具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种用于薄板坯无头轧制的活套控制方法及系统，主要针对的是薄板坯无头轧制产线的粗轧活套和精轧活套的控制，该产线的活套布置具体参看图1，在此不再赘述。

本实施例针对粗轧活套和精轧活套采用了两种不同的控制模式分别进行控制来对板坯进行轧制。本实施例的控制模式包括但不限于是常规控制(CONV)模式和ILQ控制(逆线性二次型)模式。

在本实施例中，定义粗轧3个粗轧机架H0、H1、H2之间的活套为1#活套、2#活套，1#活套、2#活套控制策略以不同于控制精轧活套转动的控制模式控制所有粗轧活套转动，以对板坯进行粗轧，具体通过第一模式控制器进行控制。在其控制中通过速度控制角度，然后通过调整下游机架速度来反馈调整角度，角度为闭环控制。张力为开环控制，通过张力-活套输出力计算公式计算活套输出力提供张力。

在具体的实施过程中，针对每个粗轧活套执行下面的步骤：检测粗轧活套的第一实际角度。其中，可以利用活套编码器检测到活套的实际角度。并确定出其和粗轧设定角度的第一角度偏差。此计算可由第一模式控制器完成，或者第三方服务器完成后传给第一模式控制器。当得到第一角度偏差之后，则基于第一角度偏差确定出速度调节量来调整粗轧活套的下游机架速度，以控制粗轧活套的第一角度偏差在第一合理时间内处于第一合理偏差范围。

对于1#活套、2#活套来说，通过活套编码器检测到活套的第一实际角度第一θ₁，粗轧设定角度为二级设定值第一角度偏差为输入到反馈控制器(也即第一模式控制器)，并输出速度调节量，去调整各活套的下游机架速度，例如，1#活套的速度调节量就调节H1粗轧机架的速度。而角度-速度调节是闭环控制，故调节的标准是保证实际角度θ₁快速准确跟踪设定角度也即第一角度偏差Δθ₁快速(例如2秒内)达到[-5％，5％]范围内。

针对每个粗轧活套还需要进行下述步骤：检测粗轧活套的第一实际张力，并确定出其和粗轧设定张力的第一张力偏差；基于第一张力偏差、第一实际角度、粗轧设定角度得到粗轧活套输出力来控制粗轧活套的张力。

设定张力为二级设定值σ^* ₁，根据张力-活套输出力计算公式得到活套输出力控制活套作用在带钢上产生张力。

以上是针对粗轧进行的控制，而对于精轧来说，具体参看图2，包括下述步骤：

步骤21，以不同于控制粗轧活套转动的控制模式控制精轧活套进行转动，以对板坯进行精轧。

针对两种不同的轧制过程选用不同的轧制模式灵活的进行活套控制，能够提高活套的控制能力，提升产品质量精度，保证产线的稳定运行。

而对于精轧来说，定义精轧5个精轧机架F1、F2、F3、F4、F5之前的活套为3#活套、4#活套、5#活套、6#活套、7#活套，上述所有活套采用ILQ控制模式，ILQ控制为通过下游机架速度控制张力，通过活套输出力控制角度，角度张力双闭环。

具体来说，针对每个精轧活套，检测精轧活套的第二实际角度，其中，可以利用活套编码器检测到活套的实际角度。并确定出其和精轧设定角度的第二角度偏差，此计算可由第二模式控制器完成，或者第三方服务器完成后传给第二模式控制器。当得到第二角度偏差之后，则基于第二角度偏差确定出速度调节量来控制精轧活套的张力，以控制精轧活套的第二角度偏差在第二合理时间内处于第二合理偏差范围。

当然，针对每个精轧活套，作为一种可选的实施例，检测精轧活套的第二实际张力，并确定出其和精轧设定张力的第二张力偏差；基于第二张力偏差、第二实际角度、精轧设定角度得到精轧活套输出力来控制精轧活套转动，以控制精轧活套的第二角度偏差在第二合理时间内处于第二合理偏差范围。具体来说，可根据精轧活套输出力从对应关系表中确定出精轧活套输出力，根据可基于精轧活套输出力来调整精轧活套的下游机架速度，以控制精轧活套转动。

以上方式适用于所有精轧活套，而为了更为精准的对活套进行控制，除了采用上述控制方式之外，还可以采用动态宽度控制功能，根据精轧出口宽度动态调整张力设定，通过改变张力来消除宽度偏差，在保证活套控制提升产品质量的同时保证板坯宽度稳定控制。

步骤22，检测精轧出口的板坯实际宽度。

其中，通过检测仪检测板坯实际宽度。

步骤23，确定出其和板坯设定宽度的宽度偏差。

其中，可利用检测仪确定宽度偏差、动态宽度控制器确定宽度偏差或者通过第三方服务器确定宽度偏差，具体根据实际情况而定。

步骤24，基于宽度偏差确定出精轧活套的张力调节量，并利用张力调节量调整精轧设定张力来控制精轧活套转动，保证板坯宽度偏差在要求范围内。

进一步的，可利用张力调节量将精轧设定张力调节为目标设定张力。而利用张力调节量调整精轧设定张力来控制精轧活套转动之后，可检测精轧活套的第二实际张力，并确定出其和目标设定张力的第二张力偏差；基于第二张力偏差、第二实际角度、目标设定角度得到精轧活套输出力来控制精轧活套转动，以控制精轧活套的第二角度偏差在第二合理时间内处于第二合理偏差范围。

以上动态宽度控制功能可适用于所有精轧活套，优先适用于3#活套、4#活套。故，作为一种举例方式，其应用在某厂薄板坯连铸连轧产线上，实施方案为：在生产中1#、2#活套采用常规模式，3#、4#、5#、6#、7#活套采用ILQ控制，同时3#、4#活套采用动态宽度控制。

对于1#活套、2#活套来说，通过活套编码器检测到活套的第一实际角度第一θ₁，粗轧设定角度为二级设定值θ₁ ^*，第一角度偏差为Δθ₁＝θ₁-θ₁ ^*，输入到反馈控制器(也即第一模式控制器)，并输出速度调节量，去调整各活套的下游机架速度，例如，1#活套的速度调节量就调节H1粗轧机架的速度。而角度-速度调节是闭环控制，故调节的标准是保证实际角度θ₁快速准确跟踪设定角度θ₁ ^*，也即第一角度偏差Δθ₁快速(例如2秒内)达到[-5％，5％]范围内。设定张力为二级设定值σ^* ₁，根据张力-活套输出力计算公式得到活套输出力控制活套作用在带钢上产生张力。

针对精轧产线上的3#活套、4#活套。通过活套编码器检测到活套的第二实际角度θ₂，精轧设定角度为二级设定值θ₂ ^*，第二角度偏差为Δθ₂＝θ₂-θ₂ ^*，输入到ILQ控制器，输出活套输出力调节量，去控制活套转动，保证第二实际角度θ₂快速准确跟踪精轧设定角度θ₂ ^*，也即第二角度偏差Δθ₂快速(例如2秒内)达到[-5％，5％]范围内。通过活套压头检测活套第二实际张力σ₂，精轧设定张力为二级设定值σ₂ ^*，第二张力偏差为Δσ₂＝σ₂-σ₂ ^*，将第二张力偏差Δσ₂输入第二模式控制器，输出速度调节量，去控制活套张力，保证第二实际角度θ₂快速准确跟踪精轧设定角度θ₂ ^*，也即第二角度偏差Δθ₂快速(例如2秒内)达到[-5％，5％]范围内。当然，第二角度偏差和第一角度偏差的合理范围可以不同，具体以实际为准采用动态宽度控制功能控制3#、4#活套，通过精轧出口的多功能检测仪检测板坯实际宽度B，设定宽度为二级设定值B^*，板坯宽度偏差为ΔB＝B-B^*，输入到动态宽度控制器中，输出张力调节量，叠加到二级设定值σ₂ ^*上，保证板坯宽度偏差ΔB稳定控制在一个基准值上，一般取5-10mm。

针对精轧产线上的5#活套、6#活套、7#活套，通过活套编码器检测到活套的第二实际角度θ₂，精轧设定角度为二级设定值θ₂ ^*，第二角度偏差为Δθ₂＝θ₂-θ₂ ^*，输入到ILQ控制器，输出活套输出力调节量，去控制活套转动，保证第二实际角度θ₂快速准确跟踪精轧设定角度θ₂ ^*，也即第二角度偏差Δθ₂快速(例如2秒内)达到[-5％，5％]范围内。通过活套压头检测活套第二实际张力σ₂，精轧设定张力为二级设定值σ₂ ^*，第二张力偏差为Δσ₂＝σ₂-σ₂ ^*，将第二张力偏差Δσ₂输入第二模式控制器，输出速度调节量，去控制活套张力，保证第二实际角度θ₂快速准确跟踪精轧设定角度θ₂ ^*，也即第二角度偏差Δθ₂快速(例如2秒内)达到[-5％，5％]范围内。

本发明的方法，对于薄板坯连铸连轧产线的多个活套均制定了合理策略进行控制，进而提高了活套的控制能力，不会出现跑钢堆钢等事故，提升了产品质量精度，保证了轧制的稳定运行。

基于同一发明构思，参看图3，下面的实施例介绍了一种用于薄板坯无头轧制的活套控制系统，包括：

第一模式控制31，用于以不同于控制精轧活套转动的控制模式控制所有粗轧活套转动，以对板坯进行粗轧。在粗轧中具体的活套控制策略在上述实施例已经详细地介绍，故在此不再赘述。

第二模式控制器32，用于以不同于控制粗轧活套转动的控制模式控制精轧活套进行转动，以对板坯进行精轧。在精轧中具体的活套控制策略在上述实施例已经详细地介绍，故在此不再赘述。

进一步的，在上述控制策略实施的基础上，引入了动态宽度控制器根据精轧出口宽度动态调整张力设定，通过改变张力来消除宽度偏差，在保证活套控制提升产品质量的同时保证板坯宽度稳定控制。

具体来说，检测仪33，用于检测精轧出口的板坯实际宽度；

动态宽度控制器34，用于确定出其和板坯设定宽度的宽度偏差；基于宽度偏差确定出精轧活套的张力调节量；

第二模式控制器32，用于利用张力调节量调整精轧设定张力来控制精轧活套转动，保证板坯宽度偏差在要求范围内。

作为一种可选的实施例，动态宽度控制器34可适用于控制所有精轧活套，优选适用于控制3#、4#活套。而具体的实施过程在上述已经具有详细的描述，故在此不再赘述。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。