JP2000140920A - Method for controlling looperless rolling - Google Patents

Method for controlling looperless rolling

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JP2000140920A
JP2000140920A JP10315555A JP31555598A JP2000140920A JP 2000140920 A JP2000140920 A JP 2000140920A JP 10315555 A JP10315555 A JP 10315555A JP 31555598 A JP31555598 A JP 31555598A JP 2000140920 A JP2000140920 A JP 2000140920A
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deviation
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rolling
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JP10315555A
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Inventor
Hideo Katori
英夫 香取
Takashi Hirayama
隆 平山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably pass a sheet through even when the model of a controlled system is varied and to realize highly accurate thickness/width control. SOLUTION: In a rolling process in which a tensiometer 20 is equipped and means for measuring or estimating each thickness between stands is provided, at the time of determining a compensator based on a μ-synthesis, by taking at least one or more of the amount of variation ΔAp, ΔBp1, ΔBp2, ΔCp1, ΔCp2, ΔDp11, ΔDp12, ΔDp21, ΔDp22 of matrices, Ap, Bp1, Bp2, Cp1, Cp2, Dp11, Dp12, Dp21, Dp22 into consideration, the correcting values ΔSrefi, ΔSrefi+1 of the screw-down location of a stand and correcting value ΔVrefi of the circumferential speed of the roll of the stand are calculated with a compensator and by correcting the screw-down location and circumferential speed of the roll by calculated values, even when the controlled system is varied, control performance is held at high grade.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ルーパーレス圧延
制御方法に関するものであり、特に、圧延板厚偏差を可
及的に零にするための板厚偏差制御に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a looperless rolling control method and, more particularly, to a thickness deviation control for minimizing a roll thickness deviation as much as possible.

【0002】[0002]

【従来の技術】ルーパーレス圧延、特に熱間圧延プロセ
スに関しては、まだ歴史が浅い。注目すべき技術として
は、例えば、「鉄と鋼」Vol.66,No.4(1980)p.301“熱間
圧延タンデム仕上圧延機におけるルーパーレス圧延シス
テム”;「鉄と鋼」Vol.69,No.13(1983)p.1126“ホット
ストリップミル仕上圧延機の張力制御システムIV”;
「日立評論」Vol.65,No.2(1983)p.141〜p.146 “ホット
ストリップミルにおけるルーパーレス制御システム”;
「鉄と鋼」Vol.70,No.5(1984)p.428〜429 “熱延仕上圧
延機における新張力制御方式I及びII”;「川崎製鉄技
報」Vol.16,No.3(1984)p.173〜180 “ホットストリップ
ミル仕上圧延機の張力制御システム”;「日本鋼管技
報」No.107(1985)p.12〜20“熱延仕上圧延機新張力制御
方式の開発”;「鉄と鋼」Vol.72,No.2(1986)p.57 〜60
“熱延仕上圧延機新張力制御方式の開発”;「電気学会
金属産業研究会資料」Vol.MID-93,No.1-5(1993)p.13 〜
20“熱延仕上圧延機張力制御”が挙げられる。
2. Description of the Related Art The history of the looperless rolling, particularly the hot rolling process, is still short. Notable technologies include, for example, “Iron and Steel”, Vol. 66, No. 4 (1980), p. 301 “looperless rolling system in hot rolling tandem finishing mill”; “Iron and Steel”, Vol. 69 , No.13 (1983) p.1126 “Tension control system IV for hot strip mill finishing mill”;
"Hitachi Review" Vol.65, No.2 (1983) p.141-p.146 "Looperless control system in hot strip mill";
“Iron and Steel”, Vol. 70, No. 5 (1984) pp. 428-429, “New Tension Control Methods I and II for Hot Rolling Finishing Mills”; “Kawasaki Steel Technical Report”, Vol. 16, No. 3 ( 1984) pp.173-180 “Tension control system for hot strip mill finishing mill”; “Nippon Kokan Giho” No.107 (1985) p.12-20 “Development of new tension control system for hot rolling finishing mill” ; “Iron and Steel”, Vol. 72, No. 2 (1986), pp. 57-60
“Development of a new tension control method for hot rolling finishing mills”; “Materials Research Group of the Institute of Electrical Engineers of Japan”, Vol.MID-93, No.1-5 (1993) p.13-
20 “Tension control of hot rolling finishing mill”.

【0003】これらの技術は、当時、スタンド間におけ
る張力を直接測定する技術がなかったため、スタンド間
の張力をミルモータのトルクG、トルクアーム係数a、
圧延反力F、前方張力(全張力)Tf とその係数c、後
方張力(全張力)Tb とその係数bに関して成立するト
ルクアーム式と称する以下の式G =a*F+b*Tb
c*Tfに基づいて、後方張力Tb が既知の場合に前方
張力Tf を推定する技術の開発に力点をおいていた。
At the time, there was no technique for directly measuring the tension between stands at the time, so that the tension between stands was changed by the torque G of the mill motor, the torque arm coefficient a,
The following formula G = a * F + b * T b +, which is called a torque arm formula, which is established with respect to the rolling reaction force F, the forward tension (total tension) Tf and its coefficient c, and the back tension (total tension) Tb and its coefficient b
Emphasis has been placed on the development of a technique for estimating the forward tension Tf when the backward tension Tb is known based on c * Tf .

【0004】したがって、後方張力Tb が0 [ton]であ
るF1(多段スタンドの初段)仕上圧延機とF2仕上圧
延機との間における張力制御、およびF2仕上圧延機と
F3仕上圧延機との間における前段のスタンド間張力制
御に限られていた。また、トルクアーム係数aを正確に
推定することは実操業上きわめて困難であり、制御性能
および精度にも、おのずと限界があった。
[0004] Thus, the rear tension T b is 0 [ton] a is F1 tension control between the (multi-stage stand of the first stage) finishing mill and F2 finishing mill, and F2 finishing mill and the F3 finish rolling mill It was limited to the tension control between stands in the preceding stage between the two. Further, it is extremely difficult in actual operation to accurately estimate the torque arm coefficient a, and there is naturally a limit in control performance and accuracy.

【0005】しかし、近年、ルーパーを装備して鋼板の
重量を測定することでスタンド間の全張力を計測した
り、また、被圧延鋼板の板厚および板幅からスタンド間
の単位張力を計測する技術が実用化されてきた。これに
より、従来のトルクアーム式から張力を推定する必要が
なくなったばかりでなく、計測される張力の精度も非常
に高くなった。
However, in recent years, the total tension between the stands is measured by measuring the weight of the steel sheet with a looper, and the unit tension between the stands is measured from the thickness and the width of the rolled steel sheet. Technology has been put to practical use. This not only eliminates the necessity of estimating the tension from the conventional torque arm system, but also increases the accuracy of the measured tension.

【0006】さらに、近年の圧延機駆動用モータ等に関
しては、大容量のACモータが普及されるに至り、制御
用操作端の性能(特に応答性)は向上し、ミルモータの
制御のみによってスタンド間のマスフローの不均一を修
正することが可能となった。したがって、制御系の設計
を駆使することにより、ルーパーレスによる圧延も可能
と思われる時代に至った。
In recent years, with regard to motors for driving rolling mills and the like, large-capacity AC motors have come into wide use, and the performance (especially responsiveness) of control operating terminals has been improved. It was possible to correct the non-uniformity of the mass flow. Therefore, by utilizing the design of the control system, it has come to an era where rolling without a looper is also possible.

【0007】一方、本発明者らは、熱間圧延プロセスに
おいては以下の3つが主要な外乱であることを認識し
た。 (1)塑性係数の変化(ΔQ[kgW/mm]):主に加熱炉
中でスラブを支えるスキッドが、スラブ長手方向にスキ
ッド間距離と等しい周期をもつ温度のむらを生じさせる
ために発生するスラブ長手方向に対する変形抵抗の、ス
キッド間距離と等しい周期をもつ偏りである。これは、
圧延機出側板厚に大きな偏差を誘発する。これは一般に
スキッドマークと言われている。スキッドマークは、0.
2[Hz] 〜1.0[Hz] の外乱である。
On the other hand, the present inventors have recognized that the following three are major disturbances in the hot rolling process. (1) Change in plasticity coefficient (ΔQ [kgW / mm]): A slab generated mainly because the skid that supports the slab in the heating furnace generates uneven temperature having a period equal to the distance between the skids in the slab longitudinal direction. This is a bias of the deformation resistance with respect to the longitudinal direction having a period equal to the distance between the skids. this is,
Induces large deviation in the thickness of the exit side of the rolling mill. This is commonly referred to as a skid mark. The skid mark is 0.
It is a disturbance of 2 [Hz] to 1.0 [Hz].

【0008】(2)ロール偏芯(ΔSd [mm]):圧延
機のバックアップロールの軸受部のキー溝が原因となっ
て、ロールが偏芯するために生ずる圧延荷重の変動が圧
下位置偏差を引き起こすために生ずる板厚偏差であり、
ロール偏芯と称されている。ロール偏芯は、4.0[Hz]
〜10.0 [Hz] の外乱である。 (3)圧延機入側板厚偏差(ΔH[mm]):タンデムに
装備された圧延機では、前段圧延機においてスキッドマ
ーク(ΔQ)やロール偏芯(ΔSd )によって生じた板
厚偏差は、次段の圧延機による圧延においては入側板厚
偏差となる。
(2) Roll eccentricity (ΔS d [mm]): Rolling load fluctuation caused by roll eccentricity caused by a keyway of a bearing portion of a backup roll of a rolling mill is a rolling position deviation. Thickness deviation that occurs to cause
This is called roll eccentricity. Roll eccentricity is 4.0 [Hz]
It is a disturbance of about 10.0 [Hz]. (3) Rolling mill entry side thickness deviation (ΔH [mm]): In a rolling mill equipped in tandem, a thickness deviation caused by a skid mark (ΔQ) or a roll eccentricity (ΔS d ) in a preceding rolling mill is: In the rolling by the rolling mill at the next stage, the entry side sheet thickness deviation becomes.

【0009】本発明者らは、このような認識の下で、特
開平7−164028号公報において、ルーパーレス圧
延においても板厚と板幅の挙動が干渉することを考慮
し、板幅偏差が変動する場合でも、上記主要3外乱の板
厚への影響をすべて同時に十分に除去することを目的と
して、H∞理論を適用して制御系を設定して制御する方
法を開示している。この特開平7−164028号公報
に開示された発明により算出された補償器は、本発明の
枠組みを説明する図1の偏差制御装置21に相当する。
また、特開平7−164028号公報に開示された補償
器の伝達関数Ka(s) と、圧延システムの拡大系(Genera
lized Plant) の伝達関数Ga (s) との関係は、図10
に示すものとなる。
[0009] Under such recognition, the inventors of the present invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-164028, in consideration of the fact that the behavior of the sheet thickness and the sheet width may interfere with each other even in the looperless rolling, and the sheet width deviation may be reduced. A method is disclosed in which a control system is set and controlled by applying the H と し て theory for the purpose of simultaneously and sufficiently removing the influence of the three main disturbances on the plate thickness even when the thickness fluctuates. The compensator calculated according to the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-164028 corresponds to the deviation control device 21 in FIG. 1 for explaining the framework of the present invention.
Further, a transfer function K a (s) of a compensator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-164028 and an enlargement system (Genera
lized Plant) transfer function G a (s) is shown in FIG.
It becomes what is shown in.

【0010】ここで、外乱入力wa から制御量za まで
の伝達関数Gzw(s) に関して、H∞理論を適用して、
Here, regarding the transfer function G zw (s) from the disturbance input w a to the control amount z a , applying the H∞ theory,

【0011】[0011]

【数1】 (Equation 1)

【0012】となる伝達関数K(s) を求めて、これを設
定する。H∞理論を用いた場合、条件を満たす補償器の
伝達関数Ka (s) は、状態変数表現のマトリクスにより
与えられる。すなわち、解としては、補償器のシステム
マトリクス(Acp,Bcp,Ccp,Dcp)が与えられる。
これは、補償器の状態量をxc とし、観測変数ya を入
力として、制御入力ua を計算する補償器を意味する。
具体的には、
A transfer function K (s) is obtained and set. When the H∞ theory is used, the transfer function K a (s) of the compensator satisfying the condition is given by a matrix of state variable expressions. That is, the system matrix (A cp , B cp , C cp , D cp ) of the compensator is given as the solution.
This state of the compensator and x c, as input observed variables y a, means a compensator for calculating a control input u a.
In particular,

【0013】[0013]

【数2】 (Equation 2)

【0014】で表わされる動的補償器であるから、これ
らのマトリクスから、ラプラス演算子sを用いて、
Since these are dynamic compensators represented by the following formula, the Laplace operator s

【0015】[0015]

【数3】 (Equation 3)

【0016】とも表現できる。なお、H∞理論および後
に述べるμシンセシスについては、昭晃堂「H∞制
御」;朝倉書店、システム制御情報ライブラリー「制御
系設計」等に詳しいので、詳細な説明はこれらの書籍を
参照されたい。
Can be expressed as The H∞ theory and μ synthesis described later are detailed in Shokodo “H∞ control”; Asakura Shoten, the system control information library “control system design”, etc., and these books are referred for detailed description. I want to.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平7−164028号公報にて開示した方法には、以
下に示すような問題があった。
However, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-164028 has the following problems.

【0018】(課題1)制御対象の変動の未考慮 被圧延鋼板の温度は、1本の被圧延鋼板内においてスキ
ッドマーク等によりばらついていることは言うまでもな
く、各鋼板毎にばらつきがある。したがって、理論的に
は、各鋼板毎にその温度を把握し、これに対応した補償
器を用いる必要がある。なぜなら、ある温度の鋼板に対
しては最適な圧延手段を提供する補償器であっても、異
なる温度を有する鋼板の圧延には不適切な圧延を実施す
る可能性があるからである。しかし、各鋼板毎にその温
度を把握して異なる補償器を設定することは現実的でな
い。よって、1個の補償器で、このように変動する制御
対象を適切に圧延する制御系を設計し、制御用計算機に
設定する必要がある。しかしながら、特開平7−164
028号公報において開示した方法では、制御系の設計
にあたり、ノミナルプラントの行列のみに対してH∞理
論を用いており、上記のような制御対象の変動は考慮し
ていなかった。そのため、制御対象に多少の変動が生じ
た場合は所定の特性を達成し得なかった。
(Problem 1) Non-Consideration of Variation of Controlled Object The temperature of a rolled steel sheet varies from one steel sheet to another due to skid marks and the like, as a matter of course. Therefore, it is theoretically necessary to grasp the temperature of each steel plate and use a compensator corresponding to the temperature. This is because even a compensator that provides an optimum rolling means for a steel sheet at a certain temperature may perform inappropriate rolling for a steel sheet having a different temperature. However, it is not realistic to set the different compensators by grasping the temperature for each steel plate. Therefore, it is necessary to design a control system that appropriately rolls the control object that fluctuates in this way with one compensator, and set the control system in the control computer. However, JP-A-7-164
In the method disclosed in Japanese Patent No. 028, H 公報 theory is used only for the matrix of the nominal plant in designing the control system, and the above-described fluctuation of the control target is not considered. For this reason, when the control object has some fluctuation, predetermined characteristics cannot be achieved.

【0019】同様に、被圧延鋼板のサイズ(目標板厚、
目標板幅)や通板速度等に応じて、各マトリクス(行
列)の成分は大きく変動するので、そのたび毎にマトリ
クスA p ,Bp1,Bp2,Cp2,Dp21 を作り直して、こ
れに対応した最適な補償器を設計して制御用計算機に装
備して制御する必要がある。しかしながら、被圧延鋼板
のサイズ(目標板厚、目標板幅)や温度、通板速度等に
応じて全ての場合の補償器を設計しておき、これらを圧
延機用の計算機に設定して制御を実行させることは、非
常に煩雑であり、かつ現実性がない。よって、この場合
も1個の補償器で実現することが望まれるが、特開平7
−164028号公報において開示した方法では実現す
ることができなかった。
Similarly, the size of the steel plate to be rolled (the target thickness,
Each matrix (row) can be selected according to the target plate width)
Column) varies greatly, so each time
Cousin A p, Bp1, Bp2, Cp2, Dp21And recreate this
Design an optimal compensator corresponding to the
Need to be prepared and controlled. However, rolled steel sheet
(Target thickness, target width), temperature, threading speed, etc.
Design compensators for all cases accordingly and
Setting a computer for a rolling mill to execute control is
Always cumbersome and unrealistic. So in this case
Is also desired to be realized with a single compensator.
In the method disclosed in JP-A-164028,
I couldn't do it.

【0020】(課題2)移送モデルの精度不十分 また、上記特開平7−164028号公報において開示
した方法では、前段圧延スタンドの出側で測定された板
厚偏差、板幅偏差および変形抵抗偏差を次段圧延スタン
ドに移送して、次段圧延スタンドの入側における板厚偏
差および板幅偏差として用いる構成をとっているが、こ
れは1次のpade近似を用いた移送モデルであるため、移
送モデルとしては精度が悪く、高精度な制御を実現する
には限界がある。
(Problem 2) Insufficient accuracy of the transfer model In addition, in the method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-164028, the sheet thickness deviation, the sheet width deviation and the deformation resistance deviation measured at the exit side of the former rolling stand. Is transferred to the next rolling stand and used as the thickness deviation and the sheet width deviation on the entrance side of the next rolling stand. However, since this is a transfer model using the first-order pade approximation, The accuracy of the transfer model is poor, and there is a limit to achieving high-precision control.

【0021】圧延制御の制御系の設計においては、移送
モデルを用いずに、各スタンドの入側板厚偏差、入側板
幅偏差、変形抵抗偏差(あるいは被圧延鋼板温度偏差)
を当該スタンドに加わる確定的外乱として捉えて全体シ
ステムモデルを構成しても、移送モデルを用いて全体シ
ステムモデルを構成しても、その結果構築される制御系
には大きな差が生じないことが経験的に分かっている。
In designing the control system of the rolling control, without using the transfer model, the deviation of the thickness of the entrance side, the deviation of the entrance side width, the deviation of the deformation resistance (or the deviation of the temperature of the rolled steel sheet) of each stand.
Regardless of whether the overall system model is configured by treating the system as a deterministic disturbance applied to the stand, or the overall system model is configured using the transfer model, there is no significant difference in the control system constructed as a result. I know from experience.

【0022】また、制御対象の次数(制御対象の状態x
p の要素変数の数)や、補償器の次数(補償器の状態x
c の要素変数の数)は、できれば少ない方が制御系設計
および調整を早く済ませることができることはよく知ら
れたことである。ところが、特開平7−164028号
公報に記載した発明のように移送モデルを用いると、移
送に関わる変数となる、 ΔHt6 :F5−F6スタンド間移送板厚偏差 ΔHt7 :F6−F7スタンド間移送板厚偏差 ΔBt6 :F5−F6スタンド間移送板幅偏差 ΔBt7 :F6−F7スタンド間移送板幅偏差 ΔKt6 :F5−F6スタンド間移送板温偏差 ΔKt7 :F6−F7スタンド間移送板温偏差 を状態量に加えなければならないため、制御対象の次数
が多くなり、その結果として、補償器の次数もそれだけ
多くなる。したがって、移送モデルを用いないで全体シ
ステムを構成する方が、次数を低減できるというメリッ
トもある。
The order of the controlled object (state x of the controlled object)
p ), the order of the compensator (state x of the compensator)
It is well known that the smaller the number of element variables of c ), the faster the control system design and adjustment can be made. However, when the transfer model is used as in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-164028, a variable relating to the transfer is: ΔHt 6 : Transfer plate thickness deviation between F5-F6 stands ΔHt 7 : Transfer between F6-F7 stands Plate thickness deviation ΔBt 6 : Transfer plate width deviation between F5-F6 stands ΔBt 7 : Transfer plate width deviation between F6-F7 stands ΔKt 6 : Transfer plate temperature deviation between F5-F6 stands ΔKt 7 : Transfer plate temperature between F6-F7 stands Since the deviation has to be added to the state quantity, the order of the controlled object increases, and as a result, the order of the compensator also increases. Therefore, configuring the entire system without using the transfer model has an advantage that the order can be reduced.

【0023】(課題3)観測量yp の要素変数の取り方 観測量yp の取り方であるが、特開平7−164028
号公報に記載した発明のように(課題2)に記載した移
送モデルを用いる場合は、前段の出側板厚偏差および出
側板幅偏差を当該モデルにより移送した値を、次段の入
側板圧偏差および入側板幅偏差とするので、これら入側
の偏差を観測量にとるのが妥当であるが、当該移送モデ
ルを用いない場合は、出側板厚偏差および出側板幅偏差
を観測量にとる必要がある。
[0023] (Problem 3) is a way of taking the observed quantity y p takes how observation quantity y p elements variables, JP 7-164028
In the case where the transfer model described in (Problem 2) is used as in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, the values obtained by transferring the output plate thickness deviation and the output plate width deviation of the preceding stage by the model are used as the input plate pressure deviation of the next stage. Therefore, it is appropriate to take these deviations on the observation side as observation quantities.However, when the transfer model is not used, it is necessary to take the exit side sheet thickness deviation and exit side sheet width deviation into the observation quantities. There is.

【0024】(課題4)制御量zp の要素変数の取り方 特開平7−164028号公報に記載した発明のよう
に、制御量za にスタンド間張力偏差Δσi を含めず
に、板厚や板幅に関わる要素変数を含めた場合において
は、板厚や板幅に関しては図11のように満足いく結果
をもたらす補償器の伝達関数K(s) が求められるが、そ
の分、張力は図12に示すように、圧延不可能と判断す
べき挙動を示す場合がある。したがって、圧延可能な結
果を得られるためには、張力に関わる要素変数を必ず含
める必要がある。
(Problem 4) How to take an element variable of the control amount z p As in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-164028, the control amount z a does not include the stand-to-stand tension deviation Δσ i , In the case of including the element variables related to the sheet thickness and the sheet width, the transfer function K (s) of the compensator that gives a satisfactory result as shown in FIG. 11 is obtained for the sheet thickness and the sheet width. As shown in FIG. 12, there is a case where a behavior that should be determined to be impossible to roll is exhibited. Therefore, in order to obtain a rollable result, it is necessary to always include the element variables related to the tension.

【0025】そこで本発明は、特開平7−164028
号公報に記載した発明の以上のような各問題点を解決
し、より高精度なルーパーレス圧延制御方法を提供する
ことを目的とする。
Therefore, the present invention relates to a method disclosed in
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the invention described in Japanese Patent Application Publication No. JP-A-2006-133, and to provide a more accurate looperless rolling control method.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明のルーパーレス圧
延制御方法は、n(i=1,...n,n≧2)個の圧延スタンドを有
し、かつ、各スタンド間にそれぞれ張力計を装備し、か
つ、各スタンドの出側、各スタンドのロールバイト直下
あるいは各スタンド間の板厚および板幅を測定あるいは
推定する手段を有する圧延プロセスにおいて、圧延材を
上流側iスタンドおよびその直近下流のi+1スタンド
を含む複数スタンドで圧延するタンデム圧延機の、iス
タンド出側板厚偏差Δhi 、i+1スタンド出側板厚偏
差Δhi+1 、iスタンド出側板幅偏差Δbi 、i+1ス
タンド出側板幅偏差Δbi+1 、iスタンド圧延反力偏差
Δpi 、i+1スタンド圧延反力偏差Δpi+1 およびi
/i+1スタンド間張力偏差Δσi の少なくとも1個以
上を観測量yp の要素変数として選択し、i/i+1ス
タンド間張力偏差Δσi の他に、iスタンド出側板厚偏
差Δhi、i+1スタンド出側板厚偏差Δhi+1 、iス
タンド出側板幅偏差Δbi 、i+1スタンド出側板幅偏
差Δbi+1 、iスタンド圧下位置修正量ΔSrefi 、i+
1スタンド圧下位置修正量ΔSrefi+1 およびiスタンド
ロール周速度修正量ΔVref i の少なくとも1個以上を必
要に応じて制御量zp の要素変数として選択し、iスタ
ンド圧下位置修正量ΔSrefi 、i+1スタンド圧下位置
修正量ΔSrefi+ 1 およびiスタンドロール周速度修正量
ΔVrefi を制御入力up とし、iスタンド〜i+1スタ
ンドロール偏心ΔSdi ,ΔSdi+1 、iスタンド〜i+1
スタンド入側板厚偏差ΔHi ,ΔHi+1 、iスタンド〜
i+1スタンド入側板幅偏差ΔB i ,ΔBi+1 およびi
スタンド〜i+1スタンドにて各々圧延される圧延材の
温度偏差ΔTdi ,ΔTdi+1 の少なくとも1個以上を外乱
入力wp の要素変数として選択し、さらに圧延プロセス
の状態量xp の要素変数として、iスタンド〜i+1ス
タンド圧下位置偏差ΔSi ,ΔSi+1 、i/i+1スタ
ンド間張力偏差Δσi 、iスタンド〜i+1スタンド中
立点速度偏差ΔVni ,ΔVni+1 、およびiスタンド〜i
+1スタンドの中立点速度リファレンス偏差ΔVrefi
ΔVrefi+1 と中立点速度偏差ΔVni ,ΔVni+1 との差の
積分ΔVci ,ΔVci+1 の少なくとも1個以上を選択し、
圧延プロセスの動特性を記述した次の状態方程式 dxp /dt = Ap p + Bp1p + Bp2pp = Cp1p + Dp11 p + Dp12 pp = Cp2p + Dp21 p + Dp22 p と、その外乱入力wp の要素変数の動特性を、外乱入力
要素変数の状態量xw および外乱入力要素変数の制御入
力uw を用いて記述した次の状態方程式 dxw /dt = Aw w + Bw wp = Cw w + Dw w とから、圧延プロセスの状態量xp と外乱入力wp の要
素変数の状態量xw とを併合した量を状態量xa によっ
て合成された一般化プラントの状態方程式 dxa /dt = Aa a + Ba1a + Ba2aa = Ca1a + Da11 a + Da12 aa = Ca2a + Da21 a + Da22 a の、外乱入力wa から制御量za に至る伝達特性Gzwa
の最大特異値が最小となる観測量ya から制御入力ua
に至る伝達関数Ka (s) を求めるにあたり、圧延プロセ
スの制御対象を記述したマトリクスAp ,Bp1,Bp2
p1,Cp2,Dp11 ,DP12 ,DP21 ,DP22 の変動量
ΔAp , ΔBP1, ΔBP2, ΔCP1,ΔCP2, ΔDP11
ΔDP12 ,ΔDP21 ,ΔDP22 の少なくとも1つ以上を
考慮して再構成した次の状態方程式 dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x の、外乱入力wx から制御量zx に至る伝達特性Gzwx
の最大特異値が最小となる観測量yx から制御入力ux
に至る伝達関数Kx (s) をH∞理論により求め、求めら
れた伝達関数Kx (s) に基づき、観測量yx から制御入
力ux を偏差制御手段に設定し、この偏差制御手段によ
り、iスタンド出側板厚偏差Δhi 、i+1スタンド出
側板厚偏差Δhi+1 、iスタンド出側板幅偏差Δbi
i+1スタンド出側板幅偏差Δbi+1 、iスタンド圧延
反力偏差Δpi 、i+1スタンド圧延反力偏差Δpi+1
およびi/i+1スタンド間張力偏差Δσi の少なくと
も1個以上を上記伝達関数Kx (s) で表わされる補償器
に与えて、iスタンド圧下位置修正量ΔSrefi 、i+1
スタンド圧下位置修正量ΔSrefi+1 およびiスタンドロ
ール周速度修正量ΔVrefi の少なくとも1個以上を算出
し、その分圧下位置およびロール周速度を修正するよう
にしたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The looperless pressure of the present invention
The rolling control method has n (i = 1, ... n, n ≧ 2) rolling stands.
And equipped with a tension meter between each stand,
One, the exit side of each stand, directly under the roll bite of each stand
Or measure the thickness and width of each stand
In a rolling process having a means for estimating,
I-stand on the upstream side and i + 1 stand on the immediate downstream
Of a tandem rolling mill rolling at multiple stands including
Tand exit side thickness deviation Δhi, I + 1 stand exit side plate thickness deviation
Difference Δhi + 1, I stand exit side plate width deviation Δbi, I + 1
Tund exit side plate width deviation Δbi + 1, I stand rolling reaction force deviation
Δpi, I + 1 stand rolling reaction force deviation Δpi + 1And i
/ I + 1 stand-to-stand tension deviation ΔσiAt least one of
Observation amount y abovepAnd i / i + 1
Tend tension deviation ΔσiIn addition, i-stand outlet side plate thickness deviation
Difference Δhi, I + 1 stand exit side thickness deviation Δhi + 1, Is
Tund exit side plate width deviation Δbi, I + 1 stand exit side plate width deviation
Difference Δbi + 1, I stand pressure reduction position correction amount ΔSrefi, I +
One stand pressure reduction position correction amount ΔSrefi + 1And i stand
Roll peripheral speed correction amount ΔVref iMust have at least one
Control amount z as requiredpSelected as element variables of
圧 Srefi, I + 1 stand down position
Correction amount ΔSrefi + 1And i stand roll peripheral speed correction amount
ΔVrefiIs the control input upAnd i stand to i + 1
Roll eccentricity ΔSdi, ΔSdi + 1, I stand to i + 1
Stand entry side thickness deviation ΔHi, ΔHi + 1, I stand ~
i + 1 Stand entry side width deviation ΔB i, ΔBi + 1And i
Stand to i + 1 stand
Temperature deviation ΔTdi, ΔTdi + 1Disturbance of at least one of
Input wpSelected as element variables of the rolling process
State quantity xpThe element variables of i stand to i + 1
Stand-down position deviation ΔSi, ΔSi + 1, I / i + 1 star
Tension deviation Δσi, I stand to i + 1 stand
Standing speed deviation ΔVni, ΔVni + 1, And i stand to i
+1 stand neutral point speed reference deviation ΔVrefi,
ΔVrefi + 1And neutral point speed deviation ΔVni, ΔVni + 1 The difference between
Integral ΔVci, ΔVci + 1Select at least one or more of
The following equation of state dx describing the dynamics of the rolling processp/ dt = Apxp+ Bp1wp + Bp2up zp = Cp1xp+ Dp11wp+ Dp12up yp = Cp2xp+ Dp21wp+ Dp22up And its disturbance input wpThe dynamic characteristics of the element variables of
State variable x of element variablewControl input of disturbance and disturbance input element variables
Force uwThe next state equation dx described usingw/ dt = Awxw+ Bwuw wp = Cwxw+ Dwuw From the state quantity x of the rolling processpAnd disturbance input wpEssence of
State x of elementary variablewIs the state quantity xaBy
Equation of state of generalized plant synthesized by dxa/ dt = Aaxa+ Ba1wa + Ba2ua za = Ca1xa+ Da11wa+ Da12ua ya = Ca2xa+ Da21wa+ Da22ua Of the disturbance input waControl amount zaTransfer characteristic G up tozwa
Observable y that minimizes the maximum singular value ofaControl input ua
Transfer function K leading toa(s)
Matrix A describing the control target of thep, Bp1, Bp2,
Cp1, Cp2, Dp11, DP12 , DP21, DP22Fluctuation amount
ΔAp, ΔBP1, ΔBP2, ΔCP1, ΔCP2, ΔDP11,
ΔDP12, ΔDP21, ΔDP22At least one of
The next state equation dxx/ dt = Axxx+ Bx1wx+ Bx2ux zx = Cx1xx+ Dx11wx+ Dx12ux yx = Cx2xx+ Dx21wx+ Dx22ux Of the disturbance input wxControl amount zxTransfer characteristic G up tozwx
Observable y that minimizes the maximum singular value ofxControl input ux
Transfer function K leading tox(s) is calculated by H∞ theory,
Transfer function Kxbased on (s)xControl input from
Force uxIs set in the deviation control means, and the deviation control means
I, stand side exit thickness deviation Δhi, I + 1 stand out
Side plate thickness deviation Δhi + 1, I stand exit side plate width deviation Δbi,
i + 1 stand exit side plate width deviation Δbi + 1, I stand rolling
Reaction force deviation Δpi, I + 1 stand rolling reaction force deviation Δpi + 1 
And i / i + 1 stand-to-stand tension deviation ΔσiAt least
And one or more of the above transfer functions KxCompensator represented by (s)
To the i-stand rolling position correction amount ΔSrefi, I + 1
Stand pressure reduction position correction amount ΔSrefi + 1And i standro
Wheel peripheral speed correction amount ΔVrefiCalculate at least one of
To correct the partial pressure reduction position and the roll peripheral speed.
It is characterized by the following.

【0027】また、本発明の他の態様では、n(i=1,...
n,n≧3)個の圧延スタンドを有し、かつ、各スタンド間
にそれぞれ張力計を装備し、かつ、各スタンドの出側、
各スタンドのロールバイト直下あるいは各スタンド間の
板厚および板幅を測定あるいは推定する手段を有する圧
延プロセスにおいて、圧延材をiスタンド、i+1スタ
ンドおよびi+2スタンドでこの順に圧延するタンデム
圧延機の、iスタンド〜i+2スタンド出側板厚偏差Δ
i ,Δhi+ 1 ,Δhi+2 、iスタンド〜i+2スタン
ド出側板幅偏差Δbi ,Δbi+1 ,Δbi+2 、iスタン
ド〜i+2スタンド圧延反力偏差Δpi ,Δpi+1 ,Δ
i+2およびi/i+1スタンド間〜i+1/i+2ス
タンド間張力偏差Δσi ,Δσ i+1 の少なくとも1個以
上を観測量yp の要素変数として選択し、i/i+1ス
タンド間〜i+1/i+2スタンド間張力偏差Δσi
Δσi+1の他に、iスタンド〜i+2スタンド出側板厚
偏差Δhi ,Δhi+1 ,Δhi+2、iスタンド〜i+2
スタンド出側板幅偏差Δbi ,Δbi+1 ,Δbi+2 、i
スタンド〜i+2スタンド圧下位置修正量ΔSrefi ,Δ
Srefi+1 ,ΔSrefi+2 およびiスタンド〜i+1スタン
ドロール周速度修正量ΔVrefi ,ΔVrefi+1 の少なくと
も1個以上を必要に応じて制御量zp の要素変数として
選択し、iスタンド〜i+2スタンド圧下位置修正量Δ
Srefi ,ΔSrefi+1 ,ΔSrefi+ 2 およびiスタンド〜i
+1スタンドロール周速度修正量ΔVrefi ,ΔVrefi+1
を制御入力up とし、iスタンド〜i+2スタンドロー
ル偏心ΔSdi , ΔSdi+1,ΔSdi+2 、iスタンド〜i+
2スタンド入側板厚偏差ΔHi ,ΔHi+1 ,ΔH i+2
iスタンド〜i+2スタンド入側板幅偏差ΔBi ,ΔB
i+1 ,ΔBi+2 およびiスタンド〜i+2スタンド板温
度偏差ΔTdi ,ΔTdi+1 ,ΔTdi+2 の少なくとも1個以
上を外乱入力wp の要素変数として選択し、さらに圧延
プロセスの状態量xp の要素変数として、iスタンド〜
i+2スタンド圧下位置偏差ΔSi ,ΔSi+1 ,ΔS
i+2 、i/i+1〜i+1/i+2スタンド間張力偏差
Δσi ,Δσi+1 、iスタンド〜i+2スタンド中立点
速度偏差ΔVni ,ΔVni+1 ,ΔVni+2 およびiスタンド
〜i+2スタンドの中立点速度リファレンス偏差ΔVref
i ,ΔVrefi+1 ,ΔVrefi+2 と中立点速度偏差ΔVni
ΔVni+1 ,ΔVni+2 との差の積分ΔVci ,ΔVci+1 ,Δ
Vci+2 の少なくとも1個以上を選択し、圧延プロセスの
動特性を記述した次の状態方程式 dxp /dt = Ap p + Bp1p + Bp2pp = Cp1p + Dp11 p + Dp12 pp = Cp2p + Dp21 p + Dp22 p と、その外乱入力wp の要素変数の動特性を、外乱入力
要素変数の状態量xw および外乱入力要素変数の制御入
力uw を用いて記述した次の状態方程式 dxw /dt = Aw w + Bw wp = Cw w + Dw w とから、圧延プロセスの状態量xp と外乱入力wp の要
素変数の状態量xw とを併合した量を状態量xa によっ
て合成された一般化プラントの状態方程式 dxa /dt = Aa a + Ba1a + Ba2aa = Ca1a + Da11 a + Da12 aa = Ca2a + Da21 a + Da22 a の、外乱入力wa から制御量za に至る伝達特性Gzwa
の最大特異値が最小となる観測量ya から制御入力ua
に至る伝達関数Ka (s) を求めるにあたり、圧延プロセ
スの制御対象を記述したマトリクスAp ,Bp1,Bp2
p1,Cp2,Dp11 ,DP12 ,DP21 ,DP22 の変動量
ΔAp ,ΔBP1,ΔBP2,ΔCP1,ΔCP2,ΔDP11
ΔDP12 ,ΔDP21 ,ΔDP22 の少なくとも1つ以上を
考慮して再構成した次の状態方程式 dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x の、外乱入力wx から制御量zx に至る伝達特性Gzwx
の最大特異値が最小となる観測量yx から制御入力ux
に至る伝達関数Kx (s) をH∞理論により求め、求めら
れた伝達関数Kx (s) に基づき、観測量yx から制御入
力ux を偏差制御手段に設定し、この偏差制御手段によ
り、iスタンド〜i+2スタンド出側板厚偏差Δhi
Δhi+1 ,Δhi+2 、iスタンド〜i+2スタンド出側
板幅偏差Δbi ,Δbi+ 1 ,Δbi+2 、iスタンド〜i
+2スタンド圧延反力偏差Δpi ,Δpi+1 ,Δpi+2
およびi/i+1スタンド間〜i+1/i+2スタンド
間張力偏差Δσi,Δσi+1 の少なくとも1個以上を上
記伝達関数Kx (s) で表わされる補償器に与えて、iス
タンド〜i+2スタンド圧下位置修正量ΔSrefi ,ΔSr
efi+1 ,ΔSrefi+2 およびiスタンド〜i+1スタンド
ロール周速度修正量ΔVrefi ,ΔVrefi+1 の少なくとも
1個以上を算出し、その分圧下位置およびロール周速度
を修正するようにしたことを特徴とする。
In another embodiment of the present invention, n (i = 1,.
n, n ≧ 3) rolling stands and between each stand
Equipped with a tension meter, and the output side of each stand,
Just under the roll bite of each stand or between each stand
Pressure with means for measuring or estimating thickness and width
In the rolling process, the rolled material is placed on an i-stand, i + 1
And tandem rolling in this order at the i + 2 stand
Outer thickness deviation Δ of stand i to i + 2 stand of rolling mill
hi, Δhi + 1, Δhi + 2, IStand-i + 2 Stan
Door exit side width deviation Δbi, Δbi + 1, Δbi + 2, Istan
De-i + 2 stand rolling reaction force deviation Δpi, Δpi + 1, Δ
pi + 2And between i / i + 1 stand and i + 1 / i + 2 switch
Tend tension deviation Δσi, Δσ i + 1At least one of
Observation amount y abovepAnd i / i + 1
Between stand and i + 1 / i + 2 tension deviation Δσ between standsi,
Δσi + 1In addition, i-stand to i + 2 stand exit side plate thickness
Deviation Δhi, Δhi + 1, Δhi + 2, I stand-i + 2
Stand exit side width deviation Δbi, Δbi + 1, Δbi + 2, I
Stand to i + 2 stand down position correction amount ΔSrefi, Δ
Srefi + 1, ΔSrefi + 2And i stand to i + 1 stun
Droll peripheral speed correction amount ΔVrefi, ΔVrefi + 1At least
Control quantity z if necessary.pAs an element variable of
Select the i-stand to i + 2 stand depression position correction amount Δ
Srefi, ΔSrefi + 1, ΔSrefi + TwoAnd i stand to i
+1 Stand roll peripheral speed correction amount ΔVrefi, ΔVrefi + 1
Is the control input upAnd i stand to i + 2 stand low
Eccentricity ΔSdi, ΔSdi + 1, ΔSdi + 2, IStand to i +
2 stand entry side thickness deviation ΔHi, ΔHi + 1 , ΔH i + 2,
i-stand to i + 2 stand entrance side plate width deviation ΔBi, ΔB
i + 1 , ΔBi + 2And i stand to i + 2 stand plate temperature
Degree deviation ΔTdi, ΔTdi + 1 , ΔTdi + 2At least one of
Disturbance input w abovepAnd rolling as
Process state quantity xpAs an element variable of
i + 2 stand down position deviation ΔSi, ΔSi + 1 , ΔS
i + 2, I / i + 1 to i + 1 / i + 2 tension deviation between stands
Δσi, Δσi + 1, I stand-i + 2 stand neutral point
Speed deviation ΔVni, ΔVni + 1, ΔVni + 2And i stand
To i + 2 stand neutral point speed reference deviation ΔVref
i, ΔVrefi + 1, ΔVrefi + 2And neutral point speed deviation ΔVni,
ΔVni + 1 , ΔVni + 2Integral ΔVci, ΔVci + 1 , Δ
Vci + 2At least one or more of the rolling process
The next state equation dx describing the dynamic characteristicsp/ dt = Apxp+ Bp1wp + Bp2up zp = Cp1xp+ Dp11wp+ Dp12up yp = Cp2xp+ Dp21wp+ Dp22up And its disturbance input wpThe dynamic characteristics of the element variables of
State variable x of element variablewControl input of disturbance and disturbance input element variables
Force uwThe next state equation dx described usingw/ dt = Awxw+ Bwuw wp = Cwxw+ Dwuw From the state quantity x of the rolling processpAnd disturbance input wpEssence of
State x of elementary variablewIs the state quantity xaBy
Equation of state of generalized plant synthesized by dxa/ dt = Aaxa+ Ba1wa + Ba2ua za = Ca1xa+ Da11wa+ Da12ua ya = Ca2xa+ Da21wa+ Da22ua Of the disturbance input waControl amount zaTransfer characteristic G up tozwa
Observable y that minimizes the maximum singular value ofaControl input ua
Transfer function K leading toa(s)
Matrix A describing the control target of thep, Bp1, Bp2,
Cp1, Cp2, Dp11, DP12, DP21, DP22Fluctuation amount
ΔAp, ΔBP1, ΔBP2, ΔCP1, ΔCP2, ΔDP11,
ΔDP12, ΔDP21, ΔDP22At least one of
The next state equation dxx/ dt = Axxx+ Bx1wx + Bx2ux zx = Cx1xx+ Dx11wx+ Dx12ux yx = Cx2xx+ Dx21wx+ Dx22ux Of the disturbance input wxControl amount zxTransfer characteristic G up tozwx
Observable y that minimizes the maximum singular value ofxControl input ux
Transfer function K leading tox(s) is calculated by H∞ theory,
Transfer function Kxbased on (s)xControl input from
Force uxIs set in the deviation control means, and the deviation control means
, I-stand to i + 2 stand exit side thickness deviation Δhi,
Δhi + 1, Δhi + 2, I stand to i + 2 stand out side
Sheet width deviation Δbi, Δbi + 1 , Δbi + 2, I stand ~ i
+2 stand rolling reaction force deviation Δpi, Δpi + 1, Δpi + 2 
And between i / i + 1 stand to i + 1 / i + 2 stand
Tension deviation Δσi, Δσi + 1Above at least one of
Notation transfer function Kxgiven to the compensator represented by (s),
Stand to i + 2 stand down position correction amount ΔSrefi, ΔSr
efi + 1, ΔSrefi + 2And i stand to i + 1 stand
Roll peripheral speed correction amount ΔVrefi, ΔVrefi + 1At least
Calculate one or more pieces and calculate their partial pressure reduction position and roll peripheral speed
Is modified.

【0028】また、本発明のその他の態様では、請求項
1または2において構成した次の状態方程式 dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x の、外乱入力wx から制御量zx に至る伝達特性Gzw
最大特異値が最小となる観測量yx から制御入力ux
至る伝達関数Kx (s) をH∞理論により求める方法であ
って、上記状態方程式で記述された一般化プラントをG
x (s) 、考慮したマトリクスの変動量をΔと定義し、
(1)i=1とし、G1(s) =Gx (s) ,D1=I(単位行
列)とし、(2)外乱入力wx から制御量zx に至る伝
達特性Gzwの最大特異値が最小となる観測量yx から制
御入力ux に至る伝達関数Kxi(s) を求め、(3)変動
量Δに関して、 Di (jω) Gi (jω) Di -1(jω) の最大特異値が最小になる行列Di (jω) を選定し、
(4)もし、Di (jω) Gi (jω) Di -1(jω) の最大
特異値が1未満なら、K xi(s) を求める補償器の伝達関
数として制御系設計を終了し、(5)もし、Di (jω)
i (jω) Di -1(jω) の最大特異値が1以上なら、当
該拡大系において、外乱入力wx の入力の前にD
i -1(s) を前置し、かつ、制御量zx の出力の後ろにD
i (s) を後置して新たに再度拡大系 dxxi/dt = Axixi + Bxi1 xi+ Bxi2 xixi = Cxi1 xi+ Dxi11xi+ Dxi12xixi = Cxi2 xi+ Dxi21xi+ Dxi22xi を構築して、外乱入力wxiから制御量zxiに至る伝達特
性Gzwi の最大特異値が最小となる観測量yxiから制御
入力uxiに至る伝達関数Kxi(s) をH∞理論により求め
て上記(3)の処理に戻る方法において、上記補償器の
伝達関数Kxi(s) の次数を利用可能性の高い低い次数に
押さえるべく、Di (s) をラプラスの演算子s に関わら
ない実数のみを要素とする行列の中から選び、制御を実
施するようにしたことを特徴とする。
Further, in another aspect of the present invention,
The next state equation dx constructed in 1 or 2x/ dt = Axxx+ Bx1wx + Bx2ux zx = Cx1xx+ Dx11wx+ Dx12ux yx = Cx2xx+ Dx21wx+ Dx22ux Of the disturbance input wxControl amount zxTransfer characteristic G up tozwof
Observable y that minimizes the maximum singular valuexControl input uxTo
Transfer function Kx(s) is calculated by H∞ theory.
Thus, the generalized plant described by the above equation of state is represented by G
x(s), defines the variation of the considered matrix as Δ,
(1) When i = 1, G1(s) = Gx(s), D1= I (unit line
Column) and (2) disturbance input wxControl amount zxBiography leading to
Arrival characteristics GzwObservable y that minimizes the maximum singular value ofxFrom
Input uxTransfer function K leading toxiFind (s) and (3) change
For the quantity Δ, Di(jω) Gi(jω) Di -1matrix D that minimizes the maximum singular value of (jω)i(jω), and
(4) If Di(jω) Gi(jω) Di -1the maximum of (jω)
If the singular value is less than 1, K xi(s)
Finish the control system design as a number, (5)i(jω)
Gi(jω) Di -1If the maximum singular value of (jω) is 1 or more,
In the expansion system, a disturbance input wxD before input
i -1(s) in front of the control variable zxD after the output of
i(s) is added afterwards, and the newly expanded system dxxi/ dt = Axixxi + Bxi1wxi+ Bxi2uxi zxi = Cxi1xxi+ Dxi11wxi+ Dxi12uxi yxi = Cxi2xxi+ Dxi21wxi+ Dxi22uxi And construct a disturbance input wxiControl amount zxiTransmission characteristics leading to
Sex GzwiObservable y that minimizes the maximum singular value ofxiControl from
Input uxiTransfer function K leading toxi(s) is calculated by H∞ theory
In the method of returning to the processing of (3) above,
Transfer function Kxithe order of (s) to a lower order of higher availability
D to hold downi(s) with respect to the Laplace operator s
Select from matrices that have only real numbers
It is characterized in that it is applied.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。以下の説明において、上付きのT
は転置行列を表すものとし、|F|∞は行列FのH∞ノ
ルムを表す。H∞ノルムとは、行列Fの最大特異値のこ
とである。また、本実施形態で用いる「偏差」とは、基
準値からの偏差を意味する。例えば、圧延反力pi の基
準値からの偏差量Δpi とは、動作基準点における圧延
反力基準値p0iからの偏差、すなわちΔpi = pi - p
0iを意味している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the superscript T
Represents the transposed matrix, and | F | ∞ represents the H∞ norm of the matrix F. The H∞ norm is the maximum singular value of the matrix F. The “deviation” used in the present embodiment means a deviation from a reference value. For example, the deviation Delta] p i from the reference value of the rolling reaction force p i, the deviation from the rolling reaction force reference value p 0i at the operating reference point, ie Δp i = p i - p
It means 0i .

【0030】以下、本実施形態で扱う問題について定量
的に述べる。例えば圧延プロセスの状態量をxp 、観測
量をyp 、制御量をzp 、制御入力をup 、外乱入力を
p、制御対象を記述したマトリクスをAp ,Bp1,B
p2,Cp1,Cp2,Dp11 ,D p12 ,Dp21 ,Dp22 とし
て(添字pは制御対象(plant) を意味する。後に説明す
る外乱を意味する添字w、外乱を含めた拡大系を意味す
る添字aおよびμシンセシスのための拡大系を意味する
xとは区別する)、圧延プロセスの動特性を dxp /dt = Ap p + Bp1p + Bp2pp = Cp1p + Dp11 p + Dp12 pp = Cp2p + Dp21 p + Dp22 p のような状態方程式で表すためには、線形化を行う必要
がある。
Hereinafter, the problems dealt with in this embodiment will be quantitatively determined.
State it. For example, the state quantity of the rolling process is xp, Observation
The amount is ypAnd the control amount is zpAnd the control inputp, The disturbance input
wp, The matrix describing the control target is Ap, Bp1, B
p2, Cp1, Cp2, Dp11, D p12, Dp21, Dp22age
(The subscript p means a plant to be controlled.
Suffix w to indicate a disturbance, meaning an extended system including the disturbance
Subscript a and augmentation system for μ synthesis
x), and the dynamic characteristics of the rolling process are dxp/ dt = Apxp+ Bp1wp + Bp2up zp = Cp1xp+ Dp11wp+ Dp12up yp = Cp2xp+ Dp21wp+ Dp22up It is necessary to perform linearization in order to express with a state equation like
There is.

【0031】例えば、iスタンドの圧延反力を表す変数
i が、iスタンドの入側板厚Hi、出側板厚hi 、入
側板幅Bi 、前方単位張力σi 、後方単位張力σi-1
被圧延鋼板温度Tdi により計算される物理量であるとす
ると、圧延反力pi の基準値からの偏差量Δpi は、入
側板厚偏差ΔHi 、出側板厚偏差Δhi 、入側板幅偏差
ΔBi 、前方単位張力偏差Δσi 、後方単位張力偏差Δ
σi-1 、被圧延鋼板温度偏差ΔTdi を用いて、 Δpi = (∂pi /∂Hi )ΔHi + (∂pi /∂
i )Δhi+(∂pi /∂Bi )ΔBi + (∂pi /∂
σi )Δσi+(∂pi /∂σi-1 )Δσi-1+(∂pi
∂Tdi )ΔTdi のように記述できることを用いて線形化を行う。
For example, the variables p i representing the rolling reaction force of the i-stand are the entry thickness H i , the exit thickness h i , the entry width B i , the front unit tension σ i , and the rear unit tension σ i of the i-stand. -1 ,
When a physical quantity calculated by the rolled steel sheet temperature Td i, deviation Delta] p i from the reference value of the rolling reaction force p i is thickness at entrance side deviation [Delta] H i, delivery side thickness deviation Delta] h i, entry side width deviation ΔB i , front unit tension deviation Δσ i , rear unit tension deviation Δ
Using σ i-1 and the temperature deviation ΔTd i of the steel sheet to be rolled, Δp i = (∂p i / ∂H i ) ΔH i + (∂p i / ∂
h i ) Δh i + (∂p i / ∂B i ) ΔB i + (∂p i / ∂
σ i) Δσ i + (∂p i / ∂σ i-1) Δσ i-1 + (∂p i /
Performing linearization using can be described as ∂Td i) ΔTd i.

【0032】ここで、例えば(∂pi /∂Hi )は、i
スタンドの入側板厚Hi が変動したときに、圧延反力p
i がどの程度変動するかを与える影響係数と呼ばれるも
のである。影響係数の概念については、図6に図示す
る。このような影響係数を圧延モデルを基に算出し、制
御対象の状態方程式のマトリクスAp ,Bp1,Bp2,C
p1,Cp2,Dp11 ,DP12 ,DP21 ,DP22 を求めるの
である。しかし、この影響係数は、被圧延鋼板温度Tdi
によって大きく変動してしまうのである。
Here, for example, (∂pi/ ∂Hi) Is i
Stand side thickness HiWhen the rolling reaction force p
iIs called the coefficient of influence that determines how much
It is. FIG. 6 illustrates the concept of the influence coefficient.
You. These influence coefficients are calculated based on the rolling model and
Matrix A of the state equation of interestp, Bp1, Bp2, C
p1, Cp2, Dp11, DP12, DP21, DP22Ask for
It is. However, this influence coefficient depends on the temperature of the rolled steel sheet Td.i
It will fluctuate greatly.

【0033】以下、さらに、状態方程式のマトリクスの
要素に言及しながら本問題点を詳細に説明する。次に示
す〔数4〕〜〔数8〕には、3スタンドの場合の制御対
象の設計に用いたある特定の被圧延鋼板のサイズ(目標
板厚、目標板幅)や特定の温度、特定の通板速度等に関
するマトリクスAp ,Bp1,Bp2,Cp2,Dp21 (以
下、これらを「ノミナルプラントの行列」と称する)
を、影響係数を用いて表現している。これらの式におい
て、数字0が記載されている要素の値は0であり、影響
係数が記載されている要素は、当該影響係数の値が当該
要素の値である。
Hereinafter, this problem will be described in detail with reference to elements of a matrix of a state equation. In the following [Equation 4] to [Equation 8], the size (target plate thickness, target plate width), specific temperature, and specific temperature of a specific rolled steel plate used for designing the control target in the case of three stands Matrix A p , B p1 , B p2 , C p2 , D p21 (hereinafter referred to as “matrix of the nominal plant”) regarding the threading speed of
Is expressed using the influence coefficient. In these equations, the value of the element in which the number 0 is described is 0, and the value of the element in which the influence coefficient is described is the value of the influence coefficient.

【0034】[0034]

【数4】 (Equation 4)

【0035】[0035]

【数5】 (Equation 5)

【0036】[0036]

【数6】 (Equation 6)

【0037】[0037]

【数7】 (Equation 7)

【0038】[0038]

【数8】 (Equation 8)

【0039】また、次の〔数9〕〜〔数13〕には、3
スタンドの場合の、ある動作点でのマトリクスの値の例
とその最大変動量の例とが示されている。
In the following [Equation 9] to [Equation 13], 3
In the case of a stand, an example of a matrix value at a certain operating point and an example of its maximum variation are shown.

【0040】[0040]

【数9】 (Equation 9)

【0041】[0041]

【数10】 (Equation 10)

【0042】[0042]

【数11】 [Equation 11]

【0043】[0043]

【数12】 (Equation 12)

【0044】[0044]

【数13】 (Equation 13)

【0045】これらの〔数9〕〜〔数13〕に示されて
いる最大変動量例を算出するに当たっては、以下の〔数
14〕のように影響係数(∂pi /∂Hi )および(∂
i/∂hi )を10倍にした場合のマトリクスを算出
するとともに、更に次の〔数15〕のように影響係数
(∂pi /∂Hi )および(∂pi /∂hi )を1/1
0にした場合のマトリクスを算出して求めた。
In calculating the maximum variation examples shown in [Equation 9] to [Equation 13], the influence coefficient (∂p i / ∂H i ) and the (∂
In addition to calculating a matrix when the value of p i / ∂h i is multiplied by 10, the influence coefficients (∂p i / ∂H i ) and (∂p i / ∂h i ) are further calculated as shown in the following [Equation 15]. ) To 1/1
The matrix in the case of 0 was calculated and obtained.

【0046】[0046]

【数14】 [Equation 14]

【0047】[0047]

【数15】 (Equation 15)

【0048】これから分かるように、例えばマトリクス
p の(4,2)成分は、ノミナルな場合で109.39であ
るのに対して、被圧延鋼板温度Tdi が変動して影響係数
(∂pi /∂Hi )および(∂pi /∂hi )が10倍
になると、マトリクスAp の(4,2)成分は11.6725
になる。一方、影響係数(∂pi /∂Hi )および(∂
i /∂hi )が1/10になると、マトリクスAp
(4,2)成分は671.773 となるのである。
[0048] As will now be seen, for example, the matrix A (4, 2) component of p is that the a 109.39 if nominal, influence coefficient fluctuates rolled steel sheet temperature Td i (∂p i / When .differential.H i) and (∂p i / ∂h i) is 10-fold, (4,2) component of the matrix a p is 11.6725
become. On the other hand, the influence coefficients (∂p i / ∂H i ) and (∂
When p i / ∂h i) is 1/10, (4,2) component of the matrix A p will become one 671.773.

【0049】以下に、このような制御対象の変動に1つ
の補償器で対応可能な本実施形態の圧延制御方法につい
て、詳しく説明する。なお、2スタンドの場合と3スタ
ンドの場合の手順はほぼ同様であるので、以下、簡単の
ために、2スタンドの場合について先に論じて、その後
に、2スタンドの場合の手順を3スタンドの場合に適用
するに当たって留意すべき点について述べることにす
る。
Hereinafter, the rolling control method according to the present embodiment, in which one compensator can cope with such a change in the controlled object, will be described in detail. Since the procedure for the two stands and the procedure for the three stands are almost the same, the procedure for the two stands will be discussed first for the sake of simplicity, and then the procedure for the two stands will be described. Here are some points to keep in mind when applying in cases.

【0050】(1)2スタンドの場合:7台ある圧延機
の後段2スタンドであるF6,F7スタンドについて詳
細に説明する。このとき、その動特性を表す状態方程式
は、圧延プロセスの状態量xp、外乱入力量wp 、観測
量yp 、制御入力up をそれぞれ xp = [ ΔS6,ΔS7,Δσ6,ΔVn6,ΔVn7,ΔVc6,ΔVc7]
Tp = [ ΔSd6,ΔSd7,ΔH6,ΔH7,ΔTd6,ΔTd7,ΔB6,
ΔB7]Tp = [ Δh6,Δh7,Δb6,Δb7,Δσ6,Δp6,Δp7]
Tp = [ ΔSref6,ΔSref7,ΔVref6]T と定義したときに(各要素は後述する)、圧延現象を記
述する状態方程式を、 dxp /dt = Ap p + Bp1p + Bp2pp = Cp2p + Dp21 p と記述する。このとき、各行列Ap ,Bp1,Bp2
p2,Dp21 は、〔数16〕あるいは〔数17〕に記載
するようなものである。
(1) In the case of two stands: The F6 and F7 stands, which are the latter two stands of the seven rolling mills, will be described in detail. At this time, state equations representing the dynamic characteristic, the state of the rolling process x p, disturbance input quantities w p, the observed quantity y p, the control input u p to x p = [ΔS 6 respectively, [Delta] S 7, .DELTA..sigma 6, ΔVn 6 , ΔVn 7 , ΔVc 6 , ΔVc 7 ]
T w p = [ΔSd 6 , ΔSd 7 , ΔH 6 , ΔH 7 , ΔTd 6 , ΔTd 7 , ΔB 6 ,
ΔB 7] T y p = [ Δh 6, Δh 7, Δb 6, Δb 7, Δσ 6, Δp 6, Δp 7]
T u p = [ΔSref 6, ΔSref 7, ΔVref 6] when defined as T (each element will be described later), a state equation describing the rolling phenomenon, dx p / dt = A p x p + B p1 w p + B p2 referred to as u p y p = C p2 x p + D p21 w p. At this time, each matrix A p , B p1 , B p2 ,
C p2 and D p21 are as described in [ Equation 16] or [Equation 17].

【0051】[0051]

【数16】 (Equation 16)

【0052】[0052]

【数17】 [Equation 17]

【0053】また、これら各行列Ap ,Bp1,Bp2,C
p2,Dp21 の各成分は、先ほどの例のように、被圧延鋼
板の温度が大きく変動して、影響係数(∂pi /∂
i )および(∂pi /∂hi )が10倍あるいは1/
10となった場合、上記〔数17〕に記載されているマ
トリクスは、次の〔数18〕に記載するように大きく変
動する。この〔数18〕に記載の数字は、行列の各成分
の変動を%で表示している。例えば、行列Ap の(3,
1)要素は514%変動しているが、(1,1)要素は
0%変動する(全く変動しない)ことを表している。
Each of these matrices A p , B p1 , B p2 , C
p2 each component, D p21, as in the previous example, vary the temperature of the rolled steel sheet is large, the influence coefficient (∂p i / ∂
H i ) and (∂p i / ∂h i ) are 10 times or 1 /
When it becomes 10, the matrix described in the above [Equation 17] fluctuates greatly as described in the following [Equation 18]. The numbers described in [Equation 18] represent the variation of each component of the matrix in%. For example, the matrix A p (3,
The (1) element fluctuates by 514%, while the (1,1) element fluctuates by 0% (no fluctuation).

【0054】[0054]

【数18】 (Equation 18)

【0055】また、F6,F7スタンドの2つのスタン
ドを用いて制御を行う場合について記述するときの変数
の要素変数(候補)は、次に示すとおりである。
The variable element variables (candidates) for describing the case where the control is performed using the two stands F6 and F7 are as follows.

【0056】状態量xp の要素変数(候補) ΔS6 :F6スタンド圧下位置偏差 ΔS7 :F7スタンド圧下位置偏差 Δσ6 :F6/F7スタンド間単位張力偏差 ΔVn6 :F6スタンド中立点速度偏差 ΔVn7 :F7スタンド中立点速度偏差 ΔVc6 :F6スタンドの中立点速度リファレンス偏差と
中立点速度偏差との差の積分 d(ΔVci )/dt = ΔVrefi - ΔVni ΔVc7 :F7スタンドの中立点速度リファレンス偏差と
中立点速度偏差との差の積分 d(ΔVci+1)/dt = ΔVrefi+1 - ΔVni+1
Element variables (candidates) of state quantity x p ΔS 6 : F6 stand rolling position deviation ΔS 7 : F7 stand rolling position deviation Δσ 6 : F6 / F7 stand unit tension deviation ΔVn 6 : F6 stand neutral point speed deviation ΔVn 7: F7 stand neutral point speed deviation [Delta] Vc 6: F6 integral d of the difference between the neutral point speed reference deviation stand the neutral point speed deviation (ΔVc i) / dt = ΔVref i - ΔVn i ΔVc 7: F7 neutral point of the stand integrating d of the difference between the speed reference deviation and the neutral point speed deviation (ΔVc i + 1) / dt = ΔVref i + 1 - ΔVn i + 1

【0057】制御量zp の要素変数(候補) Δh6 :F6スタンド出側板厚偏差 Δh7 :F7スタンド出側板厚偏差 Δb6 :F6スタンド出側板幅偏差 Δb7 :F7スタンド出側板幅偏差 Δσ6 :F6/F7スタンド間単位張力偏差 ΔSref6 :F6スタンド圧下リファレンス変更量 ΔSref7 :F7スタンド圧下リファレンス変更量 ΔVref6 :F6スタンドロール周速リファレンス変更量Element variable (candidate) of control amount z p Δh 6 : F6 stand exit side thickness deviation Δh 7 : F7 stand exit side thickness deviation Δb 6 : F6 stand exit side plate width deviation Δb 7 : F7 stand exit side plate width deviation Δσ 6 : Unit tension deviation between F6 / F7 stand ΔSref 6 : F6 stand rolling reference change amount ΔSref 7 : F7 stand rolling reference change amount ΔVref 6 : F6 stand roll peripheral speed reference changing amount

【0058】観測量yp の要素変数(候補) Δh6 :F6スタンド出側板厚偏差 Δh7 :F7スタンド出側板厚偏差 Δb6 :F6スタンド出側板幅偏差 Δb7 :F7スタンド出側板幅偏差 Δσ6 :F6/F7スタンド間単位張力偏差 Δp6 :F6スタンド圧延反力偏差 Δp7 :F7スタンド圧延反力偏差[0058] observed quantity y p of the element variable (candidate) Δh 6: F6 stand delivery side thickness deviation Δh 7: F7 stand delivery side thickness deviation Δb 6: F6 stand delivery side width deviation Δb 7: F7 stand delivery side width deviation Δσ 6 : F6 / F7 stand unit tension deviation Δp 6 : F6 stand rolling reaction force deviation Δp 7 : F7 stand rolling reaction force deviation

【0059】制御入力量up の要素変数(候補) ΔSref6 :F6スタンド圧下リファレンス変更量 ΔSref7 :F7スタンド圧下リファレンス変更量 ΔVref6 :F6スタンドロール周速リファレンス変更量[0059] The control input quantity u p of the element variable (candidate) ΔSref 6: F6 stand pressure reference change amount ΔSref 7: F7 stand pressure reference change amount ΔVref 6: F6 stand roll peripheral speed reference change amount

【0060】外乱入力量wp の要素変数(候補) ΔSd6 :F6スタンドロール偏芯外乱 ΔSd7 :F7スタンドロール偏芯外乱 ΔH6 :F6スタンド入側板厚偏差 ΔH7 :F7スタンド入側板厚偏差 ΔTd6 :F6スタンド被圧延鋼板温度偏差(スキッドマ
ークに対応) ΔTd7 :F7スタンド被圧延鋼板温度偏差(スキッドマ
ークに対応) ΔB6 :F6スタンド入側板幅偏差 ΔB7 :F7スタンド入側板幅偏差
Element variable (candidate) of disturbance input amount w p ΔSd 6 : F6 stand roll eccentric disturbance ΔSd 7 : F7 stand roll eccentric disturbance ΔH 6 : F6 stand entrance side thickness deviation ΔH 7 : F7 stand entrance side thickness deviation ΔTd 6 : F6 stand rolled steel plate temperature deviation (corresponding to skid mark) ΔTd 7 : F7 stand rolled steel plate temperature deviation (corresponding to skid mark) ΔB 6 : F6 stand entrance width deviation ΔB 7 : F7 stand entrance width deviation

【0061】外乱入力量wp の特性は、下記に示す外乱
のみなし外乱状態量xw 、みなし外乱制御入力量uw
みなし外乱観測量yw (慣例として「観測」という言葉
を用いるが、現実には観測されない)、システムマトリ
クスAw ,Bw ,Cw ,Dwを用いて、 dxw /dt = Aw w + Bw wp = Cw w + Dw w = yw で与えられる。
The characteristics of the disturbance input amount w p include the following disturbance-free disturbance state amount x w , assumed disturbance control input amount u w ,
Using the deemed disturbance observable y w (by convention, the word “observation” is used, but not actually observed), and the system matrices A w , B w , C w , and D w , dx w / dt = A w x It is given by w + B w w w p = C w x w + D w u w = y w .

【0062】みなし外乱状態量xw の要素変数(候補) ΔSds6:ΔSd6 の状態変数 ΔSds7:ΔSd7 の状態変数 ΔHs6:ΔH6 の状態変数 ΔHs7:ΔH7 の状態変数 ΔTds6:ΔTd6 の状態変数 ΔTds7:ΔTd7 の状態変数 ΔBs6:ΔB6 の状態変数 ΔBs7:ΔB7 の状態変数[0062] considered disturbance state amount x w of the element variable (candidate) ΔSd s6: ΔSd 6 state variable of ΔSd s7: ΔSd 7 of the state variable ΔH s6: ΔH 6 of the state variable ΔH s7: ΔH 7 of the state variable ΔTd s6: state variable ΔTd of ΔTd 6 s7: ΔTd 7 of the state variable ΔB s6: state variable ΔB of ΔB 6 s7: ΔB 7 of the state variable

【0063】みなし外乱入力量wp の要素変数(候補) ΔSd6 :F6スタンドロール偏芯外乱 ΔSd7 :F7スタンドロール偏芯外乱 ΔH6 :F6スタンド入側板厚偏差 ΔH7 :F7スタンド入側板厚偏差 ΔTd6 :F6スタンド被圧延鋼板温度偏差(スキッドマ
ークに対応) ΔTd7 :F7スタンド被圧延鋼板温度偏差(スキッドマ
ークに対応) ΔB6 :F6スタンド入側板幅偏差 ΔB7 :F7スタンド入側板幅偏差
Element variables (candidates) of the assumed disturbance input amount w p ΔSd 6 : F6 stand roll eccentric disturbance ΔSd 7 : F7 stand roll eccentric disturbance ΔH 6 : F6 stand entry side thickness deviation ΔH 7 : F7 stand entry side thickness Deviation ΔTd 6 : F6 stand rolled steel plate temperature deviation (corresponding to skid mark) ΔTd 7 : F7 stand rolled steel plate temperature deviation (corresponding to skid mark) ΔB 6 : F6 stand entrance width deviation ΔB 7 : F7 stand entrance width deviation

【0064】みなし外乱制御入力量uw の要素変数(候
補) ΔSdu6:ΔSd6 の入力変数 ΔSdu7:ΔSd7 の入力変数 ΔHu6:ΔH6 の入力変数 ΔHu7:ΔH7 の入力変数 ΔTdu6:ΔTd6 の入力変数 ΔTdu7:ΔTd7 の入力変数 ΔBu6:ΔB6 の入力変数 ΔBu7:ΔB7 の入力変数
Element variable (candidate) of assumed disturbance control input amount u w ΔSd u6 : input variable of ΔSd 6 ΔSd u7 : input variable of ΔSd 7 ΔH u6 : input variable of ΔH 6 ΔH u7 : input variable of ΔH 7 ΔTd u6 : Input variable of ΔTd 6 ΔTd u7 : Input variable of ΔTd 7 ΔB u6 : Input variable of ΔB 6 ΔB u7 : Input variable of ΔB 7

【0065】ただし、システムマトリクスAw ,Bw
w ,Dw は、外乱の動特性を例えば一次系で以下のよ
うに近似して構築する。例えば、F6スタンドのロール
偏芯外乱が、図7に示すように4[rad/s] 以上の周波数
帯域で顕著である場合、その周波数特性を、 Gsd6 = (s+1)/(s+4) = 〔−3/(s+4)〕+1 といったように、4[rad/s] 以上で一定のゲイン0 [d
B] を有する伝達関数で表現し、これを更に、 d(ΔSds6)/dt =−4ΔSds6 +ΔSdu6 ΔSds6 =−3ΔSds6 +ΔSdu6 のように、状態方程式の形で表現する。
Here, the system matrices A w , B w ,
C w and D w are constructed by approximating the dynamic characteristics of the disturbance in, for example, a primary system as follows. For example, when the roll eccentric disturbance of the F6 stand is remarkable in a frequency band of 4 [rad / s] or more as shown in FIG. 7, the frequency characteristic is represented by G sd6 = (s + 1) / (s + 4) = [ -3 / (s + 4)] + 1 and a constant gain of 0 [d / d] above 4 [rad / s]
B] represented by a transfer function having, which is further, as in d (ΔSd s6) / dt = -4ΔSd s6 + ΔSd u6 ΔSd s6 = -3ΔSd s6 + ΔSd u6, expressed in the form of a state equation.

【0066】また、上述のように残りの変数ΔSds7,Δ
s6,ΔHs7,ΔTds6,ΔTds7,ΔBs6,ΔBs7を含め
て、その周波数特性が例えば〔数19〕のように与えら
れている場合、
As described above, the remaining variables ΔSd s7 , Δ
When the frequency characteristics including H s6 , ΔH s7 , ΔT s6 , ΔT s7 , ΔB s6 , and ΔB s7 are given, for example, as shown in [ Equation 19],

【0067】[0067]

【数19】 [Equation 19]

【0068】これらの変数ΔSds6,ΔSds7,ΔHs6,Δ
s7,ΔTds6,ΔTds7,ΔBs6,ΔBs7について同様な
状態変数表現の形で表す。これらすべてをまとめた系の
マトリクスを、例えば次の〔数20〕のように作ること
で、外乱の動特性を記述した状態方程式が構成できる。
These variables ΔSd s6 , ΔSd s7 , ΔH s6 , Δ
H s7 , ΔTd s6 , ΔTd s7 , ΔB s6 , and ΔB s7 are expressed in a similar state variable expression. A state equation describing the dynamic characteristics of the disturbance can be constructed by forming a matrix of a system in which all of these are summed up, for example, as in the following [Equation 20].

【0069】[0069]

【数20】 (Equation 20)

【0070】さらに、この〔数20〕に示す外乱特性状
態方程式と、先に示した圧延プロセスの状態方程式とを
組み合わせた拡大系(一般化プラント)の状態方程式を
作ると、以下の〔数21〕のようになる。
Further, a state equation of an expanded system (generalized plant) combining the disturbance characteristic state equation shown in [Equation 20] and the state equation of the rolling process described above is created. 〕become that way.

【0071】[0071]

【数21】 (Equation 21)

【0072】ただし、〔数21〕において、xa を拡大
系の状態変数とし、za を拡大系の評価変数(制御変
数)とし、wa を外乱入力とし、ya を観測変数とし、
a を制御入力とする。このとき、システムマトリクス
は、〔数22〕のようになる。
[0072] However, in the [equation 21], and the state variables of the magnification system of x a and z a a magnification system evaluation variable (control variable), a w a a disturbance input, and the observed variable y a,
Let u a be a control input. At this time, the system matrix is as shown in [Equation 22].

【0073】[0073]

【数22】 (Equation 22)

【0074】次に、μシンセシスと称する手法を用いて
制御系の設計を行うときに構成するμシンセシスによる
制御系設計のための一般化プラントGx (s) と、補償器
x(s) との関係を、図2に示す。μシンセシスと称す
る制御系設計手法とは、図2において、変動量Δが|Δ
|∞≦1の範囲で任意に変動しても、制御系の安定性を
保ち、かつ、外乱入力量wx から制御量zx までの伝達
特性Gzwの最大特異値を最小ならしめる補償器の伝達関
数Kx (s) が求まるものである。ただし、|Δ|∞はΔ
のH∞ノルムを表す。
Next, a generalized plant G x (s) for control system design based on μ synthesis and a compensator K x (s) configured when designing a control system using a technique called μ synthesis. 2 is shown in FIG. A control system design method called μ synthesis is a method in which the variation Δ is | Δ
A compensator that maintains the stability of the control system and minimizes the maximum singular value of the transfer characteristic G zw from the disturbance input amount w x to the control amount z x even if it fluctuates arbitrarily in the range of | ∞ ≦ 1. Of the transfer function K x (s) is obtained. Where | Δ | ∞ is Δ
H∞ norm.

【0075】図2に示されたμシンセシスによる制御系
設計のための一般化プラントは、状態量xx として、H
∞理論を用いた制御系設計の際に構築した一般化プラン
ト(拡大系)の状態量xa と、これに更に付加した周波
数重み関数(図3におけるw T , ws など)の状態量x
add との併合をとる。また、制御量zx として、H∞理
論を用いた制御系設計の際に構築した一般化プラント
(拡大系)の制御量zaと同一か、当該制御量za に選
択された要素変数を線形結合した量と、制御対象の変動
分を表すΔに関わる出力要素変数の一部(図3における
Ap, zCp2 に相当するもの)との併合をとる。さら
に、 yx = yax = ua と定義した dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x のような状態方程式により記述されるものである。
Control system based on μ synthesis shown in FIG.
The generalized plant for the design has a state quantity xxAs H
一般 Generalized plan built during control system design using theory
G (expansion system) state quantity xaAnd the frequency added to this
Number weight function (w in FIG. 3) T, wsX)
addAnd merge with. Also, the control amount zxAs H∞ 理
Plant constructed during control system design using theory
(Enlarged system) control amount zaOr the control amount zaSelected
The amount of the linear combination of the selected element variables and the variation of the control
Part of output element variables related to Δ representing minute (in FIG. 3,
zAp, zCp2And the merger with Further
, Yx= ya ux= ua Dx defined asx/ dt = Axxx+ Bx1wx + Bx2ux zx = Cx1xx+ Dx11wx+ Dx12ux yx = Cx2xx+ Dx21wx+ Dx22ux This is described by a state equation such as

【0076】したがって、補償器の伝達関数Kx (s) お
よび制御対象の変動分を表すΔに関して、 ux = Kx(s) yxx = Δzx を満たす。さらに、変動量Δは|Δ|∞≦1を満たして
いる。μシンセシスと称する手法を用いるには、必ず図
2(あるいは図3)に表される構成でなければならな
い。
[0076] Therefore, with respect to Δ represents the variation of the transfer function K x (s) and the control target of the compensator satisfies u x = K x (s) y x w x = Δz x. Further, the variation Δ satisfies | Δ | ∞ ≦ 1. In order to use the technique called μ-synthesis, the configuration must be as shown in FIG. 2 (or FIG. 3).

【0077】次に、図4に示されるブロック線図は、7
台ある圧延機の後段2スタンドであるF6,F7スタン
ドについて、その動特性が dxp /dt = ( Ap + ΔAp ) xp + ( Bp1 +ΔBp1 )
p + Bp2pp = ( Cp2+ ΔCp2) xp + ( Dp21+ΔDp21)w
p で記述される状態方程式を、その変動分を含めて表現し
たものである。さらに、これを、μシンセシスと称する
手法を用いるために必要な図2の形に変形したものが、
図3に示されるブロック線図である。以下、図4のブロ
ック線図を基にして、図3のブロック線図を導く方法を
説明する。
Next, the block diagram shown in FIG.
The dynamic characteristics of the two stands F6 and F7, which are the latter two stands of the rolling mill, are expressed as dx p / dt = (A p + ΔA p ) x p + (B p1 + ΔB p1 ).
w p + B p2 u p y p = (C p2 + ΔC p2) x p + (D p21 + ΔD p21) w
This is a representation of the state equation described by p , including its variation. Further, this is transformed into the form of FIG. 2 necessary for using a method called μ synthesis,
FIG. 4 is a block diagram shown in FIG. 3. Hereinafter, a method for deriving the block diagram of FIG. 3 based on the block diagram of FIG. 4 will be described.

【0078】(例)マトリクスAp ,Cp2の主要変動要
素に着目し、ΔAp ,ΔBp1,ΔCp2,ΔDp21 の変動
を考慮する場合の設計方法例:いま、例えば、 δ1:Ap 行列の(3,1)成分の規格化された変動量 δ2:Ap 行列の(3,2)成分の規格化された変動量 δ3:Ap 行列の(3,3)成分の規格化された変動量 δ4:Cp2行列の(1,1)成分の規格化された変動量 δ5:Cp2行列の(2,2)成分の規格化された変動量 と定義(−1<δi <1)すれば、 ΔA = diag [δ123] ΔB = diag [δ45] によって定められる行列ΔAp,ΔCpは、 |ΔAp|∞≦1 |ΔCp2 |∞≦1 を満たす。
(Example) Attention is paid to the main variable elements of the matrices A p and C p2, and an example of a design method in the case of considering the fluctuations of ΔA p , ΔB p1 , ΔC p2 and ΔD p21 : Now, for example, δ 1 : A The normalized variation of the (3,1) component of the p matrix δ 2 : A The normalized variation of the (3,2) component of the p matrix δ 3 : The (3,3) component of the Ap matrix normalized variation [delta] 4: C p2 matrix (1,1) component of normalized variation [delta] 5: C p2 matrix (2,2) defined as a normalized variation of the component (- 1 <δ i <1) them if, Δ A = diag [δ 1 , δ 2, δ 3] Δ B = diag [δ 4, δ 5] matrix is determined by the delta Ap, delta Cp is, | Δ Ap | ∞ ≦ 1 | Δ Cp2 | ∞ ≦ 1.

【0079】さらに、 |Δ′|∞≦1 となるΔ′を用いることで、 Δ = diag[ΔA ,ΔB ,Δ′] と構成されるΔは、 |Δ|∞≦1 を満たしている。ただし、diag[a,b,c] とは、対角要素
に行列a,b,c を持つ行列のことを意味する。
[0079] Furthermore, | delta | By using the '∞ ≦ 1 and becomes Δ', Δ = diag [Δ A, Δ B, Δ '] is delta configuration as, | delta | satisfies ∞ ≦ 1 I have. However, diag [a, b, c] means a matrix having matrices a, b, c on diagonal elements.

【0080】さらに、次の〔数23〕のようにハットB
2 、ハットC2 、ハットD12、ハットD21を構成する
と、
Further, as shown in the following [Equation 23], the hat B
2 , the hat C 2 , the hat D 12 , and the hat D 21

【0081】[0081]

【数23】 (Equation 23)

【0082】更に次の〔数24〕のように記述される式
が成立することは、単純な行列計算で確認できる。
It can be confirmed by a simple matrix calculation that the equation described as the following [Equation 24] holds.

【0083】[0083]

【数24】 (Equation 24)

【0084】また、評価変数za として、 za = ws ( Cp1p + Dp11p ) + wT p を定義して加えると、図3のブロック線図が構成でき
る。図3においては、外乱の動特性として、 dxw /dt = Ax w + BW wp = Cw w + DW w を次の〔数25〕のように記載している。
[0084] Further, as an evaluation variable z a, the addition defines a z a = w s (C p1 x p + D p11 w p) + w T u p, the block diagram of FIG. 3 can be constructed. In FIG. 3, as the dynamic characteristic of the disturbance, describes dx w / dt = A x x w + B W u w w p = C w x w + D W u w as in the following [Equation 25] I have.

【0085】[0085]

【数25】 (Equation 25)

【0086】以上の手続きにより、図3のブロック線図
は図2と等価な形をしていることになるので、μシンセ
シス手法の定式化ができたことになる。このとき、次の
状態方程式 dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x に関わるマトリクスは、〔数26〕のように与えられ
る。
According to the above procedure, the block diagram of FIG. 3 has a form equivalent to that of FIG. 2, and thus the μ synthesis method has been formulated. At this time, the following state equation dx x / dt = A x x x + B x1 w x + B x2 u x z x = C x1 x x + D x11 w x + D x12 u x y x = C x2 x x + D matrix involved in x21 w x + D x22 u x is given as [Equation 26].

【0087】[0087]

【数26】 (Equation 26)

【0088】以上のように、制御対象を表す行列のう
ち、変動の大きい成分に着目し、当該成分の変動を考慮
して新たに拡大系を構成して制御系の設計を実施するの
が、本発明によるルーパーレス圧延制御方法の特徴であ
る。どの成分に着目するかは、設計仕様に基づき決定さ
れる。
As described above, in the matrix representing the control object, attention is paid to the component having large fluctuation, and the control system is designed by newly constructing an enlarged system in consideration of the fluctuation of the component. This is a feature of the looperless rolling control method according to the present invention. Which component to focus on is determined based on the design specifications.

【0089】さて、図4に示すような構成ができ、〔数
26〕に示すようなマトリクスが構成できると、再度H
∞理論に帰着させて補償器の伝達関数Kx (s) が求ま
る。この伝達関数Kx (s) は、以下に説明するD−K反
復計算法により、市販の制御系設計CADを駆使して求
められる。
Now, if the configuration as shown in FIG. 4 can be made and the matrix as shown in [Equation 26] can be formed, H
Reducing the theory, the transfer function K x (s) of the compensator is obtained. The transfer function K x (s) is obtained by a DK iterative calculation method described below, making full use of a commercially available control system design CAD.

【0090】なお、上述の例では、マトリクスAp ,C
p2の主要変動要素に着目して制御系を構成したが、その
他の主要な変動要素に着目して構成する方法もある。以
下、(イ)μについて、(ロ)D−K反復計算法につい
て説明する。
In the above example, the matrices A p , C
Although the control system is configured by focusing on the main variable element of p2 , there is also a method of configuring by focusing on other main variable elements. Hereinafter, (a) μ and (b) the DK iterative calculation method will be described.

【0091】(イ)μについて 制御対象の挙動のみを記述した状態方程式に外乱の周波
数特性を併合して構成された状態方程式を基に、外乱入
力から制御量に至る伝達特性の最大特異値が最小となる
補償器をH∞理論によって求める方法と、μシンンセシ
スにより補償器を求める方法とは別個のものであるが、
互いに関連が深い。μとは、制御系設計に当たって用い
られる評価基準であり、H∞理論におけるH∞ノルムに
相当するものである。
(A) μ The maximum singular value of the transfer characteristic from the disturbance input to the control amount is determined based on the state equation composed of the state equation describing only the behavior of the control object and the frequency characteristic of the disturbance. Although the method of finding the minimum compensator by H∞ theory is different from the method of finding the compensator by μ synthesis,
Closely related to each other. μ is an evaluation criterion used in control system design and corresponds to H∞ norm in H∞ theory.

【0092】(ロ)D−K反復計算法について 本来ならば、μを最小にする補償器の伝達関数Kx (s)
を算出するべきである。しかし、これをH∞理論のよう
に体系的に算出する手法が開発されていないため、今日
では、μ値を最小にする問題をH∞ノルムを最小にする
問題に帰着させて補償器を求めているのである。
(B) DK Iterative Calculation Method Originally, the transfer function K x (s) of the compensator minimizing μ
Should be calculated. However, since a method of systematically calculating this as in the H∞ theory has not been developed, today, the problem of minimizing the μ value is reduced to the problem of minimizing the H∞ norm to obtain a compensator. -ing

【0093】具体的には、 dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x なる状態方程式の、外乱入力wx から制御量zx に至る
伝達特性Gzwの最大特異値が最小となる観測量yx から
制御入力ux に至る伝達関数Kx (s) をH∞理論により
求める。補償器は、変動量Δに関して、Di (jω) Gi
(jω) Di -1(jω) の最大特異値が最小になる行列Di
(jω) を選定することができ、かつ、Di(jω) Gi (j
ω) Di -1(jω) の最大特異値が1未満ならμ値を最小
にする補償器に近いものであることを利用しているので
ある。
[0093] Specifically, dx x / dt = A x x x + B x1 w x + B x2 u x z x = C x1 x x + D x11 w x + D x12 u x y x = C x2 x x + D x21 w x + D x22 u x In the state equation of x + D x21 w x + D x22 u x , the maximum singular value of the transfer characteristic G zw from the disturbance input w x to the control amount z x is from the observation amount y x to the control input u x The transfer function K x (s) is obtained by the H∞ theory. The compensator calculates D i (jω) G i for the variation Δ
(jω) Matrix D i that minimizes the maximum singular value of D i -1 (jω)
(jω) and D i (jω) G i (j
If the maximum singular value of (ω) D i -1 (jω) is less than 1, the fact that it is close to a compensator that minimizes the μ value is used.

【0094】したがって、D−K反復計算法とは、当該
状態方程式で記述された一般化プラントをGx (s) 、考
慮したマトリクスの変動量をΔと定義し、(1)i=1
とし、G1(s) =Gx (s) ,D1=I(単位行列)とし、
(2)外乱入力wx から制御量zx に至る伝達特性Gzw
の最大特異値が最小となる観測量yx から制御入力ux
に至る伝達関数Kxi(s) を求め、(3)変動量Δに関し
て、 Di (jω) Gi (jω) Di -1(jω) の最大特異値が最小になる行列Di (jω) を選定し、
(4)もし、Di (jω) Gi (jω) Di -1(jω) の最大
特異値が1未満なら、K xi(s) が求める補償器の伝達関
数であり、制御系設計は終了し、(5)もし、Di (j
ω) Gi (jω) Di -1(jω) の最大特異値が1以上な
ら、当該拡大系において、図5に示すように、外乱入力
x の入力の前にDi -1(s) を前置し、かつ、制御量z
x の出力の後ろにDi (s) を後置して新たに再度拡大系 dxxi/dt = Axixi + Bxi1 xi+ Bxi2 xixi = Cxi1 xi+ Dxi11xi+ Dxi12xixi = Cxi2 xi+ Dxi21xi+ Dxi22xi を構築して、外乱入力wxiから制御量zxiに至る伝達特
性Gzwi の最大特異値が最小となる観測量yxiから制御
入力uxiに至る伝達関数Kxi(s) をH∞理論により求め
て上記(3)の処理に戻る、という方法のことである。
Therefore, the DK iterative calculation method is
Let G be a generalized plant described by the equation of statex(s)
Is defined as Δ, and (1) i = 1
And G1(s) = Gx(s), D1= I (identity matrix),
(2) Disturbance input wxControl amount zxTransfer characteristic G up tozw
Observable y that minimizes the maximum singular value ofxControl input ux
Transfer function K leading toxi(s) is calculated, and (3) the variation Δ
Di(jω) Gi(jω) Di -1matrix D that minimizes the maximum singular value of (jω)i(jω), and
(4) If Di(jω) Gi(jω) Di -1the maximum of (jω)
If the singular value is less than 1, K xi(s)
And the control system design is completed. (5) If Di(j
ω) Gi(jω) Di -1The maximum singular value of (jω) is 1 or more
In the enlarged system, as shown in FIG.
wxD before inputi -1(s) in front of the control variable z
xD after the output ofi(s) is added afterwards, and the newly expanded system dxxi/ dt = Axixxi + Bxi1wxi+ Bxi2uxi zxi = Cxi1xxi+ Dxi11wxi+ Dxi12uxi yxi = Cxi2xxi+ Dxi21wxi+ Dxi22uxi And construct a disturbance input wxiControl amount zxiTransmission characteristics leading to
Sex GzwiObservable y that minimizes the maximum singular value ofxiControl from
Input uxiTransfer function K leading toxi(s) is calculated by H∞ theory
To return to the process of (3).

【0095】さらに、本発明の方法では、補償器の伝達
関数Kxi(s) の次数を利用可能性の高い低い次数に押さ
えるべく、Di (s) をラプラスの演算子s に関わらない
実数のみを要素とする行列の中から選ぶことにしてい
る。これは、H∞理論を基調に補償器を求めると、補償
器は、拡大系の次数と同一次数を持つことから理解され
る。なお、上述のD−K反復計算法は、せいぜい2回実
施する程度でとどめる方が好ましい補償器を算出できる
ことが経験的に知られている。
Further, in the method of the present invention, in order to keep the order of the transfer function K xi (s) of the compensator to a low order that is highly available, D i (s) is set to a real number that is not related to the Laplace operator s. We choose from matrices that have only elements. This is understood from the fact that when a compensator is obtained based on the H∞ theory, the compensator has the same order as the order of the expansion system. It is empirically known that the above-described DK iterative calculation method can calculate a compensator that is preferably performed only at most twice.

【0096】上記補償器の伝達関数Kx (s) が制御用計
算機に設定された後の処理については、図1を用いてそ
の実施の態様を説明する。図1において、板厚計4、板
幅計6、圧延反力測定装置10によりiスタンド出側板
厚偏差Δhi 、iスタンド出側板幅偏差Δbi 、iスタ
ンド圧延反力偏差Δpi が測定される。また、板厚計
5、板幅計7、圧延反力測定装置11によりi+1スタ
ンド出側板厚偏差Δhi+1 、i+1スタンド出側板幅偏
差Δbi+1 、i+1スタンド圧延反力偏差Δpi+1 が測
定される。さらに、張力計20によりi/i+1スタン
ド間張力偏差σi が計測される。
The processing after the transfer function K x (s) of the compensator is set in the control computer will be described with reference to FIG. In Figure 1, thickness gauge 4, the plate width meter 6, the side plate out i stand by rolling reaction force measuring device 10 thickness deviation Delta] h i, i stand delivery side width deviation [Delta] b i, i stand rolling reaction force error Delta] p i is measured You. The thickness gauge 5, the width gauge 7, and the rolling reaction force measuring device 11 measure the i + 1 stand exit side sheet thickness deviation Δh i + 1 , the i + 1 stand exit side sheet width deviation Δb i + 1 , and the i + 1 stand rolling reaction force deviation Δp i +. 1 is measured. Further, the tension meter 20 measures i / i + 1 the tension deviation σ i between stands.

【0097】これらの測定値は、すべて制御用計算機内
に装備された偏差制御装置21に入力され、上記伝達関
数Kx (s) に基づいてiスタンド〜i+1スタンドの圧
下位置操作指令ΔSrefi ,ΔSrefi+1 、iスタンドロー
ル周速指令ΔVrefi が計算される。iスタンド〜i+1
スタンドの圧下位置操作指令ΔSrefi ,ΔSrefi+1 はそ
れぞれ、圧下位置駆動装置12,13に加えられ、iス
タンドロール周速指令ΔVrefi は圧延ロールモータ駆動
回転速度制御装置16に加えられる。
These measured values are all input to the deviation control device 21 provided in the control computer, and based on the transfer function K x (s), the rolling position operation commands ΔSref i , ΔSref i + 1 , i stand roll peripheral speed command ΔVref i is calculated. i stand to i + 1
The stand rolling position operation commands ΔSref i and ΔSref i + 1 are respectively applied to the rolling position drive devices 12 and 13, and the i stand roll peripheral speed command ΔVref i is applied to the rolling motor drive rotation speed control device 16.

【0098】(2)3スタンドの場合:3スタンドの場
合においては、2スタンドの場合において開示したよう
な方法により、目的を達成しうる制御系の設計が実行で
きる。このとき、F5,F6,F7スタンドの3つのス
タンドを用いて制御を行う場合について記述するときの
変数の要素変数(候補)は、次に示すとおりに増えるだ
けである。
(2) In the case of three stands: In the case of three stands, a control system that can achieve the object can be designed by the method disclosed in the case of two stands. At this time, the element variables (candidates) of the variables when describing the case where the control is performed using the three stands F5, F6, and F7 only increase as follows.

【0099】状態量xp の要素変数(候補) ΔS5 :F5スタンド圧下位置偏差 ΔS6 :F6スタンド圧下位置偏差 ΔS7 :F7スタンド圧下位置偏差 Δσ5 :F5/F6スタンド間単位張力偏差 Δσ6 :F6/F7スタンド間単位張力偏差 ΔVn5 :F5スタンド中立点速度偏差 ΔVn6 :F6スタンド中立点速度偏差 ΔVn7 :F7スタンド中立点速度偏差 ΔVc5 :F5スタンドの中立点速度リファレンス偏差と
中立点速度偏差との差の積分 d(ΔVci )/dt = ΔVrefi - ΔVni ΔVc6 :F6スタンドの中立点速度リファレンス偏差と
中立点速度偏差との差の積分 d(ΔVci+1)/dt = ΔVrefi+1 - ΔVni+1 ΔVc7 :F7スタンドの中立点速度リファレンス偏差と
中立点速度偏差との差の積分 d(ΔVci+2)/dt = ΔVrefi+2 - ΔVni+2
Element variables (candidates) of state quantity x p ΔS 5 : F5 stand rolling position deviation ΔS 6 : F6 stand rolling position deviation ΔS 7 : F7 stand rolling position deviation Δσ 5 : F5 / F6 stand unit tension deviation Δσ 6 : F6 / F7 stand unit tension deviation ΔVn 5 : F5 stand neutral point velocity deviation ΔVn 6 : F6 stand neutral point velocity deviation ΔVn 7 : F7 stand neutral point velocity deviation ΔVc 5 : F5 stand neutral point velocity reference deviation and neutral point integrating d of the difference between the speed deviation (ΔVc i) / dt = ΔVref i - ΔVn i ΔVc 6: F6 integral d of the difference between the neutral point speed reference deviation stand the neutral point speed deviation (ΔVc i + 1) / dt = ΔVref i + 1 - ΔVn i + 1 ΔVc 7: F7 integral d of the difference between the neutral point speed reference deviation stand the neutral point speed deviation (ΔVc i + 2) / dt = ΔVref i + 2 - ΔVn i + 2

【0100】制御量zp の要素変数(候補) Δh5 :F5スタンド出側板厚偏差 Δh6 :F6スタンド出側板厚偏差 Δh7 :F7スタンド出側板厚偏差 Δb5 :F5スタンド出側板幅偏差 Δb6 :F6スタンド出側板幅偏差 Δb7 :F7スタンド出側板幅偏差 Δσ5 :F5/F6スタンド間単位張力偏差 Δσ6 :F6/F7スタンド間単位張力偏差 ΔSref5 :F5スタンド圧下リファレンス変更量 ΔSref6 :F6スタンド圧下リファレンス変更量 ΔSref7 :F7スタンド圧下リファレンス変更量 ΔVref5 :F5スタンドロール周速リファレンス変更量 ΔVref6 :F6スタンドロール周速リファレンス変更量[0100] control variable z p of elements variable (candidate) Δh 5: F5 stand delivery side thickness deviation Delta] h 6: F6 stand delivery side thickness deviation Delta] h 7: F7 stand delivery side thickness deviation [Delta] b 5: F5 stand delivery side width deviation [Delta] b 6 : F6 stand exit side plate width deviation Δb 7 : F7 stand exit side plate width deviation Δσ 5 : F5 / F6 stand unit tension deviation Δσ 6 : F6 / F7 stand unit tension deviation ΔSref 5 : F5 stand pressure reduction reference change amount ΔSref 6 : F6 stand roll reference change amount ΔSref 7 : F7 stand roll reference change amount ΔVref 5 : F5 stand roll circumferential speed reference change amount ΔVref 6 : F6 stand roll circumferential speed reference change amount

【0101】観測変数yp の要素変数(候補) Δh5 :F5スタンド出側板厚偏差 Δh6 :F6スタンド出側板厚偏差 Δh7 :F7スタンド出側板厚偏差 Δb5 :F5スタンド出側板幅偏差 Δb6 :F6スタンド出側板幅偏差 Δb7 :F7スタンド出側板幅偏差 Δσ5 :F5/F6スタンド間単位張力偏差 Δσ6 :F6/F7スタンド間単位張力偏差 Δp5 :F5スタンド圧延反力偏差 Δp6 :F6スタンド圧延反力偏差 Δp7 :F7スタンド圧延反力偏差[0101] observed variables y p of the element variable (candidate) Δh 5: F5 stand delivery side thickness deviation Δh 6: F6 stand delivery side thickness deviation Δh 7: F7 stand delivery side thickness deviation Δb 5: F5 stand delivery side width deviation Δb 6 : F6 stand exit side plate width deviation Δb 7 : F7 stand exit side plate width deviation Δσ 5 : F5 / F6 stand unit tension deviation Δσ 6 : F6 / F7 stand unit tension deviation Δp 5 : F5 stand rolling reaction force deviation Δp 6 : F6 stand rolling reaction force deviation Δp 7 : F7 stand rolling reaction force deviation

【0102】制御入力量up の要素変数(候補) ΔSref5 :F5スタンド圧下リファレンス変更量 ΔSref6 :F6スタンド圧下リファレンス変更量 ΔSref7 :F7スタンド圧下リファレンス変更量 ΔVref5 :F5スタンドロール周速リファレンス変更量 ΔVref6 :F6スタンドロール周速リファレンス変更量[0102] The control input quantity u p element variable of (candidate) ΔSref 5: F5 stand pressure reference change amount ΔSref 6: F6 stand pressure reference change amount ΔSref 7: F7 stand pressure reference change amount ΔVref 5: F5 stand roll peripheral speed reference Change amount ΔVref 6 : F6 stand roll peripheral speed reference change amount

【0103】外乱入力量wp の要素変数(候補) ΔSd5 :F5スタンドロール偏芯外乱 ΔSd6 :F6スタンドロール偏芯外乱 ΔSd7 :F7スタンドロール偏芯外乱 ΔH5 :F5スタンド入側板厚偏差 ΔH6 :F6スタンド入側板厚偏差 ΔH7 :F7スタンド入側板厚偏差 ΔTd5 :F5スタンド被圧延鋼板温度偏差(スキッドマ
ークに対応) ΔTd6 :F6スタンド被圧延鋼板温度偏差(スキッドマ
ークに対応) ΔTd7 :F7スタンド被圧延鋼板温度偏差(スキッドマ
ークに対応) ΔB5 :F5スタンド入側板幅偏差 ΔB6 :F6スタンド入側板幅偏差 ΔB7 :F7スタンド入側板幅偏差
Element variable (candidate) of disturbance input amount w p ΔSd 5 : F5 stand roll eccentric disturbance ΔSd 6 : F6 stand roll eccentric disturbance ΔSd 7 : F7 stand roll eccentric disturbance ΔH 5 : F5 stand entry side plate thickness deviation ΔH 6 : Thickness deviation of F6 stand entrance side ΔH 7 : F7 stand entrance side thickness deviation ΔTd 5 : F5 stand rolled steel plate temperature deviation (corresponding to skid mark) ΔTd 6 : F6 stand rolled steel plate temperature deviation (corresponding to skid mark) ΔTd 7 : F7 stand rolled steel plate temperature deviation (corresponding to skid mark) ΔB 5 : F5 stand entrance side plate width deviation ΔB 6 : F6 stand entrance plate width deviation ΔB 7 : F7 stand entrance plate width deviation

【0104】その他は、2スタンドの場合と同じである
ので説明を省略する。図8に示すように、最終段圧延機
の出側における板厚精度を比較すれば明らかなように、
μシンセシスを用いた補償器を用いた方が良好な板厚精
度を実現できている。また、図9に示すように、最終段
圧延機と最終段から数えて2段目の圧延機との間の張力
制御性能を比較すると、明らかにμシンセシスを用いた
補償器を用いた方が良好な張力制御精度を実現できてい
る。
The other points are the same as those in the case of the two stands, and the description is omitted. As shown in FIG. 8, as is clear from the comparison of the thickness accuracy at the exit side of the final rolling mill,
Using a compensator using μ-synthesis achieves better plate thickness accuracy. Further, as shown in FIG. 9, comparing the tension control performance between the last rolling mill and the second rolling mill counted from the last rolling mill, it is clear that the use of the compensator using μ-synthesis is clearer. Good tension control accuracy has been achieved.

【0105】つまり、本実施形態では、制御対象の変動
を考慮して状態方程式を再構成し、それを基に求めた伝
達関数を補償器に設定して圧延制御を行うようにしたの
で、1つの補償器だけで、制御対象の変動に対応して高
精度な制御を実現することができる。また、圧延プロセ
スの制御量としてスタンド間張力偏差を必ず含めるよう
にしているので、板厚や板幅だけでなく、張力に関して
も高精度な制御を実現することができる。
That is, in the present embodiment, the state equation is reconstructed in consideration of the variation of the control object, and the transfer function obtained based on the equation is set in the compensator to perform the rolling control. With only one compensator, high-precision control can be realized in response to the fluctuation of the control target. In addition, since the inter-stand tension deviation is always included as a control amount of the rolling process, high-precision control can be realized not only for the plate thickness and the plate width but also for the tension.

【0106】また、本実施形態では、圧延プロセスの観
測量として各スタンド出側の板厚偏差や板幅偏差を用
い、移送モデルを用いずに圧延制御を行っているので、
高精度な制御を実現することができる。また、これによ
り制御対象の次数や補償器の次数をできるだけ少なくす
ることもできるので、制御系の設計や調整を簡単に行う
ことができるというメリットも有する。
In the present embodiment, the rolling control is performed without using the transfer model by using the sheet thickness deviation and the sheet width deviation on the exit side of each stand as the amount of observation of the rolling process.
Highly accurate control can be realized. In addition, since the order of the control target and the order of the compensator can be reduced as much as possible, there is an advantage that the design and adjustment of the control system can be easily performed.

【0107】なお、以上に述べた本実施形態による圧延
制御方法は、実際にはCPU、ROMおよびRAMなど
から成るマイクロコンピュータシステムにより実現さ
れ、上述の機能を実現するプログラムは、上記ROMに
格納される。また、これ以外にも、上記コンピュータシ
ステムに上記プログラムを外部から供給するようにする
ことも可能である。
The above-described rolling control method according to the present embodiment is actually realized by a microcomputer system including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and a program for realizing the above functions is stored in the ROM. You. In addition, it is also possible to externally supply the program to the computer system.

【0108】この場合、上記プログラムを供給するため
の手段、例えば上記プログラムを格納した記録媒体は本
発明を構成する。なお、上記プログラムを記憶する記録
媒体としては、ROMの他に、例えばフロッピーディス
ク、(登録商標)ハードディスク、光ディスク、光磁気
ディスク、CD−ROM、CD−I、CD−R、CD−
RW、DVD、zip、磁気テープ、不揮発性のメモリ
カード等を用いることができる。
In this case, means for supplying the program, for example, a recording medium storing the program constitutes the present invention. As a recording medium for storing the above program, in addition to the ROM, for example, a floppy disk, a (registered trademark) hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-I, a CD-R, a CD-ROM
RW, DVD, zip, magnetic tape, nonvolatile memory card, and the like can be used.

【0109】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現さ
れるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおい
て稼働しているOS(オペレーティングシステム)ある
いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実
施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラ
ムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの機能拡張
ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形
態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発
明の実施形態に含まれる。
The functions of the above-described embodiments are not only realized by the computer executing the supplied program, but also the OS (operating system) or other application software running on the computer. When the functions of the above-described embodiment are realized in cooperation with the computer, or when all or a part of the processing of the supplied program is performed by a function expansion board or a function expansion unit of a computer, the functions of the above-described embodiment are realized. Such a program is also included in the embodiment of the present invention.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上詳しく説明したように本発明によれ
ば、制御対象が変動しても制御性能を高品位に保持しう
る制御系が構築でき、結果として、スタンド間張力の変
動を抑制しつつ、制御対象の変動に関わらず板厚制御お
よび板幅制御を高精度に保つことができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to construct a control system capable of maintaining high-quality control performance even when the control object fluctuates. In addition, the thickness control and the width control can be maintained with high accuracy irrespective of the variation of the control object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を実施する圧延制御システムの構成例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a rolling control system that implements the present invention.

【図2】本実施形態のμシンセシス理論を用いて補償器
を設計する場合の典型的拡大系を示すブロック線図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a typical enlarged system when a compensator is designed using the μ synthesis theory of the present embodiment.

【図3】本実施形態のμシンセシス理論を用いて補償器
を設計する場合の構成例を示すブロック線図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example when a compensator is designed using the μ synthesis theory of the embodiment.

【図4】加法的変動を有する制御対象の動特性を表すブ
ロック線図である。
FIG. 4 is a block diagram showing dynamic characteristics of a controlled object having an additive variation.

【図5】D−K反復計算におけるD(s) による変換の考
え方を説明するためのブロック線図である。
FIG. 5 is a block diagram for explaining the concept of conversion by D (s) in the DK iterative calculation.

【図6】影響係数の概念を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating a concept of an influence coefficient.

【図7】Gsd6(s)=(s+1)/(s+4)のゲイン周波数特性を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a gain frequency characteristic of G sd6 (s) = (s + 1) / (s + 4).

【図8】最終段圧延機出側における板厚精度の比較例を
示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a comparative example of the thickness accuracy on the exit side of the last rolling mill.

【図9】最終段圧延機と最終段から数えて2段目の圧延
機との間の張力制御性能の比較例を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a comparative example of tension control performance between a last rolling mill and a second rolling mill counted from the last rolling mill.

【図10】H∞理論を用いて補償器を設計する場合の典
型的拡大系を示すブロック線図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a typical magnification system when designing a compensator using H∞ theory.

【図11】制御量za に張力に関わる要素変数を含めな
い場合の板厚挙動を示す特性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram illustrating a sheet thickness behavior when a control variable z a does not include an element variable related to tension.

【図12】制御量za に張力に関わる要素変数を含めな
い場合の張力挙動を示す特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a tension behavior when a control variable z a does not include an element variable relating to tension.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被圧延鋼板 2 iスタンド圧延機 3 i+1スタンド圧延機 4 板厚計 5 板厚計 6 板幅計 7 板幅計 8 圧延ロール回転速度測定装置 9 圧延ロール回転速度測定装置 10 圧延反力測定装置 11 圧延反力測定装置 12 圧下位置駆動装置 13 圧下位置駆動装置 14 圧延ロールモータ 15 圧延ロールモータ 16 圧延ロールモータ回転速度制御装置 17 圧延ロールモータ回転速度制御装置 18 圧延ロールモータ回転速度測定装置 19 圧延ロールモータ回転速度測定装置 20 張力計 21 偏差制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolled steel plate 2 i stand rolling machine 3 i + 1 stand rolling machine 4 thickness gauge 5 thickness gauge 6 width gauge 7 thickness gauge 8 Roll roll rotation speed measuring device 9 Roll roll rotation speed measuring device 10 Rolling reaction force measuring device REFERENCE SIGNS LIST 11 Rolling reaction force measuring device 12 Rolling position driving device 13 Rolling position driving device 14 Rolling roll motor 15 Rolling roll motor 16 Rolling roll motor rotation speed control device 17 Rolling roll motor rotation speed control device 18 Rolling roll motor rotation speed measuring device 19 Rolling Roll motor rotation speed measuring device 20 Tensiometer 21 Deviation control device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n(i=1,...n,n≧2)個の圧延スタンドを有
し、かつ、各スタンド間にそれぞれ張力計を装備し、か
つ、各スタンドの出側、各スタンドのロールバイト直下
あるいは各スタンド間の板厚および板幅を測定あるいは
推定する手段を有する圧延プロセスにおいて、 圧延材を上流側iスタンドおよびその直近下流のi+1
スタンドを含む複数スタンドで圧延するタンデム圧延機
の、iスタンド出側板厚偏差Δhi 、i+1スタンド出
側板厚偏差Δhi+1 、iスタンド出側板幅偏差Δbi
i+1スタンド出側板幅偏差Δbi+1 、iスタンド圧延
反力偏差Δpi 、i+1スタンド圧延反力偏差Δpi+1
およびi/i+1スタンド間張力偏差Δσi の少なくと
も1個以上を観測量yp の要素変数として選択し、 i/i+1スタンド間張力偏差Δσi の他に、iスタン
ド出側板厚偏差Δhi、i+1スタンド出側板厚偏差Δ
i+1 、iスタンド出側板幅偏差Δbi 、i+1スタン
ド出側板幅偏差Δbi+1 、iスタンド圧下位置修正量Δ
Srefi 、i+1スタンド圧下位置修正量ΔSrefi+1 およ
びiスタンドロール周速度修正量ΔVref i の少なくとも
1個以上を必要に応じて制御量zp の要素変数として選
択し、 iスタンド圧下位置修正量ΔSrefi 、i+1スタンド圧
下位置修正量ΔSrefi+ 1 およびiスタンドロール周速度
修正量ΔVrefi を制御入力up とし、iスタンド〜i+
1スタンドロール偏心ΔSdi ,ΔSdi+1 、iスタンド〜
i+1スタンド入側板厚偏差ΔHi ,ΔHi+1 、iスタ
ンド〜i+1スタンド入側板幅偏差ΔB i ,ΔBi+1
よびiスタンド〜i+1スタンドにて各々圧延される圧
延材の温度偏差ΔTdi ,ΔTdi+1 の少なくとも1個以上
を外乱入力wp の要素変数として選択し、 さらに圧延プロセスの状態量xp の要素変数として、i
スタンド〜i+1スタンド圧下位置偏差ΔSi ,ΔS
i+1 、i/i+1スタンド間張力偏差Δσi 、iスタン
ド〜i+1スタンド中立点速度偏差ΔVni ,ΔVni+1
およびiスタンド〜i+1スタンドの中立点速度リファ
レンス偏差ΔVrefi ,ΔVrefi+1 と中立点速度偏差ΔVn
i ,ΔVni+1 との差の積分ΔVci ,ΔVci+1 の少なくと
も1個以上を選択し、 圧延プロセスの動特性を記述した次の状態方程式 dxp /dt = Ap p + Bp1p + Bp2pp = Cp1p + Dp11 p + Dp12 pp = Cp2p + Dp21 p + Dp22 p と、その外乱入力wp の要素変数の動特性を、外乱入力
要素変数の状態量xw および外乱入力要素変数の制御入
力uw を用いて記述した次の状態方程式 dxw /dt = Aw w + Bw wp = Cw w + Dw w とから、圧延プロセスの状態量xp と外乱入力wp の要
素変数の状態量xw とを併合した量を状態量xa によっ
て合成された一般化プラントの状態方程式 dxa /dt = Aa a + Ba1a + Ba2aa = Ca1a + Da11 a + Da12 aa = Ca2a + Da21 a + Da22 a の、外乱入力wa から制御量za に至る伝達特性Gzwa
の最大特異値が最小となる観測量ya から制御入力ua
に至る伝達関数Ka (s) を求めるにあたり、 圧延プロセスの制御対象を記述したマトリクスAp ,B
p1,Bp2,Cp1,Cp2,Dp11 ,DP12 ,DP21 ,D
P22 の変動量ΔAp , ΔBP1, ΔBP2, ΔCP1,ΔCP2,
ΔDP11 ,ΔDP12 ,ΔDP21 ,ΔDP22 の少なくと
も1つ以上を考慮して再構成した次の状態方程式 dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x の、外乱入力wx から制御量zx に至る伝達特性Gzwx
の最大特異値が最小となる観測量yx から制御入力ux
に至る伝達関数Kx (s) をH∞理論により求め、 求められた伝達関数Kx (s) に基づき、観測量yx から
制御入力ux を偏差制御手段に設定し、 この偏差制御手段により、iスタンド出側板厚偏差Δh
i 、i+1スタンド出側板厚偏差Δhi+1 、iスタンド
出側板幅偏差Δbi 、i+1スタンド出側板幅偏差Δb
i+1 、iスタンド圧延反力偏差Δpi 、i+1スタンド
圧延反力偏差Δpi+1 およびi/i+1スタンド間張力
偏差Δσi の少なくとも1個以上を上記伝達関数K
x (s) で表わされる補償器に与えて、iスタンド圧下位
置修正量ΔSrefi 、i+1スタンド圧下位置修正量ΔSr
efi+1 およびiスタンドロール周速度修正量ΔVrefi
少なくとも1個以上を算出し、その分圧下位置およびロ
ール周速度を修正するようにしたことを特徴とするルー
パーレス圧延制御方法。
(1) There are n (i = 1, ... n, n ≧ 2) rolling stands
And equipped with a tension meter between each stand,
One, the exit side of each stand, directly under the roll bite of each stand
Or measure the thickness and width of each stand
In a rolling process having a means for estimating, a rolled material is placed on an upstream i-stand and an i + 1 immediately downstream thereof.
A tandem rolling mill that rolls on multiple stands, including stands
Of the stand thickness deviation Δhi, I + 1 stand out
Side plate thickness deviation Δhi + 1, I stand exit side plate width deviation Δbi,
i + 1 stand exit side plate width deviation Δbi + 1, I stand rolling
Reaction force deviation Δpi, I + 1 stand rolling reaction force deviation Δpi + 1
And i / i + 1 stand-to-stand tension deviation ΔσiAt least
Also one or more observations ypI / i + 1 tension deviation between stands ΔσiBesides istan
Door side thickness deviation Δhi, I + 1 stand exit side thickness deviation Δ
hi + 1, I stand exit side plate width deviation Δbi, I + 1 stun
Door exit side width deviation Δbi + 1, I stand rolling position correction amount Δ
Srefi, I + 1 stand pressure reduction position correction amount ΔSrefi + 1And
And i stand roll peripheral speed correction amount ΔVref iAt least
One or more control amount z as requiredpSelected as element variables of
Select the i stand pressure reduction position correction amount ΔSrefi, I + 1 stand pressure
Lower position correction amount ΔSrefi + 1And i stand roll peripheral speed
Correction amount ΔVrefiIs the control input upAnd i stand to i +
One stand roll eccentricity ΔSdi, ΔSdi + 1, I stand ~
i + 1 Stand entry side thickness deviation ΔHi, ΔHi + 1, Ista
To i + 1 stand entry side plate width deviation ΔB i, ΔBi + 1You
And the pressure rolled at each of the i stand to the i + 1 stand
Temperature deviation ΔTd of rolled materiali, ΔTdi + 1At least one of
Is the disturbance input wpAnd the state variable x of the rolling processpAs an element variable of
Stand to i + 1 stand pressure reduction position deviation ΔSi, ΔS
i + 1, I / i + 1 stand-to-stand tension deviation Δσi, Istan
To i + 1 stand neutral point speed deviation ΔVni, ΔVni + 1,
And i-stand to i + 1 stand neutral point speed reference
Lens deviation ΔVrefi, ΔVrefi + 1And neutral point speed deviation ΔVn
i, ΔVni + 1 Integral ΔVci, ΔVci + 1At least
The following equation of state dx describing the dynamic characteristics of the rolling processp/ dt = Apxp+ Bp1wp + Bp2up zp = Cp1xp+ Dp11wp+ Dp12up yp = Cp2xp+ Dp21wp+ Dp22up And its disturbance input wpThe dynamic characteristics of the element variables of
State variable x of element variablewControl input of disturbance and disturbance input element variables
Force uwThe next state equation dx described usingw/ dt = Awxw+ Bwuw wp = Cwxw+ Dwuw From the state quantity x of the rolling processpAnd disturbance input wpEssence of
State x of elementary variablewIs the state quantity xaBy
Equation of state of generalized plant synthesized by dxa/ dt = Aaxa+ Ba1wa + Ba2ua za = Ca1xa+ Da11wa+ Da12ua ya = Ca2xa+ Da21wa+ Da22ua Of the disturbance input waControl amount zaTransfer characteristic G up tozwa
Observable y that minimizes the maximum singular value ofaControl input ua
Transfer function K leading toaIn obtaining (s), a matrix A describing the control target of the rolling processp, B
p1, Bp2, Cp1, Cp2, Dp11, DP12 , DP21, D
P22Fluctuation amount ΔAp, ΔBP1, ΔBP2, ΔCP1, ΔCP2,
 ΔDP11, ΔDP12, ΔDP21, ΔDP22At least
Is the next state equation dx reconstructed considering one or morex/ dt = Axxx+ Bx1wx+ Bx2ux zx = Cx1xx+ Dx11wx+ Dx12ux yx = Cx2xx+ Dx21wx+ Dx22ux Of the disturbance input wxControl amount zxTransfer characteristic G up tozwx
Observable y that minimizes the maximum singular value ofxControl input ux
Transfer function K leading tox(s) is obtained by the H∞ theory, and the obtained transfer function Kxbased on (s)xFrom
Control input uxIs set in the deviation control means, and the deviation thickness means Δh on the exit side of the i-stand is set by the deviation control means.
i, I + 1 stand exit side thickness deviation Δhi + 1, I stand
Exit side plate width deviation Δbi, I + 1 stand exit side plate width deviation Δb
i + 1, I stand rolling reaction force deviation Δpi, I + 1 stand
Rolling reaction force deviation Δpi + 1 And i / i + 1 tension between stands
Deviation ΔσiAt least one of the transfer functions K
xgiven to the compensator represented by (s)
Correction amount ΔSrefi, I + 1 stand pressure reduction position correction amount ΔSr
efi + 1And i stand roll peripheral speed correction amount ΔVrefiof
Calculate at least one or more, and determine the partial pressure reduction position and
The peripheral speed of the wheel
Parless rolling control method.
【請求項2】 n(i=1,...n,n≧3)個の圧延スタンドを有
し、かつ、各スタンド間にそれぞれ張力計を装備し、か
つ、各スタンドの出側、各スタンドのロールバイト直下
あるいは各スタンド間の板厚および板幅を測定あるいは
推定する手段を有する圧延プロセスにおいて、 圧延材をiスタンド、i+1スタンドおよびi+2スタ
ンドでこの順に圧延するタンデム圧延機の、iスタンド
〜i+2スタンド出側板厚偏差Δhi ,Δhi+ 1 ,Δh
i+2 、iスタンド〜i+2スタンド出側板幅偏差Δ
i ,Δbi+1 ,Δbi+2 、iスタンド〜i+2スタン
ド圧延反力偏差Δpi ,Δpi+1 ,Δpi+2およびi/
i+1スタンド間〜i+1/i+2スタンド間張力偏差
Δσi ,Δσ i+1 の少なくとも1個以上を観測量yp
要素変数として選択し、 i/i+1スタンド間〜i+1/i+2スタンド間張力
偏差Δσi ,Δσi+1の他に、iスタンド〜i+2スタ
ンド出側板厚偏差Δhi ,Δhi+1 ,Δhi+2、iスタ
ンド〜i+2スタンド出側板幅偏差Δbi ,Δbi+1
Δbi+2 、iスタンド〜i+2スタンド圧下位置修正量
ΔSrefi ,ΔSrefi+1 ,ΔSrefi+2 およびiスタンド〜
i+1スタンドロール周速度修正量ΔVrefi ,ΔVref
i+1 の少なくとも1個以上を必要に応じて制御量zp
要素変数として選択し、 iスタンド〜i+2スタンド圧下位置修正量ΔSrefi
ΔSrefi+1 ,ΔSrefi+ 2 およびiスタンド〜i+1スタ
ンドロール周速度修正量ΔVrefi ,ΔVrefi+1を制御入
力up とし、iスタンド〜i+2スタンドロール偏心Δ
Sdi , ΔSdi+1,ΔSdi+2 、iスタンド〜i+2スタン
ド入側板厚偏差ΔHi ,ΔHi+1 ,ΔH i+2 、iスタン
ド〜i+2スタンド入側板幅偏差ΔBi ,ΔBi+1 ,Δ
i+2 およびiスタンド〜i+2スタンド板温度偏差Δ
Tdi ,ΔTdi+1 ,ΔTdi+2 の少なくとも1個以上を外乱
入力wp の要素変数として選択し、 さらに圧延プロセスの状態量xp の要素変数として、i
スタンド〜i+2スタンド圧下位置偏差ΔSi ,ΔS
i+1 ,ΔSi+2 、i/i+1〜i+1/i+2スタンド
間張力偏差Δσi ,Δσi+1 、iスタンド〜i+2スタ
ンド中立点速度偏差ΔVni ,ΔVni+1 ,ΔVni+2 および
iスタンド〜i+2スタンドの中立点速度リファレンス
偏差ΔVrefi ,ΔVrefi+1 ,ΔVrefi+2 と中立点速度偏
差ΔVni ,ΔVni+1 ,ΔVni+2 との差の積分ΔVci ,Δ
Vci+1 ,ΔVci+2 の少なくとも1個以上を選択し、 圧延プロセスの動特性を記述した次の状態方程式 dxp /dt = Ap p + Bp1p + Bp2pp = Cp1p + Dp11 p + Dp12 pp = Cp2p + Dp21 p + Dp22 p と、その外乱入力wp の要素変数の動特性を、外乱入力
要素変数の状態量xw および外乱入力要素変数の制御入
力uw を用いて記述した次の状態方程式 dxw /dt = Aw w + Bw wp = Cw w + Dw w とから、圧延プロセスの状態量xp と外乱入力wp の要
素変数の状態量xw とを併合した量を状態量xa によっ
て合成された一般化プラントの状態方程式 dxa /dt = Aa a + Ba1a + Ba2aa = Ca1a + Da11 a + Da12 aa = Ca2a + Da21 a + Da22 a の、外乱入力wa から制御量za に至る伝達特性Gzwa
の最大特異値が最小となる観測量ya から制御入力ua
に至る伝達関数Ka (s) を求めるにあたり、 圧延プロセスの制御対象を記述したマトリクスAp ,B
p1,Bp2,Cp1,Cp2,Dp11 ,DP12 ,DP21 ,D
P22 の変動量ΔAp ,ΔBP1,ΔBP2,ΔCP1,Δ
P2,ΔDP11 ,ΔDP12 ,ΔDP21 ,ΔDP22 の少な
くとも1つ以上を考慮して再構成した次の状態方程式 dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x の、外乱入力wx から制御量zx に至る伝達特性Gzwx
の最大特異値が最小となる観測量yx から制御入力ux
に至る伝達関数Kx (s) をH∞理論により求め、 求められた伝達関数Kx (s) に基づき、観測量yx から
制御入力ux を偏差制御手段に設定し、 この偏差制御手段により、iスタンド〜i+2スタンド
出側板厚偏差Δhi ,Δhi+1 ,Δhi+2 、iスタンド
〜i+2スタンド出側板幅偏差Δbi ,Δbi+ 1 ,Δb
i+2 、iスタンド〜i+2スタンド圧延反力偏差Δ
i ,Δpi+1 ,Δpi+2 およびi/i+1スタンド間
〜i+1/i+2スタンド間張力偏差Δσi,Δσi+1
の少なくとも1個以上を上記伝達関数Kx (s) で表わさ
れる補償器に与えて、iスタンド〜i+2スタンド圧下
位置修正量ΔSrefi ,ΔSrefi+1 ,ΔSrefi+2 およびi
スタンド〜i+1スタンドロール周速度修正量ΔVre
fi ,ΔVrefi+1 の少なくとも1個以上を算出し、その
分圧下位置およびロール周速度を修正するようにしたこ
とを特徴とするルーパーレス圧延制御方法。
2. The apparatus has n (i = 1,..., N ≧ 3) rolling stands.
And equipped with a tension meter between each stand,
One, the exit side of each stand, directly under the roll bite of each stand
Or measure the thickness and width of each stand
In a rolling process having a means for estimating, a rolled material is divided into an i-stand, an i + 1 stand and an i + 2 star.
Stand of a tandem rolling mill rolling in this order
~ I + 2 stand exit side thickness deviation Δhi, Δhi + 1, Δh
i + 2, I stand to i + 2 stand exit side plate width deviation Δ
bi, Δbi + 1, Δbi + 2, IStand-i + 2 Stan
De-rolling reaction force deviation Δpi, Δpi + 1, Δpi + 2And i /
Tension deviation between i + 1 stand to i + 1 / i + 2 stand
Δσi, Δσ i + 1At least one of the observations ypof
Select as an element variable, tension between i / i + 1 stand to i + 1 / i + 2 stand
Deviation Δσi, Δσi + 1In addition, i-stand to i + 2 studio
Output side sheet thickness deviation Δhi, Δhi + 1, Δhi + 2, Ista
To i + 2 stand exit side plate width deviation Δbi, Δbi + 1,
Δbi + 2, I-stand to i + 2 stand pressing position correction amount
ΔSrefi, ΔSrefi + 1, ΔSrefi + 2And i stand ~
i + 1 stand roll peripheral speed correction amount ΔVrefi, ΔVref
i + 1At least one of the control amounts zpof
Select as an element variable, i-stand to i + 2 stand rolling position correction amount ΔSrefi,
ΔSrefi + 1, ΔSrefi + TwoAnd i stand to i + 1 star
Roll peripheral speed correction amount ΔVrefi, ΔVrefi + 1Control input
Force upAnd i-stand to i + 2 stand roll eccentricity Δ
Sdi, ΔSdi + 1, ΔSdi + 2, IStand-i + 2 Stan
Entry side plate thickness deviation ΔHi, ΔHi + 1 , ΔH i + 2, Istan
Do ~ i + 2 Stand entry side width deviation ΔBi, ΔBi + 1 , Δ
Bi + 2And i stand to i + 2 stand plate temperature deviation Δ
Tdi, ΔTdi + 1 , ΔTdi + 2Disturbance of at least one of
Input wpAnd the state variable x of the rolling processpAs an element variable of
Stand to i + 2 stand down position deviation ΔSi, ΔS
i + 1 , ΔSi + 2, I / i + 1 to i + 1 / i + 2 stand
Tension deviation Δσi, Δσi + 1, I stand-i + 2 studio
Command neutral point speed deviation ΔVni, ΔVni + 1, ΔVni + 2and
Neutral point speed reference from i stand to i + 2 stand
Deviation ΔVrefi, ΔVrefi + 1, ΔVrefi + 2And neutral speed deviation
Difference ΔVni, ΔVni + 1 , ΔVni + 2Integral ΔVci, Δ
Vci + 1 , ΔVci + 2At least one of the following equations, and the following equation of state dx describing the dynamic characteristics of the rolling processp/ dt = Apxp+ Bp1wp + Bp2up zp = Cp1xp+ Dp11wp+ Dp12up yp = Cp2xp+ Dp21wp+ Dp22up And its disturbance input wpThe dynamic characteristics of the element variables of
State variable x of element variablewControl input of disturbance and disturbance input element variables
Force uwThe next state equation dx described usingw/ dt = Awxw+ Bwuw wp = Cwxw+ Dwuw From the state quantity x of the rolling processpAnd disturbance input wpEssence of
State x of elementary variablewIs the state quantity xaBy
Equation of state of generalized plant synthesized by dxa/ dt = Aaxa+ Ba1wa + Ba2ua za = Ca1xa+ Da11wa+ Da12ua ya = Ca2xa+ Da21wa+ Da22ua Of the disturbance input waControl amount zaTransfer characteristic G up tozwa
Observable y that minimizes the maximum singular value ofaControl input ua
Transfer function K leading toaIn obtaining (s), a matrix A describing the control target of the rolling processp, B
p1, Bp2, Cp1, Cp2, Dp11, DP12, DP21, D
P22Fluctuation amount ΔAp, ΔBP1, ΔBP2, ΔCP1, Δ
CP2, ΔDP11, ΔDP12, ΔDP21, ΔDP22Few
At least one of the following state equations dx reconstructed considering dxx/ dt = Axxx+ Bx1wx + Bx2ux zx = Cx1xx+ Dx11wx+ Dx12ux yx = Cx2xx+ Dx21wx+ Dx22ux Of the disturbance input wxControl amount zxTransfer characteristic G up tozwx
Observable y that minimizes the maximum singular value ofxControl input ux
Transfer function K leading tox(s) is obtained by the H∞ theory, and the obtained transfer function Kxbased on (s)xFrom
Control input uxIs set in the deviation control means, and the deviation control means sets i-stand to i + 2 stand.
Discharge thickness deviation Δhi, Δhi + 1, Δhi + 2, I stand
~ I + 2 stand exit side plate width deviation Δbi, Δbi + 1 , Δb
i + 2, I stand to i + 2 stand rolling reaction force deviation Δ
pi, Δpi + 1, Δpi + 2 And between i / i + 1 stand
~ I + 1 / i + 2 tension deviation between stands Δσi, Δσi + 1
At least one of the transfer functions Kx(s)
To the compensator to reduce i stand to i + 2 stand
Position correction amount ΔSrefi, ΔSrefi + 1, ΔSrefi + 2And i
Stand to i + 1 stand roll peripheral speed correction amount ΔVre
fi, ΔVrefi + 1Calculate at least one or more of
The partial pressure reduction position and the roll peripheral speed have been corrected.
And a looperless rolling control method.
【請求項3】 請求項1または2において構成した次の
状態方程式 dxx /dt = Ax x + Bx1x + Bx2xx = Cx1x + Dx11 x + Dx12 xx = Cx2x + Dx21 x + Dx22 x の、外乱入力wx から制御量zx に至る伝達特性Gzw
最大特異値が最小となる観測量yx から制御入力ux
至る伝達関数Kx (s) をH∞理論により求める方法であ
って、 上記状態方程式で記述された一般化プラントをGx (s)
、考慮したマトリクスの変動量をΔと定義し、(1)
i=1とし、G1(s) =Gx (s) ,D1=I(単位行列)と
し、(2)外乱入力wx から制御量zx に至る伝達特性
zwの最大特異値が最小となる観測量yx から制御入力
x に至る伝達関数Kxi(s) を求め、(3)変動量Δに
関して、 Di (jω) Gi (jω) Di -1(jω) の最大特異値が最小になる行列Di (jω) を選定し、
(4)もし、Di (jω) Gi (jω) Di -1(jω) の最大
特異値が1未満なら、K xi(s) を求める補償器の伝達関
数として制御系設計を終了し、(5)もし、Di (jω)
i (jω) Di -1(jω) の最大特異値が1以上なら、当
該拡大系において、外乱入力wx の入力の前にD
i -1(s) を前置し、かつ、制御量zx の出力の後ろにD
i (s) を後置して新たに再度拡大系 dxxi/dt = Axixi + Bxi1 xi+ Bxi2 xixi = Cxi1 xi+ Dxi11xi+ Dxi12xixi = Cxi2 xi+ Dxi21xi+ Dxi22xi を構築して、外乱入力wxiから制御量zxiに至る伝達特
性Gzwi の最大特異値が最小となる観測量yxiから制御
入力uxiに至る伝達関数Kxi(s) をH∞理論により求め
て上記(3)の処理に戻る方法において、上記補償器の
伝達関数Kxi(s) の次数を利用可能性の高い低い次数に
押さえるべく、Di (s) をラプラスの演算子s に関わら
ない実数のみを要素とする行列の中から選び、制御を実
施するようにしたことを特徴とする請求項1または2に
記載のルーパーレス圧延制御方法。
3. The following constituted in claim 1 or 2
State equation dxx/ dt = Axxx+ Bx1wx + Bx2ux zx = Cx1xx+ Dx11wx+ Dx12ux yx = Cx2xx+ Dx21wx+ Dx22ux Of the disturbance input wxControl amount zxTransfer characteristic G up tozwof
Observable y that minimizes the maximum singular valuexControl input uxTo
Transfer function Kx(s) is calculated by H∞ theory.
Thus, the generalized plant described by the above equation of state is Gx(s)
 , The variation of the considered matrix is defined as Δ, and (1)
i = 1, G1(s) = Gx(s), D1= I (identity matrix) and
And (2) disturbance input wxControl amount zxTransfer characteristics up to
GzwObservable y that minimizes the maximum singular value ofxControl input from
uxTransfer function K leading toxi(s) is calculated, and (3) the variation Δ
Di(jω) Gi(jω) Di -1matrix D that minimizes the maximum singular value of (jω)i(jω), and
(4) If Di(jω) Gi(jω) Di -1the maximum of (jω)
If the singular value is less than 1, K xi(s)
Finish the control system design as a number, (5)i(jω)
Gi(jω) Di -1If the maximum singular value of (jω) is 1 or more,
In the expansion system, a disturbance input wxD before input
i -1(s) in front of the control variable zxD after the output of
i(s) is added afterwards, and the newly expanded system dxxi/ dt = Axixxi + Bxi1wxi+ Bxi2uxi zxi = Cxi1xxi+ Dxi11wxi+ Dxi12uxi yxi = Cxi2xxi+ Dxi21wxi+ Dxi22uxi And construct a disturbance input wxiControl amount zxiTransmission characteristics leading to
Sex GzwiObservable y that minimizes the maximum singular value ofxiControl from
Input uxiTransfer function K leading toxi(s) is calculated by H∞ theory
In the method of returning to the processing of (3) above,
Transfer function Kxithe order of (s) to a lower order of higher availability
D to hold downi(s) with respect to the Laplace operator s
Select from matrices that have only real numbers
3. The method according to claim 1, wherein
A method for controlling looperless rolling as described in the above.
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