板带热连轧硬度前馈控制系统的应用分析研究毕业论文

1、. . . . 板带热连轧硬度前馈控制系统的应用研究摘要热连轧带钢厚度精度一直是提高产品质量的主要目标，它主要取决于精轧机组。现代热连轧精轧机组都装备有自动厚度控制系统（AGC），它用来克服带钢工艺参数波动对厚差的影响并对轧机参数的变动给予补偿。AGC系统的主要任务是对带钢全厂进行厚度控制以保证带钢的厚度精度与其百分比。为进一步提高带坯全长厚控制精度与控制品质，针对以反馈为主的“经典”控制策略的不足，通过对带钢温度波动对出口厚度“重发性”影响的分析，提出了硬度前馈自动厚度控制方案。对各机架实施前馈控制后，其作用是减少温度变化对板厚和带钢平直性能的影响。前馈的最大优点是控制上不存在滞后，尤其是对

2、于突发性成分所导致的厚度变化最为有利。对突发性的头部鼓包，本体水印与尾部尖峰，前馈比反馈好。前馈控制对活套的扰动比反馈好。前馈可以对主速度采用提前补偿以克服主传动响应低于压下的问题。关键词：热连轧带钢；硬度前馈KFF-AGC；计算机控制Hot strip rolling hardness feedforward control system applicationAbstractHot Strip thickness accuracy has been improving product quality is the main objective, which mainly depends o

3、n the mill. Modern hot rolling mill is equipped with an automatic thickness control system (AGC), It used to overcome the technical parameters strip thickness fluctuations of the impacts of changes in the parameters of Mill compensation. AGC the main task is to strip the whole factory to ensure cont

4、rol of the thickness of the strip thickness and the percentage accuracy. To further enhance the long strip thickness control precision and control quality, response to feedback of the "classic" control deficiencies, Through the strip temperature fluctuations in the export thickness "r

5、e-issued" impact analysis the hardness feedforward automatic gauge control program. On the rack before feedforward control, whose role is to reduce the temperature of strip thickness and flatness performance. Feedforward control of the biggest advantages is there is no lag, especially for the u

6、nexpected elements lead to changes in the thickness of the most favorable. Sudden right on the head drum kits, bulk watermark and the tail rush, feedforward than good feedback. Feedforward control of the disturbance Looper than good feedback. Feedforward can be used to speed ahead of the main compen

7、sation to overcome the main drive below the pressure in response to the problem. Keywords : Hot Strip; Hardness feedforward KFF - AGC; Computer Control目录1 绪论 11.1 选题背景与目的 11.2 国外研究状况 11.3 课题研究的意义 21.4 课题研究的容 32 硬度前馈自动厚度控制理论基础 42.1 弹跳方程 42.1.1弹跳模型基本概念42.1.2弹跳模型的建立52.2硬度影响系数的确定73 硬度前馈控制系统113.1自动厚度控制（A

8、GC） 113.1.1厚度在轧机中的重要性 113.1.2厚差产生的原因113.2 硬度前馈AGC的提出113.2.1反馈AGC的优缺点113.2.2 前馈AGC概述133.2.3硬度前馈自动厚度控制系统KFFAGC133.3硬度控制理论143.3.1硬度波动对厚度影响的重发性143.3.2 硬度的提取153.3.3 KFF-AGC的实施方案174 应用研究194.1的计算194.2应用研究19结论24致25参考文献261 绪论1.1 选题背景与目的本课题是以鞍钢2150板带热连轧工程项目为背景，以鞍钢1700热轧现场为实验平台，使用先进的控制策略，力争做到控制算法上的理论和实际相结合，使其能

9、在2150精轧机组上有所应用。带钢热连轧生产是目前应用计算机控制最为成熟的一个领域，其控制围包含了整个生产过程，从加热炉入口，甚至从连铸出口开始到成品库，包括了轧制计划，板坯库管理，数学模型，设备控制和质量控制以与（电气与液压传动）数字控制等各个层次。它涉与到压力、速度、流量、温度大量物理参数以与弹性变形、塑性变形、热力耦合等复杂过程、工件部组织结构与性能的变化等多方面的问题。1.2 国外研究状况 随着钢铁行业的竞争日益激烈，高质量、高产量、高成材率、低成本已经成为现代钢铁企业得以生存的必备条件。这就要求企业采用先进工艺、先进设备、先进的控制策略来完善控制系统。 板带轧制技术的进步与机电装备和

10、控制理论进步直接相关，但更为重要的是板带轧制过程本身规律的认识和应用，五十年代初英国钢铁协会发明弹跳方程并应用板带控制技术的一次飞跃点，它由可测的轧制压力和辊缝计算出轧件厚度，控制模型将弹跳方程线性化消除了辊缝零点等变化的影响，大大提高了板带轧机的控制水平。随着对产品精度要求的提高，弹跳方程要精确与预报厚度就会发生困难，因为轴承油膜厚度，轧辊热膨胀和磨损等是难于精确预报的，所以进一步发展了流量测厚方法，流量测厚与相应的控制技术在冷连轧机上的推广应用使厚控精度又进一步提高。 70年代初期，进之独立提出了连轧力理论，建立了动态与静态的力解析表达式，在此基础上推导出了力测厚公式，并提出了独特的冷连轧

11、机自动厚控系统数学模型。70年代以来，美国、西德、日本冷连轧自动厚控系统的研制事实上均先后采用了相类似的理论。进之用自己的理论对武钢、宝钢两套具有国际先进水平的冷连轧机厚控系统进行了深入地分析，验证了他所提出的连轧理论的正确性，并提出了用力AGC消除成品厚差的具体可行的改进意见。而宝钢在复杂设备上实现的穿带、正常轧制和脱尾过程的三种控制方法，可以用进之提出的动态设定型变刚度厚控方法实现，从而可以在较简单的设备条件下达到宝钢的控制水平，这以被进之在东北轻合金厂等多台轧机的时间所证实。建国后，我国热轧带钢生产取得了长足的进步，50年代利用引进技术建设了鞍钢1700mm而扎带钢能够轧机；利用国产技术

12、建设了本钢1700mm热扎带钢轧机；80年代，引进国外先进技术，对鞍钢、本钢两套热轧带钢轧机进行了改造，并建设了世界一流水平的宝钢2050mm热扎带钢轧机1。日本在建设新钢铁厂的过程中，以带钢热连轧机的大型化为背景，采用了大型高炉和纯氧顶吹转炉，极扩大了钢铁生产能力，对日本起了很大的推进作用2。1.3课题研究的意义 热轧带钢厚度精度一直是提高产品质量的主要目标。在板带钢轧制中，减少板带钢的厚度偏差，提高产品的质量，降低成本，是满足用户要求的重要条件。开发厚度自动控制系统就是为了减少板带钢的纵向厚度偏差，提高其厚度精度。正因为如此，厚度设定模型与自动厚度控制(AGC)一直是热轧带钢自动化首先实现

13、的功能。AGC系统的主要任务是对带钢全长进行厚度控制以保证带钢的厚度精度与其百分比。由于实际轧制过程的复杂性、控制对象的非线性、时变性，单纯的AGC控制系统都不能取得较好的控制效果。在鞍钢1700热轧现场上采用综合AGC控制策略，将先进的控制技术引入轧制生产中，无疑为传统AGC控制技术开辟了更广阔的天地。这里所述的AGC是指广义AGC，包括本体控制、带头、带尾与水印的控制，因此包括了以下各子功能：偏心补偿、快速监控FMN、硬度前馈KFF-AGC、压力反馈AGC、监控AGC。90年代以来，各新建与改建的热轧厂厚度控制精度与其百分比都有明显提高，除了采用液压压下外，在控制策略上增加了“TAPER”

14、头与FFF-AGC等措施。前馈AGC代表现今潮流，其中以加拿大公司Hatch Steltech推出的FFF-AGC为最著名，其优点在于：可用于全电动压下+电动活套(能用液下压下更好)、可解决头部、尾部厚差使百分比提高，维持轧制力恒定，从而改善板形3(凸度和平直度)，活套十分稳定，因而力亦是稳定的，宽度波动不到2mm，保证了绝对AGC方式并实现了自学习。对突发性的头部鼓包，本体水印与尾部尖峰，前馈比反馈好。对本体的温度波动中如存在频率不太高的周期波动(偏心信号)由于其是反作用的一种扰动，需加以事前补偿。前馈控制对活套的扰动比反馈好。前馈可以对主速度采用提前补偿以克服主传动响应低于压下的问题。1.

15、4 课题研究的容本课题研究的主要容有如下几个方面：首先，深入分析影响板带厚度的因素，并分析造成板带厚差的原因；其次，跟据反馈控制的不足，提出硬度前馈控制系统来控制板型厚度，结合鞍钢连轧厂的实际生产情况，来验证硬度前馈厚度控制模型的可行性。并找出模型中的参数与控制功能的联系解决生产实际中影响厚度自动控制问题。2 硬度前馈自动厚度控制理论基础2.1 弹跳方程2.1.1弹跳模型基本概念在板带钢轧制过程中，轧辊对轧件施加的压力使轧件产生塑性变形。使轧件从入口的厚度H压缩到出口厚度h。与此同时，轧件也给轧辊以同样大小、方向相反的反作用力，这个反作用力传到机座各部零件上，使各零件产生一定的弹性变形。这些零

16、件弹性变形的累积后果都反映在轧辊的辊缝上，使辊缝增大，这就被称为辊跳或弹跳。由于同时产生了轧辊弯曲，也会导致辊缝沿宽度方向产生不均匀的变化.将对板形产生影响4。轧机弹跳量一般可达2-5mm，对开坯轧机或开坯道次来讲，由于压下量较大，坯料较厚，弹跳量相对来讲影响较小，可以忽略不计。但对热轧或冷轧薄板带材来讲，由于压下量仅为几个mm甚至于小于1mm（冷轧则更小），轧制时的压下量和轧机的弹跳属同一个数量等级。有时弹跳量还会超过板带材的厚度，在此种情况下，弹跳必须加以考虑，并且对弹跳要进行精确计算.只有这佯才能得到符合公差的产品。实践表明，轧机的弹跳与轧制时的压力有密切关系，通过实验可以写出轧机弹跳量

17、和轧制时载荷间的关系式为:(2.1)式中 S 载荷为P时的辊缝，mm；空载下的辊缝，mm；机座总刚度，(10N/mm)。如果忽略轧件离开轧辊后的弹性回复，可以认为轧件厚度h就等于有载辊缝，即S=h，将它代入式(2-1)，整理后可写成: (2.2)式(2-2)便是轧制力P和出口厚度h之间的关系式。由试验可以做出机座弹性变形特性图2-1，从图2-1可以看出，轧机弹性变形与轧制力之间并非线性关系，而是在小轧制压力阶段弹性和轧制压力呈曲线关系，当轧制压力大到一定程度时，弹性变形和轧制压力才近似呈曲线性关系。对一于曲经段的存在可以作如下解释：当轧制压力小时，轧机各个零件之间轴承之间的间隙和不平整是逐步消

18、除的。同时零件之间存在着接触变形，此时各零件尚未开始弹性变形，这一非线性段并不是稳定的，每次换辊后都会有变化，特别是轧制压力接近于零变形(实际上是零件间的间隙变化)是很难准确测定的。所以在实践中，轧辊的实际零位很难确定。因此式(2-2)用于控制轧出厚度是有困难的。图2.1机架弹性变形曲线Fig2.1 stand elasticity deformed curve2.1.2弹跳模型的建立弹跳特性曲线的直线部分的斜率称为轧机刚性系数或轧机模数，更确切地说，轧机刚性系数应由曲线上任意位置的斜率来定义。由于曲线的斜率受各种轧制条件影响，因此，轧机刚度系数并不是轧机固有的常数，所以在实际使用弹跳方程时要

19、考虑对刚度系数的修正。为了消除上述对S影响的不稳定因素，于是采用了人工零位的方法，即先将轧辊预压靠到某一定的压力，此时将辊缝仪指示清零(作为零点)，再作弹性变形曲线，以克服不稳定段的影响，压靠零位和轧制时的弹性变形曲线如图2.2所示。 图 2.2 压靠零位和轧制时的弹性变形曲线Fig 2.2 elasticitydeformed curveonzerogapadjustmentandrolling根据以上所述，我们知道g点是不好确定的，当进行预压靠时在O点处轧辊刚开始受力并变形。当预压力增加到P0时，变形为(为负值)，此时辊缝仪清零，然后抬辊，如抬到g点，由于与是对称的，如果点能找到的话，则，

20、所以，此时辊缝仪人为的指零，所示为人工零位的辊缝仪指示值。此时用厚度为的轧件轧入，产生轧制压力（轧件塑性变形特性为曲线），轧出的厚度为，从图2-2可以看出由线得由线得 (2.3)式中 轧机的刚度系数，一轧件的塑性系数，前者为塑性方程，式中为轧件塑性刚度；后者为弹跳方程，式中为轧机弹性刚度。公式(2.3)就是用于设定和厚控的弹跳模型的基本方程。2.2硬度影响系数的确定计算时以设定计算各机架轧制温度，并由此计算出轧制力与设定辊缝。然后设有一个温度波动(如)，再计算此低温段进入设定辊缝后将产生的厚度和硬度变化。规程(设定计算)，已知：粗轧出口厚度与要求的成品厚度、负荷分配后的、粗轧出口温度，粗轧出口

21、宽度、钢种代号(变形阻力公式系数)，可由温降方程5计算各个机架将会有的并获得，从而确定带坯分段意义下的硬度变化量。1) 精轧入口温度由于热连轧生产线上最可靠的测温点是粗轧区出口处，带钢传送时产生的温降主要是辐射造成的热量损失，同时也存在自然对流冷却(空气)。在实测后，可用长距离辐射温降公式计算： (2.4)式中：-玻尔兹曼常数，；-带坯的黑度(与绝对黑度相比)；-密度，；-比热容，-由粗轧出口测温点到精轧入口测温点所需的运输时间，单位是，当带坯在中间辊道停留后需根据实测时间对进行再次计算。2) 逐架计算各机架轧制温度(1) 高压水除鳞的温降方程 (2.5)-上游机架出口厚度；-水温；-强迫对流

22、交换系数，其物理含义为当温差为时单位时间单位面积的换热量，单位。-高压水端长度，轧件速度。(2) 机架间喷水冷却由于喷水冷却也是一种强迫对流，因此计算公式类似，但值不同，需根据机架间喷水冷却还是输出道上层冷却分别确定。 (2.6)-机架间距离；-强迫对流交换系数，其变化需通过实测来定，而比热容则是温度的函数。(3) 轧制过程的热量得失轧制时存在着两个相互矛盾的热过程，一是轧制时轧件塑性变形所产生的热量造成一个温升；另一方面轧制时高温轧件和低温轧辊相互接触时所损失的热量造成温降。因此变形区变形发热方程为： (2.7)式中：-热功当量，；-平均单位压力(接触弧上)，；-变形区应力状态系数；-当前机

23、架的入口厚度、出口厚度；-轧件与轧辊热传导效率，一般为；-吸收效率，即变形热转为轧件发热的部分占总变形热的百分比，一般为，前几架大些，后几架小些。接触传导造成的温降为： (2.8)式中：-带钢和轧辊温度；-考虑压扁后的变形区接触弧长；-轧辊线速度，平均厚度； -接触热传导系数，由于实测得到的结果将是塑性变形发热与轧件、轧辊间接触热传导的综合结果。因此需积累相当数量的数据才能将这几个公式中有关未定系数确定下来，这可由二级针对不同的钢种统计计算得到。3) 计算外摩擦应力状态系数为了求出单位压力在接触弧上的分布，以便通过积分求出总压力，以的变形区力学平衡公式为基础，并假设热轧时接触弧表面粘着而不产生

24、相对滑动，变形区高度方向存在不均匀变形。根据公式计算的数据回归结果，有： (2.9)4) 计算轧辊压扁目前普遍公认，基于变形区力平衡理论的(西姆斯)公式是最适于热轧带钢轧制力模型的理论公式，公式的轧制力模型是，当轧辊受很大轧制力时轧辊将被压扁，设压扁后的轧辊半径为，接触弧水平投影长度将为，其函数关系为6： (2.10)式中：-氏弹性模量；-入口厚度与出口厚度之差；-泊松系数；对钢轧辊，弹性模量，泊松系数，因此由上压扁弧长公式可得，故有，与方程结合通过联解轧制力公式和轧辊压扁公式才能最终求出与轧制力。又金属变形阻力为： (2.11) (2.12)其中：平均变形速度、真正变形程度。不同钢种有不同的

25、，。在设定规程下，由(1)-(4)可计算带坯的硬度影响系数与。3 硬度前馈控制系统3.1自动厚度控制（AGC）3.1.1厚度在轧机中的重要性热连轧带钢厚度精度一直是提高产品质量的主要目标，它主要取决于精轧机组。现代热连轧精轧机组都装备有自动厚度控制系统，它用来克服带钢工艺参数波动对厚差的影响并对轧机参数的变动给予补偿7。长期以来AGC系统以反馈GM-AGC(或称RF-AGC)+MN-AGC为主体，对厚度控制采用“基于出口厚度偏差反馈闭环控制”的方法8，缺乏对厚度偏差产生原因分析，针对不同原因采用不同措施的控制策略。影响带钢厚差的主要因素有三个9：来料硬度波动(主要来自温度的波动)、来料厚度波动

26、(来自粗轧区)和轧辊偏心，理论与实践都证明来料硬度波动是影响厚差的主要原因。3.1.2厚差产生的原因带钢厚差主要决定与精轧机组。为了更好地消除带钢弧度偏差（以下简称为厚差），需对其产生的原因进行分析，以便针对不同的原因采取不同的对策。造成带钢厚差的原因可以分为两大类：1.由带钢本身工艺参数波动造成，这包括来料头尾温度不匀、水印、来料厚度不匀以与化学成分偏析等。2.由轧机参数变动造成，这包括支撑辊偏心、轧辊热膨胀、轧辊磨损以与轴承油膜厚度变化等。轧机参数变动将使辊缝发生周期变动（偏心）与零位漂移（热膨胀）等。这将使辊缝不调整情况下，轧件厚度发生缓慢变化活周期波动。自动厚度空子系统用来克服带钢工艺

27、参数波动对厚差的影响，并对轧机参数的变动给于补偿。3.2 硬度前馈AGC的提出3.2.1反馈AGC的优缺点最早采用的AGC算法是基于弹跳方程的反馈AGC。弹跳方程的应用解决了精轧机组仅采用一个成品测厚仪时能间接“测量”各机架出口厚度以用作反馈信号来控制厚度，因此具有里程碑意义，反馈AGC的主要优点是闭环反馈来消除偏差。但反馈控制存在的缺点很大一部分亦正是由于采用了弹跳方程，而基于弹跳方程计算出的厚度不精确是影响反馈控制精度的主要因素，目前所用的弹跳方程为： (3.1)为轧机预压靠到将辊缝仪清零后上抬轧辊时辊缝仪的输出值。辊缝仪信号反映不出轧辊偏心。其中，为轧制力；为轧制力时的轧机纵向刚度；为预

28、压靠力； 为轧辊预压靠到时的轧机纵向刚度；为油膜厚度(模型计算)；为轧辊热膨胀量(模型计算)；为轧辊磨损量(模型计算)；为绲缝零位(一般对其自学习)。由此可见造成弹跳方程不精确的原因有：1) 轧机纵向刚度：即使通过预压靠去掉小轧制力的明显非线性段后轧机弹性变形特性仍然有一定的非线性，因此在一块轧件轧制过程中对一个轧机仅用一个值是不精确的。2) 的各个模型都会有一定误差。采用弹跳方程的第二个缺点是依靠实测轧制力来进行反馈控制。这是因为存在两类不同扰动(轧辊偏心、带钢硬度变化)造成轧制力变动后要求的控制策略正好相反，因而进一步造成误差。反馈AGC的第三个缺点是反馈增益系数中含有不易确定并且时变的值

29、。反馈AGC的控制算法为： (3.2)是小于1的系数，一般在之间，主要是轧制力信号中存在正反馈成分，如取值大将容易造成振荡，引起系统不稳定。另外，值的确定亦是一个难题，其是一个在带钢全长轧制中不断变化的值，越薄的带钢值越大，如何辨识或实测值以与对值进行自学习都是值得研究的问题。反馈AGC的再一个缺点是不可避免的滞后，即反馈的信号是已经发生的事，用来控制，加上控制装置不可避免存在响应滞后，因此控制点不是测量点，容易造成振荡。3.2.2 前馈AGC概述近年来，出现了一些以前馈为主的AGC系统，如加拿大Hatch Steltech推出的FFF-AGC（轧制力前馈AGC），杜法斯克(Dofasco)

30、厂FAT的前馈自适应穿带控制10和POSCO与ALSTOM的“新FF-AGC”。对突发性的头部鼓包，本体水印与尾部尖峰，前馈比反馈好。前馈控制对活套的扰动比反馈好。前馈可以对主速度采用提前补偿以克服主传动响应低于压下的问题。减少头尾不考核长度是当前努力的方向，为进一步提高带坯全长厚控精度与其百分比，我们在鞍钢1700mm热连轧上使用了将硬度信息前馈控制的KFF-AGC方案。前馈AGC代表现今潮流，其中以加拿大公司Hatch Steltech推出的FFF-AGC为最著名，其优点在于：可用于全电动压下+电动活套(能用液下压下更好)、可解决头部、尾部厚差使百分比提高，维持轧制力恒定，从而改善板形11

31、(凸度和平直度)，活套十分稳定，因而力亦是稳定的，宽度波动不到2mm，保证了绝对AGC方式并实现了自学习。对突发性的头部鼓包，本体水印与尾部尖峰，前馈比反馈好。对本体的温度波动中如存在频率不太高的周期波动(偏心信号)由于其是反作用的一种扰动，需加以事前补偿。前馈控制对活套的扰动比反馈好。前馈可以对主速度采用提前补偿以克服主传动响应低于压下的问题。目前已有文章提出“前馈优于反馈”，甚至认为只用前馈就能解决厚度控制问题。3.2.3硬度前馈自动厚度控制系统KFFAGC为了实现厚度设定和厚度控制，现代热带轧机一般设有以下功能7：1) 过程自动化级，包括：原始数据的输入；轧件数据跟踪；在线实测数据的采集

32、；设定模型；模型自学习；穿带自适应等。2) 基础自动化级，包括：辊缝APC与主速度级联控制；厚度快速监控FMN；反馈GM-AGC；前馈AGC；监控AGC；压头与压尾AGC；活套补偿和活套保护，偏心补偿控制等。前面八个功能以厚度设定模型为核心，以提高头部厚度命中率为目标，后面五个功能则为带钢厚度全长控制(AGC)用。造成热带厚度偏差的主要原因是沿带钢长度方向上的温度波动。而带钢温度的变化方式通常认为有以下两种：1) 带钢头端到尾端的温度全面下降(有时上升)；2) 带钢上称为水印的局部硬区，它是在加热炉中带钢表面与炉子滑道接触时产生的。硬度前馈抓住主要影响因素(带坯温度波动)，在其产生厚差前加以控

33、制，因此效果明显，特别是对于带钢头端部、尾端部以与水印，这些突发性厚差。正是基于这样的认识，近年来，出现了一些以前馈为主的AGC系统，如加拿大推出的FFFAGC（轧制力前馈AGC）和POSCO的新FFAGC。3.3硬度控制理论3.3.1硬度波动对厚度影响的重发性AGC系统从厚度偏差出发前馈与反馈控制厚度，计算表明，当粗轧轧出的带坯厚度存在的台阶时，成品厚差不到，这是由于随着带坯厚度被压缩的同时厚度偏差亦被“压缩”减少，带钢热连轧机具有“自然消弱来料厚差”的能力。但温度波动不同，当温度较低的那段钢进入每一个机架时都将使轧制力加大而产生新的厚差，即温度波动对厚度影响具有“重复发生”的性质 。当来料

34、带坯某一段具有3%的温度变动将使成品产生以上的厚差（不投入AGC时），为消除这种“重发性”影响，将以温度波动为依据来控制厚度，即采用KFFAGC控制策略来提高带坯全长的厚度精度。增量厚度方程： （3.3）如果来料有的硬度波动，那么这段带钢进入每一个机架将会有一个。将使机架产生，而又将会影响后面各机架的出口厚度。表示来料硬度和来料厚度的变动对成品厚度的影响。 （3.4）其中 （3.5)若来料参数波动，其影响系数为 (3.6)其中（3.7）3.3.2 硬度的提取鞍钢1700mm热连轧机共有六个机架，前两个是电动压下，后四个采用电动+液压压下。电动压下装置根据二级模型设定摆好辊缝后，不进行厚度控制，

35、由于来料厚度和硬度的波动都将影响轧制力的变化，从粗轧出口处依据弹跳方程确定分段带钢的不利于实现精确跟踪控制。事实上机架的轧制力变化更能反映带坯的硬度变化趋势，这是因为在的情况下，并设法补偿可滤去轧辊偏心成分后，其轧制力的变动是分段来料带钢厚度变化和硬度的函数，即： (3.8) (3.9)它能充分利用机架出口分段带钢的变化来确定。因此在实施KFF-AGC控制策略时是在第二机架辨识出的变化用于前馈控制。是机架的入口厚度和出口厚度，是变形阻力，前后应力。轧制力是以下变量的函数： (3.10)轧制力的增量方程：(3.11) (3.12)机架不投入AGC()，在咬钢信号来时，采得头部轧制力的锁定值，由于

36、二级模型设定精度存在误差，有时误差较大(尤其在频繁换钢种轧制情况下)，若一定要与设定值为基准，要求压下系统将带钢厚度调到设定值势必会造成压下系统负荷过大，前馈是在咬钢信号来时，马上投入AGC控制，尤其是这时的活套还没有起来到达设定值，过大的压下量不利于活套系统的稳定。考虑到机架监控AGC进行系统性的纠偏，这里采用相对KFF-AGC的控制策略，以实测的锁定轧制力值为基准。对于薄规格，即文中给出的第二种控制方式下，通过对轧制力的判断给出投入绝对KFF-AGC的控制方式。由(3.11)和(3.12)得： (3.13)而轧制力为： (3.14) (3.15)分别为带宽、接触弧上摩擦力造成应力状态的影响

37、系数、压扁后接触弧的水平投影长度、轧辊半径。为机架轧件入口厚度，轧件出口厚度，单位是。由公式(3.13)- (3.15)可求出每段带钢的。曾对不同成品规格当有变动时各机架轧制温度以与其变形阻力的变动作了计算，由计算结果可知，不能用相等的法则来表示各机架间的关系，这是因为为保证终轧温度(对带钢质量有直接影响)，从精轧入口温度处进行温度控制时，机架间的喷水方式(冷却水的压力，流量等因素)、速度制度会有所不同，导致硬度影响系数发生变化，这里最好由二级来计算下一块钢的参数变化。即应采用： (3.16)其中在不同规格不同钢种将有所不同。可由二级计算机通过模型计算后下达，亦可事先算出后列表插查用。3.3.

38、3 KFF-AGC的实施方案1在应用硬度前馈AGC时，机架不投入AGC()，在咬钢信号来时，采得头部轧制力，由于二级模型设定精度存在误差，有时误差较大(尤其在频繁换钢种轧制情况下)，若一定要与设定值为基准，要求压下系统将带钢厚度调到设定值势必会造成压下系统负荷过大，实际控制中采取两种控制方式：(1). 当实际轧制力锁定值与二级的设定值之差的绝对值小于100吨时，采用绝对KFF-AGC。(2). 其绝对值不在此围，采用相对KFF-AGC的控制策略，即以实测的锁定轧制力值为基准。2 不投AGC，从咬钢开始每30采样，形成得到与活套补偿，存入机架的的FIFO与的FIFO缓冲区。以上采样与控制从咬钢开

39、始直到抛钢，不再区别是头部，水印还是尾部。3 机架咬钢后每隔30ms从本机架的缓冲区取出一个送APC进行前馈控制，送主速度。4为了克服液压压下执行过程的滞后可以适当提前取出送APC，考虑到主电机响应滞后比液压压下大许多，因此应提前70120ms从的缓冲区取出送主传动。5高频波动可用液压反馈AGC加以消除，反馈AGC需待带头到达X射线测厚仪后再投，当终轧出口厚度过大则延迟反馈AGC的投入，而是先投入FMN，延迟秒后再投入反馈AGC，如出口厚度不大则可立即投入反馈AGC。6在本卷钢厚度控制系统投入后，仍需以射线仪所测得的成品厚度实测值为基准，对AGC系统进行监控。当成品厚度和设定值有偏差时，将此偏

40、差值积分后反馈到每个机架的AGC系统中。4 应用研究4.1的计算基本方程为机架出口厚度的变化量和轧制力变化量方程，可用下式表示： （4.1）为，或，或，为机架入口厚度，硬度变动，机架辊缝调节量。在算出后，为了使机架出口厚差为零，可得 （4.2） （4.3）计算时以粗轧出口温度计算各机架轧制温度，并由此计算出轧制力与设定辊缝。然后设有一个温度波动(如)，再计算此低温段进入设定辊缝后将产生的厚度和硬度变化。4.2应用研究轧制规程：）下：(）。对于7.0规格，(）。这里分别是带坯的设定宽度、钢种号、轧辊半径，为精轧入口厚度、出口厚度、入口温度、出口温度。对于不同规格，在其中作线性插值处理。的计算值如

41、表 2.2所示。表4.1 影响系数钢种成品厚度F2F3F4F5F62.0mm10.8660.7550.6640.6212.5mm10.8890.7890.7080.665Q235B3.0mm10.9060.8180.7430.6694.0mm10.9250.8530.7860.7425.0mm10.9370.8760.8010.767.0mm10.9510.9060.850.798这样在每次采样算出后，可估算机架将会有的，由公式(2.29)可计算出在下一机架咬钢信号来时，每个采样周期需调节的辊缝量。在上面的轧制规程下，依所给出的控制算法与策略，将得到的辊缝调节量对实施前馈控制，投入压力AGC，投入监控。监控采用现场原有的PI控制方式，前馈控制增益取(分别对应两种轧制条件下的出口厚度)，反馈控制增益取。图中横坐标表示时间，单位(小时-分-秒)，纵坐标表示液压调节量与厚度偏差，单位()，表示机架的前馈控制量，为厚差反馈信号。对各机架实施前馈后，其目的就是在轧件在进入测厚仪前，使精轧出口厚度向同一目标值靠近，这不仅减轻了监控的负担，也减少了机架辊缝的频繁摆动，使得之间的活套系统相对稳定，利于保证板