權(quán)利要求書： 1.一種爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：首先標(biāo)定卷筒槽口穿帶位置為零位，在啟動卷筒槽口自動定位時，以360減去卷筒槽口實(shí)際角度θ作為控制偏差e，然后根據(jù)控制偏差e的大小動態(tài)調(diào)整卷取機(jī)線速度，當(dāng)槽口實(shí)際角度大于控制閾值γ時，將卷取機(jī)設(shè)定線速度置零，完成卷筒槽口的自動定位，當(dāng)卷取機(jī)反饋線速度為零時，保存此刻的控制偏差e，根據(jù)e的大小對閾值γ進(jìn)行自學(xué)習(xí)，以提高下一次槽口的定位精度；

具體包括步驟如下：

(1)在卷筒槽口定位啟動的時刻，根據(jù)卷筒槽口角度反饋值θ的大小判斷槽口完成定位所需圈數(shù)n；

(2)根據(jù)卷筒槽口角度反饋值θ及槽口完成定位所需圈數(shù)n，計(jì)算控制偏差e；

(3)啟動卷筒槽口定位控制，根據(jù)控制偏差e的大小計(jì)算槽口定位時的卷取機(jī)線速度給定值ref；

(4)實(shí)時判斷卷筒槽口是否經(jīng)過零位位置，當(dāng)卷筒槽口經(jīng)過零位位置時，槽口完成定位所需圈數(shù)n就自減1，且n≥0；

(5)當(dāng)滿足|e|≤Dez且θ≥γ時，則判定為卷筒槽口定位完成，此刻將卷取機(jī)線速度給定值ref置零，其中，Dez為槽口定位精度，γ為控制閾值；

(6)當(dāng)卷筒槽口完成定位且卷取機(jī)線速度反饋值為零時，鎖定此刻的卷筒槽口角度反饋值為θL，并對控制閾值γ進(jìn)行修正自學(xué)習(xí)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：所述步驟(1)中的槽口完成定位所需圈數(shù)n的判斷依據(jù)為：其中，β為定位圈數(shù)判斷閾值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：所述步驟(2)中控制偏差e的計(jì)算方式如下：e＝360n?θ。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：所述步驟(3)中卷取機(jī)線速度給定值ref滿足：LU≥ref≥LL>0，卷取機(jī)線速度給定值ref的計(jì)算方法如下：

其中，LL為卷筒槽口定位時卷取機(jī)的最小線速度，LU為卷筒槽口定位時卷取機(jī)的最大線速度，LU的取值范圍為0.5～2.0m/s，K為增益系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：所述卷筒槽口角度反饋值θ由安裝在卷筒上的編碼器進(jìn)行檢測，槽口穿帶位置標(biāo)定為槽口角度的零位，且卷筒槽口定位的目標(biāo)位置就是槽口角度的零位位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：所述定位圈數(shù)判斷閾值β的計(jì)算方法如下：LU為卷筒槽口定位時卷取機(jī)的最大線速度，K為增益系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：所述步驟(4)中卷筒槽口經(jīng)過零位位置的判斷依據(jù)為：相鄰兩個PLC掃描周期的卷筒槽口角度反饋值的變化量大于閾值α，判定公式為：|θi?θi?1|＞α，其中，θi為當(dāng)前PLC掃描周期卷筒槽口角度反饋值，θi?1為上一個PLC掃描周期卷筒槽口角度反饋值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：所述步驟(6)中根據(jù)槽口角度鎖定值θL的大小對控制閾值γ進(jìn)行修正自學(xué)習(xí)，具體為：其中，λ為自學(xué)習(xí)值，ω為自學(xué)習(xí)系數(shù)，λ的取值范圍為：?Dez＜λ＜Dez。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：所述閾值α的取值與LU和PLC掃描周期Ts有關(guān)系，計(jì)算公式為：其中，D為卷筒直徑，η為調(diào)整系數(shù)，η的取值范圍為1.0～5.0。

說明書： 一種爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及金屬加工控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法。

背景技術(shù)[0002] 爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線是熱軋生產(chǎn)線的一種形式，其特點(diǎn)是在可逆軋機(jī)的入口側(cè)和出口側(cè)分別布置了一臺卷取爐，卷取爐的卷取機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)地下卷取機(jī)的不同，爐卷取機(jī)

不存在助卷輥或助卷皮帶等助卷設(shè)備，它是通過爐卷軋機(jī)卷筒上的槽口來固定帶鋼頭部，

然后進(jìn)行后續(xù)的帶鋼建張和卷取生產(chǎn)作業(yè)。爐卷軋機(jī)的卷取工藝控制過程為：在穿帶前首

先對卷筒槽口進(jìn)行精確定位，使槽口位置處于穿帶位置，待帶鋼頭部進(jìn)入槽口約300～

500mm長度時，開始啟動卷取機(jī)轉(zhuǎn)動，使帶鋼在卷筒與軋機(jī)之間建立張力，并開始正常的卷

取軋制。

[0003] 卷筒槽口的開度一般約為150mm，槽口的穿帶位置為槽口下沿與穿帶導(dǎo)板處于同一平面的位置，只有這樣才能順利完成穿帶過程。如果槽口下沿高于或者低于穿帶導(dǎo)板平

面，再加上帶鋼頭部經(jīng)常會上翹或者下扣，就容易造成帶鋼頭部卡在卷筒槽口位置，造成穿

帶失敗事故，精確控制卷筒槽口的位置，是穿帶順利進(jìn)行的前提條件。爐卷取機(jī)卷筒直徑一

般為1350.0mm，卷筒槽口角度每變化1.0°，卷筒槽口位置的變化約為11.8mm，從以上數(shù)據(jù)可

知，卷筒角度的微小變化就會導(dǎo)致卷筒槽口位置的較大變化，所以，槽口角度的控制誤差要

小于0.5°。爐卷取機(jī)設(shè)備主要包括卷筒、減速機(jī)和傳動電機(jī)，由于設(shè)備的機(jī)械間隙、慣性以

及傳動系統(tǒng)的控制精度等原因，造成在卷取機(jī)速度給定值為零時，卷取機(jī)并不能瞬間停下

來，如圖4所示，此階段相當(dāng)于失控階段，這樣就增大了槽口精確定位的控制難度。而且，爐

卷軋機(jī)當(dāng)前道次帶鋼拋出至下一道次帶鋼咬入時間間隔一般為3～5s，即槽口定位要在5s

時間內(nèi)完成，快速、高精度的卷筒槽口定位控制，是爐卷取機(jī)基本的工藝控制要求。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，該方法基于自學(xué)習(xí)的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)爐卷軋機(jī)卷筒槽口的快速、高精度的定位控制。

[0005] 該方法首先標(biāo)定卷筒槽口穿帶位置為零位，在啟動卷筒槽口自動定位時，以360減去卷筒槽口實(shí)際角度θ作為控制偏差e，然后根據(jù)控制偏差e的大小去動態(tài)調(diào)整卷取機(jī)線速

度，當(dāng)槽口實(shí)際角度大于控制閾值γ時，將卷取機(jī)設(shè)定線速度置零，完成卷筒槽口的自動定

位，當(dāng)卷取機(jī)反饋線速度為零時，保存此刻的控制偏差e，根據(jù)e的大小對閾值γ進(jìn)行自學(xué)

習(xí)，以提高下一次槽口的定位精度。

[0006] 具體包括步驟如下：[0007] (1)在卷筒槽口定位啟動的時刻，根據(jù)卷筒槽口角度反饋值θ的大小判斷槽口完成定位所需圈數(shù)n；

[0008] (2)根據(jù)卷筒槽口角度反饋值θ及槽口完成定位所需圈數(shù)n，計(jì)算控制偏差e；[0009] (3)啟動卷筒槽口定位控制，根據(jù)控制偏差e的大小計(jì)算槽口定位時的卷取機(jī)線速度給定值ref；

[0010] (4)實(shí)時判斷卷筒槽口是否經(jīng)過零位位置，當(dāng)卷筒槽口經(jīng)過零位位置時，槽口完成定位所需圈數(shù)n就自減1，且n≥0；

[0011] (5)當(dāng)滿足|e|≤Dez且θ≥γ時，則判定為卷筒槽口定位完成，此刻將卷取機(jī)線速度給定值ref置零，其中，Dez為槽口定位精度，γ為控制閾值；

[0012] (6)當(dāng)卷筒槽口完成定位且卷取機(jī)線速度反饋值為零時，鎖定此刻的卷筒槽口角度反饋值為θL，并對控制閾值γ進(jìn)行修正自學(xué)習(xí)。

[0013] 其中，步驟(1)中槽口完成定位所需圈數(shù)n的判斷依據(jù)為：[0014][0015] 其中，β為定位圈數(shù)判斷閾值。[0016] 步驟(2)中控制偏差e的計(jì)算方式如下：[0017] e＝360n?θ。[0018] 步驟(3)中卷取機(jī)線速度給定值ref滿足：LU≥ref≥LL>0，卷取機(jī)線速度給定值ref的計(jì)算方法如下：

[0019][0020] 其中，LL為卷筒槽口定位時卷取機(jī)的最小線速度，LU為卷筒槽口定位時卷取機(jī)的最大線速度，LU的取值范圍為0.5～2.0m/s，K為增益系數(shù)。

[0021] 卷筒槽口角度反饋值θ由安裝在卷筒上的編碼器進(jìn)行檢測，槽口穿帶位置標(biāo)定為槽口角度的零位，且卷筒槽口定位的目標(biāo)位置就是槽口角度的零位位置。

[0022] 定位圈數(shù)判斷閾值β的計(jì)算方法如下：[0023][0024] 步驟(4)中卷筒槽口經(jīng)過零位位置的判斷依據(jù)為：相鄰兩個PLC掃描周期的卷筒槽口角度反饋值的變化量大于閾值α，判定公式為：|θi?θi?1|＞α，

[0025] 其中，θi為當(dāng)前PLC掃描周期卷筒槽口角度反饋值，θi?1為上一個PLC掃描周期卷筒槽口角度反饋值。

[0026] 步驟(6)中根據(jù)槽口角度鎖定值θL的大小對控制閾值γ進(jìn)行修正自學(xué)習(xí)：[0027][0028][0029] 其中，λ為自學(xué)習(xí)值，ω為自學(xué)習(xí)系數(shù)，λ的取值范圍為：?Dez＜λ＜Dez。[0030] 閾值α的取值與LU和PLC掃描周期Ts有關(guān)系，計(jì)算公式為：[0031][0032] 其中，D為卷筒直徑，η為調(diào)整系數(shù)，η的取值范圍為1.0～5.0。[0033] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：[0034] 上述方案中，基于自學(xué)習(xí)的控制算法，根據(jù)上一次槽口定位完成后的槽口角度定位偏差值的大小，去優(yōu)化調(diào)整下次卷筒槽口定位控制參數(shù)，雖然有設(shè)備的機(jī)械間隙和慣性

等外在不良因素的影響，但是通過自學(xué)習(xí)及參數(shù)的自優(yōu)化，可以逐漸把外部因素的影響減

小，提高最終的定位控制精度。該方法實(shí)現(xiàn)簡單，不用增加任何硬件就可以實(shí)現(xiàn)卷筒槽口的

高精度定位控制。

附圖說明[0035] 圖1為本發(fā)明的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；[0036] 圖2為本發(fā)明的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法的控制流程圖；[0037] 圖3為本發(fā)明的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法的卷筒槽口定位過程中卷取機(jī)線速度和槽口角度曲線圖；

[0038] 圖4為本發(fā)明的爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法的卷筒槽口定位完成時卷取機(jī)線速度和槽口角度曲線局部放大圖。

具體實(shí)施方式[0039] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

[0040] 本發(fā)明提供一種爐卷軋機(jī)卷筒槽口精確定位的控制方法，圖1為本發(fā)明所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該方法首先標(biāo)定卷筒槽口穿帶位置為零位，在啟動卷筒槽口自

動定位時，以360減去槽口角度反饋值θ作為控制偏差e，然后根據(jù)控制偏差e的大小去動態(tài)

調(diào)整卷取機(jī)線速度，當(dāng)槽口實(shí)際角度大于控制閾值γ時，將卷取機(jī)設(shè)定線速度置零，完成卷

筒槽口的自動定位，當(dāng)卷取機(jī)反饋線速度為零時，保存此刻的控制偏差e，根據(jù)e的大小對閾

值γ進(jìn)行自學(xué)習(xí)，以提高下一次槽口的定位精度。

[0041] 包括步驟如下：[0042] (1)在卷筒槽口定位啟動的時刻，先根據(jù)卷筒槽口角度反饋值θ的大小來判斷槽口完成定位所需圈數(shù)n；

[0043] (2)根據(jù)卷筒槽口角度反饋值θ及槽口完成定位所需圈數(shù)n，計(jì)算控制偏差e；[0044] (3)啟動卷筒槽口定位控制，根據(jù)控制偏差e的大小計(jì)算槽口定位時的卷取機(jī)線速度給定值ref；

[0045] (4)實(shí)時判斷卷筒槽口是否經(jīng)過零位位置，當(dāng)卷筒槽口經(jīng)過零位位置時，槽口完成定位所需圈數(shù)n就自減1，且n≥0；

[0046] (5)當(dāng)滿足|e|≤Dez且θ≥γ時，則判定為卷筒槽口定位完成，此刻將卷取機(jī)線速度給定值ref置零，其中，Dez為槽口定位精度，γ為控制閾值；

[0047] (6)當(dāng)卷筒槽口完成定位且卷取機(jī)線速度反饋值為零時，鎖定此刻的卷筒槽口角度反饋值為θL，并對控制閾值γ進(jìn)行修正自學(xué)習(xí)。

[0048] 本發(fā)明控制過程槽口角度和卷取機(jī)線速度曲線如圖3所示，其中，t1為卷筒槽口定位啟動時刻；t2為卷筒槽口定位結(jié)束時刻；圖4為t2時刻的曲線局部放大圖，在卷取機(jī)線速度

設(shè)定變?yōu)榱銜r，卷筒槽口角度先增大至0.6°然后最終穩(wěn)定在0.05°，可以明顯看出，本發(fā)明

將槽口定位角度偏差控制在±0.1°以內(nèi)，有效提高了卷筒槽口定位精度，滿足了生產(chǎn)需求。

[0049] 下面結(jié)合具體實(shí)施例予以說明。[0050] 實(shí)施例1[0051] 該方案在某廠1780mm爐卷軋線上實(shí)施，具體實(shí)施步驟如下：[0052] 步驟一：在卷筒槽口定位啟動的時刻，先根據(jù)卷筒槽口角度反饋值θ的大小判斷卷筒轉(zhuǎn)第一圈時完成自動定位還是在卷筒轉(zhuǎn)第二圈時完成定位，槽口完成定位所需圈數(shù)n的

判斷依據(jù)為：

[0053][0054] 式中，β為定位圈數(shù)判斷的閾值；[0055] 其中，β的計(jì)算公式為： LU＝1.0m/s，K＝0.1。[0056] 步驟二：根據(jù)卷筒槽口角度反饋值θ及槽口完成定位所需圈數(shù)n，計(jì)算控制偏差e，計(jì)算公式為：e＝360n?θ；

[0057] 步驟三：啟動卷筒槽口定位控制，根據(jù)控制偏差e的大小計(jì)算槽口定位時的卷取機(jī)線速度給定值ref，計(jì)算公式為：

[0058] 卷取機(jī)線速度給定值re滿足：LU≥ref≥LL>0，其中，LL＝0.15m/s。[0059] 步驟四：實(shí)時判斷卷筒槽口是否經(jīng)過零位位置，當(dāng)卷筒槽口經(jīng)過零位位置時，槽口完成定位所需圈數(shù)n就自減1，且n≥0；

[0060] 卷筒槽口經(jīng)過零位位置的判斷依據(jù)為：相鄰兩個PLC掃描周期的卷筒槽口角度反饋值的變化量大于閾值α，判定公式為：|θi?θi?1|＞α，

[0061] 式中，θi為當(dāng)前PLC掃描周期卷筒槽口角度反饋值，θi?1為上一個PLC掃描周期卷筒槽口角度反饋值。

[0062] 閾值α的取值與LU和PLC掃描周期Ts有關(guān)系，計(jì)算公式為：[0063] 式中，D＝1.35m；η＝3.0，Ts＝0.004s。[0064] 步驟五：當(dāng)滿足|e|≤Dez且θ≥γ時，則判定為卷筒槽口定位完成，此刻將卷取機(jī)線速度給定值ref置零，其中，Dez＝0.5；

[0065] 步驟六：當(dāng)卷筒槽口完成定位且卷取機(jī)線速度反饋值為零時，鎖定此刻的卷筒槽口角度反饋值為θL，并對控制閾值γ進(jìn)行自學(xué)習(xí)。

[0066] 根據(jù)槽口角度鎖定值θL的大小對控制閾值γ進(jìn)行修正自學(xué)習(xí)：[0067][0068][0069] 式中，ω＝0.2。[0070] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也

應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。