D0I:10.13374/i.issnl00113.2009.12.014 第31卷第12期 北京科技大学学报 Vol.31 No.12 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2009 基于循环统计量的轧机偏心线性预测及补偿控制 牛满科1)杨卫东) 张丽娟) 1)北京科技大学信息工程学院，北京1000832)军械技术研究所校准中心，石家庄050000 3)卢沟桥文化旅游区办事处，北京100072 摘要提出了一种轧机偏心特性曲线概念·基于偏心测试信号的循环统计量建立线性预测模型，在线确定轧机偏心补偿量 数据，实现轧机偏心的实时直接数据补偿控制·该方法能够准确反映并跟踪轧机偏心扰动的实际变化，满足对轧机偏心信号 进行在线实时补偿控制的要求。 关键词轧辊偏心；特性曲线：特征向量：循环统计量；线性预测模型：补偿控制 分类号TG333.17:TP273+.2 Linear prediction and compensation control of roll eccentricity based on cyclic statistics NIU Man-ke),YANG Wei-dong).ZHA NG Lijuan) 1)School of Information Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Center of Calibration.Institute of Ordnance Technology,Shijiazhuang 050000.China 3)The Cultural and Tour District Office of Lugou Bridge.Beijing 100072.China ABSTRACI The concept of the characteristic curves of roll eccentricity was proposed.Based on cyclic statistics of the tested signal. a linear prediction model was established to on-line determine the compensation data of roll eccentricity for realizing the real-time com- pensation control of roll eccentricity.Simulation results show that the method can accurately trace roll-eccentricityinduced distur- bances and meet the needs for real-time compensation for the control of roll eccentricity. KEY WORDS roll eccentricity:characteristic curve:characteristic vector;cyclic statistics:linear prediction model:compensation control 现代轧钢生产中提高板厚精度的技术主要是厚 不仅对轧件厚度均匀产生直接的不良影响，而且会 度自动控制(automatic gauge control,ACC),AGC 使常规调节器的调节质量恶化，对带材厚度均匀性 的控制精度是决定产品质量的主要因素，AGC模 产生间接的不良影响].随着对带材质量要求的不 型的基本原理是借助于测量轧制力和辊缝，通过模 断提高，由轧机偏心所带来的不良影响越来越不容 型计算来调整辊缝，保持出口厚度不变，普遍存在 忽视，为了解决这一难题，必须深入研究轧机偏心 的轧机偏心缺陷是由于轧辊本身的椭圆度以及辊身 扰动信号的特点，有针对性的进行补偿 与辊径不同轴等原因所导致的，轧机偏心扰动所特 存在偏心的轧机中因轧辊旋转形成的轧件周期 有的表现是，其对轧制力的波动影响与轧件厚度对 性的厚度波动是一种复杂的周期性高频干扰 轧制力的波动影响是反方向的，因而AGC无法抑制 波[3一，很难用传统的数学模型来描述，也无法通过 轧机偏心所造成的反向波动，也就是无法消除轧机 反馈式AGC系统来控制)].随着轧制的进行，轧机 偏心的影响；相反会造成系统的误预报、误调节，使 偏心会使轧制力呈现周期性波动，因此对轧机偏心 得轧制厚度的精度控制能力更差。因此，轧机偏心 的处理基本是采用减小轧制力中偏心对应性波动的 收稿日期：2009-04-23 作者简介：牛满科(1970-)，男，博士研究生：杨卫东(1952-)，男，教授，博士生导师，Ema1l:ywd1952@126.com基于循环统计量的轧机偏心线性预测及补偿控制 牛满科1‚2） 杨卫东1） 张丽娟3） 1） 北京科技大学信息工程学院‚北京100083 2） 军械技术研究所校准中心‚石家庄050000 3） 卢沟桥文化旅游区办事处‚北京100072 摘 要 提出了一种轧机偏心特性曲线概念．基于偏心测试信号的循环统计量建立线性预测模型‚在线确定轧机偏心补偿量 数据‚实现轧机偏心的实时直接数据补偿控制．该方法能够准确反映并跟踪轧机偏心扰动的实际变化‚满足对轧机偏心信号 进行在线实时补偿控制的要求． 关键词 轧辊偏心；特性曲线；特征向量；循环统计量；线性预测模型；补偿控制 分类号 TG333∙17；TP273＋∙2 Linear prediction and compensation control of roll eccentricity based on cyclic statistics NIU Man-ke 1‚2）‚Y A NG We-i dong 1）‚ZHA NG L-i juan 3） 1） School of Information Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） Center of Calibration‚Institute of Ordnance Technology‚Shijiazhuang050000‚China 3） The Cultural and Tour District Office of Lugou Bridge‚Beijing100072‚China ABSTRACT T he concept of the characteristic curves of roll eccentricity was proposed．Based on cyclic statistics of the tested signal‚ a linear prediction model was established to on-line determine the compensation data of roll eccentricity for realizing the rea-l time com￾pensation control of roll eccentricity．Simulation results show that the method can accurately trace rol-l eccentricity-induced distur￾bances and meet the needs for rea-l time compensation for the control of roll eccentricity． KEY WORDS roll eccentricity；characteristic curve；characteristic vector；cyclic statistics；linear prediction model；compensation control 收稿日期：2009-04-23 作者简介：牛满科（1970—）‚男‚博士研究生；杨卫东（1952—）‚男‚教授‚博士生导师‚E-mail：ywd1952＠126．com 现代轧钢生产中提高板厚精度的技术主要是厚 度自动控制（automatic gauge control‚AGC） ［1］‚AGC 的控制精度是决定产品质量的主要因素．AGC 模 型的基本原理是借助于测量轧制力和辊缝‚通过模 型计算来调整辊缝‚保持出口厚度不变．普遍存在 的轧机偏心缺陷是由于轧辊本身的椭圆度以及辊身 与辊径不同轴等原因所导致的．轧机偏心扰动所特 有的表现是‚其对轧制力的波动影响与轧件厚度对 轧制力的波动影响是反方向的‚因而 AGC 无法抑制 轧机偏心所造成的反向波动‚也就是无法消除轧机 偏心的影响；相反会造成系统的误预报、误调节‚使 得轧制厚度的精度控制能力更差．因此‚轧机偏心 不仅对轧件厚度均匀产生直接的不良影响‚而且会 使常规调节器的调节质量恶化‚对带材厚度均匀性 产生间接的不良影响［2］．随着对带材质量要求的不 断提高‚由轧机偏心所带来的不良影响越来越不容 忽视．为了解决这一难题‚必须深入研究轧机偏心 扰动信号的特点‚有针对性的进行补偿． 存在偏心的轧机中因轧辊旋转形成的轧件周期 性 的 厚 度 波 动 是 一 种 复 杂 的 周 期 性 高 频 干 扰 波［3—4］‚很难用传统的数学模型来描述‚也无法通过 反馈式 AGC 系统来控制［5］．随着轧制的进行‚轧机 偏心会使轧制力呈现周期性波动‚因此对轧机偏心 的处理基本是采用减小轧制力中偏心对应性波动的 第31卷 第12期 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．12 Dec．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．12．014