精軋AGC功能說明

1、精軋AGC功能說明 精軋AGC系統(tǒng)功能說明一、AGC系統(tǒng)概況由于帶鋼全長軋制中會遇到各種干擾，為了消除這些干擾的影響，減少帶鋼厚度公差，需設(shè)置精軋機(jī)組自動厚度控制系統(tǒng)，簡稱AGC系統(tǒng)，AGC系統(tǒng)是提高帶鋼全長厚度精度的主要手段。AGC功能投入框圖：AGC功能機(jī)架號投入時刻F1F2F3F4F5F6F7GM-AGC機(jī)架咬鋼后0.81.5sKFF-AGC根據(jù)帶鋼跟蹤計(jì)算MN-AGC測厚儀測得后1.52s補(bǔ)償功能機(jī)架咬鋼后根據(jù)時序二、AGC系統(tǒng)的功能GM-AGC，即軋制力AGC,即利用彈跳方程間接測量鋼板厚度作為實(shí)測厚度進(jìn)行反饋控制，這是AGC系統(tǒng)中基本的控制功能，根據(jù)GM-AGC中采用頭部鎖定值還是

2、過程計(jì)算機(jī)設(shè)定值作為厚度基準(zhǔn)可分為相對AGC（LK-AGC）或絕對AGC（AB-AGC），一般以絕對AGC為主。KFF-AGC,即硬度前饋AGC，即將上游機(jī)架的實(shí)測軋制力所獲得的硬度變化信息用于后面各機(jī)架進(jìn)行前饋控制。MN-AGC，即監(jiān)控AGC，由于彈跳方程的精度不高，因此需利用未機(jī)架后測厚儀信號對厚度的系統(tǒng)偏差進(jìn)行糾正。三、 AGC算法l GM-AGC軋制力AGC其基本原理就是彈跳方程，其本質(zhì)就是軋機(jī)產(chǎn)生單位彈跳量所需要的軋制力。      式中，為軋機(jī)實(shí)際出口厚度；S為輥縫預(yù)設(shè)值；P為實(shí)際軋制力；M為軋機(jī)剛度；軋機(jī)剛度M在軋機(jī)牌坊制作安裝完

3、成以后就已經(jīng)確定，是一個常值，無法修改，但是在實(shí)際的控制過程中，人們卻希望軋機(jī)的剛度可變，比如為了消除軋輥偏心的影響，人們希望軋機(jī)的剛度盡可能的小，但為了消除來料厚度及材料溫度變化的影響，又希望軋機(jī)剛度盡可能的大，因此產(chǎn)生了變剛度的控制方式。     假設(shè)預(yù)設(shè)輥縫值為S，軋機(jī)的剛度系數(shù)為M，來料厚度為H，此時軋制壓力為P，則實(shí)際軋出厚度h應(yīng)為：      當(dāng)來料厚度或溫度因某種原因有變化時，在軋制過程中必然會引起軋制壓力和軋出厚度的變化，如果壓力由P變?yōu)镻，則軋出厚度h為：  

4、0;   當(dāng)軋制壓力由P變?yōu)镻時，則其軋出厚度的厚度偏差h正好等于壓力差所引起的彈跳量為：      為了消除此厚度偏差，可以通過調(diào)節(jié)液壓缸的位置來補(bǔ)償軋制力變化所引起的軋機(jī)彈跳變化量，此時液壓缸所產(chǎn)生的軋輥位置修正量x，應(yīng)與此彈跳變化量呈正比，方向相反，為：式中C為變剛度系數(shù)。l KFF-AGCi機(jī)架出口厚度變化量可用下式計(jì)算： X為，或C式中，為i機(jī)架入口厚度變動（從靜態(tài)角度可認(rèn)為） 為i機(jī)架厚度變動 為i機(jī)架輥縫調(diào)節(jié)量主要擾動為溫度變動，我們曾對不同成品規(guī)格當(dāng)FT0有20變動時各機(jī)架軋制溫度以及其變形阻力（硬度）的變動

5、作了計(jì)算，由計(jì)算結(jié)果可知，不能用相等的法則來表示各機(jī)架間的關(guān)系，而應(yīng)采用 其中為0.951.05 因此可利用上游機(jī)架的實(shí)測軋制力來求出 設(shè)（為設(shè)定值） 其中 然后即可求出 各機(jī)架前饋控制量（使），為 如上一機(jī)架有殘余出口偏差，則亦可用 的動作時間可以每一機(jī)架咬鋼后時刻投入，為檢測機(jī)架機(jī)架所實(shí)測到的突發(fā)量發(fā)生時間（相對于咬鋼時間），由于精軋組秒流量相當(dāng)，因此i機(jī)架仍可用來判斷突發(fā)量的到達(dá)，為提前量決定于壓下系統(tǒng)的響應(yīng)速度。本系統(tǒng)采用F2或F3作為實(shí)測機(jī)架，調(diào)節(jié)F4F6機(jī)架輥縫，厚度目標(biāo)值小于3mm時，此功能少投或不投。l MN-AGC監(jiān)控AGCX射線監(jiān)控器功能是使用一個X射線儀測量帶鋼的厚度，利

6、用偏差反饋來調(diào)節(jié)精軋機(jī)出口厚度，測量的厚度偏差是積分式的，其結(jié)果用于各機(jī)架輥縫控制的輥縫修正值,公式為：式中： 監(jiān)控AGC輥縫補(bǔ)償量 監(jiān)控AGC比例增益 監(jiān)控AGC積分系數(shù)測厚儀厚度偏差注：上游機(jī)架F5,F6監(jiān)控AGC輥縫補(bǔ)償量根據(jù)距測厚儀距離及負(fù)荷比例分別進(jìn)行積分修正出口厚度偏差。l AGC補(bǔ)償功能（1）LRDRS 負(fù)荷補(bǔ)償監(jiān)控AGC調(diào)節(jié)過程中，機(jī)組各機(jī)架負(fù)荷情況將會偏離初始分配比例，AGC系統(tǒng)通過增加一個補(bǔ)償量來修正,以末機(jī)架的負(fù)荷情況作為目標(biāo)，根據(jù)初始分配比例反推上游機(jī)架的負(fù)荷基準(zhǔn)，然后比較實(shí)測與基準(zhǔn)的差值，將差值傳給積分器，積分值輸出補(bǔ)償輥縫以使負(fù)荷比例盡可能維持初始分配比例。（2）T

7、LC尾部補(bǔ)償當(dāng)帶尾離開上游軋機(jī)時，上游軋機(jī)和下游軋機(jī)之間的帶鋼張力消失，所以帶鋼厚度將會增加。一般地，帶尾要比帶鋼本體溫度低，這樣也會增加帶尾厚度的增加，AGC其它的功能嘗試著調(diào)整輥縫，但是不能很快地來修正帶尾厚度偏差。對于這種帶尾，帶尾補(bǔ)償提供了一個開環(huán)修正值來幫助調(diào)整輥縫，當(dāng)F1機(jī)架拋鋼時補(bǔ)償F2、F3以此類推F5拋鋼時補(bǔ)償F7,補(bǔ)償值以一定的速度疊加至輥縫輸出值，補(bǔ)償量計(jì)算公式為：STLC=HSET*GAIN*VLSTD/VI式中：STLC尾部補(bǔ)償輥縫量HSET出口厚度目標(biāo)值GAIN補(bǔ)償增益VLSTD末機(jī)架帶鋼速度VI機(jī)架帶鋼速度當(dāng)出口厚度目標(biāo)值小于2.75mm時，通過減少增益系數(shù)降低F

8、4F7尾部補(bǔ)償值已防止甩尾，超薄規(guī)格時尾部不補(bǔ)償或反向補(bǔ)償。（3）軋輥偏心補(bǔ)償在帶材軋制過程中有許多因素會引起軋件厚度偏差，其中軋輥偏心是影響高精度板帶材軋制的重要因素，軋輥偏心尤其是支承輥偏心會對空載輥縫和軋件出口厚度產(chǎn)生周期性的影響，并影響到板形精度，故軋輥偏心補(bǔ)償控制顯得尤為重要，針對軋輥偏心信號具有周期性的特點(diǎn)采用自適應(yīng)濾波的方式，通過自學(xué)習(xí)調(diào)整權(quán)系數(shù)使得輸入信號與期望的均方差最小，達(dá)到濾波的目的，優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)時地濾波，但是需對要處理的信號的預(yù)估計(jì)。基本公式：e(k) = d(k)-xT(k)w(k) 方差的梯度估計(jì)： = -2e(k)x(k), 權(quán)系數(shù)調(diào)整采用梯度下降法：w(k+1)

9、 = w(k)-u，導(dǎo)出權(quán)系數(shù)調(diào)整方程：w(k+1) = w(k)+2ue(k)x(k)y(k) = xT(k)w(k)其中：d(k)是期望值，y(k)：輸出值，在這里是通過LMS計(jì)算出來的偏心信號；x(k)：輸入值，在這里是根據(jù)轉(zhuǎn)速和輥徑造出的偏心信號，進(jìn)一步分成正弦和余弦分量及多次諧波分量?，F(xiàn)在以正弦分量和余弦分量的各次諧波和構(gòu)成輸入信號，RealInski = 1.0f * sin(i *theta12); RealInck i = 1.0f*cos(i*theta12); 輸出RealOutk+1 += RealIns k i * ws k i + RealInc k i * wc k

10、 i 誤差err = ff - RealOut1k; ws k+1 i = ws k i + mu * RealIns k i * err; wc k+1 i = wc k i + mu * RealInc k i * err;mu 是收斂因子。ff ：期望去除偏心的軋制力信號。ff = Pforce Pe; Pe的初值設(shè)為0以后為前一次計(jì)算的偏心采用LMS自適應(yīng)濾波實(shí)時跟蹤軋制力信號Pforce， 根據(jù)采集的支撐輥轉(zhuǎn)速及輥徑大小，預(yù)算出偏心頻率，濾出有偏心造成的軋制力分量Pe， 經(jīng)過反相后疊加到APC閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行偏心補(bǔ)償。RealOut1 即為LMS自適應(yīng)濾波算出來的軋制力的偏心信號。上輥頻

11、率f1 = speed * 100.0f / (60.0f * D0 * ); 下輥頻率f2 = speed * 100.0f / (60.0f * D1 * ); Theta += 2.0f * PI * f * m_time; m_time：采樣周期 根據(jù)彈跳方程公式，根據(jù)彈塑性曲線有：Ks將偏心引起的軋制力的增量轉(zhuǎn)變成輥縫增量。轉(zhuǎn)換成輥縫調(diào)節(jié)量：C0 = RealOut / K 以咬鋼時開始計(jì)時，0.5秒后開始運(yùn)行濾波。軋第一塊鋼時或者收到復(fù)位標(biāo)志時重新設(shè)定相位及正余弦權(quán)系數(shù)的初值，否則按上次學(xué)習(xí)值計(jì)算。（4）活套補(bǔ)償預(yù)留。l AGC功能連鎖保護(hù)當(dāng)AGC功能選擇投入，機(jī)架咬鋼后，聯(lián)鎖條件滿足時，執(zhí)行AGC控制，如果在AGC工作時聯(lián)鎖條件不滿足， AGC保持當(dāng)前調(diào)節(jié)量，再次滿足條件時AGC控制可再次啟動，當(dāng)軋機(jī)拋鋼時，AGC停止，所有補(bǔ)償量清零。a) 輥縫操作故障或軋制力超出限制范圍，AGC保持。b) 手動打開關(guān)閉輥縫干預(yù)時，AGC保持。c)