带钢卷曲温度控制方法、终端设备及可读性存储介质与流程

本发明属于轧钢轧制技术领域，更具体地说，是涉及一种带钢卷曲温度控制方法、终端设备及可读性存储介质。

背景技术：

卷取温度控制是热轧生产的一个重要环节，对板带加工性能、力学性能、物理性能有重要影响，现有技术中通常使用温度调节模型来实现带钢卷曲温度的自动控制。

然而，在精轧f7抛钢到卷取机卷完这段时间内，为保证带钢卷形质量，带钢的实时速度通常变化很大，带钢采用后段冷却时，层流水阀开关频繁，基础自动化进程很难及时关闭水阀，导致同一时刻温度调节模型中设定的水阀开启组态与实际水阀开启组态不一致，最终导致现有的温度调节模型对带钢尾部卷取温度的控制精度不高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带钢卷曲温度控制方法、终端设备及可读性存储介质，以解决现有技术中温度调节模型对带钢尾部卷取温度的控制精度不高的问题。

本发明实施例的第一方面，提供了一种带钢卷曲温度控制方法，包括：

基于预设时间周期将带钢的降速时间段划分为多个子时间段；

对于某个子时间段，获取当前子时间段内带钢的实时速度、目标速度、实时温度，基于当前子时间段内带钢的目标速度对当前子时间段内带钢的实时速度进行修正，将当前子时间段内修正后的带钢的实时速度以及实时温度输入至预设温度调节模型中，基于预设温度调节模型的输出结果对带钢的卷曲温度进行调节；

其中，带钢的实时速度的确定方法为：获取f7抛钢速度，根据所述f7抛钢速度确定带钢的实时速度表征量，基于所述实时速度表征量确定带钢的实时速度。

本发明实施例的第二方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的带钢卷曲温度控制方法的步骤。

本发明实施例的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的带钢卷曲温度控制方法的步骤。

本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法、终端设备及可读性存储介质的有益效果在于：

相对于现有技术，本发明实施例主要包含以下改进点：

1)本发明实施例在确定带钢的实时速度时，以f7抛钢速度作为基准选取带钢的实时速度表征量。已知现有技术中通常采用卷取机夹送辊速度作为带钢的实时速度表征量，但因卷取机夹送辊和芯轴之间的张力控制，夹送辊与精轧f7存在一个很大的速度差，如果以卷取机夹送辊速度作为带钢的实时速度表征量容易导致预设温度调节模型的过调问题，尾部层流温度出现由偏高到过高甚至失控，因此本发明实施例在确定带钢的实时速度表征量时考虑了此点，以f7抛钢速度作为基准选取带钢的实时速度表征量，可以有效避免过调问题，提高控制精度。

2)本发明实施例直接将带钢的实时速度作为预设温度调节模型的输入量。相对于现有技术中对带钢的实时温度进行限幅，将限幅处理后的温度量作为温度调节模型的输入量的方法，本发明实施例考虑到后段冷却时的速度变化幅度，取消了温度限幅，进而提高了预设温度调节模型的自适应响应能力。

3)本发明实施例增加了实时速度的修正过程。相对于现有技术直接将实时速度输入至温度调节模型的方案，本发明实施例可以有效防止速度波动引起的温度调节波动，从而保证卷曲温度的控制精度和控制稳定性。

4)相对于现有技术，本发明实施例在对带钢的卷曲温度进行调节时取消了自适应增量的平滑操作，进一步提高了预设温度调节模型的自适应响应能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的终端设备的示意框图；

图3为本发明一实施例提供的轧钢卷取机速度控制步骤示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1，图1为本发明一实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的流程示意图，该方法包括：

s101：基于预设时间周期将带钢的降速时间段划分为多个子时间段。

在本实施例中，可一并参考图3，带钢完全经过精轧f7后而钢卷未完成卷取这段时间，有固定的降速点，具体原因是：带钢卷取时为了保证卷形质量，带钢尾部进入卷取机速度是固定值v2m/s，钢卷尾部出精轧后需要一定的制动距离s保证降速至v2，这样在带钢完成卷取前就有了固定的降速点，例如图3中的a4点、a5点等。本发明实施例将带钢开始降速至带钢完成卷曲的时间段作为降速时间段。

在本实施例中，将降速时间段划分为多个子时间段的目的在于及时跟踪带钢的位置以及实时速度，从而保证预设温度调节模型的自适应响应能力。其中，多个子时间段也可以用速度范围来衡量，例如，多个子时间段(仅为示例作用)可分别记为10-12m/s、12-14m/s、14-16m/s、16-18m/s、18-19m/s。

在本实施例中，预设时间周期可以为500ms，也可为其他值，也即预设时间周期可根据实际需求进行设置，本实施例不作限定。

s102：对于某个子时间段，获取当前子时间段内带钢的实时速度、目标速度、实时温度，基于当前子时间段内带钢的目标速度对当前子时间段内带钢的实时速度进行修正，将当前子时间段内修正后的带钢的实时速度以及实时温度输入至预设温度调节模型中，基于预设温度调节模型的输出结果对带钢的卷曲温度进行调节。

其中，带钢的实时速度的确定方法为：获取f7抛钢速度，根据f7抛钢速度确定带钢的实时速度表征量，基于实时速度表征量确定带钢的实时速度。

在本实施例中，在进行温度数据的处理时，也可对以带钢卷曲长度为自变量，以带钢实时温度和带钢目标温度的偏差为因变量，建立一元回归曲线以进行数据的处理和分析，具体为：

y＝a·x+b

其中，x为带钢长度，y为温度偏差，a和b为一元回归曲线的斜率和截距。

在本实施例中，也可在进行带钢尾部温度数据的处理时，可对带钢尾部进行分段处理，分别建立带钢的温度关于带钢尾部长度的一元回归曲线，其中一元回归曲线的斜率a1和截距b1可按下式计算：

其中，n为预设分段点至带钢尾部的段数，xi为带钢尾部各段的长度累加值，yi为带钢尾部各段的实际卷取温度或目标卷取温度。

其中现有技术中，预设温度调节模型主要是根据换热系数的更新来实现温度调节的，换热系数则与带钢的实时速度、实时温度有关，区别于现有技术的处理，本发明实施例对带钢实时速度的获取、以及实时速度的处理作出了改进，相对于现有技术，本发明实施例主要包含以下改进点：

1)本发明实施例在确定带钢的实时速度时，以f7抛钢速度作为基准选取带钢的实时速度表征量。已知现有技术中通常采用卷取机夹送辊速度作为带钢的实时速度表征量，但因卷取机夹送辊和芯轴之间的张力控制，夹送辊与精轧f7存在一个很大的速度差，如果以卷取机夹送辊速度作为带钢的实时速度表征量容易导致预设温度调节模型的过调问题，尾部层流温度出现由偏高到过高甚至失控，因此本发明实施例在确定带钢的实时速度表征量时考虑了此点，以f7抛钢速度作为基准选取带钢的实时速度表征量，可以有效避免过调问题，提高控制精度。

2)本发明实施例直接将带钢的实时速度作为预设温度调节模型的输入量。相对于现有技术中对带钢的实时温度进行限幅，将限幅处理后的温度量作为温度调节模型的输入量的方法，本发明实施例考虑到后段冷却时的速度变化幅度，取消了温度限幅，进而提高了预设温度调节模型的自适应响应能力。其中，关于限幅，本发明实施例可对带钢头部进入中间高温计时进行限幅，在带钢尾部处理时取消限幅，以提高预设温度调节模型的自适应响应能力。

3)本发明实施例增加了实时速度的修正过程。相对于现有技术直接将实时速度输入至温度调节模型的方案，本发明实施例可以有效防止速度波动引起的温度调节波动，从而保证卷曲温度的控制精度和控制稳定性。

4)相对于现有技术，本发明实施例在对带钢的卷曲温度进行调节时取消了自适应增量的平滑操作，进一步提高了预设温度调节模型的自适应响应能力。

可选地，作为本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的一种具体实施方式，根据f7抛钢速度确定带钢的实时速度表征量，可以详述为：

若f7抛钢速度小于预设速度，则将卷取机夹送辊速度作为带钢的实时速度表征量。

若f7抛钢速度大于预设速度、且带钢的实时温度小于预设温度，则将卷取机芯轴速度作为带钢的实时速度表征量。

若f7抛钢速度大于预设速度、且带钢的实时温度不小于预设温度，则将卷取机夹送辊速度作为带钢的实时速度表征量。

在本实施例中，基于实时速度表征量确定带钢的实时速度可以详述为：

若选取的实时速度表征量为卷取机夹送辊速度，则获取卷取机夹送辊角速度和带钢钢卷直径，基于卷取机夹送辊角速度和带钢钢卷直径确定带钢的实时速度。其中，带钢的实时速度＝卷取机夹送辊角速度*带钢钢卷直径/2。

若选取的实时速度表征量为卷取机芯轴速度，则获取卷取机芯轴角速度和带钢钢卷直径，基于卷取机芯轴角速度和带钢钢卷直径确定带钢的实时速度。其中，带钢的实时速度＝卷取机芯轴角速度*带钢钢卷直径/2。

在本实施例中，通过切换带钢的实时速度表征量可以有效消除预设温度调节模型接收到的速度差，避免过调问题，从而提高预设温度调节模型的快速响应能力。

可选地，作为本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的一种具体实施方式，带钢在当前子时间段内的目标速度的确定方法为：

获取当前加速度、带钢当前距目标减速点的制动距离、带钢在目标减速点的目标速度。

基于当前加速度、带钢当前距目标减速点的制动距离、带钢在目标减速点的目标速度确定带钢在当前子时间段内各个时刻的目标速度。

在本实施例中，可设置至少一个目标减速点，计算时选取一个减速点即可进行当前时刻的目标速度的计算，具体方法可以为：

(vx-vo)*(vx+vo)＝2γs

其中，γ为当前加速度，vo为当前时刻的目标速度，s为带钢当前距目标减速点的制动距离，vx为带钢在目标减速点的目标速度。

在本实施例中，当前加速度可由预设温度调节模型根据预设的制动距离以及带钢的目标减速点的目标速度得出。也就是说，本发明实施例基于当前加速度等参数确定当前子时间段内各个时刻的目标速度，根据当前子时间段内各个时刻的目标速度对当前子时间段内的实时速度进行修正，并将修正后的实时速度输入至预设温度调节模型中，预设温度调节模型根据输入的实时速度、实时温度以及目标温度重新规划带钢在目标减速点的目标速度，进而反过来调节当前加速度，整体形成一个闭环调节过程。

其中，在本实施例中，可首先设定卷取机的卷曲速度(以及带钢的速度)，基于带钢进入中间高温计时的温度、带钢卷曲完成时的温度、以及卷取机的卷曲速度确定卷曲加速度；也可首先设定卷曲加速度，基于带钢进入中间高温计时的温度、带钢卷曲完成时的温度、以及卷曲加速度确定带钢的制动距离。其中，带钢的制动距离指的是带钢降速开始至降速完成时经过的距离。

可选地，作为本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的一种具体实施方式，基于当前子时间段内带钢的目标速度对当前子时间段内带钢的实时速度进行修正，可以详述为：

基于当前子时间段内带钢的实时速度、当前子时间段内带钢的目标速度确定当前子时间段内的修正系数。

基于当前子时间段内的修正系数对当前子时间段内带钢的实时速度进行修正。

已知带钢尾部卷取温度存在有较低向过低发展的趋势，造成尾部命中率偏低。从数据观察而言，带钢速度波动是影响尾部卷取温度的最重要的因素，工艺上的带钢尾部减速是造成尾部精度低最主要的因素。虽然大多数系统用预测速度对尾部进行补偿，但是无法用修正设定计算来解决尾部超差问题，由于不同规格的带钢温度波动幅值不同，加上系统的不确定性、高度非线性和冷却过程的动态随机性导致现有的温度调节模型都存在一定的温度波动问题。

在本实施例中，结合卷取机的特性引入了修正系数，对当前子时间段内带钢的实时速度进行修正，降低速度差对卷取温度的影响，提高层冷自适应快速响应能力，避免卷取温度以波浪形式波动。

在本实施例中，也可实时获取速度的变化率，当速度变化率大于预设阈值时，才进行修正系数的计算，才对带钢的实时速度进行修正。也就是说，当带钢的实时速度波动较大时，触发修正系数的计算功能，时时降低速度对换热系数影响，避免卷取温度以波浪形式波动，提高层流温度的命中率。

可选地，作为本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的一种具体实施方式，基于当前子时间段内带钢的实时速度、目标速度确定当前子时间段内的修正系数，可以详述为：

对当前子时间段内带钢的实时速度进行线性回归分析，得到当前子时间段内的实际速度曲线。

对当前子时间段内带钢的目标速度进行线性回归分析，得到当前子时间段内的目标速度曲线。

基于实际速度曲线和目标速度曲线确定当前子时间段内的修正系数。

可选地，作为本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的一种具体实施方式，当前子时间段内的修正系数包括当前子时间段内的第一修正系数和当前子时间段内的第二修正系数。基于实际速度曲线和目标速度曲线确定当前子时间段内的修正系数，可以详述为：

将实际速度曲线与目标速度曲线的截距差作为当前子时间段内的第一修正系数，将实际速度曲线和目标速度曲线的斜率差作为当前子时间段内的第二修正系数。

其中，第一修正系数用于修正实际速度曲线的截距，第二修正系数用于修正实际速度曲线的斜率。

可选地，作为本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的一种具体实施方式，当前子时间段内的修正系数包括当前子时间段内的第一修正系数和当前子时间段内的第二修正系数。基于当前子时间段内的修正系数对当前子时间段内带钢的实时速度进行修正，可以详述为：

其中，vnew为当前子时间段内修正后的速度，αold为实际温度曲线对应的斜率，βold为实际温度曲线对应的截距，t为当前时刻，g0为预设调节系数，αnew为第一修正系数，βnew为第二修正系数。

可选地，作为本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的一种具体实施方式，带钢卷曲温度控制方法还可以包括：

根据层冷水阀开启/关闭的滞后时间对预设温度调节模型的学习速率进行实时调整。

学习速率作为带钢头部离开高温计的距离l和速度v的函数，在现有技术中属于温度调节模型调节速率的一个表征量，本实施例在现有技术的基础上，可对实时获取在进行带钢的卷曲温度调节时层冷水阀开启/关闭的滞后时间，当层冷水阀开启/关闭的滞后时间大于第一预设时间时，可在现有技术的基础上增大预设温度调节模型的学习速率，当层冷水阀开启/关闭的滞后时间小于第二预设时间时，降低预设温度调节模型的学习速率。其中，第一预设时间大于第二预设时间。例如，本发明实施例可在精轧f7抛钢后通过增大抛钢减速过程中的学习速率来弥补层冷水阀关闭的滞后特性，使得预设温度调节模型预测的水阀组态和设备实际水阀组态趋近一致，具体的，可在f7抛钢后增大学习速率由0.05增大到0.12(仅为示例作用)。

也就是说，本发明实施例可根据层冷水阀开启/关闭的滞后时间对预设温度调节模型的学习速率进行实时调整，从而解决现有技术中不同轧制速度下因层冷水阀调节滞后特性造成的尾部温度失控问题。

参见图2，图2为本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图2所示的本实施例中的终端200可以包括：一个或多个处理器201、一个或多个输入设备202、一个或多个输出设备203及一个或多个存储器204。上述处理器201、输入设备202、则输出设备203及存储器204通过通信总线205完成相互间的通信。存储器204用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令。处理器201用于执行存储器204存储的程序指令。其中，处理器201被配置用于调用程序指令执行上述各方法实施例。

应当理解，在本发明实施例中，所称处理器201可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

输入设备202可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备203可以包括显示器(lcd等)、扬声器等。

该存储器204可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器201提供指令和数据。存储器204的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器204还可以存储设备类型的信息。

具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器201、输入设备202、输出设备203可执行本发明实施例提供的带钢卷曲温度控制方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的终端的实现方式，在此不再赘述。

在本发明的另一实施例中提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

计算机可读存储介质可以是前述任一实施例的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是终端的外部存储设备，例如终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，计算机可读存储介质还可以既包括终端的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存储介质用于存储计算机程序及终端所需的其他程序和数据。计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。