专利名称：利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法
技术领域：
本发明涉及精轧带钢生产控制领域，尤其涉及一种精轧带钢的厚度控制方法。
背景技术：
在精轧带钢生产过程中，对精轧带钢厚度的控制精度水平是质量衡量的主要指标，直接关系到钢铁生产厂家的经济效益。随着社会的发展，对精轧带钢的厚度精度要求更加严格，往往需要达到士3(Γ士50um的水平。要实现高精度的精轧带钢厚度控制，需要设计完善的厚度控制系统。首先要明确影响精轧带钢厚度变化的因素，才能采用相应的对策。凡是影响轧制压力、辊缝等的因素， 都将对实际轧件出口厚度产生影响，影响精轧带钢厚度精度的因素主要有以下几个方面 来料的厚度变化、材料温度的变化、支撑辊油膜的变化、张力的变化、轧辊热膨胀和磨损、轧辊和轴承偏心的影响、轧制速度的影响等。众所周知，精轧带钢的厚度精度依赖于设定计算的精度，所以要提高精轧带钢的厚度精度，必须提高构成设定功能的基本数学模型，如材料的变形抗力、温度计算、轧制力计算、辊缝计算的精度。但是，在设定计算中采用的模型大多是由工程法导出的，模型精度不可能很高。为了提高模型的精度，人们通常采用自学习的方法，通过比较后计算值和实测值，来修正模型参数，从而提高模型精度，是目前广泛使用的精轧带钢厚度精度控制的实用技术。在精轧带钢厚度控制设定模型自适应学习过程中，存在以下困难1、中间机架带钢厚度不可测，仅可测量带钢的终轧厚度；2、带钢速度不可测，仅可测量轧辊的速度；3、中间机架带钢温度不可测，仅可测量终轧温度；4、随着自由轧制需求的出现，计划编排自由度大，单一的辊缝模型学习很难解决带钢规格多变情况下的厚度精度问题。目前主要有以下几种精轧带钢厚度控制技术
(1) 2004年3月M日公开的申请号为02132974. 5的发明专利申请公开说明书，名称为《带钢精轧机辊缝的控制方法》，通过对精轧入口温度(即中间坯头部的温度)的精确的计算，解决了在使用热卷箱卷取中间坯的生产过程中过程控制模型头部命中率低的问题， 从原来的72%提高到现在的96%，有效地控制了精轧机辊缝的精度和热轧板带材的宽度精度。(2) 2004年11月17日公开的申请号为200310119005. 8的发明专利申请公开说明书，名称为《轧制过程预测钢板厚度的方法》，包括计算辊系弹性变形对轧机弹跳的影响， 测量轧机牌坊及相关机械部件的弹性变形，计算轧机弹跳，预测钢板的厚度和消除轧机弹跳模型零点漂移对厚度预测的影响等步骤，能够提高钢板的厚度精度。上述现有技术存在如下问题技术(1)仅通过提高精轧入口温度精度来提高带钢厚度精度；技术(2)通过消除弹跳模型零点漂移对厚度预测的影响来提高厚度精度。即使同时使用了以上技术，在带钢温度波动大，同时轧制计划规格跳跃大的情况下，带钢厚度精度依然有不好的趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法，通过零点修正消除因轧辊热凸度、磨损及设备状态不断变化带来的辊缝模型动态误差，通过辊缝修正消除因轧制计划中带钢层别不断切换带来的辊缝模型静态误差， 实现对带钢厚度的精确控制。本发明是这样实现的一种利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法， 包括以下步骤
步骤一、建立一张按带钢层别进行索引的辊缝修正量静态表格，钢种分类、厚度等级、 宽度等级三个参数完全相同的各卷带钢为同一层别，各层别辊缝修正量的初始值都取0，以后每当切换带钢层别时，轧制前从表格中取到辊缝修正量，轧制结束后对相应层别的辊缝修正量进行更新；
步骤二、第k卷带钢轧制前，将辊缝修正当前值& 和第i机架的零点修正当前值相加，得到第k卷带钢第i机架的辊缝模型学习系数，用于第k卷带钢的轧制设定预
计算，
1)先取到辊缝修正当前值，如第k卷带钢与第k-1卷带钢所处的层别不同时，则从辊缝修正量静态表格中提取出第k卷带钢对应层别的辊缝修正当前值;如第k卷带钢与第k-1卷带钢所处的层别相同时，则辊缝修正当前值^^取第k-1卷带钢的辊缝修正更新值 C^OTw ,即 =；
2)接着取到零点修正当前值,取第k-1卷带钢对应机架的零点修正更新值 Σ ^^ζβ-ρ，艮口 ZiCiS^jyg — ZiGS^p^* ；
3)最后将第k卷带钢的辊缝修正当前值和第k卷带钢第i机架的零点修正当前值 ZCS^s相加，得到第k卷带钢第i机架的辊缝模型学习系数，用于第k卷带钢第i机架的轧制设定预计算；
步骤三、第k卷带钢轧制后，从安装在精轧末机架后的多功能仪检测得到带钢终轧厚度值,从轧钢过程基础自动化系统中获得精轧末机架的实际辊缝值,从过程控制
计算机中获得用于轧制设定预计算的带钢目标厚度值^ff和精轧末机架目标辊缝值 ，计算得到带钢终轧厚度偏差和初始辊缝偏差值ΔΟ
AG = Oapaa-Oapm ⑵ 并做如下选择
1)当ΔΑ满足-时，辊缝无需修正，辊缝修正瞬时值 重新赋值为
0 ；
2)当M满足M> Limii或ΔΑ <-Limit，并且ΔΑ.ΔΟ < O时，辊缝修正瞬时值Λ 的取值为初始辊缝偏差值Δσ ；3)当ΔΑ满足> Limit或M <-Limii，并且ΔΑ·Δ(7 > 0时，辊缝修正学习瞬时值
重新按公式(3)赋值；
dG = -0.5 AA (3)
其中，Limit为带钢厚度偏差阈值；
步骤四、根据公式(4)计算第k卷带钢轧制后的辊缝修正的更新值判断第k卷
带钢的层别，如第k卷带钢所处的层别与第k-Ι卷带钢所处的层别不同时，则将辊缝修正更
新值存入辊缝修正量静态表格内对应的层别中；如第k卷带钢所处的层别与第k-Ι卷
带钢所处的层别相同时，则辊缝修正更新值4 不存入辊缝修正量静态表格中； dsnJi 二 dsok + a ■ dG (4)
公式中-Jsnk为第k卷带钢轧制后的辊缝修正更新值，dso,为第k卷带钢轧制设
定预计算已确定的辊缝修正当前值，^力平滑系数根据经验设定；
步骤五、收集各机架的轧辊速度、辊缝、轧制力、终轧厚度实测数据，计算精轧各机架的同时点流量厚度和同时点弹跳厚度，利用同时点弹跳厚度与同时点流量厚度之差进行辊缝的零点修正；该步骤具体包括
1)根据公式(5)、(6)计算各机架的同时点流量厚度，
权利要求
1. 一种利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法，包括以下步骤步骤一、建立一张按带钢层别进行索引的辊缝修正量静态表格，钢种分类、厚度等级、 宽度等级三个参数完全相同的各卷带钢为同一层别，各层别辊缝修正量的初始值都取0，以后每当切换带钢层别时，轧制前从表格中取到辊缝修正量，轧制结束后对相应层别的辊缝修正量进行更新；步骤二、第k卷带钢轧制前，将辊缝修正当前值和第i机架的零点修正当前值 ic^i相加，得到第k卷带钢第i机架的辊缝模型学习系数，用于第k卷带钢的轧制设定预计算，1)先取到辊缝修正当前值，如第k卷带钢与第k-1卷带钢所处的层别不同时，则从辊缝修正量静态表格中提取出第k卷带钢对应层别的辊缝修正当前值力 ；如第k卷带钢与第k-1卷带钢所处的层别相同时，则辊缝修正当前值取第k-1卷带钢的辊缝修正更新值金^^ ,即 = ；2)接着取到零点修正当前值IC^溶，取第k-1卷带钢对应机架的零点修正更新值 LCS-，即 LO^ =WS^'；3)最后将第k卷带钢的辊缝修正当前和第k卷带钢第i机架的零点修正当前值 iC^i相加，得到第k卷带钢第i机架的辊缝模型学习系数，用于第k卷带钢第i机架的轧制设定预计算；步骤三、第k卷带钢轧制后，从安装在精轧末机架后的多功能仪检测得到带钢终轧厚度值Aait ,从轧钢过程基础自动化系统中获得精轧末机架的实际辊缝值Gapiwi,从过程控制计算机中获得用于轧制设定预计算的带钢目标厚度值^^和精轧末机架目标辊缝值Cftpiei ，计算得到带钢终轧厚度偏差ΔΑ和初始辊缝偏差值ΔΟ LG = Oapaa-Gap^ (2) 并做如下选择1)当ΔΑ满足<Lh^Limjt时,辊缝无需修正，辊缝修正瞬时值i重新赋值为0 ；2)当M满足M> Limit或ΔΑ <-Limit，并且ΔΑ·ΔΟ < 0时，辊缝修正瞬时值的取值为初始辊缝偏差值ΔΟ ；3)当M满足ΔΑ> Limit或ΔΑ <-Limit，并且ΔΙΔΟ > 0时，辊缝修正学习瞬时值重新按公式(3)赋值；dG = -0.5-AA (3)其中，Limit为带钢厚度偏差阈值； 步骤四、根据公式(4)计算第k卷带钢轧制后的辊缝修正的更新值ifc^,判断第k卷带钢的层别，如第k卷带钢所处的层别与第k-Ι卷带钢所处的层别不同时，则将辊缝修正更新值存入辊缝修正量静态表格内对应的层别中；如第k卷带钢所处的层别与第k-Ι卷带钢所处的层别相同时，则辊缝修正更新值<& 不存入辊缝修正量静态表格中； dsn ^ = dsok + a ■ dG ⑷公式中 为第k卷带钢轧制后的辊缝修正更新值，dso,为第k卷带钢轧制设定预计算已确定的辊缝修正当前值，Of为平滑系数根据经验设定；步骤五、收集各机架的轧辊速度、辊缝、轧制力、终轧厚度实测数据，计算精轧各机架的同时点流量厚度和同时点弹跳厚度，利用同时点弹跳厚度与同时点流量厚度之差进行辊缝的零点修正；该步骤具体包括1)根据公式(5)、(6)计算各机架的同时点流量厚度，
2.如权利要求1所述的利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法，其特征是所述步骤三中多功能仪检测得到带钢终轧厚度值.iVi的具体方法为，多功能仪收到启动信号后延时0. 5s开始采集数据，共采集10个周期，每周期50ms，对采集到的数据通过公式计算处理得到带钢终轧厚度值Acri
3.如权利要求1所述的利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法，其特征是所述步骤三中从轧钢过程基础自动化系统中获得精轧末机架实际辊缝值的具体方法为，多功能仪收到启动信号后延时6s开始采集精轧末机架的实际辊缝值，共采集10个周期，每周期50ms，对采集到的数据通过公式(2- 计算处理得到精轧末机架实际辊缝值
4.如权利要求1所述的利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法，其特征是所述的步骤四中平滑系数《的取值为0. 25。
5.如权利要求1所述的利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法，其特征是所述的步骤五中平滑系数於的取值为0. 5。
6.如权利要求1所述的利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法，其特征是所述步骤五中迭代计算得到同时点流量厚度和前滑值的迭代次数为三次。
全文摘要
本发明涉及精轧带钢生产控制领域，尤其涉及一种精轧带钢的厚度控制方法。一种利用辊缝自适应提高精轧带钢厚度精度的控制方法，包括以下步骤建立一张按带钢层别进行索引的辊缝修正量静态表格；带钢轧制前，判断当前卷带钢的层别确定调用的辊缝修正当前值，将辊缝修正当前值和各机架的零点修正当前值相加得到各机架的辊缝模型学习系数用于轧制设定预计算；带钢轧制后，检测得到带钢终轧厚度值和精轧末机架实际辊缝值，计算得到带钢终轧厚度偏差、初始辊缝偏差值和辊缝修正的更新值，如本卷带钢所处的层别与前一卷带钢不同时，则将辊缝修正更新值存入辊缝修正量静态表格；收集各机架的轧辊速度、辊缝、轧制力、终轧厚度实测数据，进行辊缝的零点修正。本发明联合使用辊缝修正值和零点修正改善了辊缝模型在轧制计划规格多变情况下的自适应能力，从而提高模型的设定精度，实现对带钢厚度的精确控制。
文档编号B21B37/58GK102371279SQ20101026359
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者张健民, 李维刚, 杜斌 申请人:宝山钢铁股份有限公司