时空约束的变厚度控制模型及应用

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2025.20230289

摘要/Abstract

摘要：

在冷轧差厚板（TRB）带材轧制过程中，厚度呈现出周期性、连续性和多段变化的特点，针对厚度难以精确控制的问题，提出密集采点、逐点调控的厚度控制策略.为防止控制系统产生振荡，提出了基于时间和空间约束的变厚度控制(VGC)模型，成功在变厚度冷轧机控制系统中实现应用.通过现场实测数据分析，使用变厚度控制模型前，等厚区厚度波动相对稳定，过渡区的厚度偏差较大，趋厚轧制时呈正偏差，趋薄轧制时呈负偏差.使用变厚度控制模型后，能够快速有效地调整过渡区的厚度偏差，确保TRB的厚度偏差在±0.025 mm以内，优于现有汽车行业TRB标准.

关键词: 差厚板, 变厚度控制, 自动厚度控制, 轻量化, 冷轧

Abstract:

During the rolling process of tailor rolled blank（TRB） cold-rolled strips， the gauge exhibits characteristics of periodic， continuous， and multi-stage variations. To address the difficulty in achieving precise gauge control， a control strategy of dense sampling and point by point regulation is proposed. To prevent oscillation in the control system， a variable gauge control（VGC） model based on time and space constraints is developed and successfully implemented in the control system of a variable gauge cold rolling mill. On-site data analysis shows that prior to the use of VGC model， the gauge fluctuations in the equal gauge zone are relatively stable， while the transitional zones exhibited significant gauge deviations， with positive deviations during upwards rolling and negative deviations during downwards rolling. After using VGC model， the system demonstrates rapid and effective adjustment capabilities for gauge deviations in the transitional zones， ensuring that the gauge deviations of TRB are within ±0.025 mm， better than the existing TRB standards in the automotive industry.

Key words: tailor rolled blank, variable gauge control, automatic gauge control, lightweight, cold rolling

中图分类号:

TG 335.5

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图/表 10

图1 单块TRB和PLP带材示意图（a）—单块TRB；（b）—PLP带材.

Fig. 1 Schematic diagram of single TRB and PLP strip

图2 生产PLP带材的轧机示意图

Fig. 2 Schematic diagram of PLP strip production mill

图3 时空约束的VGC模型

Fig. 3 VGC model with time and space constrains

图4 圆弧平滑过渡处理

Fig. 4 Smooth transition processing with arcs

图5 过渡区起点和终点的平滑处理（a）—过渡区起点；（b）—过渡区终点.

Fig. 5 Smoothing of the start and end points of transition zones

图6 VGC模型的时间约束

Fig. 6 Time constraint in the VGC model

图7 VGC模型的空间约束

Fig. 7 Space constraint in the VGC model

图8 TRB产品厚度偏差（a）—A产品；（b）—B产品.

Fig. 8 Thickness deviation of TRB products

图9 差厚板A产品厚度偏差

Fig. 9 Thickness deviation for product A of TRB

图10 VGC模型的控制系统使用前后的对比（a）—使用VGC；（b）—未使用VGC.

Fig. 10 Comparison before and after VGC model control system usage

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