一种补偿支撑辊两侧油膜厚度偏差的方法与流程

本发明涉及轧机控制，特别是涉及一种补偿支撑辊两侧油膜厚度偏差的方法。

背景技术：

1、在热连轧轧制领域中，为保证轧制板型两侧对称稳定，通常由操作工根据经验调整两侧辊缝偏差，或是agc控制系统基于上游工序的实际轧制数据进行预修正，以及在轧制过程中根据实时检测的数据或当前工况动态调整两侧辊缝偏差，以保障轧制过程的顺利与板形质量的稳定。

2、传统技术理论普遍认为，两侧支撑辊油膜厚度差异较小，对板形的影响通常可以忽略，因此在上述过程中，针对支撑辊油膜厚度变化所引起的辊缝波动，现有技术多采用整体补偿策略，即仅对两侧辊缝施加同一补偿量，如文献《基于现场实验支撑辊油膜厚度补偿模型的应用》《确定板带轧机实际油膜厚度补偿的方法》中的记载，均将油膜厚度作为整体变量进行辊缝补偿，而未将两侧油膜厚度的差异分别纳入补偿模型。

3、但在实际生产现场，尤其是当轧机基础设备特性不一致、设备长期运行后出现差异老化、现场环境与工况较为恶劣等条件下，两侧静态差异往往较为显著。因此，在实际轧制过程中，支撑辊两侧油膜厚度确实存在不可忽视的差异。

4、由于油膜厚度无法直接在线检测，该差异难以被传统整体补偿方法有效消除。为此，本发明提出一种对两侧油膜厚度分别进行补偿的方法，该方法可在很大程度上修正两侧因油膜厚度差异导致的辊缝偏差问题，对提高热连轧过程的稳定性以及产品质量有积极的作用。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种补偿支撑辊两侧油膜厚度偏差的方法。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种补偿支撑辊两侧油膜厚度偏差的方法，具体包括以下步骤：

4、s1、根据轧制规程确定轧机工作所处压力负载范围及速度制度范围，并将所述压力负载范围通过n个分界点划分为若干对应的压力负载区间；

5、s2、控制所述轧机的负载压力分别处于不同的所述压力负载区间内，保证轧机两侧压力相同，改变支撑辊转速，将所述支撑辊转速与两侧辊缝变化量存储至计算机数据库；

6、s3、分别对不同所述负载压力下的所述两侧辊缝变化量与所述支撑辊转速进行多项式拟合，得到两侧油膜厚度与所述负载压力、所述支撑辊转速的数学关系；

7、s4、在带材进入所述轧机前，根据所述数学关系得到两侧对应的所述油膜厚度变化量并计算辊缝偏差的预补偿值进行预补偿；

8、s5、所述带材进入所述轧机后，根据所述数学关系获得两侧油膜厚度实时变化量及在咬钢时刻两侧油膜厚度变化量标记值，从而计算对所述辊缝偏差的实时补偿值并进行实时补偿；

9、s6、所述带材离开所述轧机后，将所述轧机的辊缝偏差补偿量取消。

10、进一步地，在所述步骤s1中，分界点数量n的优选取值范围为3-8个，第n个分界点取值记为frn，所述速度制度范围为支撑辊最大转速的70%-90%。

11、进一步地，在所述步骤s2中，以n个分界点作为各个所述压力负载区间的取值，将所述支撑辊转速与所述轧机两侧辊缝变化量存储的具体方法如下：

12、首先，控制所述负载压力保持fr1不变，且保证所述轧机的两侧压力相等，单侧压力保证值为fr1/2，单位为kn；

13、其次，控制所述支撑辊转速，使其从零速以匀加速acc升速至支撑辊最大转速的80%，并将升速过程中的所述两侧辊缝变化量、所述支撑辊转速以及所述负载压力数据存储至所述计算机数据库中，acc的优选取值范围为0.1-0.4m/s2；

14、最后，循环上述过程，直至将所述负载压力fr1至frn下的对应数据存储完毕。

15、进一步地，所述步骤s3的具体过程包括：

16、s31、在不同所述负载压力下，分别将所述两侧辊缝变化量与所述支撑辊转速以一元三次方程为对应关系进行数据拟合，拟合关系如下：

17、morgoil_ds_frn= a3_ds·x³ + a2_ds·x² + a1_ds·x + a0_ds，

18、morgoil_ws_frn= a3_ws·x³ + a2_ws·x² + a1_ws·x + a0_ws，

19、其中，morgoil_ds_frn表示在所述负载压力frn条件下，传动侧油膜厚度跟随所述支撑辊转速变化量，单位为mm；x表示所述支撑辊转速，单位为r/min；a0_ds- a3_ds表示在所述负载压力frn条件下，所述传动侧油膜厚度与所述支撑辊转速之间的关系系数；morgoil_ws_frn表示在所述负载压力frn条件下，操作侧油膜厚度跟随所述支撑辊转速变化量，单位为mm；a0_ws-a3_ws表示在所述负载压力frn条件下，所述操作侧油膜厚度与所述支撑辊转速之间的关系系数；

20、s32、得到不同所述负载压力条件下的两侧油膜厚度与所述支撑辊转速的关系后，将n个分界点共同加入数据拟合，得到所述两侧油膜厚度与所述支撑辊转速、所述负载压力共同的对应关系如下：

21、morgoil_dscomp = p00_ds+ p10_ds·x + p01_ds·y + p20_ds·x² + p11_ds·x·y + p02_ds·y²，

22、morgoil_wscomp = p00_ws+ p10_ws·x + p01_ws·y + p20_ws·x² + p11_ws·x·y + p02_ws·y²，

23、其中，morgoil_dscomp表示不同所述负载压力下，所述传动侧油膜厚度跟随所述支撑辊转速和所述负载压力变化量，morgoil_wscomp 表示在不同所述负载压力下，所述操作侧油膜厚度跟随所述支撑辊转速和所述负载压力变化量，单位均为mm；pmn_ds为传动侧多项式拟合系数；pmn_ws为操作侧多项式拟合系数；x表示所述支撑辊转速，单位为r/min；y为所述负载压力，单位为kn；

24、s33、对公式中的所述负载压力输入做数据范围保护，其中保护范围为fr1-frn，当输入所述负载压力不在该范围内，则取临界点保护值。

25、进一步地，所述辊缝偏差的预补偿值的计算公式为：

26、gapdevcomp_moremp = ( morgoil_dscompemp - morgoil_wscompemp ) / 2，

27、其中，gapdevcomp_moremp表示咬钢前所述辊缝偏差的预补偿值，单位为mm；morgoil_dscompemp为咬钢前传动侧油膜厚度变化量，morgoil_wscompemp为咬钢前操作侧油膜厚度变化量，单位均为mm。

28、进一步地，所述辊缝偏差的实时补偿值计算公式为：

29、gapdevcomp_morlr = ((morgoil_dscomp - morgoil_dscomplr)(morgoil_wscomp - morgoil_wscomplr)) / 2，

30、其中，gapdevcomp_morlr表示咬钢后的所述辊缝偏差的实时补偿值，单位为mm；morgoil_dscomplr为咬钢时刻传动侧油膜厚度变化量标记值，morgoil_dscomp为传动侧油膜厚度实时变化量，morgoil_wscomplr为轧机咬钢时刻操作侧油膜厚度变化量标记值，morgoil_wscomp为轧机操作侧油膜厚度实时变化量，单位均为mm。

31、进一步地，所述步骤s6具体为：

32、实时监测所述轧机的咬钢信号，当检测到当前机架产生抛钢信号时，立即将所述辊缝偏差补偿量赋值为0。

33、有益效果在于：本发明所述的补偿支撑辊两侧油膜厚度偏差的方法采用分段式补偿方式，在时间维度上实现完整的闭环控制策略，充分考虑油膜厚度变化的非线性规律，既保证轧制过程中的高精度控制，又避免补偿策略对后续轧制周期产生累积干扰；

34、引入多变量拟合的数学关系，在不同负载压力区间内，分别对辊缝变化量与轧机转速关系进行1×n阶多项式拟合，得到各压力下的拟合系数，并将这些系数作为输入，进一步进行n×n阶多项式拟合，构建覆盖整个压力与转速连续、平滑的油膜厚度响应曲面，避免传统分段拟合在分界点处可能出现的补偿量跳变或不平滑现象，使得补偿值随压力与转速变化连续，显著提升油膜厚度变化预补偿与实时补偿的精度；

35、可根据现场设备的具体能力、轧机刚度特性、油膜轴承的工作极限以及实际生产需求进行灵活调整分界点的数量与密度，从而灵活调节系统复杂度及模型分辨率。