r>[0040] 双线性滤波器：yn= a。X [xn+xn_2] +ai X Xlri-ID1 X Ylri-ID2 X yn_2
[0041] 其中的相关计算参数为：
[0042] I = cot ( π XF/Fa)
[0043] b = B/F
[0044]
[0045]
[0046]
[0047]
[0048] 式中，截止频率F = 20Hz，采样频率Fa= 500Hz，带宽B = 20Hz，增益系数K = 1， xn_2、Xn_^ X1^别为上两周期、上一周期和当前周期激光测速仪检测到的热轧带钢中间坯 速度，ynf 和7"分别为上两周期、上一周期和当前周期经滤波后的热轧带钢中间坯速 度。
[0049] 步骤2-2、确定热轧带钢中间坯运行速度、剪切过程的能量损失、飞剪剪切速度之 间的函数关系，进而确定飞剪剪切速度；
[0050] 剪切过程的能量损失与带钢的宽度、带钢的厚度、转鼓半径及剪刃高度、传动电机 额定功率、飞剪整体的转动惯量有关；
[0051] 本实施方式考虑飞剪剪刃高度的转鼓半径rfs为0. 504m，传动电机额定功率P 600kW，飞剪系统的转动惯量Jfs为1230kgm2,调试参数β =0. 0015,调试参数ε =〇. 14， 热轧带钢中间坯的宽度W为0.5m，厚度为35mm，剪切速度超前率α为0.05,中间坯初始速 度vs，f(l为1.0 m/s，该条件下飞剪剪切速度为：
[0052]
[0053] 步骤2-3、根据飞剪剪刃从启动开始点到剪切点的弧长和飞剪剪切速度，计算飞剪 从开始运动到剪切的加速时间；
[0054] 飞剪剪刃从启动开始点到剪切点的弧长为Sk= I. 100m，可以计算出飞剪从开始运 动到剪切的加速时间为：
[0055]
[0056] 设定切头长度（中间坯头部到剪切点的长度）为1。_=0. lm，从而可以计算出飞 剪启动剪切时，热轧带钢中间坯头部距离飞剪剪切点的长度SratS :
[0057] Scut= V s；f〇tcut〇-lcut；h= 1. 0X2. 095-0.1 = I. 995m
[0058] 步骤2-4、飞剪启动切头后t时刻，根据热轧带钢中间坯运行速度积分计算热轧带 钢中间坯已经运行长度为I. 〇m，此时中间坯的实际运行速度变化为I. lm/s，从而计算当前 时刻热轧带钢中间坯上的剪切点到飞剪剪切点的长度、在当前时刻的热轧带钢中间坯运行 速度I. lm/s下热轧带钢中间坯还需要运行的时间；
[0059] 由于辊道打滑等因素，中间坯实时速度vs，f一直在变化。根据热轧带钢中间坯实 时速度积分计算已经运行长度Srat，p= J vs，ftdt，可以计算出飞剪启动切头后t时刻热轧带 钢中间坯上的剪切点到飞剪剪切点的长度为：
[0060] Spos= S cut- / vs,ftdt+lcut,h= I. 995-1. 0+0.1 = I. 095m
[0061] 当前热轧带钢中间坯速度vs，f下，热轧带钢中间坯还需要运行的时间为：
[0062]
[0063] 步骤2-5、通过对飞剪的实时旋转速度积分实时计算飞剪已经旋转的弧长，得到飞 剪转鼓还需要旋转的弧长；
[0064] 飞剪的实时旋转速度为Vfs= 0. 502m/s，并通过积分实时计算飞剪已经旋转的弧 长Stp= J V fstdt =为0. 251m，则飞剪转鼓还需要旋转的弧长为：
[0065] Sk opt= Sk-/ vfstdt = 1. 100-0. 251 = 0. 849m
[0066] 其中包括飞剪加速时间h和恒速运行时间t2，也就是 [0067]
[0068] 中间坯速度为vs，f= I. lm/s时的飞剪剪切速度为
[0069]
[0072] 飞剪启动及运行过程中的位置示意图如图4所示。
[0073] 步骤2-6、根据飞剪转鼓还需要旋转的弧长、飞剪剪切速度、在当前时刻的热轧带 钢中间坯运行速度下热轧带钢中间坯还需要运行的时间，计算当前热轧带钢中间坯头部剪 切所需要的飞剪加速时间、飞剪加速度和恒速运行时间；
[0074] 当前热轧带钢中间坯头部精确剪切所需要的飞剪加速时间为：
[0075]
[0076] 恒速运行时间为：
[0077] t2= t。坑-心=0· 995-0. 920 = 0· 075s
[0078] 飞剪加速段加速度为：
[0079]
[0080] 步骤3、飞剪控制系统通过飞剪电机控制飞剪先以飞剪加速度持续运行所需飞剪 加速时间，再匀速持续运行恒速运行时间，完成热轧带钢中间坯切头控制。
[0081] 设定飞剪的加速度为a_= 0. 710m/s2并持续t i= 0. 920s时间，其余的时间t2 = 0. 075s以匀速运行，完成中间坯头部的优化剪切过程。
【主权项】
1. 一种热轧带钢中间坯切头控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、获取热轧带钢中间坯运行速度和热轧带钢中间坯头部到飞剪剪切点的初始长 度； 步骤2、飞剪控制系统确定当前所需飞剪加速时间、飞剪加速度和恒速运行时间； 步骤2-1、对实时获取的热轧带钢中间坯运行速度进行低通滤波，并通过对低通滤波后 的热轧带钢中间坯运行速度积分计算热轧带钢中间坯头部到飞剪剪切点的实时长度； 步骤2-2、确定热轧带钢中间坯运行速度、剪切过程的能量损失、飞剪剪切速度之间的 函数关系，进而确定飞剪剪切速度； 所述剪切过程的能量损失与带钢的宽度、带钢的厚度、转鼓半径及剪刃高度、传动电机 额定功率、飞剪整体的转动惯量有关； 步骤2-3、根据飞剪剪刃从启动开始点到剪切点的弧长和飞剪剪切速度，计算飞剪从开 始运动到剪切的加速时间； 步骤2-4、根据热轧带钢中间坯运行速度积分计算热轧带钢中间坯已经运行长度，从而 计算当前时刻热轧带钢中间坯上的剪切点到飞剪剪切点的长度、在当前时刻的热轧带钢中 间坯运行速度下热轧带钢中间坯还需要运行的时间； 步骤2-5、通过对飞剪的实时旋转速度积分实时计算飞剪已经旋转的弧长，得到飞剪转 鼓还需要旋转的弧长； 步骤2-6、根据飞剪转鼓还需要旋转的弧长、飞剪剪切速度、在当前时刻的热轧带钢中 间坯运行速度下热轧带钢中间坯还需要运行的时间，计算当前热轧带钢中间坯头部剪切所 需要的飞剪加速时间、飞剪加速度和恒速运行时间； 步骤3、飞剪控制系统通过飞剪电机控制飞剪先以飞剪加速度持续运行所需飞剪加速 时间，再匀速持续运行恒速运行时间，完成热轧带钢中间坯切头控制。2. 权利要求1所述的热轧带钢中间坯切头控制方法所采用的热轧带钢中间坯切头控 制系统，其特征在于，包括：第一热金属检测仪、测速仪、第二热金属检测仪和飞剪控制系 统； 所述第一热金属检测仪、测速仪、第二热金属检测仪沿带钢前进方向顺序安装在带钢 中间坯运输辊道上方； 第一热金属检测仪的输出端、测速仪的输出端、第二热金属检测仪的输出端分别连接 飞剪控制系统的输入端，飞剪控制系统的输出端连接飞剪电机的控制输入端。3. 根据权利要求2所述的热轧带钢中间坯切头控制方系统，其特征在于，所述第二金 属检测仪采用扫描式热金属检测仪。
【专利摘要】本发明提供一种热轧带钢中间坯切头控制方法，包括：获取热轧带钢中间坯运行速度和热轧带钢中间坯头部到飞剪剪切点的初始长度；飞剪控制系统确定当前所需飞剪加速时间、飞剪加速度和恒速运行时间；飞剪控制系统通过飞剪电机控制飞剪先以飞剪加速度持续运行所需飞剪加速时间，再匀速持续运行恒速运行时间，完成热轧带钢中间坯切头控制。本发明综合考虑剪切能量损失和超前率获得了飞剪剪切速度，通过对中间坯实时速度积分获得实时剪切距离和剪切剩余时间，根据飞剪转鼓剩余弧长和实际剪切速度得到飞剪实时加速度和加速时间。本发明在大多轧制现场环境下均能方便实现，根据实际速度实时调整飞剪加速度和加速时间后可以大幅度提高中间坯头部剪切精度。
【IPC分类】B21B15/00
【公开号】CN104942002
【申请号】CN201510379698
【发明人】孙杰, 王力, 尹方辰, 姬亚锋, 彭文, 李旭, 张殿华
【申请人】东北大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月1日