[发明专利]一种基于离散辅助闭环的轧辊偏心补偿方法

摘要

本发明公开一种基于离散辅助闭环的轧辊偏心补偿方法。该方法根据计算或检测得到的相位从离散存取矩阵中读取对应的偏心补偿量对位置设定值进行轧辊偏心补偿；并根据控制期望值、实际输出值及原偏心补偿量对厚度的补偿影响量计算出补偿偏差，经辅助闭环控制器计算出修正偏心补偿量，代替离散存取矩阵中对应相位处的原偏心补偿量，实现对偏心补偿量的滚动优化，从而改善补偿效果，进而提高补偿精度。本发明采集信号均为现代轧机须用检测设备，未增加专用设备，根据厚差自动计算轧辊偏心量及补偿量。相较于常规开环偏心补偿方法，幅值闭环的引入使补偿值根据补偿效果自修正，从而提高了补偿精度。

主权项

1.一种基于离散辅助闭环的轧辊偏心补偿方法，其特征是：所述方法具体步骤如下：步骤A：离散周期信号将轧辊旋转引起的偏心波动信号均分为N部分，每个部分各自独立，以便在后续过程通过控制器分别进行辅助闭环调整；离散划分的段数与控制精度要求及信号采样时间相关，当N较小、划分段较稀疏时，离散后的信号误差较大，能实现的控制精度较低；当N较大、划分段较密时，离散后的信号误差较小，但需要较高的采样频率；根据Shannon采样定理，时才可以不失真的重构原始信号，故有：式中：f_e——轧辊偏心频率；确定N后，以离散后各段偏心量的均值作为此部分对应偏心量，原始的正弦周期信号离散成为一个的矩阵，分别代表离散后每部分对应的相位及幅值；对轧辊偏心信号进行离散化时，可通过N与轧辊周长确定每部分长度，由轧辊表面线速度积分计算出当前轧辊对应相位，进而计算出对应相位轧制时偏心量；步骤B：设置死区DZ在进行信号离散时会产生误差，且轧制过程中信号难免受噪声干扰；为了避免频繁修正，可在控制精度要求范围内，设置死区DZ，当由板厚差及偏心补偿量影响厚度比较产生的偏心误差小于死区时，控制器不进行调整，即保持原补偿量不变，即：步骤C：构建离散存取矩阵DAM经离散后的周期信号可以用一个N×2的矩阵来表示，矩阵中每行代表离散后信号的一部分，各部分间相互独立，分别表示着离散后信号的相位与幅值；为实现各部分分别进行闭环修正，创建一个维离散存取矩阵DAM，为各自的闭环控制提供存取空间，其中由选取的闭环控制器决定；如使用增量式PI进行计算调节时，需要使用到当前计算误差和上时刻计算误差，故构建一个维矩阵，分别存储对应离散后信号的相位、幅值、偏心补偿量、当前厚差及上时刻此部分对应厚差，即：；步骤D：实现离散辅助闭环控制由于测厚仪与轧制区之间存在时滞，故在辅助闭环控制中，同时包含两个相位量：轧制区相位与检测区相位。其中，轧制区相位指当前时刻轧制区域对应轧辊相位，可通过检测或由轧辊表面线速度、轧辊周长及离散分段数计算得出；检测区相位指测厚仪测量厚度位置对应轧制时刻轧辊相位，由轧制区相位根据时滞延时计算得出。离散辅助闭环控制实现过程包括： 步骤D1：补偿量输出根据当前轧制区相位，从离散存取矩阵中读取此相位对应偏心补偿量作为输出量，输出到位置内环输入中，对位置设定值进行补偿修正，从而调节伺服阀阀芯开口，调节伺服缸压下位移变化量，以进行在线轧辊偏心补偿；步骤D2：补偿量修正子步骤D2-1：由轧制区相位及时滞，计算出当前检测位置对应轧制时刻轧辊相位，即检测区相位；子步骤D2-2：使用检测区相位从离散存取矩阵中读取出其对应的原偏心补偿量并计算其对厚度的补偿影响量；子步骤D2-3：由实际输出值即测厚仪检测厚度与控制期望值即设定板厚计算出当前的厚差；子步骤D2-4：将厚差与补偿影响量比较，得到补偿偏差，作为闭环调节依据；子步骤D2-5：根据补偿偏差，经死区后，由辅助闭环控制器计算出修正偏心补偿量，代替离散存取矩阵中原偏心补偿量，实现对补偿量的优化；步骤D1和步骤D2同时进行，通过调节量修正部分对偏心补偿量进行修正，从而实现对补偿输出量的滚动优化。