[发明专利]一种带伺服阀补偿的恒轧制力及辊缝综合控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带伺服阀补偿的恒轧制力及辊缝综合控制方法，属于冶金行自动化技术领域。

背景技术

目前，在冶金行业的热轧平整分卷带钢生产中，影响热轧生产线轧制力控制的主要原因是：在轧制力控制的过程中，液压系统的压力波动以及液压缸有杆腔和无杆腔的面积相差大等，会造成压下油缸的伸出缩回相应速度不一致及轧制力的波动，从而影响带钢的板型及厚度。带钢厚度越薄，影响越明显，产生有缺陷带钢的可能性就越大。

发明内容

本发明目的是提供一种带伺服阀补偿的恒轧制力及辊缝综合控制方法，用压下伺服阀的零漂补偿环节、蝶形补偿环节来补偿控制过程中的流量变化，信号叠加到控制系统输出，从而使得压下油缸响应速度快，获得平稳恒定的轧制力，解决背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

一种带伺服阀补偿的恒轧制力及辊缝综合控制方法，在轧制力小于最小轧制力时使用辊缝控制，在轧制力大于最小轧制力时采用轧制力控制；用压下伺服阀的零漂补偿环节、蝶形补偿环节来补偿控制过程中的流量变化，信号叠加到控制系统输出，保证轧制力和辊缝控制切换过程平滑稳定，从而改善压下油缸动作响应速度，获得平稳恒定的轧制力。

采用轧制力PI调节器来控制轧制力，采用位置PI调节器来控制辊缝，采用蝶形补偿环节、零漂补偿环节来控制压下伺服阀，轧制力PI调节器的信号输出作为位置PI调节器的输入信号，位置PI调节器的输出信号作为蝶形补偿环节的输入信号，蝶形补偿环节的输出信号与零漂补偿环节的输出信号相叠加后，作为压下伺服阀的输出信号，控制压下油缸动作。

压下伺服阀也称伺服阀，PI调节器是比例调节器。

本发明的积极效果是：能够提供平整机恒定轧制力，解决平整过程中由于外来干扰因素所带来的轧制力波动，保证带钢厚度均匀。用压下伺服阀的零漂补偿环节，蝶形补偿环节来补偿控制过程中的流量变化，信号叠加到控制系统输出，从而使得压下油缸响应速度快，获得平稳恒定的轧制力。

附图说明

图1是本发明系统框图；

图2是本发明实施例压下油缸活塞杆伸出和收回时对应的压力和流量曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

一种带伺服阀补偿的恒轧制力及辊缝综合控制方法，在轧制力小于最小轧制力时使用辊缝控制，在轧制力大于最小轧制力时采用轧制力控制；用压下伺服阀的零漂补偿环节、蝶形补偿环节来补偿控制过程中的流量变化，信号叠加到控制系统输出，保证轧制力和辊缝控制切换过程平滑稳定，从而改善压下油缸动作响应速度，获得平稳恒定的轧制力。

参照附图1，采用轧制力PI调节器来控制轧制力，采用位置PI调节器来控制辊缝，采用蝶形补偿环节、零漂补偿环节来控制压下伺服阀，轧制力PI调节器的信号输出作为位置PI调节器的输入信号，位置PI调节器的输出信号作为蝶形补偿环节的输入信号，蝶形补偿环节的输出信号与零漂补偿环节的输出信号相叠加后，作为压下伺服阀的输出信号，控制压下油缸动作。压下伺服阀也称伺服阀，PI调节器是比例调节器。

1、蝶形补偿环节：平整压下油缸是单杆活塞结构，无杆腔和有杆杆腔的压力作用面积相差较大，因此对于相同的压下伺服阀开度（其正反两个方向开度是相同的），活塞杆伸出和收回的速度相差也比较大，为达到压下调节时活塞杆伸出和收回的动态响应一致的要求，必须调节压下伺服阀输出增益，其算法如下：

  F_a ＝Pp*Sp – Pr*Sr

     令 ： A＝ Ps*Sp – Pt*St 

        B＝ Pt*Sp – Ps*Sr 

式中，Ps 为系统压力；

      P t为回油压力；

      Pp , Sp分别为无杆侧压强和压力作用面积；

      Pr , Sr 分别为有杆侧压强和压力作用面积；

      F_a ：压下液压缸活塞两侧压力实际差值；

      K₁为活塞杆伸出时的伺服阀开度增益；

      K₂为活塞杆收回时的伺服阀开度增益；

经过增益修正后，实施例中压下液压缸活塞杆伸出和收回时对应的压力和流量曲线，参照附图2所示。

2、漂移补偿环节：由于压下伺服阀在调节张力时常在零位区域附近工作，而压下伺服阀零点漂移又是由工作条件或环境变化引起的，很难完全消除，因此，压下伺服阀输出加漂移补偿就很有必要。压下伺服阀漂移补偿其实就是对压下伺服阀输出加一个时间常数很大的积分补偿，在压下伺服阀长期工作在零位附近某个范围内该积分器工作。实践证明该方法可有效补偿压下伺服阀零位漂移带来的稳态误差。