【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術總體上涉及在冷輥壓軋機系統(tǒng)中減小板材料的厚度，并且更具體地涉及這樣的技術，該技術用于通過輥偏心率的動態(tài)識別以及補償來增強冷輥壓軋機的性能。
技術介紹
1、在冷輥壓時，金屬材料板的規(guī)格或厚度是通過使金屬帶材在壓力下在輥壓圓筒表面之間通過而減小的。通常，輥壓軋機生產(chǎn)較薄且恒定規(guī)格的片材卷。
2、單底座冷輥壓軋機將材料從退繞卷筒饋送到重繞卷筒。金屬帶材在受支承輥作用的工作輥之間通過。將力施加到支承輥中的至少一個。
3、由于各種原因，工作輥、支承輥、退繞卷筒和重繞卷筒的橫截面在圓周上可不是規(guī)整的圓形。由于輥身和輥頸之間的軸向偏差，出現(xiàn)不精確的擠壓。可出現(xiàn)不均勻的熱膨脹。可以通過定位鍵進行軸承輥緣的非對稱調(diào)整。熱引起的磨損和機械引起的磨損可以隨著未對準或老化而出現(xiàn)。
4、可導致結構上的不一致性，諸如輥偏心率。每個偏心率可以包括作為輥的旋轉頻率的基礎頻率，以及若干諧波頻率。偏心率頻率隨輥速度而改變。偏心率導致表現(xiàn)為厚度和張力誤差的周期性擾動信號。
5、大多數(shù)冷輥壓軋機包括用于接合工作輥的外表面的兩個支承輥，因此兩個支承輥的偏心率導致出口帶材規(guī)格厚度的變化。該變化可以是同相的或異相的。篩選出單個偏心率可為困難的，因為一對工作軋機可具有類似的不連續(xù)性和頻率。
6、在冷輥壓軋機中，支承輥的偏心率導致正在輥壓的帶材的規(guī)格變化。這歸因于在加工工作帶材期間工作輥之間的開口的改變。此問題在來自冷輥壓軋機的帶材厚度的規(guī)范變得日益嚴格時變得更加顯著。
7、隨著時間的推移，偏心率
8、由于支承輥的偏心率和其他表面變化所引起的變量，冷輥壓軋機可以在用于控制冷輥壓軋機的常規(guī)系統(tǒng)中采用位置控制或自動規(guī)格控制。這些系統(tǒng)可以補償由支承輥的旋轉變化引起的所呈遞規(guī)格的波動。
9、被動補償包括避免軋機彈跳補償回路(或測量器回路)中輥偏心率的增進效應。
10、主動補償包括使用用于位置控制的補充信號來計算由hgc輸出抵消的輥偏心率。
11、偏心率信號可以通過使用學習算法的間接測量來識別。
12、偏心率信息可以通過輥作用力來識別并可以用于快速補償。
13、偏心率信息可以通過出口厚度測量來估計。
14、然而，在較高的速度下，借助質量流動和帶材張力的閉環(huán)控制來補償輥偏心率可以變得困難，在時間延遲的情況下尤其如此。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術是基于控制系統(tǒng)的開發(fā)，該控制系統(tǒng)用于冷或熱輥壓軋機以便改善金屬板厚度均勻性以滿足或超越規(guī)范。金屬板厚度與標準要求的偏差可顯著減小。
2、傳感器和測量器可以定位成通過測量以下項來獲得冷或熱輥壓軋機的動態(tài)反饋：(i)軋機輥的特性，諸如輥偏心率，(ii)軋機操作期間的工作輥打滑，(iii)來自輥速度或輥作用力表現(xiàn)形式的軋機干擾，以及(iv)可以稱為過程噪聲的未知干擾，其可以被表示為高斯白噪聲。
3、支承輥的輥偏心率是不易測量的重要因子。例如，冷輥壓軋機可以配備有各種編碼器或接近傳感器，該編碼器或接近傳感器被配置為測量支承輥中的每個支承輥的角速率或位置。由各種傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的頻率應至少對應于控制器軟件的執(zhí)行頻率。這應確保本專利技術控制系統(tǒng)的一些功能精度。另外，輥每旋轉一圈的軟件執(zhí)行頻率越高，偏心率補償變得越有效。
4、控制器連續(xù)地分析來自各種傳感器的數(shù)據(jù)以估計冷輥壓軋機的狀態(tài)，并且視情況，通過輥間隙控制啟動校正或補償措施。在冷輥壓軋機操作期間由傳感器或觀察器收集反饋數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以延遲到達控制器軟件。這可以被稱為通信延遲。此延遲由軟件通過使用諸如卡爾曼濾波器之類的濾波器來解決。因為控制器軟件的目的之一是識別本質上非線性的偏心率，所以優(yōu)選地使用擴展卡爾曼濾波器(ekf)。
5、在優(yōu)選實施方案中，控制系統(tǒng)的特征在于根據(jù)基于傳感器的數(shù)據(jù)來動態(tài)識別輥偏心率以及根據(jù)使用動態(tài)部分狀態(tài)反饋的狀態(tài)估計來使用擴展卡爾曼濾波器(ekf)進行補償。這被認為是不完全的，因為未知的軋機缺陷或狀態(tài)可被修改為白噪聲或過程噪聲。不存在與軋機缺陷的狀態(tài)或狀況有關的直接反饋。該軋機缺陷是可以通過控制器軟件的下一個執(zhí)行框架來識別和估計的，以用于下一個操作狀態(tài)。對于所希望的板厚度，偏心率識別涉及，粗略測量關于輥間隙的設定點的所實現(xiàn)厚度的有效差異。這可以稱為“厚度不精確性的初始估計”。對于輥作用力，借助設定點/通過控制液壓螺桿所施加輥作用力來補充反饋，這可以被稱為“有效輥作用力信號”，其被假設為間接反映軋機的偏心率、輥打滑和其他缺陷。此有效輥作用力信號與上述“厚度不精確性的初始估計”對準，以在支承輥的圓周上產(chǎn)生偏心率信號的初始估計。這通過軋機狀態(tài)的基于ekf的狀態(tài)估計來優(yōu)化以產(chǎn)生偏心率補償信號。在軋機操作期間在支承輥的圓周上偏心率信號的此類動態(tài)產(chǎn)生適用于隨時間推移的軋機實際偏心率改變。在冷輥壓軋機中在當前產(chǎn)品中觀察到的厚度偏差在0.5％至1.5％的范圍內(nèi)。
6、通過實施本專利技術的實施方案，冷輥壓軋機可以實現(xiàn)至少2％至5％的改善。可以使用本專利技術改進現(xiàn)有冷輥壓軋機的控制系統(tǒng)。除了響應于確定的軋機狀態(tài)計算補償，傳感器還可產(chǎn)生可在特定標稱范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的可調(diào)節(jié)過程參數(shù)。基于軋機操作者的判斷，就調(diào)整補償水平以實現(xiàn)期望金屬板結果而言，該參數(shù)可以放大或縮小。所識別的偏心率信號還可以由操作者縮放不同幅度以進行有效的補償，這受到輥的頻率/軋機速度的影響。
7、可以根據(jù)輥壓金屬板軋機的操作來測試本專利技術的控制器。可以諸如在離線方式下模擬軋機操作，以測試工作方式，并且然后在相關特定軋機中部署本專利技術。可以通過操作者對軋機狀態(tài)的判斷而視情況調(diào)整擴展卡爾曼濾波器參數(shù)。擴展卡爾曼濾波器參數(shù)可以由軋機操作者根據(jù)在調(diào)試軋機期間提供的指導來調(diào)節(jié)。操作者可以調(diào)節(jié)濾波器值，但是通常不應超過指導中的限制。這些限制留待由軋機的調(diào)試工程師基于軋機的狀態(tài)或狀況來設計或以其他方式指定。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術保護點】
1.一種控制器，所述控制器用于控制離開輥底座的在軋機中金屬板的厚度，所述輥底座包括分別定位在第一支承輥和第二支承輥之間的第一工作輥和第二工作輥，所述控制器包括處理器和代碼，所述代碼存儲在能夠由所述處理器讀取的介質上以控制所述金屬板的所述厚度，所述控制器包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的控制器，其中，所述控制器輸入還包括所述第一工作輥和所述第二工作輥之間的輥打滑。
3.根據(jù)權利要求1所述的控制器，其中，所述濾波器包括擴展卡爾曼濾波器。
4.根據(jù)權利要求1所述的控制器，其中，所述模型包括輸入輥作用力、平均輥間隙以及所述第一支承輥和所述第二支承輥的角速率。
5.根據(jù)權利要求1所述的控制器，所述控制器聯(lián)接到接近傳感器，所述接近傳感器被配置為測量所述第一支承輥和所述第二支承輥的旋轉位置。
6.一種對控制器進行編程的方法，所述控制器用于控制由輥底座生產(chǎn)的金屬板的厚度，所述方法包括：
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述濾波器是擴展卡爾曼濾波器。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括獲得用于所述第一工作輥和所
9.一種控制器，所述控制器用于控制離開具有第一工作輥和第二工作輥的輥底座的金屬板的厚度，所述控制器包括：
10.根據(jù)權利要求9所述的控制器，還包括計算所述第一工作輥和第二工作輥之間的輥打滑的裝置。
...【技術特征摘要】
1.一種控制器，所述控制器用于控制離開輥底座的在軋機中金屬板的厚度，所述輥底座包括分別定位在第一支承輥和第二支承輥之間的第一工作輥和第二工作輥，所述控制器包括處理器和代碼，所述代碼存儲在能夠由所述處理器讀取的介質上以控制所述金屬板的所述厚度，所述控制器包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的控制器，其中，所述控制器輸入還包括所述第一工作輥和所述第二工作輥之間的輥打滑。
3.根據(jù)權利要求1所述的控制器，其中，所述濾波器包括擴展卡爾曼濾波器。
4.根據(jù)權利要求1所述的控制器，其中，所述模型包括輸入輥作用力、平均輥間隙以及所述第一支承輥和所述第二支承輥的角速率。
5.根據(jù)權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：A·梅農(nóng)，D·巴特，S·K·古普塔，
申請(專利權)人：霍尼韋爾國際公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。