一种带钢精整机组助卷张力预设定及控制方法与流程

技术特征：

1.一种带钢精整机组助卷张力预设定及控制方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤一：计算卷取第1圈时的助卷张力预设定值T1；

步骤二：计算卷取第i圈时的助卷张力预设定值Ti，i＝2～N；

步骤三：设i＝1；

步骤四：比较卷取机转矩反馈值Tf与助卷张力预设定值Ti的大小，如果Tf-Ti＞ΔT，ΔT为转矩控制精度，则卷取机实时速度va＝vl-vm，vl为机组速度，vm为控制系统速度激励值，转到步骤四继续执行；

步骤五：比较卷取机转矩反馈值Tf与助卷张力预设定值Ti的大小，如果Tf-Ti＜-ΔT，则卷取机实时速度va＝vl+vm，vl为机组速度，vm为控制系统速度激励值，转到步骤五继续执行；

步骤六：判别i＜N是否成立？若成立，令i＝i+1，转到步骤四；否则，转到步骤七；

步骤七：助卷卷取控制结束。

2.按照权利要求1所述一种带钢精整机组助卷张力预设定及控制方法，其特征在于：所述步骤1计算卷取第1圈时的助卷张力预设定值T1过程如下：

为了确定带钢弯曲至目标曲率所需的最小张力，将卷筒与已经卷取完的带钢看成一个整体，从带钢头部开始逆卷取方向取四分之一单元进行受力分析，根据弹性力学，其水平和竖直方向的受力平衡及力矩平衡列出平衡方程：

式中：T为带钢张力，单位：N；F为周向力，单位：N；p为外圈带钢受到的均布压应力，单位：MPa；τ为外圈带钢受到的均布摩擦应力，单位：MPa；Mw为A截面的内力矩，单位：Nm；θ为方位角，单位：rad；R为卷筒半径，单位：mm；B为带钢宽度，单位：mm；

由于外圈带钢所受压应力较小，认为其处于临界滑移状态，则：

τ＝μp (2)

式中：μ为带钢与卷筒间的摩擦系数；

联立式(1)和式(2)可得到：

根据弯曲弹塑性理论，可知内力矩Mw如下：

式中：h为带钢厚度，单位：mm；σs为带钢屈服强度，单位：MPa；ht为弹塑性分界区域的带钢厚度，单位：mm，E为带钢弹性模量，单位：MPa；

联立式(3)和式(4)可得助卷张力最小值Tmin为

为了避免带钢和卷筒之间以及带钢和已卷取带钢之间的打滑现象，助卷张力最大值T1max计算如下：

带钢在径向的力平衡方程式：

皮带的径向力平衡方程式：

根据式(6)、(7)得到

式中：Bb为皮带宽度，单位：mm；Tb为皮带张力，单位：N，式中，Ph为油压，MPa；D0、d0为液压缸缸径、杆径，mm；Q为皮带包覆力，单位：MPa；QR为带钢与卷筒间的正压力，单位：MPa；

忽略高次无穷小量，有

当dθ→0时，

考虑到带钢和卷筒间的摩擦，并忽略皮带和带钢间的摩擦，在圆周方向的力平衡方程为：

当dθ→0时，有dT＝μQRBbRdθ

将式(9)代入，得到

当带钢头部进入与卷筒包角为θ的C点时，带钢与卷筒的切点B点处张力可根据式(11)得到

经积分可得Tθ＝Tb(e^μθ-1) (13)

当带钢头部到达压辊与卷筒的接触点D处时，在压辊力P的作用下，带钢与卷筒的切点B点处的张力为

式中为皮带助卷包角。

从而得到助卷张力最大值T1max：

卷取第一圈时，助卷张力预设定值T1为：

T1＝a(Tmin+T0)+b(T1max+T0) (16)

式中：a、b为加权系数，取a＝0.5、b＝0.5；

T0为助卷皮带包覆卷筒时，卷筒转动阻力，单位：N。

3.按照权利要求1所述一种带钢精整机组助卷张力预设定及控制方法，其特征在于：所述步骤2计算卷取第i圈时的助卷张力预设定值过程如下：

卷取第i圈时，i＝2～N，带钢已经成圈，靠助卷张力包覆在已卷取得带钢上，助卷张力与设定值Ti设为：

式中：Tp为助卷完成后的卷取张力设定值，单位：N。

4.按照权利要求1所述一种带钢精整机组助卷张力预设定及控制方法，其特征在于：以卷取前N圈的所述助卷张力预设定值Ti为控制目标，卷取机采用力矩控制模式，实现助卷张力预设定控制及闭环控制。