DE102006048421B4

DE102006048421B4 - Method for regulating a current train to a desired train by means of a train controller adapted by means of a model of the train control system

Info

Publication number: DE102006048421B4
Application number: DE200610048421
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Felkl; Martin Niemann; Dr. Tautz Wilfried; Dr. Wilharm Heinz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2026-10-13
Also published as: DE102006048421A1; WO2008043689A1

Abstract

Während ein Walzgut (1) einen durch ein vorderes Förderelement (3) und ein hinteres Förderelement (4) begrenzten Streckenabschnitt (2) mit einer Walzgutgeschwindigkeit (v) durchläuft, ist es mit einem Istzug (Z) beaufschlagt, der auf einen Sollzug (Z*) geregelt werden soll. Der Istzug (Z) und der Sollzug (Z*) werden einem Zugregler (5) zugeführt. Dem Zugregler (5) ist ein Adaptionselement (5') der Zugregelstrecke vorgeordnet, mittels dessen in Abhängigkeit von statischen und dynamischen Daten des Walzguts (1) und der Förderelemente (3, 4) dynamisch eine aktuelle Reglercharakteristik (P, T) für den Zugregler (5) ermittelt wird. Die aktuelle Reglercharakteristik (P, T) wird dem Zugregler (5) vorgegeben, so dass der Zugregler (5) anhand des Istzuges (Z) und des Sollzuges (Z*) in Verbindung mit der aktuellen Reglercharakteristik (P, T) eine Stellgröße (S) für ein den Istzug (Z) beeinflussendes Stellelement ermittelt und die Stellgröße (S) an das Stellelement ausgibt. Das Adaptionselement (5') umfasst einen Vorauswertungsblock (7), mittels dessen Parameter (Po, To, V, ai, bi, Ai, Bi) ermittelt werden, die eine optimale Reglercharakteristik (Po, To) beschreiben oder anhand derer in Verbindung mit einer vorbestimmten Ermittlungsvorschrift die optimale Reglercharakteristik (Po, To) bestimmt ist, bei welcher der Zugregler (5) Regelabweichungen – z. B. eine sprungartige Änderung des Sollzuges (Z*) – mit definiertem Einschwingverhalten zeitoptimal ausgeregelt. Das Adaptionselement (5') ermittelt die aktuelle Reglercharakteristik (P, T) in Abhängigkeit von der optimalen Reglercharakteristik (Po, To).While a rolling stock (1) runs through a section (2) delimited by a front conveyor element (3) and a rear conveyor element (4) at a rolling stock speed (v), an actual tension (Z) is applied to it, which corresponds to a target tension (Z *) should be regulated. The actual tension (Z) and the target tension (Z *) are fed to a tension regulator (5). The tension controller (5) is preceded by an adaptation element (5 ') of the tension control system, by means of which a current controller characteristic (P, T) for the tension controller is dynamically generated depending on static and dynamic data of the rolling stock (1) and the conveying elements (3, 4) (5) is determined. The current controller characteristic (P, T) is given to the tension controller (5) so that the tension controller (5) uses the actual tension (Z) and the target tension (Z *) in connection with the current controller characteristic (P, T) to generate a manipulated variable ( S) is determined for an actuating element influencing the actual tension (Z) and outputs the actuating variable (S) to the actuating element. The adaptation element (5 ') comprises a pre-evaluation block (7), by means of which parameters (Po, To, V, ai, bi, Ai, Bi) are determined which describe an optimal controller characteristic (Po, To) or based on them in connection with a predetermined determination rule the optimal controller characteristic (Po, To) is determined at which the tension controller (5) control deviations - z. B. a sudden change in the target train (Z *) - with a defined transient response time-optimally adjusted. The adaptation element (5 ') determines the current controller characteristic (P, T) as a function of the optimal controller characteristic (Po, To).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Istzuges, mit dem ein Walzgut beaufschlagt ist, auf einen Sollzug, während das Walzgut einen durch ein vorderes Förderelement und ein hinteres Förderelement begrenzten Streckenabschnitt mit einer Walzgutgeschwindigkeit durchläuft, wobei der Istzug und der Sollzug einem Zugregler zugeführt werden, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein solches Verfahren ist aus der DE 103 27 663 A1 bekannt.The present invention relates to a method for controlling a Istzuges, which is applied to a rolling stock, on a debit train, while the rolling passes through a limited by a front conveying element and a rear conveying element stretch section with a Walzgutgeschwindigkeit, wherein the Istzug and the Sollzug fed to a draft regulator according to the preamble of claim 1. Such a method is known from DE 103 27 663 A1 known.

Derartige Verfahren sind allgemein bekannt. Sie finden insbesondere bei mehrgerüstigen Walzstraßen Anwendung. Das vordere und das hintere Förderelement sind in diesem Fall Walzgerüste. Rein beispielhaft wird noch auf die DE 41 25 095 A1 verwiesen.Such methods are well known. They are used in particular for multi-stand rolling mills. The front and rear conveying elements are in this case rolling stands. Purely by way of example is still on the DE 41 25 095 A1 directed.

Das Stellelement ist in der Regel das hintere Walzgerüst. Ausnahmsweise kann das Stellelement jedoch auch das vordere Walzgerüst oder ein eigenständiges Stellelement sein. Als Stellgröße dient in der Regel ein Anstellungskorrekturwert für das Walzgerüst. Alternativ kann die Walzgeschwindigkeit korrigiert werden.The actuator is usually the rear roll stand. Exceptionally, however, the actuator can also be the front roll stand or an independent control element. The manipulated variable is usually an adjustment correction value for the roll stand. Alternatively, the rolling speed can be corrected.

Die Zugregelstrecke ist starken Schwankungen unterworfen. Der Zugregler wird daher im Stand der Technik in der Regel derart eingestellt, dass in allen Betriebszuständen eine stabile Regelung erreicht wird. Dies hat jedoch zur Folge, dass der Zugregler in manchen Betriebszuständen die in diesem Betriebszustand prinzipiell mögliche Regeldynamik bei weitem nicht ausschöpft. Es ist daher auch schon bekannt, dem Zugregler ein Adaptionselement vorzuordnen, mittels dessen in Abhängigkeit von statischen und dynamischen Daten des Walzguts und der Förderelemente dynamisch eine aktuelle Reglercharakteristik für den Zugregler ermittelt wird, und die aktuelle Reglercharakteristik dem Zugregler vorzugeben. Auch diese Vorgehensweise führt jedoch noch nicht zu optimalen Ergebnissen.The train control track is subject to strong fluctuations. The tension controller is therefore generally set in the prior art in such a way that a stable control is achieved in all operating conditions. However, this has the consequence that the tension controller in many operating states, the principle in this operating state possible control dynamics by far not exhaustive. It is therefore already known to pre-allocate the tension controller an adaptation element, by means of which, depending on static and dynamic data of the rolling stock and the conveying elements dynamically a current controller characteristic is determined for the tension controller, and to specify the current controller characteristic to the tension controller. However, this procedure does not lead to optimal results.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Regeln des Istzuges zu schaffen, mittels dessen in allen bzw. zumindest in nahezu allen Betriebszuständen ein optimales bzw. nahezu optimales Regelverhalten erzielbar ist.The object of the present invention is to provide a method of the type mentioned above for controlling the Istzuges, by means of which in all or at least in almost all operating conditions an optimal or nearly optimal control behavior can be achieved.

Die Aufgabe wird, ausgehend vom zuletzt beschriebenen Stand der Technik, verfahrenstechnisch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is, starting from the last-described prior art, procedurally achieved by a method having the features of claim 1.

Erfindungsgemäß umfasst das Adaptionselement einen Vorauswertungsblock, mittels dessen Parameter ermittelt werden, die eine optimale Reglercharakteristik beschreiben oder anhand derer in Verbindung mit einer vorbestimmten Ermittlungsvorschrift die optimale Reglercharakteristik bestimmt ist, bei welcher der Zugregler Regelabweichungen – z. B. eine sprungartige Änderung des Sollzuges – mit definiertem Einschwingverhalten zeitoptimal ausgeregelt. Das Adaptionselement ermittelt die aktuelle Reglercharakteristik in Abhängigkeit von der optimalen Reglercharakteristik.According to the invention, the adaptation element comprises a prediction block, by means of which parameters are determined which describe an optimal controller characteristic or by means of which, in conjunction with a predetermined determination rule, the optimum controller characteristic is determined, in which the traction controller regulates deviations - e.g. B. a sudden change in the reference train - corrected time-optimized with defined transient response. The adaptation element determines the current controller characteristic as a function of the optimum controller characteristic.

Das Verfahren zum Regeln des Istzuges ist üblicherweise als Softwareprogramm implementiert. Die Aufgabe wird daher softwaretechnisch durch ein Computerprogramm gelöst, das eine Folge von Maschinenbefehlen umfasst, die bewirkt, dass ein Steuerrechner für einen Streckenabschnitt ein derartiges Verfahren ausführt, wenn es vom Steuerrechner abgearbeitet wird.The method for controlling the actual train is usually implemented as a software program. The object is therefore solved by software software by a computer program comprising a sequence of machine instructions, which causes a control computer for a link performs such a method when it is processed by the control computer.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird die Aufgabe durch einen Datenträger und einen Steuerrechner für einen Streckenabschnitt gelöst, wobei auf dem Datenträger ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist bzw. im Steuerrechner ein vom Steuerrechner abarbeitbares derartiges Computerprogramm gespeichert ist.In device technical terms, the object is achieved by a data carrier and a control computer for a section, wherein such a computer program is stored on the data carrier or in the control computer a computer program executable by the control computer is stored.

Das definierte Einschwingverhalten kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Überschwingen um einen vorbestimmten Prozentsatz der Regelabweichung sein.In a preferred embodiment of the present invention, the defined transient response may in particular be an overshoot by a predetermined percentage of the control deviation.

Die statischen Daten der Förderelemente können insbesondere Daten umfassen, die für eine Dynamik von Antriebsregelkreisen der Förderelemente und/oder ein Verhältnis von Trägheitsmomenten der Förderelemente und der Antriebe charakteristisch sind. Die Daten des Walzguts können insbesondere die aktuelle Walzgutgeschwindigkeit, eine Querschnittsangabe, eine Härteangabe und/oder Voreilungen, die das Walzgut gegenüber den Förderelementen aufweist, umfassen. Die dynamischen Daten der Förderelemente können Stichabnahmen umfassen, denen das Walzgut in den Förderelementen unterzogen wird. Mit diesen Daten ist der Vorauswertungsblock besonders realitätsnah implementierbar.The static data of the conveyor elements may in particular comprise data which are characteristic of a dynamics of drive control circuits of the conveyor elements and / or a ratio of moments of inertia of the conveyor elements and the drives. The data of the rolling stock may in particular comprise the current rolling stock speed, a cross-sectional specification, a hardness specification and / or overfeeds which the rolling stock has in relation to the conveying elements. The dynamic data of the conveyor elements may include Stichabnahmen, which is subjected to the rolling in the conveyor elements. With this data, the pre-evaluation block can be implemented particularly realistically.

Wie bereits erwähnt, ist vorzugsweise mindestens eines der Förderelemente als Walzgerüst ausgebildet. In der Regel beeinflusst weiterhin die Stellgröße einen Walzspalt des als Walzgerüst ausgebildeten Förderelements. Es sind jedoch – wie oben in Verbindung mit dem Stand der Technik erwähnt – auch andere Ausgestaltungen möglich. As already mentioned, preferably at least one of the conveying elements is designed as a rolling stand. As a rule, the manipulated variable further influences a rolling gap of the conveying element designed as a rolling stand. However, other embodiments are possible, as mentioned above in connection with the prior art.

Vorzugsweise wird dem Adaptionselement mindestens ein Einflussparameter vorgegeben. Das Adaptionselement ermittelt in diesem Fall die aktuelle Reglercharakteristik anhand des mindestens einen Einflussparameters und der optimalen Reglercharakteristik.Preferably, at least one influencing parameter is specified for the adaptation element. In this case, the adaptation element determines the current controller characteristic on the basis of the at least one influencing parameter and the optimal controller characteristic.

Der mindestens eine Einflussparameter kann vom Ausgangssignal eines Auswertungsblocks abhängen, dem Zustandsdaten des Streckenabschnitts zugeführt werden. In diesem Fall kann der Auswertungsblock sein Ausgangssignal beispielsweise mittels eines Fuzzy-Systems, eines neuronalen Netzes, eines Neuro-Fuzzy-Systems, eines Expertensystems oder eines Kennlinienfeldes ermitteln. Alternativ oder zusätzlich zur Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Auswertungsblocks kann der mindestens eine Einflussparameter von einer Anwendereingabe abhängen.The at least one influencing parameter can depend on the output signal of an evaluation block to which state data of the route section are supplied. In this case, the evaluation block can determine its output signal, for example, by means of a fuzzy system, a neural network, a neuro-fuzzy system, an expert system or a characteristic field. Alternatively or additionally to the dependence on the output signal of the evaluation block, the at least one influencing parameter may depend on a user input.

Der mindestens eine Einflussparameter umfasst vorzugsweise eine für die Ersatzzeitkonstante des Zugregelkreises charakteristische Größe und/oder eine für die Dämpfung des Zugregelkreises charakteristische Größe.The at least one influencing parameter preferably comprises a variable which is characteristic of the equivalent time constant of the tension control loop and / or a variable which is characteristic of the damping of the tension control loop.

Der mindestens eine Einflussparameter kann ein dimensionsbehafteter Einflussparameter sein. Bevorzugt ist er jedoch ein dimensionsloser Einflussparameter. Alternativ oder zusätzlich kann der Einflussparameter derart in die Ermittlung der aktuellen Reglercharakteristik eingehen, dass die aktuelle Reglercharakteristik einen vorbestimmten Bezug zur optimalen Reglercharakteristik aufweist, wenn der mindestens eine Einflussparameter den Wert Eins aufweist.The at least one influencing parameter can be a dimension-influencing influencing parameter. However, it is preferably a dimensionless influencing parameter. Alternatively or additionally, the influencing parameter can be included in the determination of the current controller characteristic such that the current controller characteristic has a predetermined reference to the optimum controller characteristic when the at least one influencing parameter has the value one.

Der Zugregler ist in der Regel ein Regler mit einem Proportionalanteil und einem Integralanteil. Typische Beispiele derartiger Regler sind PI- und PID-Regler. Insbesondere für PI-Regler sind verschiedene Implementierungen möglich. Typischerweise weist ein PI-Regler einen Knotenpunkt auf, an dem die Differenz von Soll- und Istwert gebildet wird. Dem Knotenpunkt ist eine Parallelschaltung eines Integrators und eines Proportionalgliedes nachgeordnet. Beiden Elementen wird daher die Differenz von Soll- und Istwert zugeführt. Die Stellgröße wird anhand der Summe der Ausgangssignale des Integrators und des Proportionalgliedes ermittelt.The tension controller is usually a controller with a proportional component and an integral component. Typical examples of such controllers are PI and PID controllers. In particular for PI controllers, various implementations are possible. Typically, a PI controller has a node on which the difference between the setpoint and the actual value is formed. The node is followed by a parallel connection of an integrator and a proportional element. Both elements therefore the difference between the setpoint and actual value is supplied. The manipulated variable is determined based on the sum of the output signals of the integrator and the proportional element.

Auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist diese Ausgestaltung möglich. Bevorzugt ist jedoch, dass dem Proportionalglied nur der Istzug zugeführt wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass mit ihr nicht nur positive, sondern auch negative Proportionalverstärkungen realisierbar sind. Damit kann in manchen Betriebszuständen bei einem Sollwertsprung ein Unterschwingen des Istzuges deutlich reduziert oder sogar vermieden werden.Also in the context of the present invention, this embodiment is possible. However, it is preferred that only the actual tension is supplied to the proportional element. This embodiment has the advantage that not only positive, but also negative proportional reinforcements can be realized with it. This can be significantly reduced or even avoided in some operating conditions at a setpoint jump undershooting the Istzuges.

Vorzugsweise wird mittels des Adaptionselements zunächst eine vorläufige Reglercharakteristik ermittelt und sodann durch eine von der Walzgutgeschwindigkeit und der Dynamik der Antriebsregelkreise der Förderelemente abhängige Korrektur der vorläufigen Reglercharakteristik die optimale Reglercharakteristik ermittelt. Durch diese Maßnahme ergibt sich ein einfacherer Aufbau des Adaptionselements.Preferably, a preliminary controller characteristic is first determined by means of the adaptation element, and then the optimal controller characteristic is determined by a correction of the preliminary controller characteristic which is dependent on the rolling stock speed and the dynamics of the drive control circuits of the conveyor elements. This measure results in a simpler construction of the adaptation element.

Es ist möglich, dass die Reglercharakteristik mehrere Reglerparameter aufweist. Wenn dies der Fall ist, wird bevorzugt, dass durch die Korrektur alle Regelparameter korrigiert werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass nur ein Teil der Reglerparameter korrigiert wird.It is possible that the controller characteristic has several controller parameters. If this is the case, it is preferred that the correction corrects all control parameters. Alternatively, however, it is also possible that only a part of the controller parameters is corrected.

Die Implementierung des Vorauswertungsblocks ist auf verschiedene Weise möglich. Insbesondere kann der Vorauswertungsblock Modelle enthalten, mittels derer die vorläufige Reglercharakteristik und die Korrektur mittels einer Zustandsraumdarstellung oder einer Übertragungsfunktionsdarstellung ermittelt wird.The implementation of the prediction block is possible in various ways. In particular, the prediction block may include models by means of which the preliminary regulator characteristic and the correction are determined by means of a state space representation or a transfer function representation.

Zur Modellierung der Zugregelstrecke ist derzeit folgende Ausgestaltung bevorzugt:

– Im Vorauswertungsblock werden anhand eines ersten Modells Parameter einer ersten Übertragungsfunktion und anhand eines zweiten Modells Parameter einer zweiten Übertragungsfunktion der Zugregelstrecke ermittelt.
– Das zweite Modell berücksichtigt zusätzlich zum ersten Modell eine Dynamik von Antriebsregelkreisen der Förderelemente.
– Die Übertragungsfunktionen weisen die Form
auf, wobei V eine Streckenverstärkung, a_i und A_i Koeffizienten eines jeweiligen Zählerpolynoms, b_i und B_i Koeffizienten eines jeweiligen Nennerpolynoms, s der Laplace-Operator und F₁ und F₂ die Laplace-Transformierten der Zugregelstrecke sind.
– Anhand der Parameter der ersten Übertragungsfunktion werden eine vorläufige Proportionalverstärkung des Zugreglers und eine vorläufige Zeitkonstante des Zugreglers ermittelt.
– Anhand der Parameter der zweiten Übertragungsfunktion wird mindestens ein Korrekturwert ermittelt, dessen Verknüpfung mit der vorläufigen Proportionalverstärkung und/oder der vorläufigen Zeitkonstante eine optimale Proportionalverstärkung bzw. eine optimale Zeitkonstante des Zugreglers ergibt.

For modeling the train control system, the following configuration is currently preferred:

In the pre-evaluation block, parameters of a first transfer function are determined on the basis of a first model, and parameters of a second transfer function of the train control path are determined on the basis of a second model.
- The second model takes into account in addition to the first model dynamics of drive control circuits of the conveyor elements.
- The transfer functions have the form
where V is a path gain, a _i and A _{i are} coefficients of a respective counter polynomial, b _i and B _{i are} coefficients of a respective denominator polynomial, s is the Laplacian operator and F ₁ and F _{2 are} the Laplace transforms of the train control path.
- Based on the parameters of the first transfer function, a preliminary proportional gain of the train controller and a provisional time constant of the train controller are determined.
On the basis of the parameters of the second transfer function, at least one correction value is determined whose combination with the provisional proportional gain and / or the provisional time constant results in an optimum proportional gain or an optimal time constant of the train controller.

Der Ermittlungsblock sollte möglichst einfach ausgestaltet sein. Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn der mindestens eine Korrekturwert anhand der Quotienten von Koeffizienten gleicher Ordnung des Zähler- und des Nennerpolynoms der zweiten Übertragungsfunktion ermittelt wird.The investigation block should be as simple as possible. For this purpose, it may be advantageous if the at least one correction value is determined on the basis of the quotients of coefficients of the same order of the numerator and the denominator polynomial of the second transfer function.

Es ist möglich, dass das zweite Modell die vorläufige Proportionalverstärkung und/oder die vorläufige Zeitkonstante des Zugreglers nicht berücksichtigt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das zweite Modell als Modell des Zugregelkreises ausgebildet ist, das auch die vorläufige Proportionalverstärkung und die vorläufige Zeitkonstante des Zugreglers berücksichtigt und damit einen geschlossenen Zugregelkreis beschreibt.It is possible that the second model does not take into account the provisional proportional gain and / or the provisional time constant of the tension controller. Alternatively, however, it is also possible that the second model is designed as a model of the Zugregelkreises, which also takes into account the provisional proportional gain and the provisional time constant of Zugreglers and thus describes a closed Zugregelkreis.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:Further advantages and details will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. In a schematic representation:

1 einen Streckenabschnitt einer Walzstraße, 1 a stretch of a rolling line,

2 schematisch das Ausregeln einer Änderung des Sollzuges bei optimaler Reglercharakteristik, 2 schematically the balancing of a change of the reference train with optimal controller characteristic,

3 eine mögliche Implementierung eines Zugreglers und eines Adaptionselements, 3 a possible implementation of a draft regulator and an adaptation element,

4 beispielhaft eine mögliche Realisierung einer Zuführung von Einflussparametern zum Adaptionselement, 4 by way of example, a possible realization of a supply of influencing parameters to the adaptation element,

5 beispielhaft eine mögliche Realisierung eines Zugreglers und 5 an example of a possible realization of a tension controller and

6 eine mögliche Ausgestaltung eines Adaptionselements. 6 a possible embodiment of an adaptation element.

Gemäß 1 durchläuft ein Walzgut 1 (beispielsweise ein Metallband) mit einer Walzgutgeschwindigkeit v einen Streckenabschnitt 2. Der Streckenabschnitt 2 ist durch ein vorderes Förderelement 3 und ein hinteres Förderelement 4 begrenzt. In der Regel sind beide Förderelemente 3, 4 als Walzgerüste ausgebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Eines der Förderelemente 3, 4 könnte alternativ beispielsweise ein S-Rollensatz oder ein Haspel sein.According to 1 goes through a rolling stock 1 (For example, a metal strip) with a rolling speed v a stretch section 2 , The section of the route 2 is by a front conveyor element 3 and a rear conveying element 4 limited. As a rule, both conveying elements 3 . 4 designed as rolling stands. However, this is not mandatory. One of the conveying elements 3 . 4 For example, it could alternatively be an S-roller set or a reel.

Während des Durchlaufs des Walzguts 1 durch den Streckenabschnitt 2 ist das Walzgut 1 mit einem Istzug Z beaufschlagt. Der Istzug Z soll auf einen Sollzug Z* geregelt werden. Der Istzug Z und der Sollzug Z* werden einem Zugregler 5 zugeführt. Der Zugregler 5 ermittelt anhand des Istzuges Z und des Sollzuges Z* in Verbindung mit einer aktuellen Reglercharakteristik P, T eine Stellgröße S für ein Stellelement, mittels dessen der Istzug Z beeinflusst werden kann. Die Stellgröße S gibt der Zugregler 5 an das Stellelement aus.During the passage of the rolling stock 1 through the section of the route 2 is the rolling stock 1 acted upon by a Z train. The actual train Z is to be regulated to a desired train Z *. The actual train Z and the train Z * become a draft regulator 5 fed. The tension controller 5 determined on the basis of the actual train Z and the reference train Z * in conjunction with a current controller characteristic P, T a manipulated variable S for an actuating element, by means of which the actual Z train can be influenced. The manipulated variable S is the tension controller 5 to the actuator.

Das Stellelement kann mit einem der Förderelemente 3, 4 identisch sein. Wenn die Förderelemente 3, 4 als Walzgerüste ausgebildet sind, kann die Stellgröße S bevorzugt eine Anstellung des betreffenden Walzgerüsts 3 bzw. 4 sein. Sie beeinflusst somit den Walzspalt des Walzgerüsts 3 bzw. 4.The actuator can with one of the conveying elements 3 . 4 be identical. When the conveying elements 3 . 4 are designed as rolling mills, the manipulated variable S may preferably be a employment of the respective rolling mill 3 respectively. 4 be. It thus influences the nip of the roll stand 3 respectively. 4 ,

Alternativ könnte eine Fördergeschwindigkeit korrigiert werden, mit der das betreffende Förderelement 3, 4 das Walzgut 1 fördert. Diese Option ist auch dann realisierbar, wenn das betreffende Förderelement 3, 4 nicht als Walzgerüst ausgebildet ist.Alternatively, a conveying speed could be corrected with which the relevant conveyor element 3 . 4 the rolling stock 1 promotes. This option is also feasible if the relevant conveyor element 3 . 4 not designed as a rolling mill.

In der Regel entspricht das Stellelement dem hinteren Förderelement 4. Es ist jedoch alternativ möglich, dass das Stellelement dem vorderen Förderelement 3 entspricht oder ein eigenes Stellelement ist, beispielsweise eine an das Walzgut 1 anstellbare Auslenkrolle, mit der das Walzgut 1 zum Nachregeln des Istzuges Z entsprechend ausgelenkt wird. As a rule, the actuator corresponds to the rear conveyor element 4 , However, it is alternatively possible that the actuator the front conveyor element 3 corresponds or is a separate control element, for example one to the rolling stock 1 adjustable deflection roller, with which the rolling stock 1 to readjust the Istzuges Z is deflected accordingly.

Die aktuelle Reglercharakteristik P, T, anhand derer der Zugregler 5 die Stellgröße S ermittelt, sollte möglichst optimal sein. Aus diesem Grund ist dem Zugregler 5 ein Adaptionselement 5' vorgeordnet. Dem Adaptionselement 5' werden statische und dynamische Daten des Walzguts 1 und der Förderelemente 3, 4 zugeführt. In Abhängigkeit von den ihm zugeführten Daten ermittelt das Adaptionselement 5' dynamisch die aktuelle Reglercharakteristik P, T. Die ermittelte aktuelle Reglercharakteristik P, T gibt das Adaptionselement 5' dem Zugregler 5 vor.The current controller characteristic P, T, on the basis of which the tension controller 5 the manipulated variable S determined should be as optimal as possible. Because of this, the draft regulator is 5 an adaptation element 5 ' upstream. The adaptation element 5 ' become static and dynamic data of the rolling stock 1 and the conveying elements 3 . 4 fed. Depending on the data supplied to it, the adaptation element determines 5 ' dynamically the current controller characteristic P, T. The determined current controller characteristic P, T is the adaptation element 5 ' the tension controller 5 in front.

Erfindungsgemäß umfasst das Adaptionselement 5' einen Vorauswertungsblock 7 und einen Ermittlungsblock 5''. Dem Vorauswertungsblock 7 werden die statischen und die dynamischen Daten des Walzguts 1 und der Förderelemente 3, 4 zugeführt. Er ermittelt anhand der ihm zugeführten Daten Parameter, die eine optimale Reglercharakteristik Po, To beschreiben oder anhand derer in Verbindung mit einer vorbestimmten Ermittlungsvorschrift die optimale Reglercharakteristik Po, To bestimmt ist. Der Vorauswertungsblock 7 gibt die Parameter an den Ermittlungsblock 5'' aus.According to the invention, the adaptation element comprises 5 ' a forecast block 7 and a discovery block 5 '' , The forecast block 7 become the static and the dynamic data of the rolling stock 1 and the conveying elements 3 . 4 fed. Based on the data supplied to it, it determines parameters which describe an optimal controller characteristic Po, To or on the basis of which, in conjunction with a predetermined determination rule, the optimum controller characteristic Po, To is determined. The forecast block 7 gives the parameters to the discovery block 5 '' out.

Die Parameter können, wie in 1 dargestellt, beispielsweise die optimale Reglercharakteristik Po, To selbst sein. Alternativ kann es sich um Parameter V, a_i, b_i, A_i, B_i handeln, die mindestens eine Übertragungsfunktion F₁, F₂ der Zugregelstrecke beschreiben. Die letztgenannte Vorgehensweise wird später in Verbindung mit 6 näher erläutert werden.The parameters can, as in 1 represented, for example, the optimal controller characteristic Po, To be yourself. Alternatively, it can be parameters V, a _i , b _i , A _i , B _i , which describe at least one transfer function F ₁ , F _{2 of} the train control path. The latter approach will later be used in conjunction with 6 be explained in more detail.

Der Ermittlungsblock 5'' nimmt vom Vorauswertungsblock 7 dessen Ausgabegrößen – z. B. die optimale Reglercharakteristik Po, To – entgegen. Er nimmt weiterhin mindestens einen Einflussparameter kT, kD entgegen. Gemäß 1 nimmt er sogar zwei Einflussparameter kT, kD entgegen. Anhand der ihm zugeführten Größen – gemäß 1 der optimalen Reglercharakteristik Po, To und der Einflussparameter kT, kD – ermittelt der Ermittlungsblock 5'' die aktuelle Reglercharakteristik P, T. Die aktuelle Reglercharakteristik P, T gibt er dem Zugregler 5 vor.The investigation block 5 '' takes from the forecast block 7 its output sizes - z. B. the optimal controller characteristic Po, To - contrary. It continues to receive at least one influencing parameter kT, kD. According to 1 He even accepts two influencing parameters kT, kD. Based on the quantities supplied to it - according to 1 the optimal controller characteristic Po, To and the influence parameter kT, kD - determined the determination block 5 '' the current controller characteristic P, T. He gives the current controller characteristics P, T to the tension controller 5 in front.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Vorauswertungsblocks 7 wird nachfolgend noch näher beschrieben werden. Unabhängig von der genauen Art der Ausgestaltung sollte die Ermittlung jedoch derart erfolgen, dass der Zugregler 5 Regelabweichungen, z. B. eine sprungartige Änderung des Sollzuges Z*, mit definiertem Einschwingverhalten zeitoptimal ausregelt, wenn ihm die optimale Reglercharakteristik Po, To vorgegeben wird. Das definierte Einschwingverhalten kann beispielsweise – siehe 2 – ein Überschwingen um einen vorbestimmten Prozentsatz der Regelabweichung sein. Auch sollte ein Unterschwingen – in 2 gestrichelt angedeutet – möglichst vermieden werden.A preferred embodiment of the prediction block 7 will be described in more detail below. Regardless of the exact nature of the design, however, the determination should be made such that the tension regulator 5 Control deviations, z. B. a sudden change in the reference train Z *, with adjustable transient response optimizes time optimal, if the optimal controller characteristic Po, To is given. The defined transient response can be - see 2 - be overshoot by a predetermined percentage of the control deviation. Also should be a undershoot - in 2 indicated by dashed lines - avoided as possible.

Der Prozentsatz, um den ein Überschwingen auftritt, kann systembedingt sein. Alternativ kann er einstellbar sein. Er sollte in der Regel zwischen 5 und 25 liegen, beispielsweise bei 6, 8 oder 10. Zeitoptimal ist das Ausregeln, wenn ein schnelleres Ausregeln der Änderung des Sollzuges Z* nur erreicht werden kann, wenn ein größeres Überschwingen in Kauf genommen wird, als der vorbestimmte Prozentsatz zulässt. Mit welcher optimalen Reglercharakteristik Po, To das gewünschte Verhalten im Detail erreicht wird, kann beispielsweise mittels eines analytischen Modells bzw. eines Simulationsmodells der Zugregelstrecke oder anhand von Versuchen an der realen Anlage ermittelt werden.The percentage overshoot can be systemic. Alternatively it can be adjustable. He should usually be between 5 and 25 lie, for example, at 6 . 8th or 10 , Time-optimal is the Ausregeln, if a faster Ausregel the change of the Sollzuges Z * can be achieved only if a larger overshoot is accepted, as the predetermined percentage permits. With which optimum controller characteristic Po, To the desired behavior is achieved in detail can be determined, for example, by means of an analytical model or a simulation model of the train control path or on the basis of tests on the real system.

Die dem Vorauswertungsblock 7 zugeführten statischen und dynamischen Daten sind vielfältiger Natur. Beispielsweise können die statischen Daten der Förderelemente 3, 4 Daten umfassen, die für eine Dynamik D von Regelkreisen 8', 9' von Antrieben 8, 9 der Förderelemente 3, 4 (also beispielsweise eine maximal erreichbare Beschleunigung ohne Last, gegebenenfalls als Funktion der Drehzahl des jeweiligen Antriebs 8, 9) charakteristisch sind und/oder ein Verhältnis von Trägheitsmomenten der Förderelemente 3, 4 und der korrespondierenden Antriebe 8, 9 relativ zueinander charakteristisch sind.The the forecast block 7 supplied static and dynamic data are diverse nature. For example, the static data of the conveyor elements 3 . 4 Data include for a dynamics D of control loops 8th' . 9 ' of drives 8th . 9 the conveying elements 3 . 4 (Thus, for example, a maximum achievable acceleration without load, possibly as a function of the speed of the respective drive 8th . 9 ) are characteristic and / or a ratio of moments of inertia of the conveying elements 3 . 4 and the corresponding drives 8th . 9 are characteristic of each other.

Weiterhin können beispielsweise die dynamischen Daten des Walzguts 1 die aktuelle Walzgutgeschwindigkeit v umfassen. Auch können sie eine Querschnittsangabe (z. B. Breite und Dicke des Walzguts 1), eine Härteangabe, ein momentanes Elastizitätsmodul usw. umfassen. Auch können sie Voreilungen umfassen, die das Walzgut 1 gegenüber den Förderelementen 3, 4 aufweist.Furthermore, for example, the dynamic data of the rolling stock 1 include the current rolling stock speed v. They can also have a cross-sectional specification (eg width and thickness of the rolling stock 1 ), a hardness indication, an instantaneous modulus of elasticity, etc. Also, they may include overfeeds that the rolling stock 1 opposite the conveyor elements 3 . 4 having.

Die dynamischen Daten der Förderelemente 3, 4 können – im Falle der Ausbildung als Walzgerüste – beispielsweise Stichabnahmen (Soll- und/oder Istwerte) umfassen, denen das Walzgut 1 im jeweiligen Walzgerüst 3, 4 unterzogen wird. The dynamic data of the conveyor elements 3 . 4 can - in the case of training as rolling mills - include, for example, Stichabtnahmen (nominal and / or actual values) to which the rolling stock 1 in the respective rolling stand 3 . 4 is subjected.

Der Vorauswertungsblock 7 kann bezüglich der Förderelemente 3, 4 beispielsweise ein Walzspaltmodell nach Pavelski enthalten. Mittels eines derartigen Walzspaltmodells werden die gedrückte Länge, der normierte Fließscheidenwinkel, die Walzkraft, die Materialfederkonstante und die Voreilung berechnet. Anhand dieser Größen erfolgt die Ermittlung der optimalen Reglercharakteristik Po, To.The forecast block 7 can with respect to the conveying elements 3 . 4 For example, a roll gap model according to Pavelski included. By means of such a roll gap model, the pressed length, the normalized flow cone angle, the rolling force, the material spring constant and the lead are calculated. On the basis of these variables, the determination of the optimum controller characteristic Po, To.

Der Zugregler 5 und auch das Adaptionselement 5' sind in der Praxis meist softwareimplementiert. Wie in 3 dargestellt, sind der Zugregler 5 und das Adaptionselement 5' daher softwaretechnisch realisierte Programmblöcke, die von einem Steuerrechner 10 für den Streckenabschnitt 2 ausgeführt werden. Zu diesem Zweck wird ein Computerprogramm 11 erstellt. Das Computerprogramm 11 weist Programmcode 11' (also eine Folge von Maschinenbefehlen) auf. Der Programmcode 11' bewirkt, dass der Steuerrechner 10 ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt, wenn er das Computerprogramm 11 abarbeitet. Das Computerprogramm 11 wird typischerweise auf einem Datenträger 12 – beispielsweise einem USB-Stick 12 – in ausschließlich maschinenlesbarer Form gespeichert und dem Steuerrechner 10 zugeführt. Es wird in den Steuerrechner 10 übertragen und dort ebenfalls gespeichert, der Steuerrechner 10 auf diese Weise also programmiert.The tension controller 5 and also the adaptation element 5 ' are mostly software implemented in practice. As in 3 shown are the tension controller 5 and the adaptation element 5 ' Therefore software implemented program blocks, which are from a control computer 10 for the route section 2 be executed. For this purpose, a computer program 11 created. The computer program 11 has program code 11 ' (ie a sequence of machine instructions). The program code 11 ' causes the control computer 10 performs a method according to the invention, if he the computer program 11 executing. The computer program 11 is typically on a disk 12 - For example, a USB stick 12 - stored in machine-readable form and the control computer 10 fed. It is in the control computer 10 transferred and also stored there, the control computer 10 programmed in this way.

Die Einflussparameter kT, kD können dem Ermittlungsblock 5'' bzw. allgemeiner dem Adaptionselement 5' auf verschiedene Weise zugeführt werden. Beispielsweise können sie gemäß 4 von einer Eingabe eines Anwenders A abhängen. Alternativ kann ein Auswertungsblock 13 vorhanden sein, der die Einflussparameter kT, kD selbsttätig bestimmt. Dem Auswertungsblock 13 werden hierzu statische und dynamische Daten des Walzguts 1 und/oder der Förderelemente 3, 4 und/oder Angaben über den Walzzustand (z. B. die Walzgeschwindigkeit v, Einfädelvorgang, Walzen einer Schweißnaht, Nothalt, ...) – bzw. allgemeiner Zustandsdaten des Streckenabschnitts 2 – zugeführt. Auch Mischformen sind möglich. In diesem Fall werden die Eingaben des Anwenders A und das Ausgangssignal des Auswertungsblocks 13 einem Kombinationsblock 14 zugeführt, der seinerseits – beispielsweise durch Multiplikation miteinander korrespondierender Eingaben des Anwenders A einerseits und Ausgangssignale des Auswertungsblocks 13 andererseits – die Einflussparameter kT, kD ermittelt.The influencing parameters kT, kD can be assigned to the determination block 5 '' or more generally the adaptation element 5 ' be supplied in various ways. For example, they can according to 4 depend on an input from a user A. Alternatively, an evaluation block 13 be present, which determines the influence parameters kT, kD automatically. The evaluation block 13 For this purpose, static and dynamic data of the rolling stock 1 and / or the conveying elements 3 . 4 and / or information about the rolling state (eg, the rolling speed v, threading, rolling a weld, emergency stop, ...) - or general state data of the section 2 - supplied. Also mixed forms are possible. In this case, the inputs of the user A and the output of the evaluation block 13 a combination block 14 supplied, in turn - for example, by multiplication with each other corresponding inputs of the user A on the one hand and output signals of the evaluation block 13 on the other hand - the influence parameters kT, kD determined.

Der Auswertungsblock 13 kann, sofern er vorhanden ist, auf verschiedene Weise implementiert sein. Beispielsweise kann er die Einflussparameter kT, kD mittels eines Fuzzy-Systems, eines neuronalen Netzes, eines Neuro-Fuzzy-Systems, eines Expertensystems oder eines Kennlinienfeldes ermitteln.The evaluation block 13 can, if it exists, be implemented in various ways. For example, it can determine the influencing parameters kT, kD by means of a fuzzy system, a neural network, a neuro-fuzzy system, an expert system or a characteristic field.

Die Anzahl (mindestens Eins) und die Art der Einflussparameter kT, kD sind nach Bedarf wählbar. Im Rahmen der derzeit bevorzugten Ausgestaltung werden dem Ermittlungsblock 5'' zwei Einflussparameter kT, kD vorgegeben. Einer der Einflussparameter kT, kD ist eine Größe kT, die für die Ersatzzeitkonstante des Zugregelkreises charakteristisch ist. Der andere der Einflussparameter kT, kD ist eine Größe kD, die für die Dämpfung des Zugregelkreises charakteristisch ist.The number (at least one) and the type of influencing parameters kT, kD can be selected as required. Within the scope of the presently preferred embodiment, the discovery block 5 '' two influencing parameters kT, kD specified. One of the influencing parameters kT, kD is a quantity kT which is characteristic of the equivalent time constant of the tension control loop. The other of the influencing parameters kT, kD is a variable kD which is characteristic of the damping of the tension control loop.

Die Einflussparameter kT, kD sind vorzugsweise dimensionslose Einflussparameter kT, kD. Unabhängig davon, ob die Einflussparameter kT, kD dimensionslos sind oder nicht, können sie normierte Einflussparameter kT, kD sein. Der Begriff „normiert” bedeutet hierbei, dass die vom Ermittlungsblock 5'' ermittelte aktuelle Reglercharakteristik P, T einen vorbestimmten Bezug zur optimalen Reglercharakteristik Po, To aufweist, z. B. mit der optimalen Reglercharakteristik Po, To übereinstimmt, wenn die Einflussparameter kT, kD den Wert Eins aufweisen.The influencing parameters kT, kD are preferably dimensionless influencing parameters kT, kD. Irrespective of whether the influencing parameters kT, kD are dimensionless or not, they can be normalized influencing parameters kT, kD. The term "normalized" here means that from the determination block 5 '' determined current controller characteristic P, T has a predetermined reference to the optimum controller characteristic Po, To, z. B. with the optimal controller characteristic Po, To match if the influencing parameters kT, kD have the value one.

Die aktuelle Reglercharakteristik P, T weist in der Regel mehrere Reglerparameter P, T auf, welche in ihrer Gesamtheit die Reglercharakteristik P, T des Zugreglers 5 bestimmen. Beispielsweise kann der Zugregler 5, wie in 1 durch ein entsprechendes, allgemein übliches Symbol angedeutet ist, als PI-Regler (PI = proportional-integral) ausgebildet sein. Auch eine Ausgestaltung als PID-Regler (PID = proportional-integral-differenzial), als ID-Regler (ID = integral-differential), als sogenannter PT1- oder PT2-Regler oder als Zustandsregler ist denkbar.The current controller characteristic P, T usually has a plurality of controller parameters P, T, which in their entirety the controller characteristic P, T of the tension controller 5 determine. For example, the draft regulator 5 , as in 1 is indicated by a corresponding, generally conventional symbol, be designed as a PI controller (PI = proportional-integral). An embodiment as a PID controller (PID = proportional-integral-differential), as an ID controller (ID = integral-differential), as a so-called PT1 or PT2 controller or as a state controller is conceivable.

Vorzugsweise sollte der Zugregler 5 als Reglerparameter P, T zumindest eine Integrationszeit T eines Integrators 15 des Zugreglers 5 und eine Proportionalverstärkung P eines Proportionalgliedes 16 des Zugreglers 5 umfassen.Preferably, the tension regulator should 5 as controller parameters P, T at least one integration time T of an integrator 15 of the tension controller 5 and a proportional gain P of a proportional element 16 of the tension controller 5 include.

Wenn der Zugregler 5 als PI-Regler ausgebildet ist, sollte er vorzugsweise eine Struktur aufweisen, wie sie nachfolgend in Verbindung mit 5 erläutert wird. When the draft regulator 5 is designed as a PI controller, it should preferably have a structure, as described below in connection with 5 is explained.

Gemäß 5 weist der Zugregler 5 einen Integrator 15 und ein Proportionalglied 16 auf. Wie in 5 dargestellt, wird der Integrator 15 mittels der Integrationszeitkonstante T parametriert, das Proportionalglied 16 mittels der Proportionalverstärkung P.According to 5 has the tension controller 5 an integrator 15 and a proportional member 16 on. As in 5 represented, becomes the integrator 15 parameterized by means of the integration time constant T, the proportional element 16 by means of the proportional gain P.

Einem Knotenpunkt 17 werden der Sollzug Z* und der Istzug Z zugeführt. Im Knotenpunkt 17 wird die Differenz von Sollzug Z* und Istzug Z gebildet. Gegebenenfalls kann der Sollzug Z* zuvor in einem Führungsgrößenfilter 18 gefiltert werden. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.A node 17 the desired train Z * and the actual train Z are supplied. In the junction 17 the difference between the reference train Z * and the actual train Z is formed. Optionally, the desired train Z * previously in a Führungsgrößenfilter 18 be filtered. However, this is not mandatory.

Die Differenz von Sollzug Z* und Istzug Z wird dem Integrator 15 zugeführt. Dem Proportionalglied 16 wird hingegen nur der Istzug Z zugeführt.The difference between the reference train Z * and the actual train Z becomes the integrator 15 fed. The proportional element 16 however, only the actual train Z is supplied.

Sowohl der Integrator 15 als auch das Proportionalglied 16 liefern je ein Ausgangssignal S', S''. In einem Summationspunkt 19 wird die Summe der Ausgangssignale S', S'' gebildet. Anhand der Summe der Ausgangssignale S', S'' wird die Stellgröße S ermittelt. Im einfachsten Fall ist die Stellgröße S mit der Summe der Ausgangssignale S', S'' identisch.Both the integrator 15 as well as the proportional member 16 each deliver an output signal S ', S''. In a summation point 19 the sum of the output signals S ', S "is formed. Based on the sum of the output signals S ', S ", the manipulated variable S is determined. In the simplest case, the manipulated variable S is identical to the sum of the output signals S ', S ".

Der Vorauswertungsblock 7 umfasst gemäß 6 vorzugsweise ein erstes Modell 7', nachfolgend Basismodell 7' genannt. Dem Basismodell 7' werden die statischen und dynamischen Daten des Walzguts 1 (insbesondere die Walzgutgeschwindigkeit v) sowie Betriebszustandsdaten des Streckenabschnitts 2 (z. B. Stichplandaten) zugeführt. Das Basismodell 7' ermittelt anhand der ihm zugeführten Daten Parameter V, a_i, b_i einer ersten Übertragungsfunktion F₁ der Zugregelstrecke. Die erste Übertragungsfunktion F₁ weist die Form

auf. s ist in dieser Formel der Laplace-Operator, V eine Streckenverstärkung. a_i und b_i sind die Koeffizienten eines Zähler- bzw. eines Nennerpolynoms der ersten Übertragungsfunktion F₁.The forecast block 7 includes according to 6 preferably a first model 7 ' , below basic model 7 ' called. The basic model 7 ' become the static and dynamic data of the rolling stock 1 (In particular, the rolling stock speed v) and operating state data of the section 2 (eg, stitch plan data). The basic model 7 ' determined on the basis of the data supplied to him parameters V, a _i , b _i a first transfer function F _{1 of} the train controlled system. The first transfer function F ₁ has the form

on. s in this formula is the Laplace operator, V is a path gain. a _i and b _i are the coefficients of a numerator and a denominator polynomial of the first transfer function F _1, respectively.

Die Parameter V, a_i, b_i der ersten Übertragungsfunktion F₁ werden dem Ermittlungsblock 5'' zugeführt. Im Ermittlungsblock 5'' werden anhand der vom Basismodell 7' gelieferten Parameter V, a_i, b_i, vorläufige Reglerparameter P', T' – beispielsweise eine vorläufige Proportionalitätsverstärkung P' und/oder eine vorläufige Integrationszeitkonstante T' – ermittelt. Die Parameter V, a_i, b_i der ersten Übertragungsfunktion F₁ beschreiben somit die vorläufige Reglercharakteristik P', T'.The parameters V, a _i , b _{i of} the first transfer function F ₁ become the determination block 5 '' fed. In the investigation block 5 '' are based on the base model 7 ' supplied parameters V, a _i , b _i , provisional controller parameters P ', T' - for example, a preliminary proportional gain P 'and / or a preliminary integration time constant T' - determined. The parameters V, a _i , b _{i of} the first transfer function F ₁ thus describe the provisional controller characteristic P ', T'.

Gemäß 6 umfasst der Vorauswertungsblock 7 weiterhin ein zweites Modell 7'', nachfolgend Zusatzmodell 7'' genannt. Dem Zusatzmodell 7'' werden die gleichen Daten zugeführt wie dem Basismodell 7'. Weiter werden dem Zusatzmodell 7'' Daten zugeführt, die für die Dynamik D der Antriebsregelkreise 8', 9' charakteristisch sind. Das Zusatzmodell 7'' ermittelt anhand der ihm zugeführten Daten Parameter A_i, B_i einer zweiten Übertragungsfunktion F₂ der Zugregelstrecke. Die zweite Übertragungsfunktion F₂ weist die Form

auf. A_i und B_i sind die Koeffizienten eines Zähler- bzw. eines Nennerpolynoms der zweiten Übertragungsfunktion F₂, s ebenso wie bei der ersten Übertragungsfunktion F₁ der Laplace-Operator.According to 6 includes the forecast block 7 still a second model 7 '' , subsequently additional model 7 '' called. The additional model 7 '' the same data is supplied as the basic model 7 ' , Continue to the additional model 7 '' Data supplied to the dynamics D of the drive control loops 8th' . 9 ' are characteristic. The additional model 7 '' determined on the basis of the data supplied to him parameters A _i , B _i a second transfer function F _{2 of} the train controlled system. The second transfer function F ₂ has the form

on. A _i and B _i are the coefficients of a numerator and a denominator polynomial of the second transfer function F ₂ , s, as well as in the first transfer function F _{1 of} the Laplace operator.

Die erste und die zweite Übertragungsfunktion F₁, F₂ sind folglich beide Laplace-Transformierte der Zugregelstrecke. Der wesentliche Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Übertragungsfunktion F₁, F₂ besteht jedoch darin, dass das Zusatzmodell 7'' die Dynamik D der Antriebsregelkreise 8', 9' der Förderelemente 3, 4 berücksichtigt, während eine derartige Berücksichtigung beim Basismodell 7' nicht der Fall ist.The first and the second transfer function F ₁ , F ₂ are consequently both Laplace transforms of the train control path. The essential difference between the first and the second transfer function F ₁ , F ₂ , however, is that the additional model 7 '' the dynamics D of the drive control loops 8th' . 9 ' the conveying elements 3 . 4 while taking into account the base model 7 ' not the case.

Wie in 6 gestrichelt angedeutet ist, ist es möglich, dass dem Zusatzmodell 7'' zusätzlich zu den bereits erwähnten Daten auch die vorläufige Proportionalverstärkung P' und die vorläufige Integrationszeitkonstante T' zugeführt werden. In diesem Fall kann das Zusatzmodell 7'' im Rahmen der Ermittlung der zweiten Übertragungsfunktion F₂ diese Werte P', T' mit berücksichtigen. In diesem Fall ist die zweite Übertragungsfunktion F₂ die Übertragungsfunktion des Zugregelkreises, wobei der Zugregler 5 mit der vorläufigen Reglercharakteristik P', T' parametriert ist. Es ist jedoch alternativ auch möglich, die zweite Übertragungsfunktion F₂ unabhängig von den konkreten Werten für die vorläufige Proportionalverstärkung P' und die vorläufige Integrationszeitkonstante T' zu ermitteln.As in 6 indicated by dashed lines, it is possible that the additional model 7 '' In addition to the data already mentioned, the preliminary proportional gain P 'and the preliminary integration time constant T' are also supplied. In this case, the additional model 7 '' in the context of determining the second transfer function F _2, these values P ', T' should also be taken into account. In this case, the second transfer function F _{2 is} the transfer function of the Zugregelkreises, the Zugregler 5 with the provisional controller characteristic P ', T' is parameterized. Alternatively, however, it is also possible to determine the second transfer function F ₂ independently of the concrete values for the provisional proportional gain P 'and the provisional integration time constant T'.

Auch die Parameter A_i, B_i der zweiten Übertragungsfunktion F₂ werden dem Ermittlungsblock 5'' zugeführt. In Abhängigkeit von den ihm zugeführten Parametern A_i, B_i der zweiten Übertragungsfunktion F₂ ermittelt der Ermittlungsblock 5'' mindestens einen Korrekturwert K für mindestens einen der vorläufigen Reglerparameter P', T'. Gemäß 6 wird beispielsweise nur für die vorläufige Proportionalverstärkung P' ein Korrekturwert K ermittelt. Alternativ oder zusätzlich könnte jedoch auch ein Korrekturwert K für einen anderen Reglerparameter, beispielsweise die vorläufige Zeitkonstante T', ermittelt werden oder der Korrekturwert K zur Korrektur mehrerer Reglerparameter P, T herangezogen werden.Also, the parameters A _i , B _{i of} the second transfer function F ₂ become the determination block 5 '' fed. In dependence on the parameters A _i , B _{i of} the second transfer function F ₂ supplied to it, the determination block determines 5 '' at least one correction value K for at least one of the provisional controller parameters P ', T'. According to 6 For example, a correction value K is determined only for the provisional proportional gain P '. Alternatively or additionally, however, it would also be possible to determine a correction value K for another controller parameter, for example the provisional time constant T ', or to use the correction value K to correct a plurality of controller parameters P, T.

Die Ermittlung des (mindestens) einen Korrekturwerts K ist auf verschiedene Weise möglich. Derzeit ist bevorzugt, dass der Ermittlungsblock 5'' den einen Korrekturwert K anhand der Quotienten von Koeffizienten A_i, B_i gleicher Ordnung des Zähler- und des Nennerpolynoms der zweiten Übertragungsfunktion F₂ ermittelt. Der Korrekturwert K kann also geschrieben werden als Funktion von Einflussgrößen C_i, wobei gilt C_i = A_i/B_i (i = 1, 2, 3, ...). The determination of the (at least) one correction value K is possible in various ways. Currently, it is preferred that the investigation block 5 '' the one correction value K is determined based on the quotients of coefficients A _i , B _{i of the} same order of the numerator and the denominator polynomial of the second transfer function F ₂ . The correction value K can therefore be written as a function of influencing variables C _i , where C _i = A _i / B _i (i = 1, 2, 3, ...).

Der Korrekturwert K – bzw. bei mehreren Korrekturwerten die Korrekturwerte K – wird einem Aufschaltungsblock 20 zugeführt, dem auch die vorläufigen Reglerparameter P', T' zugeführt werden. Der Aufschaltungsblock 20 verknüpft die vorläufigen Reglerparameter P', T' und die Korrekturwerte K miteinander. Er ermittelt so die optimalen Reglerparameter Po, To. Die im Aufschaltungsblock 20 vorgenommene Verknüpfung kann beispielsweise additiv oder multiplikativ sein. Unabhängig von der genauen Art der Ermittlung ist anhand der Parameter V, a_i, b_i, A_i, B_i der ersten und der zweiten Übertragungsfunktion F₁, F₂ in Verbindung mit einer vorbestimmten Ermittlungsvorschrift jedoch die optimale Reglercharakteristik Po, To ermittelbar.The correction value K - or with several correction values the correction values K - becomes a connection block 20 supplied to the provisional controller parameters P ', T' are supplied. The circuit block 20 links the preliminary controller parameters P ', T' and the correction values K with each other. He thus determines the optimal controller parameters Po, To. The in the circuit block 20 made link can be additive or multiplicative, for example. Regardless of the exact type of determination is based on the parameters V, a _i, b _i, A _i, B _i of the first and the second transfer function F _1, F ₂ in conjunction with a predetermined determination rule, however, the optimum control characteristic Po, To determined.

Das Adaptionselement 5' kann die vorläufige Reglercharakteristik P', T' und die Korrektur K mittels einer Zustandsraumdarstellung ermitteln. Alternativ kann das Adaptionselement 5' die vorläufige Reglercharakteristik P', T' und die Korrektur K mittels einer Übertragungsfunktionsdarstellung ermitteln. Im Falle der Ermittlung mittels einer Übertragungsfunktionsdarstellung kann der Vorauswertungsblock 7 beispielsweise wie obenstehend erläutert implementiert sein.The adaptation element 5 ' can determine the preliminary regulator characteristic P ', T' and the correction K by means of a state space representation. Alternatively, the adaptation element 5 ' determine the preliminary controller characteristic P ', T' and the correction K by means of a transfer function representation. In the case of determination by means of a transfer function representation, the forecast block 7 for example, as explained above.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, des entsprechenden Computerprogramms 11, des entsprechenden Datenträgers 12 und des entsprechenden Steuerrechners 10 kann über den gesamten Geschwindigkeitsbereich der Walzgutgeschwindigkeit v ein stabiles und zumindest nahezu optimales Reglerverhalten erzielt werden. Dies gilt auch dann, wenn das Walzgut 1 und seine Eigenschaften (Querschnitt, Elastizität, Härte, ...) sich ändern und/oder wenn die Bearbeitung des Walzguts 1 in den Förderelementen 3, 4 (z. B. die Stichabnahmen) variiert.By means of the method according to the invention, of the corresponding computer program 11 , the corresponding volume 12 and the corresponding control computer 10 can be achieved over the entire speed range of the rolling stock v stable and at least almost optimal controller behavior. This is true even if the rolling stock 1 and its properties (cross section, elasticity, hardness, ...) change and / or if the machining of the rolling stock 1 in the conveying elements 3 . 4 (for example, the pass decreases) varies.

Claims

Method for controlling a current train (Z), with which a rolling stock (Z) 1 ) is applied to a predetermined train (Z *), while the rolling stock ( 1 ) one by a front conveyor element ( 3 ) and a rear conveying element ( 4 ) limited section ( 2 ) passes through a rolling stock speed (v), - wherein the actual tension (Z) and the desired tension (Z *) a tension regulator ( 5 ), - wherein the tension regulator ( 5 ) an adaptation element ( 5 ' ), by means of which, depending on static and dynamic data of the rolling stock ( 1 ) and the conveying elements ( 3 . 4 ) Dynamically a current controller characteristic (P, T) for the tension controller ( 5 ), - wherein the current controller characteristic (P, T) the tension controller ( 5 ), so that the tension regulator ( 5 ) on the basis of the Istzuges (Z) and the Sollzuges (Z *) in conjunction with the current controller characteristic (P, T) determines a manipulated variable (S) for the Istzug (Z) influencing actuator and outputs the manipulated variable (S) to the actuator , characterized in that the adaptation element ( 5 ' ) a forecast block ( 7 ), by means of which parameters (Po, To, V, a _i , b _i , A _i , B _i ) are determined which describe an optimal regulator characteristic (Po, To) or by means of which, in conjunction with a predetermined determination rule, the optimum regulator characteristic (Po, To) is determined at which the tension controller ( 5 ) Control deviations - z. B. a sudden change of the train (Z *) - with controlled transient response time optimized, and that the adaptation element ( 5 ' ) determines the current controller characteristic (P, T) as a function of the optimum controller characteristic (Po, To).

A method according to claim 1, characterized in that the defined transient response is an overshoot by a predetermined percentage of the control deviation.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the static data of the conveying elements ( 3 . 4 ) Include data necessary for dynamics (D) of drive control loops ( 8th' . 9 ' ) of the conveying elements ( 3 . 4 ) and / or a ratio of moments of inertia of the conveying elements ( 3 . 4 ) and the drives ( 8th . 9 ) is characteristic.

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the data of the rolling stock ( 1 ) the current rolling stock speed (v), a cross-sectional specification and / or a hardness specification and / or overfeeds, which the rolling stock ( 1 ) compared to the conveying elements ( 3 . 4 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dynamic data of the conveying elements ( 3 . 4 ) Include a reduction in the value of the rolling stock ( 1 ) in the conveying elements ( 3 . 4 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the conveying elements ( 3 . 4 ) is designed as a rolling stand and that the manipulated variable (S) is a rolling gap of the rolling element formed as a rolling element ( 3 . 4 ).

Method according to one of the above claims, characterized in that the adaptation element ( 5 ' ) at least one influencing parameter (kT, kD) is specified and that the adaptation element ( 5 ' ) determines the current controller characteristic (P, T) on the basis of the at least one influencing parameter (kT, kD) and the optimal controller characteristic (Po, To).

A method according to claim 7, characterized in that the at least one influencing parameter (kT, kD) from the output signal of an evaluation block ( 13 ), the status data of the route section ( 2 ).

Method according to Claim 8, characterized in that the evaluation block ( 13 ) determines its output signal by means of a fuzzy system, a neural network, a neuro-fuzzy system, an expert system or a characteristic field.

A method according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the at least one influencing parameter (kT, kD) depends on a user input.

Method according to one of Claims 7 to 10, characterized in that the at least one influencing parameter (kT, kD) comprises a variable (kT) characteristic of the equivalent time constant of the tension control loop and / or a variable (kD) characteristic of the damping of the tension control loop.

Method according to one of claims 7 to 11, characterized in that the at least one influencing parameter (kT, kD) is a dimensionless influencing parameter (kT, kD).

Method according to one of Claims 7 to 12, characterized in that the current controller characteristic (P, T) has a predetermined reference to the optimum controller characteristic (Po, To) if the at least one influencing parameter (kT, kD) has the value one.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the tension regulator ( 5 ) an integrator ( 15 ) and a proportional member ( 16 ) that the integrator ( 15 ) the difference of Sollzug (Z *) and Istzug (Z) is supplied to the proportional member ( 16 ) only the actual tension (Z), but not the desired tension (Z *) is supplied and that the manipulated variable (S) based on the sum of the output signals (S ', S'') of the integrator ( 15 ) and the proportional member ( 16 ) is determined.

Method according to one of the above claims, characterized in that by means of the adaptation element ( 5 ' ) first a preliminary controller characteristic (P ', T') is determined and then by one of the rolling stock speed (v) and a dynamics (D) of drive control circuits ( 8th' . 9 ' ) of the conveying elements ( 3 . 4 ) dependent correction (K) of the preliminary controller characteristic (P ', T'), the optimal controller characteristic (Po, To) is determined.

Method according to Claim 15, characterized in that the preliminary controller characteristic (P ', T') has a plurality of controller parameters (P ', T') and that all controller parameters (P ', T') are corrected by the correction (K).

Method according to Claim 15, characterized in that the preliminary controller characteristic (P ', T') has a plurality of controller parameters (P ', T') and that only a part of the controller parameters (P ', T') is corrected by the correction (K) becomes.

Method according to claim 15, 16 or 17, characterized in that the adaptation element ( 5 ' ) Models ( 7 ' . 7 '' ) by means of which the preliminary regulator characteristic (P ', T') and the correction (K) are determined by means of a state space representation or a transfer function representation.

Method according to claim 18, characterized in that - in the pre-evaluation block ( 7 ) based on a first model ( 7 ' ) Parameters (V, a _i , b _i ) of a first transfer function (F ₁ ) and based on a second model ( 7 '' ) Parameters (A _i , B _i ) of a second transfer function (F ₂ ) of the train control path are determined, - that the second model ( 7 '' ) in addition to the first model ( 7 ' ) a dynamics (D) of drive control circuits ( 8th' . 9 ' ) of the conveying elements ( 3 . 4 ), that the transfer functions (F ₁ , F ₂ ) are the form

where V is a path gain, a _i and A _{i are} coefficients of a respective numerator polynomial, b _i and B _{i are} coefficients of a respective denominator polynomial, s are the Laplacian operator and F ₁ and F ₂ are Laplace transforms of the train control path Parameter (V, a _i , b _i ) of the first transfer function (F ₁ ) a provisional proportional gain (P ') of the train controller ( 5 ) and a provisional time constant (T ') of the tension controller ( 5 ) and - that based on the parameters (A _i , B _i ) of the second transfer function (F ₂ ) at least one correction value (K) is determined, its combination with the provisional proportional gain (P ') and / or the provisional time constant (T ') an optimal proportional gain (Po) or an optimal time constant (To) of the tension controller ( 5 ).

A method according to claim 19, characterized in that the at least one correction value (K) based on the quotients of coefficients (A _i , B _i ) of the same order of the numerator and the denominator polynomial of the second transfer function (F ₂ ) is determined.

Method according to claim 19 or 20, characterized in that the second model ( 7 '' ) is formed as a model of the Zugregelkreises, which is also the provisional proportional gain (P ') of Zugreglers ( 5 ) and the provisional time constant (T ') of the tension controller ( 5 ) considered.

Computer program comprising a sequence of machine instructions that causes a control computer ( 10 ) for a section of the route ( 2 ) carries out a method according to one of the above claims, when it is executed by the control computer ( 10 ) is processed.

Disk on which a computer program ( 11 ) is stored according to claim 22.

Control computer for a section of road ( 2 ), wherein in the control computer a computer program ( 11 ) is stored according to claim 22, which can be processed by the control computer.