第7期 张清东等：基于轧前凸度信息的冷连轧机板形平坦度前馈控制方法 ·921。 为对象，应用提出的板形预测控制模型和板形平坦 根同样带钢的板形预测精度 度前馈控制策略及模型，建立了一套完整的板形前 为了验证基于来料凸度的板形平坦度前馈控制 馈控制模型及软件系统.此板形前馈控制系统同时 方法的有效性，在VB60软件平台上建立了某 提供接力式和分配式两种板形前馈控制策略，可按 1550mm五机架六辊UCMW冷连轧机板带轧制过 现场的实际情况进行控制策略的选择.其具体的板 程动态仿真系统101.轧制过程动态仿真系统主 形平坦度前馈控制流程如图5所示.利用第1机架 要包括以下四个模块：预设定控制模型，轧制力一弯 入口板廓仪检测的板凸度信息实时地对进入板形前 辊力前馈控制模型，闭环反馈控制模型，板形前馈控 馈控制环节各机架进行板形前馈控制，并利用当前 制模型.它们利用不同的输入信息，以不同的数学 带材轧制中反馈控制环节正常工作状态下的相关实 模型和控制算法分别独立为各（或某一个）板形控制 测参数修正各机架板形平坦度预测模型，以提高下 机构确定设定值. 板形控制模型参数校正 平坦度预测模型 平坦度预测模型 平坦度预测模型 平坦度预测模型 平坦度预测模型 凸度预测模型 凸度预测模型 凸度预测模型 口凸度预测模型口凸度预测模型 轧制参数 轧制参数 轧制参数 轧制参数 轧制参数 板廓参数] 板形参数 (○ 板廓测量仪 板形仪 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 执行机构 闭环反馈 tt 模型 板形前馈 板形前馈 板形前馈 控制模型 控制模型 控制模型 ST1 ST2 ST3 ST4 ST5 图5某1550UCMW冷连轧板形平坦度前馈控制系统流程图 Fig 5 Flow chart of a 1550UCM W cold rolling flat ness feed-forw and control system 利用此仿真系统，比较研究板形平坦度前馈控 波动明显减弱，达到了提高成品带钢板形质量的目 制模型投入前后系统的板形控制实绩.仿真工况条 的 件如下：(1)支持辊直径1200mm;(2)中间辊直径 6结论 465mm;(3)工作辊直径410mm;(4)带钢宽度1200 mm;(5)来料带钢厚度2.6mm;(6)成品带钢厚度 (1)提出了一种基于来料凸度的板形平坦度前 05mm;(7)来料带钢平坦度0IU;(8)来料带钢凸 馈控制方法，制定了其控制系统及控制策略的一般 度40士40m. 性原则，并建立一套完整的控制模型. 板形平坦度前馈控制模型前后的控制效果如图 (2)提出了一种新的板形自动控制模型的建模 6所示.由图6可见，在使用前馈控制模型的情况 方法，即利用有限元模型的仿真数据结合现场实测 下，由于来料带钢板廓变化所造成的成品带钢板形 数据，采用系统辨识的方法建立冷连轧过程的板形 平坦度预测模型.仿真结果表明，该模型具有较好 30 20 的预测精度. ,投入前 10 投人后 (3)以某1550mm五机架六辊UCMW冷连轧 0 机为对象，建立了一套完整的板形平坦度前馈控制 目标值 7Tg77- 10 100 200 300 系统.通过离线仿真研究证明，在前馈控制模型投 400 带钢长度m 入的情况下，由来料带钢板凸度变化所造成的成品 图6板形平坦度前馈控制模型投入后的控制效果 带钢板形平坦度波动明显减弱，达到了进一步提高 Fig.6 Con trol effect of using a fatness feed forward control model 成品带钢板形质量的目的.为对象 ,应用提出的板形预测控制模型和板形平坦 度前馈控制策略及模型, 建立了一套完整的板形前 馈控制模型及软件系统.此板形前馈控制系统同时 提供接力式和分配式两种板形前馈控制策略, 可按 现场的实际情况进行控制策略的选择 .其具体的板 形平坦度前馈控制流程如图 5 所示.利用第 1 机架 入口板廓仪检测的板凸度信息实时地对进入板形前 馈控制环节各机架进行板形前馈控制, 并利用当前 带材轧制中反馈控制环节正常工作状态下的相关实 测参数修正各机架板形平坦度预测模型, 以提高下 一根同样带钢的板形预测精度. 为了验证基于来料凸度的板形平坦度前馈控制 方法的有效性 , 在 VB6.0 软件平台上建立了某 1 550 mm 五机架六辊 UCM W 冷连轧机板带轧制过 程动态仿真系统 [ 10-11] .轧制过程动态仿真系统主 要包括以下四个模块:预设定控制模型 ,轧制力-弯 辊力前馈控制模型 ,闭环反馈控制模型,板形前馈控 制模型.它们利用不同的输入信息 ,以不同的数学 模型和控制算法分别独立为各(或某一个)板形控制 机构确定设定值. 图 5 某 1550UCMW 冷连轧板形平坦度前馈控制系统流程图 Fig.5 Flow chart of a 1550UCM W cold rolling flatness feed-f orw ard control system 图 6 板形平坦度前馈控制模型投入后的控制效果 Fig.6 Con trol effect of using a flatness f eed-forward control model 利用此仿真系统, 比较研究板形平坦度前馈控 制模型投入前后系统的板形控制实绩 .仿真工况条 件如下 :(1)支持辊直径 1 200 mm ;(2)中间辊直径 465 mm ;(3)工作辊直径 410mm ;(4)带钢宽度 1200 mm ;(5)来料带钢厚度 2.6 mm ;(6)成品带钢厚度 0.5 mm ;(7)来料带钢平坦度 0 IU ;(8)来料带钢凸 度 40 ±40 μm . 板形平坦度前馈控制模型前后的控制效果如图 6 所示 .由图 6 可见 , 在使用前馈控制模型的情况 下,由于来料带钢板廓变化所造成的成品带钢板形 波动明显减弱 ,达到了提高成品带钢板形质量的目 的 . 6 结论 (1)提出了一种基于来料凸度的板形平坦度前 馈控制方法, 制定了其控制系统及控制策略的一般 性原则 ,并建立一套完整的控制模型 . (2)提出了一种新的板形自动控制模型的建模 方法 ,即利用有限元模型的仿真数据结合现场实测 数据 ,采用系统辨识的方法建立冷连轧过程的板形 平坦度预测模型 .仿真结果表明 ,该模型具有较好 的预测精度 . (3)以某 1 550 mm 五机架六辊 UCMW 冷连轧 机为对象 ,建立了一套完整的板形平坦度前馈控制 系统 .通过离线仿真研究证明 ,在前馈控制模型投 入的情况下, 由来料带钢板凸度变化所造成的成品 带钢板形平坦度波动明显减弱, 达到了进一步提高 成品带钢板形质量的目的. 第 7 期 张清东等:基于轧前凸度信息的冷连轧机板形平坦度前馈控制方法 · 921 ·