權(quán)利要求書： 1.一種爐卷軋機卷筒槽口精確定位的控制方法，其特征在于：首先標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)整卷取機線速度，當槽口實際角度大于控制閾值γ時，將卷取機設(shè)定線速度置零，完成卷筒槽口的自動定位，當卷取機反饋線速度為零時，保存此刻的控制偏差e，根據(jù)e的大小對閾值γ進行自學(xué)習，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的大小計算槽口定位時的卷取機線速度給定值ref；

(4)實時判斷卷筒槽口是否經(jīng)過零位位置，當卷筒槽口經(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)當卷筒槽口完成定位且卷取機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進行修正自學(xué)習。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐卷軋機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)中卷取機線速度給定值ref滿足：LU≥ref≥LL>0，卷取機線速度給定值ref的計算方法如下：

其中，LL為卷筒槽口定位時卷取機的最小線速度，LU為卷筒槽口定位時卷取機的最大線速度，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行檢測，槽口穿帶位置標定為槽口角度的零位，且卷筒槽口定位的目標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的計算方法如下：LU為卷筒槽口定位時卷取機的最大線速度，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進行修正自學(xué)習，具體為：其中，λ為自學(xué)習值，ω為自學(xué)習系數(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卷筒槽口精確定位的控制方法。

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

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

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

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

500mm長度時，開始啟動卷取機轉(zhuǎn)動，使帶鋼在卷筒與軋機之間建立張力，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，是穿帶順利進行的前提條件。爐卷取機卷筒直徑一

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

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

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

卷軋機當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卷筒槽口精確定位的控制方法，該方法基于自學(xué)習的控制技術(shù)，實現(xiàn)爐卷軋機卷筒槽口的快速、高精度的定位控制。

[0005] 該方法首先標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)整卷取機線速

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

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

習，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的大小計算槽口定位時的卷取機線速度給定值ref；

[0010] (4)實時判斷卷筒槽口是否經(jīng)過零位位置，當卷筒槽口經(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)當卷筒槽口完成定位且卷取機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進行修正自學(xué)習。

[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的計算方式如下：[0017] e＝360n?θ。[0018] 步驟(3)中卷取機線速度給定值ref滿足：LU≥ref≥LL>0，卷取機線速度給定值ref的計算方法如下：

[0019][0020] 其中，LL為卷筒槽口定位時卷取機的最小線速度，LU為卷筒槽口定位時卷取機的最大線速度，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行檢測，槽口穿帶位置標定為槽口角度的零位，且卷筒槽口定位的目標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進行修正自學(xué)習：[0027][0028][0029] 其中，λ為自學(xué)習值，ω為自學(xué)習系數(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)備的機械間隙和慣性

等外在不良因素的影響，但是通過自學(xué)習及參數(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。該方法實現(xiàn)簡單，不用增加任何硬件就可以實現(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線速度和槽口角度曲線圖；

[0038] 圖4為本發(fā)明的爐卷軋機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線速度和槽口角度曲線局部放大圖。

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

[0040] 本發(fā)明提供一種爐卷軋機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)整卷取機線速度，當槽口實際角度大于控制閾值γ時，將卷取機設(shè)定線速度置零，完成卷

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

值γ進行自學(xué)習，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的大小計算槽口定位時的卷取機線速度給定值ref；

[0045] (4)實時判斷卷筒槽口是否經(jīng)過零位位置，當卷筒槽口經(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)當卷筒槽口完成定位且卷取機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進行修正自學(xué)習。

[0048] 本發(fā)明控制過程槽口角度和卷取機線速度曲線如圖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)合具體實施例予以說明。[0050] 實施例1[0051] 該方案在某廠1780mm爐卷軋線上實施，具體實施步驟如下：[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，計算控制偏差e，計算公式為：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的大小計算槽口定位時的卷取機線速度給定值ref，計算公式為：

[0058] 卷取機線速度給定值re滿足：LU≥ref≥LL>0，其中，LL＝0.15m/s。[0059] 步驟四：實時判斷卷筒槽口是否經(jīng)過零位位置，當卷筒槽口經(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，計算公式為：[0063] 式中，D＝1.35m；η＝3.0，Ts＝0.004s。[0064] 步驟五：當滿足|e|≤Dez且θ≥γ時，則判定為卷筒槽口定位完成，此刻將卷取機線速度給定值ref置零，其中，Dez＝0.5；

[0065] 步驟六：當卷筒槽口完成定位且卷取機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進行自學(xué)習。

[0066] 根據(jù)槽口角度鎖定值θL的大小對控制閾值γ進行修正自學(xué)習：[0067][0068][0069] 式中，ω＝0.2。[0070] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，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和潤飾，這些改進和潤飾也

應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。