CN103576546A - 设备控制装置、设备控制方法以及设备控制程序 - Google Patents

Abstract

本发明的设备控制装置基于控制对象的设备的状态量偏差来进行反馈控制，其包括：机座间张力控制部，进行基于状态量偏差的比例控制、积分控制以及微分控制之中的至少任一种反馈控制；稳定偏差补偿装置，基于状态量偏差来进行比机座间张力控制部的控制增益低的控制增益的积分控制；控制动作限制装置，在状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制由机座间张力控制部所进行的反馈控制，使稳定偏差补偿装置执行积分控制；和控制增益修正装置，基于控制对象的设备相对于稳定偏差补偿装置所进行的积分控制的控制响应，来调整机座间张力控制部的控制增益。由此，能在反馈控制系统中恰当地进行状态量指令发生较大变化时的增益设定。

Description

设备控制装置、设备控制方法以及设备控制程序

技术领域

本发明涉及设备控制装置、设备控制方法以及设备控制程序，尤其涉及对状态量偏差大的状态下的控制增益的调整。

背景技术

如图17所示，利用某种单元对控制对象设备300的状态量实际结果进行探测或预测，并通过控制装置301进行控制使得该状态量实际结果与状态量指令一致，由此来实施设备控制。作为控制装置301，一般进行PID(Proportional Integral Derivative：比例积分微分)控制。虽然PID控制包括比例控制、积分控制、微分控制，但是实际上要根据控制对象设备300的特性、所需要的控制的特性来组合必要功能加以使用。

在设备控制成为对象的控制对象设备中存在多种多样的设备，例如存在热串列式轧机。在热串列式轧机中，利用作为上下作业辊间的间隔的辊间隙、和该轧机前后装置的辊速度来控制向被轧制件施加的张力以及轧制载荷，由此进行轧制操作。

在轧机机座间设置活套，该活套在机座间支承被轧制件。由于该活套在机座间将被轧制件推上去，因此被轧制件的张力会有所变化。通过测定向该活套施加的被轧制件的压力，从而可以探测被轧制件的张力。活套支承被轧制件的高度，通过由液压缸所产生的压力而被控制在所期望的高度。在进行该控制时，采用的是比例积分控制。为了防止在轧机机座间发生被轧制件松弛、或者由于过张力的板宽减少而需要进行张力控制，为此采用比例积分控制来实施张力控制。

作为这种控制系统的技术，提出对基于开环的现有控制和比例积分反馈控制进行切换来使用的方法(例如，参照专利文献1)。根据专利文献1所公开的技术，通过采用基于开环的现有控制来避免与反馈控制中的负载追踪性相关的增益设定的难度，并且如果偏差在规定范围内，则通过从开环切换到反馈控制，来防止负载追踪性的劣化，而在偏差较大的情况下，由于其前提是不采用反馈控制，因此其宗旨不同于以反馈控制作为前提的本申请。

专利文献1：日本特开平9-209712号公报

处于设备控制下的工厂中的生产装置等控制对象设备，当控制变得异常时有时必须要停止动作。当发生这种事态时，由于要暂停控制对象设备中的生产活动，因此所产生的影响会变大，例如无法向客户提供商品、在后续工序的生产中出现影响等。为此，必须避免设备控制中的控制异常。

例如，在热串列式轧机中，由于对多种多样的产品规格的被轧制件进行轧制，因此控制对象设备300的特性变得多样，从而控制装置301的控制增益也变得多样。为此，需要进行与产品规格相应的控制增益的设定，但是由于作为控制对象设备300的轧制现象的模型、以及模型中使用的变形阻力、摩擦系数、板温度等的参数不正确，而存在对控制装置301的控制增益设定的误差较大的问题。

在图18中，针对基于控制增益的响应差而示出阶梯状变更了状态量指令的情况。如图18所示，如果对设备控制装置301的控制增益设定不适当，则使状态量实际结果与状态量指令一致是需要时间的(控制增益过小时)、或者状态量变得振荡或发散(控制增益过大时)。无论在哪种情况下，均会给控制对象设备中的产品品质带来影响。

因而，在如重新启动控制对象设备300的情况、开始生产新产品的情况等那样的、控制对象的状态发生变化而其结果为状态量偏差变大时，控制装置301的调整需要非常多的时间，也可能会产生因控制增益过大、过小所引起的控制不良而导致的控制对象设备的生产停止、产品不良。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种在重新启动控制对象设备、或者开始生产新产品的情况下不会产生因控制装置301的控制增益过大、过小所引起的产品不良、生产停止等的操作异常，同时可自动地调整控制装置301的控制增益的设备控制方法以及设备控制装置。

本发明的目的位于应对上述技术问题，在反馈控制系统中恰当地进行控制对象的状态发生较大变化时的增益设定。

本发明的一个方式是一种设备控制装置，基于控制对象的设备的状态量偏差来进行反馈控制，所述设备控制装置的特征在于，包括：第1控制部，其进行基于所述状态量偏差的比例控制、积分控制以及微分控制之中的至少任一种反馈控制；第2控制部，其基于所述状态量偏差，来进行比所述第1控制部的控制增益低的控制增益的积分控制；控制切换部，其在所述状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制由所述第1控制部所进行的反馈控制，使所述第2控制部执行积分控制；和增益调整部，其基于所述控制对象的设备相对于由所述第2控制部所进行的积分控制的控制响应，来调整所述第1控制部的控制增益。

此外，本发明的另一个方式是一种设备控制方法，其特征在于，切换第1控制部和第2控制部来对控制对象的设备进行控制，所述第1控制部进行基于所述控制对象的设备的状态量偏差的比例控制、积分控制以及微分控制之中的至少任一种反馈控制，所述第2控制部基于所述状态量偏差来进行比所述第1控制部的控制增益低的控制增益的积分控制，在所述状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制由所述第1控制部所进行的反馈控制，使所述第2控制部执行积分控制，基于所述控制对象的设备相对于由所述第2控制部所进行的积分控制的控制响应，来调整所述第1控制部的控制增益。

此外，本发明的另一个方式是一种设备控制程序，切换第1控制部和第2控制部来对控制对象的设备进行控制，所述第1控制部进行基于所述控制对象的设备的状态量偏差的比例控制、积分控制以及微分控制之中的至少任一种反馈控制，所述第2控制部基于所述状态量偏差来进行比所述第1控制部的控制增益低的控制增益的积分控制，所述设备控制程序使信息处理装置执行如下步骤：在所述状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制由所述第1控制部所进行的反馈控制，使所述第2控制部执行积分控制的步骤；和基于所述控制对象的设备相对于由所述第2控制部所进行的积分控制的控制响应，来调整所述第1控制部的控制增益的步骤。

发明效果

通过利用本发明，能够在反馈控制系统中恰当地进行控制对象的状态发生较大变化时的增益设定。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的轧制装置整体构成的图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的轧制装置中的活套的动作的图。

图3是表示一般轧制装置中的反馈控制的构成的图。

图4是表示一般轧制装置中的控制增益的频率响应的图。

图5是表示控制增益的差别所引起的状态量的收敛、振荡、发散的图。

图6是表示本发明的实施方式所涉及的设备控制的构成的图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的轧制装置中的反馈控制的构成的图。

图8是表示本发明的实施方式所涉及的控制增益的设定方式的图。

图9是表示本发明的实施方式所涉及的控制增益的差别所引起的状态量的响应的图。

图10是表示本发明的实施方式所涉及的轧制装置中的控制增益的频率响应的图。

图11是表示进行过本发明的实施方式所涉及的稳定偏差补偿时的状态量的响应的图。

图12是表示本发明的实施方式所涉及的张力控制的方式的图。

图13是表示本发明的实施方式所涉及的张力控制的方式的图。

图14是表示本发明的实施方式所涉及的张力控制的方式的图。

图15是表示本发明的实施方式所涉及的控制增益的学习所涉及的构成的图。

图16是表示构成本发明的实施方式所涉及的设备控制装置的信息处理装置的硬件构成的图。

图17是表示现有技术所涉及的设备控制的构成的图。

图18是表示现有技术所涉及的控制增益的差别所引起的状态量偏差的响应的图。

具体实施方式

实施方式1

以下，以热轧机中的轧机机座间张力控制为例，说明本发明的实施例。图1是表示本实施方式所涉及的张力控制系统的图。如图1所示，机座间张力控制部10利用被设置于活套7的张力计9来探测向位于热串列式轧机的i-1机座轧机1与i机座轧机2之间的被轧制件8施加的张力，通过变更对i-1机座速度控制装置11的速度指令来控制i-1机座轧机1的辊速度。

活套7由可围绕处于被机械地固定的位置处的活套支点14旋转的活套杆15、用于通过使活套杆15围绕活套支点14旋转来变更活套辊16的位置的液压缸13、以及用于探测汽缸位置的汽缸位置探测器17而构成。活套辊16通过将被轧制件8推上去，来承受向被轧制件8施加的张力。利用张力计9来测定向该活套辊16施加的力，由此获取机座间张力控制部10向被轧制件8施加的张力。

在图2(a)、(b)中示出活套7的动作。在被轧制件前端部30处于i-1机座轧机1与i机座轧机2之间的情况下，当活套辊16与被轧制件前端部30发生碰撞时，由于会发生机械损坏，因此活套辊16如图3(a)所示在比被轧制件8的通过位置靠下的位置处待机。如果被轧制件前端部30到达了i机座轧机2，则如图3(b)所示，通过使活套辊16移动到抬起被轧制件8这样的位置处，从而可利用张力计9来测定向被轧制件8施加的张力。

由于被轧制件8的张力从活套辊16经由活套杆15而传递到液压缸13，因此当被轧制件8的张力发生变动时，在与液压缸13的压力之间会产生差异，从而汽缸位置有所变化。其结果，活套辊16的位置发生变化。活套辊15的位置变动除了使得张力变动之外，还会影响到轧制操作的稳定性，因此要实施使位置恒定的活套位置控制。活套位置控制装置20利用由汽缸位置探测器17测定到的汽缸位置来操作并控制液压缸13的压力，以使活套辊16的位置变得恒定。

图3是表示以往的热串列式轧机中的机座间张力控制的构成的框图。机座间张力控制部10采用比例积分控制对i-1机座速度控制装置11输出控制指令来变更i-1机座辊速度，以去除张力指令与张力实际结果之间的偏差。即、在本实施方式中，机座间张力控制部10作为第1控制部发挥功能。另外，作为第1控制部的控制，可以采用基于比例控制、积分控制以及微分控制的反馈控制。当i-1机座辊速度发生变化时，根据速度-张力响应31而张力实际结果发生变化。利用张力计9来探测该变动，作为张力实际结果。

张力实际结果的变动，根据作为机械系统的板张力-汽缸压力32而成为液压缸13的压力变动，但是当液压缸13的压力发生变动时，汽缸位置会变化，通过活套机械系统35使活套位置变动，进而通过活套位置-机座间板道长34使机座间板道长变动。

机座间板道长变动，根据板道长变化-张力响应33而成为张力变动，从而张力实际结果会发生变动。在此，速度-张力响应31用以下的式(1)进行表示，板道长变化-张力响应33用以下的式(2)进行表示。

$\frac{\mathrm{\ΔT}}{{\mathrm{\ΔV}}_{\mathrm{Ri}-1}}=\frac{K_{\mathrm{\σV}}}{1+T_{\text{\σ}}\·S}---\left(1\right)$

$\frac{\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{\Δ}{L}^{,}}=\frac{K_{\mathrm{\σLP}}\·S}{1+T_{\mathrm{\σ}}\·S}---\left(2\right)$

上述速度-张力响应31以及板道长变化-张力响应33基于轧制现象而得到的，根据被轧制件8的材质、板厚、轧制速度等(以下称作轧制计划(schedule))而变化。相反地，如果了解这些值，则可测定i-1机座速度控制装置11的响应，从而不依赖于轧制计划，所以可以如在图4中所示的一例那样进行机座间张力控制部10的控制增益的设定。

一般而言，由于认为T_σ的量级为几ms程度，因此1/T_σ大于速度控制系统的响应ω_n。因此，开环传递函数的伯德图(Bode diagram)成为图4所示那样，因而以ω≤1/T_I来设定交叉频率。在此，如果考虑ω_c＝α/T_I(其中，α≤1.0)，则以下的式(3)成立。

$K_P\·K_{\mathrm{\σV}}\frac{1+\mathrm{\α}}{\mathrm{\α}}=1---\left(3\right)$

因此，机座间张力控制部10的增益K_P用以下的式(4)进行表示。

$K_P=\frac{1}{K_{\mathrm{\σV}}}\frac{\mathrm{\α}}{1+\mathrm{\α}}---\left(4\right)$

在图5(a)～(c)中示出图4所求出的、与轧制计划相应的机座间张力控制部10的控制增益K_P过大时的控制响应模拟结果。在图5(a)～(c)中示出阶梯状地赋予张力偏差的干扰(张力干扰)时的控制响应，图5(a)表示控制增益为5倍的情况，图5(b)表示张力实际结果发生了振荡(振幅维持恒定的振动)的控制增益为10.35倍的情况，图5(c)表示张力实际结果发生振动进而发散的控制增益为20倍的情况。

如以上可知，在热串列式轧机的机座间张力控制部10中，当控制增益超过10倍时，张力变动会振荡或发散。由于轧制计划而速度-张力响应31中的K_σV不同，能预想到还存在会成为比10倍还大的差的情况，因此需要即便在控制增益的设定具有误差的情况下也能稳定地控制这样的控制方法。

图6是表示相对于图17所示的以往的设备控制的构成的、本实施方式所涉及的设备控制的构成的框图。如图6所示，在本实施方式所涉及的设备控制中，除了图17所示的以往的设备控制中包含的构成之外，还设置有：控制动作限制装置200、稳定偏差补偿装置201、稳定偏差补偿实施可否选择装置202、控制增益修正装置203、控制增益学习装置204、控制增益数据库205以及上位计算机250。

此外，图7是表示相对于图3所示的以往的机座间张力控制的构成的、本实施方式所涉及的机座间张力控制的构成的框图。在图6中说明过的新的构成中的控制动作限制装置200、稳定偏差补偿装置201、稳定偏差补偿实施可否选择装置202、控制增益修正装置203、控制增益学习装置204、控制增益数据库205，相对于在图3中说明过的以往的机座间张力控制的构成，而如图7所示那样进行连接。

控制动作限制装置200设定图8所示的一例那样的控制偏差增益。在图8的下图中示出对某输入乘以偏差增益时的输出。如图8所示，控制动作限制装置200设定成：在张力偏差位于ΔT_M2至ΔT_M1的期间，控制增益从1.0向0线性地变化，在位于ΔT_M1至ΔT_P1的期间，控制增益为0.0，在位于ΔT_P1至ΔT_P2的期间，控制增益从0向1.0线性地变化。

即，在本实施方式中，在状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制作为第1控制部的机座间张力控制部10所进行的反馈控制，使后述的作为第2控制部的稳定偏差补偿装置201执行积分控制。此外，在对控制进行切换时，如图8所示，使第1控制部侧的控制增益根据状态量偏差的值而逐渐变化。通过这种控制增益的调整，能够避免因急速地切换控制而导致的控制变得不稳定的情况。

此外，在图8中，ΔT_M2以及ΔT_P2是开始调整向机座间张力控制部10输入的状态量偏差，并调整成随着状态量偏差各自接近于ΔT_M1、ΔT_P1而状态量偏差接近于零的限制开始阈值，ΔT_M1以及ΔT_P1是使向机座间张力控制部10输入的状态量偏差完全变为零的限制结束阈值。

在图8中，以ΔT_P1＝0.3、ΔT_P2＝0.6、ΔT_M1＝-0.3、ΔT_M2＝-0.6的情况为例。由于从ΔT_M1至ΔT_P1的区域中控制增益＝0，因此该区域实质上为死区。因此，在以下的说明中，将ΔT_M1至ΔT_P1的期间称作死区。

作为控制动作限制装置200，在图9(a)～(b)中示出追加了控制偏差增益时的控制响应的变化。图9(a)是以往的控制系统的情况，此时如图所示发生振荡。相对于此，图9(b)是表示采用了控制动作限制装置200的情况的图，此时如图所示振荡得到抑制。另一方面，在图9(b)的情况下，由于在控制增益为0的控制偏差±0.3以内成为死区而未实施张力控制，因此残留+0.3的稳定偏差。稳定偏差补偿装置201是为了去除该稳定偏差而设置的。稳定偏差补偿装置201如后述那样考虑增益调整的难易度而仅进行积分控制。

稳定偏差补偿装置201的开环传递函数由以下的式(5)进行表示，因此其伯德图成为图10那样。

$\frac{{K^{,}}_I}{S}\frac{{{\mathrm{\ω}}_n}^2}{S^2+2\mathrm{\ζ}{\mathrm{\ω}}_{n}S+{{\mathrm{\ω}}_n}^2}\frac{K_{\mathrm{\σV}}}{1+T_{\mathrm{\σ}}\·S}---\left(5\right)$

而且，积分控制的增益K′_I能够根据依赖于轧制计划的速度-张力响应31增益K_σV、以及预先设定的积分时间常数T′_I而求出。在此，如果考虑ω_c＝α·ω_n＝1/T_I(其中，α≤1.0)，则以下的式(6)成立。

K’₁·T’₁·K_σV＝1     (6)

因此，稳定偏差补偿装置201的增益K′_I由以下的式(7)进行表示。

${K^{,}}_I=\frac{1}{K_{\mathrm{\σV}}}\frac{1}{{T^{,}}_I}---\left(7\right)$

在此，将稳定偏差修正的积分时间常数T′_I设定为机座间张力控制部10中的积分时间常数T_I的10倍，以使即便在速度-张力响应31增益K_σV相差10倍程度的情况下控制也不发生振荡。换言之，稳定偏差修正中的积分控制的控制增益被设定为机座间张力控制部10中的控制增益的十分之一程度。该10倍的值为一例，可以根据控制对象的设备的特性来采用几倍～几十倍的值。

由于速度-张力响应31增益K_σV比实际小，因此图9(b)的模拟假定了控制增益为10.35倍的情况，但是即便在该情况下由于稳定偏差补偿装置的积分增益为最佳增益的1.035倍，因此也可稳定地进行控制。图9(c)是追加了稳定偏差补偿装置201时的阶跃响应。可知，在由机座间张力控制部10和稳定偏差补偿装置201控制到控制偏差0.3之后，稳定偏差补偿装置201去除了稳定偏差。

图11(a)、(b)是表示分别针对图5(a)、(c)的情况而追加了稳定偏差补偿装置201时的阶跃响应的图。如图11(a)所示，机座间张力控制部10的控制增益为适当范围的图5(a)所对应的图11(a)的响应需要时间。控制动作限制装置200以及稳定偏差补偿装置201是为了在机座间张力控制部10的控制增益过大的情况下控制不会发生振荡或发散而追加的，因此在控制增益过大的情况下能有效地动作，但是在控制增益适当或过小的情况下却存在控制响应变差的问题点。因此，应用利用由稳定偏差补偿装置201进行控制时的响应来修正速度-张力响应31增益K_σV的控制增益修正装置202。

在图12中示出控制增益修正的观点。机座间张力变动因各种原因而发生，但是从图2(a)所示的机座间存在被轧制件前端部30的状态起，在被轧制件前端部啮入i机座的定时t₁，产生机座间张力。此时，虽然产生较大的张力偏差，但是在去除了该偏差的定时t₂之后，如果没有轧机的加减速等，则机座间张力保持稳定。

在图12所示的定时t₂以后的张力变动几乎不存在的状态之时，使稳定偏差补偿装置201动作。由于稳定偏差补偿装置201仅由积分控制构成，因此该控制增益由上述式(7)进行表示，从而能够推测出响应的差别是因K_σV的误差而引起的。因此，通过测定控制开始时的张力偏差衰减到37％的时间，来求出积分时间常数T′_I的实际的值T′_Iact。通过采用该值，根据以下的式(8)可求出速度-张力响应31增益K_σV的实际的值K_σVact。这样，在本实施方式中，可基于由作为第2控制部的稳定偏差补偿装置201所进行的控制的控制响应来修正速度-张力影响系数K_σV。

$K_{\mathrm{\σVact}}=\frac{{T^{,}}_I}{{T^{,}}_{\mathrm{Iact}}}{K}_{\mathrm{\σV}}---\left(8\right)$

图13是表示图12所示的定时t₂以后的稳定偏差补偿控制的详细的图。如图13所示，稳定偏差补偿实施可否选择装置202监视由张力计9测定出的张力实际结果与张力指令之差、即张力偏差，来判定可否使稳定偏差补偿装置201动作。稳定偏差补偿实施可否选择装置202操作稳定偏差补偿装置201的稳定偏差补偿指令值210。

如图13所示，稳定偏差补偿实施可否选择装置202作为稳定偏差补偿指令值＝ΔT_P1而实施稳定偏差补偿控制，当张力偏差为ΔT_P1的前后ΔT_P1+与ΔT_P1-之间的值的期间达到预先设定的张力稳定判定期间时，将稳定偏差补偿指令值210设为零。由此，张力偏差ΔT从ΔT_P1开始向零接近。该定时为图12所示的定时t₃。在该定时t₃，将响应测定实施信号212设为开启，使控制增益修正装置203所进行的速度-张力影响系数K_σV的修正动作开始。另外，在此对张力偏差为正侧(plus侧)的情况进行了说明，但是对于负侧(minus侧)也同样地实施。

根据这种处理，在使张力偏差ΔT接近于零时，由于是稳定在张力偏差ΔT为ΔT_P1的周边的程度之后，因此在积分控制中所考虑的张力偏差稳定，且能够使从ΔT_P1向零接近的波形稳定，能够恰当地测定用于对速度-张力影响系数K_σV进行修正的实际的时间常数T′_Iact。另外，在图13的例子中，以直接控制稳定偏差补偿指令值的情况为例，但是也可将稳定偏差补偿指令值保持为零，通过控制稳定偏差补偿指令值的增益211来实现与图15同样的功能。

其次，在图14中示出控制增益修正装置203的简要动作。在稳定偏差补偿实施可否选择装置202中，如果开始了响应测定，则将此时点的张力实际结果设为ΔT_START，求出应成为测定结束的张力偏差ΔT_END＝0.37×ΔT_START。对张力偏差进行监视，如果张力偏差为ΔT_END以下，则结束响应测定。通过测量响应测定被实施的时间，从而能够求出实际的积分控制响应T′_Iact。

通过利用由此求出的T′_Iact以及上述式(8)，从而能够求出速度-张力响应31的增益K_σV的实际的值K_σVact。在此，K_σV、T′_I是为了求出机座间张力控制部10以及稳定偏差补偿控制装置201的控制增益而使用的速度-张力响应31增益以及积分时间常数。

在图15中示出控制增益学习装置204的简要动作。管理利用热串列式轧机轧制什么样产品规格的被轧制件的上位计算机250，按每一根的被轧制件来设定作为产品规格和操作信息的轧制计划。控制增益学习装置204基于该设定值，从控制增益数据库205中读出相应的轧制计划中的速度-张力响应31增益、以及控制动作限制装置200所使用的参数的信息K_σV、ΔT_P1、ΔT_P2、ΔT_M1、ΔT_M2，对机座间张力控制部10以及控制动作限制装置200、稳定偏差补偿装置201设定控制增益以及控制偏差增益的参数ΔT_P1、ΔT_P2、ΔT_M1、ΔT_M2。

在重新启动热串列式轧机装置的情况下、或利用新的轧制计划进行轧制的情况下等，需要设定K_σV、ΔT_P1、ΔT_P2、ΔT_M1、ΔT_M2的初始值。在该情况下，利用轧制模型式计算出的值来设定K_σV，关于ΔT_P1、ΔT_P2、ΔT_M1、ΔT_M2，根据以往经验设定适当值即可。在本发明中，由于构成为即便在机座间张力控制部10的控制增益过大的情况下也能够利用控制动作限制装置200稳定地进行控制，因此期望将机座间张力控制部10的控制增益设定为较高(5～10倍程度)来学习控制增益。

此外，如果由控制增益修正装置203完成响应测定并算出了速度-张力响应31增益实际结果K_σact，则实施响应测定完成时实施的内容。从控制增益数据库中取出相应的轧制计划的K_σV作为K_σV(k-1)，按照学习增益C_AD来学习实际结果K_σVact作为K_σV(k)，将相应的轧制计划的位置的K_σV变更成K_σV(k)。同时，计算K_σV(k)与K_σV(k-1)的比率，如果处于判断为变化微小的AD_LLIM与AD_ULIM(分别为预先确定的值)之间，则视作学习已完成，变更控制参数以使控制动作限制装置200不动作。

具体而言，将控制偏差增益的参数ΔT_P1、ΔT_P2、ΔT_M1、ΔT_M2全部设为0。由此，由控制增益修正装置203求出的实际结果K_σVact被反映到实际的机座间张力控制部10中，并且在学习已完成的情况下停止控制动作限制装置200的动作，从而利用了最佳控制增益的机座间张力控制部10成为可能。即，控制增益修正装置203作为增益调整部发挥功能。此外，关于控制偏差增益也存在如下方法，即：最初将死区设定得较宽，然后随着控制增益的学习进度而逐渐变窄。

以上，即便在启动热串列式轧机装置时、轧制新的轧制计划的材料的情况下，也能防止因机座间张力控制部10的控制增益过大所产生的张力变动而引起的品质异常、操作异常，并且能够将控制增益学习成最佳的控制增益。

另外，图7所示那样的机座间张力控制的控制构成是通过软件与硬件的组合而实现的。在此，参照图16，对用于实现图7所示那样的本实施方式所涉及的机座间张力控制的各功能的硬件进行说明。图16是表示本实施方式所涉及的机座间张力控制的硬件构成的框图。如图16所示，本实施方式所涉及的信息处理装置具有与一般的服务器、PC(PersonalComputer)等信息处理终端同样的构成。

即、本实施方式所涉及的信息处理装置经由总线108而连接有CPU(Central Processing Unit)101、RAM(Random Access Memory)102、ROM(Read Only Memory)103、HDD(Hard Disk Drive)104以及I/F105。此外，I/F105连接着LCD(Liquid Crystal Display)106以及操作部107。

CPU101是运算单元，对信息处理装置整体的动作进行控制。RAM102是能高速读写信息的易失性存储介质，被用作CPU101处理信息时的作业区域。ROM103是读出专用的非易失性存储介质，保存固件等程序。

HDD104是可进行信息的读写的非易失性存储介质，保存OS(Operating System)、各种控制程序、应用程序等。I/F105连接并控制总线108和各种硬件、网络等。此外，I/F105也被用作各个装置进行信息交互、或向轧机输入信息的接口。

LCD106是操作员用于确认信息处理装置的状态的视觉性用户界面。操作部107是键盘、鼠标等、操作员向信息处理装置输入信息用的用户界面。在这种硬件构成中，ROM103、HDD104或未图示的光盘等记录介质中保存的程序被读出到RAM102之中，CPU101按照该程序来进行运算，由此构成软件控制部。通过由此构成的软件控制部与硬件的组合，来实现本实施方式所涉及的机座间张力控制的控制构成的功能。

其他实施方式

在实施方式1中，作为控制动作限制装置200采用的是控制偏差增益，但是也可如简单的死区那样利用其他控制动作限制单元。此外，在实施方式1中，对热串列式轧机的机座间张力控制进行了说明，但是同样的方法也可应用于以冷串列式轧机为首的各种控制对象设备。

符号说明

1  i-1机座轧机

2  i机座轧机

7  活套

8  被轧制件

9  张力系统

10  机座间张力控制

11  i-1机座速度控制装置

12  i机座速度控制装置

13  液压缸

14  活套支点

15  活套杆

16  活套辊

17  汽缸位置探测器

20  活套位置控制装置

30  被轧制件前端部

31  速度-张力响应

32  板张力-汽缸压力

33  板道长变化-张力

34  活套位置-机座间张力

35  活套机械系统

101  CPU

102  RAM

103  ROM

104  HDD

105  I/F

106  LCD

107  操作部

108  总线

200  控制动作限制装置

201  稳定偏差补偿装置

202  稳定偏差补偿实施可否选择装置

203  控制增益修正装置

204  控制增益学习装置

205  控制增益数据库

250  上位计算机

300  控制对象设备

301  控制装置

Claims (7)

1.一种设备控制装置，基于控制对象的设备的状态量偏差来进行反馈控制，其特征在于，包括：

第1控制部，其进行基于所述状态量偏差的比例控制、积分控制以及微分控制之中的至少任一种反馈控制；

第2控制部，其基于所述状态量偏差，进行比所述第1控制部的控制增益低的控制增益的积分控制；

控制切换部，其在所述状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制由所述第1控制部进行的反馈控制，使所述第2控制部执行积分控制；和

增益调整部，其基于所述控制对象的设备相对于由所述第2控制部进行的积分控制的控制响应，来调整所述第1控制部的控制增益。

2.根据权利要求1所述的设备控制装置，其特征在于，

所述控制切换部，在所述设备的状态量偏差的绝对值为规定的限制开始阈值以下的情况下，通过调整被输入至所述第1控制部的所述状态量偏差，来限制由所述第1控制部进行的反馈控制。

3.根据权利要求2所述的设备控制装置，其特征在于，

所述控制切换部，在所述设备的状态量偏差的绝对值为所述限制开始阈值以下的情况下，按照随着所述设备的状态量偏差的绝对值接近于比所述限制开始阈值小的限制结束阈值则被输入至所述第1控制部的所述状态量偏差接近于零的方式进行调整，在所述设备的状态量偏差为所述限制结束阈值以下的情况下，将被输入至所述第1控制部的状态量偏差设为零。

4.根据权利要求1所述的设备控制装置，其特征在于，

所述第2控制部按照在基于被输入的状态量偏差而开始了积分控制后使所述状态量偏差在规定范围内稳定了规定期间之后所述状态量偏差变为零的方式，开始所述积分控制。

5.根据权利要求1所述的设备控制装置，其特征在于，

所述增益调整部基于通过所述第2控制部的积分控制而使得所述状态量偏差减少到规定的比例为止的期间，来调整所述第1控制部的控制增益。

6.一种设备控制方法，切换第1控制部和第2控制部来对控制对象的设备进行控制，所述第1控制部进行基于所述控制对象的设备的状态量偏差的比例控制、积分控制以及微分控制之中的至少任一种反馈控制，所述第2控制部基于所述状态量偏差来进行比所述第1控制部的控制增益低的控制增益的积分控制，所述设备控制方法的特征在于，

在所述状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制由所述第1控制部进行的反馈控制，使所述第2控制部执行积分控制，

基于所述控制对象的设备相对于由所述第2控制部进行的积分控制的控制响应，来调整所述第1控制部的控制增益。

7.一种设备控制程序，切换第1控制部和第2控制部来对控制对象的设备进行控制，所述第1控制部进行基于所述控制对象的设备的状态量偏差的比例控制、积分控制以及微分控制之中的至少任一种反馈控制，所述第2控制部基于所述状态量偏差来进行比所述第1控制部的控制增益低的控制增益的积分控制，

所述设备控制程序的特征在于，使信息处理装置执行如下步骤：

在所述状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制由所述第1控制部进行的反馈控制，使所述第2控制部执行积分控制的步骤；和

基于所述控制对象的设备相对于由所述第2控制部进行的积分控制的控制响应，来调整所述第1控制部的控制增益的步骤。

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