[发明专利]根据板形辊所测径向力确定带钢宽度与带钢跑偏量的方法

摘要

本发明涉及根据板形辊所测径向力确定带钢宽度与带钢跑偏量的方法，板形测量辊采用固定宽度分段方式和边部分段加密方式测量，将板形测量辊的测量段从机架的操作侧向传动侧依次编号，判断测量段是否为覆盖起始测量段，然后进行二次多项式曲线拟合，求出测量段的宽度覆盖率，进而得出在操作侧的带钢边缘与操作侧第一个测量段外边沿的距离、传动侧带钢边缘与操作侧第一个测量段外边沿的距离；进而求得带钢的实际宽度以及带钢跑偏量。优点是：避免因为带钢宽度不准而导致的板形误调，提高板形控制系统的鲁棒性并拓展板形控制系统的适用范围。

主权项

1.根据板形测量辊所测径向力确定带钢宽度与带钢跑偏量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)板形测量辊采用分段式测量，分段方式为两种：一种为固定宽度分段方式；另一种为边部分段加密方式，在板形测量辊的边部将测量段加密，边部窄测量段宽度为中间段宽测量段宽度的一半；将板形测量辊的测量段从机架的操作侧向传动侧依次编号为(1,2,3,…,N)：当采用固定宽度分段方式时：将编号与测量段一一对应，N为测量段段数；当采用边部分段加密方式时，将宽测量段分配两个编号，窄测量段分配一个编号，如此编号后每个编号都对应相同的测量段宽度，N为宽测量段段数乘2加上窄测量段段数；在每一卷带钢获得第一份有效板形测量辊所测径向力实测数据时，假定带钢宽度覆盖所有测量段，将所有测量段径向力实测数据与每个测量段的段号对应；径向力实测数据与编号对应结束后，编号为(1,2,3,…,N)，对应的径向力实测数据为(rf1,rf2,rf3,…,rfN)；从操作侧开始向带钢中心依次判断每个测量段的径向力实测数据是否大于预设的最小阈值，该最小阈值为现场调试后根据板形测量辊硬件具体确定，取值范围：0～20N；当出现第一个大于预设最小阈值的测量值，则该测量段是操作侧覆盖起始测量段，段号记录为n，该测量段径向力实测数据为rfn；同理从传动侧向带钢中心判断获得传动侧覆盖起始测量段，段号记录为m，该测量段径向力实测数据为rfm；2)取测量段面向带钢中心内侧相邻的j个实际测量段对应的编号和径向力实测数据为原始数据进行二次多项式曲线拟合，拟合过程中所使用的原始数据根据板形测量辊分段及其带钢覆盖情况的不同，有以下3种情况：①板形测量辊为固定宽度分段方式板形测量辊，段号为n的测量段及其内侧j个实际测量段同为宽测量段或同为窄测量段；或板形测量辊为边部分段加密方式板形测量辊，且段号为n的测量段为窄测量段，其内侧j个实际测量段也都为窄测量段；此时，起始测量段n和内侧j个实际测量段都是相同的宽度，其内侧j个实际测量段有j个编号，分别为(n+1,n+2,…,n+j)，用来进行拟合的径向力实测数据为j个实际测量段对应的径向力实测数据(rfn+1,rfn+2,…,rfn+j)；②板形测量辊为边部分段加密方式板形测量辊，且段号为n的测量段为窄测量段，其内侧j个实际测量段中不全是窄测量段，其中有k个宽测量段，则这j个实际测量段分配有j+k个编号，分别为(n+1,n+2,…,n+j,n+j+1,…,n+j+k)，用来进行拟合的径向力实测数据为这j个实际测量段对应的j+k个径向力实测数据(rfn+1,rfn+2,…,rfn+j,rfn+j+1,…,rfn+j+k)；③板形测量辊为边部分段加密方式板形测量辊，且段号为n的测量段为宽测量段，其内侧j个实际测量段也全是宽测量段，则这j个实际测量段对应着j*2个编号，分别为(n+2,n+3,…,n+j*2)，用来进行拟合的径向力数据为这j个实际测量段所测实际径向力(rfn+2,rfn+3,…,rfn+j*2)；3)拟合时，测量段编号为X轴，对应的径向力实测数据为Y轴，使用二次多项式函数采用最小二乘法求得对应的二次多项式系数(a,b,c)，拟合出的二次多项式曲线函数：RFx＝ax2+bx+c   (1)式(1)中，x为起始测量段及其内侧j个实际测量段对应的编号，RFx为编号对应的测量段的径向力拟合值；利用式(1)求得段号为n的测量段拟合值RFn，该拟合值RFn与该测量段完整覆盖时测得的径向力实测数据近似；该测量段的宽度覆盖率：γn＝f(rfn,RFn)   (2)式(2)中，函数f(rfn,RFn)的具体形式与传感器相关，传感器工作在线性区，传感器不被完全覆盖时，通过rfn、RFn求得面积覆盖百分比，再转换成测量段宽度覆盖率；同理，求得传动侧第一个被覆盖的测量段m的宽度覆盖率γm；4)获得操作侧第一个被覆盖的测量段n的宽度覆盖率γn与传动侧第一个被覆盖的测量段m的宽度覆盖率γm，按以下5种情况来分别求在操作侧的带钢边缘与操作侧第一个测量段外边沿的距离wn、传动侧带钢边缘与操作侧第一个测量段外边沿的距离wm：①板形测量辊为固定宽度分段方式板形测量辊：wn＝(n‑γn)×Widthwidewm＝(m‑1+γm)×Widthwide   (3)②板形测量辊为边部分段加密方式板形测量辊，且段号为n、m的测量段均为窄测量段：wn＝(n‑γn)×Widthnarrowwm＝(m‑1+γm)×Widthnarrow   (4)③板形测量辊为边部分段加密方式板形测量辊，且段号为n的测量段为宽测量段，段号为m的测量段为窄测量段：wn＝(n+1)×Widthnarrow‑γn×Widthwidewm＝(m‑1+γm)×Widthnarrow   (5)④板形测量辊为边部分段加密方式板形测量辊，且段号为n的测量段为窄测量段，段号为m的测量段为宽测量段：wn＝(n‑γn)×Widthnarrowwm＝(m‑2)×Widthnarrow+γm×Widthwide   (6)⑤板形测量辊为边部分段加密方式板形测量辊，且段号为n、m的测量段均为宽测量段：wn＝(n+1)×Widthnarrow‑γn×Widthwidewm＝(m‑2)×Widthnarrow+γm×Widthwide   (7)公式(3)～(7)中：Widthwide为宽测量区的宽度，Widthnarrow为窄测量区的宽度；5)求带钢的实际宽度Wstrip以及带钢跑偏量Devstrip：板形测量辊为固定宽度分段方式板形测量辊：Wstrip＝wm‑wn；Devstrip＝N×Widthwide/2‑(wm+wn)/2；板形测量辊为边部分段加密方式板形测量辊：Wstrip＝wm‑wn；Devstrip＝N×Widthnarrow/2‑(wm+wn)/2。