如圖2所示。自學(xué)習(xí)后的點(diǎn)簇圖則如圖3所示。
權(quán)利要求
一種在線擬合材料加工硬化曲線的方法，主要用于冷連軋自動化系統(tǒng)的二級過程控制系統(tǒng)，其特征在于包括下述步驟(1)在所述的二級系統(tǒng)上建立材料加工硬化曲線數(shù)據(jù)庫；(2)在所述的二級系統(tǒng)中建立材料變形抗力km反求計(jì)算模型；(3)根據(jù)冷連軋機(jī)組中各相關(guān)檢測裝置獲取實(shí)測軋制力、實(shí)測張力、實(shí)測帶材的入口厚度和出口厚度，并將其存儲在PLC的相應(yīng)單元中；(4)在二級系統(tǒng)中對步驟(3)中的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行可信度判斷，并將通過可信度判斷的實(shí)測數(shù)據(jù)輸入所述二級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中；(5)依據(jù)步驟(4)的實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算km值；(6)依據(jù)步驟(5)的km值進(jìn)行增益計(jì)算；(7)依據(jù)步驟(5)的km值進(jìn)行線性插值計(jì)算；(8)將依據(jù)步驟(7)計(jì)算的km值依其與壓下率對應(yīng)的方式寫入步驟(1)建立的數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的更新。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線擬合材料加工硬化曲線的方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)庫 的名稱項(xiàng)為鋼號，字段名為壓下率，所述壓下率按數(shù)據(jù)段劃分，其間距為4% 。
3. 根據(jù)權(quán)要求2所述的在線擬合材料加工硬化曲線的方法，其特征在于所述的材料變形抗力km的反求計(jì)算模型為km = f 1;/Q*T*L式中km-材料變形抗力fr塑性變形區(qū)軋制力Q-應(yīng)力狀態(tài)系數(shù) T-張力影響系數(shù) L-接觸弧長。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線擬合材料加工硬化曲線的方法，其特征在于所述的增益計(jì)算按下式計(jì)算km(n+1) = k + a (km*-kmn) 式中km(n+1)-n+l次、 kmn_n次km、*-通過實(shí)測值計(jì)算出的kma-增益系數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線擬合材料加工硬化曲線的方法，其特征在于所述的線性插值計(jì)算按下式計(jì)算 krn = km*+ a (Rn-R咖) a = (km -kmr(n—4))/(Rm-R(n—4))式中krn-壓下率為n時的km 、*-通過實(shí)測值計(jì)算出的kma-線性比例系數(shù) 1w(n-4)-壓下率為n-4時的km Rn-n次時的壓下率R(n-4)-n_4次時的壓下率 Rm-C對應(yīng)的壓下率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線擬合材料加工硬化曲線的方法，用于冷軋機(jī)組過程控制系統(tǒng)。其特征包括下述步驟(1)在所述二級系統(tǒng)上建立材料加工硬化曲線數(shù)據(jù)庫；(2)在二級系統(tǒng)中建立變形抗力km的反求計(jì)算模型；(3)根據(jù)機(jī)組中各相關(guān)檢測裝置獲取實(shí)測軋制力、實(shí)測張力、實(shí)測帶材的入口厚度和出口厚度，并將其存儲在PLC的相應(yīng)單元中；(4)對所述實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行可信度判斷，并通過相關(guān)通信模塊輸送給二級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫；(5)再經(jīng)過將實(shí)測軋制力f→反求計(jì)算變形抗力km→經(jīng)過增益計(jì)算→插值計(jì)算→將與壓下率相應(yīng)的變形抗力km寫入所述材料加工硬化曲線數(shù)據(jù)庫的過程，并依此將數(shù)據(jù)庫的紀(jì)錄更新。本發(fā)明提高了硬化曲線的擬合精度和質(zhì)量。
文檔編號G05B19/4099GK101713980SQ20091021960
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者王光儒, 黃彥峰 申請人:一重集團(tuán)大連設(shè)計(jì)研究院有限公司;中國第一重型機(jī)械股份公司