一种在线拟合加工硬化曲线的方法

摘要

本发明公开了一种在线拟合材料加工硬化曲线的方法，用于冷轧机组过程控制系统。其特征包括下述步骤：(1)在所述二级系统上建立材料加工硬化曲线数据库；(2)在二级系统中建立变形抗力km的反求计算模型；(3)根据机组中各相关检测装置获取实测轧制力、实测张力、实测带材的入口厚度和出口厚度，并将其存储在PLC的相应单元中；(4)对所述实测数据进行可信度判断，并通过相关通信模块输送给二级系统的数据库；(5)再经过将实测轧制力f→反求计算变形抗力km→经过增益计算→插值计算→将与压下率相应的变形抗力km写入所述材料加工硬化曲线数据库的过程，并依此将数据库的纪录更新。本发明提高了硬化曲线的拟合精度和质量。

权利要求

1.一种在线拟合材料加工硬化曲线的方法，用于冷连轧机组的二级过程控制系统，其特征在于：包括下述步骤：(1)在所述的二级过程控制系统上建立材料加工硬化曲线数据库；

(2)在所述的二级过程控制系统中建立材料变形抗力km反求计算模型；

(3)根据冷连轧机组中各相关检测装置获取实测轧制力、实测张力、实测带材的入口厚度和出口厚度，并将其存储在PLC的相应单元中；

(4)在二级过程控制系统中对步骤(3)中的实测数据进行可信度判断，并将通过可信度判断的实测数据输入所述二级过程控制系统的数据库中；

(5)依据步骤(4)的实测数据计算km值；

(6)依据步骤(5)的km值进行增益计算；

(7)依据步骤(6)的km值进行增益计算后的结果进行线性插值计算；

(8)将依据步骤(7)计算的结果依其与压下率对应的方式写入步骤(1)建立的数据库中，实现数据库的更新。

2.根据权利要求1所述的在线拟合材料加工硬化曲线的方法，其特征在于所述数据库的名称项为钢号，字段名为压下率，所述压下率按数据段划分，其间距为4％。

说明书

一种在线拟合加工硬化曲线的方法

技术领域

[0001] 本发明主要用于冷连轧机过程控制系统，旨在把加工硬化曲线通过数据库方法进行拟合，把硬化曲线数值化，用于冷轧轧机过程控制系统中变形抗力的计算。同时通过控制过程系统中的在线自适应、自学习功能，使拟合后的加工硬化曲线更加接近材料的实际性能。

背景技术

[0002] 随着计算机技术和控制技术的快速发展，以及适应轧钢生产中追求高速、高效及自动化的要求，现在的大型冷连轧机组大多都配置了过程控制系统，即通常所说的三级自动化系统中的二级控制系统。二级控制系统主要功能包括：对轧件进行跟踪，为一级自动化系统提供预设定规程等功能。

[0003] 目前，国内多数冷连轧机组过程控制系统中，均需对材料的加工硬化曲线进行拟合，其方法通常都采用高次多项式进行拟合，一般为三次多项式。使用高次多项式进行拟合的优点是拟合模型相对简单，计算速度快。但其也存在着严重的缺点，主要是拟合精度不够高，对于一些存在硬化台阶的曲线不能拟合等。基于使用高次多项式进行拟合的上述缺点，改进其拟合方法，已势在必行。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提出一种新的在线拟合加工硬化曲线的方法，通过预取值把硬化曲线转化成相应的数据库，再通过插值法计算不同压下率对应的变形抗力。在生产中通过不断获取的实际数据对数据库进行修正，使硬化曲线更加接近材料的实际性能。

[0005] 本发明的技术解决方案是这样实现的：

[0006] 一种在线拟合材料加工硬化曲线的方法，主要用于冷连轧自动化系统的二级过程控制系统。其特征在于：包括下述步骤：

[0007] (1)在所述的二级系统上建立材料加工硬化曲线数据库；

[0008] (2)在所述的二级系统中建立材料变形抗力km反求计算模型；

[0009] (3)根据冷连轧机组中各相关检测装置获取实测轧制力、实测张力、实测带材的入口厚度和出口厚度，并将其存储在PLC的相应单元中；

[0010] (4)在二级系统中对步骤(3)中的实测数据进行可信度判断，并将通过可信度判断的实测数据输入所述二级系统的数据库中；

[0011] (5)依据步骤(4)的实测数据计算km值；

[0012] (6)依据步骤(5)的km值进行增益计算；

[0013] (7)依据步骤(5)的km值进行线性插值计算；

[0014] (8)将依据步骤(7)计算的km值依其与压下率对应的方式写入步骤(1)建立的数据库中，实现数据库的更新。

[0015] 所述数据库的名称项为钢号，字段名为压下率，所述压下率按数据段划分，其间距为4％。

[0016] 所述的材料变形抗力km的反求计算模型为：

[0017] km＝f1/Q*T*L

[0018] 式中：km-材料变形抗力

[0019] f1-塑性变形区轧制力

[0020] Q-应力状态系数

[0021] T-张力影响系数

[0022] L-接触弧长。

[0023] 所述的增益计算按下式计算：

[0024] km(n+1)＝kmn+α(km*-kmn)

[0025] 式中：km(n+1)-n+1次km

[0026] kmn-n次km

[0027] km*-通过实测值计算出的km

[0028] α-增益系数。

[0029] 所述的线性插值计算按下式计算：

[0030] krn＝km*+α(Rn-Rnm)

[0031] α＝(km*-kmr(n-4))/(Rm-R(n-4))

[0032] 式中：krn-压下率为n时的km

[0033] km*-通过实测值计算出的km

[0034] α-线性比例系数

[0035] kmr(n-4)-压下率为n-4时的km

[0036] Rn-n次时的压下率

[0037] R(n-4)-n-4次时的压下率

[0038] Rm-km*对应的压下率。

[0039] 与现有技术相比较本发明的优点是显而易见的，主要表现在：

[0040] 由已知条件和模型可以反求出km，km即为通过实测值求得的变形抗力，km通过增益计算后采用插值法写入材料库，完成材料的在线自学习，使拟合曲线更加接近材料的实际性能，提高了拟合精度，保证了产品质量。

附图说明

[0041] 图1、加工硬化曲线的示意图；

[0042] 图2、自学习前的点簇图；

[0043] 图3、自学习后点簇图；

[0044] 图4、本发明的程序框图。

具体实施方式

[0045] 如图4所示的一种在线拟合材料加工硬化曲线的方法，其特征在于包括下述步骤：(1)在所述的冷轧机组二级系统上建立材料加工硬化曲线数据库；(2)在所述冷轧机组二级系统中建立材料复形抗力km的反求计算模型；(3)根据冷连轧机组中各相关检测装置获取实测轧制力、实测张力、实测带材的入口厚度和出口厚度，并将其存储在PLC的相应单元中；(4)对所述实测数据进行可信度判断，并通过PLC通信模块输送给二级系统的数据库；(5)再经过将实测轧制力f→反求计算变形抗力km→经过增益计算→插值计算→将与压下率相对应的变形抗力km写入所述材料加工硬化曲线数据库的过程，并依此将数据库的纪录予以更新。这种在线拟合过程也是一种自学习与自适应的过程。学习前的点簇图如图2所示。自学习后的点簇图则如图3所示。