DE102017210609A1

DE102017210609A1 - Anlagensteuervorrichtung, Walzsteuervorrichtung, Verfahren zum Steuern einer Anlage und Programm zum Steuern einer Anlage

Info

Publication number: DE102017210609A1
Application number: DE102017210609.3A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Hattori
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-01-04
Anticipated expiration: 2037-06-24
Also published as: CN107552575B; JP6672094B2; JP2018005544A; CN107552575A; DE102017210609B4; KR101958794B1; KR20180003998A

Abstract

Ein Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Steuerung, der für die Vorsteuerung wirksam ist, wird aus den Frequenzeigenschaften der Variationen einer Zustandsgröße vor der Steuerung und einer Zustandsgröße nach der Steuerung effizient erhalten. Basierend auf den Ergebnissen des Ausführens einer schnellen Fourier-Transformation an den Zeitreihendaten einer Zustandsgröße vor der Steuerung (einer Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔHTRK) und einer Zustandsgröße nach der Steuerung (einer Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh) erfasst eine Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 einen Phasenunterschied und eine Dämpfung der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Zustandsgröße vor der Steuerung durch eine Frequenzgang-Messvorrichtung 201. Überdies werden ein Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔTFF der Steuerausgabe, um die Zustandsgröße vor der Steuerung in der Vorsteuerung widerzuspiegeln, und eine Steuerverstärkung GFF für die Vorsteuerung durch die Zugehörigkeitsfunktionen 105 bis 107, eine Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung 108 und eine Parameteränderungsvorrichtung 109 berechnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlagensteuervorrichtung, eine Walzsteuervorrichtung, ein Verfahren zum Steuern einer Anlage und ein Programm zum Steuern einer Anlage.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Walzwerk, das eine Anlage zum effizienten Herstellen dünner Metallmaterialien durch das Walzen von Metallplatten ist, kann gelegentlich Plattendickenfehler verursachen, die einer Ungleichmäßigkeit der Härte der Metallplatten zugeschrieben werden, die die Walzobjektmaterialien sind. Die Ungleichmäßigkeit der Härte repräsentiert einen Zustand eines Walzobjektmaterials, dessen Härte über das Walzobjektmaterial nicht gleichmäßig ist. Die Härte des Walzobjektmaterials wirkt als ein Verformungswiderstand, wenn es gewalzt wird. Falls das Walzobjektmaterial die Ungleichmäßigkeit der Härte in einer Walzrichtung enthält, die eine Transportrichtung ist, um das Walzobjektmaterial während des Walzens zu transportieren, variiert entsprechend der Grad der Komprimierung des Walzobjektmaterials in Abhängigkeit von dem Ort, wodurch eine Variation der Plattendicke auftritt, nachdem das Walzobjektmaterial gewalzt worden ist.
Das Walzen wird im Allgemeinen ausgeführt, indem ein Walzobjektmaterial mehrmals durch das Walzwerk vorgeschoben wird, um eine ursprüngliche Plattendicke, die eine Anfangsplattendicke der Metallplatte ist, in eine Produktdicke zu bringen. Falls die Ungleichmäßigkeit der Härte vorhanden ist, tritt eine Plattendickenvariation aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Härte an einigen Orten auf. Unterdessen tritt eine Plattendickenvariation bei jeder einzelnen der mehreren Walzsitzungen erneut auf. Obwohl in dem Walzwerk eine Plattendickensteuerung ausgeführt wird, um die Plattendickengenauigkeit zu verbessern, weist eine derartige herkömmliche Plattendickensteuerung eine Schwierigkeit beim Eliminieren der Plattendickenvariation auf, die jedes Mal, wenn das Walzen stattfindet, aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Härte auftritt.
Es ist z. B. möglich, eine Plattendickenvariation durch: das Detektieren einer Plattendickenvariation, die einer Ungleichmäßigkeit der Härte zugeschrieben wird und die in einer bestimmten Walzsitzung aufgetreten ist, unter Verwendung einer Eintrittsseiten-Plattendickenlehre in der nächsten Walzsitzung; und das Ausführen einer Plattendickensteuerung in einer Vorwärtsregelungsweise zu unterdrücken. Selbst wenn die Plattendickensteuerung die vorhandene Plattendickenvariation unterdrückt, wird durch die Ungleichmäßigkeit der Dicke jedoch eine neue Plattendickenvariation verursacht. In diesem Fall ist eine Steuerverstärkung, die größer als eine normale Steuerverstärkung ist, erforderlich, um die neue Plattendickenvariation zu unterdrücken. Zu diesem Zweck bestimmt ein in der Patentliteratur 1 offenbartes Plattendicken-Steuerverfahren das Vorhandensein der Ungleichmäßigkeit der Härte durch eine Frequenzanalyse, wobei es eine Steuerverstärkung der Plattendicken-Vorsteuerung ändert.
Ebenso wie die Steuerverstärkung ist ein Phasenverschiebungsbetrag einer Steuerausgabe für das Erzeugen einer ausreichenden Steuerwirkung bei der Vorsteuerung wichtig. Entsprechend zielt die in der Patentliteratur 2 offenbarte Plattendicken-Steuervorrichtung auf das Erreichen einer maximalen Steuerwirkung durch das Einstellen der Steuerverstärkung und des Phasenverschiebungsbetrags basierend auf einer Phasenbeziehung zwischen mehreren Steuerzustandsgrößen ab.
[Liste der Entgegenhaltungen]
[Patentliteratur]

Patentliteratur 1: JP 2000-33409 A
Patentliteratur 2: JP 2017-058932 A

Gemäß der in der Patentliteratur 1 offenbarten Technik wird die Plattendickenvariation, die in der vorhergehenden Walzsitzung aufgetreten ist, in der nächsten Walzsitzung als eine Eintrittsseiten-Plattendickenvariation detektiert und durch die Vorsteuerung eliminiert, um eine Variation des Verformungswiderstands in einer Transportrichtung des Walzobjektmaterials basierend auf der Ungleichmäßigkeit der Härte zu eliminieren. In dieser Technik wird die Steuerverstärkung der Vorsteuerung in Abhängigkeit von dem Vorhandensein der Ungleichmäßigkeit der Härte geändert.
Die Vorsteuerung ist zu einer Steuerung proportional, die ihre Steuerwirkung durch das Bereitstellen einer Abweichung einer Zielsteuerzustandsgröße mit einer Steuerausgabe, die eine Phase und eine Amplitude aufweist, die an die Abweichung angepasst sind, maximieren kann. Angenommen, dass eine Sinuswelle die Abweichung der Steuerzustandsgröße eines Steuerziels ist, während die Steuerausgabe durch das Multiplizieren der Abweichung der Steuerzustandsgröße mit der Steuerverstärkung erhalten wird, wird hier untersucht, wie sich die Phase und die Amplitude der Abweichung der Steuerzustandsgröße im Ergebnis der Steuerung ändern.
Eine Sinuswelle mit einer Steuerverstärkung G und einem Phasenverschiebungsbetrag Δ wird bezüglich einer Sinuswelle sin(ωt), die die Abweichung der Steuerzustandsgröße repräsentiert, als die Steuerausgabe gebildet. Unterdessen ist ein Steuerergebnis der Vorsteuerung als y definiert. In diesem Fall wird der Wert y in der Formel (1) ausgedrückt:
[Formel 1]

y = sin(ωt) – Gsin(ωt + Δ) = Xsin(ωt + δ) (1).

Hier werden eine Amplitude X und ein Phasenunterschied δ in dem Wert y in der Formel 1 in den Formeln (2-1) bzw. (2-2) ausgedrückt: [Formel 2]
und δ = tan^–1( –GsinΔ / 1 – GcosΔ) (2-2).
Die 24A und 24B sind graphische Darstellungen, die die Beziehungen des Phasenverschiebungsbetrags Δ und sowohl des Phasenunterschieds δ als auch der Amplitude X in der Steuerzustandsgröße vor und nach der Steuerung zeigen, die in der Steuerausgabe bei der Vorsteuerung enthalten sind. Spezifisch ist 24A eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Phasenverschiebungsbetrag Δ und dem Phasenunterschied δ zeigt, während 24B eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen dem Phasenverschiebungsbetrag Δ und der Amplitude X in der Steuerzustandsgröße nach der Steuerung zeigt. Wie in 24B gezeigt ist, wächst die Amplitude größer, wenn der zu steuernde Phasenverschiebungsbetrag Δ größer wird, wobei in Abhängigkeit von der Steuerverstärkung G es wahrscheinlich ist, dass der Zustand, in dem der Phasenverschiebungsbetrag Δ 60 Grad positiv oder negativ übersteigt, nicht nur eine Störung, um irgendeine Steuerwirkung zu erreichen, sondern außerdem eine ungünstige Wirkung verursacht. Es stellt sich spezifisch heraus, dass, wenn der Phasenverschiebungsbetrag Δ in der Steuerausgabe enthalten ist, die Phase des erhaltenen Steuerergebnisses y von der ursprünglichen Sinuswelle sin(ωt) abweicht.
Mit anderen Worten, selbst wenn die Steuerverstärkung G bei der Vorsteuerung vergrößert wird, die die Proportionalsteuerung ist, ist die Steuerwirkung nicht nur verringert, sondern außerdem verschlechtert, wenn die Phase der Steuerausgabe von der Phase der Steuerzustandsgröße des Steuerziels abweicht, d. h., wenn der Phasenverschiebungsbetrag Δ vorhanden ist (nicht gleich null ist).
Wenn hier die Plattendickenvariation aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Härte auftritt, führt die Walzsteuerung nicht nur die Plattendickensteuerung, sondern außerdem eine Zugspannungssteuerung aus. Folglich weicht eine Phasenbeziehung zwischen der Plattendickenvariation und der Ungleichmäßigkeit der Härte als eine Folge ab. Die Phasenbeziehung gibt an, um wie viel Grad der Winkel jeder Spitzenposition der Signalform von einem Zyklus von 360 Grad abweicht. Selbst wenn die Vorsteuerung basierend auf einer Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung eines Walzobjektmaterials ausgeführt wird, kann die Steuerung aufgrund der Abweichung der Phasenbeziehung mit der ursprünglichen Ungleichmäßigkeit der Härte keine ausreichende Steuerwirkung erreichen.
Es wird angegeben, dass eine derartige Situation nicht nur bei der Ungleichmäßigkeit der Härte des Walzobjektmaterials beim Walzen eines Metallmaterials auftreten kann, sondern außerdem bei der Steuerung einer Anlage im Allgemeinen. Insbesondere ist es in einem Fall des Erhaltens eines Steuerergebnisses durch das Steuern eines Steuerzielobjekts, das einen variablen Faktor vor der Steuerung enthält, was basierend auf einem variablen Faktor, der ein Kriterium bildet, auftritt, nicht möglich, eine ausreichende Steuerwirkung wie bei dem obenerwähnten Fall zu erreichen, falls eine Phase des variablen Faktors, der das Kriterium bildet, von einer Phase des variablen Faktors vor der Steuerung abweicht.
Die Patentliteratur 2 offenbart eine Technik zum vorteilhaften Einstellen eines Phasenverschiebungsbetrags Δ einer Steuerausgabe und dadurch zum Verbessern einer Steuerwirkung, wobei die Technik auf eine Vorsteuerung einer Anlage, wie z. B. eines Walzwerks, anwendbar ist, in der eine Steuerzustandsgröße eines Steuerziels mehrere variable Faktoren enthält, die wechselseitig verschiedenen Phasen aufweisen. Gemäß dieser Technik erfasst eine Phasenunterschieds-Erfassungseinheit zuerst einen Phasenunterschied δ zwischen einer Variation der Steuerzustandsgröße vor der Steuerung (einer Zustandsgröße vor der Steuerung) und einer Variation der Steuerzustandsgröße nach der Steuerung (einer Zustandsgröße nach der Steuerung), wenn eine Bearbeitungsbehandlung, wie z. B. Walzen, stattfindet. Dann bestimmt eine Vorwärtsregelungs-Einstelleinheit basierend auf dem Phasenunterschied δ einen Phasenverschiebungsbetrag Δ, wenn ein Messergebnis der Zustandsgröße vor der Steuerung bei der Vorsteuerung widergespiegelt wird. In dieser Weise ist es möglich, eine Steuerverstärkung G und den Phasenverschiebungsbetrag Δ, die in der Steuerausgabe der Vorsteuerung verwendet werden, geeignet zu und folglich eine Steuerwirkung zu verbessern.
In der in der Patentliteratur 2 offenbarten Erfindung erzeugt jedoch die Phasenunterschieds-Erfassungseinheit Zeitreihen-Tabellen der Zustandsgröße vor der Steuerung und der Zustandsgröße nach der Steuerung, wobei sie den Phasenunterschied δ bestimmt, während sie diese Tabellen miteinander vergleicht. Wenn viele Frequenzkomponenten in der Zustandsgröße vor der Steuerung und der Zustandsgröße nach der Steuerung enthalten sind und deren Signalformen kompliziert werden, ist es aus diesem Grund schwierig, eine Frequenz, die einer Plattendickenstörung (einer Ungleichmäßigkeit der Härte) entspricht, die der Steuerung unterworfen ist, zu identifizieren und den Phasenunterschied δ zu bestimmen. Als eine Folge stellt sich heraus, dass diese Erfindung ein Problem einer Schwierigkeit beim genauen Bestimmen des Phasenverschiebungsbetrags Δ der Steuerausgabe hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf die obenerwähnten Probleme der herkömmlichen Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlagensteuervorrichtung, eine Walzsteuervorrichtung, ein Verfahren zum Steuern einer Anlage und ein Programm zum Steuern einer Anlage zu schaffen, die einen Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Steuerung (einen Phasenverschiebungsbetrag Δ) einer Steuerausgabe effizient erhalten können, der eine größere Vorsteuerungswirkung selbst in dem Fall erreichen kann, in dem eine Zustandsgröße vor der Steuerung und eine Zustandsgröße nach der Steuerung komplizierte Signalformen bilden.
Um die Aufgabe zu lösen, schafft eine Anlagensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anlagensteuervorrichtung basierend auf einer Zustandsgröße vor der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße vor der Steuerung zum Zeitpunkt des Unterwerfens eines Bearbeitungsobjekts einer Bearbeitungsbehandlung ist, zum Ausführen einer Vorsteuerung einer Zustandsgröße nach der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße nach der Steuerung ist. Die Anlagensteuervorrichtung enthält: Frequenzgang-Messmittel zum Erfassen eines Phasenunterschieds und einer Dämpfung der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Zustandsgröße vor der Steuerung basierend auf einem Ergebnis des Ausführens einer schnellen Fourier-Transformation an den Zeitreihendaten der Zustandsgröße vor der Steuerung und den Zeitreihendaten der Zustandsgrößen nach der Steuerung; und Vorsteuerungsparameter-Einstellmittel zum Bestimmen eines Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags der Steuerausgabe basierend auf dem erfassten Phasenunterschied und der erfassten Dämpfung, wobei der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Steuerausgabe eine Verzögerungszeit repräsentiert, um die Zustandsgröße vor der Steuerung in der Vorsteuerung widerzuspiegeln.
Folglich schafft die vorliegende Erfindung eine Anlagensteuervorrichtung, eine Walzsteuervorrichtung, ein Verfahren zum Steuern einer Anlage und ein Programm zum Steuern einer Anlage, die einen Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Steuerung (einen Phasenverschiebungsbetrag Δ) einer Steuerausgabe effizient erhalten können, die eine größere Vorsteuerungswirkung selbst in dem Fall, in dem eine Zustandsgröße vor der Steuerung und eine Zustandsgröße nach der Steuerung komplizierte Signalformen bilden, erreichen können.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Gesamtkonfiguration eines Walzwerks und einer Walzsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der auf ein Walzphänomen und eine Walzsteuerung eines Walzobjektmaterials durch das Walzwerk bezogenen Parameter zeigt.
3 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Steuermodells des Walzphänomens zeigt.
4 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer grundlegenden Steuerkonfiguration der Plattendickensteuerung durch eine Plattendicken-Steuervorrichtung zeigt.
5 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer grundlegenden Steuerkonfiguration der Zugspannungssteuerung durch eine Zugspannungs-Steuervorrichtung zeigt.
6 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn weder die Plattendickensteuerung noch die Zugspannungssteuerung ausgeführt werden.
7 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn die Zugspannungssteuerung auf einer Eintrittsseite und einer Austrittsseite durch eine Proportional-Integral-Steuerung ausgeführt wird und wenn nur eine Regelung der Plattendickensteuerung auf der Austrittsseite ausgeführt wird.
8 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn die Regelung der Plattendickensteuerung auf einer Austrittsseite eines vorhergehenden Gerüst-Walzwerks zusätzlich zu den Bedingungen in dem Fall nach 7 ausgeführt wird.
9 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer erweiterten Steuerkonfiguration zeigt, die eine Plattendicken-Steuervorrichtung und eine Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
10 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer ausführlichen Konfiguration einer Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung zeigt.
11A und 11B sind graphische Darstellungen zur Erklären eines Umrisses eines Frequenzgangverfahrens, wobei 11A eine graphische Darstellung ist, die ein Modell des Verhaltens im Zeitbereich zeigt, und 11B eine graphische Darstellung ist, die ein Modell des Verhaltens im Frequenzbereich zeigt.
12A und 12B sind graphische Darstellungen, die die Ergebnisse einer Frequenzgangsimulation unter Verwendung der FFT zeigen, wobei 12A ein Beispiel eines Datensammelzeitraums zeigt, der gleich 10,24 Sekunden ist, und 12B ein Beispiel eines Datensammelzeitraums zeigt, der gleich 5,12 Sekunden ist.
13A und 13B sind weitere graphische Darstellungen, die die Ergebnisse der Frequenzgangsimulation unter Verwendung der FFT zeigen, wobei 13A ein Beispiel eines Datensammelzeitraums, der gleich 2,56 Sekunden ist, zeigt und 13B ein Beispiel eines Datensammelzeitraums, der gleich 2,56 Sekunden ist, mit einem Eingangssignal mit einer einzigen Frequenz zeigt.
14 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Abtastzeitraum- und Datenmengen-Suchtabelle zeigt.
15 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Plattendickenstörungs-Messvorrichtung zeigt.
16 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer frequenzabhängigen Eigenschaft der Amplitude der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Amplitude der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung zeigt.
17 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Frequenzgang-Schätzvorrichtung zeigt.
18 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn die Zugspannungssteuerung auf einer Eintrittsseite und einer Austrittsseite eines vierten Gerüst-Walzwerks durch eine Proportional-Integral-Steuerung ausgeführt wird und wenn eine Regelung und eine Vorsteuerung der Austrittsseiten-Plattendicke des vierten Gerüst-Walzwerks ausgeführt werden.
19 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn ein Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Steuerausgabe für die Vorsteuerung in einer zunehmenden Richtung unter den gleichen Simulationsbedingungen wie jenen in 18 geändert wird.
20 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn eine Steuerverstärkung für die Vorsteuerung unter den gleichen Simulationsbedingungen wie jenen in 19 vergrößert wird.
21 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Steuerausgabe für die Vorsteuerung in einer abnehmenden Richtung unter den gleichen Simulationsrechnungen wie jenen in 20 geändert wird.
22 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Steuerausgabe für die Vorsteuerung zu der Seite verschoben wird, die zu der in dem Beispiel in 18 entgegengesetzt ist.
23 ist eine graphische Darstellung, die eine Hardware-Konfiguration einer Informationsverarbeitungsvorrichtung zeigt, die die Walzsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
24A und 24B sind graphische Darstellungen, die die Beziehungen eines Phasenverschiebungsbetrags und sowohl eines Phasenunterschieds als auch einer Amplitude einer Steuerzustandsgröße vor und nach einer Steuerung zeigen, die in einer Steuerausgabe bei der Vorsteuerung enthalten sind, wobei 24A eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen dem Phasenverschiebungsbetrag und dem Phasenunterschied zeigt, während 24B eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen dem Phasenverschiebungsbetrag und der Amplitude der Steuerzustandsgröße nach der Steuerung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es wird angegeben, dass die Komponenten, die in den Zeichnungen gemeinsam sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und deren doppelte Erklärung weggelassen wird. Überdies wird in dieser Beschreibung eine Walzsteuervorrichtung für ein Walzwerk, um ein Walzobjektmaterial, wie z. B. ein Metallmaterial, zu walzen, im Folgenden als ein spezifisches Beispiel einer Anlagensteuervorrichtung beschrieben.
«1. Die grundlegende Steuerkonfiguration»
1 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Gesamtkonfiguration eines Walzwerks 1 und einer Walzsteuervorrichtung 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier ist das Walzwerk 1 ein Viergerüst-Tandemwalzwerk, wobei die Walzsteuervorrichtung 2 hauptsächlich eine Steuerung zum Minimieren der Plattendickenvariation ausführt, die aufgrund einer Ungleichmäßigkeit der Härte auftritt, wenn ein Walzobjektmaterial 3 gewalzt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Walzwerk 1 (das Tandemwalzwerk) dieser Ausführungsform vier Gerüst-Walzwerke 11 bis 14, die in einer Reihe angeordnet sind. Das Walzobjektmaterial 3 wird nacheinander durch diese vier Gerüst-Walzwerke 11 bis 14 gewalzt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich das Walzobjektmaterial 3 von der linken Seite zur rechten Seite in 1, während es gewalzt wird.
Jedes der Gerüst-Walzwerke 11 bis 14 enthält sechs vertikal angeordnete Walzen. Die sechs vertikal angeordneten Walzen werden von einer Innenseite, wo das Walzobjektmaterial 3 eingelegt ist, als Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen bezeichnet. Überdies ist eine der Plattendickenlehren 41 bis 44 und eines der Tensiometer 51 bis 54 zum Erfassen der für die Steuerung durch die Walzsteuervorrichtung 2 notwendigen Steuerzustandsgrößen auf einer Austrittsseite und dergleichen des jeweils entsprechenden der Gerüst-Walzwerke 11 bis 14 vorgesehen.
Zusätzlich enthält die Walzsteuervorrichtung 2 die Motorgeschwindigkeits-Steuervorrichtungen 21 bis 25, die Walzspalt-Steuervorrichtungen 31 bis 34, die Plattendicken-Steuervorrichtungen 61 bis 64, die Zugspannungs-Steuervorrichtungen 71 bis 74 und dergleichen. Die Plattendicken-Steuervorrichtungen 61 bis 64 und die Zugspannungs-Steuervorrichtungen 71 bis 74 spielen in dieser Ausführungsform wichtige Rollen, deren Einzelheiten wiederum im Folgenden beschrieben werden.
Zuerst wird ein Walzphänomen des Walzobjektmaterials 3 vor der ausführlichen Beschreibung der Plattendickensteuerung erklärt. 2 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der auf ein Walzphänomen und die Walzsteuerung des Walzobjektmaterials 3 durch das Walzwerk 1 bezogenen Parameter zeigt. Wie in 2 gezeigt ist, wird das Walzen durch das Flachdrücken des Walzobjektmaterials 3 in einem Raum zwischen dem vertikalen Paar von Arbeitswalzen des Walzwerks 1 ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Walzobjektmaterial 3 durch eine Eintrittsseiten-Zugspannung T_b und eine Austrittsseiten-Zugspannung T_f gezogen und durch eine Walzlast P flachgedrückt. Als eine Folge verwandelt sich eine Eintrittsseite-Plattendicke H in eine Austrittsseiten-Plattendicke h. Durch das oben beschriebene Walzphänomen werden ein Vorwärtsschlupf f und ein Rückwärtsschlupf b verursacht. Wenn eine Arbeitswalzengeschwindigkeit V_R ist, werden eine Eintrittsseitengeschwindigkeit V_e und eine Austrittsseitengeschwindigkeit V_o unter Verwendung des Vorwärtsschlupfs f und des Rückwärtsschlupfs b jeweils durch die in 2 angegebenen Formeln ausgedrückt.
3 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Steuermodells des Walzphänomens zeigt. In dem Fall des Tandemwalzwerks variieren die Eintrittsseiten-Zugspannung T_b und die Austrittsseiten-Zugspannung T_f sowohl mit der eigenen Eintrittsseitengeschwindigkeit V_e als auch mit der eigenen Austrittsseitengeschwindigkeit V_o des Gerüst-Walzwerks, einer Eintrittsseitengeschwindigkeit eines folgenden Gerüst-Walzwerks und einer Austrittsseitengeschwindigkeit eines vorhergehenden Gerüst-Walzwerks. Derartige Variationen der Zugspannung verursachen Variationen der Walzlast P, der Austrittsseiten-Plattendicke h, der Eintrittsseitengeschwindigkeit V_e und der Austrittsseitengeschwindigkeit V_o.
Wie in 3 gezeigt ist, sind sowohl die Walzlast P, der Vorwärtsschlupf f als auch der Rückwärtsschlupf b als eine Funktion ausgedrückt, die von der Eintrittsseite-Plattendicke H, der Austrittsseiten-Plattendicke h, der Eintrittsseiten-Zugspannung T_b, der Austrittsseiten-Zugspannung T_f, einem Verformungswiderstand k und einem Reibungskoeffizienten μ abhängig ist. Ein in der im unteren rechten Teil in 3 geschriebenen Formel enthaltener Parameter L repräsentiert einen Abstand zwischen zwei benachbarten Gerüsten der Gerüst-Walzwerke 11 bis 14. Weiterhin repräsentiert eine Eingabe V_–1 die Austrittsseitengeschwindigkeit des benachbarten und vorhergehenden Gerüst-Walzwerks, während eine Eingabe V₊₁ die Eintrittsseitengeschwindigkeit des benachbarten und folgenden Gerüst-Walzwerks repräsentiert.
Während das Walzphänomen das Phänomen ist, das die Eintrittsseiten-Plattendicke H, die Arbeitswalzengeschwindigkeit V_R und einen Walzspalt S gemeinsam als die Eingabe umfasst und die Eintrittsseiten-Zugspannung T_b, die Austrittsseiten-Zugspannung T_f und die Austrittsseiten-Plattendicke h gemeinsam als die Ausgabe umfasst, wie oben beschrieben worden ist, ist dies gleichzeitig ein kompliziertes Phänomen, das sich durch die Vermittlung der Zugspannung außerdem auf die Walzphänomene an den vorhergehenden und folgenden Gerüst-Walzwerken bezieht.
In 1 sind die Motorgeschwindigkeits-Steuervorrichtungen 21 bis 24, um jeweils die Arbeitswalzengeschwindigkeit V_R zu steuern, und die Walzspalt-Steuervorrichtungen 31 bis 34, um jeweils den Walzspalt S, der ein Spalt zwischen den Arbeitswalzen ist, zu betätigen, vorgesehen, so dass sie jeweils den vier Gerüst-Walzwerken 11 bis 14 entsprechen. Weil die Plattendicke des Walzobjektmaterials 3, die in ein Produkt geformt wird, hinsichtlich der Produktqualität in dem Walzprozess besonders wichtig ist, sind die Plattendickenlehren 41 bis 44 zum Messen der Plattendicke des Walzobjektmaterials 3 jeweils auf der Austrittsseite der Gerüst-Walzwerke 11 bis 14 installiert. Weil die auf das Walzobjektmaterial 3 auszuübende Zugspannung hinsichtlich der Stabilität der Walzoperation wichtig ist und ebenso die Genauigkeit der Plattendicke betrifft, sind überdies die Tensiometer 51 bis 54 jeweils auf der Austrittsseite der Gerüst-Walzwerke 11 bis 14 installiert. Weiterhin sind die Austrittsseiten-Spannwalzen 15 und die Motorgeschwindigkeits-Steuervorrichtung 25 zum Steuern einer Geschwindigkeit eines Motors zum Antreiben der Austrittsseiten-Spannwalzen 15 auf der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 installiert.
In dem Walzwerk 1 und der Walzsteuervorrichtung 2, die konfiguriert sind, wie oben beschrieben worden ist, steuert die Plattendicken-Steuervorrichtung 61 des ersten Gerüst-Walzwerks 11 den Walzspalt S in dem ersten Gerüst-Walzwerk 11 durch die Walzspalt-Steuervorrichtung 31. Unterdessen steuern die Plattendicken-Steuervorrichtungen 62 bis 64 der zweiten bis vierten Gerüst-Walzwerke 12 bis 14 die Arbeitswalzengeschwindigkeiten V_R der vorhergehenden, d. h., der ersten bis dritten Gerüst-Walzwerke 11 bis 13 jeweils durch die Motorgeschwindigkeits-Steuervorrichtungen 21 bis 23.
Zu diesem Zeitpunkt führen die Plattendicken-Steuervorrichtungen 62 bis 64 des zweiten Gerüst-Walzwerks 12 und der folgenden Walzwerke eine Vorsteuerung unter Verwendung der Detektionsergebnisse der Plattendickenlehren 41 bis 43 auf der Eintrittsseite aus, wobei sie ferner eine Regelung unter Verwendung der Detektionsergebnisse der Plattendickenlehren 42 bis 44 auf der Austrittsseite ausführen. Die Plattendicken-Steuervorrichtung 62 führt z. B. die Vorsteuerung unter Verwendung des Detektionsergebnisses der Plattendickenlehre 41 auf der Eintrittsseite aus und führt ferner die Regelung unter Verwendung des Detektionsergebnisses der Plattendickenlehre 42 auf der Austrittsseite aus.
Unterdessen erhalten die Zugspannungs-Steuervorrichtungen 71 bis 73 der ersten bis dritten Gerüst-Walzwerke 11 bis 13 die Walzspalte S der folgenden Gerüst-Walzwerke 12 bis 14 basierend auf den mit den Tensiometern 51 bis 55 auf ihrer Austrittsseite detektierten Zugspannungen. Die Walzspalt-Steuervorrichtungen 32 bis 34 beeinflussen die Positionen der Arbeitswalzen in Übereinstimmung mit den erhaltenen Walzspalten S. Die Zugspannungs-Steuervorrichtung 71 erhält z. B. den Walzspalt S in dem zweiten Gerüst-Walzwerk 12 basierend auf der mit dem Tensiometer 51 auf der Austrittsseite des ersten Gerüst-Walzwerks 11 detektierten Zugspannung, wobei die Walzspalt-Steuervorrichtung 32 die Positionen der Arbeitswalzen des zweiten Gerüst-Walzwerks 12 basierend auf dem Ergebnis beeinflusst.
Unterdessen steuert die Zugspannungs-Steuervorrichtung 73 des vierten Gerüst-Walzwerks 14 die Zugspannung auf der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 durch das Betätigen der Geschwindigkeiten der Austrittsseiten-Spannwalzen 15 durch die Motorgeschwindigkeit-Steuervorrichtung 25.
4 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer grundlegenden Steuerkonfiguration der Plattendickensteuerung durch die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 zeigt. Wie in 4 gezeigt ist (siehe außerdem 2), führt die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 eine Übertragungsverarbeitung in einer derartigen Weise aus, um eine mit der Plattendickenlehre 43 auf der Austrittsseite des dritten Gerüst-Walzwerks 13 gemessene Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH um den Zeitraum T_FF zu verzögern, der vergeht, bevor eine Messposition des Walzobjektmaterials 3 unmittelbar unter dem vierten Gerüst-Walzwerk 14 ankommt. Hier ist das Messergebnis der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH zu einer Steuerzustandsgröße vor dem Walzen äquivalent, die als eine sogenannte Zustandsgröße vor der Steuerung betrachtet werden kann.
Als Nächstes erhält die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 einen Vorsteuerungsbetrag durch das Multiplizieren eines Ergebnisses der Übertragungsverarbeitung mit einer Steuerverstärkung G_FF. Überdies führt die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 eine Integrationsverarbeitung durch das Multiplizieren der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, die mit der Plattendickenlehre 44 auf der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 gemessen wird, mit einer Steuerverstärkung G_FB aus und erhält folglich einen Regelungsbetrag. Die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 gibt einen durch das Addieren des Vorsteuerungsbetrags zu dem Regelungsbetrag, die erfasst werden, wie oben beschrieben worden ist, erhaltenen Betrag an die Motorgeschwindigkeits-Steuervorrichtung 23 des dritten Gerüst-Walzwerks 13 aus. Hier ist das Messergebnis der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh zu einer Steuerzustandsgröße nach dem Walzen äquivalent, die als eine sogenannte Zustandsgröße nach der Steuerung betrachtet werden kann.
Es wird angegeben, dass eine Plattendickenvariation nicht an einer Position des Auftretens detektiert werden kann, die sich unmittelbar unter dem vierten Gerüst-Walzwerk 14 befindet, sondern dass sie stattdessen mit der Plattendickenlehre 44 detektiert wird, die an einer Position entfernt von dem vierten Gerüst-Walzwerk 44 installiert ist. Als eine Folge gibt es einen verschwendeten Zeitraum zwischen dem Auftreten der Plattendickenvariation und ihrer Detektion, so dass ein Integrationssteuerbetrag in der Berechnung des Regelungsbetrags enthalten ist.
Die Konfigurationen der Plattendicken-Steuervorrichtungen 62 und 63 sind die gleichen wie die Konfiguration der Plattendicken-Steuervorrichtung 64, wobei deren Beschreibung im Folgenden weggelassen wird. Andererseits steuert die Plattendicken-Steuervorrichtung 61 den Walzspalt S in dem ersten Gerüst-Walzwerk 11, wobei ihre Konfiguration und ihr Steuerverfahren von jenen der Plattendicken-Steuervorrichtung 64 verschieden sind. Dennoch wird die Beschreibung der Konfiguration und des Steuerverfahrens der Plattendicken-Steuervorrichtung 61 in dieser Ausführungsform weggelassen.
5 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer grundlegenden Steuerkonfiguration der Zugspannungssteuerung durch die Zugspannungs-Steuervorrichtung 73 zeigt. Wie in 5 gezeigt ist (siehe außerdem 2), führt die Zugspannungs-Steuervorrichtung 73 eine Proportional-Integral-Steuerung unter Verwendung einer Abweichung ΔT₃₄ zwischen einem Zugspannungs-Anweisungswert T_34ref und einem mit dem Tensiometer 53, das zwischen dem dritten Gerüst-Walzwerk 13 und dem vierten Gerüst-Walzwerk 14 installiert ist, gemessenen Zugspannungs-Ergebniswert T_34FB aus. Bei dieser Integralsteuerung wird eine Phase einer Steuerausgabe bezüglich der Steuerzustandsgröße um 90 Grad verschoben. Entsprechend weist eine im Ergebnis erhaltene Austrittsseiten-Plattendicke h des vierten Gerüst-Walzwerks 14 eine um eine Plattendickenabweichung Δh bezüglich des ursprünglichen Orts der Ungleichmäßigkeit der Härte verschobene Phase auf.
«2. Eine Simulation basierend auf einer grundlegenden Steuerkonfiguration»
Als Nächstes werden die Ergebnisse der Simulation des Walzphänomens in dem Viergerüst-Tandemwalzwerk, das in 1 gezeigt ist, bezüglich der 6 bis 8 beschrieben. Die Simulation berechnet, wie sich die Plattendickenvariationen, die Zugspannungsvariationen und die Lastvariationen des vierten Gerüst-Walzwerks 14 in Reaktion auf die Variation des Verformungswiderstands, der die Ungleichmäßigkeit der Härte repräsentiert, ändern.
6 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn weder die Plattendickensteuerung noch die Zugspannungssteuerung ausgeführt werden. Unterdessen enthält 7 graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn die Zugspannungssteuerung auf der Eintrittsseite und der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 durch die Proportional-Integral-Steuerung ausgeführt wird und wenn nur die Regelung der Plattendickensteuerung auf der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 ausgeführt wird. Unterdessen enthält 8 graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn die Regelung der Plattendickensteuerung auf der Austrittsseite des dritten Gerüst-Walzwerks 13, das dem vierten Gerüst-Walzwerk 14 vorausgeht, zusätzlich zu den Bedingungen in dem Fall nach 7 ausgeführt wird.
Hier ist hinsichtlich der ”Plattendickenvariation” in den 6 bis 8 die Variation der Eintrittsseiten-Plattendicke H (die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH) mit einer durchgezogenen Linie angegeben, während die Variation der Austrittsseiten-Plattendicke h (die Austrittsseiten-Plattendickenvariation Δh) mit einer gestrichelten Linie angegeben ist. Gleichermaßen ist hinsichtlich der ”Zugspannungsvariation” darin die Variation der Eintrittsseiten-Zugspannung mit einer durchgezogenen Linie angegeben, während die Variation der Austrittsseiten-Zugspannung mit einer gestrichelten Linie angegeben ist. Hinsichtlich der ”Lastvariation” darin ist die Variation der Walzlast mit einer durchgezogenen Linie angegeben, während die Variation des Verformungswiderstands mit einer gestrichelten Linie angegeben ist.
Es wird angegeben, dass die Zeit in jeder der graphischen Darstellungen in einer Richtung von der linken Seite zur rechten Seite vergeht. In diesem Kontext repräsentiert das linke Ende den aktuellen Zustand, während das rechte Ende den entferntesten früheren Zustand repräsentiert.
Während der Simulation in dem Fall nach 6 offenbart sich die Ungleichmäßigkeit der Härte direkt als die Plattendickenvariation. Aus diesem Grund stimmen die Spitzenpositionen der Signalformen der Variation des Verformungswiderstands und sowohl die Variation der Eintrittsseiten-Plattendicke H als auch die Variation der Austrittsseiten-Plattendicke h des vierten Gerüst-Walzwerks 14 miteinander überein, wobei es hinsichtlich ihrer Phasenbeziehungen keine Verschiebungen gibt (siehe z. B. die Positionen entlang einer vertikalen durchgezogenen Linie).
Unterdessen verursacht die Simulation in dem Fall nach 7 eine voreilende Phase, in der die Phase der Variation der Austrittsseiten-Plattendicke h des vierten Gerüst-Walzwerks 14 der Phase der Variation der Eintrittsseiten-Plattendicke vorausgeht. Dies tritt auf, weil die Integralsteuerung durch die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 des vierten Gerüst-Walzwerks 14 ausgeführt wird und die Phase der Steuerausgabe um 90 Grad verzögert ist. Folglich stellt sich heraus, dass der Phasenverschiebungsbetrag Δ sowohl aufgrund der Formeln (1), (2-1) und (2-2) als auch der in den 24A und 24B gezeigten Beziehungen negativ ist. Als eine Folge stellt sich heraus, dass ein Phasenunterschied δ der Variation der Austrittsseiten-Plattendicke h des vierten Gerüst-Walzwerks 14, der das Ergebnis der Plattendickensteuerung repräsentiert, positiv ist.
Unterdessen verursacht die Simulation in dem Fall nach 8 eine voreilende Phase, bei der die Phase der Variation der Eintrittsseiten-Plattendicke H des vierten Gerüst-Walzwerks 14 der des Verformungswiderstands vorausgeht, weil die Regelung außerdem bei der Plattendickensteuerung durch das dritte Gerüst-Walzwerk 13 ausgeführt wird, das dem vierten Gerüst-Walzwerk 14 vorangeht.
Wie oben beschrieben worden ist, kann, wenn eine vorgeschriebene Steuerung an einem Variationsfaktor, wie z. B. der Ungleichmäßigkeit der Härte, die dem Steuerziel innewohnend ist, ein weiterer Variationsfaktor mit einer anderen Phase auftreten, wodurch eine Phasenbeziehung zwischen den Steuerzustandsgrößen des Steuerziels als eine Folge variieren kann.
Normalerweise wird anfangs in dem Tandemwalzwerk die Plattendickensteuerung in dem ersten Gerüst-Walzwerk 11 und dann ebenso in den jeweiligen Gerüst-Walzwerken 12 bis 14 ausgeführt. Entsprechend wird die Phase der Variation des Verformungswiderstands von der Phase der Variation der Austrittsseiten-Plattendicke h (der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh), die sich im Ergebnis dessen ergibt, verschoben. Aus diesem Grund ist, wenn die Vorsteuerung unter Verwendung der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH des Gerüst-Walzwerks ausgeführt wird, eine ausreichende Steuerwirkung aufgrund der Wirkung der Phasenverschiebung zwischen der Variation des Verformungswiderstands und der Variation der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH nicht verfügbar.
Als ein herkömmliches Verfahren zum Einstellen der Steuerparameter der Vorsteuerung ein Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung in 4, der gewöhnlich in Anbetracht des verschwendeten Zeitraums und einer Reaktion von einer Steuerausgabe zu einem Steuerbetriebszweck festgelegt wird, und eine Steuerverstärkung G, die gewöhnlich in Abhängigkeit von der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, die ein Steuerergebnis repräsentiert, geändert wird. Wenn jedoch dieses Verfahren verwendet wird, ist oft aufgrund des Vorhandenseins eines Phasenunterschieds zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH, die die Steuerzustandsgröße des Ziels repräsentiert, und der Variation des Verformungswiderstands, die die Ungleichmäßigkeit der Härte ist, eine ausreichende Steuerwirkung nicht verfügbar.
Wie in den obenerwähnten Formeln (1), (2-1) und (2-2) und in 24 gezeigt ist, ist es bei der Vorsteuerung notwendig, die Steuerverstärkung G und den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe, der dem Phasenverschiebungsbetrag Δ entspricht, geeignet festzulegen. Überdies muss diese Einstellung bestimmt werden, während eine Walzgeschwindigkeit berücksichtigt wird, und berücksichtigt wird, welche andere Steuerung ausgeführt wird, wobei sie deshalb eine komplizierte Einstellung einschließt. Hinsichtlich der Walzgeschwindigkeit variiert die Reaktion von der Steuerausgabe auf eine Handlung des Steuerbetriebszwecks aufgrund einer Änderung der Frequenz der Plattendickenvariation. Andererseits variiert im Fall des Tandemwalzwerks die Reaktion in Abhängigkeit davon, welche Art der Plattendickensteuerung und/oder der Zugspannungssteuerung in welchem Gerüst des Walzwerks ausgeführt werden.
Während es wichtig ist, den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe (den Phasenverschiebungsbetrag Δ) und die Steuerverstärkung G bei der Vorsteuerung geeignet festzulegen, sind diese beiden Werte außerdem durch die unter Verwendung der Formeln (1), (2-1) und (2-2) beschriebenen Beziehungen miteinander verknüpft. Wenn z. B. die Steuerverstärkung G geändert wird, dann variiert ebenso der Phasenunterschied δ zwischen den Steuerzustandsgrößen vor und nach der Steuerung. Wenn andererseits der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe geändert wird, dann wird ebenso eine Amplitude X jeder Steuerzustandsgröße geändert. Entsprechend ist es praktisch schwierig, die Einstellung in einer derartigen Weise auszuführen, um beide Werte geeignet festzulegen.
Wie in der obenerwähnten Formel (2-2) gezeigt ist, ist der Phasenunterschied δ zwischen den Steuerzustandsgrößen vor und nach der Steuerung eine Arkustangens-Funktion, wobei er deshalb einen Wertebereich von –90 Grad bis +90 Grad bezüglich eines Definitionsbereichs von –∞ bis +∞. Überdies wird, wie aus der Formel (2-2) offensichtlich ist, wenn die Variable +∞ überschreitet und ins Negative dreht, der Phasenunterschied größer als 90 Grad. Entsprechend wird um der Zweckmäßigkeit willen angenommen, dass der Phasenunterschied δ 90 Grad übersteigt, wie in 24 gezeigt ist. Weiterhin übersteigt gemäß der Formel (2-2) der Phasenunterschied δ zwischen den Steuerzustandsgrößen 90 Grad nicht, wenn die Steuerverstärkung G nicht größer als 1 ist. Als eine Folge ist es möglich vorherzusagen, dass die Steuerverstärkung G zu groß ist, wenn der Phasenunterschied δ zwischen den Steuerzustandsgrößen 90 Grad übersteigt.
Unterdessen weisen der Phasenverschiebungsbetrag Δ und der Phasenunterschied δ zwischen den Steuerzustandsgrößen vor und nach der Steuerung wechselseitig entgegengesetzte Rechnungen auf. Wenn der Phasenunterschied zwischen den Steuerzustandsgrößen vor und nach der Steuerung gegeben ist, dann ist es entsprechend möglich vorherzusagen, wie der Phasenverschiebungsbetrag Δ, d. h., der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe, zu ändern ist. Wenn der Phasenunterschied δ zwischen den Steuerzustandsgrößen z. B. in der positiven Richtung besteht, kann der Phasenverschiebungsbetrag Δ in einer zunehmenden Richtung, d. h., in einer Richtung von der negativen Seite zur positiven Seite, geändert werden. In einem entgegengesetzten Fall kann der Phasenverschiebungsbetrag Δ in einer abnehmenden Richtung, d. h., von der positiven Seite zur negativen Seite, geändert werden.
Wie oben beschrieben worden ist, kann in dem Fall der Vorsteuerung bei der Plattendickensteuerung die Phasenbeziehung zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH, die mit der Plattendickenlehre 43 auf der Eintrittsseite detektiert wird, und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, die mit der Plattendickenlehre 44 auf der Austrittsseite detektiert wird, als der Phasenunterschied δ zwischen den Steuerzustandsgrößen betrachtet werden. Gleichermaßen kann der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe von der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH bis zu der Steuerausgabe als der Phasenverschiebungsbetrag Δ betrachtet werden. Entsprechend können der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung G_FF bei der Vorsteuerung unter Verwendung der Steuerzustandsgrößen eingestellt werden. In diesem Kontext wird eine Konfiguration, die durch das Hinzufügen von Funktionen, um den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung G_FF einzustellen, zu der grundlegenden Steuerkonfiguration der in 4 gezeigten Plattendicken-Steuervorrichtung 64 erhalten wird, im Folgenden als eine erweiterte Steuerkonfiguration der Plattendicken-Steuervorrichtung 64 bezeichnet.
«3. Die erweiterte Steuerkonfiguration»
<3.1 Die Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung>
9 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer erweiterten Steuerkonfiguration, die eine Plattendicken-Steuervorrichtung 64 und eine Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 enthält, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier ist die Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 eine Vorrichtung, die einen Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung G_FF für die Vorsteuerung erhält, die durch die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 auszuführen ist. Spezifisch ist die Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 eine Vorrichtung, die die erweiterte Steuerkonfiguration der Plattendicken-Steuervorrichtung 64 verwirklicht und ein signifikantes Merkmal dieser Ausführungsform bildet.
Wie in 9 gezeigt ist, wird in der Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 die mit der Plattendickenlehre 43 auf der Eintrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 detektierte Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH einer Übertragungsverarbeitung zu einer derartigen Zeitsteuerung unterworfen, um unmittelbar unter der Plattendickenlehre 44 auf der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 hindurchzugehen. Dann wird ein bei der Übertragungsverarbeitung erhaltener Wert als eine Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK definiert. Hier repräsentiert der in 9 angegebene Zeitraum T_X3D-4 einen Übertragungszeitraum von einer Position unmittelbar unter der Plattendickenlehre 43 auf der Eintrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 bis zum vierten Gerüst-Walzwerk 14, während der darin angegebene Zeitraum T_4-X4D einen Übertragungszeitraum von dem vierten Gerüst-Walzwerk 14 bis zu einer Position unmittelbar unter der Plattendickenlehre 44 auf der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 repräsentiert.
Unterdessen wird in der Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 die mit einem Walzlast-Messgerät 46 zum Messen der Walzlast des vierten Gerüst-Walzwerks 14 detektierte Walzlast P der Übertragungsverarbeitung von einer Position unmittelbar unter dem vierten Gerüst-Walzwerk 14 bis zu einer Position unmittelbar unter der Plattendickenlehre 44 auf seiner Austrittsseite unterworfen. Dann wird ein bei der Übertragungsverarbeitung erhaltener Wert als eine Walzlast P_TRK definiert. Hier repräsentiert die Variation der Walzlast P eine Variation der Steuerzustandsgröße, die in Reaktion auf die Ungleichmäßigkeit der Härte des Walzobjektmaterials 3 auftritt.
Eine Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 erhält die Steuerverstärkung G_FF und den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe unter Verwendung sowohl der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK und der Walzlast P_TRK, die in der obenerwähnten Übertragungsverarbeitung erhalten werden, als auch der mit der Plattendickenlehre 44 detektierten Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh gemeinsam als die Eingabe. Es wird angegeben, dass die Verfahren zum Erhalten der Steuerverstärkung G_FF und des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe später unter Verwendung der Zeichnungen beginnend von 10 ausführlich beschrieben werden.
Die Steuerverstärkung G_FF und der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe, die durch die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 erhalten werden, werden in die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 eingegeben. Die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 führt die Vorsteuerung unter Verwendung der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH aus. Hier verwendet die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 die durch die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 erhaltene Steuerverstärkung G_FF als die Steuerverstärkung G der Vorsteuerung. Zusätzlich modifiziert die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 den Übertragungszeitraum T_FF der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH, der die Zeitsteuerung der Steuerausgabe repräsentiert, unter Verwendung des von der Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 erhaltenen Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe in einer derartigen Weise, so dass er T_FF = T_X3D-3 – ΔT_FF erfüllt.
Obwohl die Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 in 9 als eine außerhalb der Plattendicken-Steuervorrichtung 64 vorgesehene separate Vorrichtung veranschaulicht ist, kann die Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 eine derartige Vorrichtung sein, die in die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 aufgenommen ist.
<3.2 Die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung>
10 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer ausführlichen Konfiguration der Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 zeigt. Wie in 10 gezeigt ist, enthält die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 eine Frequenzgang-Messvorrichtung 201, drei Zugehörigkeitsfunktionen 105, 106, 107, eine Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung 108, eine Parameteränderungsvorrichtung 109 und dergleichen.
Wie vorher beschrieben worden ist, berechnet die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 die Steuerverstärkung G_FF und den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung unter Verwendung der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK, der Walzlast P_TRK und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh gemeinsam als die Eingabe. Die Steuerverstärkung G_FF und der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe, die so berechnet worden sind, werden an die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 ausgegeben. Die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 führt die Vorsteuerung nach dem Einstellen des Übertragungszeitraums T_FF unter Verwendung der Steuerverstärkung G_FF aus. Mit anderen Worten, die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 spielt eine Rolle beim Festlegen und Einstellen der Steuerparameter zum Zeitpunkt der Vorsteuerung durch die Plattendicken-Steuervorrichtung 64. Dies ist eines der signifikanten Merkmale dieser Ausführungsform, die im Stand der Technik nicht gefunden werden.
Es ist eine Aufgabe der Vorsteuerung durch die Plattendicken-Steuervorrichtung 64, die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh kleiner als die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH zu machen. Aus diesem Grund wird die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh kleiner, wenn die Vorsteuerung vorteilhaft betrieben wird. Wenn jedoch die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh kleiner wird, kann die Bestimmung der Beziehung zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh kompliziert werden. In diesem Fall kann es schwierig sein, die Steuerverstärkung G_FF und den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung zu erhalten. Entsprechend erhält die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 dieser Ausführungsform die Steuerverstärkung G_FF und den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung ebenso unter Verwendung einer Phasenbeziehung zwischen der Walzlast P_TKR, die durch die Ungleichmäßigkeit der Härte beeinflusst wird, und der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK. Dies ist außerdem eines der signifikanten Merkmale dieser Ausführungsform.
In dieser Hinsicht muss die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 die Signaldämpfungswerte und die Phasenbeziehungen zwischen den Zeitreihensignalen, wie z. B. zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh und zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK und der Walzlast P_TRK, erhalten.
Gemäß der in der Patentliteratur 2 offenbarten Erfindung werden die ”quadratischen Fehler für eine Periode” berechnet, während die Phasen von zwei Zeitreihensignalen verschoben werden, wobei eine Phase, bei der der quadratische Fehler der kleinste wird, als ein Phasenunterschied zwischen den beiden Zeitreihensignalen definiert wird. Dieses Verfahren erfordert die Erkennung einer Periode eines Bezugssignals. Zusätzlich kann die Anwendung dieses Verfahrens kompliziert sein, wenn sich die Amplitudenwerte zwischen dem Bezugssignal und einem Vergleichssignal aufgrund einer Steuerwirkung im hohen Maße unterscheiden, wenn mehrere Frequenzkomponenten einander überlappen usw. Diese Ausführungsform verwendet deshalb ein Frequenzgangverfahren, das die Signaldämpfung und die Phasenbeziehung zwischen den beiden Zeitreihensignalen relativ leicht erhalten kann.
(Bezugnahme 1: Hinsichtlich des Frequenzgangverfahrens)
Die 11A und 11B sind graphische Darstellungen zum Erklären eines Umrisses des Frequenzgangverfahrens, wobei 11A eine graphische Darstellung ist, die ein Modell des Zeitverhaltens zeigt, während 11B eine graphische Darstellung ist, die ein Modell des Frequenzgangs zeigt. Bei der Walzsteuerung tritt das Walzobjektmaterial 3 von der Eintrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 z. B. ein, wobei es seine Plattendicke durch das Walzphänomen verringert und dann von der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 austritt. Mit anderen Worten, die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH des Walzobjektmaterials 3 wird aufgrund des Walzphänomens in die Austrittsseiten Plattendickenabweichung Δh geändert.
Wie in 11A gezeigt ist, kann hier, wenn eine chronologische Änderung der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH als x(t) ausgedrückt wird, während eine chronologische Änderung der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh als y(t) ausgedrückt wird, dann das Walzphänomen als eine Zeitverhaltensfunktion g(t) ausgedrückt werden, die y(t) = g(t)·x(t) erfüllt. Mit anderen Worten, die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung x(t), die ein Signal im Zeitbereich (ein Zeitreihensignal) ist, wird durch die Zeitverhaltensfunktion g(t) des Walzphänomens in die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung y(t) transformiert, die ein weiteres Signal im Zeitbereich ist.
Das unter Verwendung der Zeitverhaltensfunktion g(t) dargestellte obenerwähnte Walzphänomen kann unter einer in 11B gezeigten Frequenzgangfunktion G(ω) ausgedrückt werden. Wenn spezifisch die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh als eine Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung X(ω) und eine Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Y(ω) ausgedrückt werden, die die Signale im Frequenzbereich (die Werte der Frequenzkomponenten) repräsentieren, dann kann eine Beziehung zwischen diesen Abweichungen als Y(ω) = G(ω)·X(ω) ausgedrückt werden. Mit anderen Worten, die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung X(ω), die das Signal im Frequenzbereich ist, wird durch die Frequenzgangfunktion G(ω) des Walzphänomens in die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Y(ω) transformiert, die das andere Signal im Frequenzbereich ist.
Die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung x(t) und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung x(t) im Zeitbereich können als Zeitreihensignale erhalten werden, die z. B. mit der Plattendickenlehre 43 auf der Eintrittsseite und der Plattendickenlehre 44 auf der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 detektiert werden. Unterdessen können die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung X(ω) und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Y(ω) im Frequenzbereich erhalten werden, indem die im Zeitbereich erhaltenen x(t) bzw. y(t) einer Fourier-Transformation unterworfen werden.
Ein Vorteil des Ausdrückens des Walzphänomens unter Verwendung des Eingangssignals X(ω) und des Ausgangssignals Y(ω) im Frequenzbereich und der Frequenzgangfunktion G(ω) ist, dass diese Idee es leichter macht, die Amplitude und die Phasenbeziehung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal auf der Frequenzgrundlage zu vergleichen. Mit anderen Worten, im Frequenzbereich können die Dämpfung und der Phasenunterschied zwischen den Plattendickenabweichungssignalen aufgrund des Walzphänomens leicht erhalten werden.
Spezifisch können in dieser Ausführungsform die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung x(t) und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung y(t) mit den Plattendickenlehren 43 und 44 als die Detektionswerte erhalten werden. Unterdessen können die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung X(ω) und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Y(ω) im Frequenzbereich erhalten werden, indem die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung x(t) bzw. die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung y(t) der Fourier-Transformation unterworfen werden. Folglich kann die Frequenzgangfunktion G(ω) durch die Formel (3) im Folgenden erhalten werden: [Formel 3]
wobei X(ω) ein komplex Konjugiertes von X(ω) ist.
Ferner können unter Verwendung der Frequenzgangfunktion G(ω) eine Dämpfung (Verstärkung) und ein Phasenunterschied (Phase) bei einer Frequenz ω durch die Formeln (4-1) und (4-2) im Folgenden erhalten werden:
[Formel 4]

Verstärkung = 20·log(|G(ω)|) [dB] (4-1); und
Phase = 360 / 2πarg(G(ω)) [deg] (4-2), wobei arg(c) ein Argument einer komplexen Zahl c repräsentiert.

(Bezugnahme 2: Hinsichtlich einer diskreten Fourier-Transformation und einer FFT)
Hier wird eine Beschreibung der Fourier-Transformation diskreter Daten (der diskreten Fourier-Transformation) gegeben, die verwendet wird, um die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung X(ω) und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Y(ω) im Frequenzbereich zu erhalten. Im Allgemeinen wird, wenn ein Zeitreihensignal f(t), das N Stücke der Abtastdaten für eine Periode enthält, unter Verwendung von N Stücken unabhängiger sinusförmiger Signale bei einer Frequenz von k ausgedrückt wird, das Zeitreihensignal f(t) in der Formel (5) im Folgenden ausgedrückt: [Formel 5]
wobei j eine imaginäre Einheit ist.
Wenn hier die Zahlen n = 0, 1, ..., N, die die Reihenfolge der Abtastdaten für eine Periode angeben, der Zeit t zugeordnet sind, die die Phasen in einem Bereich von 0 bis 2π repräsentiert, dann kann die Zeit t als t = 2π·n/N ausgedrückt werden. Als eine Folge kann die Formel (5) in der Formel (6) im Folgenden ausgedrückt werden: [Formel 6]
Dann wird die Formel (7) im Folgenden erhalten, indem die Formel (6) der diskreten Fourier-Transformation unterworfen wird: [Formel 7]
wobei m = 0, 1, 2, ..., und N – 1 gilt.
Hier ist der Koeffizient c_m eine komplexe Zahl. Überdies entspricht in der Formel (7) der Wert 2πm/N der Frequenz. Mit anderen Worten, der Koeffizient c_m repräsentiert die Frequenzkomponente des Zeitreihensignals f(t), das in der Formel (5) bei der Frequenz 2πm/N ausgedrückt ist. Entsprechend repräsentieren der Absolutwert und das Argument des Koeffizienten c_m die Amplitude bzw. die Phase der Frequenzkomponente des Zeitreihensignals f(t) bei der Frequenz 2πm/N.
Überdies wird die schnelle Fouriertransformation (die im Folgenden als die FFT abgekürzt wird) normalerweise in dem Fall des Berechnens der diskreten Fourier-Transformation mit einem Computer verwendet. Obwohl die FFT eine Vorbedingung aufweist, dass eine zu transformierende Datenmenge eine Potenz von 2 sein muss, weist die FFT dennoch einen Hauptvorteil auf, dass die Rechenkomplexität im Vergleich zu der der gewöhnlichen diskreten Fourier-Transformation signifikant verringert ist.
Wenn im Allgemeinen N Stücke von Daten der Fourier-Transformation unterworfen werden, erfordert die gewöhnliche diskrete Fourier-Transformation einer Komplexität, die zu N² proportional ist. Andererseits ist bekannt, dass die FFT nur eine Komplexität erfordert, die zu N·log₂N proportional ist. Wenn z. B. 1024 Stücke der Daten der Fourier-Transformation unterworfen werden, wird ein Verhältnis der Komplexität der FFT bezüglich der der gewöhnlichen diskreten Fourier-Transformation als log₂1024/1024 = 10/1024 berechnet. Mit anderen Worten, die FFT erfordert nur die Komplexität, die etwa 1/100 so groß wie die der gewöhnlichen diskreten Fourier-Transformation ist.
<3.3 Die Frequenzauflösung und der Datensammelzeitraum bei der FFT>
Weil die FFT eine Datenmenge erfordert, die eine Potenz von 2 ist, wie oben beschrieben worden ist, verursacht die FFT außerdem eine Einschränkung eines Zeitintervalls zum Abtasten der Daten (eines Abtastintervalls). Wenn eine Abtastfrequenz, die das Inverse des Abtastintervalls ist, als f_s definiert ist und die Anzahl der Abtastwerte (die Datenmenge) als N definiert ist, dann kann hier die Frequenzauflösung Δf durch Δf = f_s/N berechnet werden, während der Datensammelzeitraum MT durch MT = N/f_s = 1/Δf berechnet werden kann.
Hier bedeutet der Datensammelzeitraum MT einen Zeitraum von einem Anfang bis zu einem Ende des Abtastens der Daten, die die Eingabe in die FFT bilden, während die Frequenzauflösung Δf die Auflösung in der Richtung einer Frequenzachse bedeutet, wenn die FFT ausgeführt wird. Unterdessen ist eine theoretische Maximalfrequenz f_r, bei der es möglich ist, zwei Frequenzkomponenten in den bei der Abtastfrequenz f_s abgetasteten Daten aufzulösen, durch f_r = f_s/2 gegeben. Mit anderen Worten, es ist nicht möglich, die beiden Frequenzkomponenten aufzulösen, wenn nicht ihre Frequenzen um wenigstens zweimal so viel wie die Frequenzauflösung Δf voneinander entfernt sind.
Sowohl für die Frequenzauflösung Δf als auch für den Datensammelzeitraum MT ist kleiner besser. Dennoch ist es infolge der Beziehung MT = 1/Δf, die oben erwähnt worden ist, nicht möglich, beide Werte gleichzeitig klein zu machen. Als eine Folge ist es wichtig, sowohl die Frequenzauflösung Δf als auch den Datensammelzeitraum MT auf einen praktisch geeigneten Wert beim Verwenden der FFT zu setzen.
Unterdessen ist es das Ziel der Vorsteuerung der Plattendickensteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Steuerwirkung durch das Einstellen der Steuerverstärkung G und des Phasenverschiebungsbetrags Δ zu verbessern. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Berechnungen im kürzesten möglichen Zeitintervall auszuführen und den Datensammelzeitraum MT so kurz wie möglich zu verringern.
Wenn andererseits mehrere Frequenzkomponenten in einer Störung der Eintrittsseiten-Plattendicke, d. h., der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH, enthalten sind, können die Dämpfung (Verstärkung) und der Phasenunterschied (Phase) bei jeder der Frequenzkomponenten der Störungen nicht berechnet werden, wenn nicht diese Frequenzen der Störungen erfolgreich voneinander getrennt werden. Deshalb ist es notwendig, den Datensammelzeitraum, der die obenerwähnten Bedingungen erfüllt, auszuwählen.
Die 12A bis 13B sind graphische Darstellungen, die die Ergebnisse der Frequenzgangsimulation unter Verwendung der FFT zeigen. Ein Simulationsergebnis in 12A repräsentiert einen Fall, in dem der Datensammelzeitraum MT 10,24 Sekunden beträgt und die Frequenzauflösung Δf etwa 0,1 Hz beträgt. Bei dieser Simulation werden Sinuswellen mit Frequenzen von 0,5 Hz, 1,0 Hz, 2,0 Hz und 3,0 Hz gemischt und in ein Eingangssignal als die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH geformt, das die Störung der Plattendicke repräsentiert. In diesem Fall sind die eingegebenen Sinuswellen so festgelegt, dass die jeweiligen Frequenzen den Werten der Dämpfung (Verstärkung) und des Phasenunterschieds (Phase) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, die das Ausgangssignal ist, entsprechen:

(Frequenz) (Dämpfung (Verstärkung)) (Phasenunterschied (Phase))

0,5 Hz –6,0 dB 60 Grad

1,0 Hz –4,4 dB –45 Grad

2,0 Hz –3,1 dB –30 Grad

3,0 Hz –1,9 dB 30 Grad
Es wird angegeben, dass in 12A eine obere graphische Darstellung eine graphische Darstellung ist, die die chronologischen Änderungen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh im Zeitbereich zeigt, während eine untere graphische Darstellung eine graphische Darstellung ist, die die Frequenzeigenschaften der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh (des Ausgangssignals) im Frequenzbereich nach dem Ausführen der FFT zeigen. Überdies sind die Werte der Dämpfung (Verstärkung) und des Phasenunterschieds (Phase) außerdem in der unteren graphischen Darstellung angegeben.
Wie aus der unteren graphischen Darstellung im Frequenzbereich in 12A ersichtlich ist, sind die vier Frequenzkomponenten ebenso in der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh deutlich voneinander getrennt, wobei die Werte der Dämpfung (Verstärkung) und des Phasenunterschieds (Phase) außerdem genau erhalten werden. Durch die Beurteilung der Tatsache, dass der kleinste Wert der Frequenzen der Störung, d. h., der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH, 0,5 Hz beträgt, ist jedoch der Datensammelzeitraum von 10 Sekunden in der Tat zu lang. Spezifisch ist in diesem Fall ein Zeitraum von fünfmal oder mehr einer Plattendickenvariationsperiode (2 Sekunden) zum Ausführen einer Einstellung einer Vorwärtsregelungs-AGC (automatischen Verstärkungsregelung) erforderlich.
Ein Simulationsergebnis in 12B repräsentiert einen Fall, in dem der Datensammelzeitraum MT 5,12 Sekunden beträgt und die Frequenzauflösung Δf etwa 0,2 Hz beträgt. Die in die Simulation dieses Falls eingegebene Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH ist die gleiche wie in dem Fall nach 12A, wobei die Anzeigeformate der graphischen Darstellungen, die das Simulationsergebnis zeigen, außerdem zu jenen in 12A äquivalent sind.
Wie aus einer unteren graphischen Darstellung im Frequenzbereich in 12B ersichtlich ist, sind die in dem Eingangssignal enthaltenen vier Frequenzkomponenten ebenso in der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh fast deutlich voneinander getrennt, wobei die Werte sowohl der Dämpfung (Verstärkung) als auch des Phasenunterschieds (Phase) fast genau erhalten werden. Es wird angegeben, dass 12B außerdem ein tatsächliches Beispiel repräsentiert, das zeigt, dass die Dämpfung (Verstärkung) und der Phasenunterschied (Phase) fast genau erhalten werden können, wenn eine minimale Trennungsbreite (0,5 Hz) von zwei in dem Eingangssignal enthaltenen beliebigen Frequenzen wenigstens zweimal so lang wie die Frequenzauflösung Δf (0,2 Hz) ist.
Ein Simulationsergebnis in 13A repräsentiert einen Fall, in dem der Datensammelzeitraum MT 2,56 Sekunden beträgt und die Frequenzauflösung Δf etwa 0,4 Hz beträgt. Die in diesem Fall in die Simulation eingegebene Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH ist die gleiche wie die in dem Fall nach 12A, wobei die Anzeigeformate der graphischen Darstellungen, die das Simulationsergebnis zeigen, außerdem zu jenen in 12A äquivalent sind.
Wie aus einer unteren graphischen Darstellung im Frequenzbereich in 13A ersichtlich ist, sind die in der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH, die das Eingangssignal ist, enthaltenen Frequenzen 0,5 Hz und 1,0 Hz sowohl in der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH als auch in der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh nicht angemessen voneinander getrennt. Aus diesem Grund sind die erhaltenen Werte sowohl der Dämpfung (Verstärkung) als auch des Phasenunterschieds (Phase) ungenau.
Ein Simulationsergebnis in 13B repräsentiert einen Fall, in dem der Datensammelzeitraum MT 2,56 Sekunden beträgt und die Frequenzauflösung Δf etwa 0,2 Hz beträgt. Hier wird eine Sinuswelle mit einer einzigen Frequenz von 0,5 Hz als die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH eingegeben. In diesem Fall ist die Frequenz von 0,5 Hz ebenso in der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh richtig getrennt, wie in der unteren graphischen Darstellung in 13B gezeigt ist, wobei die Werte sowohl der Dämpfung (Verstärkung) als auch des Phasenunterschieds (Phase) fast genau erhalten werden.
Es wird angegeben, dass der Datensammelzeitraum MT in diesem Fall 2,56 Sekunden beträgt, was eine 2 + α-Sekunden-Periode ist, die eine Reproduktion der Frequenz von 0,5 Hz der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh ermöglicht. Folglich ist es klar, dass die Einstellung der Vorwärtsregelungs-AGC fast im kürzesten Zeitraum erreicht werden kann.
Unterdessen verringert die FFT den Berechnungszeitraum durch das Begrenzen der zu verarbeitenden Datenmenge auf eine Potenz von 2 signifikant. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, die in die FFT einzugebende Datenmenge auf eine beliebige Zahl zu setzen. Entsprechend wird der Datensammelzeitraum MT durch eine Kombination aus einer Abtastperiode und der Datenmenge signifikant geändert.
Es wird ein Fall der Frequenzauflösung Δf bei 0,1 Hz (einer 10-Sekunden-Periode) z. B. untersucht. Wenn in diesem Fall die Abtastperiode 10 ms beträgt und die Datenmenge 1024 Stücke beträgt, dann beträgt der Datensammelzeitraum MT 10,24 Sekunden. Dieser Datensammelzeitraum MT ist fast gleich der Periode von 10 Sekunden, die aus der Frequenzauflösung Δf = 0,1 Hz abgeleitet wird. Wenn andererseits die Abtastperiode 8 ms beträgt und die Datenmenge 2048 Stücke beträgt, dann stellt sich heraus, dass der Datensammelzeitraum MT 16,384 Sekunden beträgt, was signifikant größer als die Periode von 10 Sekunden ist.
Als Nächstes wird ein Fall der Frequenzauflösung Δf bei 0,5 Hz (einer 2-Sekunden-Periode) untersucht. Wenn in diesem Fall die Abtastperiode 10 ms beträgt und die Datenmenge 256 Stücke beträgt, dann ist der Datensammelzeitraum MT 2,56 Sekunden, was länger als die obenerwähnte Periode von 2 Sekunden ist. Wenn unterdessen die Abtastperiode 8 ms beträgt und die Datenmenge 254 Stücke beträgt, dann stellt sich heraus, dass der Datensammelzeitraum MT 2,048 Sekunden beträgt, was im Wesentlichen gleich der Periode von 2 Sekunden ist.
14 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Abtastperioden- und Datenmengen-Suchtabelle zeigt. Wie in 14 gezeigt ist, ist die Abtastperioden- und Datenmengen-Suchtabelle eine Tabelle, die eine Abtastperiode und eine Datenmenge speichert, die einen tatsächlichen Datensammelzeitraum erreichen können, der in Abhängigkeit von der Frequenzauflösung Δf für den minimalen Sammelzeitraum am geeignetsten ist. Hier bedeutet der Begriff ”am meisten geeignet” ”größer als der minimale Datensammelzeitraum und am nächsten an dem minimalen Datensammelzeitraum”.
Um die Einstellung der Steuerparameter der Vorsteuerung gemäß dem Frequenzgangverfahren unter Verwendung der FFT auszuführen, die Dämpfung (Verstärkung) und der Phasenunterschied (Phase) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh bezüglich der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH bei der entsprechenden Frequenz so schnell wie möglich (in dem kürzesten möglichen Zeitraum). Zu diesem Zweck ist es wichtig, den kleinsten Datensammelzeitraum MT, der bei der FFT zu verwenden ist, festzulegen. Hinsichtlich des Datensammelzeitraums MT wird der minimale Datensammelzeitraum basierend auf der minimalen Auflösung bestimmt, die entsprechend der Plattendickenabweichung (der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH), die tatsächlich entsteht, erforderlich ist, wobei sowohl die Anzahl der Abtastwerte als auch die Datenmenge, die dafür erforderlich sind, entsprechend festgelegt werden.
<3.4 Die Frequenzgang-Messvorrichtung>
Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Erhalten der Steuerverstärkung G_FF und des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe bei der Vorsteuerung der Plattendickensteuerung unter Verwendung des Frequenzgangverfahrens gegeben. Gemäß dem Frequenzgangverfahren ist es durch das Festlegen des Datensammelzeitraums MT und das Unterwerfen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh der FFT-Verarbeitung möglich, eine Amplitude in dem Datensammelzeitraum MT zu erhalten. Wie vorher vorgeschlagen worden ist, ist die Ungleichmäßigkeit der Härte eine Variation der Härte in einer Längsrichtung des Walzobjektmaterials 3, die jedes Mal auftritt, wenn das Walzen stattfindet. Deshalb weisen die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH, die die Plattendickenvariation ist, die in dem vorhergehenden Walzprozess aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Härte aufgetreten ist, und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, die die Plattendickenvariation nach dem Walzen repräsentiert, im Wesentlichen die gleiche Frequenz auf. Ungleich zu der gewöhnlichen Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH wird zusätzlich vorhergesagt, dass die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Härte einen kleineren Wert der Dämpfung aufweist.
Entsprechend kann die Einstellung der Steuerparameter der Vorsteuerung effizient ausgeführt werden, indem die Steuerverstärkung G_FF und der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe der Vorsteuerung in Übereinstimmung mit den folgenden Prozeduren erhalten werden. Es wird angegeben, dass die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH in der folgenden Beschreibung oft die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK nach der Übertragungsverarbeitung repräsentiert. Dennoch wird selbst in diesem Fall die Beschreibung einfach mit der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH dargelegt.
(Die Prozedur 1) Die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh werden der FFT-Verarbeitung unterworfen. Es wird angegeben, dass die FFT-Verarbeitung mit einem Zyklus ausgeführt wird, der der Frequenzauflösung Δf entspricht, die für die Detektion einer gegebenen Plattendickenstörung erforderlich ist.
(Die Prozedur 2) Basierend auf einem Ergebnis der FFT-Verarbeitung wird eine Frequenz, bei der die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh ein vorgegebener Wert oder darüber wird und die Dämpfung (Verstärkung) die kleinste wird, als eine Frequenz bei einer Störung aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Härte (die im Folgenden als eine Einstellungszielfrequenz bezeichnet wird) erhalten, wobei danach eine Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung Δf, die die Frequenz bei der Störung aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Härte und eine Frequenz bei einer anderen Störung unterscheiden kann, erhalten wird.
(Die Prozedur 3) Der minimale Datensammelzeitraum wird basierend auf der Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung Δf erhalten. Weiterhin werden die Anzahl der Abtastwerte und die Abtastperiode in Anbetracht der FFT festgelegt.
(Die Prozedur 4) Die FFT wird unter Verwendung der Anzahl der Abtastwerte und der Abtastperiode, die so festgelegt worden sind, ausgeführt, wobei die Werte der Dämpfung und die Phasenbeziehung bei der Einstellungszielfrequenz hinsichtlich der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh erhalten werden.
(Die Prozedur 5) Basierend auf der Phasenbeziehung werden die Steuerverstärkung G_FF und der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung erhalten, wobei diese Werte an die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 ausgegeben werden.
Die oben beschriebenen Prozeduren 1 bis 5 werden durch die in 10 gezeigte Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 ausgeführt. Spezifisch führt eine Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202, die die Frequenzgang-Messvorrichtung 201 bildet, die Prozedur 1 aus, während eine Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203, die dieselbe bildet, die Prozedur 2 ausführt, wobei eine Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204, die dieselbe bildet, die Prozeduren 3 und 4 ausführt. Unterdessen wird die Prozedur 5 durch die Zugehörigkeitsfunktionen 105 bis 107, die Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung 108 und die Parameteränderungsvorrichtung 109 ausgeführt. Dann wird die Einstellung der Steuerparameter (nämlich der Steuerverstärkung G_FF und des Übertragungszeitraums T_FF der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH) bei der Vorsteuerung durch die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 durch das Wiederholen der oben beschriebenen Prozeduren 4 und 5 ausgeführt.
Nun werden eine ausführliche Konfiguration und die Inhalte der Steuerung durch die Frequenzgang-Messvorrichtung 201, die die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 bildet, im Folgenden beschrieben. Wie in 10 gezeigt ist, enthält die Frequenzgang-Messvorrichtung 201 die Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202, die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 und die Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204.
15 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration der Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202 zeigt. Wie in 15 gezeigt ist, enthält die Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202 eine Tabelle 2021 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung, eine Tabelle 2022 der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung, eine Eintrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2023, eine Austrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2024 und dergleichen.
Im Allgemeinen variiert die Frequenz einer Störung, die die Plattendickenabweichung verursacht, (die im Folgenden als eine Plattendickenstörung bezeichnet wird) nicht nur in Abhängigkeit von der Walzgeschwindigkeit, sondern außerdem in Abhängigkeit von dem Typ der Plattendickenstörung und dergleichen. Hier ist die Frequenzauflösung Δf in Anbetracht des Eliminierens der Plattendickenstörungen mit Frequenzen, die gleich oder höher als 0,5 Hz sind, z. B. auf 0,1 Hz gesetzt. Es wird angegeben, dass diese Werte durch einen Anwender basierend auf den tatsächlichen Situationen der Plattendickenstörungen und auf einem tatsächlichen Betriebszustand geeignet festgelegt und modifiziert werden können.
Wenn die Frequenzauflösung Δf auf 0,1 Hz gesetzt ist, ist der minimale Datensammelzeitraum gleich 10 Sekunden. Entsprechend werden die Abtastperiode = 0,01 Sekunden und die Datenmenge = 1024 durch Bezugnahme auf die Abtastperioden- und Datenmengen-Suchtabelle erhalten. Die anschließende FFT und die andere Verarbeitung durch die Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202 werden unter Verwendung dieser numerischen Werte ausgeführt.
Die Tabelle 2021 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und die Tabelle 2022 der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung, von denen jede 1024 Stücke der Daten speichern kann, sind in einer (nicht gezeigten) Speichervorrichtung der Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202 vorbereitet. Überdies werden die Werte von ΔH_TRK, die zu der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH nach der Übertragungsverarbeitung äquivalent sind, und die Werte der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh alle 0,1 Sekunden der Abtastperiode in die Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202 eingegeben, wobei sie in eine Adresse 0 bis zu einer Adresse 1023 in den jeweils entsprechenden Tabellen sequentiell geschrieben werden.
Wenn das Schreiben der Daten in die Tabelle 2021 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und die Tabelle 2022 der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung abgeschlossen ist, führt die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2023 die FFT-Verarbeitung unter Verwendung der in die Tabelle 2021 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung geschriebenen Daten als die Eingangsdaten aus. Gleichermaßen führt die Austrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2024 die FFT-Verarbeitung unter Verwendung der in die Tabelle 2022 der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung geschriebenen Daten als die Eingangsdaten aus. Dann werden eine Frequenzkomponente H(f) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und eine Frequenzkomponente h(f) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung als eine Folge der FFT-Verarbeitung erhalten.
Hier werden die Werte der Frequenzkomponente H(f) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Frequenzkomponente h(f) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung, wenn die Frequenz als f = m·Δf (wobei Δf die Frequenzauflösung ist) definiert ist, durch das Berechnen des Werts c_m erhalten, der in der vorher beschriebenen Formel (7) definiert ist. In diesem Fall sind die Daten der Zeitreihensignale f(n), die in der Formel (7) enthalten sind, durch die Tabelle 2021 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung bzw. die Tabelle 2022 der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung gegeben.
Entsprechend können die Zeitreihensignale f(n), wenn die Frequenz f = m·Δf ist, nämlich die Amplitudendämpfung und der Phasenunterschied zwischen der Frequenzkomponente H(f) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Frequenzkomponente h(f) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung in der Formel 8 basierend auf den obenerwähnten Formeln (4-1) und (4-2) ausgedrückt werden:
[Formel 8]

Amplitudendämpfung Verstärkung = |c_m| [mm] (8-1); und
Phasenunterschied Phase = 360 / 2πarg(c_m) [deg] (8-2).

Im Ergebnis der oben beschriebenen Verarbeitung werden in der Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202 eine Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und eine Phase Hp(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung von der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2023 ausgegeben. Gleichermaßen werden eine Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung und eine Phase hp(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung von der Austrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2024 ausgegeben.
16 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der frequenzabhängigen Eigenschaften der Amplitude Hg(m) derEintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung zeigt. Spezifisch ist 16 ein Beispiel der graphischen Darstellung, in der die horizontale Achse die Frequenz angibt und die Werte der Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung bezüglich der Frequenzen entlang der vertikalen Achse mit einer gestrichelten Linie bzw. einer durchgezogenen Linie angegeben sind. Nun werden die Inhalte der Verarbeitung, die durch die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 auszuführen ist, bezüglich 16 beschrieben.
In dem in 16 gezeigten Beispiel markiert die graphische Darstellung der gestrichelten Linie, die die Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung repräsentiert, große Werte bei den Frequenzpositionen (A), (B) und (C), nämlich wo die Werte der Frequenzen als m_A·Δf, m_B·Δf bzw. m_C·Δf definiert sind. Dieses Phänomen gibt an, dass die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH mit den Plattendickenstörungen, die die obenerwähnten Frequenzen aufweisen, variiert.
Die Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung wird aufgrund des Walzphänomens in die Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung geändert. Wenn hier die Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung im Vergleich zu der Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ausreichend klein ist, was an der Position (A) in 16 beobachtet wird, repräsentiert dieses Phänomen eine große natürliche Dämpfung (eine Unterdrückungswirkung der Plattendickenvariation, die ausschließlich dem Walzphänomen zugeschrieben wird), weil die gewöhnliche Plattendickensteuerung effektiv betrieben wird. Entsprechend müssen die Steuerparameter der Vorsteuerung für die Frequenz m_A·Δf an der Position (A) nicht eingestellt werden.
Wenn andererseits die Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung im Vergleich zu der Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung kaum gedämpft ist, was an der Position (B) beobachtet wird, ist die Ungleichmäßigkeit der Härte vermutlich die Ursache dieses Phänomens. Es ist deshalb notwendig, die Steuerparameter der Vorsteuerung für die Frequenz m_B·Δf an der Position (B) einzustellen.
Selbst wenn die Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung nicht sehr groß ist, was an der Position (C) beobachtet wird, wird unterdessen bestimmt, dass die Einstellung der Steuerparameter der Vorsteuerung notwendig ist, wenn die Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung im Vergleich zu der Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung nicht sehr viel gedämpft ist.
Normalerweise sind in der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh Rauschkomponenten (tatsächliches Rauschen oder Abschnitte, die als Rauschen betrachtet werden können) enthalten. Als eine Folge sind derartige Rauschkomponenten außerdem in der Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung enthalten. Entsprechend wird in diesem Fall ein Rauschpegel L_n für die Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und die Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung im Voraus festgelegt. Dann wird die Einstellung der Steuerparameter der Vorsteuerung bestimmt, die für eine derartige Frequenz notwendig ist, bei der die Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung den Rauschpegel L_n übersteigt.
In Anbetracht des Obigen sucht in dieser Ausführungsform die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 zuerst die Frequenz, bei der die Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung den vorgegebenen Rauschpegel L_n übersteigt, als eine Störfrequenz fc_i. In dem Beispiel in 16 werden die Frequenzen m_A·Δf, m_B·Δf und m_C·Δf als die Störfrequenzen fc_i gesucht. Hier kann der Parameter i irgendeinen Wert von 1, 2 usw. annehmen, um als eine Identifikationszahl zu dienen, wenn es mehrere Störfrequenzen fc_i gibt.
Anschließend erhält die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 ein Verhältnis der Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung bezüglich der Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung für jede der gesuchten Störfrequenzen fc_i, wobei sie die Störfrequenz fc_i mit dem größten Verhältnis als eine Einstellungszielfrequenz fc bestimmt. In dem Beispiel in 16 wird die Frequenz m_B·Δf als die Einstellungszielfrequenz fc gesucht.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, bedeutet die Einstellungszielfrequenz fc die Frequenz, bei der die durch die Ungleichmäßigkeit der Härte verursachte Plattendickenvariation die größte wird. Entsprechend ist es bei der so gesuchten Einstellungszielfrequenz fc notwendig, die Steuerverstärkung G_FF und den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe geeignet einzustellen, die die Steuerparameter der Vorsteuerung sind. Es wird angegeben, dass, während die Störfrequenzen fc_i die Kandidaten für die Einstellungszielfrequenz fc sind, die Störfrequenzen fc_i außerdem die Frequenzen der Plattendickenvariationen enthalten, die aufgrund anderer Gründe als der Ungleichmäßigkeit der Härte auftreten.
Weiterhin erhält die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 den kleinsten Wert aus den Differenzen zwischen der Einstellungszielfrequenz fc und den Störfrequenzen fc_i mit Ausnahme der Einstellungszielfrequenz fc. Dann ein Wert, der durch das Multiplizieren des kleinsten Werts mit 1/2 als die Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung Δf_c erhalten wird, die für die Einstellung der Steuerparameter der Vorsteuerung notwendig ist. Spezifisch berechnet die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203: Δf_c = (1/2)·min{|fc_i – fc|:fc_i ≠ fc}.
Es wird angegeben, dass diese Berechnung der Verarbeitung entspricht, um einen halben Wert eines Frequenzunterschieds zwischen der Einstellungszielfrequenz fc und der Störfrequenz fc_i am nächsten bei der Einstellungszielfrequenz fc zu erhalten.
In dem Beispiel in 16 befindet sich übrigens die Frequenz m_A·Δf näher an der Frequenz m_B·Δf, die die Einstellungszielfrequenz fc ist, als sich die Frequenz m_C·Δf befindet. Entsprechend wird die Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung Δf_c, die für die Einstellung der Steuerparameter der Vorsteuerung notwendig ist, als: Δf_c = (m_B – m_A)·Δf/2. erhalten.
Die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 schätzt, dass die in der oben beschriebenen Verarbeitung erhaltene Einstellungszielfrequenz fc die Frequenz der Plattendickenabweichung ist, die durch die Störung aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Härte verursacht wird. Dann gibt die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 die Einstellungszielfrequenz fc und die Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung Δf_c, die so erhalten worden sind, an die Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 aus.
In diesem Fall wird die Einstellungszielfrequenz fc basierend auf dem Vergleich zwischen der Amplitude Hg(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Amplitude hg(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung erhalten. Stattdessen kann die Einstellungszielfrequenz fc basierend auf einem Vergleich zwischen der Phase Hp(m) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Phase hp(m) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung erhalten werden.
17 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Konfiguration der Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 zeigt. Die Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 führt die FFT basierend auf der durch die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 erhaltenen Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung Δf_c aus. Zu diesem Zweck bestimmt die Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 zuerst eine Abtastperiode (1/Δf_s) und eine Datenmenge N_c basierend auf der Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung Δfc.
Wie in 17 gezeigt ist, sind in der Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 eine Tabelle 2041 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung, eine Tabelle 2042 der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung und eine Walzlasttabelle 2043, wobei jede N Stücke der Daten speichern kann, vorbereitet. Überdies werden die Werte der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH_TRK, der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh und der Walzlast P_TRK, die jede Abtastperiode (1/Δf_s) in die Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 eingegeben werden, in eine Adresse 0 bis zu einer Adresse N_c – 1 jeweils in den entsprechenden Tabellen sequentiell geschrieben.
Wenn das Schreiben der Daten in die Adressen N_c – 1 in den jeweiligen Tabellen abgeschlossen ist, führt eine Eintrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2044 die FFT-Verarbeitung an den in die Tabelle 2041 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung geschriebenen Daten aus. Gleichermaßen führt eine Austrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2045 die FFT-Verarbeitung an den in die Tabelle 2042 der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung geschriebenen Daten aus, während eine Walzlast-FFT-Vorrichtung 2046 die FFT-Verarbeitung an den in die Walzlasttabelle 2043 geschriebenen Daten ausführt.
Hier wird die Datenmenge N_c der bei der FFT-Verarbeitung durch die Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 verwendeten Daten normalerweise auf einen beträchtlich kleineren Wert als, wie z. B. etwa 1/10 so viel wie, die Datenmenge N der bei der FFT-Verarbeitung durch die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 verwendeten Daten gesetzt. Aus diesem Grund wird die FFT-Verarbeitung durch die Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 in einem kürzeren Zeitraum abgeschlossen.
Als eine Folge der FFT-Verarbeitung erhalten die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2044, die Austrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2045 und die Walzlast-FFT-Vorrichtung 2046 eine Frequenzkomponente Hc(f) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung, eine Frequenzkomponente hc(f) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung bzw. eine Walzlast-Frequenzkomponente Pc(f).
Eine Messvorrichtung 2047 des Verhaltens von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Austrittsseiten-Plattendicke berechnet ein Verhalten Gh(f) von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Austrittsseiten-Plattendicke basierend auf der Frequenzkomponente Hc(f) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Frequenzkomponente hc(f) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung, die erhalten werden, wie oben beschrieben worden ist. Gleichermaßen berechnet eine Messvorrichtung 2048 des Verhaltens von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Walzlast ein Verhalten GP(f) der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Walzlast basierend auf der Frequenzkomponente Hc(f) der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung und der Frequenzkomponente Pc(f) der Walzlastabweichung.
Hier werden das Verhalten Gh(f) von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Austrittsseiten-Plattendicke und das Verhalten GP(f) der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Walzlast gemäß den Formeln (9-1) bzw. (9-2) im Folgenden berechnet:
[Formel 9]

Gh(f) = hc(f) / Hc(f) (9-1); und
GP(f) = Pc(f) / Hc(f) (9-2).

Als Nächstes weist die Messvorrichtung 2047 des Verhaltens von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Austrittsseiten-Plattendicke die durch die Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung 203 erhaltene Einstellungszielfrequenz fc der Frequenz f in der Formel (9-1) zu und erhält ihr Argument, wobei sie folglich einen Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke berechnet. Gleichermaßen weist die Messvorrichtung 2048 des Verhaltens von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Walzlast die Einstellungszielfrequenz fc der Frequenz f in der Formel (9-2) zu und erhält ihr Argument, wobei sie folglich einen Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast berechnet. Unterdessen weist die Austrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung 2045 die Einstellungszielfrequenz fc der Frequenz f in der Frequenzkomponente hc(f) der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung zu und erhält ihren Absolutwert, wobei sie folglich einen PP-Wert Δh_pp der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung berechnet.
Spezifisch werden der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke, der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast und der PP-Wert Δh_pp der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung durch die Formeln (10-1) bis (10-3) im Folgenden berechnet:
[Formel 10]

ΔT_ED = 360 / 2πarg(Gh(fc)) (10-1);
ΔT_EP = 360 / 2πarg(GP(fc)) (10-2); und
Δh_PP = |hc(fc)| (10-3).

In der obigen Beschreibung führen die Plattendickenstörungs-Messvorrichtung 202 und die Frequenzgang-Schätzvorrichtung 204 die FFT nach der Erfassung der Ergebnisdaten für eine Periode, wie z. B. N Stücke der Daten, aus. Stattdessen ist es außerdem möglich, die FFT jedes Mal auszuführen, wenn ein Stück der Ergebnisdaten erfasst wird. Zu diesem Zweck soll, wenn ein neues Stück der Ergebnisdaten in die Adresse 0 der Tabelle zum Speichern der Ergebnisdaten, wie z. B. die Tabellen 2021 und 2024 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung, geschrieben wird, das neue Stück der Daten geschrieben werden, nachdem die Daten in den Adressen 0 bis N – 1 zu den Adressen 1 bis N verschoben worden sind. In dieser Weise werden die neuesten Ergebnisdaten immer in die Tabelle, wie z. B. die Tabellen 2021 und 2024 der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung, geschrieben. Als eine Folge können die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung-FFT-Vorrichtungen 2023, 2044 und dergleichen die FFT innerhalb einer Periode der Erfassung der Ergebnisdaten am kürzesten ausführen.
<3.5 Die Zugehörigkeitsfunktionen und die Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung>
Unterdessen zielt die Vorsteuerung darauf ab, die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh unter Verwendung der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH zu verringern. Deshalb ist die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh das Steuerziel. Eine Wirkung der Variationen des Verformungswiderstands, die die Ungleichmäßigkeit der Härte repräsentiert, erscheint als die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH an der Eintrittsseite des vierten Gerüsts. Entsprechend führt die Plattendicken-Steuervorrichtung 64 des vierten Gerüsts die Vorsteuerung unter Verwendung der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH aus. Dann stellt die Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 die Vorsteuerung basierend auf der Phasenbeziehung zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh ein.
Da die Vorsteuerung vorteilhaft wirksam wird, wird folglich der Detektionswert der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh in einem Idealfall herunter bis zu null verringert. Es ist schwierig, in diesem Fall die Phasenbeziehung zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenvariation ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh zu erhalten. Andererseits variiert die Walzlast P als eine Folge der Eliminierung der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, die der Ungleichmäßigkeit der Härte zugeschrieben wird, signifikant, so dass die Walzlast P anstelle der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh verwendet werden kann. Entsprechend weist in dieser Ausführungsform die Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 eine Funktion auf, den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe der Vorsteuerung basierend auf einer Phasenbeziehung zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und dem Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe einzustellen.
Wie in 10 gezeigt ist, enthält die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 die Zugehörigkeitsfunktionen 105, 106 und 107 und die Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung 108. Diese Komponenten liefern die obenerwähnte Einstellungsfunktion.
Zuerst erhält die Zugehörigkeitsfunktion 105 die Werte SHS und SHB unter Verwendung des PP-Wertes Δh der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung als die Eingabe. Hier ist der Wert SHS ein Wert, der die Grade in einem Fall angibt, in dem die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh klein ist, während der Wert SHB ein Wert ist, der die Grade in einem Fall angibt, in dem die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh groß ist.
Gleichermaßen erhält die Zugehörigkeitsfunktion 106 unter Verwendung des Phasenunterschieds ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke als die Eingabe die Werte TEDB, TEDM, TEDZ, TEDP und TEDT.
Hier ist der Wert TEDB ein Wert, der die Grade in einem Fall angibt, in dem der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke einen großen negativen Wert aufweist, während der Wert TEDM ein Wert ist, der die Grade in einem Fall angibt, in dem sich der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke auf der negativen Seite befindet. Unterdessen ist der Wert TEDZ ein Wert, der die Grade in einem Fall angibt, in dem der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke null ist. Unterdessen ist der Wert TEDP ein Wert, der die Grade in einem Fall angibt, in dem sich der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke auf der positiven Seite befindet, während der Wert TEDT ein Wert ist, der die Grade in einem Fall angibt, in dem der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke einen großen positiven Wert aufweist.
Unterdessen erhält die Zugehörigkeitsfunktion 107 unter Verwendung des Phasenunterschieds ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast als die Eingabe die Werte TEPM, TEPZ und TEPP.
Hier ist der Wert TEPM ein Wert, der die Grade in einem Fall angibt, in dem sich der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast auf der negativen Seite befindet. Der Wert TEPZ ist ein Wert, der die Grade in einem Fall angibt, in dem der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast null ist. Der Wert TEPP ist ein Wert, der die Grade in einem Fall angibt, in dem sich der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast auf der positiven Seite befindet.
Es wird angegeben, dass die jeweiligen Schwellenwerte, die an den horizontalen Achsen in den Zugehörigkeitsfunktionen 105, 106 und 107 vorgesehen sind, vorgegebene Werte anwenden. Ein Wert SB, der auf die Zugehörigkeitsfunktion 105 anwendbar ist, ist ein Schwellenwert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob es geeignet ist, die Einstellung der Vorsteuerung unter Verwendung der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh auszuführen. Wenn z. B. die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh nicht für die Einstellung der Vorsteuerung verwendet wird, wenn die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh gleich oder kleiner als 1 μm ist, dann ist der Schwellenwert SB gleich 1 μm. Wie oben beschrieben worden ist, bezieht sich die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 dieser Ausführungsform auf die Phase der Variation der Walzlast P anstelle auf die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, wenn ein Bereich der Variation der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh in einen vorgegebenen Bereich fällt.
Die Werte DB und DT, die auf die Zugehörigkeitsfunktion 106 anwendbar sind, sind Schwellenwerte, die verwendet werden, um zu bestimmen, dass die Steuerverstärkung zu hoch ist. Es wird z. B. bestimmt, dass die Steuerverstärkung zu hoch ist, falls der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke 90 Grad übersteigt. In diesem Fall wird der Wert DB gleich –90 Grad gesetzt, während der Wert DT gleich 90 Grad gesetzt wird, wobei die Steuerung, um die Steuerverstärkung zu verringern, ausgeführt wird.
Die Werte DM und DP, die auf die Zugehörigkeitsfunktion 106 anwendbar sind, und die Werte PM und PP, die auf die Zugehörigkeitsfunktion 107 anwendbar sind, sind Schwellenwerte, die verwendet werden, um zu bestimmen, dass es überflüssig ist, den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Ausgabe einzustellen. Es wird z. B. bestimmt, dass die Einstellung des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe überflüssig ist, falls der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke in einen Bereich von einschließlich ±20 Grad fällt. In diesem Fall wird der Wert DM gleich –20 Grad gesetzt, während der Wert DP gleich 20 Grad gesetzt wird. Gleichermaßen wird der Wert PM gleich –20 Grad gesetzt, während der Wert PP gleich 20 Grad gesetzt wird. Hier ist anzugeben, dass diese Werte bloß Beispiele sind und gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Walzsituation und den Eigenschaften der Einrichtungen modifiziert werden können.
Unterdessen werden der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke und der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast in dem Fall, in dem die Wirkung der Vorsteuerung maximiert wird, in dem die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh am kleinsten gemacht wird, auf die Werte DZ und PZ gesetzt. Es wird angegeben, dass angenommen wird, dass diese Werte der Phasenunterschiede z. B. basierend auf den durch eine manuelle Einstellung während der Walzsimulation oder durch das tatsächliche Walzen erhaltenen Ergebnisdaten vorgegeben sind. Die Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung 102 bestimmt den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe durch das Vergleichen des eingegebenen Phasenunterschieds, wie z. B. des Phasenunterschieds ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke, mit den vorgegebenen Werten.
Die Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung 108 erhält die Werte TFFP, TFFM, GFFP und GFFM unter Verwendung der Werte SHS, SHB, TEDB, TEDM, TEDZ, TEDP, TEDT, TEPM, TEPZ und TEPP, die durch die Zugehörigkeitsfunktionen 105, 106 und 107 erhalten werden. Hier sind die Werte TFFP und TFFM die Werte, die die Grade, um den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe zu einer zunehmenden Seite zu ändern, bzw. die Grade, um den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe zu einer abnehmenden Seite zu ändern, angeben. Unterdessen sind die Werte GFFP und GFFM die Werte, die die Grade, um die Steuerverstärkung G_FF zu einer zunehmenden Seite zu ändern, bzw. die Grade, um die Steuerverstärkung G_FF zu einer abnehmenden Seite zu ändern, angeben.
Während es im Allgemeinen verschiedene Schlussfolgerungsregeln gibt, führt die Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung 108 dieser Ausführungsform eine Verarbeitung aus, die durch die folgenden Bedingungen ausgedrückt wird:
wo WENN (A und B), dann ist C anwendbar: C = min(A, B) und
wo WENN (A oder B), dann ist C anwendbar: C = max(A, B).
Wenn die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh groß ist und der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke null ist, dann wird die Steuerverstärkung G_FF der Vorsteuerung als klein betrachtet. Entsprechend wird die folgende Schlussfolgerungsregel angewendet: WENN (SHB und TEDZ), dann GFFP.
Wenn unterdessen die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh groß ist und der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke vorhanden ist, dann wird bestimmt, dass der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe abgewichen ist. Entsprechend werden die folgenden Schlussfolgerungsregeln angewendet, weil erwartet wird, dass die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh durch das Eliminieren der Abweichung verringert wird:
WENN (SHB und TEDP), dann TFFP, und
WENN (SHB und TEDM), dann TFFM.
Wenn unterdessen die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh groß ist und der Phasenunterschied zwischen der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke 90 Grad im hohen Maße übersteigt, dann wird bestimmt, dass die Steuerverstärkung G_FF der Vorsteuerung zu groß ist. In diesem Fall wird es als bevorzugt betrachtet, zuerst die Steuerverstärkung G_FF zu verringern und dann den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe nach dem Erreichen der geeigneten Steuerverstärkung einzustellen. Entsprechend werden in diesem Fall die folgenden Schlussfolgerungsregeln angewendet:
WENN (SHB und TEDT), dann GFFM, und
WENN (SHB und TEDB), dann GFFM.
Falls unterdessen die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh klein ist und der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast groß ist, dann wird erwartet, dass die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh durch das Einstellen der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe weiter verringert wird. Entsprechend werden in diesem Fall die folgenden Schlussfolgerungsregeln angewendet:
WENN (SHB und TEPP), dann TFFM, und
WENN (SHB und TEPM) dann TFFP.
Gemäß der Simulation des Walzphänomens wird, wenn sich der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast auf der negativen Seite befindet, der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast durch das Ändern des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe zur zunehmenden Seite verringert. Wenn sich andererseits der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast auf der positiven Seite befindet, wird der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast durch das Ändern des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe zur abnehmenden Seite verringert. Die obenerwähnten Schlussfolgerungsregeln werden basierend auf diesen Simulationsergebnissen bestimmt.
Die Beziehungen in den 24A und 24B veranschaulichen, wie die Steuerzustandsgrößen, wie z. B. die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, vor und nach der Steuerung geändert werden. Weil die Walzlast P durch die Plattendickenvariationen auf der Eintrittsseite und der Austrittsseite und die Zugspannungen auf der Eintrittsseite und der Austrittsseite bestimmt ist, ist eine Beziehung zwischen dem Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast und dem Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe von jener verschieden, die in den 24A und 24B veranschaulicht ist. Wenn ein Änderungstrend des Phasenunterschieds ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast in dem Fall der Änderung des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe verfügbar ist, dann kann der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast dennoch für die Einstellung des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe wie bei dieser Ausführungsform verwendet werden.
Unter Verwendung der obenerwähnten Schlussfolgerungsregeln ist es möglich, den Wert TFFP, der die Grade sind, um den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung zur zunehmenden Seite zu ändern, und den Wert TFFM, der die Grade sind, um den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe zur abnehmenden Seite zu ändern, zu erhalten. Überdies ist es möglich, den Wert GFFP, der die Grade sind, um die Steuerverstärkung G_FF für die Vorsteuerung zur zunehmenden Seite zu ändern, und den Wert GFFM, der die Grade sind, um die Steuerverstärkung G_FF zur abnehmenden Seite zu ändern, zu erhalten.
Es wird angegeben, dass die oben beschriebenen Schlussfolgerungsregeln bloß Beispiele sind und die vorliegende Erfindung nicht auf diese Schlussfolgerungsregeln eingeschränkt ist. Irgendwelche Schlussfolgerungsregeln sind z. B. solange anwendbar, wie derartige Schlussfolgerungsregeln entworfen sind, um die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh durch das Ändern der Steuerverstärkung G_FF, des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe und dergleichen für die Vorsteuerung zu verringern. Unterdessen können die Schlussfolgerungsregeln anstelle der Simulation des Walzphänomens basierend auf den durch die manuelle Einstellung bei dem tatsächlichen Walzbetrieb erhaltenen Ergebnisdaten bestimmt werden. Es ist wahrscheinlicher, dass derartige Daten dem tatsächlichen Walzphänomen entsprechen.
Unter Verwendung der Änderungsgrade TFFP, TFFM, GFFP und GFFM, die erhalten werden, wie oben beschrieben worden ist, ändert die Parameteränderungsvorrichtung 109 die Steuerverstärkung G_FF und den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung in Übereinstimmung mit den Formeln (11-1) und (11-2) im Folgenden:
[Formel 11]

G_FF = G_FF + GFFP·C_GFFP + GFFM·C_GFFM (11-1); und
ΔT_FF = ΔT_FF + TFFP·C_TFFP + TFFM·C_TFFM (11-2).

Hier sind die Werte C_TFFP, C_TFFM, C_GFFP und C_GFFM die Einstellparameter. Der Wert C_TFFP ist ein Wert, der einen Änderungsbetrag zur zunehmenden Seite des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe für jeden Zeitpunkt angibt, während der Wert C_TFFM ein Wert ist, der einen Änderungsbetrag zu dessen abnehmender Seite angibt. Unterdessen ist der Wert C_GFFP ein Wert, der einen Änderungsbetrag zur zunehmenden Seite der Steuerverstärkung G_FF für jeden Zeitpunkt angibt, während der Wert C_GFFM ein Wert ist, der einen Änderungsbetrag zu ihrer abnehmenden Seite angibt.
Wie oben beschrieben worden ist, kann die Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 immer die Steuerverstärkung G_FF und den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung zu den optimalen Bedingungen bei der Vorsteuerung in der Plattendicken-Steuervorrichtung 64 einstellen. Als eine Folge ist die Steuerwirkung der Vorsteuerung beträchtlich verbessert.
«4. Die Simulation basierend auf einer erweiterten Konfiguration»
Anschließend wird ein Ergebnis der Verifikation durch eine Simulation an der Wirkung der Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 bezüglich der 18 bis 22 beschrieben.
18 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn die Zugspannungssteuerung auf der Eintrittsseite und der Austrittsseite des vierten Gerüst-Walzwerks 14 durch eine Proportional-Integral-Steuerung ausgeführt wird und wenn eine Regelung und eine Vorsteuerung der Austrittsseiten-Plattendicke des vierten Gerüst-Walzwerks 14 ausgeführt werden. Die Bedingungen dieser Simulation sind zu dem Fall des Hinzufügens der Plattendickensteuerung der Vorsteuerung zu den Bedingungen der Simulation in 8 äquivalent. In 18 ist hinsichtlich der ”Plattendickenvariation” die Eintrittsseiten-Plattendickenvariation (die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH) mit einer durchgezogenen Linie angegeben, während die Austrittsseiten-Plattendickenvariation (die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh) mit einer gestrichelten Linie angegeben ist. Gleichermaßen ist hinsichtlich der ”Zugspannungsvariation” eine Variation der Zugspannung auf der Eintrittsseite mit einer durchgezogenen Linie angegeben, während eine Variation der Zugspannung auf der Austrittsseite mit einer gestrichelten Linie angegeben ist. Hinsichtlich der ”Lastvariation” ist eine Variation der Walzlast mit einer durchgezogenen Linie angegeben, während eine Variation des Verformungswiderstands mit einer gestrichelten Linie angegeben ist. Unterdessen ist die Phase der Eintrittsseiten-Plattendicke mit einer vertikalen durchgezogenen Linie angegeben, ist die Phase der Austrittsseiten-Plattendicke mit einer vertikalen gestrichelten Linie angegeben und ist die Phase der Walzlast mit einer vertikalen strichpunktierten Linie angegeben. Die gleichen Definitionen für die durchgezogene Linie, die gestrichelte Linie und die strichpunktierte Linie gelten ebenso für die 19 bis 22.
In 18 ist der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke als ein Intervall zwischen der vertikalen durchgezogenen Linie und der vertikalen gestrichelten Linie angegeben, wobei er als eine voreilende Phase beobachtet wird. Unterdessen ist der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast als ein Intervall zwischen der vertikalen durchgezogenen Linie und der vertikalen strichpunktierten Linie angegeben, wobei er als eine nacheilende Phase beobachtet wird. Überdies ist die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh in diesem Beispiel groß. In diesem Fall wird deshalb der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung zuerst zur Seite einer voreilenden Phase, d. h., in der zunehmenden Richtung geändert. Folglich stellt sich ein Simulationsergebnis heraus, wie es in 19 gezeigt ist.
19 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung unter den gleichen Simulationsbedingungen wie jenen in 18 in der zunehmenden Richtung geändert wird. Es ist aus 19 offensichtlich, dass sowohl der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke, der als das Intervall zwischen der durchgezogenen Linie und der gestrichelten Linie angegeben ist, als auch der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast, der als das Intervall zwischen der durchgezogenen Linie und der strichpunktierten Linie angegeben ist, kleiner als jene in dem Beispiel in 18 werden. Weiterhin wird außerdem die Amplitude der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh etwas kleiner.
Dieses Ergebnis gibt an, dass der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung geeignet ist, dass aber die Steuerverstärkung G_FF knapp wird. Wenn der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung vergrößert wird, stellt sich entsprechend ein Simulationsergebnis heraus, wie es in 20 gezeigt ist.
20 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn die Steuerverstärkung G_FF für die Vorsteuerung unter den gleichen Simulationsbedingungen wie jenen in 19 vergrößert wird. Es ist aus 20 offensichtlich, dass die Austrittsseiten-Plattendickenvariation Δh signifikant kleiner als die in dem Beispiel in 19 wird. Der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke wird jedoch als eine nacheilende Phase bestimmt. Wenn der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung zur Seite einer nacheilenden Phase geändert wird, stellt sich entsprechend ein Simulationsergebnis heraus, wie es in 21 gezeigt ist.
21 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung unter den gleichen Simulationsbedingungen wie jenen in 20 in der abnehmenden Richtung geändert wird. In dem in 21 gezeigten Simulationsergebnis ist die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh fast null. Entsprechend hat es den Anschein, dass die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh fast eliminiert ist.
Es wird angegeben, dass der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast in dem Beispiel in 21 eine etwas nacheilende Phase zeigt. Durch das Festlegen des Wertes der nacheilenden Phase als der Wert PZ, der auf die Zugehörigkeitsfunktion 107 anwendbar ist, ist es außerdem möglich, den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung entsprechend weiter einzustellen, während der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast verwendet wird.
22 enthält graphische Darstellungen, die ein Beispiel eines Simulationsergebnisses zeigen, das erhalten wird, wenn der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe für die Vorsteuerung zu der Seite verschoben wird, die zu der im Beispiel in 18 entgegengesetzt ist. In 22 erscheint der Phasenunterschied ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke als eine voreilende Phase. In dieser Simulation stellt sich deshalb heraus, dass, wenn sich der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast auf der positiven Seite befindet, die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh durch das Einstellen des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe zur abnehmenden Seite verringert werden kann.
Wie oben beschrieben worden ist, ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, die Wirkung der Vorsteuerung durch das Modifizieren des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe und der Steuerverstärkung G_FF der Vorsteuerung zu verbessern, während die Walzergebnisdaten während der Walzoperation wiedergewonnen werden. Überdies werden in dieser Ausführungsform der Phasenunterschied ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast und die Steuerverstärkung G_FF grundsätzlich auf der Grundlage des Ergebnisses des Unterwerfens der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh der FFT-Verarbeitung erhalten. Selbst wenn viele Frequenzkomponenten in der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh enthalten sind, wird es aus diesem Grund gefördert, die Frequenz der Plattendickenvariation, die der Ungleichmäßigkeit der Härte zugeschrieben wird, aus den Frequenzkomponenten zu identifizieren und den Phasenunterschied δ zwischen der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh zu erhalten, der als das Steuerziel zu definieren ist. Weil der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung G_FF, die oben erwähnt worden sind, geeigneter erhalten werden, kann als eine Folge die Wirkung der Vorsteuerung signifikant verbessert werden. Mit anderen Worten, diese Ausführungsform ermöglicht die Einstellung der Zeitsteuerung der Steuerausgabe für die Vorsteuerung effizient und in einem kurzen Zeitraum unter Verwendung der Frequenzeigenschaften der Variationen der Zustandsgröße vor der Steuerung und der Zustandsgröße nach der Steuerung.
«5. Modifizierte Beispiele der Ausführungsform»
<Das modifizierte Beispiel 1>
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung G_FF für die Vorsteuerung unter Verwendung des Phasenunterschieds ΔT_ED der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke und des Phasenunterschieds ΔT_EP der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast eingestellt. Das Verfahren zum Einstellen des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe und der Steuerverstärkung G_FF für die Vorsteuerung ist jedoch nicht auf dieses Verfahren eingeschränkt.
Wie in 17 gezeigt ist, berechnen die Messvorrichtung 2048 des Verhaltens von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Walzlast und die Messvorrichtung 2047 des Verhaltens von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Austrittsseiten-Plattendicke das Verhalten GP(f) der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Walzlast und das Verhalten Gh(f) von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Austrittsseiten-Plattendicke. Es ist deshalb möglich, die Dämpfungsverhältnisse |GP(fc)| und |Gh(fc)| bei der Einstellungszielfrequenz fc zu erhalten. Entsprechend werden die auf die Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung 108 anwendbaren Steuerregeln unter Verwendung der Daten dieser Dämpfungsverhältnisse vergrößert. Die Steuerregel WENN (SHB und TEDP), dann TFFM, wird z. B. in einer derartigen Weise geändert, um GFFP zum gleichen Zeitpunkt, zu dem das Verhältnis |Gh(fc)| groß ist (wenn die Dämpfung klein ist) auszuführen.
Es ist folglich möglich, den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung G_FF für die Vorsteuerung einzustellen. In diesem Fall werden außerdem Wirkungen, wie z. B. die Verringerung der Reaktionszeit, die für die Einstellung notwendig ist, erwartet.
<Das modifizierte Beispiel 2>
Das modifizierte Beispiel nimmt eine Ausführungsform an, die ferner eine Datenbank enthält, die die Ergebniswerte des Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags ΔT_FF der Steuerausgabe und der Steuerverstärkung G_FF für die Vorsteuerung speichert, bei denen die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh, die der vorgeschriebenen Herstellungsqualität entspricht, bei einem tatsächlichen Walzprozess erhalten worden ist. Der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung G_FF werden in dieser Datenbank gespeichert, während sie den Walzbedingungen einschließlich des Stahltyps des Walzobjektmaterials 3, der Walzgeschwindigkeit, der Zielplattendicke und dergleichen zugeordnet werden, wenn die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung h, die der vorgeschriebenen Herstellungsqualität entspricht, in dem Walzprozess erhalten wurde.
In diesem Fall wird die Datenbank beim Beginn des Walzens durchsucht. Wenn die Datenbank die unter ähnlichen Walzbedingungen erhaltenen Daten speichert, dann können der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag ΔT_FF der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung G_FF, die unter ähnlichen Bedingungen erhalten worden sind, wiedergewonnen und verwendet werden. Entsprechend ist es in diesem modifizierten Beispiel möglich, weitere Modifikationen unter Verwendung der Steuerparameter für die Vorsteuerung auszuführen, die sich aus dem früheren Walzprozess ergeben. Als eine Folge ist es möglich, die Steuerwirkung der Vorsteuerung weiter zu verbessern.
<Das modifizierte Beispiel 3>
Das Grundkonzept, um die Steuerverstärkung und die Phase der Vorsteuerung in der oben beschriebenen Ausführungsform einzustellen, ist außerdem auf die Plattendickensteuerung anwendbar, die die Walzenexzentrizität in einem Einzelgerüst-Walzwerk und dergleichen einbezieht. In diesem Fall wird basierend auf der mit einer Eintrittsseiten-Plattendickenlehre des Einzelgerüst-Walzwerks detektierten Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ihre Austrittsseiten-Plattendickenabweichung gesteuert, während z. B. ein Walzspalt (ein Intervall zwischen den vertikalen Arbeitswalzen) als ein Betriebsziel definiert wird. Dieser Typ der Walzsteuerung wird oft als ein Dickenmessertyp bezeichnet, wobei eine grundlegende Formel seines Walzphänomens in der Formel (12) im Folgenden ausgedrückt ist:
[Formel 12]

Δh = ΔP / M + ΔS (12), wobei

Δh

eine Austrittsseiten-Plattendickenabweichung ist,

ΔP

eine Walzlastabweichung ist,

ΔS

eine Walzspaltabweichung ist und

M

eine Walzwerkkonstante ist.

Wenn nur eine Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh für die Walzlastabweichung ΔP berücksichtigt werden, dann kann hier die Walzlastabweichung ΔP durch die Formel (13) im Folgenden ausgedrückt werden: ΔP = ∂P / ∂HΔH + ∂P / ∂hΔh (13), wobei ΔH die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ist.
Unter Berücksichtigung der Formel (12) stellt sich heraus, dass eine durch die Formel (14) im Folgenden ausgedrückte Beziehung zwischen der Walzspaltabweichung ΔS und der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH gilt, um die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh = 0 in der Formel (13) zu erfüllen: ΔS = – 1 / M∂P / ∂HΔH (14)
Die Formel (14) bedeutet, dass die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh auf null reduziert werden kann, indem die Walzspaltabweichung ΔS der Proportional-Vorsteuerung basierend auf der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH unterworfen wird. Spezifisch kann die Walzspaltabweichung ΔS durch das Multiplizieren der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH mit einer in der Formel (15) im Folgenden ausgedrückten Steuerverstärkung erhalten werden:
[Formel 15]

– 1 / M∂P / ∂H (15).

Wenn weiterhin die Ungleichmäßigkeit der Härte des Walzobjektmaterials 3, nämlich eine Variation Δk Verformungswiderstands, außerdem für die Walzlastabweichung ΔP berücksichtigt wird, dann kann die Walzlastabweichung ΔP durch die Formel (16) im Folgenden ausgedrückt werden:
[Formel 16]

ΔP = ∂P / ∂HΔH + ∂P / ∂hΔh + ∂P / ∂kΔk (16), wobei Δk die Variation des Verformungswiderstands ist.

Unter Berücksichtigung der Formel (12) stellt sich heraus, dass eine durch die Formel (17) im Folgenden ausgedrückte Beziehung zwischen der Walzspaltabweichung ΔS und sowohl der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH als auch der Variation Δk des Verformungswiderstands gilt, um die Austrittsseiten-Plattendickenabweichung Δh = 0 in der Formel (16) zu erfüllen:
[Formel 17]

ΔS = – 1 / M( ∂P / ∂HΔH + ∂P / ∂kΔk) (17).

Wenn die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH und die Variation Δk des Verformungswiderstands die gleiche Frequenzkomponente aufweisen, dann kann hier die Formel (17) als die Formel (18) im Folgenden ausgedrückt werden:
[Formel 18]

ΔS = – 1 / M ∂P / ∂HΔHsin(ωt) – 1 / M ∂P / ∂kΔksin(ωt + ϕ) (18).

Weiterhin kann die Formel (18) in die Formel (19) im Folgenden umgeformt werden:
[Formel 19]
ΔS = – 1 / M ∂P / ∂HΔH·Xsin(ωt + δ) (19).
Wenn die Werte G und Δ durch die Formel (20) im Folgenden erhalten werden, sind die in der Formel (19) enthaltenen Werte X und δ durch die vorher erwähnten Formeln (2-1) und (2-2) gegeben.
Die Formel (19) deutet darauf hin, dass die Vorsteuerung der Walzspaltabweichung ΔS die Einstellung der Steuerverstärkung G, so dass sie mit der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH multipliziert wird, und der Phasenverschiebung der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung ΔH erfordert. Entsprechend kann die Einstellung unter Verwendung der gleichen Konfigurationen wie der, die in der Ausführungsform beschrieben worden ist, ausgeführt werden.
«6. Ergänzungen»
23 ist eine graphische Darstellung, die eine Hardware-Konfiguration einer Informationsverarbeitungsvorrichtung 500 zeigt, die die Walzsteuervorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. Die Walzsteuervorrichtung 2, die mit der Plattendicken-Steuervorrichtung 64, der Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung 101 und dergleichen versehen ist und sowohl in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als auch in ihren modifizierten Beispielen verwendet wird, ist durch eine Kombination aus Software und Hardware verwirklicht. Eine derartige Informationsverarbeitungsvorrichtung 500 weist eine zu einem allgemeinen Personalcomputer (PC), einem Arbeitsplatzrechner und dergleichen ähnliche Konfiguration auf.
Spezifisch sind in der Informationsverarbeitungsvorrichtung 500 eine sogenannte CPU (Zentraleinheit) 501, ein RAM (ein Schreib-Lese-Speicher) 502, ein ROM (ein Festwertspeicher) 503, ein HDD (ein Festplattenlaufwerk) 504, I/F (Schnittstellenschaltungen) 505 und dergleichen durch einen Bus 508 miteinander verbunden. Unterdessen sind eine Anzeigeeinheit 506, die aus einer LCD (Flüssigkristallanzeige) und dergleichen ausgebildet ist, und eine Bedienungseinheit 507, die aus einer Tastatur und dergleichen ausgebildet ist, mit den I/F 505 verbunden.
Die CPU 501 dient als ein Mittel zum Ausführen von Programmen und außerdem als ein Betriebsmittel zum Ausführen verschiedener Operationen. Der RAM 502 ist ein flüchtiges Speichermedium, das Informationen mit hoher Geschwindigkeit lesen und schreiben kann, in dem Programme, die durch die CPU 501 auszuführen sind, und verschiedene Informationen, die für die Ausführung der Programme notwendig sind, gespeichert sind. Der ROM 503 ist ein nichtflüchtiges Speichermedium, das nur zum Auslesen dediziert ist, in dem Programme, wie z. B. die Firmware, gespeichert sind.
Das HDD ist ein nicht flüchtiges Magnetspeichermedium, das Informationen lesen und schreiben kann, in dem ein OS (Betriebssystem), die Steuerprogramme, die für die Plattendickensteuerung notwendig sind, Steuerinformationen, allgemeine Anwendungsprogramme und dergleichen gespeichert sind. Die I/F 505 verbindet die Instrumente, die die Anzeigeeinheit 506 und die Bedienungseinheit 507 bilden, mit dem Bus 508 und steuert den Informationsaustausch zwischen den Instrumenten. Überdies wird die I/F 505 außerdem als eine Schnittstelle verwendet, um Informationen sowohl zwischen verschiedenen Messlehren (wie z. B. der Plattendickenlehre 41 und dem Tensiometer 51), die in dem Walzwerk 1 vorgesehen sind, als auch verschiedenen vorgesehenen Instrumentensteuervorrichtungen (wie z. B. der Walzspalt-Steuervorrichtung 31) auszutauschen.
In der Informationsverarbeitungsvorrichtung 500, die konfiguriert ist, wie oben beschrieben worden ist, werden die Funktionen der Walzsteuervorrichtung 2 verwirklicht, indem die CPU 501 veranlasst wird, die Programme auszuführen, die aus den Speichermedien, wie z. B. dem ROM 503 und dem HDD 504, ausgelesen und in dem RAM 502 entwickelt werden. Hier können in diesem Fall die Funktionen der Walzsteuervorrichtung 2 durch eine einzelne Informationsverarbeitungsvorrichtung 500 oder durch mehrere Informationsverarbeitungsvorrichtungen 500 verwirklicht sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform und die modifizierten Beispiele, die oben beschrieben worden sind, eingeschränkt. Die vorliegende Erfindung deckt ferner verschiedene modifizierte Beispiele ab. Die Ausführungsform und die modifizierten Beispiele, die oben erwähnt worden sind, sind z. B. ausführlich beschrieben, um die vorliegende Erfindung in einer umfassenden Weise zu erklären, wobei sie die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Konfigurationen einschränken, die alle hier beschriebenen Komponenten enthalten. Unterdessen kann ein Teil der Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform oder eines bestimmten modifizierten Beispiels der Ausführungsform und der modifizierten Beispiele durch die Konfiguration einer weiteren Ausführungsform oder eines weiteren modifizierten Beispiels der Ausführungsform und der modifizierten Beispiele ersetzt sein. Weiterhin ist es außerdem möglich, die Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform oder eines bestimmten modifizierten Beispiels der Ausführungsform und der modifizierten Beispiele zu der Konfiguration einer weiteren Ausführungsform oder eines weiteren modifizierten Beispiels der Ausführungsform und der modifizierten Beispiele hinzuzufügen. Weiterhin ist es außerdem möglich, einen Teil der Konfiguration sowohl der Ausführungsform als auch jedes der modifizierten Beispiele der Ergänzung, der Löschung und dem Austausch der Konfiguration zu unterwerfen, die in einer weiteren Ausführungsform oder einem weiteren modifizierten Beispiel der Ausführungsform und der modifizierten Beispiele enthalten sind.
Bezugszeichenliste

1: Walzwerk
2: Walzsteuervorrichtung
3: Walzobjektmaterial
11, 12, 13, 14: Gerüst-Walzwerk
15: Austrittsseiten-Spannwalze
21, 22, 23, 24, 25: Motorgeschwindigkeits-Steuervorrichtung
31, 32, 33, 34: Walzspalt-Steuervorrichtung
41, 42, 43, 44: Plattendickenlehre
51, 52, 53, 54: Tensiometer
61, 62, 63, 64: Plattendicken-Steuervorrichtung
71, 72, 73, 74: Zugspannungs-Steuervorrichtung
101: Vorsteuerungs-Einstellvorrichtung
102: Steuerverstärkungs- und Zeitsteuerungsverschiebungsbetrag-Einstellvorrichtung
105, 106, 107: Zugehörigkeitsfunktion
108: Fuzzy-Schlussfolgerungsvorrichtung (Vorsteuerungsparameter-Einstelmittel)
109: Parameteränderungsvorrichtung (Vorsteuerungsparameter-Einstellmittel)
201: Frequenzgang-Messvorrichtung (Frequenzgang-Messmittel)
202: Plattendickenstörungs-Messvorrichtung (erste Frequenzgang-Messmittel)
203: Plattendickenstörungs-Schätzvorrichtung (zweite Frequenzgang-Messmittel)
204: Frequenzgang-Schätzvorrichtung (dritte Frequenzgang-Messmittel)
2021: Tabelle der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung
2022: Tabelle der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung
2023: Eintrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung
2024: Austrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung
2041: Tabelle der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung
2042: Tabelle der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung
2043: Walzlast-Abweichungstabelle
2044: Eintrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung
2045: Austrittsseiten-Plattendickenabweichungs-FFT-Vorrichtung
2046: Walzlastabweichungs-FFT-Vorrichtung
2047: Messvorrichtung des Verhaltens von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Austrittsseiten-Plattendicke
2048: Messvorrichtung des Verhaltens von der Eintrittsseiten-Plattendicke zur Walzlast
500: Informationsverarbeitungsvorrichtung (Computer)
501: CPU
502: RAM
503: ROM
504: HDD
505: I/F
506: Anzeigeeinheit
507: Bedienungseinheit
508: Bus
δ: Phasenunterschied
Δ: Phasenverschiebungsbetrag
Δf: Frequenzauflösung
Δf: Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung
1/Δf: Abtastperiode
ΔH: Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung
ΔH_TRZ: Eintrittsseiten-Plattendickena bweichung
Δh: Austrittsseiten-Plattendickenabweichung
Δh_pp: PP-Wert der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung
ΔT₃₄: Zugspannungsabweichung
ΔT_FF: Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag der Steuerausgabe
ΔT_ED: Phasenunterschied der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Austrittsseiten-Plattendicke
ΔT_EP: Phasenunterschied der Eintrittsseiten-Plattendicke und der Walzlast
G, G_BF, G_FF: Steuerverstärkung
T_34FB: Zugspannungs-Ergebniswert
T_34ref: Zugspannungs-Anweisungswert
T_FF: Übertragungszeitraum
f_s: Abtastfrequenz
f_r: Maximalfrequenz (= f_s/2)
fc_i: Störungsfrequenz
fc: Einstellungszielfrequenz
L_n: Rauschpegel
P_TRK: Walzlast
Hc(f): Frequenzkomponente der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung
hc(f): Frequenzkomponente der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung
Pc(f): Walzlast-Frequenzkomponente
Hg(m): Amplitude der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung
Hp(m): Phase der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung
hg(m): Amplitude der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung
hp(m): Phase der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung

Claims

Anlagensteuervorrichtung, die konfiguriert ist, basierend auf einer Zustandsgröße vor der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße vor der Steuerung zum Zeitpunkt des Unterwerfens eines Bearbeitungsobjekts einer Bearbeitungsbehandlung ist, eine Vorsteuerung einer Zustandsgröße nach der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße nach der Steuerung ist, auszuführen, wobei die Anlagensteuervorrichtung umfasst: Frequenzgang-Messmittel (201) zum Erfassen eines Phasenunterschieds und einer Dämpfung der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Zustandsgröße vor der Steuerung basierend auf einem Ergebnis des Ausführens einer schnellen Fourier-Transformation an den Zeitreihendaten der Zustandsgröße vor der Steuerung und den Zeitreihendaten der Zustandsgröße nach der Steuerung; und Vorsteuerungsparameter-Einstellmittel (108, 109) zum Bestimmen eines Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags (ΔT_FF) der Steuerausgabe basierend auf dem erfassten Phasenunterschied und der erfassten Dämpfung, wobei der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag (ΔT_FF) der Steuerausgabe eine Verzögerungszeit repräsentiert, um die Zustandsgröße vor der Steuerung in der Vorsteuerung widerzuspiegeln.
Anlagensteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorsteuerungsparameter-Einstellmittel (108, 109) eine Steuerverstärkung (G_FF) für die Vorsteuerung basierend auf dem Phasenunterschied und der Dämpfung, die durch die Frequenzgang-Messmittel (201) erfasst werden, bestimmt.
Anlagensteuervorrichtung nach Anspruch 2, die ferner umfasst: eine Datenbank, die Daten speichert, wobei den Daten einer Bearbeitungsbedingung bei der Bearbeitungsbehandlung an dem Bearbeitungsobjekt, wenn die Zustandsgröße nach der Steuerung in einen vorgegebenen Bereich fällt, der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag (ΔT_FF) der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung (G_FF) für die Vorsteuerung, die in der Vorsteuerung bei der Bearbeitungsbehandlung verwendet werden, zugeordnet werden, wobei die Vorsteuerungsparameter-Einstellmittel (108, 109) die Datenbank durchsuchen, wenn die Bearbeitungsbehandlung begonnen wird, und, wenn die Daten, die die gleiche Bearbeitungsbedingung wie die Bearbeitungsbedingung der Bearbeitungsbehandlung enthalten, gespeichert sind, den Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag (ΔT_FF) der Steuerausgabe und die Steuerverstärkung (G_FF) für die Vorsteuerung basierend auf den in der Datenbank gespeicherten Daten bestimmt.
Anlagensteuervorrichtung, die konfiguriert ist, basierend auf einer Zustandsgröße vor der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße vor der Steuerung zum Zeitpunkt des Unterwerfens eines Bearbeitungsobjekts einer Bearbeitungsbehandlung ist, eine Vorsteuerung einer Zustandsgröße nach der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße nach der Steuerung ist, auszuführen, wobei die Anlagensteuervorrichtung umfasst: erste Frequenzgang-Messmittel (202) zum Ausführen einer Fourier-Transformation an den Zeitreihendaten der Zustandsgröße vor der Steuerung und den Zeitreihendaten der Zustandsgröße nach der Steuerung und Berechnen der Frequenzkomponenten in den jeweiligen Größen; zweite Frequenzgang-Messmittel (203) zum Bestimmen einer Frequenz, bei der eine Dämpfung der Frequenzkomponente der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Frequenzkomponente der Zustandsgröße vor der Steuerung die kleinste wird, als eine Einstellungszielfrequenz; dritte Frequenzgang-Messmittel (204) zum Berechnen eines Phasenunterschieds und einer Dämpfung bei der vorgegebenen Einstellungszielfrequenz der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Zustandsgröße vor der Steuerung basierend auf einem Ergebnis des Ausführens der Fourier-Transformation an den Zeitreihendaten der Zustandsgröße vor der Steuerung und den Zeitreihendaten der Zustandsgröße nach der Steuerung; und Vorsteuerungsparameter-Einstellmittel (108, 109) zum Bestimmen eines Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags (ΔT_FF) der Steuerausgabe und einer Steuerverstärkung (G_FF) für die Vorsteuerung basierend auf dem berechneten Phasenunterschied und/oder der berechneten Dämpfung, wobei der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag (ΔT_FF) der Steuerausgabe eine Verzögerungszeit repräsentiert, um einen Variationsbetrag der Zustandsgröße vor der Steuerung in der Vorsteuerung widerzuspiegeln.
Anlagensteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die zweiten Frequenzgang-Messmittel (203) Störfrequenzen basierend auf den durch die ersten Frequenzgang-Messmittel (202) berechneten Frequenzkomponenten der Zustandsgröße nach der Steuerung erhalten, wobei jede Störfrequenz eine Frequenz einer Störung ist, die in der Zustandsgröße nach der Steuerung enthalten ist, unter den Störfrequenzen eine Störfrequenz, bei der die Dämpfung der Frequenzkomponente der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Frequenzkomponente der Zustandsgröße vor der Steuerung die kleinste wird, als die Einstellungszielfrequenz bestimmen und einen Wert, der größer als ein halb des kleinsten Werts unter den Differenzwerten zwischen der Einstellungszielfrequenz und den Störfrequenzen außer der Einstellungszielfrequenz ist, als die Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung erfassen und die dritten Frequenzgang-Messmittel (204) eine schnelle Fourier-Transformation an jeweiligen Mengen der Zeitreihendaten der Zustandsgröße vor der Steuerung und der Zeitreihendaten der Zustandsgröße nach der Steuerung ausführen, wobei jede Menge der Zeitreihendaten in Übereinstimmung mit einer Abtastperiode und einer Datenmenge erfasst wird, die durch die Störungsunterscheidungs-Frequenzauflösung bestimmt sind und für die schnelle Fourier-Transformation geeignet sind, und den Phasenunterschied und die Dämpfung bei der Einstellungszielfrequenz der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Zustandsgröße vor der Steuerung basierend auf den Ergebnissen der schnellen Fourier-Transformation an den jeweiligen Mengen der Zeitreihendaten berechnen.
Anlagensteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die durch die ersten Frequenzgang-Messmittel (202) an den jeweiligen Mengen der Zeitreihendaten der Zustandsgröße vor der Steuerung und der Zustandsgröße nach der Steuerung ausgeführte Fourier-Transformation eine schnelle Fourier-Transformation ist.
Walzsteuervorrichtung, die konfiguriert ist, basierend auf einer Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung (ΔH, ΔH_TRK), die eine Steuerzustandsgröße vor der Steuerung zum Zeitpunkt des Walzens eines Walzobjektmaterials ist, eine Vorsteuerung einer Austrittsseiten-Plattendickenabweichung (Δh), die eine Steuerzustandsgröße nach der Steuerung ist, auszuführen, wobei die Walzsteuervorrichtung umfasst: Frequenzgang-Messmittel (201) zum Erfassen eines Phasenunterschieds und einer Dämpfung der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung (Δh) bezüglich der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung (ΔH, ΔH_TRK) basierend auf einem Ergebnis des Ausführens einer schnellen Fourier-Transformation an den Zeitreihendaten der Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung (ΔH, ΔH_TRK) und den Zeitreihendaten der Austrittsseiten-Plattendickenabweichung (Δh); und Vorsteuerungsparameter-Einstellmittel (108, 109) zum Bestimmen eines Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags der Steuerausgabe basierend auf dem erfassten Phasenunterschied und der erfassten Dämpfung, wobei der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag (ΔT_FF) der Steuerausgabe die Verzögerungszeit repräsentiert, um die Eintrittsseiten-Plattendickenabweichung (ΔH, ΔH_TRK) in der Vorsteuerung widerzuspiegeln.
Verfahren zum Steuern einer Anlage, das durch eine Anlagensteuervorrichtung auszuführen ist, die konfiguriert ist, basierend auf einer Zustandsgröße vor der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße vor der Steuerung zum Zeitpunkt des Unterwerfens eines Bearbeitungsobjekts einer Bearbeitungsbehandlung ist, eine Vorsteuerung einer Zustandsgröße nach der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße nach der Steuerung ist, auszuführen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Berechnen eines Phasenunterschieds und einer Dämpfung der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Zustandsgröße vor der Steuerung basierend auf einem Ergebnis des Ausführens einer schnellen Fourier-Transformation an den Zeitreihendaten der Zustandsgröße vor der Steuerung und den Zeitreihendaten der Zustandsgröße nach der Steuerung; und Berechnen eines Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags (ΔT_FF) der Steuerausgabe basierend auf dem erfassten Phasenunterschied und der erfassten Dämpfung, wobei der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag (ΔT_FF) der Steuerausgabe eine Verzögerungszeit repräsentiert, um die Zustandsgröße vor der Steuerung in der Vorsteuerung widerzuspiegeln.
Programm zum Steuern einer Anlage, das in einem Computer (500) implementiert ist, der eine Anlagensteuervorrichtung bildet, die konfiguriert ist, basierend auf einer Zustandsgröße vor der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße vor der Steuerung zum Zeitpunkt des Unterwerfens eines Bearbeitungsobjekts einer Bearbeitungsbehandlung ist, eine Vorsteuerung einer Zustandsgröße nach der Steuerung, die eine Steuerzustandsgröße nach der Steuerung ist, auszuführen, wobei das Programm den Computer (500) veranlasst, die folgenden Schritte auszuführen: Berechnen eines Phasenunterschieds und einer Dämpfung der Zustandsgröße nach der Steuerung bezüglich der Zustandsgröße vor der Steuerung basierend auf einem Ergebnis des Ausführens einer schnellen Fourier-Transformation an den Zeitreihendaten der Zustandsgröße vor der Steuerung und den Zeitreihendaten der Zustandsgröße nach der Steuerung; und Berechnen eines Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrags (ΔT_FF) der Steuerausgabe basierend auf dem erfassten Phasenunterschied und der erfassten Dämpfung, wobei der Zeitsteuerungs-Verschiebungsbetrag (ΔT_FF) der Steuerausgabe eine Verzögerungszeit repräsentiert, um die Zustandsgröße vor der Steuerung in der Vorsteuerung widerzuspiegeln.