[发明专利]基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统

权利要求书

1.基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于，包括相干激光雷达精准测速系统、垂直目标物体方向的光学采集系统、与目标物体方向水平的光学采集系统以及与目标物体呈45°角的光学采集系统，三个所述光学采集系统分别通过光纤连接有激光器，对三路光信号进行光电转换，同时获得三个方向的径向速度(V_x,V_z,V₄₅)，根据速度矢量合成公式获得轧件的速度V_y；所述相干激光雷达精准测速系统包括发射机、光学系统和接收机，所述发射机为连续激光器，所述发射机和光学系统连接，所述光学系统和接收机连接，所述接收机对收发同置光学系统发出的本振光和发射光进行接收处理后获得目标物体的实时速度。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于：所述连续激光器连接有分束器，所述分束器分别连接有AOM和光衰减器，所述AOM连接有环形器，所述环形器连接有望远镜天线，所述望远镜天线与运动物体作用点的位置相互对应，所述环形器将采集到的光与经过光衰减器的光通过光纤耦合器进行耦合，所述耦合器连接有平衡探测器，所述平衡探测器连接有前端放大数据采集模块，所述前端放大数据采集模块连接有数据处理模块。

3.根据权利要求1所述的基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于：所述接收机包括本振和回波信号混频模块、光电探测及滤波放大模块、模数转换及数据采集模块和信号处理模块，所述模块按照顺序单向依次连接。

4.根据权利要求1所述的基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于：所述目标物体在每轧段的入轧和出轧的速度差不大于0.01m/s。

5.根据权利要求1所述的基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于：所述测速系统与目标轧件的距离小于相干长度。

6.根据权利要求1所述的基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于：所述本振和回波信号混频模块中的信号光与本振光混频采用光纤合束器。

7.根据权利要求1所述的基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于：所述本振光由于激光器自身相对强度噪声引起自身噪声，本系统采用泵浦驱动电流内调制法进行抑制，利用探测器实时检测的光功率的变化反馈激光泵浦的电流，维持稳定的激光输出光功率。

8.根据权利要求1所述的基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于：该系统的运行步骤为：

步骤一，对轧机的参数进行设置，设置出轧转速V_g，第i台轧机的传动比i_i，辊径D_i，延伸率S_i，最高转速n_max；

步骤二，启动轧制、激光雷达测速系统，激光雷达获取轧件实时速度输入比较器获得速度差ΔV_i；

步骤四，将该速度差传递至轧制机PID调节器，对轧制机的转速进行调节获得速度微调后的行进轧件，并且通过激光精准测量此时轧件速度，同时使轧件出轨。

9.根据权利要求1所述的基于激光雷达精准测速的冶金高速连轧智能控制系统，其特征在于：PID调节系统中的转速调节信息与全数字直流调速装置相互连接。