一、概述
动态变规格FGC（Flying Gauge Change）是在冷连轧过程中在线进行带钢的规格变化，即在连轧机组不停机的情况下，通过对辊缝、速度、张力等参数的动态调整，实现相邻两卷带钢的钢种、厚度、宽度等规格的变换。动态变规格可以将不同规格的原料带钢轧制成相同规格的成品带钢。也可以将将相同规格的原料带钢轧制成不同规格的成品带钢。还可以将不同规格的原料带钢轧制成不同规格的原料带钢。
随着冷连轧机组的大型化、自动化、高速化趋势发展，冷连轧机组实现了计算机控制及全连续轧制技术，而实现全连续轧制技术的关键之一是要解决动态变规格。冷连轧机组实现动态变规格全连续轧制后，消除了穿带、甩尾规程，缩短了加、减速过程的时间，从而提高了生产效率，改善带钢的质量。特别是带钢的头、尾部的厚度偏差和板形偏差得到较好的控制，进而较少了带钢的切损，提高了成材率。
动态变规格复杂之处在于，在极短的时间内由前一卷带钢的轧制规程切换到下一卷带钢的轧制规程。在这一变化过程中，轧辊速度和辊缝需要进行多次大幅度调整。因此动态变规格必须按照一定的规律进行，否则带钢的厚度、张力将发生较大的波动，严重时会由于连轧过程失稳造成断带、折叠甚至损伤轧辊。
由于动态变规格过程中需要在极短的时间内对轧辊速度和辊缝需要进行多次大幅度调整，所以无法进行反馈控制，只能按照模型设定的计算结果进行前馈控制。动态变规格在实际生产中有多种控制和计算方法，本文主要介绍其中的全量算法。
二、基本思路
动态变规格中前一卷带钢轧制规程过度到后一卷带钢轧制规程的过程中，各机架轧辊速度和辊缝的设定结果可以由增量模型计算得到。通过带钢在变规格轧制不同时刻张力波动及辊速和辊缝的计算结果，可以反映出冷连轧压下和调速系统动态响应特性。但计算过程过于复杂，不适合在线过程控制。实际生产中，只需要获得各个过渡时刻变规格点到达各个机架时辊缝和辊速的调整值即可，从而可以大大简化模型计算量。通过模型系统负荷分配求解非线性方程组，获得高速轧制条件下各机架带钢的轧制厚度，以求出的厚度作为变规格时各机架的目标厚度，利用轧制参数模型直接计算出低速轧制条件下动态变规格过程轧制参数的全量值，进而获得各个过渡阶段各机架参数的调速值。
三、计算原理
动态变规格全量算法按变规格点所处的位置分成六个过渡时刻分别描述变规格点从进入1机架前到5机架后的各个阶段。通过切结轧制工艺参数模型获得各个时刻各个机架辊缝和辊速的全量值进而获得变规格过渡阶段的参数增量值。
如图1所示，在变张力条件下，规格变换前后两轧制规程各机架间总张力不相等，即当变规格点通过第i-1机架到达第i机架时：
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图1 动态变规格前后卷带钢轧制规程变化
当变规格点到达第i机架时，为保持第i+1机架前一卷轧制规程①不被破坏，同时也满足第i机架出口厚度为后一卷轧制规程②设定厚度，应使第i机架和第i+1机架之间总张力保持前一卷带钢轧制规程的总张力。此时第i+1机架带钢的单位后张力应为ti_setup_1，而第i机架单位前张力既不是前一卷带钢轧制规程设定的ti_setup_1，也不是后一卷带钢轧制规程设定的ti_setup_2，而是一个过渡单位前张力ti_transit，第i机架和第i+1机架总张力满足下式：
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与稳态轧制过程不同，动态变规格过程中，变规格点在不同机架位置是，带钢的秒流量将发生变化，它既不等于前一卷带钢稳态轧制时的秒流量，也不等于后一卷带钢稳态轧制的秒流量，它也是一个过渡值，有下式成立：
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变规格点将要进入第1机架的过渡时刻为T0，整个机组还处于第一卷带钢的轧制规程，各机架单位张力和秒流量分别为前一规程设定值ti_setup_1、massflow1。过渡时刻Ti（i=1～4），变规格点通过第i机架，此时变规格点所处机架的单位前张力为过渡单位张力ti_transit，轧机秒流量为过渡秒流量massflowi_transit。这时第（i-1～1）机架的单位后张力为新规程设定的单位张力ti_setup_2。当变规格点通过第5机架（记为T5）时刻，此时第5机架前张力为新轧制规程设定的单位张力t 5_setup_2，秒流量为后一件带钢的稳态轧制秒流量massflow2。
将上述过渡阶段各机架的单位张力、秒流量和前后卷带钢各机架目标轧制厚度代入模型系统后即可求出各过渡阶段各机架的辊缝SiTj和辊速VRiTi，进而可获得相应的增量调整值。为了保证变规格过程整个轧制线的速度匹配，便于各个机架轧辊速度的调整，需以第5机架轧辊速度为基准计算出各过渡时刻各机架轧辊速度与其相对的值。