专利名称：基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法
技术领域：
本发明涉及板带冷轧技术领域，尤其涉及冷连轧机组的板带厚度控制方法。
技术背景
现代工业的迅速发展对带钢生产提出了更高的要求，而板厚一直是衡量带钢质量 的重要指标之一。随着带钢性能检测技术的不断发展和应用，研究在带钢变形抗力可获取 条件下的厚度控制方法不断提高板厚精度，对于提高带钢的市场竞争力具有重要的意义。
来料厚差是冷轧带钢成品产生厚差的重要原因，因此冷连轧机架前配置有测厚 仪，用来直接测量来料带钢厚差用于前馈控制。目前大多数冷连轧机组的自动厚度控制 AGC (Automatic Gage Control)系统仅对机架入口厚差进行前馈控制，实际上厚度偏差随 着各机架压下控制必将逐渐减小，而对成品厚度精度更具威胁的是来料机械性能波动，因 为机械性能波动具有重发性，具有性能波动的某段带钢进入每一机架时都将产生新的厚 差。
对于五机架冷连轧机组，第三机架一般不进行厚度自动控制，因此现有技术中有 的系统利用第三机架的实测轧制力，根据轧制力公式求出各段带钢变形抗力，然后利用变 形抗力计算公式推算得到下游各个机架带钢的变形抗力，从而对第四和第五进行前馈控 制。但是，冷连轧中大的压下量主要是由上游机架来完成的，而带钢性能波动具有重发性， 这种做法仅靠下游各个机架进行厚度前馈控制，并不能完全消除由该性能偏差引起的成品 厚差。发明内容
本发明的目的在于提供一种基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，该控制 方法在机架前同时配置测厚仪和性能检测仪，这样可以综合考虑来料的厚度和变形抗力而 对带钢的厚度进行前馈控制，从而保证整个钢卷长度方向上成品带钢厚度的一致性以提高 带钢的成材率。
本发明是这样实现的一种基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，首先给 出一种检测仪表的配置方法，在第一机架前同时配置带钢测厚仪和机械性能检测仪，由性 能检测值和轧制变形条件得到长度方向上相应段带钢的变形抗力值；然后给出厚度前馈控 制策略，对带钢进行分段跟踪，将每一机架前得到的每段带钢的厚度波动值和变形抗力波 动值依次存贮在移位数据表中，并随着带钢轧制速度向前移位，在该段带钢进入该机架前， 取出与该段带钢相应的厚度波动值和变形抗力波动值，根据位置内环和轧制力内环不同方 式下的前馈控制算法得到每个机架辊缝或轧制力的调节量用于实时前馈控制。
所述的检测仪表配置方法，是在第一机架轧机前相应的位置安装测厚仪和性能检 测仪，用于分别在线测量该轧机入口来料带钢的厚度值和机械性能值；其余机架的入口带 钢变形抗力则由带钢的累积变形量推算得到，对于厚度检测是在相应机架前配置测厚仪。
所述的对带钢进行分段跟踪的方法，是指由性能检测仪和测厚仪到机架的距离和厚度前馈控制间隔长度确定两个移位数据表，分别用于入口厚度波动值和变形抗力波动 值的存贮、移位和读取，由装在各个机架传动侧的脉冲计数器信号来获得带钢前进的长度， 每当带钢前进的长度大于厚度前馈控制间隔长度时，读取移位数据表入口厚度波动值和变 形抗力波动值，计算前馈控制调节量实施厚度前馈控制。
所述的厚度前馈控制策略，是指将第一机架前在线测量的每段带钢的厚度波动 值和由性能测量值得到的变形抗力波动值存贮在移位表中，并随着带钢轧制速度不断向前 移位，在该段带钢进入第一机架前，取出与该段带钢相应的厚度波动值和变形抗力波动值， 根据前馈控制算法得到第一机架辊缝或轧制力的调节量用于实时控制；剩余机架前馈控制 的厚度值来自该机架前测厚仪信号，而变形抗力值则需利用第一机架前的性能检测仪的性 能测量值和各机架带钢变形条件获取，并同样利用移位数据表进行贮存和移位。
所述的带钢的变形抗力波动值计算方法如下
第一机架来料变形抗力Ki按下式由性能检测仪测量获取的来料屈服强度计算得 到
K1 = KfOs
其中，σ s—性能检测仪检测得到的第一机架前来料带钢屈服强度，
Kf—变形抗力系数，由轧制变形条件决定，可由实验获取；
第二机架到第5机架带钢的变形抗力由变形抗力计算公式来获取
权利要求
1.一种基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，其特征是首先给出一种检测仪 表的配置方法，在第一机架前同时配置带钢测厚仪和机械性能检测仪，由性能检测值和轧 制变形条件得到长度方向上相应段带钢的变形抗力值；然后给出厚度前馈控制策略，对带 钢进行分段跟踪，将每一机架前得到的每段带钢的厚度波动值和变形抗力波动值依次存贮 在移位数据表中，并随着带钢轧制速度向前移位，在该段带钢进入该机架前，取出与该段带 钢相应的厚度波动值和变形抗力波动值，根据位置内环和轧制力内环不同方式下的前馈控 制算法得到每个机架辊缝或轧制力的调节量用于实时前馈控制。
2.根据权利要求1所述的基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，其特征是所 述的检测仪表配置方法，是在第一机架轧机前相应的位置安装测厚仪和性能检测仪，用于 分别在线测量该轧机入口来料带钢的厚度值和机械性能值；其余机架的入口带钢变形抗力 则由带钢的累积变形量推算得到，对于厚度检测是在相应机架前配置测厚仪。
3.根据权利要求1所述的基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，其特征是所 述的对带钢进行分段跟踪的方法，是指由性能检测仪和测厚仪到机架的距离和厚度前馈 控制间隔长度确定两个移位数据表，分别用于入口厚度波动值和变形抗力波动值的存贮、 移位和读取，由装在各个机架传动侧的脉冲计数器信号来获得带钢前进的长度，每当带钢 前进的长度大于厚度前馈控制间隔长度时，读取移位数据表入口厚度波动值和变形抗力波 动值，计算前馈控制调节量实施厚度前馈控制。
4.根据权利要求1所述的基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，其特征是所 述的厚度前馈控制策略，是指将第一机架前在线测量的每段带钢的厚度波动值和由性能 测量值得到的变形抗力波动值存贮在移位表中，并随着带钢轧制速度不断向前移位，在该 段带钢进入第一机架前，取出与该段带钢相应的厚度波动值和变形抗力波动值，根据前馈 控制算法得到第一机架辊缝或轧制力的调节量用于实时控制；剩余机架前馈控制的厚度值 来自该机架前测厚仪信号，而变形抗力值则需利用第一机架前的性能检测仪的性能测量值 和各机架带钢变形条件获取，并同样利用移位数据表进行贮存和移位。
5.根据权利要求4所述的基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，其特征是所 述的带钢的变形抗力波动值计算方法如下第一机架来料变形抗力Ki按下式由性能检测仪测量获取的来料屈服强度计算得到 K1 = KfOs其中，σ s---性能检测仪检测得到的第一机架前来料带钢屈服强度，Kf-变形抗力系数，由轧制变形条件决定，可由实验获取；第二机架到第5机架带钢的变形抗力由变形抗力计算公式来获取 b-hKi=KjKei^ (/ = 2,3,4,5) h其中，K。一来料变形抗力，Ki-第i机架前变形抗力，hQ---来料厚度， hi—第i机架轧后厚度，Kei-不同机架带钢的硬化系数； 由预设定的每一机架形抗力设定值，得到不同机架的变形抗力波动值 δ Ki = Kpset-Ki (i = 1，2，3，4，5)。
6.根据权利要求4所述的基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，其特征是所 述的厚度前馈控制算法，其中之一的厚度外环位置内环方式下厚度外环输入给位置内环的辊缝前馈调节量δ S0为
7.根据权利要求4所述的基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，其特征是所 述的厚度前馈控制算法，其中之一的厚度外环轧制力内环方式下厚度外环给轧制力内环的 轧制力前馈调节量SP为 δΡ = Q5 h0+QK δ K其中，
全文摘要
本发明涉及冷连轧机板带厚度控制方法。一种基于机械性能检测的带钢厚度前馈控制方法，首先给出一种检测仪表的配置方法，在第一机架前同时配置带钢测厚仪和机械性能检测仪，由性能检测值和轧制变形条件得到长度方向上相应段带钢的变形抗力值；然后给出厚度前馈控制策略，对带钢进行分段跟踪，将每一机架前得到的每段带钢的厚度波动值和变形抗力波动值依次存贮在移位数据表中，并随着带钢轧制速度向前移位，在该段带钢进入该机架前，取出与该段带钢相应的厚度波动值和变形抗力波动值，根据位置内环和轧制力内环不同方式下的前馈控制算法得到每个机架辊缝或轧制力的调节量用于实时前馈控制。本发明能保证整个钢卷长度方向上成品带钢厚度的一致性。
文档编号B21B37/16GK102029292SQ20091019664
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者刘华, 唐成龙, 李红梅, 熊斐, 王康健, 王建国, 陈培林, 顾廷权 申请人:宝山钢铁股份有限公司