一种冷轧机支撑辊的偏心补偿方法、装置及系统与流程

专利2025-03-24  25


本发明涉及冷轧机的自动控制领域领域,具体涉及一种冷轧机支撑辊的偏心补偿方法、装置及系统。


背景技术:

1、由于轧辊和轧辊轴承形状的不规则造成轧辊的旋转轴心和几何轴心不是正好吻合的情况称为轧辊偏心,这些不规则的形状可能产生于轧辊的制造、修磨、装配、磨损、热膨胀等过程,由于支撑辊的辊径相对于工作辊和中间辊来说要大的多,因此轧辊偏心主要是由于支撑辊本身不圆和辊径与其它辊不同轴所产生的。

2、在带钢生产中,支撑辊偏心会造成轧机自动厚度控制系统产生反方向的调节,使得带钢轧出厚度发生周期性的波动,对带钢的厚度精度造成很大的影响。为此数十年来已经有许多企业、研究机构对轧辊偏心的补偿方法进行了研究,目前的主要方法是主动轧辊偏心控制法,这类方法一般通过轧辊偏心分量检测得出补偿信号,然后送到辊缝控制调节器中以补偿轧辊偏心。该方法是目前效果最好、精度最高的方法。

3、轧辊偏心信号为一个周期性的信号,周期性的信号可以分解为无穷级数,这些级数中只有一些频率的分量是占主体地位的。由于主体信号占据了偏心信号中绝大部分的能量,若能将偏心信号的主体部分提取出来,计算相应的辊缝补偿量反向补偿到辊缝设定值上,即可消除支撑辊偏心对带钢出口厚差的绝大部分影响,较大程度地提高带钢厚度控制精度。

4、现有技术缺乏主体信号的提取方法,进而难以实现对辊缝设定值的精确补偿。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种冷轧机支撑辊的偏心补偿方法、装置及系统,以实现对冷轧机的辊缝设定值的精确补偿,提高带钢厚度控制精度。

2、为解决上述技术问题,本发明提供了一种技术方案:一种冷轧机支撑辊的偏心补偿方法,包括以下步骤:

3、s1、通过测量获取入口厚度并延时输出,根据延时输出的入口厚度确定出口厚度计算值;通过测量获取出口厚度测量值,根据出口厚度测量值和出口厚度计算值,确定计算厚度误差;

4、s2、过滤计算厚度误差中的支撑辊转动一倍频率成分和支撑辊转动二倍频率成分,得到支撑辊偏心主体信号;

5、s3、基于支撑辊偏心主体信号,通过递推最小二乘法重构支撑辊偏心主体信号;

6、s4、将重构的支撑辊偏心主体信号进行相位偏移;

7、s5、根据相位偏移后的支撑辊偏心主体信号,确定辊缝补偿值;

8、s6、根据辊缝补偿值控制辊缝。

9、按上述方案,步骤s1包括:

10、s101、通过入口测厚仪获取入口厚度,将入口厚度延时输出为一次延时入口厚度;

11、s102、根据一次延时入口厚度以及上一时刻的修正后入口速度,确定当前时刻的入口秒流量;

12、s103、将入口秒流量延时输出为延时入口秒流量;

13、s104、根据延时入口秒流量,以及测得的出口秒流量,得到入出口秒流量差;对入出口秒流量差进行积分,得到入口速度修正因子;

14、s105、将一次延时入口厚度延时输出为二次延时入口厚度;

15、s106、根据入口速度修正因子以及测得的入口速度,确定修正后入口速度;

16、s107、根据测得的出口厚度、二次延时入口厚度、修正后入口速度、测得的出口速度,确定计算厚度误差。

17、按上述方案,步骤s2包括:

18、s201、设置第一带阻模拟滤波器的阻断频率;

19、s202、采用双线性变换方法,将第一带阻模拟滤波器变换为第一带阻数字滤波器;

20、s203、利用第一带阻数字滤波器将计算厚度误差中的支撑辊转动一倍频率成分过滤;

21、s204、设置第二带阻模拟滤波器的阻断频率;

22、s205、采用双线性变换方法,将第二带阻模拟滤波器变换为第二带阻数字滤波器;

23、s206、利用第二带阻数字滤波器将计算厚度误差中的支撑辊转动二倍频率成分过滤。

24、按上述方案,步骤s3包括:

25、s301、构建支撑辊偏心主体信号估计值的表达式;

26、s302、采用递推最小二乘法更新支撑辊偏心主体信号估计值,直至支撑辊偏心主体信号估计值与支撑辊偏心主体信号之间的估计误差小于设定值;

27、s303、根据支撑辊偏心主体信号估计值,重构支撑辊偏心主体信号。

28、按上述方案,步骤s4包括:

29、s401、根据上支撑辊角速度、测得的出口速度、轧机辊缝至出口测厚仪的距离,确定上支撑辊的相位偏移量;

30、s402、根据下支撑辊角速度、测得的出口速度、轧机辊缝至出口测厚仪的距离,确定下支撑辊的相位偏移量;

31、s403、根据上支撑辊和下支撑辊的相位偏移量,将重构的支撑辊偏心主体信号进行相位偏移。

32、按上述方案,步骤s5包括:

33、s501、根据相位偏移后的支撑辊偏心主体信号、轧机机架的刚度系数、带钢的塑性系数、设定的调节系数,确定初步辊缝补偿值;

34、s502、将初步辊缝补偿值的幅度限定在设定范围内,得到辊缝补偿值。

35、本发明还提供一种冷轧机支撑辊的偏心补偿装置,包括:

36、计算厚度误差确定模块,用于将测量的入口厚度延时输出,根据延时输出的入口厚度确定出口厚度计算值;以及用于根据测得的出口厚度测量值和出口厚度计算值,确定计算厚度误差;

37、过滤模块,用于过滤计算厚度误差中的支撑辊转动一倍频率成分和支撑辊转动二倍频率成分,得到支撑辊偏心主体信号;

38、支撑辊偏心主体信号重构模块,用于基于支撑辊偏心主体信号,通过递推最小二乘法重构支撑辊偏心主体信号;

39、相位偏移模块,用于将重构的支撑辊偏心主体信号进行相位偏移;

40、辊缝补偿值确定模块,用于根据相位偏移后的支撑辊偏心主体信号,确定辊缝补偿值;

41、辊缝控制模块,用于根据辊缝补偿值控制辊缝。

42、按上述方案,计算厚度误差确定模块包括移位寄存器,移位寄存器用于将测量的入口厚度延时输出。

43、一种冷轧机支撑辊的偏心补偿系统,其特征在于,包括:

44、上文所述的冷轧机支撑辊的偏心补偿装置;

45、测量组件,用于获取入口厚度、出口厚度测量值。

46、本发明还提供一种冷轧机,设置有上文所述的冷轧机支撑辊的偏心补偿系统。

47、本发明的有益效果是:通过过滤计算厚度误差中支撑辊转动的一倍频率成分和二倍频率成分,保留了特定频率的支撑辊偏心主体信号,进而提高了后续重构信号的精度;利用了递推最小二乘法,实现了对支撑辊偏心主体信号较为精确的重建,提高了对支撑辊偏心补偿的控制精度,减小了对带钢出口厚度的不良影响,提高了整体厚度控制的精度。



技术特征:

1.一种冷轧机支撑辊的偏心补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的冷轧机支撑辊的偏心补偿方法,其特征在于,步骤s1包括:

3.根据权利要求1所述的冷轧机支撑辊的偏心补偿方法,其特征在于,步骤s2包括:

4.根据权利要求1所述的冷轧机支撑辊的偏心补偿方法,其特征在于,步骤s3包括:

5.根据权利要求1所述的冷轧机支撑辊的偏心补偿方法,其特征在于,步骤s4包括:

6.根据权利要求1所述的冷轧机支撑辊的偏心补偿方法,其特征在于,步骤s5包括:

7.一种冷轧机支撑辊的偏心补偿装置,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的,其特征在于,计算厚度误差确定模块包括移位寄存器,移位寄存器用于将测量的入口厚度延时输出。

9.一种冷轧机支撑辊的偏心补偿系统,其特征在于,包括:

10.一种冷轧机,其特征在于,设置有权利要求9所述的冷轧机支撑辊的偏心补偿系统。


技术总结
本发明公开了一种冷轧机支撑辊的偏心补偿方法、装置及系统,所述方法包括:通过测量获取入口厚度并延时输出,根据延时输出的入口厚度确定出口厚度计算值;通过测量获取出口厚度测量值,根据出口厚度测量值和出口厚度计算值,确定计算厚度误差;过滤计算厚度误差中的支撑辊转动一倍频率成分和支撑辊转动二倍频率成分,得到支撑辊偏心主体信号;基于支撑辊偏心主体信号,通过递推最小二乘法重构支撑辊偏心主体信号;将重构的支撑辊偏心主体信号进行相位偏移;根据相位偏移后的支撑辊偏心主体信号,确定辊缝补偿值;根据辊缝补偿值控制辊缝。该方法实现了对支撑辊偏心的精确补偿,提高了轧制产品品质。

技术研发人员:陈跃华,时文飞
受保护的技术使用者:中冶南方工程技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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