专利名称：基于板形检测辊挠度变化的板形信号误差补偿方法
技术领域：
本发明涉及轧钢机械设备自动化测量领域，适用于冷轧带钢、铝带、铜带等板带产品的一种基于接触式板形检测辊挠度变化的板形信号误差补偿方法。
背景技术：
冷轧带钢在板形检测过程中，检测辊受大温差、高磁场和强振动等现场恶劣工况因素的影响，导致原始板形信号中夹杂着众多噪声信号，经常发生原始板形信号波动的情况，尤其对于大宽厚比超薄带钢，其板形变化明显，工艺参数的轻微变化都可能引起板形的较大变化。因此探索原始板形信号附加噪声的产生机理，建立相应的噪声补偿数学模型，对于提高板形检测辊的动态标定精度和板形检测精度以及板形控制精度极为重要。在影响板形检测信号的众多因素中，检测辊挠度变化是必须考虑的主要影响因素之一。在轧制过程中，板形检测辊受到带钢施加的径向压力的作用，内部检测单元的电压发生变化，利用转换关系可将其转化为带钢的板形值，即通过实时检测板形检测辊径向压力的横向分布，获得带钢的在线板形状况。板形检测辊在工作过程中，主要受三种力的影响，即带钢施加的径向压力、检测辊自身重力和离心力，如
图1和图2所示。其中径向压力和检测辊重力导致检测辊产生一定挠度的弹性变形，如图3所示，不可避免地影响检测单元的径向预紧力，产生多余的零点偏差信号，如图4所示。检测辊在高速转动过程中产生的离心力，虽然会影响检测单元的径向预紧力，但是传感器对称布置构成差动回路，因此当两者受力相同时，影响彼此抵消，故离心力对原始板形检测信号的影响微乎其微，在满足动平衡的条件下，几乎可以忽略。而检测辊自重及其所受径向压力则会引起板形检测辊的挠度变化，差动回路无法消除检测辊挠度对板形信号的影响，从而引起多余的板形误差信号，影响板形标定精度和板形检测精度。
发明内容
基于理论分析，结合工程实际，本发明考虑板形检测辊自重和带钢张力的影响，提出了针对板形检测辊挠度变化的原始波形零点误差截点补偿法。经实际工业验证，该方法很好地对板形检测辊的连续动态挠度变化引起的原始板形误差进行了有效补偿，显著提高了板形标定精度和板形检测精度，使在线板形数据更真实地反映带钢的实际板形状况。针对接触式板形检测辊，需要建立基于板形检测辊挠度变化的板形误差补偿方法的理由如下(I)板形检测辊在标定过程中，当其旋转时，即便不负载，受板形检测辊自重的影响，板形检测辊有轻微的挠曲变形，导致检测辊内部检测单元(传感器组成的差动回路)的预应力或电压值随之发生动态变化，各通道的原始波形曲线表现为不可消除且不同程度的近似正弦波零点偏差，尽管与实际板形信号(径向压力)相比，其幅值很小，但在某种程度上影响板形检测辊的标定精度，产生轻微的近似正弦波零点误差，如图5所示。板形检测辊在旋转过程中，当传感器位于最高点或最低点时，因挠度产生的附加预紧力Gi最大，在其他位置，有效预紧力Gil = GiSinP。因挠度和离心力产生的综合预紧力变化导致的噪声信号
权利要求
1.一种基于板形检测辊挠度变化的板形信号误差补偿方法，其特征在于它包括如下步骤 一、对于板形检测辊因受自身重力影响而产生的正弦波零点偏差，在实测曲线中减去一虚拟正弦信号，获得补偿后的有效板形峰值信号，提高板形标定精度。
二、对于板形检测辊因受大张力作用而产生的动态正弦波零点偏差，利用样条曲线或其他拟合方法拟合原始板形信号的在线零点偏差，并在实测曲线中同相位减去零点偏差的拟合值，获得补偿后的在线板形峰值信号，提高在线板形检测精度。
2.根据权利要求1所述的一种基于板形检测辊自身重力引起的离线零点板形偏差补偿方法，其特征在于板形检测辊在旋转过程中，检测辊受挠度的影响，内部检测单元(传感器组成的差动回路)的预应力或电压值随之发生动态变化，导致原始波形曲线始终存在不可消除的正弦波零点偏差。对于因检测辊自重造成的挠度变化，其零点偏差曲线接近理想正弦波，实测曲线减去虚拟的同相位的虚拟零点正弦曲线，即可获得理想状态下的有效板形曲线。
3.根据权利要求1所述的一种基于大张力作用下的因检测辊挠度变化引起的在线零点偏差补偿方法，其特征在于在工程实际中，板形检测辊受带钢大张力的作用，检测辊发生明显的动态挠曲变形，其零点偏差随之显著变化，一定程度上影响在线带钢的板形检测精度。利用样条曲线或其他拟合方法，拟合实测原始板形信号的在线零点偏差，并在实测曲线中同相位减去零点偏差的拟合值，获得补偿后的正负峰值。该方法可以很好地对板形检测辊的连续动态挠度变化进行有效的零点误差补偿，实时性很好，简单实用，能够显著提高板形检测精度，在线板形数据更加稳定可靠，为板形闭环控制提供更稳定准确的在线板形数据。
全文摘要
本发明公开一种基于板形检测辊挠度变化的板形信号误差补偿方法，它包括如下步骤(1)考虑板形检测辊自重对其挠度的影响，虚拟一条正弦波，用以理想离线标定状态下的板形检测辊零点误差补偿。(2)考虑带钢大张力对板形检测辊挠度的影响，利用样条曲线或其他拟合方法拟合采集到的实际原始板形信号零点偏差波形，实测原始波形减去拟合补偿曲线获得补偿后的波形曲线，获得精确的原始板形信号有效正负峰值，该方法实时性好，方便易用。(3)基于截点法的板形信号递推平滑动态标定方法，采集板形检测辊一个旋转周期内的有效最大值和最小值，取两者平均值作为有效值，即得到原始板形信号，利用递推平滑法，对补偿后的板形信号进行平滑处理，减少随机干扰对采集结果的影响，提高板形标定精度和板形检测精度。
文档编号B21B38/02GK103028618SQ20121051999
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者杨利坡, 李荣民, 于丙强, 刘宏民, 于华鑫 申请人:燕山大学