基于軋機彈跳特性曲線的板帶軋制厚度控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于板帶乳制自動控制技術領域，特別涉及一種基于乳機彈跳特性曲線的 板帶乳制厚度控制方法。
【背景技術】
[0002] 在板帶乳制過程中，包括鋼帶、鋁帶、銅帶等乳制過程，一種最常用的厚度控制方 法是利用彈跳方程來間接計算變形區(qū)厚度，并進而通過調節(jié)乳機的液壓輥縫對板帶厚度進 行反饋控制，通常這種厚度控制方法稱之為厚度計AGC (Automatic Gage Control)。
[0003] 厚度自動控制的基礎是乳制時的彈塑性曲線，帶鋼的計算乳出厚度h、實際輥縫寬 度S和實際乳制力P之間的關系如彈跳方程所示：
[0004]
[0005] 式中，P。為預壓靠乳制力，單位為kN ;K "為乳機剛度系數(shù)，單位為kN/mm。
[0006] 厚度計AGC依據(jù)乳機彈跳方程計算厚度偏差，然后綜合考慮乳機壓下效率，最終 對輥縫寬度進行相應的調節(jié)以消除厚度偏差。厚度計AGC投入后，首先對輥縫寬度S和乳 制力P采樣一段時間并取平均值，得到鎖定輥縫寬度4和鎖定乳制力，從而得到鎖定厚 度：
[0007]
[0008] 根據(jù)彈跳方程，其厚度偏差Δ h為：
[0009]
[0010] 消除該厚度偏差所需的輥縫寬度調節(jié)量A Sgni為：
[0011]
[0012] 式中，Q為乳件塑性系數(shù)，單位為kN/mm。
[0013] 厚度計AGC利用乳機彈跳方程計算厚度的前提條件是乳機彈跳方程為精確的線 性方程，即乳機剛度系數(shù)K ni在不同乳制力下為常數(shù)，但是由于乳機各部分零件以及軸承之 間存在間隙等，乳機彈跳量和乳制力必然是非線性關系。這樣就會造成厚度控制的錯誤調 節(jié)，甚至會造成輥縫調節(jié)方向錯誤的現(xiàn)象。截止目前為止，在使用傳統(tǒng)厚度計AGC進行控制 時，經(jīng)常出現(xiàn)計算厚度偏差與實際厚度偏差存在較大差異甚至符號相反的情況，造成了厚 度控制的不準確甚至錯誤調節(jié)。

【發(fā)明內容】

[0014] 針對現(xiàn)有板帶厚度計AGC技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于乳機彈 跳特性曲線的板帶乳制厚度控制方法，來替代目前板帶乳制使用的傳統(tǒng)控制方法，從而有 效的提高板帶乳制過程的厚度控制精度。
[0015] 本發(fā)明通過如下技術方案予以實現(xiàn)：
[0016] -種基于乳機彈跳特性曲線的板帶乳制厚度控制方法，其特征在于確定厚度計 AGC的調節(jié)量Δ Sgn的步驟如下：
[0017] ( -）、輸入乳機的剛度系數(shù)Kni及板帶塑性系數(shù)Q，確定厚控對象的比例系數(shù)K :
[0018]
⑴
[0019] (二）、通過壓靠實驗獲得乳制牌坊彈跳特性曲線，并根據(jù)離線數(shù)據(jù)回歸乳件彈跳 曲線，得出總的乳機彈跳特性曲線方程，從而確定乳機彈跳量s &:
[0020] 1、乳機牌坊彈跳量的確定
[0021] ①、根據(jù)現(xiàn)場壓靠實驗方法采集機架的輥縫和乳制力數(shù)據(jù)，利用多項式回歸乳機 牌坊彈跳曲線方程：
[0023] 式中，P為實測乳制力；Pst為壓靠初始乳制力，P sp為壓靠測試乳制力步距；α 0~ α 4乳機牌坊彈跳系數(shù)；
[0024] ②、確定乳機牌坊彈跳量SH:
[0025] Sh= f η (P)-f η (Po) (3)
[0026] 2、乳件彈性變形量的確定
[0027] ①、由離線模型確定乳件彈跳特性曲線：
⑷
[0029] 式中，W為乳件寬度，單位為mm ; β。~β 3為乳件彈性變形系數(shù)；ε 1為臨界值，單 位為mm ;
[0030] ②、確定乳件彈性變形量Ss:
[0031 ] Ss= η · [P · f M (W) -P0 · fM D ] (5)
[0032] 式中，η為乳件彈性變形修正因子；
[0033] 3、確定乳機彈跳量S&:
[0034] Str = S h+Ss = f η (P) -f η (Po) + η * [P * fμ (W) -P0 · fμ (Wnax) ] (6)
[0035] (三）、基于乳機彈跳特性曲線的厚度計AGC原理，以前步（二）確定的乳機彈跳量 Stt為基礎，由實測乳制力和實測輥縫以及鎖定乳制力和鎖定輥縫計算得出乳機出口厚度偏 差值Ah:
[0036] 彈跳方程可以表示為：
[0037] h = S+ Δ Str (7)
[0038] 根據(jù)乳機彈跳特性曲線方程：
[0039] AStr= f O^f(P0) (8)
[0040] 所以彈跳方程又可以表示為：
[0041] h = S+f (P) -f (P0) (9)
[0042] 厚度計AGC投入時頭部厚度鎖定值為：
[0043] hL= sL+str,L= sL+(fH(PL)-fH(P〇)) + n · [PL · fM(ff)-P0 · fM(WnJ] (10)
[0044] 厚度實際值為：
[0045] h = S+Str= S+(f H(P)-fH(P〇)) + n · [p · fM(W)-P0 · fM(WnJ] (Il)
[0046] 由式（10)和式（11)得到厚度偏差為：
[0047]
(12)
[0048] 其中，為鎖定輥縫值，P ^為鎖定乳制力值，Iu為鎖定帶鋼厚度值，S為實測輥縫 值，P為實測乳制力，h為帶鋼厚度值，Ah為厚度偏差值；
[0049] (四）、考慮乳機壓下效率，確定厚度計AGC系統(tǒng)的調節(jié)量ASgni:
[0050] (13):'。
[0051] 本發(fā)明的有益效果：提出基于乳機彈跳特性曲線方程的乳機出口厚度的確定方 法，有效避免乳機剛度系數(shù)對彈跳方程的影響，從根本上解決了厚度計AGC厚度基準計算 的問題，為厚度計AGC的現(xiàn)場應用提供依據(jù)，可以廣泛推廣到板帶乳制廠中，以提高板帶產(chǎn) 品的厚度精度。
【附圖說明】
[0052] 圖1為基于乳機彈跳特性曲線的厚度計AGC原理圖。
[0053] 圖2為本發(fā)明厚度計AGC控制框圖。
[0054] 圖3為本發(fā)明厚度計AGC控制流程圖。
【具體實施方式】
[0055] 本發(fā)明提供的基于乳機彈跳特性曲線的板帶乳制厚度控制方法的詳細步驟結合 實施例加以說明。
[0056] 為了實現(xiàn)基于乳機彈跳特性曲線的板帶乳制厚度控制，對硬件設備的配置要符合 以下要求：
[0057] 1)、乳機液壓缸安裝位移傳感器和油壓傳感器，位移傳感器輸出絕對值信號，油壓 傳感器輸出與油壓成比例的電壓或電流模擬信號；
[0058] 2)、為了對板帶進行樣本跟蹤，要求有對出口板帶進行長度和速度測量的儀表，例 如，通過在乳機的主傳動電機上安裝有編碼器來間接對板帶長度和速度進行測量；
[0059] 3)、有一臺帶有模擬輸入輸出接口板、可以進行數(shù)學運算的計算機系統(tǒng)或PLC。例 如具有模擬輸入和輸出接口板的SIMTIC TDC或SIEMENS S7-400PLC，以讀取位移傳感器、 油壓傳感器和速度