專利名稱：一種熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，用于解決軋制二級控制系統(tǒng)中 的軋制力設(shè)定問題。
背景技術(shù)：
在金屬加工行業(yè)中，目前很多廠家在鋁熱軋機生產(chǎn)中，在給定規(guī)程，給定各道次厚 度壓下量下，軋制力預(yù)報值要么沒有設(shè)定，要么通過人工經(jīng)驗給出或通過軋制力模型來設(shè) 定，這些值都不準(zhǔn)確，結(jié)果給一級的厚度控制帶來很大的困難和壓力，軋出的帶材達不到預(yù) 設(shè)的結(jié)果，產(chǎn)品的質(zhì)量得不到保證。實際上要達到預(yù)設(shè)的結(jié)果，在現(xiàn)代軋制中，需要幾方面的配合，即軋件模型方面如 變形抗力模型，溫度模型，寬展模型等，軋機方面，如彈跳方程，輥縫設(shè)定等，還有軋機控制、 響應(yīng)模型，當(dāng)所有方面都達到一定的精度，才能保證設(shè)定的軋制力對于相應(yīng)的軋制規(guī)程是 正確。而目前，現(xiàn)有的狀況是滿足不了這一要求的，所以面對如此復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計一種簡 單有效的軋制力的預(yù)報方法具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種在線調(diào)整軋制力預(yù)報方 法，該方法簡單穩(wěn)定，可有效的解決板帶軋制二級控制系統(tǒng)中的軋制力設(shè)定問題。本發(fā)明針對的是來料的厚度、寬度、長度、溫度、合金成分以及最后要求的出口厚 度，軋制的總道次數(shù)一樣的軋制規(guī)程。當(dāng)沒有軋制力設(shè)定或設(shè)定值不準(zhǔn)確，或者面對的是一 種新型材料，沒辦法計算其軋制力，通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)軋制力的預(yù)報值首先在經(jīng)驗 給定初始軋制力預(yù)報值下進行輥縫設(shè)定，軋制，根據(jù)帶材在軋制末道次的出口厚，計算實際 出口厚跟設(shè)定的目標(biāo)值間的偏差；然后，將這種偏差分配到所有道次上，通過所有道次上軋 制力的調(diào)整來減小出口厚的偏差；再根據(jù)在新的軋制力預(yù)報值下的軋制結(jié)果，通過有限次 數(shù)的調(diào)整，使得最后的出口厚度符合生產(chǎn)要求。本發(fā)明方法具體包含以下幾個步驟(1)計算末道次出口厚度的偏差。設(shè)向量PHAT = [Pi; P2，…，PN]是對當(dāng)前料每一道次的軋制力的預(yù)報值，它是一個 1XN的向量，其中Pi*該料第i道次的軋制力的預(yù)報值，N為總的道次數(shù)。在該預(yù)報值下進
行輥縫設(shè)定和軋制，測出該料最后道次的出口厚hACT，計算出口厚度的偏差<formula>formula see original document page 3</formula>
其中h為成品目標(biāo)厚度，Ah為末道次設(shè)定的壓下量。(2)計算各道次軋制力調(diào)整率，給出調(diào)整后的軋制力預(yù)報值。將厚度偏差按兩段分配到各個道次上，其中前N-3個道次分配50%，最后3個道次 分配50%，再轉(zhuǎn)化成對應(yīng)軋制力調(diào)整率，得到軋制力的新預(yù)報值。預(yù)報值重計算方法如下
<formula>formula see original document page 4</formula>
<formula>formula see original document page 4</formula>
Beta2 = 50% XetaX
Beta = [Betal，Beta2]則對下一塊料的每道次軋制力的修改量A P為向量PHAT和Beta對應(yīng)分量的乘積， 即AP = [PmT(1) XBeta(1), PmT(2) XBeta(2),…，PHAT(N) XBeta(N)]，對下一塊料 的軋制力的預(yù)報值為pNextmT，PZ = Phat +讓。(3)根據(jù)調(diào)整后的軋制力預(yù)報值的軋制結(jié)果，判斷后續(xù)調(diào)整方向和調(diào)整量。若在該修正下出現(xiàn)過調(diào)，即原來出口偏厚，現(xiàn)在出口偏薄了，etaNextXeta < 0，則 將令 \ = \ X80%。本發(fā)明的方法尤其適用于沒有適當(dāng)模型計算軋制力或不知其成份的帶材的軋制， 根據(jù)帶料的軋制過程的歷史數(shù)據(jù)，求解軋制力的預(yù)報值，簡單、穩(wěn)定、實用，可有效的解決板 帶軋制二級控制系統(tǒng)中的軋制力設(shè)定問題。將產(chǎn)品的厚差消除分兩段進行，一段在前N-3 個道次上，另一段在后三個道次上，而分配曲線也分段進行設(shè)計，設(shè)計原理滿足軋機負(fù)荷和 軋件成品厚度要求，工作效率較高。


圖1為軋制力預(yù)報方法示意圖；圖2為各道次厚差分配率曲線示意圖；圖3為軋制力預(yù)報值計算流程圖。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明的軋制力預(yù)報方法示意圖。首先在初始軋制力預(yù)報值下進行輥縫設(shè) 定，軋制，根據(jù)帶材在軋制末道次的出口厚，計算當(dāng)前料的實際出口厚跟設(shè)定的目標(biāo)值間的 偏差；將這種偏差按比例分配到各個道次上，計算每道次上軋制力的調(diào)整量，得出新的軋制 力預(yù)報值；再根據(jù)新軋制力預(yù)報值下的軋制結(jié)果，進一步確定軋制力的調(diào)整量，如此循環(huán)使 得通過有限次的調(diào)整，最后的出口厚度符合生產(chǎn)要求。圖2是各道次厚差分配率曲線示意圖。圖中是一個道次數(shù)為20的軋制規(guī)程各個 道次上的厚差分配率。將厚度偏差按兩段分配到各個道次上，其中前N-3個道次分配50%，最后3個道次
分配50%。對于第一段的分配方法是每道次的分配比例依次為f—妒，其
a a aa
中a = I；3/2，i為道次數(shù)，N為總道次數(shù)。對于最后三個道次，依次定為0.5，0.3，0.2。這樣
i = \
厚度偏差消除的任務(wù)主要落在以第N-3個道次為中心的前后兩三個道次上。而頭三個道次 和最后一個道次所給的分配比例很小，這樣在保證厚度要求得到滿足的同時，盡量保證帶材板型質(zhì)量。
SP根據(jù)帶材的塑性系數(shù)定義0 =;，有SP = Q* Sh，其中SP為軋制力增量，Sh
oh
為帶材軋出的厚度增量，Q為軋件的塑性剛度，也稱塑性系數(shù)?？梢钥闯?，壓下量的變化量 與相應(yīng)軋制力的變化量成正比，因此在分配好厚度偏差后，對應(yīng)的軋制力的調(diào)整率可近似
的設(shè)定為Beta= [Betal，Beta2]，其中徹tol = 50%xetox ;ix[L, j_，L,..., (“一3)]為第
a a aa
一段各個道次軋制力的調(diào)整率，\的初始值為1 ；Beta2 = 50% XetaX
第 二段各道次軋制力的調(diào)整率。對下一塊料的每道次軋制力的修改量A P為向量PHAT和Beta對應(yīng)分量的乘積，即 AP = [PmT(l) XBeta(l),PmT(2) X Beta (2), ...，PHAT(N) X Beta (N)]，對下一塊料的軋制力 的預(yù)報值為PNratmT P二 = PHAT + AP c圖3是本發(fā)明中的軋制力預(yù)報值計算過程示意圖。圖中公式上下標(biāo)號k均表示料
s%,Beta\ = 50%xetak xXx^—, —, — }N]，Beta2 = 50% XetakX
,
a a aa
AP = Beta ■ PkHAT = [PkHAT(1) x Beta(\),PkHAT(2) x Beta(2),-- ■，PkHAT(N) x Beta(N)]，根據(jù)第 k 塊料
的軋制數(shù)據(jù)給出下一塊料即第k+1塊料的軋制力預(yù)報值/^f 二 /f47' + AP，在該值下進行擺 輥縫，由當(dāng)前這一塊料的軋制結(jié)果，判斷后續(xù)軋制力調(diào)整方向和調(diào)整量若在該調(diào)整后的軋制力下的軋制結(jié)果出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象，即etak+1Xetak < 0，原來出 口偏厚，現(xiàn)在出口偏薄了，或者原來出口偏薄，現(xiàn)在出口厚度偏厚了，則令入=A X80%, 降低第一段各道次上軋制力的調(diào)整力度。實際上，按上述方法進行軋制力預(yù)報值調(diào)整，一般 不會出現(xiàn)過調(diào)，如果出現(xiàn)過調(diào)，就修改一次、值。這樣始終保證每次調(diào)整后，能將厚度偏差至少修正50%以上(保守的估計)，這樣 通過若干幾次就能將厚度偏差修正在容許公差之內(nèi)，其中c為一個很小的整數(shù)，由產(chǎn) 品要求確定的。當(dāng)厚度偏差在容許公差內(nèi)，可以暫時停止軋制力預(yù)報值的修正，沿用上一塊 料的軋制力預(yù)報值。
權(quán)利要求
一種熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，其特征在于包含以下步驟首先在經(jīng)驗給定初始軋制力預(yù)報值下進行軋制，根據(jù)帶材在軋制末道次的出口厚，計算實際出口厚跟設(shè)定的目標(biāo)值間的厚度偏差；然后先把所有道次分兩段來設(shè)定厚度偏差分配率，再將所述的厚度偏差分配到所有道次上，計算各道次軋制力調(diào)整率，給出調(diào)整后的軋制力預(yù)報值；再根據(jù)在調(diào)整后的軋制力預(yù)報值下的軋制結(jié)果，判斷后續(xù)調(diào)整方向和調(diào)整量；通過有限次數(shù)的調(diào)整，使得最后的出口厚度符合生產(chǎn)要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，其特征在于根據(jù)上一塊 帶材軋制的末道次的出口厚度偏差量來設(shè)定下一塊來料的軋制力的預(yù)報值，出口厚度的偏 差為=其中h為成品目標(biāo)厚度，Ah為末道次設(shè)定的壓下量，hACT為上一塊帶材 的實際末道次的出口厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，其特征在于厚度偏差分 配方式分為兩段式第一段為前N-3個道次，第二段為末3個道次，每段分配50 %的厚度偏 差量，且為了保證咬入條件和保持板型，第一段頭部和第二段尾部分配率較小，其中N為總 道次數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，其特征在于所述的第一段即前N-3個道次各道次的厚度偏差分配率依次為，…，^^其中<formula>formula see original document page 2</formula>
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，其特征在于所述的第二 段即末3個道次的各道次的厚度偏差分配率為0. 5,0. 3，0. 2。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5任一條所述的熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，其 特征在于所述的各道次的軋制力的調(diào)整率為Beta = [Betal, Beta2]，其中<formula>formula see original document page 2</formula>為第一段各個道次軋制力的調(diào)整率，A的初<formula>formula see original document page 2</formula>始值為1 ；Beta2 = 50% XetaX
為第二段各道次軋制力的調(diào)整率；設(shè)PmT = [P” P2，…，PJ是對上一塊料各道次軋制力的預(yù)報值，軋制力的調(diào)整量為向 量PHAT和Beta對應(yīng)分量的乘積<formula>formula see original document page 2</formula>對下一塊料各道次軋制力的預(yù)報值為A:7’，= PHAT + Ai5。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，其特征在于根據(jù)調(diào)整后 的軋制力預(yù)報值的軋制結(jié)果，判斷后續(xù)調(diào)整方向和調(diào)整量；若在該調(diào)整后的軋制力預(yù)報值 下出現(xiàn)過調(diào)，即etaNextXeta<0，出口厚由偏薄轉(zhuǎn)成偏厚，或出口厚由偏厚轉(zhuǎn)成偏薄，則令入=入X80%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法，其特征在于所述的\是 一個在調(diào)整過程中可變值，由它修正過調(diào)情況，保證后續(xù)調(diào)整不出現(xiàn)過調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱軋機二級控制軋制力預(yù)報方法。該方法適用于各種對象來料及各種規(guī)程的軋制，利用軋制過程的歷史數(shù)據(jù)，預(yù)報后續(xù)來料每一道次的軋制力。對于同種材料同種規(guī)程的軋制，該預(yù)報方法基于前面帶材的軋制結(jié)果即帶材末道次實際的出口厚度與設(shè)定的目標(biāo)出口厚度的偏差值進行設(shè)計的。它將厚差按某一組權(quán)系數(shù)依次分配到各個道次上，然后確定每道次上軋制力的調(diào)整量，通過調(diào)整所有道次的軋制力預(yù)報值來消除偏差，經(jīng)過有限次調(diào)整后，給出合理的軋制力預(yù)報值。本發(fā)明的方法簡單有效地解決了在現(xiàn)有軋制條件和水平下的二級控制系統(tǒng)中的軋制力設(shè)定問題。
文檔編號B21B37/58GK101797588SQ20101013716
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者周申, 崔光現(xiàn), 張宏, 徐剛, 李獻國, 王震宇, 賈建昇, 黃秀琴 申請人:中色科技股份有限公司