[发明专利]一种基于数据库的带钢连续热镀锌镀层厚度控制方法

摘要

本发明公开一种基于数据库的带钢连续热镀锌镀层厚度控制方法，实现了镀层厚度自动控制和控制量持续优化，能够有效解决镀层厚度偏差过大、调节时间过长等问题，尤其是在镀层厚度变规格过程效果更为明显。

主权项

1.一种基于数据库的带钢连续热镀锌镀层厚度控制方法，其特征在于包括如下步骤：a建立数据库按照带钢连续热镀锌生产工艺要求，将镀层厚度规格、带钢速度、气刀与带钢的距离状态量划分成多个等级，按照不同的排列组合方式建立镀层厚度数据库条目，数据库中每个条目对应带钢连续热镀锌过程的一个工作点；利用热镀锌机理模型：P＝kWaVbDc   (1)P‑气刀风压实际值；D‑气刀与带钢的距离实际值；V‑带钢速度实际值；W‑镀层厚度实际值；k、a、b、c模型参数；收集热镀锌生产过程数据，包括不同工作状态下镀层厚度规格、速度设定、气刀风压设定、气刀与带钢的距离实际值数据，采用多元回归分析方法估计模型参数k，a，b，c值，建立镀层厚度数学模型；将镀层厚度设定值Wset、带钢速度实际值V、气刀与带钢距离实际值D带入数学模型，计算不同工作状态下的气刀压力设定值Pset见公式(2)；Pset＝kWsetaVbDc   (2)Pset‑气刀风压设定值；D‑气刀与带钢的距离实际值；V‑带钢速度实际值；Wset‑镀层厚度的设定值；k、a、b、c模型参数；利用镀层厚度数学模型计算不同工作状态对应的气刀压力初始设定值Pset(0)，建立气刀压力设定值数据库，利用数学模型中镀层厚度对气刀压力求导数可以计算不同工作状态对应的气刀压力初始学习率设定值L(0)，并根据历史数据对各个控制量进行校对，作为镀层厚度数据库的初始控制量；b采样控制逻辑采样控制投入后，首先对当前气刀调节量采样，同时带钢位置计算启动，根据带钢线速度实时计算采样点运行位置，当采样点到达镀层测厚仪时，开始记录镀层厚度测量值，带钢经过镀层测厚仪s米时将带钢位置计算清零并停止测量，然后计算这段时间内的镀层厚度偏差值并启动迭代学习控制；调节完毕后再次记录气刀调节量，启动下一次采样控制；焊缝过气刀的控制逻辑，焊缝在气刀前m米和镀层测厚仪后m米范围内，不进行采样控制；焊缝在气刀前n米时，根据下一条带钢镀层规格，在数据库中查询出一组标准工艺参数，并允许操作工手动修改，当焊缝到达气刀时将标准工艺参数下发到气刀执行机构；镀层厚度变规格时，如果当前带钢薄镀层，下一条带钢是厚镀层时，在当前带钢尾部焊缝前a1米提前下发工艺参数，如果当前带钢厚镀层，下一条带钢薄镀层时，在下一条带钢头部焊缝后a1米延后下发工艺参数；c迭代学习控制迭代学习控制采用变增益P型迭代学习控制器，迭代学习初始学习率L(0)，计算第K+1次迭代学习的学习率L(k+1)：Pdelta(k+1)‑第k+1次迭代学习控制气刀压力设定值变化量；Wdelta(k+1)‑第k+1次迭代学习控制镀层厚度实际值变化量；Wdelta(k+1)＝Wset‑Wact(k+1)Wset‑镀层厚度设定值；Wact(k+1)‑第K+1迭代学习控制镀层厚度测量值；计算第K+1次迭代学习控制气刀压力设定值Pset(k+1)：Pset(k+1)＝Pset(k)+Pdelta(k+1)Pset(k)‑第K次迭代学习控制气刀压力设定值；Pset(0)迭代学习控制投入前镀层厚度数据库中气刀压力初始设定值；通过镀层厚度偏差对迭代学习次数进行限制，当镀层厚度偏差绝对值小于1‑1.5g/m2时或者当前镀层厚度偏差绝对值大于前一次采样控制的镀层厚度偏差绝对值，停止迭代学习计算，当镀层厚度偏差绝对值大于1.5‑2g/m2时，迭代学习再次投入；记录当前和前一次采样控制的镀层厚度偏差减少比例，选择偏差减少比例较大的采样控制对应的迭代学习率作为下一次采样控制的迭代学习率；d数据库更新当控制对象工作状态发生变化时，关闭当前采样控制过程，对新的工作状态进行采样控制，并将当前的气刀压力设定和气刀压力学习率控制量通过线性加权的方法填充到数据库中，实现数据库中控制量的更新；L(k+1)＝p*L(k)+(1‑p)*L(k‑1)当前的气刀压力学习率的权值p取0.1‑0.9。