Способ автоматического управления непрерывным станом холодной прокатки
с
Вд
Й но;; но;, 82221 нц4
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН Ия
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 19.07.73 (21) 1945111/22-2 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—
Опубликовано 30.08.75. Бюллетень № 32
Дата опубликования описания 15.03.76 (51) М. Кл. В 21b 37/02, Государственный комитет
Совета Министров СССРао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771.237-503.51. 531.7 (088.8) (72) Автор изобретения
Б. С. Бройдо
Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт «Цветметавтоматикя» (71) ЗяHH tTeah (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
HEIIPEPblBHbIM СТАНОМ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
Изобретение относится к области автоматизации непрерывных станов холодной прокатки.
Известен способ регулирования толщины полосы на непрерывных прокатных станах по сигналу отклонения толщины в одном из межклетевых промежутков от заданного значения с регулированием обжатия металла в последующей относительно места установки измерителя толщины клети воздействием на скорость валков всех предыдущих и одной последующей клети в функции измеренного отношения толщины.
Недостатком указанного способа является невозможность компенсации влияния неизмсояемых возмущений (нзмененнй механических свойств полосы, условий смазки и температурного расширения валков) на натяжение и толщину полосы в последующих межклетевых промежутках, поскольку для управления используется лишь сигнал изменения толщины в одном из межклетевых промежутков, что снижает точность регулирования толщины на выходе стана. Далее, поскольку управляющим воздействием является заднее натяжение в клети, предшествующей измерителю толщины, оно в процессе регулирования может принять недопустимо большие, либо малые значения, так как не предусмотрены меры но его ограниченшо, что снижает диапазон регулирования толщины.
С целью устранения указанных недостатков в качестве управляющих воздействий ис5 пользуются как изменение скорости приводного двигателя, так и изменение раствора между валками в каждой клети, причем указанные управляющие воздействия каждой клети формируются суммированием преобра10 зованных сигналов отклонений входной толщины и заднего натяжения данной клети и всех следующих за нею. Преобразование указанных сигналов отклонений входной толщины и заднего натяжения каждой клети осуществля-!
5 ется в соответствии с определенной комбинацией передаточных функций всех клетей н электроприводов, соответствующих данному сортаменту, режиму и скорости прокатки, обеспечивающей инвариантность отклонений
20 переднего натяжения и выходной толщины в данной и всех предыдущих клетях, что одновременно обеспечивает инвариантность по отношению к неизмеряемым возмущениям, возникающим в предыдущих клетях.
2s На чертеже изображена блок-схема формирования управляющих воздействий по предлагаемому способу на примере — k — клетевого стана холодной прокатки или, что то же, k-клетевой группы и-клетевого стана для
30 k =4.
482221
Z,=B,Xj
22 В2Х2
2з = ВзХз (2) 10 где
Х1 х== Х2
Хз
V, L2 (5)
1з
22
2з
24 — составные векторы;
В< > 0 0
В(,> В(21) 0
0 0
В(22) 0
В(2) В(2) В(2)
В(2)
В(2) 35
Bi 0 0
0 В20
00 В, блочные мат и ы (6) (9) откуда
D(1) 0 0
D(, > D(,1? 0
D(1) Q (1) D (1) 60
Здесь изоопазкспы;етырс клети 1 — 4 с векторамн ZI измср2-емых возмущски!й 5 — 8 и векторами Т; управля!Ощпх переменных 9—
\, 1 на 1>:iO:j,B 4, а т(1!(.:::с вс"1 о:р!1 !!! л 1 pcÃ> IIIруе. !ых (Icpci;Ic)IHH. . !."-:---16 ИB bb ходах «лстсй, сгII:) BH íi I.(.,! с>!(д1 < 0501! чсрез псрсд(>то 1ныс матрицы В; 17--19, преобразующие матрицы Di 20 — 23, с,мматоp! 24 — 27, модели передато:шых м.":триц В;< "> 28 — -31 ii векторов измеряемых «о3мупicHI; Z, j 32 — -35 (=1, 1
" 4).
В соответствии с нрсдлагае IIIII способом выц!е1 каза нныс вскторы содар)!(Ят компонспты: Х, = (,х.И>,, Т;,)г, Z;, = (ZH„ где КН, AT, 2 II, Л- — !1рп;защения толщиi!Iû полосы, з!е>кклатс :0 "0 натяжения, скорости приводного двигателя и раствора ме2кдм валками. Индексы ооозн-.лают; i — номер клети, 0.1 — ьходная и выходная сторона клети. Псрсдато;ные матрицы 17 — -19 имеют
) внд В, = — <(пд(е,1); -- время транcIIopTHoI !> запз!Здывазп!Я между (l+ 1) -ОЙ и ! -ой клетями. Поскольку непосредственное измерение вскторов возмущений 2;,, 5 — 8 на входах клетей затруднено число техническими причи(!а IH) использ; !Отся их ъ!Одели Z; . 1 — (0)
32 — 35, которые фоомируются с помощью мо.(О) делен передаточных матриц 28 — 31 В! — Я-.; — -. „
=-diag(e ", 1), где -,„— запаздывание между измерителем толщины (ИТ) и предшествующей ему 1-ой клетью, из векторов
Х,. = diag(e ", 1), замеренных на вы— <о> . — 5- „; ходе i-ой клети,так что Z;(,),=-В! " .>(; =-В!Х;=—
=2-;
Лппаратурно модели передаточных матриц
В;(о) 28 — 31 могут быть реализог;аны в виде блоков с регулируемым запаздыванием
"i — -..„; (БРЗ) и канала с единичным коэффициентом передачи. При í"îá,õ"îäèìîñòè инерционность ИТ и погрешности БРЗ могут быть скомпенсироьаны известными корректирующими устройствами, введенными в состав моделей 28 — 31.
B соответствии с предлагаемым способом, модель вектора возмущ ний 30 — 33 каждой клети 1 — 4 преобразовывается матрицами 20—
23. В резус!ь! атс преобразовани". На выходе каждого опар атора 20 — 23 формируется (>з — i+ 1) векторных вь!ходных сигнала 36—
45, которые пода!Отся Ii3. I>xo+bl сумматора
24 — 27 одной пос.".ждующей и всех предыдущих клетей. Вь!ходными сигналами указанных сумматорог, явля!отея гекторы управления клети У; 9 — 12.
Для обосноьанпя способа рассмотрим систему матричных уравнений для L-изображений приращений переменных трехклетевого
НСХП.
Х1 =В",, 2,+ +ВЯ У!
Х2 —— В(211)22+В(,1.) 2, +В(,2) У,-(-В(2) У хз= В з",22+ В(i 23+В. )24+,» (+Вз 1 х
« 2+В ;",! Y2 (1) (2) где В,, и В,, — матрицы размером (2X2), элементами которых являются комбинации передаточных функций клетей и электроприводов. Появление добавочных слагаемых в каждой последующей строке (1) отражает, как известно, наличис обратных связей между двумя смежными клетями через скорость входа H последующую клеть.
Запишем (1) и (2) в гиде двух матричных уравнений: (г )!8 ) (3)
L, = — ax) (4) Ц
4() и сформируем вектор управления > в соот ветствии с уравнением
У = 61((- *+ 4), (7) где oi — подлежащий определению оператор.
Решая совместно (3) и (7) находим.
=((1 — 1А)(4 — 4) (8)
Из (8) видно, что условие инвариантности х относительно 1 и Г>, может быть записано в виде
8, +82, =0
<>, = — j32 - 13 (10) (2)
Учитывая определения матриц В,. и (6)
iJ легко показать, что 51 — нижняя квази треугольная блочная матрица, имеющая вид: где Di, — матрицы передаточных функций (i) размером 2Х2, структура которых определяется уравнением (9).
Таким образом, уравнение (7) можно записать в следующем развернутом виде:
482221
Предмет изобретения
Составитель ь. ьро."(до
Техред T. Курилко
Рсд":."ò(>ð . Шепелева
Корректор д. Котова
Заказ 7935 Изд. № 1739 Тираж 966 Подписное
ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета Министрсг, СССР по делам изобретений и открытий
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5
Черсповецкая городская типография
} I = D(1)Z
Y2 = О(".Z2+ D Ìç
} ç = D(, 1А + D(,II з + D I3Z4
Система уравнеш(й (12) обосновывает предлагаемый способ управления, в соответствии с которым управляющие воздействия каждой клети формируются суммированием преобразованных отклонений заднего натя- 10 жения и выходной толщины данной и всех последующих клетей.
Способ автоматического управления непрерывным станом холодной прокатки или Й-клетсвой его непрерывной группой по сигналу отклонения толщины в одном из межклетевых промежутков от заданного значения с ре- 2О гулированием обжатия металла в последующей относительно места установки измерителя толщины клети воздейстгисм на скорость валков всех предыдущих и одной последующей клети в функции измсгенного отклонения 25 толщины, отлачаюциися Tpм, что, с целью расширения диапазона и увеличения точности pcl улирования толщины, дополнительно
\1 еня 10т растВоры м еи(ду Ва 1 ка з(и 130 13cc (1
