一种基于机理的带钢厚度横向分布的特征参数识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种带钢厚度横向分布的特征参数识别方法，特别涉及一种基于机理 的带钢厚度横向分布的特征参数识别方法，属于借助计算机对带钢质量进行控制的技术领 域。
【背景技术】
[0002] 轧钢生产是钢铁生产的后部工序，乳制带钢是轧钢生产的一部分。随着汽车制造 等行业的发展，对带钢的尺寸精度和板形等方面提出了更高的要求。
[0003] 在带钢轧制生产过程中，边部会出现局部减薄的现象，造成这种现象的原因有很 多，包括：在带钢宽度方向上，轧制压力分布不均，在边部轧制力会急剧减小，由于轧制力造 成的工作辊弹性压扁也急剧减小，使得轧辊的负载辊缝减小，造成边部减薄；在轧制力的作 用下，工作辊会产生一定的挠度，从而使负载辊缝减小，造成边部减薄；在带钢边部，金属横 向流动时受到的阻力相对于中部较小，容易发生横向流动，加剧边部减薄等等。
[0004] 通过对带钢厚度横向分布进行拟合，可以得到带钢的断面形状特征参数，从而对 生产过程进行调节控制，提高带钢的断面与板形质量。因此，带钢厚度横向分布拟合的精确 与否，对带钢的断面和板形质量有较大的影响。
[0005] 在现有公开文献中，有关于带钢厚度横向分布的研宄。分别为：《三维轧制理论及 其应用一一模拟轧制过程的条元法》，刘宏民著，科学出版社，1999,书中提到了在整个宽度 方向上将带钢的厚度横向分布用高次多项式拟合，该方法无法描述带钢的边部减薄现象； 一种带钢断面形状检测识别方法（专利公布号为CN101908248A)，该专利将检测仪分成三 组，对应的带钢宽度三段区间分别拟合三条高次多项式函数，采用偏差平方和函数值最小 的方法拟合得到了带钢厚度横向分布特征参数，取得了较好的效果，但是，该方法涉及到的 多项式次数较高（九次多项式），含有的特征参数较多（15个）。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于：针对现有带钢厚度横向分布特征参数识别方法的不足，提出 一种显著提高拟合精度的带钢厚度横向分布的特征参数识别方法。该方法中，在整个宽度 方向上采用一个函数对带钢厚度横向分布进行描述，该函数由基于弹性压扁机理的基本模 式和普通的多项式函数组成，参数较少，精确度很高，可以很好的拟合带钢边部减薄。对安 装有断面仪的设备可以在拟合函数方面进行优化改进，对未安装断面仪的设备可以离线对 厚度横向分布进行统计，应用该发明得出统计性的规律后，再应用于在线生产中，进而提高 带钢的断面与板形质量。
[0007] 为了达到上述目的，本发明的一种基于机理的带钢厚度横向分布的特征参数识别 方法主要包括以下步骤：
[0008] al :将描述带钢厚度横向分布的η组原始数据的横坐标由操作侧向传动侧依次 标定为Xp X2，......，Xn，其中横向坐标Xi处的实测厚度值为h i，其中：η为自然数，取值为 1,2, 3,4,……，i为自然数，1彡i彡η ;
[0009] a2 :对各个实测点的横坐标进行归一化处理，板带宽度为w，则有Ui= 2x Yw-I ;
[0010] a3 :设定横坐标的边界点为Xs= -1，χ e= I ;
[0011] a4:根据弹性半空间理论，设定基于弹性压扁机理的厚度横向分布基本模式，具体 的函数形式如下：
【主权项】
1. 一种基于机理的带钢厚度横向分布的特征参数识别方法，其特征是；包括w下步 骤： al ;将描述带钢厚度横向分布的n组原始数据的横坐标由操作侧向传动侧依次标 定为XI，X,，……，X。，其中横向坐标Xi处的实测厚度值为hi，其中；n为自然数，取值为 1,2, 3,4,……，i为自然数，1《i《n ; a2 ;对各个实测点的横坐标进行归一化处理，板带宽度为w，则有；Xi= 2Xi/w-l ; a3 ;设定横坐标的边界点为x,= -1，X。= 1 ; a4;根据弹性半空间理论，设定基于弹性压扁机理的厚度横向分布基本模式，具体的函 数形式如下：
式中，m和j均为自然数，其中，m分别取0, 1，2,3,4,0《j《m; a5;设定拟合函数模型，拟合函数为基于弹性压扁机理的厚度横向分布基本模式与普 通多项式函数之和，最终得到的拟合函数形式为： h (X) = b_i+b〇f〇 (X) +bif 1 (X) +b2f2 (X) +b3f3 (X) +b4f4 (X) +b5X+bex2+b7x3+b8x4 式中，b_i，……，b,为对离散点进行拟合后得到的数据； a6 ;根据步骤a4,将归一化后的横坐标Xi的值代入，求出步骤a5中所有含X项的子函 数值，分别为；f。(Xi)，(Xi)，f2 (Xi)，fs 〇0，f4 〇0，Xi，，苗，W及与横坐标 X劝应 的厚度值hi; a7 ;采用最小二乘法对步骤a6所得到的数值进行多元线性拟合； a8 ;根据步骤a7可从得到拟合系数b_i，b。，bi，bg，bs，b" bg，be, Iv bg，即可得出最终的 拟合函数。
【专利摘要】本发明公开一种基于机理的带钢厚度横向分布的特征参数识别方法，涉及到带钢质量控制领域。该方法中，在带钢整个宽度方向上采用一个函数对带钢厚度横向分布进行描述，该函数由基于弹性压扁机理的基本模式和普通的多项式组成，参数较少，精确度很高，可以很好的拟合带钢边部减薄。本发明对于带材的断面形状识别，降低来料断面形状波动对成品板形的影响，提高带钢质量具有重大意义。
【IPC分类】B21B38-04, B21B37-16
【公开号】CN104588417
【申请号】CN201510030087
【发明人】王东城, 吴燕林, 刘宏民, 张威, 程晓丽, 张龙
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月21日