一种冷轧厚度自动控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及板带冷社技术，特别涉及一种冷社厚度自动控制方法。
【背景技术】
[0002] 厚度是冷社带钢最重要的质量指标之一。冷社带钢的厚度直接影响到汽车、家电、 仪表、食品包装等下游行业的收得率和生产成本，而且对冲压加工时材料的断裂、模具的损 失及加工部件的强度也有严重影响。因此，在冷社生产中采用厚度自动控制技术，从而提高 带钢厚度精度。
[0003] 冷社厚度自动控制原理为；首先，根据测量到的厚度实际值信号得到厚度偏差，然 后，厚度偏差乘W增益系数，得到冷社社机压下机构调整量，最后，压下机构动作，从而达到 消除厚度偏差的目的。其中，厚度自动控制的增益系数决定了冷社社机压下机构消除厚度 偏差的动态效果。
[0004] 现有的冷社厚度自动控制方法采用在线试验的方法或者保守原则将厚度自动控 制的增益系数设置为某一常数。该增益系数的设定可W保证社制过程的稳定性，但是不能 获得最佳的边缘降控制效果。由于上述原因，本发明给出了一种冷社厚度自动控制方法。针 对在冷社厚度自动控制过程中既要保证社制过程的稳定性又要保证整个钢卷长度方向上 成品带钢厚度精度，提出了一种按照稳定性指标在线优化厚度自动控制增益系数的方法。
[0005] 现有的冷社厚度自动控制方法：
[0006] 1.将测量到的厚度实际值信号减去厚度目标值，得到厚度偏差；
[0007] 2.将厚度偏差乘W厚控增益系数，该增益系数为常数，从而得到冷社社机压下设 备的调整量；
[0008] 3.将压下调整量输出到社机控制单元，改变冷社社机出口带钢厚度大小。
[0009] 现有冷社社机厚度自动控制方法的具体计算流程如图1所示。
[0010] 厚度自动控制调试工程师根据经验或者采用试验的方法整定出厚度控制增益系 数，增益系数的整定优先保证冷社机在社制过程中的稳定性，不会引起带钢跑偏、断带，但 是，容易造成厚度自动控制的动态效果欠佳，从而降低整个钢卷长度方向上成品带钢的厚 度精度。因此，厚度自动控制的关键在于如何整定系统的增益系数，使之既满足社制稳定性 的要求，又能达到理想的动态控制效果，从而提高整个钢卷长度方向上成品带钢的厚度精 度。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提出一种冷社厚度自动控制方法，确保整个钢卷长度方向上成 品带钢厚度的一致性，对提高带钢成材率W及保证社制过程的稳定性和可靠性具有积极意 义。
[0012] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0013] 本发明按照稳定性指标在线优化厚度自动控制增益系数的方法，将增益系数设为 与稳定性指标成正比。稳定性指标设定为一定取值范围，该取值范围能够保证冷社机社制 稳定。其中，稳定性指标数值越大，系统的稳定性越差，但是，厚度控制的动态响应越快。当 厚度偏差过大或者厚度偏差有增加趋势，增大稳定性指标数值，从而能够做到快速消除厚 度偏差；当厚度偏差较低或者厚度偏差有降低趋势，降低稳定性指标数值，从而将厚度偏差 稳定地控制在允许范围内。采用本发明的自动控制方法，既保证冷社社机社制稳定，又提高 了带钢的厚度精度。本发明的方法与现有方法的区别主要在于本发明中的增益系数随着厚 度偏差的变化进行在线优化，而现有方法中的增益系数是常数，与厚度偏差无关。
[0014] 针对冷社社机厚度自动控制增益系数的整定欠佳，本发明提出了基于稳定性指标 的冷社社机厚度自动控制方法。
[0015] 本发明的一种冷社厚度自动控制方法，其包括如下步骤：
[0016] (1)获取带钢的厚度偏差信号
[0017] 对实测的厚度数据进行滑动平均处理，得到平滑的实测厚度信号，该实测厚度信 号为带钢中必位置的厚度值；用实测厚度信号减去目标厚度，得到厚度偏差信号，单位，mm。 [001引 （2)计算厚度控制的增益系数
[0019] 厚控增益系数k由下式计算得到
[0020] k = k〇A 化） （1)
[0021] 上式中，k。一厚控基本增益系数；
[00过 入0 -厚控稳定性指标，取值范围[ληιη入mJ ;
[0023] h -厚度偏差大小，单位，mm ;
[0024] 稳定性指标反映厚控自动控制系统的稳定性，数值越大系统越不稳定。
[00巧]其中，参数Amm，Am。,按照自动控制原理基于W下原则进行确定：
[0026] λ mi。的倒数等于压下机构的厚度调控能力的2. 5倍；
[0027] λ max的倒数等于压下机构的厚度调控能力的1. 5倍；
[0028] 压下机构的厚度调控能力的含义；当压下机构变化1. 0mm时，厚度偏差的变化量 大小。
[0029] 基本增益系数的计算由下式得到 了
[0030] 馬二一 (2) f
[0031] 上式中，T -厚度控制周期，单位：s ;说明：每隔一段时间厚控程序进行计算，这段 时间称为担制周期。
[0032] X -厚度测量滞后时间，单位：s ;说明：从压下机构动作变化后的时刻到测厚化 能够检测到厚度变化的时刻的这段时间为厚控测量滞后时间。
[0033] 其中，+ (3) V
[0034] 公式做中，1 -冷社社机到测厚仪的水平距离，单位；m ;
[003引 V -带钢的运动速度，单位；m/s ;
[003引 t,-测厚仪的响应时间，单位，S ;
[0037] (3)厚控的稳定性指标计算：
[0038]
(4)：
[0039] 上式中，Ah -厚度偏差变化量，即当前控制周期的厚度偏差减去上一控制周期的 厚度偏差，单位，mm ;
[0040] 目、Y -分别为厚度偏差的加权系数、厚度偏差变化量的加权系数，目〉0; Y〉0， 目 + Y = 1. 0 ;
[00川 hm -厚度偏差的取值范围，单位，mm, hm〉0 ;
[004引 Δ hm -厚度偏差变化量的取值范围，单位，mm, Δ hm〉0 ;
[0043] 其中，当 h〉hm，h = hm ;当 h<-hm，h = -hm ;
[0044] 当 Δ h> Δ hm, Δ h = Δ hm ;当 Δ h<- Δ hm, Δ h = - Δ hm ;
[0045] 加权系数目、Y的确定方法按照如下原则；厚度偏差的加权系数目大于厚度偏差 变化量的加权系数Y。在实际应用中，可W考虑目取0.8, Y取0.2。
[004引 （4)计算压下机构的调整量（单位，mm)，
[0047] Δ8 = kh (5)
[0048] 通过W上厚度自动控制方法得到执行机构的调整量，修正执行机构的设定值，从 而达到调节带钢实际厚度的目的。
[0049] 本发明的有益效果：
[0050] 本发明提出的厚度自动控制方法对于确保整个钢卷长度方向上成品带钢厚度的 一致性，对提高带钢成材率W及保证社制过程的稳定性和可靠性具有积极意义。
【附图说明】
[0051] 图1为现有冷社机厚度自动控制方法的计算流程图。
[0052] 图2为本发明冷社厚度自动控制系统的示意图。
[0053] 图3为本发明的厚度自动控制方法计算流程图。
【具体实施方式】
[0054] 为说明本技术发明的具体应用方式，下面给出本技术的实施例。
[0055] 参见图2、图3,本发明冷社社机厚度自动控制系统包