一种基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法

技术特征：
1.一种基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，包括：步骤1：依据pi控制器的设定原理与规则，并结合生产工艺数据，设置板形闭环反馈控制系统中的工作辊弯辊pi控制器的连续控制方程；步骤2：对工作辊弯辊pi控制器的连续控制方程进行离散变换，建立工作辊弯辊闭环反馈控制的控制量的计算方程，设置工作辊弯辊pi控制器的积分系数的计算方式，并对进行限幅处理；步骤3：依据pi控制器的设定原理与规则，并结合生产工艺数据，设置板形闭环反馈控制系统中的中间辊弯辊pi控制器的连续控制方程；步骤4：对中间辊弯辊pi控制器的连续控制方程进行离散变换，建立中间辊弯辊闭环反馈控制的控制量的计算方程，设置中间辊弯辊pi控制器的积分系数的计算方式，并对进行限幅处理；步骤5：依据冷连轧带钢板形控制原理和步骤2中的计算结果，建立在带钢规格变换时的清零过程；步骤6：依据步骤2中的计算结果和步骤5中的清零过程，结合工作辊弯辊力手动调节值、工作辊弯辊力预设定值，建立在带钢规格变换时工作辊弯辊力实际值的计算形式；步骤7：依据冷连轧带钢板形控制原理和步骤4中的计算结果，建立在带钢规格变换时的清零过程；步骤8：依据步骤4中的计算结果和步骤7中的清零过程，结合中间辊弯辊力手动调节值、中间辊弯辊力预设定值，建立在带钢规格变换时中间辊弯辊力实际值的计算形式；步骤9：依据步骤5中的设定形式和步骤6中的计算形式及步骤7中的设定形式和步骤8中的计算形式，建立带钢剪切轧制阶段与清零后的保持功能；步骤10：将步骤1至步骤8中的设置形式和计算结果以及步骤9中的清零后的保持功能传递到弯辊板形调控机构，实现弯辊力输出控制方法的生产应用。2.如权利要求1所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤1具体为：设工作辊弯辊闭环控制的调节量为、工作辊弯辊的板形偏差值为、工作辊弯辊pi控制器的比例系数为、工作辊弯辊pi控制器的积分系数为，则工作辊弯辊pi控制器的连续控制方程为：
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（1）其中，为工作辊弯辊的补偿系数，s为微分算子，s=d/dt。3.如权利要求2所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
步骤2.1：依据pi控制器离散方程的求解方式，将工作辊弯辊pi控制器的连续控制方程转化为可供执行机构使用的工作辊弯辊闭环反馈控制的控制量：
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（2）其中，为板形闭环反馈控制系统的数据扫描周期；为工作辊弯辊的板形偏差值的离散形式；步骤2.2：设工作辊弯辊pi控制器的积分系数的计算方式为：
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（3）其中，为工作辊弯辊的工艺系数；为稳态阶段轧制速度，单位m/min；步骤2.3：依据冷轧带钢生产的工艺标准，对进行限幅处理，表达式为：
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（4）。4.如权利要求1所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤3具体为：设中间辊弯辊闭环控制的调节量为、中间辊弯辊的板形偏差值为、中间辊弯辊pi控制器的比例系数为、中间辊弯辊pi控制器的积分系数为，则中间辊弯辊pi控制器的连续控制方程为：
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（5）其中，为中间辊弯辊的补偿系数，s为微分算子，s=d/dt。5.如权利要求4所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤4具体为： 步骤4.1：依据pi控制器离散方程的求解方式，将中间辊弯辊pi控制器的连续控制方程转化为可供执行机构使用的中间辊弯辊闭环反馈控制的控制量，表达式为：
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（6）其中，为板形闭环反馈控制系统的数据扫描周期；为中间辊弯辊的板形偏差值的离散形式；步骤4.2：中间辊弯辊pi控制器的积分系数的计算方式为：
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（7）其中，为中间辊弯辊的工艺系数；为轧制速度，单位m/min；步骤4.3：依据冷轧带钢生产的工艺标准，对进行限幅处理，表达式为：
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（8）。6.如权利要求1所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤5具体为：为防止在带钢规格变换时板形质量出现异常，设定当带钢的目标宽度或带钢的目标厚度改变时，令，即的清零过程；当带钢的目标宽度和带钢的目标厚度均不变时，则恢复到当前计算值。7.如权利要求1所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤6具体为：步骤6.1：设工作辊弯辊力手动调节值为、工作辊弯辊力预设定值为，则工作辊弯辊力实际值的表达式为：
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（9）其中，工作辊弯辊力预设定值由板形闭环反馈控制系统中基础自动化控制计算得到；工作辊弯辊力手动调节值和工作辊弯辊力实际值均由板形闭环反馈控制系统中过程自动化控制采集得到；步骤6.2：设在带钢规格变化前，最后计算周期的工作辊弯辊实际值为，表达式为：
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（10）其中，为最后计算周期的工作辊弯辊力手动调节值；为最后计算周期的工作辊弯辊闭环反馈控制的控制量；为最后计算周期的工作辊弯辊力预设定值；步骤6.3：设在带钢规格变化瞬时，瞬时计算周期的工作辊弯辊力实际值为，表达式为：
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（11）其中，瞬时计算周期的工作辊弯辊力手动调节值；为瞬时计算周期的工作辊弯辊闭环反馈控制的控制量；为瞬时计算周期的工作辊弯辊力预设定值；步骤6.4：带钢规格变化时；令和，此时，；即工作辊弯辊力实际值没有因而产生的
剧烈数值波动。8.如权利要求1所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤7具体为：为防止在变换带钢规格时板形质量出现异常，设定当带钢的目标宽度或带钢的目标厚度改变时，令中间辊弯辊闭环控制的控制量，即的清零过程；当带钢的目标宽度和带钢的目标厚度均不变时，则恢复到当前计算值。9.如权利要求1所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤8具体为：步骤8.1：设中间辊弯辊力手动调节值、中间辊弯辊力预设定值，则的表达式为：
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（12）其中，中间辊弯辊力预设定值由板形闭环反馈控制系统中基础自动化控制计算得到；中间辊弯辊力手动调节值和中间辊弯辊力实际值均由板形闭环反馈控制系统中过程自动化控制采集得到；步骤8.2：设在带钢规格变化前，最后计算周期的中间辊弯辊力实际值为，表达式为：
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（13）其中，最后计算周期的中间辊弯辊力手动调节值；为最后计算周期的中间辊弯辊闭环反馈控制的控制量；为最后计算周期的中间辊弯辊力预设定值；步骤8.3：设在带钢规格变化瞬时，瞬时计算周期的中间辊弯辊力实际值为，表达式为：
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（14）其中，瞬时计算周期的中间辊弯辊力手动调节值；为瞬时计算周期的中间辊弯辊力闭环反馈控制的控制量；为瞬时计算周期的中间辊弯辊力预设定值；步骤8.4：当带钢规格变化时，令和，此时，；即中间辊弯辊力实际值没有因而产生的剧烈数值波动。10.如权利要求1所述的基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，其特征在于，所述步骤9具体为：与清零后保持功能的保持功能是指：在带钢轧制生产进入到剪切运行阶段时，工作辊弯辊闭环反馈控制的控制量和中间辊弯辊闭环反馈控制的控制量不再进行周期运算，其数值并保持在某一数值；具体利用焊缝通过四机架信号和助卷皮带打开信号的工艺表征特点，设立在带钢剪切阶段弯辊闭环控制的控制量清零后的保持功能；设定方式为：当检测到焊缝通过四机架信
号，且同时带钢规格改变时，与清零后并保持为零；当检测到助卷皮带打开信号后，取消与的清零后的保持功能；若检测到焊缝通过四机架信号时，带钢规格没有改变，与无清零后的保持功能，此时助卷皮带打开信号对与没有影响。

技术总结
本发明的一种基于板形闭环调节量的弯辊力输出控制方法，依据PI控制器的设定原理，分别建立工作辊弯辊闭环反馈控制和中间辊弯辊闭环反馈控制的PI控制方程及其离散计算表达式。利用板形预设定系统计算数据和板形闭环反馈控制系统的实测数据，更改带钢规格变化时弯辊闭环反馈控制的控制量的设置方式，使弯辊闭环反馈控制的控制量在带钢宽度或厚度变化时实现清零功能。利用焊缝过四机架信号、助卷皮带信号，建立在剪切时弯辊闭环反馈控制的控制量的保持功能。量的保持功能。量的保持功能。


技术研发人员：李旭 王鹏飞 金树仁 黄华贵 陈树宗 张欣 张宇峰 李晓华 韩月娇 丁敬国 张殿华
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2022.05.23
技术公布日：2022/6/21