本发明涉及冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，具体是：根据冷轧带钢的产品规格和后续板形控制算法对板形信号的要求来确定沿带钢宽度方向上板形特征点的数目和位置坐标；考虑冷轧带钢生产中会经常遇到的带钢宽度与板形仪测量辊宽度大小不一致、冷轧过程中带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移等不利因素，准确确定了板形仪有效测量区域中心点的位置坐标，可以自动匹配好板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的位置关系，最终插值计算出高精度的各板形特征点处的板形值，为实现高精度的板形闭环控制提供了必需的前提条件。本发明具有在线自动降阶处理的功能，可以有效消除所述不利因素，为提高冷轧带钢板形质量打下基础。
1.一种冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，其特征在于：根据冷轧带钢的产品规格和后续板形控制算法对板形信号的要求来确定沿带钢宽度方向上板形特征点的数目和位置坐标；考虑冷轧带钢生产中会经常遇到的带钢宽度与板形仪测量辊宽度大小不一致、冷轧过程中带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移的不利因素，准确确定了板形仪有效测量区域中心点的位置坐标，可以自动匹配好板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的位置关系，最终插值计算出高精度的各板形特征点处的板形值，为实现高精度的板形闭环控制提供了必需的前提条件；
所述的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，是采用包括以下步骤的方法：（1）确定板形仪有效测量区域中心点及其对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：先假设带钢宽度为Lmm，后续板形控制算法在计算时需要板形测量系统提供m个板形测量值，而且这m个板形测量值的归一化相对位置坐标向量为[x1 x2 … xm]，这里有
通过分析实际生产中各个物理量之间的关系，按下述方法确定板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：
1)当 时，带钢宽度方向上的两端均落在板形仪的宽测量区域内，此时以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的宽测量区域个数为：式中，ceil(·)为取整函数,函数运算规则为取值为大于自变量的最小的整数，而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的宽测量区域个数为：靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：对边部覆盖长度进行有效性检验，若大于临界值则该边部测量区域测量值有效，否则舍弃它；继而确定板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：
板形仪的窄测量区域内，而靠近传动侧一端落在板形仪的宽测量区域内,此时以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为：而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的宽测量区域个数为：靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：对边部覆盖长度进行有效性检验，若大于临界值则该边部测量区域测量值有效，否则舍弃它，继而确定板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标；
板形仪的宽测量区域内，而靠近传动侧一端落在板形仪的窄测量区域内，此时以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为：而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的宽测量区域个数为：靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：对边部覆盖长度进行有效性检验，若大于临界值则该边部测量区域测量值有效，否则舍弃它，继而确定板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标；
4)当 时，带钢宽度方向的两端均落在板形仪的窄测量区域内，此时以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为：而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：对边部覆盖长度进行有效性检验，若大于临界值则该边部测量区域测量值有效，否则舍弃它，继而确定板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标；
（2）匹配板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的关系：上述步骤确定了板形特征点与板形仪有效测量区域中心点的位置坐标，现在来确定它们之间的位置关系，即确定每一个板形特征点位于哪两个板形仪有效测量区域中心点中间，其方法是采用一个2×m维的矩阵M来表示板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的关系：其中，矩阵M的第j列的两个元素M1j和M2j分别表示第j个板形特征点对应的上下界，即第j个板形特征点位于第M1j个和第M2j个板形仪有效测量区域中心点之间；
（3）完成m个板形特征点处板形值的降阶处理计算：由n个板形仪有效测量值σ(1)，σ(2)，…，σ(n)和矩阵M来计算板形特征点处的m个板形值ρ(1)，ρ(2)，…，ρ(m)；其方法是：若有M1i≠M2i，则
若有M1i＝M2i，则ρ(i)＝σ(M1i),i=1,2,…,m；
z(*)：板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标；
z(M1i)：第M1j个板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标；
z(M2i)：第M2j个板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标；
经过上述步骤，实现对冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理。
2.根据权利要求1所述的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，其特征是步骤1）中，按照下述步骤确定板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：a)若widthleft＞B1和widthright＞B1同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均有效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft/2,
z(i)＝z(i-1)+wb,3≤i≤nfl+nfr-1,z(nfl+nfr)＝z(nfl+nfr-1)+wb/2+widthright/2,b)若widthleft≤B1和widthright＞B1同时成立，靠近操作侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft+wb/2,
z(i)＝z(i-1)+wb,2≤i≤nfl+nfr-2,z(nfl+nfr-1)＝z(nfl+nfr-2)+wb/2+widthright/2,c)若widthleft＞B1和widthright≤B1同时成立，靠近传动侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft/2,
z(i)＝z(i-1)+wb,3≤i≤nfl+nfr-1,d)若widthleft≤B1和widthright≤B1同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-2个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft+wb/2,
z(i)＝z(i-1)+wb,2≤i≤nfl+nfr-2。
3.根据权利要求1所述的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，其特征是步骤2）中，按照下述步骤确定板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：a)若widthleft＞B2和widthright＞B1同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均有效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft/2,
z(i)＝z(i-1)+ws,3≤i≤nfl-Nb,z(nfl-Nb+1)＝z(nfl-Nb)+ws/2+wb/2,z(i)＝z(i-1)+wb,nfl-Nb+2≤i≤nfl+nfr-1，z(nfl+nfr)＝z(nfl+nfr-1)+wb/2+widthright/2,b)若widthleft≤B2和widthright＞B1同时成立，靠近操作侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft+ws/2,
z(i)＝z(i-1)+ws,2≤i≤nfl-Nb-1,z(nfl-Nb)＝z(nfl-Nb-1)+ws/2+wb/2,z(i)＝z(i-1)+wb,nfl-Nb+1≤i≤nfl+nfr-2，z(nfl+nfr-1)＝z(nfl+nfr-2)+wb/2+widthright/2,c)若widthleft＞B2和widthright≤B1同时成立，靠近传动侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft/2,
z(i)＝z(i-1)+ws,3≤i≤nfl-Nb,z(nfl-Nb+1)＝z(nfl-Nb)+ws/2+wb/2,z(i)＝z(i-1)+wb,nfl-Nb+2≤i≤nfl+nfr-1,d)若widthleft≤B2和widthright≤B1同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-2个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft+ws/2,
z(i)＝z(i-1)+ws,2≤i≤nfl-Nb-1,z(nfl-Nb)＝z(nfl-Nb-1)+ws/2+wb/2,z(i)＝z(i-1)+wb,nfl-Nb+1≤i≤nfl+nfr-2。
4.根据权利要求1所述的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，其特征是步骤3）中，按照下述步骤确定板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：a)若widthleft＞B1和widthright＞B2同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均有效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft/2,
z(i)＝z(i-1)+wb,3≤i≤nfl+Nb,z(nfl+Nb+1)＝z(nfl+Nb)+ws/2+wb/2,z(i)＝z(i-1)+ws,nfl+Nb+2≤i≤nfl+nfr-1，z(nfl+nfr)＝z(nfl+nfr-1)+ws/2+widthright/2,b)若widthleft≤B1和widthright＞B2同时成立，靠近操作侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft+wb/2,
z(i)＝z(i-1)+wb,2≤i≤nfl+Nb-1,z(nfl+Nb)＝z(nfl+Nb-1)+ws/2+wb/2,z(i)＝z(i-1)+ws,nfl+Nb+1≤i≤nfl+nfr-2，z(nfl+nfr-1)＝z(nfl+nfr-2)+ws/2+widthright/2,c)若widthleft＞B1和widthright≤B2同时成立，靠近传动侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft/2,
z(i)＝z(i-1)+wb,3≤i≤nfl+Nb,z(nfl+Nb+1)＝z(nfl+Nb)+ws/2+wb/2,z(i)＝z(i-1)+ws,nfl+Nb+2≤i≤nfl+nfr-1，d)若widthleft≤B1和widthright≤B2同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-2个，板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标为：z(1)＝widthleft+wb/2,
z(i)＝z(i-1)+wb,2≤i≤nfl+Nb-1,z(nfl+Nb)＝z(nfl+Nb-1)+ws/2+wb/2,z(i)＝z(i-1)+ws,nfl+Nb+1≤i≤nfl+nfr-2。
5.根据权利要求1所述的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，其特征是步骤（2）中，所述矩阵M的计算步骤包括：步骤1：令i＝1和j＝1，获取板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向上的位置坐标z(1)和z(n)；
步骤2：比较yi与z(1)和z(n)的大小关系，若yi≤z(1)，则令M1i＝M2i＝1；若yi≥z(n)则令M1i＝M2i＝n；
步骤3：比较yi与z(j)和z(j+1)之间的大小关系，如果有yi＜z(j)或者yi＞z(j+1)成立，则令j＝j+1，直到得到的j使得z(j)≤yi≤z(j+1)成立；
步骤4：在步骤3获得满足条件的j后给M1i和M2i赋值：M1i＝j，M2i＝j+1；
步骤5：令i＝i+1；若有i≤m则转至步骤2，否则，结束计算。
6.权利要求1至5中任一权利要求所述方法的用途，其特征是该方法在提高冷轧带钢产品中的冷轧带钢板形的质量中的应用。
冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及冷轧带钢领域，尤其涉及一种冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法。
背景技术
[0002] 在冷轧带钢产品的技术质量考核中，板形质量是最重要的技术指标之一。传统的冷轧带钢板形控制主要以板形预设定控制为主，没有实现先进的板形在线闭环控制，成为制约产品板形质量提高的瓶颈。为了提高冷轧带钢的板形质量，越来越多的冷轧带钢生产企业开始增加板形测量装置来在线检测带钢出口板形，再将目标板形与测量板形之间的偏差传送给板形控制系统，在线实时计算各板形调控机构的调节量以达到改善板形质量的目的。
[0003] 板形测量装置形式多种多样，按其是否与带钢接触可分为接触式和非接触式两种。接触式板形仪与非接触式板形仪相比具有测量精度高、测量信号可靠、抗干扰能力强等优点，由于冷轧生产中要求板形测量装置具有较高的测量精度和可靠性，因此各冷轧带钢生产企业通常会选择接触式板形仪作为板形测量装置。
[0004] 接触式板形仪型号一旦选定，其物理尺寸是不变的。另一方面，冷轧企业所生产的产品规格是受市场订单的影响而经常变化的。不断变化的产品规格，使带钢宽度和板形测量辊有效测量宽度大小经常不能一致。更糟糕的是，冷轧带钢在轧制过程中会发生跑偏现象，而板形测量辊中心线相对于轧机中心线也存在偏移。这种情况下，即使是同一规格带钢，由于带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移的发生，其在板形测量辊上的覆盖状况也会发生改变。带钢在板形测量辊上的覆盖状况最终会影响到板形仪有效测量区域沿宽度方向上的分布和大小。
[0005] 板形测量值的最终用户是板形控制系统，因此它需要满足板形控制系统对板形测量的要求。对于某一规格的冷轧带钢，板形控制系统会沿带钢宽度方向取一组特殊点作为板形特征点(通常情况下板形特征点的个数要小于板形仪有效测量区域的个数，因此可以称之为对板形测量信号的降阶处理)，用有限个板形特征点的板形值来表示带钢沿宽度方向上的板形值。在板形控制系统投入运行时，它需要实时获得这些板形特征点的板形值来在线计算各板形调控机构的调节量。但是，实际带钢生产过程中会存在带钢宽度与板形仪测量辊宽度大小不一致、冷轧过程中带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移等不利因素；另外，已有的板形信号降阶处理方法没有很好的匹配板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的位置关系。因此，如果不考虑这些不利因素而直接将板形仪测量信号进行传统的降阶处理后传送给板形控制系统，所得到的由板形特征点表示的板形值与带钢实际板形值之间会存在较大偏差，严重违背了板形控制系统对板形测量值有较高精度要求的基本原则。
[0006] 冷轧板形控制技术一直为国外公司所垄断而导致进口冷轧板形控制系统价格昂贵，即使高价进口后由于不掌握核心技术在产品变规格后不能保证系统良好运行，因此进行冷轧板形控制核心技术的国产化研发势在必行。
[0007] 基于以上事实，研发具有在线自动计算功能的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，克服带钢宽度与板形仪测量辊宽度大小不一致、冷轧过程中带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移等不利因素，为板形控制系统提供高精度的板形测量信号，适应冷轧板形控制系统的技术要求，最终提高冷轧带钢板形质量，是非常重要的。
发明内容
[0008] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，该处理方法考虑了冷轧带钢生产中会经常遇到的带钢宽度与板形仪测量辊宽度大小不一致、冷轧过程中带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移等不利因素，准确确定了板形仪有效测量区域中心点的位置坐标，可以自动匹配好板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的位置关系，最终插值计算出高精度的各板形特征点处的板形值。为实现高精度的板形闭环控制提供了必需的前提条件。
[0009] 本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
[0010] 本发明提供的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法，具体是：根据冷轧带钢的产品规格和后续板形控制算法对板形信号的要求来确定沿带钢宽度方向上板形特征点的数目和位置坐标；考虑冷轧带钢生产中会经常遇到的带钢宽度与板形仪测量辊宽度大小不一致、冷轧过程中带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移等不利因素，准确确定了板形仪有效测量区域中心点的位置坐标，可以自动匹配好板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的位置关系，最终插值计算出高精度的各板形特征点处的板形值，为实现高精度的板形闭环控制提供了必需的前提条件。
[0011] 本发明提供的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法在解决其技术问题时采用的技术方案包括以下步骤：
[0012] 1.确定板形仪有效测量区域中心点及其对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：
[0013] 根据冷轧带钢的产品规格和后续板形控制算法对板形信号的要求来确定沿带钢宽度方向上板形特征点的数目和位置坐标。产品规格提供了带钢的宽度信息，后续板形控制算法对板形测量系统所能提供的板形测量值的数目和归一化相对位置坐标提出了要求。
[0014] 先假设带钢宽度为Lmm，后续板形控制算法在计算时需要板形测量系统提供m个板形测量值，而且这m个板形测量值的归一化相对位置坐标向量为[x1 x2 Λ xm]，这里有0＜x1＜x2＜Λ＜xm-1＜xm＜1。于是，可以确定沿带钢宽度方向上板形特征点的数目为m个，且其沿带钢宽度方向从操作侧到传动侧的位置坐标计算公式为：
[0015] [y1 y2 Λ ym]＝[Lx1 Lx2 Λ Lxm]，
[0016] 然后假设Δ为带钢跑偏量，δ为板形仪测量辊中心位置偏差量，且均以偏向操作侧为正，偏向传动侧为负。板形仪测量辊宽测量区域宽度为wb，窄测量区域宽度为ws，以板形仪测量辊中心线为基准其左右两侧各有Nb个宽测量区域，其余为窄测量区域。在对边部覆盖长度进行有效性检验时，对于板形仪测量辊宽测量区域时的临界值为B1，窄测量区域时的临界值为B2。通过分析实际生产中各个物理量之间的关系，可以将本步骤的计算分为以下四种情况：
[0017] 1)当 时，带钢宽度方向上的两端均落在板形仪的宽测量区域内。
[0018] 此时以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的宽测量区域个数为：
[0019]
[0020] 式中，ceil(·)为取整函数，函数运算规则为取值为大于自变量的最小的整数。而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的宽测量区域个数为：
[0021]
[0022] 靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0023]
[0024] 靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0025]
[0026] 对边部覆盖长度进行有效性检验，若大于临界值则该边部测量区域测量值有效，否则舍弃它；继而确定有效测量区域对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：
[0027] a)若widthleft＞B1和widthright＞B1同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均有效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0028] z(1)＝widthleft/2，
[0029] z(2)＝widthleft+wb/2，
[0030] z(i)＝z(i-1)+wb，3≤i≤nfl+nfr-1
[0031] z(nfl+nfr)＝z(nfl+nfr-1)+wb/2+widthright/2，
[0032] b)若widthleft≤B1和widthright＞B1同时成立，靠近操作侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0033] z(1)＝widthleft+wb/2，
[0034] z(i)＝z(i-1)+wb，2≤i≤nfl+nfr-2 。
[0035] z(nfl+nfr-1)＝z(nfl+nfr-2)+wb/2+widthright/2，
[0036] c)若widthleft＞B1和widthright≤B1同时成立，靠近传动侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0037] z(1)＝widthleft/2，
[0038] z(2)＝widthleft+wb/2， 。
[0039] z(i)＝z(i-1)+wb，3≤i≤nfl+nfr-1
[0040] d)若widthleft≤B1和widthright≤B1同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-2个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0041] z(1)＝widthleft+wb/2，
[0042] z(i)＝z(i-1)+wb，2≤i≤nfl+nfr-2
[0043] 2)当 且 时，带钢宽度方向靠近操作侧一端落在板形仪的窄测量区域内，而靠近传动侧一端落在板形仪的宽测量区域内。
[0044] 此时以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为：
[0045]
[0046] 而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的宽测量区域个数为：
[0047]
[0048] 靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0049]
[0050] 靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0051]
[0052] 对边部覆盖长度进行有效性检验，若大于临界值则该边部测量区域测量值有效，否则舍弃它。继而确定有效测量区域对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：
[0053] a)若widthleft＞B2和widthright＞B1同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均有效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0054] z(1)＝widthleft/2，
[0055] z(2)＝widthleft+ws/2，
[0056] z(i)＝z(i-1)+ws，3≤i≤nfl-Nb，
[0057] z(nfl-Nb+1)＝z(nfl-Nb)+ws/2+wb/2，
[0058] z(i)＝z(i-1)+wb，nfl-Nb+2≤i≤nfl+nfr-1
[0059] z(nfl+nfr)＝z(nfl+nfr-1)+wb/2+widthright/2，
[0060] b)若widthleft≤B2和widthright＞B1同时成立，靠近操作侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0061] z(1)＝widthleft+ws/2，
[0062] z(i)＝z(i-1)+ws，2≤i≤nfl-Nb-1，
[0063] z(nfl-Nb)＝z(nfl-Nb-1)+ws/2+wb/2， 。
[0064] z(i)＝z(i-1)+wb，nfl-Nb+1≤i≤nfl+nfr-2
[0065] z(nfl+nfr-1)＝z(nfl+nfr-2)+wb/2+widthright/2，
[0066] c)若widthleft＞B2和widthright≤B1同时成立，靠近传动侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0067] z(1)＝widthleft/2，
[0068] z(2)＝widthleft+ws/2，
[0069] z(i)＝z(i-1)+ws，3≤i≤nfl-Nb， 。
[0070] z(nfl-Nb+1)＝z(nfl-Nb)+ws/2+wb/2，
[0071] z(i)＝z(i-1)+wb，nfl-Nb+2≤i≤nfl+nfr-1
[0072] d)若widthleft≤B2和widthright≤B1同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-2个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0073] z(1)＝widthleft+ws/2，
[0074] z(i)＝z(i-1)+ws，2≤i≤nfl-Nb-1，
[0075] z(nfl-Nb)＝z(nfl-Nb-1)+ws/2+wb/2，
[0076] z(i)＝z(i-1)+wb，nfl-Nb+1≤i≤nfl+nfr-2
[0077] 3)当 且 时，带钢宽度方向靠近操作侧一端落在板形仪的宽测量区域内，而靠近传动侧一端落在板形仪的窄测量区域内。
[0078] 此时以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为：
[0079]
[0080] 而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的宽测量区域个数为：
[0081]
[0082] 靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0083]
[0084] 靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0085]
[0086] 对边部覆盖长度进行有效性检验，若大于临界值则该边部测量区域测量值有效，否则舍弃它。继而确定有效测量区域对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：
[0087] a)若widthleft＞B1和widthright＞B2同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均有效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0088] z(1)＝widthleft/2，
[0089] z(2)＝widthleft+wb/2，
[0090] z(i)＝z(i-1)+wb，3≤i≤nfl+Nb，
[0091] z(nfl+Nb+1)＝z(nfl+Nb)+ws/2+wb/2， ；
[0092] z(i)＝z(i-1)+ws，nfl+Nb+2≤i≤nfl+nfr-1
[0093] z(nfl+nfr)＝z(nfl+nfr-1)+ws/2+widthright/2，
[0094] b)若widthleft≤B1和widthright＞B2同时成立，靠近操作侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0095] z(1)＝widthleft+wb/2，
[0096] z(i)＝z(i-1)+wb，2≤i≤nfl+Nb-1，
[0097] z(nfl+Nb)＝z(nfl+Nb-1)+ws/2+wb/2， ；
[0098] z(i)＝z(i-1)+ws，nfl+Nb+1≤i≤nfl+nfr-2
[0099] z(nfl+nfr-1)＝z(nfl+nfr-2)+ws/2+widthright/2，
[0100] c)若widthleft＞B1和widthright≤B2同时成立，靠近传动侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0101] z(1)＝widthleft/2，
[0102] z(2)＝widthleft+wb/2，
[0103] z(i)＝z(i-1)+wb，3≤i≤nfl+Nb， ；
[0104] z(nfl+Nb+1)＝z(nfl+Nb)+ws/2+wb/2，
[0105] z(i)＝z(i-1)+ws，nfl+Nb+2≤i≤nfl+nfr-1
[0106] d)若widthleft≤B1和widthright≤B2同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-2个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0107] z(1)＝widthleft+wb/2，
[0108] z(i)＝z(i-1)+wb，2≤i≤nfl+Nb-1，
[0109] z(nfl+Nb)＝z(nfl+Nb-1)+ws/2+wb/2，
[0110] z(i)＝z(i-1)+ws，nfl+Nb+1≤i≤nfl+nfr-2
[0111] 4)当 时，带钢宽度方向的两端均落在板形仪的窄测量区域内。
[0112] 此时以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为：
[0113]
[0114] 而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为
[0115]
[0116] 靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0117]
[0118] 靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0119]
[0120] 对边部覆盖长度进行有效性检验，若大于临界值则该边部测量区域测量值有效，否则舍弃它。继而确定有效测量区域对应的在带钢宽度方向上的位置坐标：
[0121] a)若widthleft＞B2和widthright＞B2同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均有效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0122] z(1)＝widthleft/2，
[0123] z(2)＝widthleft+ws/2，
[0124] z(i)＝z(i-1)+ws，3≤i≤nfl-Nb，
[0125] z(nfl-Nb+1)＝z(nfl-Nb)+ws/2+wb/2，
[0126] z(i)＝z(i-1)+wb，fnl-Nb+2≤i≤nfl+Nb，
[0127] z(nfl+Nb+1)＝z(nfl+Nb)+ws/2+wb/2， 。
[0128] z(i)＝z(i-1)+ws，nfl+Nb+2≤i≤nfl+nfr-1
[0129] z(nfl+nfr)＝z(nfl+nfr-1)+ws/2+widthright/2，
[0130] b)若widthleft≤B2和widthright＞B2同时成立，靠近操作侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0131] z(1)＝widthleft+ws/2，
[0132] z(i)＝z(i-1)+ws，2≤i≤nfl-Nb-1，
[0133] z(nfl-Nb)＝z(nfl-Nb-1)+ws/2+wb/2，
[0134] z(i)＝z(i-1)+wb，nfl-Nb+1≤i≤nfl+Nb-1， 。
[0135] z(nfl+Nb)＝z(nfl+Nb-1)+ws/2+wb/2，
[0136] z(i)＝z(i-1)+ws，nfl+Nb+1≤i≤nfl+nfr-2
[0137] z(nfl+nfr-1)＝z(nfl+nfr-2)+ws/2+widthright/2，
[0138] c)若widthleft＞B2和widthright≤B2同时成立，靠近传动侧的带钢不完全覆盖区域测量值无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-1个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0139] z(1)＝widthleft/2，
[0140] z(2)＝widthleft+ws/2，
[0141] z(i)＝z(i-1)+ws，3≤i≤nfl-Nb，
[0142] z(nfl-Nb+1)＝z(nfl-Nb)+ws/2+wb/2， 。
[0143] z(i)＝z(i-1)+wb，nfl-Nb+2≤i≤nfl+Nb，
[0144] z(nfl+Nb+1)＝z(nfl+Nb)+ws/2+wb/2，
[0145] z(i)＝z(i-1)+ws，nfl+Nb+2≤i≤nfl+nfr-1
[0146] d)若widthleft≤B2和widthright≤B2同时成立，最外侧两个带钢不完全覆盖区域测量值均无效，因此板形仪有效测量区域为nfl+nfr-2个，它们在带钢宽度方向上的位置坐标为：
[0147] z(1)＝widthleft+ws/2，
[0148] z(i)＝z(i-1)+ws，2≤i≤nfl-Nb-1，
[0149] z(nfl-Nb)＝z(nfl-Nb-1)+ws/2+wb/2，
[0150] z(i)＝z(i-1)+wb，nfl-Nb+1≤i≤nfl+Nb-1，
[0151] z(nfl+Nb)＝z(nfl+Nb-1)+ws/2+wb/2，
[0152] z(i)＝z(i-1)+ws，nfl+Nb+1≤i≤nfl+nfr-2，
[0153] 2.匹配板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的关系：
[0154] 上述步骤确定了板形特征点与板形仪有效测量区域中心点的位置坐标，现在来确定它们之间的位置关系，即确定每一个板形特征点位于哪两个板形仪有效测量区域中心点中间。我们采用一个2×m维的矩阵M来表示板形仪有效测量点与板形特征点之间的关系：
[0155]
[0156] 其中，矩阵M的第j列的两个元素M1j和M2j分别表示第j个板形特征点对应的上下界，即第j个板形特征点位于第M1j个和第M2j个板形仪有效测量区域中心点之间。
[0157] 矩阵M的计算步骤如下：
[0158] 步骤1：令i＝1和j＝1，获取板形仪有效测量点z(1)和z(n)；
[0159] 步骤2：比较yi与z(1)和z(n)的大小关系，若yi≤z(1)则令M1i＝M2i＝1；若yi≥z(n)则令M1i＝M2i＝n；
[0160] 步骤3：比较yi与z(j)和z(j+1)之间的大小关系，如果有yi＜z(j)或者yi＞z(j+1)成立，则令j＝j+1，直到得到的j使得z(j)≤yi≤z(j+1)成立；
[0161] 步骤4：在步骤3获得满足条件的j后给M1i和M2i赋值：M1i＝j，M2i＝j+1；
[0162] 步骤5：令i＝i+1；若有i≤m则转至步骤2，否则，结束计算。
[0163] 3.完成m个板形特征点处板形值的降阶处理计算：
[0164] 本步骤的目的在于由n个板形仪有效测量值σ(1)，σ(2)，Λ，σ(n)和矩阵M来计算板形特征点处的m个板形值ρ(1)，ρ(2)，Λ，ρ(m)。其计算公式为：
[0165] 若有M2i≠M2i，则
[0166] i＝1，2，Λ，m ；
[0167] 若有M2i＝M2i，则ρ(i)＝σ(M1i)，i＝1，2，Λ，m。
[0168] 经过上述步骤，本发明实现了对冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理。
[0169] 本发明与现有技术相比，具有以下的主要有益效果：
[0170] 其一.可以有效消除带钢宽度与板形检测辊宽度不一致、带钢跑偏以及板形检测辊中心线偏移等不利因素，自动匹配板形仪测量值与板形特征点板形值之间的位置关系，继而插值计算出高精度的板形特征点板形值，将其提供给后续的板形控制算法。本发明方法为高精度的冷轧带钢板形控制奠定了坚实的基础。
[0171] 其二.具有在线自动计算功能。
[0172] 通过考虑带钢宽度与板形仪测量辊宽度大小不一致、冷轧过程中带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移等因素来计算板形仪有效测量区域中心点个数和位置坐标，并将其与板形特征点进行位置匹配，继而通过匹配后的位置关系插值计算出各板形特征点处的板形值。在计算过程中只要输入带钢宽度、板形仪测量区域宽度和带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移量，就可以自动计算出高精度的板形特征点板形值。
[0173] 其三.为提高冷轧带钢板形质量打下基础。
[0174] 可以为板形控制系统提供高精度的板形测量信号，适应冷轧板形控制系统对板形测量信号的技术要求，为提高冷轧带钢板形质量打下基础。
附图说明
[0175] 图1为本发明的流程示意图。
[0176] 图2为本实施例板形特征点所对应的位置坐标示意图。
[0177] 图3为本发明确定的板形仪有效测量区域中心点所对应的位置坐标示意图。
[0178] 图4为本发明确定的带钢板形特征点所对应上、下板形仪有效测量区域中心点示意图。
[0179] 图5为传统板形特征点计算值曲线和冷轧带钢板形仪有效测量值曲线比较图。
[0180] 图6为本发明冷轧带钢板形特征点计算值曲线和冷轧带钢板形仪有效测量值曲线比较图。
具体实施方式
[0181] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
[0182] 本实施例公开的是某工作辊可水平移动的六辊冷轧机板形控制系统中的一种板形测量信号测量值的降阶处理方法。板形测量装置采用瑞典的ABB板形辊，该板形辊辊径313mm，由实心钢轴组成，沿宽度方向每隔26mm或52mm被分成一个测量区域，每个测量区域内沿轴向在测量辊的四周均匀分布着四个沟槽以放置磁弹性力传感器，传感器的外面被钢环所包裹。产品规格(厚度×宽度)：0.35mm×1250mm，钢种：高牌号无取向HNGO，轧制速度：最大轧制速度900m/min。可以看出产品带钢宽度(1250mm)并不是板形仪测量区域宽度(26mm或52mm)的整数倍，另外在六辊冷轧机生产过程中不可避免的存在板形仪中心位置相对轧机中心线的偏移、带钢跑偏等现象的发生，这些偏移量的出现导致带钢在板形仪不同测量区域间的窜动，致使板形测量信号点与板形控制系统需要板形特征点不匹配，因而无法直接在板形控制系统中直接使用这些板形测量信号，需要对它们进行处理后再导入板形控制系统。实际冷轧带钢生产中，如果不对这些不利因素进行处理或者处理不好都会直接影响板形测量的精度，而不高的板形测量精度又会导致板形控制效果变差甚至失灵，这也是冷轧带钢闭环反馈控制领域的一项技术难题。本发明可以有效消除带钢宽度与板形检测辊宽度不一致、带钢跑偏以及板形检测辊中心线偏移等不利因素，自动匹配板形仪测量值与板形特征点板形值之间的位置关系，继而插值计算出高精度的板形特征点板形值，为高精度的冷轧带钢板形控制奠定了坚实的基础。
[0183] 本实施例提供的方法采用包括以下的步骤：
[0184] 1.收集轧制过程参数信息：
[0185] 本步骤主要目的是收集在板形测量信号测量值的降阶处理方法计算中涉及到轧制过程参数：带钢宽度L＝1250mm，带钢跑偏Δ＝20mm，板形仪测量辊中心位置偏差量δ＝10mm，板形仪测量辊中间线两侧各有8个52mm测量区域，其余为26mm测量区域。根据板形仪测量原理和轧制工艺考虑，边部不完全覆盖区域的有效长度界限设定为：边部测量区域为52mm测量区域时B1＝30mm，边部测量区域为26mm测量区域时B2＝15mm。
[0186] 2.确定板形特征点数目及其位置坐标：
[0187] 本实施例中后续的板形控制算法采用多变量优化控制算法，其在线实时计算时要求板形测量系统向其提供沿带钢宽度方向上均匀分布的20个点的板形值。于是，板形特征点数目定为m＝20个，这20个特征点沿带钢宽度方向从操作侧到传动侧的位置坐标值列在表1中。图2为这20个板形特征点所对应的沿带钢宽度方向从操作侧到传动侧的位置坐标示意图。
[0188] 3.确定板形仪有效测量点及其位置坐标：
[0189] 根据在步骤(1)中收集的轧制过程参数信息，我们可以得到：
[0190] Nb×wb＝416mm，即 成立，
[0191] 此时带钢沿宽度方向的两端均落在板形仪的窄测量区域内。若以板形仪测量辊中心线为基准，靠近操作侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为：
[0192]
[0193] 而靠近传动侧的板形仪测量辊受带钢覆盖的测量区域个数为：
[0194]
[0195] 靠近操作侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0196]
[0197] 靠近传动侧且受带钢覆盖的最外侧测量区域的带钢覆盖长度为：
[0198]
[0199] 可以看出，此时有widthleft≤B2和widthright＞B2同时成立，也就意味着靠近操作侧最外端的带钢未完全覆盖测量区域应该被舍弃，板形仪有效测量区域从靠近操作侧的第一个被完全覆盖的测量区域开始计数，共有nfl+nfr-1个。板形仪有效测量区域中心点对应的在带钢宽度方向从操作侧到传动侧的位置坐标计算公式为：
[0200] z(1)＝widthleft+ws/2，
[0201] z(i)＝z(i-1)+ws，2≤i≤8，
[0202] z(9)＝z(8)+ws/2+wb/2，
[0203] z(i)＝z(i-1)+wb，10≤i≤24，
[0204] z(25)＝z(24)+ws/2+wb/2，
[0205] z(i)＝z(i-1)+ws，26≤i≤31
[0206] z(32)＝z(31)+ws/2+widthright/2，
[0207] 图3为这32个板形仪有效测量区域中心点所对应的沿带钢宽度方向从操作侧到传动侧的位置坐标示意图。
[0208] 4.匹配板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的关系：
[0209] 按照发明内容中给出的计算步骤，计算得到表示板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的位置关系矩阵M为：
[0210]
[0211] 举例说明，矩阵M的第3列元素分别为M13＝6和M23＝7，也就是说，第3个带钢特征点的位置坐标处于第6个和第7个板形仪有效测量区域中心点位置坐标之间。图4为各板形特征点所对应上、下板形仪有效测量区域中心点示意图。
[0212] 5.在线计算各板形特征点处的板形值：
[0213] 轧制过程中某一时刻32个板形仪有效测量点的板形值表示为σ(1)，σ(2)，Λ，σ(32)，结合上一步骤计算得到的矩阵M，则20个板形特征点处的板形值ρ(1)，ρ(2)，Λ，ρ(20)的计算公式为：
[0214] i＝1，2，Λ，20
[0215] 目前已有的常规板形测量信号测量值处理方法没有综合考虑带钢宽度与板形仪测量辊宽度大小不一致、冷轧过程中带钢跑偏以及测量辊中心位置偏移等不利因素，也未发现有方法能够很好的匹配板形仪有效测量区域中心点与板形特征点之间的关系。
[0216] 图5为采用常规降阶处理方法得到的板形仪有效测量值曲线和板形特征点计算值曲线图。由图5看出二者之间存在较大偏差，难以满足高精度板形测量的要求。而本发明提出的冷轧带钢板形测量信号测量值的降阶处理方法可以很好的解决上述问题。
[0217] 图6为板形仪有效测量值曲线和本发明的板形特征点计算值曲线图。由图6可以看出，本发明计算的板形特征点板形曲线能够以很高精度的逼近实际带钢板形分布，为高精度的板形控制打下坚实的基础。
[0218] 附表
[0219] 表1 20个特征点沿带钢宽度方向从操作侧到传动侧的位置坐标值(单位mm)[0220]y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7
31.3 93.8 156.3 218.8 281.3 343.8 406.3
y8 y9 y10 y11 y12 y13 y14
468.8 531.3 593.8 656.3 718.8 781.3 843.8
y15 y16 y17 y18 y19 y20
906.3 968.8 1031.3 1093.8 1156.3 1218.8
