基于零相位滤波的轧辊偏心分析与仿真.pdf

《冶金自动,96))2009年Sl 基于零相位滤波的轧辊偏心分析与仿真 阎晓萍，刘彤 (中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083) 摘要：根据偏心补偿的要求，利用零相位数字滤波器实现对轧制力信号中偏心信号的提取，并将其反馈到控制 系统，达到偏心补偿的目的。仿真结果表明，得到了较好的补偿结果，对实际应用有一定的启发作用。 关■词：零相位；滤波器；轧辊偏心；补偿控制．车L制力Matlab O 引言 当前信号点前面和后面的信号点所包含的信息， 从广义上说，由于轧辊和轧辊轴承形状的不 来消除相位失真[．]。 规则而造成的轧辊偏心会导致轧件厚度周期变 实现零相位数字滤波器的方法可以采用FRR filter-reversefilter-rever$e 化。由于这些不规则变化而引起的周期性辊缝变 (forward output)或RRF filter-reversefilter-forward 化通常称为轧辊偏心…。随着各行业对板带材质 (reverse output)方法o 量要求的不断提高，轧辊偏心成了影响产品质量 FRR滤波方法是：先将输入序列按顺序滤波(for- ward 的不容忽视的因素。不论是传统AGC(Automaticfilter)，然后将所得结果逆转后(reversefilter) GaugeContr01)系统还是改进的AGC系统，虽然对反向通过滤波器，再将所得结果逆转后输出(re— 提高产品厚度精度都有各自的特点，但不能有效 verse output)，即得精确零相位失真的输出序列。 地抑制和补偿轧辊偏心问题对带钢厚度均匀性所 RRF滤波方法是：先将输入信号序列反转后通过 产生的不良影响。轧辊偏心的存在导致辊缝的周 滤波器(reverse filter)，然后将所得结果逆转后再 期变化，造成带钢厚度的波动，甚至对AGC系统 次通过滤波器(reversefilter)，这样所得结果(for- 产生不良影响。所以，对轧辊偏心的补偿控制方 ward J。 output)即为精确零相位失真的输出序列【5 法的研究与应用势在必行。偏心补偿一般是从轧 对FRR滤波的原理解释如下。FRR滤波的 制力、辊缝或者厚度等信号中估算出偏心量，再反 时域描述可表示为 相附加到液压APC控制内环中去。偏心补偿很重 Yl(n)=菇(凡)×h(，1) (1) 要的一个问题是偏心信号的相位确定J。而零相 Y：(n)=Y。(Ⅳ一l一儿) (2) 位滤波则可以避免滤波前后信号产生相移的情 Y3(n)=Y2(几)×^(，1) (3) 况。 ，，(n)=Y3(N—l一几)． (4) 1零相位滤波的原理及实现算法 式中，算(n)为输入序列；h(n)为所用数字滤波器 零相位滤波的基本思路是：先确定出滤波器 冲激响应序列；，，(n)为第2次滤波结果的逆转序 的初始条件，然后将原序列的首尾进行扩展，把