在线行动态包角补偿模型的冷带.doc

在线行动态包角补偿模型的冷带 摘要：在特定的条件下，包装的冷轧板形检测辊表面覆盖的动态角度时改变形状的轧辊在线检测，径向压缩改变太多，这严重影响了在线形状检测冷轧带钢精度。基于必威体育精装版的智能型仪表由燕山大学开发的，基于PSO-BP神经网络和实际工况数据，冷轧带钢在线动态包角建立补偿模型，并成功应用于1250 mm六辊冷轧机，取得了显著的效果。计算值与总张力测量值之间的误差在3%以内。 关键词：冷轧带材；形状检测；包角；补偿；板型仪：冷轧机 。 板形闭环控制是冷轧带钢的关键技术之一，是形状检测板形闭环控制的核心技术。在形状检测过程，受温度，湿度，磁场，振动，安装几何误差，工艺配置其他工作条件的影响，在线形状信号在大多数情况下没有反映真实的状态，所以它必须在需要合理的补偿。基于补偿板形信号，可以制定的合理的形状控制策略。通过板形控制模型的基本成分，可以计算形状的偏差变形模式和控制相应的调节量。使用的形状控制装置如倒卷，弯辊，辊横移，逐步冷却，板形闭环控制在线条偏差调整实现自动控制，和高层次的产品可以成功地轧带材。 在一定的条件下，形状的影响信号大于其他因素，因为包角大小的关系。所以建立冷轧带钢的在线形动态包角补偿模型是对提高板形检测精度十分必要以及板形闭环控制在特定的工作条件。 1 形状检测的基本原理。 检测辊是实时检测径向压缩N，以及沿横向的每个通道，如图1所示。各种径向压缩N，转换为张力T’，或者是残留应力△σ?a”，即冷带的在线状态可以得到的。 图1 横向检测元件卷图 如果宽度B，厚度H，和张力预测值T，那么单位应力表示为 残余应力△σ?表示为 利用弹性系数E和泊松比，残余应力转化为为延伸率，那么实际板形的辊缝S表示为 实际的形状后减去目标形状的，获得在线形状偏差。 通过计算机对板形控制，其实时状态可以显示。 如图2所示，当带紧伤口对检测辊表面，径向压缩在带钢张力成正比的检测辊。当假定的包角θ左右，实际张力检测辊T，，根据几何关系和力学条件下，径向力的关系如下 图2 对检测辊表面力图 从公式（5）当包角θ动态的变化，径向压缩N随着它的变化。张力的预测值T’，这是由换向径向压缩得到的N，应等于实际张力T(张力计测量值）在理论上。 但在一定条件下，在计算值T与实际之间的总张力值T有大的偏差。在缺乏的张力计或其他张力计量设备，检测辊不能满足在线形状的闭环控制的要求。 2 包角补偿的基本工作条件 在生产过程中，对固定卷取方式的包角，如图3所示，它的包装θ角是恒定的。当包角θ大于临界包角，那么这就不需要补偿。当包装θ角小于临界包角，这只需要指定一个固定的包角补偿系数。 （a）较低的绕线模式 （b）较高的绕线模式 图3 固定包角取过程图 如果导辊在检测前没有导辊在检测辊，为图4所示，包装θ角与线圈的直径的变化。为降低卷取方式如图4所示（a），θ大的包角，没有补偿，因为它是在临界包角θc。对于上卷绕模式如图4（b），包角θ有相对小的波动，并在低或高的临界包角θc，这样的补偿是非常必要的。 （a）较低的绕线模式 （b） 较低的绕线模式 图4 变包角取过程图 对于固定的包角模式如图3所示，关键是要确定一个固定的包角补偿系数。变包角取模式如图4所示，关键是确定临界包角θ，和动态包角补偿系数ξ，它可以提高检测精度和形状的形状控制。 3 包角补偿模型 图4中的几何关系（a）如图5所示。对于图5，包角和线圈的直径之间的关系式是 这样 图5 动态包角图 在建立动态包角补偿模型时，由于应力状态对检测辊内部传感器的复杂性，理论的推理是非常困难的。根据传统的理论公式，有严重的计算错误，因此无法满足在工业生产中在线控制要求。 以燕山大学为例，必威体育精装版的全镶块式卷，在实际的形状检测过程中，当包角θ大于临界包角θc ，完全弹性体，如图6（a）所示，与此同时，径向力N与包角θ没有任何关系。但当包角小于临界包角θ，如图6（b）所示，不完全弹性