DE4008510A1

DE4008510A1 - Regeleinheit mit optimal-entscheidungsmitteln

Info

Publication number: DE4008510A1
Application number: DE4008510A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Hattori; Shigeru Ueki; Yutaka Saito; Tetsuo Manchu; Yasunori Katayama; Yasuo Morooka; Hiroshi Matsumoto; Masaaki Nakajima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1990-09-20
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: US5331565A; DE4008510C2; US5303385A; SE9000818L; SE9000818D0

Description

In einer Regeleinrichtung für die Regelung eines mit mehreren Aktoren arbeitenden geregelten Systems bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Regeleinrichtung und eine Optimalentscheidungseinheit, welche optimal gesteuerte Variable einzelner Aktoren mittels künstlicher Beurteilung der Betriebsweise des oben angegebenen geregelten Systems und einer Anzahl von Aktoren definiert.

In bekannten Regeleinrichtungen wird die Regelung durch Verwendung einer Vielzahl von Ausgangssignalen bewirkt, die den Betriebszustand des geregelten Systems darstellen. Bei einer derartigen Anordnung beobachtet man, daß individuelle Ausgänge die Regelung bewirken, so daß die Regelung lokal wird und die Optimierung des Gesamtsystems nicht erreicht wird, was zu Nachteilen führt.

In den letzten Jahren ist die Forderung entstanden, eine Gesamtoptimierung durch die Verwendung eine Vielzahl von Signalen zu erhalten. Am Beispiel einer Walzanlage als geregeltes System, die derart kompliziert ist, daß eine einzelne Regeleinrichtung nicht zur Regelung in der Lage ist, wird nachfolgend die Arbeitsweise einer herkömmlichen Regeleinrichtung und eines herkömmlichen Regelverfahrens beschrieben.

Vom Gesichtspunkt der Qualitätsverbesserung und der Leistungsfähigkeit von Produkten wird eine Erhöhung der Formgenauigkeit von Walzanlagen, in denen walzfähige Materialien gewalzt werden, lebhaft gefordert. In einer mehrstufigen Walzanlage wird die Form des Walzgutes mittels drei Reglern geregelt. Das sind eine Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung, eine Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung und eine Zwischenwalzen-Verschiebeeinrichtung. Selbst wenn das Walzgut aus hartem Werkstoff wie beispielsweise aus rostfreiem Stahl besteht, kann ein Produkt mit einer zu einem gewissen Grad ausreichenden Form mittels der oben beschriebenen Formregelung, wie sie in "Hitachi Review", Band 70, Nr. 6 (Juni 1988) beschrieben ist, erzielt werden. Bei den oben beschriebenen drei Arten der Formregelung kann jedoch ein lokaler Formfehler (Kontaktfehler) wie beispielsweise eine im Walzgut durch Verformung der Arbeitswalzen hervorgerufene örtliche Verlängerung nicht korrigiert werden. Die Verformung der Walzen wird durch Reibungswärme und plastische Verformungswärme verursacht und normalerweise als "thermal crown" bezeichnet. Zur Korrektur von lokalen Formfehlern wird eine Formregelung unter Verwendung einer Kühlungsregelung in Betracht gezogen, bei der Kühlmittel zwischen die Arbeitswalzen gespritzt wird. Die Formregelung mittels einer Kühlungsregelung wird bereits in der Praxis eingesetzt.

Jedoch variieren die physikalischen Kenndaten beim Walzen aufgrund einer Vielzahl von Faktoren stark. Selbst wenn die Regelung durch die Erzeugung eines Regelmodells in der Umgebung eines bestimmten Arbeitspunktes bewirkt wird, weicht dieses Modell in vielen Fällen vom tatsächlichen Arbeitspunkt der Walzanlage ab. Dies hat zur Folge daß die Rückkopplungsregelung, die im Fall eines genauen Modells gute Resultate liefert, nicht ihre volle Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen kann, und geübtes Bedienungspersonal nicht übertreffen kann, welches die Walzenlage mittels Intuition und Erfahrung bedient.

Im oben beschriebenen Stand der Technik wird nicht auf die bestmögliche Nutzung der Erfahrung von geübtem Bedienungspersonal geachtet, so daß die Reglerleistungen zu wünschen übrig lassen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung mit einer Optimalentscheidungseinheit anzugeben, die die Erfahrung (Kno-how) von geübtem Bedienungspersonal enthält und sehr gut erweiterbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Regeleinrichtung für die Ansteuerung einer Anzahl von Stellgliedern, die bei der Regelung eines geregelten Systems wirksam sind, erfindungsgemäß gelöst durch Feststellung eines charakteristischen Wertes, der der Charakteristik des zu regelnden Systems entspricht, und der Ableitung von optimierten Stellgrößen der Anzahl der Stellglieder auf der Grundlage des festgestellten charakteristischen Wertes. Die optimierten Stellgrößen werden durch die Festlegung einer Anzahl von Vergleichsmustern, die verschiedene Merkmale des charakteristischen Wertes auf der Grundlage einer vorhergesagten Größe des charakteristischen Wertes darstellen, ermittelt, unter Bestimmung eines Grades an Sicherheit, mit dem der von den Registriermitteln gemessene charakteristische Wert jedem der Vergleichsmuster angehört. Ferner werden Regeln auf der Basis der Erfahrung des Bedienungspersonals vorbestimmt, gemäß denen eine Stellgröße jeder dieser Stellglieder bestimmt wird, wenn der festgestellte charakteristische Wert jedem der Vergleichsmuster angehört, und eine Stellgröße eines jeden Stellgliedes wird abgeleitet auf der Grundlage des Grades an Gewißheit, daß der festgestellte charakteristische Wert jedem der Vergleichsmuster angehört, und der für jedes Stellglied für jedes Vergleichsmuster vorbestimmten Stellgrößen-Bestimmungsregel.

Geübtes Bedienungspersonal entnimmt dem Regelzustand ein charakteristisches Muster und vollzieht unklare, schwer nachvollziehbare ("fuzzy") Manipulationen. Auf gleiche Weise wird der Grad an Gewißheit (d. h. der Grad an Sicherheit oder der Grad an Ähnlichkeit) eines charakteristischen Musters erhalten durch Berechnungen zur Ermittlung der Summe von Produkten der Regelzustände und das erzielte Ergebnis einem nichtlinearen Schaltkreis beaufschlagt. Auf der Grundlage des Grades an Gewißheit des entsprechenden charakteristischen Musters wird die Stellgröße der Aktoren durch unklare (fuzzy) Folgerungen bestimmt. Dies hat zur Folge, daß die Regelanordnung wie geübtes Bedienungspersonal funktioniert, was sich in guten Regeleigenschaften auswirkt.

Weiterhin, wenn das Wissen geübten Bedienungspersonals wie geschehen als Regelwissen gespeichert wird, und die Regelung unter Verwendung dieses Wissens durchgeführt wird, so können Regeleigenschaften erreicht werden, die den oben beschriebenen ähnlich sind.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 zeigt ein Diagramm der Konfiguration einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm der Konfiguration einer Ausführungsform eines Walzanlagen-Regelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild der Konfiguration einer Mustererkennungseinheit;

Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild der Konfiguration einer Kommandoerzeugungseinheit;

Fig. 5 zeigt das Blockbild der Konfiguration einer Stellgrößenbestimmungseinheit;

Fig. 6 zeigt das Blockbild der Konfiguration einer Wissensbasis;

Fig. 7 zeigt das Flußdiagramm der Funktion der Stellgrößenbestimmungseinheit;

Fig. 8 zeigt das Flußdiagramm der Funktion einer Produktionseinheit;

Fig. 9 zeigt das Flußdiagramm der Funktion der Kommandowertberechnungseinheit;

Fig. 10 zeigt das Blockdiagramm der Konfiguration eines Eingangumschalters;

Fig. 11 zeigt das Blockdiagramm der Konfiguration einer Lerneinheit;

Fig. 12 zeigt ein Diagramm mit der Beziehung zwischen der Lerneinheit und einer Gewichtungsfunktion eines Knotens;

Fig. 13 zeigt das Flußdiagramm der Funktion einer Lernregeleinheit;

Fig. 14 zeigt das Blockschaltbild der Konfiguration einer Speichereinheit;

Fig. 15 zeigt das Blockschaltbild der Konfiguration einer Mustererkennungseinheit;

Fig. 16 zeigt das Blockschaltbild der Konfiguration einer Lerneinheit mit einem Simulator;

Fig. 17 zeigt das Blockschaltbild der Konfiguration einer Mustererkennungseinheit;

Fig. 18 zeigt ein Diagramm eines Beispiels für ein eingegebenes Muster;

Fig. 19 zeigt ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Ausgang der Mustererkennungseinheit und der Kommandoerzeugungseinheit;

Fig. 20 und 21 zeigen Diagramme der Verformung des Walzgutes über der Zeit;

Fig. 22 zeigt ein Diagramm mit beispielhaften Darstellungen einer Fertigungsregel und einer "fuzzy"-Regel;

Fig. 23 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Umwandlung des Grades an Ähnlichkeit in die Stellgröße;

Fig. 24 zeigt ein Diagramm, das die Verarbeitung einer eingegebenen Wellenform darstellt;

Fig. 25 zeigt das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 26 zeigt ein Diagramm einer Kühlsystemkonfiguration;

Fig. 27 zeigt ein Diagramm der Konfiguration einer Formpositionsabweichungs-Steuereinheit;

Fig. 28 zeigt ein Diagramm der Konfiguration einer Steuereinheit für den Formabweichungsabsolutwert- und der Zeitabweichungs-Steuereinheit;

Fig. 29 zeigt ein Diagramm der Konfiguration einer Klassifizierungsbaugruppe;

Fig. 30 zeigt das Blockschaltbild der Konfiguration einer Folgerungsbaugruppe;

Fig. 31 zeigt das Flußdiagramm der Funktion der Folgerungseinheit;

Fig. 32 zeigt ein das Auswerteverfahren erläuterndes Diagramm;

Fig. 33 zeigt das Diagramm eines Beispiels für eine Folgerung;

Fig. 34A, 34B und 34C zeigen Diagramme, die die Beziehungen der Stellgröße und des Stellsignales in Bezug auf ein eingegebenes Formmuster darstellen;

Fig. 35A und 35B zeigen Diagramme eines ausgegebenen Formmusters, das sich aus einer zu einem bestimmten eingegebenen Formmuster durchgeführten Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt, verglichen mit dem Stand der Technik.

Eine Ausführungsform der Regeleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

Ein geregeltes System 1 umfaßt eine Anzahl von Aktoren. Die Aktoren werden von einer Aktorsteuereinheit G 6 gesteuert, welche als Steuerungsausführungskommando für jeden Aktor erzeugt. Der Betriebszustand des oben beschriebenen geregelten Systems 1 und der Aktoren wird mittels einer Erfassungseinheit G 14 erfaßt, die eine Anzahl von im geregelten System und an den Aktoren angebrachten Detektoren umfaßt. Ausgangssignale einer Anzahl von Detektoren der Erfassungseinheit G 14 beaufschlagen eine Optimalentscheidungseinheit G 13. Die Optimalentscheidungseinheit 13 umfaßt einen Eingabeabschnitt zur Erkennung der oben beschriebenen Anzahl von eingegebenen Detektorausgangssignalen als Muster. Ferner umfaßt sie eine Speichereinheit zur Speicherung der eingegebenen Muster, eine Verarbeitungseinheit für den Vergleich der eingegebenen Muster mit einer Vielzahl von vorher gespeicherten Mustern und zur Ausgabe von Graden der Ähnlichkeit zu den vorher gespeicherten Mustern, und sie umfaßt eine Kommandoerzeugungseinheit 12 zur Bestimmung der Stellgröße jedes Aktors auf der Grundlage des oben beschriebenen Grades der Ähnlichkeit, zur Erzeugung eines Kommandosignals und zum Übermitteln des Kommandosignals an die Aktorsteuereinheit G 6. Eine weitere Funktion kann hinzugefügt werden, so daß das Bedienungspersonal durch die Speicherung von Mustern in der Musterspeichereinheit einen optimierten Ausgang in Bezug auf ein eingegebenes Muster auf der Basis seiner Erfahrung festlegen, den optimalen Ausgang einstellen und die oben beschriebene Optimalentscheidungseinheit aktivieren kann, so daß die Ausgabe der am besten eingestellten Stellgröße erkannt werden kann. Weiterhin ist die Optimalentscheidungseinheit G 13 derart konfiguriert, daß eine Lehreinheit G 16 zur vorherigen Änderung der oben beschriebenen Inhalte der Musterspeicher im Falle der Änderung des geregelten Systems oder der Aktoren hinzugefügt werden kann.

Auf der anderen Seite umfaßt das vorbekannte System keine Optimalentscheidungseinheit G 13. Im allgemeinen wird das Ausgangssignal der Erfassungseinheit G 14 an die Aktorsteuereinheit G 6 übertragen, um eine optimale Steuerung der einzelnen Aktoren des vorbekannten Systemes zu erreichen. In dem bekannten System wird daher keine Optimierung des Gesamtsystems erzielt. Durch die Hinzufügung der Optimalentscheidungseinheit G 13 zur Beurteilung des Optimums des Gesamtsystemes gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch das Optimum des Gesamtsystems beurteilt werden. Außerdem wird selbst im Fall, daß ein Aktor ausfällt, die Funktion des defekten Aktors wegen der Optimalentscheidungseinheit von einem anderen Aktor mit übernommen. Weiterhin kann ein Wechsel des Aktors und ein Wechsel des geregelten Systems flexibel wirkungsvoll gehandhabt werden.

Eine Regeleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, bei dem die Regeleinrichtung in einer Walzanlagenregelung angewandt wird.

Eine Ausführungsform der Walzanlagen-Regeleinrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.

Bei dem zu regelnden Walzträger 1 wird das Walzgut 3 zwischen ein Paar von sich gegenüberliegenden Arbeitswalzen 2 gebracht, und wird auf diese Weise mittels der zwischen den Arbeitswalzen 2 wirkenden Walzkraft dünngewalzt, wobei auf das Walzgut 3 Spannung zur Erzielung einer gewünschten Plattendicke aufgebracht wird. Zwischenwalzen 4 sind so angeordnet, daß die Arbeitswalzen 2 zwischen sie gebracht werden können. Stützwalzen 5 sind so angeordnet, daß die Zwischenwalzen 4 zwischen sie gebracht werden können. Die Walzkraft wird auf die oben beschriebenen Stützwalzen 5 über eine Druckkraft-Steuereinheit 6, beispielsweise mittels Öldruck aufgebracht. Dessen Walzkraft wird über Kontakt zwischen den Stützwalzen 5 und den Zwischenwalzen 4 auf die Zwischenwalzen 4 übertragen. Die auf die Zwischenwalzen 4 übertragene Walzkraft wird über Kontaktflächen zwischen den Zwischenwalzen 4 und den Arbeitswalzen 2 und Kontaktflächen zwischen den Arbeitswalzen 2 und dem Walzgut 3 auf das Walzgut 3 übertragen. Durch die Walzkraft wird eine plastische Verformung bewirkt, und es ergibt sich die gewünschte Plattendicke.

Nachdem die Walzenbreite der Walzen 2, 4, 5 größer sind als die Plattenbreite des Walzgutes 3, und Walzkraft aufgebracht wird, werden die Walzen verformt. Beispielsweise werden Abschnitte der Arbeitswalzen 2, welche sich außerhalb der Plattenbreite des Walzgutes 3 befinden, durch die Walzkraft verbogen.

Daher werden die Randbereiche des Walzgutes 3 dünner als der mittlere Bereich, woraus sich eine konvexe Querschnittsform ergibt.

Die Arbeitswalzen-Biegekraft F _w beaufschlagt die Achsen der Arbeitswalzen 2 in einer derartigen Richtung, daß der Spalt mittels einer Arbeitswalzenbiegeeinrichtung 7 aufgeweitet wird, um zu verhindern, daß die Randbereiche des Walzmaterials 3 dünner werden. Auf gleiche Weise wird eine Zwischenwalzen-Biegekraft F₁ auf die Achsen der Zwischenwalzen 4 mittels einer Zwischenwalzenbiegeeinrichtung 8 aufgebracht.

Weiterhin bewegt eine Zwischenwalzenschiebeeinrichtung 9 die Zwischenwalzen 4 in Plattenquerrichtung. Dadurch, daß auf beiden Seiten der Walzen 2, 4 und 5 und auf das Walzgut 3 Kräfte bezüglich der Mittelachse des Walzgutes in der Walzrichtung asymmetrisch durch die oben beschriebene Bewegung aufgebracht werden, wird die Form der Dickenverteilung der Platte in Querrichtung des Walzgutes gesteuert.

Auf der anderen Seite wird die der Walzanlage zum Zwecke des Walzens zugeführte Energie zur plastischen Verformung des Walzgutes 3 verwendet, und in Schall, Vibrationen und Wärme umgewandelt. Die auf diese Weise in Wärme umgewandelte Energie wird über das Walzgut 3 abgestrahlt und erhöht außerdem die Temperatur der Arbeitswalzen 2. Aufgrund dieser Temperaturerhöhung dehnen sich die Arbeitswalzen aus und verändern ihren Durchmesser. Üblicherweise verändern sich jedoch die Walzendurchmesser ungleichmäßig. Um einen gleichmäßigen Walzendurchmesser zu erhalten, sind daher eine Anzahl von (nicht dargestellten) Düsen in der Plattenquerrichtung angeordnet und eine Kühlmittelregeleinheit 10 ist für die Zuführung von Kühlmittel über Düsen zu den Arbeitswalzen 2 vorgesehen.

Eine Vorschubsteuereinheit 11 mit einem Motor zur Bewegung des Walzgutes 3 ist mit der Achse der oben beschriebenen Arbeitswalze 2 verbunden.

Eine Steuereinheit für die Walzanlage umfaßt eine Kommandoerzeugungseinheit 12 zur Erzeugung von Durchführungskommandos und zur Übermittlung derselben an die Aktoren. Dies sind die oben beschriebene Druckkraftsteuereinheit 6, die Arbeitswalzenbiegeeinrichtung 7, die Zwischenwalzenbiegeeinrichtung 8, der Zwischenwalzenschieber 9, die Kühlmittelregeleinheit 10 und die Vorschubsteuereinheit 11, die Mustererkennungseinheit 13 zur Beurteilung, bis zu welchem Grad die Form des Walzgutes jedem der vorher gespeicherten Muster entspricht, und zur Ausgabe des Grades an Gewißheit, d. h. des Grades an Ähnlichkeit oder des Grades an Sicherheit bezüglich jeden Musters der oben beschriebenen Kommandoerzeugungseinheit 12. Ferner sind dies eine Formerfassungseinheit 14 zur Erfassung der Form der Plattendicke des Walzgutes 3 und zur Ausgabe derselben an die Mustererkennungseinheit 13, eine Speichereinheit 15 für die Speicherung von Ausgängen der oben beschriebenen Formerfassungseinheit 14 und der Kommandoerzeugungseinheit 12, und eine Lerneinheit 16 zur Veränderung von Parametern der Mustererkennungseinheit 13 in Übereinstimmung mit dem Gelernten unter Verwendung von Informationen der Speichereinheit 15.

Fig. 3 zeigt die Schaltung, die erhalten wird, wenn die oben beschriebene Formmuster-Erkennungseinheit 13 mittels eines Neuronencomputers aufgebaut wird. Diese Schaltung beurteilt, bis zu welchem Grad die Form der mittels der Formerfassungseinheit 14 festgestellten Plattendicke eines der verschiedenen vorbestimmten Vergleichsmuster darstellt, und leitet ein Grad von Gewißheit ab, das heißt, ein Grad von Übertragbarkeit bezüglich jedes Vergleichsmusters.

Zunächst werden als Vorbereitung eine Vielzahl an vorher in der Lerneinheit 16 gespeicherter Vergleichsmuster in eine Eingabeebene 31 eingegeben, die verschiedene Vergleichsformen darzustellen. Gewichtungsfunktionen W₁₁, W₂₁, . . ., eine Anzahl von Zwischenebenen 19, 27, . . ., 29 sind so definiert, daß die in die Eingabeebene 31 eingegebenen Vergleichsmuster in der Vielzahl der Zwischenebenen 19, 27, . . ., 29 verarbeitet werden, und Daten mit vorbestimmten Werten aus einer Ausgabeebene 30 ausgegeben werden. Die Gewichtungsfunktionen werden später beschrieben. Im Fall, daß beispielsweise m Vergleichsmuster vorgesehen sind, ist der Ausgang der Ausgabeebene in der Form von m Bits mit y₁, y₂, . . ., y _m gegeben. Jedes Bit stellt den Grad der Gewißheit des eingegebenen Musters bezüglich jedes Vergleichsmusters dar. Beispielsweise ist der Grad der Gewißheit bezüglich des ersten Musters durch y₁ dargestellt. Wenn das eingegebene Muster mit dem ersten Vergleichsmuster übereinstimmt, das heißt, wenn das erste Vergleichsmuster in die Eingabeebene eingegeben wird, werden Gewichtungsfunktionen entsprechender Zwischenebenen so definiert, daß die Ausgänge der Ausgabeebene der folgenden Relationen genügt:

y₁ = 1,
y₂ = y₃ = . . . = y _m = 0

Ein Verfahren zur Bestimmung der Gewichtungsfunktionen wird später beschrieben. Wenn ein zweites Vergleichsmuster der Eingabeebene eingegeben wird, werden die Gewichtungsfunktionen der entsprechenden Zwischenebenen so bestimmt, daß y₂ = 1 ist, und alle anderen Bits zu 0 werden. Zur Bestimmung der Gewichtungsfunktionen der entsprechenden Zwischenebenen derart, daß Daten der entsprechenden vorherbestimmten Werte für alle Vergleichsmuster ausgegeben werden können, sind eine relativ große Anzahl von sich wiederholenden Berechnungen notwendig, wenn ein herkömmlicher Computer verwendet wird. Durch die Verwendung eines Neuronencomputers und dadurch, daß so viele Zwischenebenen wie Anzahl der Vergleichsmuster vorgesehen sind, können jedoch - wie in Fig. 3 gezeigt - relativ einfach die gewünschten Gewichtungsfunktionen bestimmt werden. Nachdem die Gewichtungsfunktionen somit bestimmt worden sind, werden Signale, welche die tatsächliche Form der Plattendicke darstellen, in die Eingabeebene eingegeben. Auf der Basis der Werte der Ausgangsbits y₁, y₂, . . ., y _m der Ausgabeschicht zu dieser Zeit kann der Grad der Gewißheit des eingegebenen Musters bezüglich jedes Vergleichsmusters abgeleitet werden.

Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Schaltung wird nachfolgend beschrieben. Die Ausgänge der Formerfassungseinheit 14 und die den Ausgang der Formerfassungseinheit speichernde Speichereinheit 15, die außerdem Zeitreiheninformationen der Formmuster enthält, werden in Eingangszellen 17 und 18 der oben beschriebenen Mustererkennungseinheit 13 eingegeben. Das in die Eingangszellen eingegebene Signal wird mittels eines Funktionswertes derart umgeformt, daß es für die nachfolgende arithmetische Verarbeitung geeignet ist, und wird anschließend der Zwischenebene 19 zugeführt. Der Ausgang der somit die Zwischenebene 19 beaufschlagenden Eingangszelle 17 wird somit auf die Zellen 20 und 21 der Zwischenebene 19 geschaltet. Das Ausgangssignal der Eingangszelle 17, welches die Zelle 20 beaufschlagt, wird mittels der Gewichtungsfunktion 33 um das W ¹₁₁fache vergrößert, und einem Addierer zugeführt. Im Addierer 24 werden die Ausgänge der oben beschriebenen Gewichtungsfunktionen 23 und 26 zusammen addiert, wobei sich die durch:

Z = Σ W ¹_ÿ = W ¹₁₁x₁ + W¹₁₂x₂ + . . . W₁

dargestellten Summe ergibt.

Der Ausgang Z₁ des Addierers 24 wird einer Funktionseinheit 25 zugefügt, und wird in dieser einer linearen oder einer nichtlinearen Funktionsoperation, wie beispielsweise:

unterzogen. Das Ergebnis wird an die nachfolgende Zwischenebene 27 ausgegeben. Die Zelle 20 umfaßt die oben beschriebenen Gewichtungsfunktionen 23 und 26, den Addierer 24 und die Funktionseinheit 25.

Auf gleiche Weise werden die Ausgänge der Eingangszellen 17 und 18 der Zelle 21 eingegeben. Der Ausgang der Eingangszelle 17 wird in einer Gewichtungsfunktion 28 um das W ¹₁₂fache vergrößert und anschließend einer Zwischenebene 27 der nächsten Stufe mittels eines Addierers 24 A und einer Funktionseinheit 25 A zugeführt.

Die Zwischenebene 27 hat den gleichen Aufbau wie die Zwischenebene 19 und die Ausgänge der Zwischenebene 19 werden anstelle der Ausgänge der Eingangszellen 17 und 18 verwendet.

Angenommen, daß die Gewichtung der Gewichtungsfunktionen 23, 26 und 28 W ^k _ÿ sind, so stellt W ^k _ÿ eine Gewichtung dar, bei der der j-te Ausgang der (-1)-ten Zwischenebene (Eingangszelle, wenn k = 1) mit der i-ten Zelle der k-ten Zwischenebene multipliziert wird.

Wie bis hierher beschrieben, wird das der Mustererkennungseinheit 13 zugeführte Signal über die Eingangszellen 17 und 18 eine Anzahl von Zwischenebenen 19, 27 und 29 und eine Ausgangsebene ausgegeben und weist eine Form auf, die durch Entfernen der Gewichtungsfunktion und des Addierers von der Zelle einer Zwischenebene erhalten wird.

Diese Mustererkennungseinheit 13 ist so aufgebaut, daß nur einfache Produktsummenberechnungen notwendig sind und sich wiederholende Berechnungen wie bei einer Rückkopplung nicht notwendig sind. Wenn ferner jeder Produktsummenterm einer Zwischenebene durch Verwendung von Hardware implementiert wird, ist parallele Datenverarbeitung möglich. Im Ergebnis ist eine schnelle Berechnung möglich.

Durch die vorherige Speicherung von Kommandowerten für die entsprechenden Aktoren als Antwort auf jedes Ausgangsmuster in einer hinter der Ausgabeebene 30 dieser Mustererkennungseinheit liegenden Stufe, können diejenigen Kommandowerte, die den Ausgangsmustern am nächsten kommen, direkt an die Aktoren gegeben werden. Diese Anordnung hat gute Ansprechzeiten. Jedoch verglichen mit einer weiter unten beschriebenen Anordnung ist die Genauigkeit der Regelung leicht verschlechtert.

Das Ergebnis der in der Mustererkennungseinheit 13 durchgeführten Verarbeitung wird über eine in Fig. 4 gezeigte Verarbeitungseinheit der Walzanlage 1 zugeführt. Das heißt, der Ausgang der Mustererkennungseinheit 13 wird einer der Kommandoerzeugungseinheit 12 zugeordneten Stellgrößen-Bestimmungseinheit 32 zugeführt. In der Stellgrößen-Bestimmungseinheit 32 wird eine Verarbeitungseinheit, die am wirkungsvollsten bei der Verarbeitung des Eingangssignals ist, aus einer Vielzahl von innerhalb dieser Stellgrößen-Bestimmungseinheiten 32 vorgesehener Verarbeitungseinheiten ausgewählt. Die so ausgewählte Verarbeitungseinheit führt die Verarbeitung durch und gibt die Stellgröße aus. Durch Verwendung des Ergebnisses der in der oben beschriebenen Stellgrößen-Bestimmungseinheit durchgeführten Verarbeitung erzeugen die Kommandowertberechnungsmittel konkrete Kommandowerte der zugehörigen Aktoren wie ein Druckkraftkommando für die Druckkraftsteuereinheit 6 und ein Zwischenwalzen-Biegekommando für die Zwischenwalzen-Biegeeinrichtung 8.

Alternativ ist es ebenfalls möglich, den Ausgang der Formerfassungseinheit 14 direkt der oben beschriebenen Optimalverarbeitungseinheit unter einer Vielzahl von im inneren angeordneter Verarbeitungseinheiten zur Verarbeitung zuzuführen, ohne diesen durch die Mustererkennungseinheit 13 zu leiten. In diesem Fall muß jedoch die Wissensbasis angereichert werden, um die Bedienungsweise von erfahrenem Bedienungspersonal ausreichend zu simulieren.

Fig. 5 zeigt die oben beschriebene Stellgrößen-Bestimmungseinheit 32. Die Stellgrößen-Bestimmungseinheit 32 erhält Signale aus der Formerfassungseinheit 14 und der Mustererkennungseinheit 13 und startet die Kontrolleinheit 141. Die Kontrolleinheit 141 bestimmt die zu verwendende Folgerung durch die Benutzung der Erfahrungsbasis auf der Grundlage der Art des Problems. Das heißt, die Kontrolleinheit 141 startet eine Produktionsfolgerungseinheit 142 in dem Fall, daß eine logische Schlußfolgerung gezogen werden muß. Im Falle des Vorhandenseins eines unbestimmten Faktors startet die Kontrolleinheit 141 eine "fuzzy"-Folgerungseinheit 143. Im Falle eines in gewissem Umfang begrenzten Problemes wird eine Rahmenfolgerungseinheit 144 gestartet. Bei Problemen mit kausalen Beziehungen und Beziehungen wie z. B. Gerätekonfigurationen, welche Netzwerken ähnlich sind, wird eine Bedeutungsnetzwerk-Folgerungseinheit 145 gestartet. Im Falle eines Problems, bei dem der untersuchte Gegenstand in Zeitabfolgen arbeitet, wird eine Schriftfolgerungseinheit 146 gestartet. Im Falle eines Erfahrungswertproblems, das nicht mittels der oben beschriebenen verschiedenen Folgerungseinheiten gelöst werden kann, startet die Steuereinheit 141 eine Optimierungsarithmetikeinheit 111, um die optimale Lösung mit hoher Geschwindigkeit zu erreichen. Ferner startet die Kontrolleinheit 141 eine Merkmalsextraktions- und -Antworteinheit 110 (die einen Neuronencomputer des Typs Rumelhart umfaßt) zur Durchführung von Mustern, wie Speichern, Herausfiltern einer Eigenschaft und Lösung eines eine Antwort erfordernden Problems. Das Ergebnis der in der Stellgrößen-Bestimmungsmittel durchgeführten Verfahrensabläufe wird an die Kommandowertberechnungseinheit über die Kontrolleinheit 141 ausgegeben. Nachdem unterschiedliche Folgerungseinheiten bekannt sind, wird deren Beschreibung mit der Ausnahme der direkt mit der vorliegenden Erfindung zusammenhängenden Einheiten weggelassen.

Fig. 6 zeigt die Konfiguration der Wissensbasis 36. In dieser Wissensbasis wird Wissen, das auf Erfahrung o. ä. eines in der Steuerung Erfahrenen beruht, und von außen eingegeben wurde, klassifiziert in eine Produktionsregel 147, um logische Folgerungen zu treffen, in eine unklare ("fuzzy") Regel mit Wissen zur Durchführung von Folgerungen auf der Basis vager Informationen, in einen Rahmen 149, der Wissen enthält, das unter Verwendung eines Rahmens beschrieben werden kann wie eine Teilekonfiguration eines Diagnosegegenstandes, in ein Bedeutungsnetzwerk, das gesammelte und in Netzwerkform sortierte Relationen zwischen Teilen und Relationen des Verstandes umfaßt, eine Schrift (script) 151, die im Fall, daß der Diagnosegegenstand voranschreitet, ordentlich arbeitet, diese Arbeiten ordnet und speichert, und in andere Wissen 152, die nicht mittels der oben beschriebenen Wissen 147 bis 151 beschrieben werden können. Die so klassifizierten Wissensbereiche werden entsprechend gespeichert.

Fig. 7 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion der Stellgrößen-Bestimmungseinheit 32. Die von der Kontrolleinheit 141 durchgeführte Verarbeitung umfaßt einen Verarbeitungsschritt 200 zum Ordnen der von der Mustererkennungseinheit 13, von der Formerfassungseinheit 14 und von der Speichereinheit 15 gelieferten Informationen, und zur Umwandlung dieser Informationen in für nachfolgende Verarbeitung nutzbare Daten. Sie umfaßt einen sich wiederholenden Verarbeitungsschritt 201 zur Entnahme von Daten, die in dem oben beschriebenen Schritt 200 vorbereitet worden sind bis keine weiteren Daten mehr vorhanden sind, und zur Übertragung der entnommenen Daten in den Schritt 202. Sie umfaßt ferner einen Beurteilungsschritt 202 zur Bestimmung der Folgerungseinheit und des Beginns der Verarbeitung auf der Grundlage der im Schritt 201 gesammelten Information. Sie umfaßt weiterhin verschiedene Folgerungseinheiten 142 bis 146, die Merkmalextraktions- und -Antworteinheit 110, die Optimierungseinheit 111, eine allgemeine Steuereinheit 203 zur Durchführung von klassischen Regelalgorithmen wie beispielsweise eine PID-Regelung, und moderne Regelungen wie eine Mehrgrößenregelung, und einen Beende-Verarbeitungs-Schritt 204 zum Setzen von Marken (flags), die zum Beendigen der obigen Schritte notwendig sind.

Die Rollen der verschiedenen Verarbeitungseinheiten werden nun beschrieben. Die Produktionseinheit 142 ist geeignet für eine Regelung, bei der ein geübter Fachmann logische Relationen durch die Verwendung grundlegender Erzeugungsregeln festlegt. Die "unklare" Folgerung 143 (fuzzy inference) ist geeignet zur Quantifizierung wertvollen Wissens des Bedieners, welches nicht quantifizierbar ist, wobei der Bediener einen Aktor geringfügig bewegt, wenn sich der markierte Zustand des Regelobjektes verändert, zum Beispiel um die Verarbeitung in einem Computer zu ermöglichen zur anschließenden Bestimmung der Stellgröße.

Im Falle, daß sich der markierte Zustand des Regelobjektes geändert hat und der ursprüngliche Zustand unter Verwendung von Rahmen (frame) genannten Wissens wieder hergestellt wird, ist die Rahmenfolgerungseinheit 144 zur Bestimmung der zu manipulierenden verarbeiteten Variablen für jede betroffene Einheit auf der Basis der Beziehung zwischen diesen Einheiten geeignet.

Die Bedeutungsnetzwerk-Folgerungseinheit 145 ordnet die oben beschriebenen Rahmen, welche fragmentäres Wissen darstellen, und dieses zur Bildung eines Netzwerkes. Daher ist es möglich, Einfluß auf die Manipulation eines bestimmten Aktors zu nehmen. Die Bedeutungsnetzwerk-Folgerungseinheit 143 ist somit in der Lage, ein Ausgleichssystem zu bilden.

Die Schrift-Folgerungseinheit 146 folgert auf der Basis von Verfahrenswissen, das erhalten wurde, wenn ein bestimmter Zustand stattgefunden hat. Daher ist die Schrift-Folgerungseinheit 146 geeignet, wie eine sequentielle Regelung zu regeln, wie eine Regelung zu der Zeit der Erfassung, die Erledigung mit vorbestimmten Verfahren erfordert.

Wenn die obige Merkmalsextraktions- und -Antworteinheit 110 die Beziehung zwischen den eingegebenen Mustern der oben beschriebenen Mustererkennungseinheit 13, der Formerfassungseinheit 14 und der Speichereinheit 15 und dem aus den oben beschriebenen Folgerungseinheiten 142 bis 146 bei Eingabe der oben beschriebenen Muster erhaltenen Ausgang erkennt, ist die Merkmalsextraktions- und- Erkennungseinheit 110 in der Lage, identische Ergebnisse mit hoher Geschwindigkeit auszugeben, anders als in dem Fall, bei dem die Folgerungseinheiten 142 bis 146 die Folgerungen durchführen und die Ausgänge bestimmen. Nachdem das geregelte System 1 in hohem Maße nichtlinear ist, muß der Betriebszustand zurückgestellt werden, wenn sich der Betriebspunkt aus irgendeinem Grund geändert hat. In diesem Fall wird die in der Optimierungsarithmetikeinheit 111 durchgeführte Berechnung unter Verwendung von Algorithmen wie beispielsweise des "steepest descent"-Verfahrens, der dynamischen Programmierung, linearer Programmierung, des "montain climbing"-Verfahrens, des "conjugate slope"-Verfahrens, oder eines Neuronencomputer des Types Hopfield. Die Optimierungsarithmetikeinheit 111 liefert sogar im Falle eines nichtlinearen Regelobjektes eine optimale Rückantwort.

Fig. 8 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Produktionseinheit. Die von der Kontrolleinheit 141 gestartete Produktions-Folgerungseinheit 142 führt Eingabeverarbeitungen 34 durch, welche im internen Speicher gespeichert sind, wenn die Produktions-Folgerungseinheit 142 von der Kontrolleinheit 141 gestartet ist. Die Produktions-Folgerungseinheit 142 steuert die Abbruchsbeurteilungseinheit 35 an, wobei in den oben beschriebenen Eingabeverarbeitungen 34 gespeicherte Informationen einzeln entnommen werden, und die Arbeit der Produktions-Folgerungseinheit 142 beendet ist, wenn keine Musterinformationen im Speicher vorhanden sind. Durch Verwendung der Art von Mustern, die in der oben beschriebenen Abbruchsbeurteilungseinheit 35 extrahiert worden sind, und deren Grad von Gewißheit, werden aus der Wissensbasis 36 Regeln nacheinander entnommen. Im Verarbeitungsschritt 37 wird die Art des eingegebenen Musters verglichen mit einem Voraussetzungsabschnitt der Regel. Wenn das Vergleichsergebnis im Schritt 38 übereinstimmt, wird der nächste Verarbeitungsschritt 39 ausgeführt. Im Falle der Nichtübereinstimmung wird Schritt 37 ausgeführt. Im Falle der Übereinstimmung wird der oben beschriebene Eingang ersetzt durch den Folgerungsabschnitt der oben beschriebenen Regel. Zur Handhabung des Grades an Gewißheit, wird zu dieser Zeit diese durch den kleinsten oder größten Wert ersetzt vor der Ersetzung in Übereinstimmung mit der "mini-max"-Theorie. Wenn der Folgerungsabschnitt der oben beschriebenen ersetzten Regel ein Manipulationskommando darstellt, so wird Schritt 41 ausgeführt. Wenn der Folgerungsabschnitt nicht übereinstimmt, wird Schritt 37 ausgeführt, um in der Folgerung voranzuschreiten.

Wenn der oben beschriebene Folgerungsabschnitt ein Manipulationskommando darstellt, werden der Folgerungsabschnitt und der im oben beschriebenen Verarbeitungsschritt gewonnene Grad der Gewißheit an die oben beschriebene Kommandowertberechnungseinheit 33 im Bearbeitungsschritt 41 ausgegeben.

Fig. 9 zeigt die Kommandowertberechnungseinheit 33. Die Kommandowertberechnungseinheit 33 umfaßt einen Speicher 42 zur Speicherung des Kommandos, der ein Ergebnis der von der oben beschriebenen Stellgrößen-Bestimmungseinheit 32 und dem Grad der Gewißheit hiervon ist. Schritt 43 dient der Beurteilung, ob alle im Speicher enthaltenen Kommandos verarbeitet worden sind oder nicht, und dient der Beendigung der Funktion der Kommandowertberechnungseinheit 33, wenn alle Kommandos bereits verarbeitet worden sind. Der Verarbeitungsschritt 44 dient dem Fall, daß noch nicht alle Kommandos verarbeitet worden sind, entnimmt Kommandos für die Druckkraftsteuereinheit 6 und die Aktoren 7, 8, 9, 10 und 11 und ermittelt den mittleren der Kommandos, wie nachfolgend beschrieben, auf der Grundlage des Grades der Aktormanipulation und dessen mittels verschiedener Arten von Folgerungen abgeleiteten Grades der Gewißheit. Er dient ferner zur Sammlung der mittleren der Stellgrößen eines identischen Aktors zur Bestimmung einer neuen Mitte und zur Verwendung in der Stellgröße des zugehörigen Aktors.

Vorausgesetzt, daß die Kommandowertberechnungseinheit 33 in dem Merkmal resultiert, daß Kommandos an einen Aktor gegeben werden, die einzeln mittels verschiedener Arten von Folgerungen 142 bis 146 gewonnen worden sind, können die Merkmalsextraktions- und -Antworteinheit 110, die Optimierungsarithmetikeinheit 111 und die allgemeine Regeleinheit 203 einheitlich betrieben werden.

Fig. 10 zeigt die Konfiguration eines Eingangsumschalters 125, der für den oben beschriebenen Lernvorgang benötigt wird. Durch die Verwendung einer von der Lerneinheit gesteuerten Schalteinheit 146 gibt der Eingangsumschalter 125 entweder den Ausgang der Formerkennungseinheit 14 oder den Ausgang der Lerneinheit 16 an die Eingabeschicht 31. Der in Fig. 10 gezeigte Schaltzustand der Schalteinheit 156 stellt den Zustand dar, bei dem ein Lernen erfolgt.

Fig. 11 zeigt die Konfiguration der Lerneinheit 16. Die Lerneinheit 16 umfaßt eine Eingangsmuster-Produktionseinheit 45 zur sukzessiven Ausgabe einer Vielzahl von vorher vorbereiteter Vergleichsmuster, eine Ausgangsmuster-Produktionseinheit 47 zur Ausgabe eines vorbestimmten Bitmusters an die Ausgabeebene 30 in Reaktion auf jedes Vergleichsmuster, eine Ausgangsvergleichseinheit 46 und eine Lernkontrolleinheit 48. Durch die Verwendung von Addierern 161, 162 und 163 ermittelt die oben beschriebene Ausgangsvergleichseinheit 146 Differenzwerte zwischen entsprechenden Ausgängen O ₁, O _j und O _n eines Verteilers 139, um Ausgänge der Ausgangsebene 30 an die Kommandoerzeugungseinheit und die oben beschriebene Vergleichseinheit 46 auszugeben, und gibt Ausgänge O _{T 1}, O _Tj und O _Tn der Ausgangsmustererzeugungseinheit 47 als Abweichung e₁, e _j und e _n aus. Die Ausgangsvergleichseinheit 46 gibt die so erhaltenen Abweichungen e _i, e₁ und e _n an die Lernkontrolleinheit 48. Eine weitere Funktion der Lernkontrolleinheit 48 besteht darin, die Gewichtungsfunktionen der Zwischenschichten, wie in Fig. 12 gezeigt, in Reaktion auf die Abweichungen zu bestimmen. Die Ausgänge O₁, O _j und O _n des Verteilers 139 werden vom Ausgang der Eingangsmustererzeugungseinheit 45 erzeugt, die der Eingabeebene 31 der Mustererkennungseinheit 13, (das heißt einem Neuronencomputer des Typs Rumelhart) eingegeben sind.

Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen der Gewichtungsfunktion W _ÿ 23 und der Lernkontrolleinheit 48 in dem oben beschriebenen Lernprozeß. Nach Empfang der Abweichung e _k, die der Ausgang des oben beschriebenen Addierers 161 darstellt, ändert die Lernkontrolleinheit 48 den Wert der Gewichtungsfunktion W _ÿ 23 der in der Mustererkennungseinheit 13 enthaltenen Zelle 20 in einer derartigen Richtung, daß die oben beschriebene Abweichung abnimmt und somit minimiert wird.

Fig. 13 zeigt eine Zusammenfassung 170 der Funktion der oben beschriebenen Lernkontrolleinheit 48. Wenn die Lerneinheit 16 gestartet wird, wird die Verarbeitung 170 der Lernkontrolleinheit 48 gestartet. Die Verarbeitung 170 umfaßt einen Vorbearbeitungsschritt 171 zum Starten der oben beschriebenen Eingangsmuster-Produktionseinheit 45 und der Ausgangsmuster-Erzeugungseinheit 47 zur Erzeugung von Eingängen, die Lehrsignale und gewünschte Ausgänge darstellen. Sie umfaßt Schritt 172 zur Wiederholung der aufeinanderfolgenden Schritte 173, 174 und 175, bis die Quadratsumme der oben beschriebenen Abweichungen in den zugelassenen Bereich kommen, Schritt 173 zur wiederholten Extrahierung markierter Zwischenebenen zur Richtungsanzeige aus einer Zwischenebene, die nahe der Ausgabeebene in Richtung der Eingabeebene 31 angeordnet ist. Schritt 174 dient der wiederholten Gewinnung markierter Zellen in dieser Zwischenebene. Schritt 175 dient der Änderung der Gewichtungsfunktion W _ÿ 23 der entnommenen Zellen in einer derartigen Richtung, um die Abweichung e _k zu verringern, und Schritt 176 dient der Beendigung des Lernprozesses.

Wenn ein neues, bisher noch nicht berücksichtigtes Phänomen auftritt, und eine Gegenmaßnahme zu diesem Phänomen bestimmt wird, so kann diese Information mittels der oben beschriebenen Lerneinheit berücksichtigt werden, was eine Besonderheit darstellt.

Fig. 14 zeigt die in Fig. 2 gezeigte Konfiguration der Speichereinheit 15. Die Speichereinheit 15 umfaßt ein Speicherelement 49, das mit Ausgängen der Kommandoerzeugungseinheit 12 beaufschlagt wird, und die Formerfassungseinheit 14, ein Speicherelement 50 in das der Inhalt des Speicherelementes 49 übertragen wird, nachdem eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, und ein Speicherelement 51, in dem nacheinander durch die Speichereinheiten übertragene Daten ankommen, nachdem eine bestimmte Zeit vergangen ist. Die Inhalte der jeweiligen Speichereinheiten 49, 50 und 51 werden der Mustererkennungseinheit 13 und der Lerneinheit 16 über eine Arithmetikeinheit 510 zur Durchführung von Differenzierung oder Integrierung bezüglich zeitlicher Änderungen der Muster eingegeben.

Wegen dieser Speichereinheit 15 können Änderungen in der Formerfassungseinheit 14 und der Kommandoerzeugungseinheit 12 berücksichtigt werden. Zum Beispiel können Operationen wie Differenzierung oder Integration ausgeführt werden.

Es gibt eine gewisse Zeitverzögerung durch den Einfluß der Düse auf die Kühlregelung, und nur eine feste Länge von der Düsenposition wird beeinflußt. Daher zeigt Fig. 15 eine Einheit zur Erkennung eines Musters durch Verwendung des in der Nähe der Düse erhaltenen Zeitfolgeneingangs. Der Ausgang der Formerfassungseinheit 14 wird einem Speicher 52 der Mustererkennungseinheit 13 zugeführt. Das dem Speicher 52 eingegebene Signal wird in ein Speicherelement 54 eingegeben. Das dem Speicherelement 54 eingegebene Signal wird Speicherelementen 57 und 59 über Torschaltungen 55 und 56 eingegeben. Wenn die Torschaltungen 53 und 56 abschalten, schaltet die Torschaltung 55 auf. Taktsynchron wird Information aus dem Speicherelement 54 an das Speicherelement 57 übertragen. Wenn weiterhin eine gewisse Zeit vergangen ist, kommt das im Speicherelement 54 gespeicherte Signal im Speicherelement 58 an, und das im Speicherelement 57 gespeicherte Signal kommt im Speicherelement 54 an. Wenn die in den Speichereinheiten 54, 57 und 58 gespeicherten Signale im nächsten Takt einen Durchlauf machen, schalten die Tore 53 und 56 auf und das Tor 55 schaltet zu. Die Inhalte des Speicherelementes 54 werden somit im Speicherelement 59 gespeichert, und die in den Speicherelementen 54, 57 und 59 gespeicherten Informationen werden der Eingabeebene 31 zugeführt.

Durch das Vorhandensein eines solchen Speichers 52 kann die Anzahl der Zellen einschließlich der Eingabeebene 31, der Zwischenebenen 19, 27 und 29, und der Ausgabeebene 30 signifikant vermindert werden, was sich auswirkt.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel, bei dem ein zu regelnder Simulator in der Eingangsmuster-Produktionseinheit 45 und der Ausgangsmuster-Produktionseinheit 47 der Lerneinheit 16 verwendet wird.

Die mittels Manipulation durch den Benutzer in der Ausgangsmuster-Produktionseinheit 47 erzeugten Formmuster oder Daten werden einer Kommandoerzeugungseinheit 12 eingegeben, welche die gleiche Funktion hat, wie die Kommandoerzeugungseinheit 12 der Fig. 2, und die in der Lerneinheit separat angeordnet ist. In der Kommandoerzeugungseinheit 12 werden Kommandos verschiedener Aktoren in Reaktion auf ein Muster erzeugt. Diese Kommandos werden dem geregelten Simulator 60 eingegeben, der in der Eingangsmustererzeugungseinheit 45 angeordnet ist. Die Wirkungsweise sowohl verschiedener Aktoren 6, 7, 8, 9, 10 und 11, als auch der zu regelnden Walzanlage 1 werden simuliert. Wenn das Ergebnis schlecht ist, wird der Ausgang des oben beschriebenen zu regelnden Simulators 60 so eingestellt, um eine gewünschte Form durch Verwendung einer Parameterverstelleinheit 61 zur Veränderung von Parametern der Kommandoerzeugungseinheit 12 und des geregelten Simulators 50 zu erhalten. Der Ausgang des geregelten Simulators wird der Mustererkennungseinheit eingegeben.

Die Wirkungsweise des Regelverfahrens der bis hierher beschriebenen Konfiguration wird nun unter Verwendung konkreter Beispiele beschrieben.

Der Anfangswert der Gewichtsfunktion W _ÿ 23 der Zwischenschichten 19, 27 und 29 des in der Mustererkennungseinheit 13 eingeschlossenen Neuronencomputers wird anfänglich auf eine Zufallszahl und einen geeigneten Wert wie die Hälfte (0,5) eines Wertes (der jetzt als zwischen 0 und 1,0 angenommen wird), den die Gewichtungsfunktionen annehmen kann, eingestellt. Selbst wenn beispielsweise zu dieser Zeit ein von der Eingangsmustererzeugungseinheit 45 erzeugtes konvexes Vergleichsformmuster eingegeben wird, wie in Fig. 17 gezeigt, so wird der zur Kennzeichnung eines konkaven Musters auf diese Weise von der Ausgabeebene 30 auszugebender Ausgang auf der Signalleitung 70 nicht "1". Weiterhin wird der Grad an Gewißheit der ausgegebenen konvexen Form einer Ausgangsleitung 71 der Ausgabeebene 30 nicht Null.

Eine in der Lerneinheit 16 enthaltene Ausgangsleitung 72 der Ausgangsmuster-Erzeugungseinheit 47, die der Ausgangsleitung 70 der Ausgabeschicht 30 entspricht, nimmt "1" an. Eine Ausgangsleitung 73 der Ausgangsmuster-Erzeugungseinheit 47, die der Ausgangsleitung 71 entspricht, nimmt "0" an. Bei Erhalt der Abweichung zwischen dem idealen Ausgang (von der Ausgangserzeugungseinheit 47 stammend), und dem Ausgang der Mustererkennungseinheit 13 aus der Ausgangsvergleichseinheit 46 ändert die Lernkontrolleinheit 48 die Größe der Gewichtungsfunktion W _ÿ der Mustererkennungseinheit 16 proportional zur Größe der Abweichuung in einer solchen Richtung, daß die Abweichung vermindert wird. Ein sehr repräsentatives Beispiel dieses Algorithmus stellt das "steepest slope" Verfahren dar.

Die Gewichtung der Gewichtungsfunktion wird wiederholt übereinstimmend mit der Abarbeitung gemäß Fig. 13 geändert. Wenn die in Fig. 12 gezeigte Quadratsumme von e _k in einen zugelassenen Bereich gelangt, ist die Funktion der Lerneinheit 16 beendet.

Wenn nach Beendigung des Lernvorgangs die gleiche Wellenform von der in Fig. 2 gezeigten Formerfassungseinheit 14 wie die vom Ausgabemuster der in Fig. 17 gezeigten Eingangsmuster-Erzeugungseinheit 45 eingegeben wird, gibt die Mustererkennungseinheit 13 "1" auf die Ausgabeleitung 70 der Ausgangsebene 30 und gibt "0" auf die Ausgabeleitung 71 der Ausgangsebene 30.

Anschließend wird die in Fig. 18 gezeigte, und als "konvexe Wellenform" bezeichnete Wellenform eingegeben. Wenn der Lernvorgang noch nicht beendet ist, ist es möglich, daß ein derartiges Muster nicht erhalten wird, so daß der Ausgang der Ausgabeleitung 71 der Mustererkennungseinheit 13, die die konvexe Form darstellt, "1" annimmt und ein weiterer Ausgang 70 "0" wird. Durch die Verwendung eines typischen konvexen Musters als Eingangssignal stellt, wie oben beschrieben, die Ausgangsmuster-Erzeugungseinheit 47 ihre Ausgänge entsprechend den oben beschriebenen Ausgabeleitungen 71 und 70 ein und nimmt "1" bzw. "0" an. Die Lerneinheit 16 ändert die Gewichtungsfunktion W _ÿ. Wenn nach Beendigung des Lernvorgangs die in Fig. 18 gezeigte konvexe Wellenform der oben beschriebenen Mustererkennungseinheit 13 eingegeben wird, nimmt die Ausgangsleitung 71 der oben beschriebenen Ausgabeebene "1", und die Ausgabeleitung 70 "0" an.

Wenn der Mustererkennungseinheit 13 die in Fig. 19a dargestellte Wellenform eingegeben wird, wird daher der Grad von Ähnlichkeit zur vorher eingegebenen konvexen Wellenform, wie oben beschrieben, als 50%iger Grad an Gewißheit von der Ausgangsebene 30 an die Ausgabeleitung 71 ausgegeben, wodurch konvexe Wellenform angezeigt wird. Gleichzeitig wird der Grad an Ähnlichkeit als 40%ige Gewißheit auf die Ausgabeleitung 70 ausgegeben, was konkave Wellenform anzeigt.

Fig. 20 zeigt die Form von Walzgut unter Berücksichtigung der zeitlichen Änderung des Walzgutes. Zum Zeitpunkt t₀ befindet sich das Walzgut gerade unterhalb der Arbeitswalze 2 der Walzanlage, und zu dieser Zeit beträgt der Wert x₀. Angenommen, die Erfassungsdauer des Rechners beträgt T₀, die Höhe der Plattendicke zu dem um T₀ Sekunden zeitlich nach t₀ liegenden Zeitpunkt T₁ beträgt x₀, und die Höhe der Plattendicke den um 2×T₀ Sekunden zeitlich nach t₀ liegenden Zeitpunkt T₂, beträgt x₂.

Das heißt, die Höhe x₂ wird zum Zeitpunkt t₂ der Speichereinheit 15 eingegeben, und in dem in Fig. 14 gezeigten Speicherelement 49 gespeichert. Wenn die Höhe x₁ zum Zeitpunkt t₁, welches der nächste Meßzeitpunkt ist, der Speichereinheit 15 eingegeben wird, werden die im Speicherelement 49 gespeicherten Daten an das Speicherelement 50 übertragen, so daß der Zeitwert und der Inhalt des Speicherelements überschrieben und zu x₁ werden.

Andererseits führt die Arithmetikeinheit verschiedene Arten von Berechnungen unter Verwendung der Inhalte der oben beschriebenen Speicherelemente 49 und 50 aus. Wenn beispielsweise eine Differentiation notwendig ist, wird diese durch Ausführung der Berechnung erhalten, die durch (x₂ x₁)/T₀ dargestellt ist. Wenn eine Integration notwendig ist, wird sie durch Ausführung der Berechnungen erhalten, die durch (x₁+x₂)×T₀ darstellbar ist. Das heißt, nachdem der Differenzierer die Geschwindigkeit der Formänderung bestimmt, kann die Mustererkennungseinheit ihre Reaktionszeit auf eine Änderung verbessern.

Andererseits ist der Integrator in der Lage, Besonderheiten wie beispielsweise Störgeräuschbeseitigung zu erzielen.

Es ist möglich, die Mustererkennungseinheit 13 sowohl mit Funktionen wie dem oben beschriebenen Differentiator und Integrator, als auch mit einem proportionalen Element zu versehen, welches kein Zeitglied enthält.

Weiterhin können bei Bedarf die in der Speichereinheit 15 gespeicherten Daten ebenfalls in der Eingangsmuster-Erzeugungseinheit 45 verwendet werden, wovon während der Zeit des Lernens Gebrauch gemacht wird.

Wie in Fig. 21 gezeigt wird, wird nun angenommen, daß die Plattendicke des Walzgutes in Richtung der Walzachsen der Walzanlage zum Zeitpunkt t₀ dargestellt wird durch x₀⁰, x₁¹, . . ., x _n-1⁰, x _n⁰, und der Zustand der Plattendicke in dem um T₀ späteren Zeitpunkt t₀ (Erfassungsperiode) in der gleichen Position dargestellt wird als x₀¹, x₁¹, . . ., x _n-1¹, x _n¹. Zum Zeitpunkt t₀ werden x _n⁰, x _n-1⁰, . . ., x₀⁰ in den Speicherelementen 54, 57 und 58 gemäß Fig. 15 gespeichert. Nachdem die Arbeitsweise ähnlich der von der oben beschriebenen Speichereinheit 15 ist, werden die Daten x₀¹m x₁¹ zum Zeitpunkt t₁, der um T₀ nach dem Zeitpunkt t₀ liegt, in Speichereinheiten, beginnend mit der Speichereinheit 59, gespeichert.

Fig. 22 zeigt ein Beispiel der Produktionsregel oder "Fuzzy-Regel". (Dieses Beispiel entspricht der Produktionsregel 47 und der "Fuzzy"-Regel 148, die in Fig. 6 gezeigt sind.)

Wenn der Ausgang des Grades an Gewißheit 40% bezüglich des konkaven Formmusters aus der Mustererkennungseinheit 13 erhalten wird, wird dieser mit dem Voraussetzungsabschnitt der Produktionsregel verglichen, und er stimmt mit der Konkavregel 80 überein. Als Ergebnis wird eine Regel 81 erhalten, welche die Biegeeinrichtung abschwächt (geringer Grad). Andererseits beträgt der Grad der Gewißheit bezüglich des konvexen Formmusters 50%. Es stimmt mit dem Voraussetzungsabschnitt 82 überein. Als Ergebnis wird die Folgerung "Biegevorrichtung stärken" (Grad groß) erhalten.

Das Ergebnis des Vergleichs mit der oben beschriebenen Regel ergibt einen Grad an Gewißheit der konvexen Form von 50%. Daher wird die Stellgröße der Biegeeinrichtung in der Kommandoerzeugungseinheit 12 durch die Fläche der schraffierten Region in B, wie in Fig. 23 dargestellt, repräsentiert. Andererseits beträgt der Grad der Gewißheit der konkaven Form 40% und wird durch S dargestellt, so daß die Stellgröße durch den in Fig. 23 gezeigten schraffierten Bereich von S repräsentiert wird. Dadurch wird die Stellgröße der Biegeeinrichtung der oben beschriebenen Kommandoerzeugungseinheit 12 53%, welches der Wert des Schwerpunktes C ist, der durch Gewichtung der Schwerpunkte A und B der schraffierte Bereich erhalten wird.

Mit anderen Worten stellt der Flächenschwerpunkt jedes in Fig. 23 dargestellten Dreieckes die Stärke der Manipulation der Biegevorrichtung dar, wenn die im Dreieck entsprechende Regel gewählt wird. Genauer gesagt, wenn das Dreieck S gewählt wird, wird das Kommando der Manipulationsstärke der Biegevorrichtung so bestimmt, daß 20% des dem Punkt A im Dreieck S betragenden Maximalwertes aufgebracht wird, während wenn das Dreieck B gewählt wird, das Kommando der Manipulationsstärke der Biegevorrichtung so bestimmt wird, daß 80% des dem Punkt B im Dreieck B entsprechenden Maximalwertes aufgebracht wird. Diese Dreiecke werden durch Folgerungen entsprechend individuellen Regeln erhalten, so daß eine Anzahl verschiedener Kommandos (entsprechend den diesbezüglichen Dreiecken) für unterschiedliche Manipulationsstärken eines gegebenen Aktors erhalten werden können. Es ist notwendig, ein bestimmtes Kommando aus der Vielzahl verschiedener Kommandos in einem derartigen Fall zu bestimmen. Dies wird erreicht durch die Ermittlung des Flächenschwerpunktes der gesamten Fläche, die aus einer Vielzahl von Dreiecken aufgebaut ist, und der Wert des entsprechenden Flächenschwerpunktes wird für das tatsächliche Kommando verwendet. In Fig. 23 beträgt der Grad von Sicherheit für die durch das Dreieck 30 repräsentierte Regel 40% (entsprechend des schraffierten Bereiches im Dreieck S), und die Stärke der Manipulation der Biegevorrichtung unter dieser Regel beträgt 20% des Maximal- oder Nennwertes hiervon. Andererseits ist der Grad an Gewißheit für die durch das Dreieck G dargestellte Regel 50%, und die Manipulationsstärke der Biegevorrichtung unter dieser Regel beträgt 80% des Maximal- oder Nennwertes hiervon. Durch die Zusammenfassung dieser beiden Dreiecke wird der gewünschte Wert für die Manipulationsstärke der Biegeeinrichtung aus dem Flächenschwerpunkt C der Gesamtfläche bestimmt, der aus den beiden Dreiecken besteht und mittels der folgenden Gleichung zu berechnen ist:

Im Falle, daß der Einfluß des Aktors begrenzt ist, wie beispielsweise bei der Kühlungsregelung im Gegensatz zur Biegeeinrichtung der Verschiebeeinrichtung, wird eine in Fig. 24a gezeigte Wellenform in den Speicherelementen 54, 57 und 58 gespeichert. Ein Teil der in den Speicherelementen gespeicherten Wellenform (Teil a von Fig. 24a) wird in der Mustererkennungseinheit 13 und der Kommandoerzeugungseinheit 12 verarbeitet. Durch die Steuerung einer Düse A der Kühlmittelregeleinrichtung 10 wird die Menge des Kühlmittels geregelt und die Walze geglättet.

Wenn x _n-1⁰ von Fig. 21, daß der Düse A entspricht, größer als die benachbarten Werte von x _n⁰ und x _n-2⁰, wird die Folgerung 85, das "der mittlere Abschnitt größer ist" aus Fig. 22 erhalten. Andererseits, wenn x _n-1⁰ und x _n-1¹ positiv sind, neigt x _n-1 dazu, zuzunehmen. Daher wird der Differenzialkoeffizient positiv, und eine Übereinstimmung mit dem Voraussetzungsabschnitt 46 liegt vor, wodurch das Kühlmittel angeschaltet wird. Dessen Grad ist groß (B). Als Ergebnis ändern sich x _n-1⁰ und x _n-1¹ wenig.

38838 00070 552 001000280000000200012000285913872700040 0002004008510 00004 38719Wenn die Regelung der Düse A beendet ist, werden die Inhalte der in Fig. 15 gezeigten Speichereinheiten 54, 57, 58 und 59 um eins weitergeschoben. Ergebnis hiervon wird Wellenform eines Bereiches b, wie in Fig. 24 gezeigt, der Mustererkennungseinheit 13 zugeführt. Die Verarbeitungsschritte 13 und 12 werden ausgeführt und die Düse B der Kühlmittelregeleinrichtung 10 wird angesteuert.

Mittels dieser Vorgehensweise beginnt das Muster A gemäß Fig. 24a und kommt bei B an. Für eine weitere Verschiebung der Speicherinhalte, taucht die Wellenform gemäß Fig. 24a wieder im Speicher 52 auf. Wenn eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, seit das Muster gemäß Fig. 24a das letzte Mal im Speicher 52 gespeichert worden ist, werden die Inhalte der Speicher der in Fig. 15 gezeigten Speicherelemente 54 an das Speicherelement 59 übertragen, und die Wellenform der Mustererkennungseinheit 14 wird in das Speicherelement 54 gespeichert.

Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, wird es möglich, die Geschwindigkeit der Wellenformänderung o. ä. durch Anordnung der in Fig. 14 gezeigten Arithmetikeinheit 510 zwischen dem Speicher 52 und der Eingabeebene 31 zu steuern.

Das Lernverfahren des Musters, welches für die Mustererkennungseinheit 13 Vergleichsmuster wird, wird nachfolgend beschrieben.

Die in Fig. 19 gezeigten Wellenformen 62 und 63 werden mittels der Eingangsmustererzeugungseinheit 45 gemäß Fig. 11 erzeugt, und an die Eingabeebene 31 ausgegeben. Dieses Muster wird in einen Speicher der Eingangsmustererzeugungseinheit 45 geschrieben, oder ein in der Speichereinheit 15 gemäß Fig. 12 gespeichertes Muster wird verwendet. Das der Eingabeebene eingegebene Signal wird durch die Zwischenebenen 19, . . ., 27 hindurchgeführt, um am Ausgang der Ausgabeebene 30 zu erscheinen. Zu diesem Zeitpunkt weist die Gewichtungsfunktion W _ÿ ^k der Zwischenebene ihren Anfangswert auf. Ein vorgegebenes auszugebendes Muster, welches von der Mustererkennungseinheit 13 ausgegeben werden sollte, wird aus der Ausgangsmustererzeugungseinheit 47 an die Vergleichseinheit 46 gegeben, um dem Ausgang der Eingabemustererzeugungseinheit 45 zu entsprechen. (Das oben beschriebene, vorherbestimmte auszugebende Muster, welches von der Mustererkennungseinheit 13 ausgegeben werden sollte, ist ein derartiges Muster, so daß in dem Fall, daß die Eingabe Eingangsmustererzeugungseinheit 45 ein Standardmuster enthält, und ein Ausgabeterminal der Ausgabeebene diesem Standardmuster zugeordnet ist, das zugeordnete Ausgabeterminal "1" werden kann, während die anderen Terminals "0" werden können). Wenn der Lernvorgang nicht abgeschlossen ist, können die auszugebenden Muster der Ausgabeebene 30 verschieden sein von den Wellenformen der Ausgangsmustererzeugungseinheit 47. Dies hat zur Folge, daß der Ausgang der Vergleichseinheit 46 abhängt von dem Grad der Musterunterschiede. Durch Bestimmung des Mittels der Fehlerquadrate dieser Abweichungen, wird das Größenspektrum o. ä. der Abweichungen erhalten. Abhängig von dieser Abweichung wird die Gewichtungsfunktion W _ÿ ^k wiederholt in den Zwischenebenen geändert, die von der nahe der Ausgangsschicht liegenden Zwischenebene 27 bis zu der nahe der Eingangsebene 31 liegenden Zwischenebene 19 reicht. Das Verfahren zur Änderung der Gewichtungsfunktion W _ÿ ^k können verschiedene Methoden erwogen werden. Die Minimierung der oben beschriebenen Abweichung ist jedoch ein Optimierungsproblem. Beispielsweise kann die "Steepest Slope"-Methode o. ä. verwendet werden. In einem konkreten Verfahren wird die markierte Gewichtungsfunktion leicht in zunehmender Richtung variiert. Durch Überprüfung der Richtung, in welche der Abweichungswert sich ändert, wird der Wert W _ÿ ^k der Gewichtungsfunktion in eine solche Richtung bewegt, daß der Abweichungswert vermindert wird. Das Maß dieser Bewegung wird groß gewählt, wenn die Änderung des Abweichungswertes gering ist. Andererseits wird das Maß der Bewegung klein gewählt, wenn die Änderung des Abweichungswertes groß ist. Wenn die Veränderung der Gewichtungsfunktion W _ÿ ^k der am nächsten zur Eingabeebene liegenden Zwischenebene 19 beendet worden ist, wird der Abweichungswert der Vergleichseinheit 46 nochmals überprüft. Wenn der Abweichungswert innerhalb eines zulässigen Fehlerbereiches liegt, ist der Lernvorgang beendet.

Diese Regelung wird in der Lernkontrolleinheit 48 ausgeführt. Der Grund dafür, warum die das Ergebnis dieses Lernvorgangs zur Mustererkennung benutzende Mustererkennungseinheit 13, die Muster unterscheiden kann, und der Grund warum der Lernvorgang zufriedenstellend arbeitet, sind nicht geklärt. Jedoch steht es fest, daß die Gewichtungsfunktionen in Anzahl größer sind als die Eingänge und Ausgänge und einige Freiheitsgrade in ihren Werten aufweisen, so daß ein gutes Erkennungsergebnis selbst dann erzielbar ist, wenn die Werte etwas voneinander abweichen, oder selbst wenn viele Muster gespeichert sind.

Auf der anderen Seite gibt es einen sehr schwierigen Problemkreis hinsichtlich Auswahl des Musters, das für die Eingabemustererzeugungseinheit 42 und die Ausgabemustererzeugungseinheit 47 verwendet werden soll. Glücklicherweise gibt es im Bereich der Regeltheorie ein Verfahren, mittels dessen ein Modell genau bestimmt werden kann, wenn das geregelte System 1 in der Nähe eines bestimmten Betriebspunktes betrieben wird, eine Theorie, die als Systemidentifikation (system identification) bezeichnet wird. Im gesamten Betriebsbereich ist es jedoch schwierig, ein Modell für ein Objekt mit starker Nichtlinearität zu erzeugen.

Daher wird ein Modell für einen bestimmten Betriebspunkt angelegt, und die Regelung wird ausgeführt. Die Beziehung zwischen dem Eingang des geregelten Systems und dessen Reaktion wird mittels Simulation abgeleitet und als Daten für den Lernvorgang verwendet. Für den gesamten Betriebsbereich des geregelten Systems wird der Betriebspunkt wiederholt verändert. Das optimale Modell und Steuerkommando wird für jeden Betriebspunkt abgeleitet, um den Lernvorgang zu bewirken. Das heißt, daß die Parameter des in Fig. 16 gezeigten zu regelnden Simulators 60 eingestellt werden, und der Simulator 60 in einem bestimmten Betriebspunkt exakt betrieben wird. Anschließend werden die Eingangsmustererzeugungseinheit 47, die Parametereinstelleinheit 61, der geregelte Simulator 60 und die Kommandoerzeugungseinheit 12 so betrieben, daß das geregelte System ein typisches Muster erzeugen kann. Ausgänge der Prozesse 47 und 60 werden als Ausgangsmuster und bzw. als Eingangsmuster der Lerneinheit 16 verwendet.

Unter Verwendung eines Regelschemas mit einer derartigen Konfiguration ist es möglich, die gegenständliche Wellenform in der Mustererkennungseinheit zu abstrahieren und selbst bei Unsicherheiten in der Regeleinrichtung die Regelung durchzuführen.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bis hierher unter Verwendung einer Walzanlage als konkretes Beispiel beschrieben worden. Es ist jedoch nicht notwendig, das geregelte System 1 und die Anzahl der Aktoren 6, 7, 8, 9, 10 und 11 auf eine Walzanlage zu beschränken. Es ist offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung allgemein auf geregelte Systeme, Aktoren und Regler anwendbar ist. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf die Regelung eines Systems beispielsweise ein Schienennetzüberwachungssystem angewandt werden, bei dem ein Zugfahrplanmuster erfaßt wird, und ein verspäteter Zug unter Verwendung von einer Anzahl von Fahrplanumordnungsregeln wieder planmäßig gemacht wird. Das heißt, die Zugfahrt wird durch einen Fahrplan repräsentiert, und ein Merkmal der Verzögerung wird von der Mustererkennungseinheit 13 gewonnen. Auf der Grundlage dieses Merkmals erzeugt die Folgerungseinheit einen Fahrplan unter Verwendung einer Anzahl von Regeln, beispielsweise der Regel, daß das Überholen eines Zuges in einem Bahnhof erfolgen sollte. Bei Erhalt des in der Folgerungseinheit erzeugten Ergebnisses bildet die Kommandowertberechnungseinheit 33 Kommandos für die einzelnen Züge. Die Züge sind dabei die Aktoren, die in entsprechend den oben beschriebenen Kommandos fahren.

In einem Schema zur Regelung eines Musters, wie bei der Formregelung einer Walzanlage, ermöglicht die vorliegende Ausführungsform die Realisierung eines Schemas zur Modellierung der Wellenform, resultierend aus Regelung, Beurteilung der Merkmale der Wellenform, und Durchführung der Regelung unter Berücksichtigung dieser Merkmale wie geübtes Bedienungspersonal. Selbst wenn eine neue Situation vorliegen sollte, kann durch Lernen mit dieser fertig geworden werden. Daher ist eine flexible und qualitativ hochwertige Regelung erzielbar.

Eine Ausführung der Kühlmittelregelung einer Walzanlage gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.

Die Kühlungsregelung wird dadurch erreicht, daß Kühlmittel über eine große Anzahl von in der Querrichtung des Walzgutes angeordneter Düsen verspritzt wird. Das Verspritzen von Kühlmittel über die Düsen unterliegt einer An-Aus-Steuerung. Welche Düse unter der großen Anzahl von Düsen Kühlmittel ausspritzt, wird bestimmt durch die Größe der Abweichung zwischen der tatsächlichen Form des Walzgutes im Kühlgebiet der Walzanlage und der gewünschten Form. Eine derartige Kühlmittelregelung wird mittels einer Proportionalregelung durchgeführt, da das thermische Modell des Walzens extrem kompliziert ist. Nachdem die Regelung unter Berücksichtigung anderer Faktoren der Formänderung, die durch "thermal crown" hervorgerufen wird, nicht berücksichtigt werden kann, kann die Formkontrolle nicht mit einer ausreichend hohen Präzision durchgeführt werden, was von Nachteil ist. Insbesondere in den letzten Jahren sind die geforderten Plattendicken des Walzgutes besonders dünn geworden. Nachdem die Anforderungen an die Formgenauigkeit des Walzgutes immer strenger werden, wird eine hohe Genauigkeit der Formkontrolle intensiv gefordert.

Die in Fig. 25 gezeigte Walzanlage 1 umfaßt ein Paar von einander gegenüberliegender Arbeitswalzen 2, ein Paar von Zwischenwalzen 4, zwischen denen die Arbeitswalzen 2 angeordnet sind, und ein Paar von Stützwalzen 5, zwischen denen die Zwischenwalzen 4 angeordnet sind. Walzgut wird zwischen die Arbeitswalzen 2 gebracht. Die in die Stützwalzen 5 eingeleitete Kraft wird dem Walzgut 3 über die Zwischenwalzen 3 und die Arbeitswalzen 2 übertragen. Diese Kraft wirkt als plastische Verformkraft und elastische Verformkraft des Walzgutes, um die gewünschte Plattendicke des Walzgutes zu erzeugen. Auf diese Weise wird der Walzvorgang durchgeführt. Nachdem die Stützwalzen 5 rotieren, kann jedoch die Walzkraft nicht gleichmäßig auf die Walzflächen wirken. Das heißt, die Walzkraft wird auf die Achsen der Stützwalzen mittels einer nicht gezeigten Druckkraftvorrichtung aufgebracht. Hierbei verformen sich die Stützwalzen 5. Aufgrund der Deformation der Stützwalzen 5 wird die auf die Zwischenwalzen 4 wirkende Walzkraft ungleichmäßig, und die Zwischenwalzen 4 werden ebenfalls verformt. Die Verformung der Zwischenwalzen 4 erzeugt eine Verformung der Arbeitswalzen 2. Schließlich wird es unmöglich, eine gleichmäßige Walzkraft auf das Walzgut 3 in der Achsrichtung des Walzvorganges zu erzeugen. Dies resultiert darin, daß das Walzgut 3 in Querrichtung nicht eben ist. Um dies zu verhindern, wird eine Arbeitswalzenbiegevorrichtung 7 zur Aufbringung einer Biegekraft F _w auf die Arbeitswalzen 2, eine Zwischenwalzenbiegevorrichtung 8 zur Aufbringung einer Biegekraft F₁ auf die Zwischenwalzen 4 und eine Zwischenwalzenschiebevorrichtung 9 zur Bewegung der Zwischenwalzen in der Walzenachsrichtung, wie oben beschrieben, angeordnet. Durch die Verwendung dieser Arten von Biegekräften und Walzenbewegungen können Ungleichmäßigkeiten, welche durch die n-te Kurve (Oberwelle) aproximiert werden können (wobei n = 2, 3, 4 . . .), von dem Walzgut entfernt werden.

In einer Walzanlage 1 tritt jedoch thermische Ausdehnung auf, die in den Arbeitswalzen 2 der Walzanlage 1 durch Wärmeverlust während des Walzvorganges erzeugt wird. Diese Wärme wird durch die Ungleichmäßigkeit des Werkstoffes des Walzgutes 5 und Ungleichmäßigkeit der Zusammensetzung der Arbeitswalzen 2 erzeugt. Die Menge der erzeugten Wärme und die Menge der in der Walze gespeicherten Wärme wird lokal, wenn sie für eine kurze Zeit in Regelperioden überwacht wird. Diese lokale thermische Expansion kann nicht über die Biegekraft F _w und F _I, oder die Walzenverschiebung uC δ beseitigt werden. Daher wird die Formkontrolle über die Kühlmittelregelung durchgeführt.

Eine Walzenkühleinheit 10 a spritzt Kühlmittel auf die Oberfläche der Rollen 2 durch Steuerung einer Anzahl von Düsen, die entlang der Querrichtung des Walzgutes 3 verteilt sind. Die Walzenkühleinheit 10 a wird von der Kühlmittelregeleinheit 10 gesteuert. Ein Formdetektor 14 ist auf der Ausgangsseite 13 der Walzanlage 1 angeordnet, um die Form des Walzgutes 3 in Querrichtung zu messen. Der Formdetektor 14 besteht typischerweise aus einer großen Anzahl von Dickenmeßaufnehmern, die nebeneinander in der Querrichtung beabstandet angeordnet sind. Das vom Formdetektor 14 gemessene Formsignal wird einem Konverter 14 a für die Formerfassung eingegeben, um Störsignale zu beseitigen. Das vom Formerfassungswandler 14 a ausgegebene Formsignal wird der Kühlmittelregeleinheit 10 zur Bestimmung der Stellgröße der Walzenkühleinheit 10 a zugeführt. Die Kühlmittelregeleinheit 10 arbeitet zur Durchführung von "fuzzy"-Folgerungsberechnungen und zur Bestimmung der Stellgröße der Walzkühleinheit 10 a. Die Kühlmittelregeleinheit 10 umfaßt so viele Düsensteuereinheiten 311 wie Düsen vorhanden sind, zur Steuerung dieser Düsen der Walzenkühleinheit 10 a. Die Düsensteuereinheit 311 umfaßt eine Formabweichungsabsolut kontrollabschnittes 314. Plattendickensignale i-1, i und i+1 von den (i-1)ten, (i-1)ten und (1+1)ten Meßgliedern 321 werden einer Vorbearbeitungseinheit 322 eingegeben. Die Vorbearbeitungseinheit 322 leitet Abweichungen ε _i-1 zwischen den Plattendickensignalen i und i-1 in einem Addierer 326 ab, und leitet die Abweichung ε _i zwischen dem Plattendickensignal i und i+1 in dem Addierer 327 ab. Die Abweichungen ε _i und ε _i-1 werden zu Formpositionsabweichungen. Die von der Vorbearbeitungseinheit 322 ausgegebenen Abweichungen ε₁ und e _i-1 werden zwei Klassifizierungseinheiten 323 a und 323 b eingegeben. Jede Klassifizierungseinheit klassifiziert die eingegebenen Abweichungen in eine Vielzahl von Klassen, die hinsichtlich der Größe der Positionsabweichungen vorgegeben sind, und gibt die Grade der Gewißheit aus, daß die eingegebene Abweichung zu der betreffenden Klasse gehört. Die von den zwei Klassifizierungseinheiten bestimmten Grade der Gewißheit werden Folgerungseinheiten 324 a und 324 b eingegeben. Die Folgerungseinheit 324 bezieht sich auf eine Folgerungsregelbasis 325, bestimmt ein Kontrollsignal auf der Grundlage der Abweichungen ε _i und ε _i-1, und liefert das Kontrollsignal an den E-Elementkontrollabschnitt 315.

Fig. 28 zeigt detailliert den Aufbau des P-Elementkontrollabschnitts und des D-Elementkontrollabschnitts 313.

Das Plattendickensignal i wird einer Klassifizierungseinheit 323 c des P-Elementkontrollabschnitts 312 zur Bestimmung dessen Grades an Gewißheit eingegeben. Die so ermittelten Grade von Gewißheit werden einer Folgerungseinheit 324 c eingegeben. Die Folgerungseinheit 324 leitet unter Bezugnahme auf eine Folgerungsregelbasis 325 ein Kontrollsignal ab und gibt dieses Kontrollsignal an den E-Elementabschnitt 315.

Weiterhin subtrahiert der D-Elementkontrollabschnitt 313 das im vorherigen Meßdurchgang gewonnene und durch eine Verzögerungseinheit 328 geleitete Plattendickensignal i vom gegenwärtigen Plattendickensignal i unter Verwendung eines Addierers 329, und bildet hierdurch die Formzeitabweichung. Diese Formzeitabweichung wird an eine Differenzierungseinheit 330 gegeben, die einen Verstärkungsfaktor aufweist, der umgekehrt proportional zur Meßperiode T ist, um das differenzierte Signal des Plattendickensignals i zu erhalten. Dieses differenzierte Formsignal wird einer Klassifizierungseinheit 323 D zugeführt. Auf der Grundlage der dort abgeleiteten Grade an Gewißheit wird die Folgerungsverarbeitung in einer Folgerungseinheit 324 D durchgeführt.

Die Differenzierung kann auch unter Verwendung eines Integrationselementes unter digitaler Regelung, eines vielstufigen Differenzierungselementes oder eines Integrierungselementes durchgeführt werden.

Fig. 29 zeigt ein detailliertes Diagramm eines Beispiels der Klassifizierungseinheit 323.

Die Anzahl in der Klassifizierungseinheit 323 enthaltenen Sortierelemente entspricht der Anzahl von Klassen, um entsprechende Grade von Gewißheit zu erlangen, daß das Eingangssignal (Formsignal) I einer Anzahl von vorgegebenen Klassen angehört. In der Ausführung sind drei Klassen vorhanden, die als "kleine Abweichung S", "mittlere Abweichung M" und "große Abweichung L" bezeichnet sind. Daher sind drei Sortierelemente 331, 332 und 333 vorgesehen, die diesen drei Klassen entsprechen. Das Sortierelement 331 hat die gezeigte Sortierfunktion. Die Abszissenachse repräsentiert die Größe des Eingangssignals I, und die Ordinatenachse repräsentiert die Größe des ausgegebenen Grades an Gewißheit S. Die Sortierfunktion des Sortierelementes ist durch durchgezogene Linien dargestellt, und die Sortierfunktionen von anderen Sortierelementen ist durch unterbrochene Linien dargestellt. Wenn der Wert des eingegebenen Signals I a beträgt, wird der Grad der Gewißheit, daß das eingegebene Signal a zur Klasse S gehört, b. In gleicher Weise gibt das Sortierelement 332 die Tatsache an, daß der Grad an Gewißheit, daß der Wert a des Eingangssignals I zur Klasse M gehört, c beträgt. Weiterhin zeigt das Sortierelement 333 die Tatsache an, daß der Grad der Gewißheit, daß der Wert a des Eingangssignals I zur Klasse L gehört, Null beträgt.

In Fig. 29 zeigen die Ausgänge der Sortierelemente 331, 332 und 333 die Grade der Gewißheit an bezüglich der zugeordneten Klassen "klein (S)", "mittel (M)" und "groß (L)". Unter veränderten Bedingungen können jedoch die Anzahl der Sortierklassen erhöht oder vermindert werden.

Fig. 30 zeigt den detaillierten Aufbau der Folgerungseinheit 324. Die von der Klassifizierungseinheit ausgegebene Klasse und der Grad an Gewißheit werden in Speichereinheiten gespeichert, die in der Folgerungseinheit 324 enthalten sind. Die in der Speichereinheit 334 gespeicherten Grade an Gewißheit werden einer nach der anderen in einen Folgerungsabschnitt 335 genommen. Der Folgerungsabschnitt nimmt Bezug auf eine Folgerungsregelbasis 325, bestimmt eine anzuwendende Steuerregel und gibt ein Kommandosignal aus, das als Kommandosignal für den E-Elementabschnitt 315 verwendet wird, welcher die Bewertungseinheit darstellt.

Die Wirkungsweise der Folgerungseinheit 335 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 31 beschrieben.

Im Schritt 336 wird die für die Folgerung verwendete Klasse zunächst aus der Speichereinheit 334 genommen, und in einem nicht gezeigten Register während der Folgerung gespeichert. Zusätzlich wird eine erste Regel aus der Folgerungsregelbasis 325 entnommen. Im Schritt 337 wird festgestellt, ob der Inhalt des Voraussetzungsabschnittes der Folgerungsregel mit dem Inhalt des Registers übereinstimmt oder nicht. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung "Übereinstimmung" ist, wird im Schritt 338 beurteilt, ob die Folgerungsabschnitte der übereinstimmenden Folgerungsregel eine Manipulationsanweisung für die Walzenkühleinheit 10 a darstellt oder nicht. Wenn im Schritt 338 festgestellt wurde, daß der Folgerungsabschnitt eine Manipulationsanweisung darstellt, wird der Folgerungsabschnitt multipliziert mit dem Grad der Gewißheit, und das hieraus resultierende Produkt wird im Schritt 339 als Steuerungssignal an den E-Elementabschnitt 315 ausgegeben, der der Beurteilungsabschnitt ist. Im Schritt 340 wird festgestellt, ob in der Speichereinheit 334 Daten für die Folgerung vorhanden sind oder nicht. Wenn keine Daten vorhanden sind, so ist die Abarbeitung durch die Folgerungseinheit 335 beendet. Wenn Daten für die Folgerung vorhanden sind, wird der Schritt 336 ausgeführt. Wenn das Ergebnis der Feststellung im Schritt 337 "Nichtübereinstimmung" ist, so wird die nächste Folgerungsregel aus der Folgerungsregelbasis 325 genommen. Wenn im Schritt 338 festgestellt wurde, daß der Folgerungsabschnitt nicht eine Manipulationsanweisung darstellt, werden die Inhalte des Registers ersetzt durch den Folgerungsabschnitt der Folgerungsregel, und die allererste Regel wird aus der Folgerungsregelbasis 325 im Schritt 342 entnommen.

Mittels Folgerungsberechnung ermittelte Kontrollsignale (Stellgrößen) werden, wie nachfolgend beschrieben, im Bewertungsabschnitt 315 bewertet.

Die Wirkungsweise des Bewertungsabschnitts (E-Bewertungsabschnitt) 315 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 32 beschrieben.

Die aus der Folgerungseinheit 324 ausgegebenen Regelsignale A, B und C werden dem E-Elementabschnitt 315, der die Bewertungseinheit darstellt, eingegeben. Als eine Form der Regelsignale A, B und C ist die Zusammenfassung des Signals C in Block 343 gezeigt. Die Regelsignale A, B und C werden erhalten durch die Ableitung von Stellgrößen, die entsprechenden Klassen entsprechen, die, wie vorher beschrieben, klassifiziert worden sind. Dies geschieht in der oben beschriebenen Folgerungseinheit auf der Grundlage der Folgerungsregelbasis. Jedes Signal zeigt nicht zwingend eine gewisse Stellgröße an, sondern zeigt eine Stellgröße an, die zu einem gewissen Bereich gehört, der der entsprechenden Klasse zugeordnet ist. Die Grundlinie des im Kasten 343 gezeigten Dreieckes bezeichnet den Bereich der Stellgröße der zugeordneten Düse, die durch das Regelsignal C hervorgerufen wird. Das Verhältnis der schraffierten Fläche zum Gesamtflächeninhalt des Dreieckes gibt den Grad der Gewißheit des Signales C an (welches der Grad der Gewißheit ist, der mittels der oben beschriebenen Klassifizierungseinheit ermittelt worden ist). Die Regelsignale A, B und C, die alle die Form eines Dreieckes repräsentieren, das ähnlich dem im im Kasten 343 dargestellten ist, werden dem E-Elementabschnitt 315 eingegeben. Der E-Elementabschnitt 315 leitet die Fläche der schraffierten Bereiche der Regelsignale A, B und C ab und gibt die Position des Flächenschwerpunktes der bewerteten Flächen an die Walzenkühleinheit 10 a, als Kommandosignal für die Düse. Angenommen, daß die Werte der Stellgrößen der Kontrollsignale A, B und C p₁, p₂ und p₃ sind, und die Grade der Gewißheit der Signale A, B und CF₁, CF₂ und CF₃ sind, so ist die Stellgröße p _i der i -ten Düse mittels der folgenden Gleichung gegeben.

In die Folgerungsregelbasis 325 wird Wissen, beispielsweise wie in Fig. 33 gezeigt, gespeichert. Wissen liegt in der Form, "wenn X, Y" vor. "X" entspricht dem Voraussetzungsabschnitt, und "Y" entspricht dem Folgerungsabschnitt. Zum Beispiel lautet die Regel i : Wenn der Unterschied zwischen einem gewissen Punkt und dem nächstliegenden Punkt groß ist, so ist die Stellgröße für die Düse groß". Der Folgerungsabschnitt repräsentiert die Stellgröße der Düse oder des Formzustandes. Die Folgerungseinheit, die den Formzustand repräsentiert, wie zum Beispiel Regel j, wird für eine mehrstufige Folgerung, wie für einen Syllogismus verwendet.

Die konkrete Arbeitsweise der bis hierher beschriebenen Formkontrolleinheit wird anschließend unter Bezugnahme auf die Fig. 34A und 34B beschrieben.

Fig. 34A zeigt die Wellenform des Formsignals, welches vom Formdetektor 14 gemessen worden ist und der Kühlmittelregeleinheit 10 über den Formerfassungswandler 14 eingegeben ist. Die Abszissenachse repräsentiert Nummer und Position der Meßfühler 321, deren Numerierung am linken Ende beginnt. Die Ordinatenachse repräsentiert den Absolutwert der Abweichung von der gewünschten Plattendicke. Eine fette Linie stellt ein Formmuster dar, wie es die Verteilung der Plattendickenabweichung im gegenwärtigen Meßmoment (gegenwärtige Werte) darstellt. Die dünne Linie repräsentiert ein Formmuster, das im vorhergehenden Meßzeitpunkt erhalten worden ist (letzter Wert). Ein von der dünnen zur fetten Linie gerichteter Pfeil stellt die Richtung der Änderung des Formmusters dar. In Fig. 34A befindet sich die linke Seite bezüglich des zehnten Meßfühlers 321 (nachfolgend als Kanal 10 bezeichnet) in Richtung einer Verbesserung, während die rechte Seite sich in Richtung einer Verschlechterung bewegt.

Bezugnehmend auf die Abweichung a von Kanal 3 wird nun angenommen, daß die Klassifizierungseinheit 323 des P-Elementabschnittes 312 zum Beispiel "große Abweichung mit dem Grad an Gewißheit von 0,9", und "mittlere Abweichung mit dem Grad von Gewißheit von 0,1" ausgibt. Die Folgerungseinheit 324 speichert die Regelsignale "große Abweichung" mit dem Grad an Gewißheit von 0,9" und "mittlere Abweichung mit dem Grad an Gewißheit von 0,1" in der Speichereinheit 334. In Übereinstimmung mit der in Fig. 31 gezeigten Vorgehensweise, ermittelt die Folgerungseinheit 335 die Regel k "wenn der Absolutwert der Abweichung groß ist, so ist die Stellgröße groß", die in der Folgerungsregelbasis 325 gemäß Fig. 33 dargestellt ist. Diese stimmt mit "große Abweichung" überein, die im Regelsignal "große Abweichung mit dem Grad von Gewißheit von 0,9", enthalten ist, das in der Speichereinheit 334 gespeichert ist. Die Folgerungseinheit 335 stellt den Wert der Gewißheit für große Stellgrößen entsprechend 0,9 ein, und gibt dies an die E-Elementabschnitt 315, der die Bewertungseinheit darstellt, aus. Nachdem in diesem Fall die Folgerung "mittlere Abweichung mit dem Grad der Gewißheit von 0,1" darstellt, wird "mittlere Stellgröße mit dem Grad von Gewißheit 0,1" gleichzeitig ausgegeben.

Ferner wird durch Verwendung des Regelsignals "große Stellgröße mit Grad an Gewißheit 0,9" und "mittlere Stellgröße mit Grad an Gewißheit 0,1" eine den Grad der Notwendigkeit zur Anwendung von Kühlmittel darstellende Stellgröße a in E-Elementabschnitt 315, der die Bewertungseinheit des in Fig. 34B gezeigten P-Elementabschnittes 312 darstellt, abgeleitet. Zur Kürzung der Beschreibung wird die Wirkungsweise des X-Elementabschnittes 314 und des D-Elementabschnittes 313 weggelassen. Jedoch umfaßt die Stellgröße a den Einfluß der Elementabschnitte 313 und 314.

Hinsichtlich des Kanals 7 von Fig. 34A ist die Abweichung b mittelgroß, und somit wird die Stellgröße b, die in Fig. 34B gezeigt ist, ebenfalls mittelgroß. Nachdem weiter die Abweichung c von Kanal 10 Null beträgt, wird die Stellgröße c ebenfalls Null. In dieser Weise ist es zu verstehen, daß die Stellgröße groß ist, wenn die Abweichung groß ist, und die Stellgröße ebenfalls klein ist, wenn der Absolutwert der Abweichung klein ist.

Der P-Elementabschnitt 312, der X-Elementabschnitt 314 und der D-Elementabschnitt 313 haben identischen Aufbau, mit der Ausnahme des für die Folgerung benutzten Signals, das heißt der Regel der Folgerungsregelbasis 325, die im Folgerungsabschnitt 335 benutzt wird. Mit Schwerpunkt auf die Bewegung der Regel und der Folgerung wird daher die Wirkungsweise des X-Elementabschnittes 314 und des D-Elementabschnittes 313 nachfolgend beschrieben.

Auf der Grundlage der Formpositionsabweichung vom benachbarten Punkt bestimmt die Folgerungseinheit 324 des X-Elementabschnittes 314 die geregelte Variable. Beispielsweise hat Punkt d von Kanal 8, wie in Fig. 34 gezeigt, bezüglich Kanal 7 eine geringe Abweichung, aber hat eine große Abweichung bezüglich zu Kanal 9. In diesem Fall wird Regel i von Fig. 33, das heißt "wenn die Abweichung zwischen diesem Punkt und dem benachbarten Punkt groß ist, so ist die Stellgröße groß" gewählt. Andererseits weist der in Fig. 34a gezeigte Punkt b von Kanal 7 bezüglich seinem benachbarten Punkt eine geringe Abweichung auf, so daß "die Stellgröße ist klein" gewählt wird. Im Ergebnis werden die Stellgrößen der Kanäle 7 und 8 b und d, wie in Fig. 34B gezeigt, und die Stellgröße d von Kanal 8, der bezüglich des benachbarten Kanales eine große Abweichung aufweist, wird größer als die Stellgröße b.

Eine vom D-Elementabschnitt 313 hervorgerufene Änderung der Stellgröße wird nun beschrieben. Hinsichtlich der Form der letzten Messung und des gegenwärtigen Formmusters, so befindet sich die linke Seite (Kanäle 1 bis 9) von Kanal 10 in Richtung der Verbesserung, während die rechte Seite (Kanäle 11 bis 20) sich verschlechtern.

Hinsichtlich des Punktes a des in Fig. 34 gezeigten Kanales 3 ist der letzte Meßwert groß, und der gegenwärtige Meßwert ist mittelgroß. Daher wird der Regel j der in Fig. 33 gezeigten Folgerungsregelbasis 325 genüge getan. Der Folgerungsabschnitt des D-Elementabschnittes 313 leitet somit die Folgerung ab, daß sich die Form in positiver Richtung ändert. Im Schritt 383 in Fig. 31 ist jedoch die Folgerung keine Stellgröße. Daher wird in der Folgerung fortgeschritten, und Übereinstimmung mit Regel j + 2 wird gefunden, daß die Formänderung in positiver Richtung erfolgt. Somit wird die Folgerung erhalten, daß die Stellgröße klein ist.

Andererseits weist der Punkt e des in Fig. 34A gezeigten Kanals 18 den gleichen Absolutwert der Abweichung auf wie a. Jedoch ändert sich die Form in Richtung einer Verschlechterung. Dieser Fall fällt mit Regel j + 1 von Fig. 33 überein, daß die Stellgröße groß wird, wenn sich die Formänderung in Richtung einer Verschlechterung befindet. Als Ergebnis werden die Stellgrößen a und e erhalten, und die Stellgröße e wird groß.

Bei Erhalt der Stellgrößen der in Fig. 34b gezeigten diesbezüglichen Kanäle, bei denen die ausgegebenen Ergebnisse des E-Elementabschnittes 315 geordnet worden sind, erzeugt die Kühlmittelregeleinheit 10 das Stellsignal des Ventils 317 der Walzenkühleinheit 10 a unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Ventils 317. Wenn das Ventil 317 binäre Schaltungszustände ausführt, das heißt zum Beispiel An/Aus-Betrieb, wird ein Schwellwert definiert und ein Muster wie in Fig. 34c so erzeugt, welches das Stellsignal des Ventiles repräsentiert, daß das Stellsignal AN wird, wenn der durch die unterbrochene Linie in Fig. 34b angedeutete Wert überschritten wird, und das Stellsignal AUS wird, wenn der durch die unterbrochene Linie angedeutete Wert nicht überschritten wird. Auf diese Weise wird die Menge des Kühlmittels geregelt.

Die Fig. 35a und 35b zeigen charakteristische Diagramme mit den Ergebnissen von Simulationen, bei denen die vorliegende Erfindung mit dem Stand der Technik verglichen wird. Fig. 35 zeigt die Anfangswerte der Formmuster, die als Verformung geliefert werden. Eine dünne Linie in Fig. 35b stellt das Formmuster dar, daß durch Regelung gemäß dem Stand der Technik erhalten wird, und eine dicke Linie zeigt das durch die Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene Formmuster. Aus Fig. 35b läßt sich daher der Gesamtumfang der Verbesserung im Vergleich mit der bekannten Regelung ersehen.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf die Regelung der Form bei der Dickenverteilung in der Querrichtung von Walzgut angewendet. Jedoch kann die vorliegende Erfindung ebenfalls zur Regelung der Form in bezug auf Welligkeit des Walzgutes angewendet werden, die durch die Verteilung des Umfangs an Längendehnungen des Walzgutes in seiner Querrichtung dargestellt wird. Diese Form wird im allgemeinen durch einen Formdetektor gemessen, der anstelle des Formdetektors in Fig. 25 zur Messung der auf das Walzgut aufgebrachten Longitudinalspannung in Querrichtung angebracht ist.

Gemäß der bisher beschriebenen Ausführungsform wird die Regelung nicht nur auf der Basis der Absolutwerte der Formabweichung gebildet, sondern ebenfalls auf der Grundlage der Formpositionsabweichung und der Formzeitabweichung, die sich zeitabhängig ändern. Daher können die von jedem Faktor hervorgerufenen Verzerrungen beseitigt werden. Es wird eine Regelung der Form mit hoher Präzision möglich.

In der oben beschriebenen Ausführungsform werden Formpositionsabweichungswerte mit Bezug auf benachbarte Formdetektoren ermittelt. Selbstverständlich können weitere Formpositionsabweichungswerte von noch mehr Formdetektoren abhängig von den thermischen Eigenschaften der Walze bestimmt werden.

Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung sogar auf ein System angewendet werden, bei dem die Menge des Kühlmittels kontinuierlich eingestellt werden kann.

Claims

1. Regeleinrichtung für die Ansteuerung einer Anzahl von Stellgliedern (G 6, 7, 8, 9, 10, 11) die bei der Regelung eines geregelten Systems wirksam sind, mit folgenden Merkmalen:
Erfassungsmitteln (G 14, 14) zur Erfassung eines der Chrakteristik des zu regelnden Systems entsprechenden charakteristischen Wertes; und
einer Optimalentscheidungseinheit (G 13, 12, 13, 15) zur Ableitung von Stellgrößen der Stellglieder auf der Grundlage des erfaßten charakteristischen Wertes, wobei diese Optimalentscheidungseinheit die folgenden Merkmale umfaßt:
Mittel (G 16, 16) für die Festlegung einer Anzahl von Vergleichsmustern (62, 63), die verschiedene Merkmale des charakteristischen Wertes auf der Grundlage einer vorhergesagten Größe des charakteristischen Wertes darstellen;
Mittel (13) für die Bestimmung eines Grades an Gewißheit, mit dem der von den Erfassungsmitteln gemessene charakteristische Wert jedem der Vergleichsmuster angehört;
Mittel (36) zur Vorbestimmung von Regeln, gemäß denen eine Stellgröße jeder dieser Stellglieder bestimmt wird, wenn der festgestellte charakteristische Wert jedem der Vergleichsmuster angehört; und
Mitteln (32) zur Ableitung einer Stellgröße eines jeden Stellgliedes auf der Grundlage des Grades an Gewißheit, daß der festgestellte charakteristische Wert jedem der Vergleichsmuster, und der für jedes Stellglied für jedes Vergleichsmuster vorbestimmten Stellgrößen-Bestimmungsregel angehört.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgrößen-Bestimmungsregel die Beziehung zwischen jedem Vergleichsmuster, und dem Bereich der Stellgröße eines jeden Stellgliedes bestimmt.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der charakteristische Wert ein Muster darstellt, das von einer Anordnung einer Anzahl von Werten eines Parameters, der die Charakteristik des geregelten Systems darstellt, vorgegeben ist, wobei die Vergleichsmuster eine Anzahl vorhergesagter repräsentative Muster des charakteristischen Wertes sind.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Vergleichsmuster eine Anzahl verschiedener Bereiche in bezug auf die Größe des charakteristischen Wertes festlegen, wobei die Bereiche untereinander überlappen.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Charakteristik des geregelten Systems die Querschnittsform des mittels einer Walzanlage (1) zu walzenden Walzgutes (3) ist, und der von Erfassungsmitteln festgestellte charakteristische Wert in Form eines die Querschnittsform des Walzgutes darstellenden Musters gegeben ist.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Charakteristik des geregelten Systems die Querschnittsform des mittels einer Walzanlage (1) zu walzenden Walzgutes (3) ist, und der von Erfassungsmitteln fesgestellte charakteristische Wert die Dicke des Walzgutes ist, die im wesentlichen gleichzeitig entlang einer Anzahl von Querschnittspositionen gemessen wird.

7. Regeleinrichtung für die Regelung einer vorbestimmten Charakteristik eines geregelten Systems (1), das über eine Anzahl von Aktoren (G 6, 7, 8, 9, 10, 11) regelbar ist, wobei die Regeleinrichtung umfaßt:
Erfassungsmittel (14) mit einer Anzahl von Detektoren (321) zur Messung einer Anzahl von Werten eines eine vorbestimmte Konstante dieses geregelten Systems repräsentierenden Parameters und zur Erzeugung von die gemessenen Werte kennzeichnender Ausgangssignalen; und
Optimalentscheidungsmitteln (G 13, 12, 14, 15) für die künstliche Beurteilung des Zustandes der Charakteristik auf der Grundlage der Ausgangssignale der Erfassungsmittel in Übereinstimmung mit vorbestimmten Regeln und für die Zuführung von Steuerkommandos an die Anzahl der Aktoren auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Optimalentscheidungseinheit die folgenden Merkmale umfaßt:
Mittel (13) zur Bestimmung eines Merkmales dieser Charakteristik auf der Grundlage des Ausgangssignales der Erfassungsmittel:
Speichermittel (36) zur Speicherung einer Vielzahl von Steuerungsregeln, die die Beziehung zwischen dem Merkmal dieser Charakteristik und der Stellgröße des Aktors bestimmen; und
Mittel (32) zur Bestimmung der Stellgröße des Aktors auf der Grundlage des bestimmten Merkmales dieser Charakteristik und dieser Steuerungsregel.

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Optimalentscheidungsmittel die folgenden Merkmale umfassen:
Mittel (16) zur Speicherung einer Vielzahl von Vergleichsmustern, die mit Bezug auf Kombinationen der Ausgangssignale der Erfassungsmittel vorbestimmt worden sind, und zur Speicherung von Stellgrößen der Aktoren entsprechend der Vielzahl von Vergleichsmustern; und
Mittel (13) zur Bestimmung des Grades an Gewißheit für jedes Vergleichsmuster bezüglich eines Ausgangsmusters, das als Kombination von Ausgangssignalen der Erfassungsmittel gegeben ist, und zur Bestimmung von Stellgrößen der Aktoren auf der Grundlage dieses Grades an Gewißheit und der den Vergleichsmustern entsprechenden Stellgrößen der Aktoren.

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Optimalentscheidungseinheit die folgenden Merkmale umfaßt:
Mustererkennungsmitteln (13) zur Bestimmung des Grades an Ähnlichkeit zwischen einem Kombinationsmuster von Ausgangssignalen, die von den Erfassungsmitteln stammen, und jeder der Vielzahl der Vergleichsmuster, die bezüglich der Ausgangssignale vorbestimmt wurden; und
Kommandoerzeugungsmittel (12) zur Bestimmung individueller Stellgrößen einer Veilzahl von Aktoren auf der Grundlage des Grades an Ähnlichkeit, und zur Umwandlung der vorbestimmten Stellgrößen in Kommandosignale der Vielzahl von Aktoren.

11. Regeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mustererkennungsmittel (13) eine Eingabeebene (31) für die Aufnahme der Kombination von Ausgangssignalen der Erfassungsmittel, und einer Reihenverbindung einer Vielzahl von Zuständen von Zwischenebenen (19, 27, 29) wobei die Zwischenebene jeder Stufe eine Vielzahl von Knoten für den Empfang von Ausgangssignalen der Eingangsebene oder einer Zwischenebene der vorhergehenden Stufe aufweist, zur Multiplizierung der Ausgangssignale mit gewichteten Koeffizienten und Addierung der resultierenden Produkte, zur Wandlung der sich ergebenden Summe unter Verwendung einer vorgegebenen Funktion, und zur Ausgabe des Ergebnisses, und wobei der Ausgang der Zwischenebene der letzten Stufe den Grad der Ähnlichkeit dieser Muster anzeigt.

12. Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommandoerzeugungsmittel die Stellgröße für die Aktoren durch Verwendung einer vorgegebenen Wissensbasis und einer Folgerungseinheit auf der Grundlage des Grades an Ähnlichkeit der Muster bestimmt.

13. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Lehreinheit (G 16) zur Beurteilung, ob die künstliche Entscheidung des Zustands der von der Optimalentscheidungseinheit durchgeführten Zustandscharakteristik gut ist oder nicht, und zur Änderung der Regel auf der Grundlage der Beurteilung, umfaßt.

14. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
Speichermittel (52) zur Speicherung von Ausgangssignalen der Meßmittel als Zeitfolgendaten; und
Mittel (156) zur selektiven Eingabe des Ausgangssignals der Erfassungsmittel und des Ausgangssignales der Speichermittel an die Optimalentscheidungseinheit, wobei die von der Optimalentscheidungseinheit getroffene, künstliche Entscheidung auf der Änderung des Ausgangssignales der Erfassungsmittel über der Zeit basiert.

15. System zur Regelung vorbestimmter Charakteristik eines gegebenen geregelten Systems durch Steuerung einer Vielzahl von Aktoren, dadurch gekennzeichnet, daß das System die folgenden Merkmale umfaßt:
Erfassungsmittel (14) zur Erfassung einer Vielzahl von Werten eines Parameters, der die vorgegebene Charakteristik repräsentiert, und zur Ausgabe der Werte als Vielzahl erfaßter Signale;
Mustererkennungsmittel (13) für den Empfang einer Kombination der Vielzahl der erfaßten Signale als ein Muster und zur Bestimmung eines Grades an Ähnlichkeit zwischen der Kombination der erfaßten Signale und jedem einer Vielzahl von vorbestimmten Vergleichsmustern;
Mittel (32) zur Verarbeitung des Grades an Ähnlichkeit und zur Verwendung von "fuzzy"-Folgerung (unklarer Folgerung) und zur Bestimmung der Stellgröße eines jeden Aktors; und
Mittel (12) zur Erzeugung eines Kommandos eines jeden Aktors auf der Grundlage dieser Stellgröße.

16. Regeleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mustererkennungsmittel eines Neuronencomputer des Typs Rumelhart umfaßt.

17. Regeleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mustererkennungseinheit (13) eine Vielzahl von Knoten (20, 21) umfaßt, die der Vielzahl von Vergleichsmustern entspricht, und jeder Knoten Berechnungen durchführt unter Verwendung der Vielzahl der eingegebenen erfaßten Signale und einer einen Gewichtungskoeffizient enthaltenden vorgegebenen Funktion, und den Grad an Ähnlichkeit zwischen den Kombinationsmustern ausgibt, wobei die Regeleinrichtung ferner eine Lerneinheit (16) zur Einstellung des Gewichtungskoeffizienten umfaßt, so daß die Ausgänge der Knoten den zutreffenden Grad an Ähnlichkeit zu den Korrespondierenden Vergleichsmustern anzeigt.

18. Regeleinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lernmittel (10) die folgenden Merkmale umfassen:
Eingangsmuster-Erzeugungsmittel (45) zur Speicherung der Vielzahl von Vergleichsmustern und zur Eingabe eines ausgewählten Vergleichsmusters an die Mustererkennungsmittel;
Ausgangsmuster-Erzeugungsmittel (47) mittels derer ein günstiges Muster von Ausgangssignalen von den Knoten ausgegeben wird, wenn das gleiche Muster wie dieses eine Vergleichsmuster an die Erkennungsmittel eingegeben wird;
Vergleichsmittel (46) für den Vergleich eines Musters von Signalen, das bei Eingabe des einen Vergleichsmusters an die Mustererkennungsmittel von der Vielzahl von Knoten ausgegeben wird, mit dem ausgegebenen Muster der Ausgabemuster-Erzeugungseinheit, und hierdurch zur Ermittlung der Abweichung;
Mittel (61) zur Einstellung der Gewichtungskoeffizienten der Knoten auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses; und
Mittel (46) zur Kontrolle der Operation der Eingangsmuster-Erzeugungsmittel, der Ausgangsmuster-Erzeugungsmittel und der Gewichtungsfunktion-Einstellmittel.

19. Regeleinrichtung nach Anspruch 15, ferner gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Speichermittel (52) für die Speicherung der Anzahl der erfaßten Signale als Zeitfolgedaten; und
Mittel für die selektive Eingabe der Anzahl der registrierten Signale und der Ausgangssignale der Speichermittel an die Mustererkennungsmittel.

20. Einrichtung für die Regelung einer vorbestimmten Charakteristik eines gegebenen geregelten Systems durch Steuerung einer Anzahl von Aktoren (G 6), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung die folgenden Merkmale umfaßt:
Erfassungsmittel (G 14) für die Erfassung einer Vielzahl von Werten eines die vorbestimmte Charakteristik repräsentierenden Parameters, und für die Ausgabe der Werte als erfaßte Signale; und
Optimalentscheidungsmittel (G 13) für die Beurteilung des Zustandes der Charakteristik des geregelten Systems auf der Grundlage der Vielzahl der registrierten Signale, und für die Bestimmung einer optimalen Stellgröße der individuellen Aktoren, um einen gewünschten Zustand der Charakteristik zu erhalten.

21. Regeleinrichtung einer Walzanlage (1) mit einer Vielzahl von Antriebseinrichtungen zum Walzen eines Werkstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung die folgenden Merkmale umfaßt:
Mittel (14) zur Erfassung des Zustandes des Walzgutes; und
Mittel (12) für die Beurteilung des Unterscheidungsgrades zwischen dem Zustand des Walzgutes und seinem idealen Zustand auf der Grundlage des Ausgangssignales der Erfassungsmittel, für die Bestimmung der Stellgrößen dieser Einrichtungen, und zur Erzeugung von Kommandos, die den Antriebseinrichtungen zugeführt werden.

22. Optimalentscheidungseinheit mit:
Eingabemitteln (31) für die Einspeisung einer Kombination von eingegebenen Signalen, die eine vorbestimmte Charakteristik eines mittels einer Vielzahl von Aktoren (G 6) gesteuerten geregelten Systemes darstellen;
Mittel (32) für die Beurteilung, ob der Zustand der vorbestimmten Charakteristik gut ist oder nicht, auf der Grundlage des eingegebenen Signals, und für die Bestimmung von Stellgrößen der Aktoren auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses; und
Ausgabemittel (33) für die Ausgabe von Stellsignalen an die Aktoren auf der Grundlage der bestimmten Stellgrößen.

23. Optimalentscheidungseinheit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgrößenbestimmungsmittel die folgenden Merkmale umfassen:
Mittel (13) zur Darstellung des Zustands der vorbestimmten Charakteristik mittels eines Musters in einer Kombination der eingegebenen Signale;
Mittel (45) für die Speicherung einer Vielzahl von Vergleichsmustern, die eine repräsentative Form des Musters darstellen;
Mittel (142) zur Bestimmung des Grades an Ähnlichkeit zwischen dem Kombinationsmuster des eingegebenen Signals und jedem Vergleichsmuster; und
Mittel (32) zur Bestimmung der Stellgröße eines jeden Aktors auf der Grundlage des Grades an Ähnlichkeit.

24. Einheit für die Regelung der Querschnittsform von mittels eines Walzenpaars (2) gewalzten Walzgutes, bei dem das Walzenpaar durch Kühlmittel kühlbar ist, das über eine Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen (10 a) eingespritzt wird, und bei dem das Walzgut zwischen dem Walzenpaar gewalzt wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Mittel (14) zur Erfassung von Querschnittsdicke des Walzguts entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage; und
einer Optimalentscheidungseinheit (10) zur Bestimmung der Stellgrößen dieser Kühleinrichtungen auf der Grundlage der Verteilung der erfaßten Querschnittsverteilung, wobei die Optimalentscheidungseinheit aufweist:
Mittel (323) für die Festlegung einer Vielzahl von Vergleichsmustern, die verschiedene, sich überlappende Dickenbereiche repräsentieren, auf der Grundlage eines vorhergesagten Wertes der Querschnittsdicke des Walzgutes;
Mittel (324) für die Bestimmung der Gewißheit der Tatsache, daß der Wert der von den Erfassungsmitteln gemessenen Querschnittsdicke jedem dieser Vergleichsmuster angehört;
Mittel (325) für die Vorbestimmung von Manipulationsregeln der Kühlmittelspritzung jeder dieser Kühleinrichtungen, um jedem dieser Vergleichsmuster zu entsprechen; und
Mittel (315) zur Ermittlung der Stellgröße für das Spritzen von Kühlmittel jeder Kühleinrichtung auf der Grundlage der Gewißheit, daß dieser gemessene charakteristische Wert jedem dieser Vergleichsmuster angehört, und der für jedes Vergleichsmuster vorbestimmten Manipulationsregel der Kühlrichtung.

25. Verfahren zur Regelung der Querschnittsform von Walzgut in Achsrichtung eines Walzenpaares, bei dem das Walzenpaar durch Kühlmittel gekühlt wird, das über eine Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühlrichtungen eingespritzt wird, und bei dem das Walzgut zwischen dem Walzenpaar gewalzt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassung (14) der Querschnittsdicke des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Anwendung (234) vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dickenwerte von einem vorgegebenen, gewünschten Dickenwert kennzeichnen, und von Positionsabweichungen, die die Dickenabweichung an zwei nebeneinander liegenden Positionen jeder dieser Positionen angeben, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

26. Verfahren zur Regelung der Querschnittsform von Walzgut (3) in Achsrichtung eines Walzenpaares (2), bei dem das Walzenpaar durch Kühlmittel gekühlt wird, das über eine Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen (10 a) eingespritzt wird, und bei dem das Walzgut zwischen dem Walzenpaar gewalzt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassung (14) der Querschnittsdicke des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Anwendung (314) vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dickenwerte von einem vorgegebenen, gewünschten Dickenwet kennzeichnen, und von Zeitabweichungen, die die zeitliche Änderung der Dicke an jeder dieser Positionen angeben, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

27. Verfahren zur Regelung der Querschnittsform von Walzgut (3) in Achsrichtung eines Walzenpaars (2), bei dem das Walzenpaar durch Kühlmittel gekühlt wird, das über eine Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen (10 a) gespritzt wird, und bei dem das Walzgut zwischen dem Walzenpaar gewalzt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassung (14) der Querschnittsdicke des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Anwendung (324) vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dickenwerte von einem vorgegebenen, gewünschten Dickenwert kennzeichnen, von Positionsabweichungen, die die Dickenabweichung an zwei nebeneinander liegenden Positionen von jeder dieser Positionen angeben, und von Zeitabweichungen, die die zeitliche Änderung der Dicke an jeder dieser Positionen angeben, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

28. Einheit für die Regelung der Querschnittsfläche von Walzgut (2) in Achsrichtung eines Walzenpaares (2), bei dem das Walzgut zwischen dem Walzenpaar gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit die folgenden Merkmale umfaßt:
eine Anzahl von Kühleinrichtungen (321) die in Achsrichtung der Walzen zum Kühlen durch Verspritzen von Kühlmittel angeordnet sind;
Mittel (14) zur Erfassung der Querschnittsdicke des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in dieser Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Mittel (322) zur Ermittlung von Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dickenwerte von einem vorgegebenen gewünschten Dickenwert angeben, und von Positionsabweichungen, die die Abweichung an zwei nebeneinanderliegenden Positionen von jeder dieser Positionen angeben,
Mittel (324) für die Anwendung vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten und diesen Positionsabweichungen, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Mittel (315) zur Einstellung der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

29. Einheit für die Regelung der Querschnittsfläche von Walzgut (2) in Achsrichtung eines Walzenpaares (2) bei dem das Walzgut zwischen dem Walzenpaar gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit die folgenden Merkmale umfaßt:
eine Anzahl von Kühleinrichtungen (321), die in Achsrichtung der Walzen zum Kühlen der Walzen durch Verspritzen von Kühlmittel angeordnet sind;
Mittel (14) zur Erfassung der Querschnittsdicke des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in dieser Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Mittel (322) zur Ermittlung von Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dickenwerte von einem vorgegebenen gewünschten Dickenwert angeben, und von Zeitabweichungen, die die Änderung der Dicke an jeder dieser Positionen über der Zeit angeben;
Mittel (324) für die Anwendung vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten und diese Zeitabweichungen, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Mittel (315) zur Einstellung der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

30. Einheit für die Regelung der Querschnittsfläche von Walzgut (3) in Achsrichtung eines Walzenpaares (2), bei dem das Walzgut zwischen dem Walzenpaar gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit die folgenden Merkmale umfaßt:
eine Anzahl Kühleinrichtungen (321), die in Achsrichtung der Walzen zum Kühlen der Walzen durch Verspritzen von Kühlmittel angeordnet sind;
Mittel (14) zur Erfassung der Querschnittsdicke des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in dieser Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Mittel (322) zur Ermittlung von Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dickenwerte von einem vorgegebenen gewünschten Dickenwert angeben, von Positionsabweichungen, die die Abweichung an zwei nebeneinanderliegenden Positionen von jeder dieser Positionen angeben, und von Zeitabweichungen, die die Änderung der Dicke an jeder dieser Positionen über der Zeit angeben;
Mittel (324) für die Anwendung vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten, diesen Positionsabweichungen und diesen Zeitabweichungen, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Mittel (315) zur Einstellung der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

31. Verfahren zur Regelung der Querschnittsfläche von Walzgut (3) in Achsrichtung eines Walzenpaares (2), bei dem das Walzenpaar mittels Kühlmittels gekühlt wird, das von einer Vielzahl entlang der Axialrichtung verteilter Kühleinrichtungen (321) verspritzt wird, bei dem das Walzgut zwischen dem Walzenpaar gewalzt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassung (14) der Querschnittsdicke des Walzguts entlang einer Vielzahl von an der Ausgangsseite der Walzanlage verteilter Positionen;
Ermittlung (322) von Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dickenwerte von einem vorgegebenen gewünschten Dickenwert angeben, von Positionsabweichungen, die die Abweichung an zwei nebeneinanderliegenden Positionen von jeder dieser Positionen angeben, und von Zeitabweichungen, die die Änderung der Dicke an jeder dieser Positionen über der Zeit angeben;
Anwendung (324) vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten, diesen Positionsabweichungen und diesen Zeitabweichungen, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

32. Einheit für die Regelung der Form mittels eines Walzenpaares (2) gewalzten Walzgutes (3), bei dem das Walzenpaar durch Kühlmittel gekühlt wird, das über eine Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen eingespritzt wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Mittel (14) zur Erfassung von Längendehnungen des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage; und
einer Optimalentscheidungseinheit (10) zur Bestimmung der Stellgrößen dieser Kühlmittel auf der Grundlage der Verteilung dieser Längendehnungen, wobei die Optimalentscheidungseinheit umfaßt:
Mittel (323) für die Festsetzung einer Vielzahl von Vergleichsmustern, die verschiedene, sich überlappende Bereiche der Längendehnungen repräsentieren, auf der Grundlage eines vorhergesagten Wertes der Längendehnungen des Walzgutes;
Mittel (324) für die Bestimmung der Gewißheit der Tatsache, daß der Wert der von den Erfassungsmitteln gemessenen Längendehnungen jedem dieser Vergleichsmuster angehört;
Mittel (325) für die Vorbestimmung von Manipulationsregeln der Kühlmittelverspritzung jeder dieser Kühleinrichtungen, um jedem dieser Vergleichsmuster zu entsprechen; und
Mittel (315) zur Ermittlung der Stellgröße für das Spritzen von Kühlmittel jeder Kühleinrichtung auf der Grundlage der Gewißheit, daß dieser gemessene charakteristische Wert jedem dieser Vergleichsmuster angehört, und der für jedes Vergleichsmuster vorbestimmten Manipulationsregel.

33. Verfahren zur Regelung der Form von mittels eines Walzenpaars gewalzten Walzgutes, bei dem das Walzenpaar mittels einer Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen gekühlt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassung (14) von Längendehnungen des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Anwendung (324) vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dehnungswerte von einem vorgegebenen, gewünschten Dehnungswert kennzeichnen, und von Positionsabweichungen, die die Abweichung an zwei nebeneinander liegenden Positionen von jeder dieser Positionen angeben, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

34. Verfahren zur Regelung der Form von mittels eines Walzenpaars (2) gewalzten Walzgutes (3), bei dem das Walzenpaar mittels einer Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen gekühlt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassung (14) von Längendehnungen des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Anwendung (314) vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dehnungswerte von einem vorgegebenen, gewünschten Dehnungswert kennzeichnen, und von Zeitabweichungen, die die zeitliche Änderung der Abweichung an jeder dieser Positionen angeben, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

35. Verfahren zur Regelung der Form von mittels eines Walzenpaars (2) gewalzten Walzgutes (3), bei dem das Walzenpaar mittels einer Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen gekühlt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassung (14) von Längendehnungen des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Anwendung (324) vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu diesen Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dehnungswerte von einem vorgegebenen, gewünschten Dehnungswert kennzeichnen, und von Positionsabweichungen, die die Abweichung an zwei nebeneinander liegenden Positionen von jeder dieser Positionen angeben, und von Zeitabweichungen, die die zeitliche Änderung der Abweichung an jeder dieser Positionen angeben, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

36. Einheit für die Regelung der Form von mittels eines Walzenpaares (2) gewalzten Walzgutes (3), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen (321) zur Kühlung der Walzen durch Verspritzung von Kühlmittel;
Mittel (14) für die Erfassung von Längenausdehnungen des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Mittel (322) zur Ermittlung von Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dehnungswerte von einem vorgegebenen gewünschten Dehnungswert angeben, und von Positionsabweichungen, die die Abweichung an zwei nebeneinanderliegenden Positionen von jeder dieser Positionen angeben;
Mittel (324) für die Anwendung vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu Abweichungsabsolutwerten und Positionsabweichungen, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Mittel (315) für die Einstellung der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

37. Einheit für die Regelung der Form von mittels eines Walzenpaars (2) gewalzten Walzgutes (3), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen (321) zur Kühlung der Walzen durch Verspritzung von Kühlmittel;
Mittel (14) für die Erfassung von Längendehnungen des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Mittel (322) zur Ermittlung von Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Dehnungswerte von einem vorgegebenen gewünschten Dehnungswert angeben, und von Zeitabweichungen, die die zeitliche Änderung der Abweichung an jeder dieser Positionen angeben:
Mittel (324) für die Anwendung vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu Abweichungsabsolutwerten und Zeitabweichungen, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Mittel für die Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

38. Einheit für die Regelung der Form von mittels eines Walzenpaares (2) gewalzten Walzgutes (3), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen (321) zur Kühlung der Walzen durch Verspritzung von Kühlmittel;
Mittel (14) für die Erfassung von Längendehnungen des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Mittel (322) zur Ermittlung von Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichungen der gemessenen Ausdehnungswerte von einem vorgegebenen gewünschten Dehnungswert angeben, von Positionsabweichungen, die die Abweichung an zwei nebeneinanderliegenden Positionen von jeder dieser Positionen angeben, und von Zeitabweichungen, die die zeitliche Änderung der Abweichung an jeder dieser Positionen angeben;
Mittel (324) für die Anwendung vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu den Abweichungsabsolutwerten, den Positionsabweichungen und den Zeitabweichungen, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Mittel für die Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.

39. Verfahren zur Regelung der Form von mittels eines Walzenpaares (2) gewalzten Walzgutes (3), bei dem das Walzenpaar mittels einer Vielzahl entlang der Achsrichtung verteilter Kühleinrichtungen gekühlt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Erfassung (14) von Längendehnungen des Walzgutes entlang einer Vielzahl von Positionen in der Achsrichtung auf der Ausgangsseite der Walzanlage;
Ermittlung (322) von Abweichungsabsolutwerten, die die Abweichung der gemessenen Dehnungswerte von einem vorgegebenen gewünschten Dehnungswert angeben, von Positionsabweichungen, die die Abweichung an zwei nebeneinanderliegenden Positionen von jeder dieser Position angeben, und von Zeitabweichungen, die die zeitliche Änderung der Abweichung an jeder dieser Positionen angeben;
Anwendung (324) vorgegebener Rechenverfahren auf der Grundlage von "fuzzy"-Folgerungen zu den Abweichungsabsolutwerten, den Positionsabweichungen und den Zeitabweichungen, und hierdurch Ableitung von Stellgrößen für die Steuerung der Kühleinrichtungen; und
Einstellung (315) der gespritzten Kühlmittelmenge auf der Grundlage der Stellgrößen zum Zweck der Regelung.