一種單機(jī)架冷軋軋制力模型和前滑模型調(diào)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及金屬材料加工領(lǐng)域，尤其涉及一種單機(jī)架冷乳乳制力模型和前滑模型 調(diào)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乳制力模型和前滑模型是整個(gè)單機(jī)架冷乳工藝控制的核心模型，模型的計(jì)算精度 決定了過(guò)程控制精度和乳制過(guò)程的穩(wěn)定性，在單機(jī)架冷乳過(guò)程控制中，乳制力和前滑的設(shè) 定計(jì)算是模型系統(tǒng)的主要內(nèi)容，乳制力和前滑設(shè)定計(jì)算精度取決于帶鋼的變形抗力和摩擦 系數(shù)的計(jì)算精度。
[0003] 帶鋼的變形抗力往往采用拉伸實(shí)驗(yàn)的方法獲得，摩擦系數(shù)是通過(guò)乳制試驗(yàn)方法或 專門的實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)得。理論的變形抗力值和摩擦系數(shù)值與實(shí)際乳制過(guò)程有差別。同時(shí)，隨著 乳機(jī)的使用，乳制過(guò)程的工況也會(huì)發(fā)生變化。系統(tǒng)的原有模型計(jì)算變形抗力值和摩擦系數(shù) 值也將與實(shí)際乳制數(shù)值有差別。
[0004] 在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，目前普遍采用的方法是：將正常乳制工況下的采樣數(shù)據(jù)代入到 過(guò)程控制系統(tǒng)的乳制力模型和前滑模型聯(lián)立的方程當(dāng)中求解摩擦系數(shù)和變形抗力，計(jì)算過(guò) 程非常繁瑣，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 為解決上述方法問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種單機(jī)架冷乳乳制力模型和前滑模型調(diào)試 方法，包括：
[0006] S1，獲得現(xiàn)場(chǎng)的乳制工藝數(shù)據(jù)；
[0007] S2,將所述乳制工藝數(shù)據(jù)帶入到乳制力模型和前滑模型中，分別計(jì)算獲得模型乳 制力和模型前滑值；
[0008] S3,基于現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)際乳制力和所述模型乳制力獲得乳制力修正系數(shù)，以及基 于現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)際模型前滑值和所述模型前滑值獲得前滑值修正系數(shù)；
[0009] S4,判斷所述乳制力修正系數(shù)和所述前滑值修正系數(shù)是否滿足條件；
[0010] S5,若所述乳制力修正系數(shù)和/或所述前滑值修正系數(shù)不滿足條件，優(yōu)化變形抗 力模型中的參數(shù)和摩擦系數(shù)模型中的參數(shù)，以對(duì)應(yīng)獲得優(yōu)化的乳制力模型和優(yōu)化的前滑模 型；
[0011] S6,將所述優(yōu)化的乳制力模型替代所述乳制力模型，所述優(yōu)化的前滑模型替代所 述前滑模型，轉(zhuǎn)入S2中繼續(xù)執(zhí)行。
[0012] 優(yōu)選的，在所述S1之后，所述方法還包括：
[0013] 采集所述乳制工藝數(shù)據(jù)，并且將所述乳制工藝數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到以采集日期命名的CSV 格式的文本文件當(dāng)中。
[0014] 優(yōu)選的，在所述S3中，
[0015] 所述乳制力修正系數(shù)為所述實(shí)際乳制力和所述模型乳制力的比值；
[0016] 所述前滑值修正系數(shù)為所述實(shí)際模型前滑值和所述模型前滑值的比值。
[0017] 優(yōu)選的，所述S4具體為：
[0018] 判斷所述乳制力修正系數(shù)和所述前滑值修正系數(shù)是否分布在0. 9與1. 1之間，且 修正系數(shù)的頻數(shù)呈現(xiàn)以1為中心的正態(tài)分布。
[0019] 優(yōu)選的，所述乳制力模型具體為：
[0022] 其中，P為乳制力；b為帶鋼的寬度；kp為乳制過(guò)程中帶鋼的動(dòng)態(tài)變形抗力；k為 張力影響系數(shù)；Dp為乳制過(guò)程的平面影響系數(shù)；zp為乳制力的自學(xué)習(xí)系數(shù)；ε為乳制過(guò) 程中帶鋼的道次壓下率；μ為摩擦系數(shù)；tf為帶鋼的單位前張力；tb為帶鋼的單位后張 力；Η為帶鋼的入口厚度；h為帶鋼的出口厚度；R為工作輥的半徑；ch在模型當(dāng)中取常值 〇. 000214,目
計(jì)算得出；v為泊松常數(shù)；E為乳輥的彈性模量；ai、a2、a3、a4、 a5、a6為計(jì)算過(guò)程的中間變量；te為張力影響系數(shù)。
[0023] 優(yōu)選的，所述前滑模型具體為：
[0024] f=tan2[sin(wkc)]；
[0025] 其中，
[0026] 其中，f為前滑值；h:當(dāng)前道次帶鋼的出口厚度值；R:工作輥的半徑；Η:當(dāng)前道次 帶鋼的入口厚度；tf:當(dāng)前道次乳制的前單位張力；tb:當(dāng)前道次乳制的后單位張力；μ: 摩擦系數(shù)；kf:帶鋼出口的變形抗力；kb:帶鋼入口的變形抗力；Η。:原料的初始厚度；wka、 wkb、wkc:計(jì)算過(guò)程的中間變量。
[0027] 優(yōu)選的，所述變形抗力模型具體為：
[0028] kp=kX(1000Xramd)nk；
[0030] 其中，kp為帶鋼的動(dòng)態(tài)變形抗力；k為帶鋼的變形抗力；R為工作輥半徑；Η為帶鋼 入口厚度；h為帶鋼的出口厚度；v為乳制速度；1、m、η為帶鋼靜態(tài)變形抗力計(jì)算系數(shù)；eps為帶鋼累積真應(yīng)變；srt為帶鋼本道次的累積平均應(yīng)變；srtp為計(jì)算應(yīng)變系數(shù)；ramd、nk為 帶鋼動(dòng)態(tài)變形抗力計(jì)算過(guò)程的中間變量；K為帶鋼的靜態(tài)變形抗力系數(shù)；ε為乳制過(guò)程中 帶鋼的道次壓下率；Η。為鋼板的來(lái)料厚度。
[0031] 優(yōu)選的，所述摩擦系數(shù)模型具體為：
[0032]
[0033] 其中，μ為基本模型計(jì)算的摩擦系數(shù)；ν為當(dāng)前乳制過(guò)程中乳制速度；ε為當(dāng)前乳 制道次的壓下率；nr為當(dāng)前使用的工作輯乳制的帶鋼數(shù)；μ 0、μ 1、μ 2、μ 3、μ 4、μ 5為計(jì) 算摩擦系數(shù)模型當(dāng)中的系數(shù)。
[0034] 通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn)：
[0035] 本發(fā)明提供了一種單機(jī)架冷乳乳制力模型和前滑模型調(diào)試方法，通過(guò)對(duì)變形抗力 模型的參數(shù)和摩擦系數(shù)模型的參數(shù)的調(diào)整，根據(jù)采集的實(shí)際乳制工藝數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行乳制力模 型和前滑模型的調(diào)試，避免了復(fù)雜模型計(jì)算模型參數(shù)的復(fù)雜算法的推導(dǎo)和模型參數(shù)的復(fù)雜 計(jì)算過(guò)程。
[0036] 進(jìn)一步的，該方法調(diào)試簡(jiǎn)單，易掌握，并且本發(fā)明能夠?qū)⒄{(diào)試結(jié)果進(jìn)行圖形化顯 示，直觀、便于調(diào)整操作。
[0037] 進(jìn)一步的，使用該方法對(duì)模型進(jìn)行調(diào)試簡(jiǎn)單、快捷，可以滿足單機(jī)架冷乳機(jī)乳制靈 活、多樣、快捷的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 圖1Α為本發(fā)明實(shí)施例中一種單機(jī)架冷乳乳制力模型和前滑模型調(diào)試方法的實(shí)施 過(guò)程圖；
[0039] 圖1Β為本發(fā)明實(shí)施例中乳制力和前滑調(diào)試工具的main工作表；
[0040] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中乳制力和前滑調(diào)試工具的Data工作表；
[0041] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中乳制力和前滑調(diào)試工具的statistics工作表；
[0042] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中main工作表變形抗力鋼種選擇的示意圖；
[0043] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中main工作表乳輯類別選擇的示意圖；
[0044] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中main工作表粗糙度類別選擇的示意圖；
[0045] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中main工作表乳制道次選擇的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 為了使本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員更清楚地理解本申請(qǐng)，下面結(jié)合附圖， 通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案作詳細(xì)描述。
[0047] 本發(fā)明的目的是建立一種單機(jī)架冷乳乳制力模型和前滑模型調(diào)試方法，根據(jù)正常 工況下的實(shí)際數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)整變形抗力模型的參數(shù)和摩擦系數(shù)模型的參數(shù)，提高變形抗力 計(jì)算精度和摩擦系數(shù)計(jì)算精度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高乳制力和前滑設(shè)定計(jì)算精度。另外，本發(fā)明可 以根據(jù)該思想借助具有VBA編程功能、公式計(jì)算功能和圖表顯示功能的Excel建立一套隨 著參數(shù)優(yōu)化能夠時(shí)時(shí)迅速計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圖形化顯示的裝置。利用該裝置，可以在 單機(jī)架過(guò)程控制系統(tǒng)當(dāng)中的變形抗力模型的參數(shù)和摩擦系數(shù)模型的參數(shù)調(diào)整后，快速計(jì)算 乳制力修正系數(shù)（實(shí)際乳制力與模型計(jì)算的乳制力的比值）和前滑修正系數(shù)（實(shí)際前滑與 模型計(jì)算的前滑比值）等，同時(shí)并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圖形化顯示，表達(dá)直觀，使得模型參數(shù)能 夠快速確定調(diào)整方向，提高調(diào)整速度，以滿足企業(yè)快節(jié)奏生產(chǎn)的需求。
[0048] 本發(fā)明針對(duì)進(jìn)行顯式化處理的Bland-Ford-Hill乳制力模型（為了消除乳輥的彈 性壓扁的影響，將Hitchcock乳輥彈性壓扁模型和Bland-Ford-Hill乳制力模型聯(lián)立進(jìn)行 顯示化處理）和Bland-Ford-Hill前滑模型建立的該優(yōu)化方法和工具。
[0049] 下面介紹具體的計(jì)算模型。
[0050] 1. 1乳制力模型： rmFill A才1 .
[0059] &1=1. 79XμX ε L5XR〇
[0060] 上述公式中，P為乳制力；b為帶鋼的寬度；kp為乳制過(guò)程中帶鋼的動(dòng)態(tài)變形抗力； k為張力影響系數(shù)；Dp為乳制過(guò)程的平面影響系數(shù)；zp為乳制力的自學(xué)習(xí)系數(shù)；ε為乳制 過(guò)程中帶鋼的道次壓下率；μ為摩擦系數(shù)；tf為帶鋼的單位前張力；tb為帶鋼的單位后張 力；Η為帶鋼的入口厚度；h為帶鋼的出口厚度；R為工作輥的半徑；ch在模型當(dāng)中取常值 〇· 000214,目
售得出；v為泊松常數(shù)；E為乳輥的彈性模量；ai、a2、a3、a4、a5、 a6為計(jì)算過(guò)程的中間變量；te為張力影響系數(shù)。
[0061] 1.2前滑模型：