专利名称：冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷轧带钢的生产，具体地指一种冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统。
背景技术：
板形闭环反馈控制是生产高品质冷轧带钢产品的重要技术保障。目前，国内外先进冷轧生产线大多在轧机出口处配置接触式板形仪进行出口板形信号的在线测量，然后将实时测量到的板形信号传送给板形控制系统以完成系统闭环控制功能。可以看出，板形信号的精度高低直接关系到板形控制效果的优劣。在冷轧带钢生产过程中，由于轧机工作辊与带钢之间存在摩擦力且分布不均勻、 带钢横向不同部位传热状况不同、轧机冷却液分段喷射冷却系统控制精度较低且存在较大滞后等原因的广泛存在，造成出口带钢存在横向温差而产生的温度附加应力。在实际生产中，如果不考虑带钢横向温差补偿，则在线检测良好的带钢冷却均温后，将会出现很明显的板形缺陷。最初的带钢横向温差补偿方法认为带钢温度相对带钢中心线对称分布，可以利用二阶或者四阶多项式来模拟带钢温度横向分布函数。但是从实际情况来看，冷轧轧机出口带钢的温度横向分布通常是不规则的，因此这种带钢横向温差补偿方法并不合理，具有较大的缺陷。为了解决这个技术难题，近几年冷轧带钢领域的研究者开始采用由一阶至四阶多项式组成的函数来逼近带钢横向温度分布，可以在一定程度上补偿带钢横向温差引起的板形检测误差，但是这种方法具有两个弱点1)在计算各阶次拟合系数时需要测量较多组带钢横向不同部位的温度值，计算量较大，不利于补偿方法的在线计算和应用；2)由其所拟合的带钢横向温度分布函数推导出的横向温差补偿曲线常常不满足带钢横向内应力自相平衡条件。考虑到板形控制系统中温差补偿曲线的最终用途是与板形基本目标曲线相叠加获得板形目标曲线，从轧制工艺上讲板形目标曲线需要满足带钢横向内应力自相平衡条件，如果由于温差补偿曲线不满足带钢横向内应力自相平衡条件而导致板形目标曲线的带钢横向内应力自相平衡条件受到破坏，将会对冷轧带钢板形控制造成有害影响。综上所述，针对冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的理想补偿方法需要同时具备以下三个技术条件1)对轧机出口带钢横向温度分布具有较好的逼近能力；幻在线计算量小，方便快捷，满足板形控制系统对在线计算程序的实时性技术要求；3)所得补偿曲线应当满足带钢横向内应力自相平衡条件。由于传统的带钢横向温差补偿方法不能同时满足以上三个技术条件，不能快速有效地消除带钢横向温差引起的板形检测误差，因此现有冷轧带钢板形测量系统通常不能够为板形控制系统提供不受带钢横向温差影响的高精度板形信号，这也成为阻碍冷轧带钢板形质量提高的一个技术难题。因此，开发一种可以有效补偿横向温差引起的板形检测误差的修正系统具有很高的价值
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统，能够实现用较小的计算量拟合出轧机出口带钢横向温度分布、以及获得满足带钢横向内应力自相平衡条件的冷轧带钢横向温差补偿曲线，对冷轧带钢横向温差引起的板形检测误差进行有效补偿。为解决上述技术问题，本发明提供的一种冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统，包括带钢在线温度采集模块，用于接收红外测温仪在线实测出的带钢宽度方向上任意五个不同部位的温度值信号Ti (i = 1,2,3,4,5)及其位置坐标信号^(i = 1,2,3,4,5)；带钢在线温度分布曲线拟合系数计算模块，用于接收温度值信号Ti (i = 1,2,3,4, 5)及其位置坐标信号= 1，2，3，4，5)，以一阶、二阶、三阶和四阶勒让德正交多项式为基函数来逼近带钢横向温度分布曲线，并进行带钢在线温度分布曲线各阶次拟合系数a的计算
权利要求
1. 一种冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统，其特征在于，它包括 带钢在线温度采集模块，用于接收红外测温仪在线实测出的带钢宽度方向上任意五个不同部位的温度值信号Ti (i = 1,2,3,4,5)及其位置坐标信号^(i = 1,2,3,4,5)；带钢在线温度分布曲线拟合系数计算模块，用于接收温度值信号Ti (i = 1,2,3,4,5) 及其位置坐标信号^(i = 1，2，3，4，5)，以一阶、二阶、三阶和四阶勒让德正交多项式为基函数来逼近带钢横向温度分布曲线，并进行带钢在线温度分布曲线各阶次拟合系数a的计算“0、"ι Ρ,(Χ,)P2(^1)PAX,)ΡΛΧ,)-1αλι P^(X2)P2(X2)PAX2)PM 2)T2“2=1 P1(X3)P2(X3)PAX,)^4(^3)X α3ι P^x,)ΡΛΧ.)PM,)T4a4j_ι P1(X5)P2(Xi)PAXs)UJ带钢基本目标曲线对应的板形特征点坐标值读取模块，用于读取存储在板形控制计算机数据库内的所轧带钢基本目标曲线对应的板形特征点坐标值Y= {yk}，(k= 1，2，Λ，η)， 其中η为板形特征点个数；带钢横向温差引起板形测量误差的修正模块，用于接收带钢在线温度分布曲线各阶次拟合系数a和带钢基本目标曲线对应的板形特征点坐标值Y，根据横向温差引起板形测量误差的机理模型对板形测量信号进行修正，输出横向温差补偿量C= {ck}, (k= 1,2, Λ, η)；修正结果实现模块，用于接收横向温差补偿量C，将横向温差补偿量C根据带钢基本目标曲线对应的板形特征点坐标值Y逐一嵌入到冷轧带钢基本目标板形曲线的设计中，完成对冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正补偿功能。
2.根据权利要求1所述的冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统，其特征在于所述带钢在线温度采集模块中，所选取的带钢宽度方向上五个不同测温部位横向均勻分布。
3.根据权利要求1所述的冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统，其特征在于所述带钢在线温度分布曲线拟合系数计算模块中，一阶、二阶、三阶和四阶勒让德正交多项式确定的关于温度测量点坐标X的基函数Pj (X) (j = 1,2,3,4)为PAX、= ψ聊=tfH牲 9fH〔f)其中B为所轧带钢的宽度，X为以带钢横向中心点为坐标原点、靠近轧机传动侧方向为正方向的坐标轴上的温度测量点坐标。
4.根据权利要求1所述的冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统，其特征在于所述带钢横向温差引起板形测量误差的修正模块中，横向温差引起板形测量误差的机理模型为c = ~atx -^t χ (O1P1 (y) + a2P2 (y) + a3P3 (y) + a4P4 (y)) l-v其中，y为任意一个板形特征点的坐标值，α t为所轧带钢的线膨胀系数，E为所轧带钢的材料弹性模量，ν为所轧带钢的材料泊松比。
5.根据权利要求1所述的冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统，其特征在于所述修正结果实现模块根据带钢基本目标曲线对应的板形特征点坐标值Y的大小顺序将将横向温差补偿量C依次加到板形基本标准曲线上，完成对冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正补偿功能。
全文摘要
一种冷轧带钢横向温差引起板形检测误差的修正系统，包括带钢在线温度采集模块，用于接收带钢宽度方向上任意五个不同部位的温度值信号Ti(i＝1，2，3，4，5)及其位置坐标信号Xi(i＝1，2，3，4，5)；带钢在线温度分布曲线拟合系数计算模块，用于接收Ti及Xi，以一至四阶勒让德正交多项式为基函数逼近带钢横向温度分布曲线并计算其各阶次拟合系数a带钢基本目标曲线对应的板形特征点坐标值读取模块，用于读取特征点坐标值Y＝{yk}，(k＝1，2，Λ，n)；带钢横向温差引起板形测量误差的修正模块，用于接收a和Y，修正板形测量信号，输出横向温差补偿量C＝{ck}，(k＝1，2，Λ，n)；修正结果实现模块。
文档编号B21B37/28GK102397886SQ20111031450
公开日2012年4月4日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者解相朋, 赵菁 申请人:中冶南方工程技术有限公司