JP2001296903A

JP2001296903A - モールドレベル制御装置、モールドレベル制御方法及び記憶媒体

Info

Publication number: JP2001296903A
Application number: JP2000110799A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamana; 正哲山名; Naoki Yagi; 直樹八木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＣの操業中に発生する外乱に対する抑制性
能を向上させるとともに、Ｈ∞理論に沿って制御する場
合の調整法を簡便化するとともに制御特性の変更を可能
とし、かつ低次元のＨ∞コントローラで制御系を構成す
る。【解決手段】モールドレベル検出値とＣＣモールドレ
ベル制御系への操作量を入力とするオブザーバー２２で
制御対象の状態量を推定し、状態量と前記操作量を入力
としてＮＮプロセス同定器２３でむだ時間補償信号を生
成し、目標モールドレベル値と検出値の偏差を差分器２
６で計算した後ＰＩ演算器２５で計算し、その結果とむ
だ時間補償信号を加算器２８で加算し、加算した結果を
主コントローラでＰＩＤ演算して操作量１を算出し、外
乱抑制の為にＨ∞コントローラにモールドレベル値を入
力して操作量２を算出し、操作量１と操作量２を加算器
で加算した値を最終的な操作量とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無視できないむだ
時間を有する連続鋳造設備（以下ＣＣと称する）モール
ドレベル制御系のモールドレベルを好適に制御する制御
装置、制御方法及び記憶媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣモールドレベル制御系はワン
ループのＰＩＤコントローラにより、目標とするモール
ドレベル値とモールドレベル検出器で検出したモールド
レベル値との偏差に基づく比例・積分・微分制御（ＰＩ
Ｄ制御）を行うのが一般的であった。しかしながらこの
ＰＩＤ制御方式は目標モールドレベル値に実モールドレ
ベル値を制定することに主眼を置いた定値制御であり、
ＣＣの操業中に発生するインジェクションノズルのアル
ミナ剥離によるモールドへの注入溶融金属の増大による
モールドレベルの急上昇やモールドレベルが周期的に変
動するあるいは鋳造速度が変化したときに生じるモール
ドレベルの乱れと言うような外乱に対する抑制能力が劣
ると言う欠点があった。

【０００３】更に、近年はＨ∞理論を適用したＨ∞コン
トローラでモールドレベル制御系を制御する手法が提案
されている（特開平５−１７７３２１号公報、特開平６
−７９４２３号公報、特開平７−６０４２３号公報）
が、無視できないむだ時間を制御対象の摂動として捕ら
え、Ｈ∞理論で定式化して、Ｈ∞コントローラを求める
ものでＨ∞コントローラ内にむだ時間に対する補償を含
めて制御するものであり、むだ時間を個別に補償するも
のではなく、制御特性を変えようと思えばそのたびごと
に毎回Ｈ∞コントローラを求めなおす必要があり、ＰＩ
Ｄコントローラのようにゲインを調整して制御特性を変
えられると言う簡便性にかけていたと言う欠点があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は上述のように従来のＰＩＤ制御では実現でき
なかった、ＣＣの操業中に発生するインジェクションノ
ズルのアルミナ剥離によるモールドレベルへの注入溶融
金属の増大により生じるモールドレベルの急上昇やモー
ルドレベルが周期的に変動するといった現象や鋳造速度
が変更されたときモールドレベルが変動すると言った外
乱に対する抑制性能を向上させるとともにＨ∞理論に沿
ってＨ∞コントローラを求めてこれで制御する場合、制
御特性を望ましい状態に変更しようとすればこれまでは
Ｈ∞コントローラをその都度もとめる必要があったが、
そういう調整法を簡便化し、調整可能な主コントローラ
あるいはＰＩ補償器のゲインを調節して目標値応答性や
外乱抑制性における整定時間の調整などの制御特性を変
えられ、かつ低次元のＨ∞コントローラで制御系を構成
できるような制御装置を提供することに有る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のモールドレベル
制御装置は、モールド内の溶融金属のモールドレベル検
出値を検出するモールドレベル検出器と、前記モールド
レベル検出値からモールド内へ注入する溶融金属の注入
量の操作量を演算する操作量演算器と、前記操作量に応
じて注入量を操作する注入量操作器とを備えたモールド
レベル制御装置であって、前記モールドレベル検出値と
前記操作量を入力として制御対象の状態量を推定する推
定手段と、前記状態量のみ又は前記状態量と前記操作量
とを入力としてむだ時間補償信号を生成するむだ時間補
償信号生成手段と、目標モールドレベル値と前記モール
ドレベル検出値の偏差を演算する差分演算手段と、演算
した前記偏差をＰＩ演算器で計算しその結果と前記むだ
時間補償信号とを加算する第１の加算手段と、前記第１
の加算器で得られた結果をＰＩＤ演算あるいはファジー
演算し、その結果を第１の操作量として算出する主コン
トロール手段と、外乱抑制の為に前記モールドレベル検
出値を入力として第２の操作量を算出する、Ｈ∞理論を
適用したＨ∞コントロール手段と、前記第１の操作量と
前記第２の操作量とを加算して最終的な前記操作量を算
出する第２の加算手段とを有する。

【０００６】また、本発明のモールドレベル制御方法
は、溶融金属を連続して鋳造する連続鋳造設備におい
て、モールド内の溶融金属のレベル値を検出し、前記検
出したレベル値から前記モールド内へ注入する溶融金属
の注入量の操作量を計算し、計算した操作量に応じて前
記注入量を操作するモールドレベル制御方法であって、
前記検出したレベル値とＣＣモールドレベル制御系への
前記操作量を入力とするオブザーバー又はカルマンフィ
ルターで制御対象の状態量を推定し、前記推定した状態
量のみあるいは前記状態量と前記操作量とを入力とし同
定したニューラルネットワークによるプロセス同定モデ
ルでむだ時間補償信号を生成し、目標モールドレベル値
と前記レベル値の偏差を計算し、前記偏差に前記むだ時
間補償信号を加算し、加算した結果をＰＩＤ演算あるい
はファジー演算して第１の操作量を算出し、外乱抑制の
為に、ＣＣモールドレベル制御系に対して求めたＨ∞コ
ントローラにより前記モールドレベル値から第２の操作
量を算出し、前記第１の操作量と前記第２の操作量を加
算した値を最終的な前記操作量として演算するようにし
ている。

【０００７】また、本発明の記憶媒体は、上記のＣＣモ
ールドレベル制御方法の各手順をコンピュータに実行さ
せるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り
可能な記憶媒体である。

【０００８】本発明では、溶融金属を連続して鋳造する
連続鋳造設備でモールド内の溶融金属のレベルを検出す
るモールドレベル検出器と該モールドレベル検出器で検
出したモールドレベル値からモールドレベル内へ注入す
る溶融金属の注入量の操作量を計算する操作量演算器と
該操作量演算器が計算した操作量に応じて注入量を操作
する注入量操作器とを具備するモールドレベル制御装置
において、上記操作量演算器が、前記モールドレベル検
出値とＣＣモールドレベル制御系への操作量を入力とす
る、オブザーバー又はカルマンフィルター２２で制御対
象の状態量を推定し、その推定した状態量のみあるいは
その状態量と前記操作量を入力とし、同定したニューラ
ルネットワーク（以下ＮＮとも称する）によるプロセス
同定モデル２３で行うこれらむだ時間補償器でむだ時間
の補償信号を生成し、目標モールドレベル値とモールド
レベル検出値の偏差を差分器２６で計算し、それをＰＩ
演算器２５で計算したものに、上記むだ時間補償信号を
加算器２７で加え、主コントローラ２１でＰＩＤ演算あ
るいはファジー演算し、操作量１を計算しＣＣモールド
レベル制御系に対して求めたＨ∞コントローラ２９にモ
ールドレベル値を作用させて操作量２を計算し、前記操
作量１と上記操作量２を加算器２８で加算した値を最終
的な操作量として演算するものである（図１、図２参
照）。

【０００９】即ち本発明では、無視できないむだ時間を
補償するむだ時間補償信号に起因する操作量１と外乱抑
制の為に導入したＨ∞コントローラによる操作量２を加
算器で加算した値を最終的な操作量とするような制御装
置であり、この点に最大の特徴がある。

【００１０】言いかえれば無視できないむだ時間を補償
する信号に起因する操作量１を積極的に残すことで調整
可能な主コントローラあるいはＰＩ補償器のゲインが調
整できるようになり、制御特性の調整がこのゲインで実
施できる利点が生じ、更にＨ∞コントローラによる操作
量２で外乱抑制性能を高めると言う役割分担ができる。

【００１１】従って、本発明は以上のような手段を講じ
たことにより、ＣＣモールドレベル制御系の状態量を推
定するオブザーバーあるいはカルマンフィルターはＣＣ
モールドレベル制御系への操作量とモールドレベル検出
器で検出したモールドレベル値を入力として、ＣＣモー
ルドレベル制御系の状態量を推定し、その状態量を出力
値として、この状態量の推定値のみあるいはこの状態量
の推定値とＣＣモールドレベル制御系への操作量を入力
とし、同定されたＮＮによるプロセス同定器に受け継
ぎ、このＮＮによるプロセス同定器でむだ時間を補償す
る補償信号を計算し、ＣＣモールドレベルの目標値とＣ
Ｃモールドレベル検出器で検出したモールドレベル値の
偏差を計算する差分器の出力信号をＰＩ演算し、その結
果と前述のむだ時間補償信号を加算したものを調整可能
な主コントローラに送り、この主コントローラでＰＩＤ
演算あるいはファジー演算を行い、該演算結果を操作量
１とし、ＣＣモールドレベル制御系に対して求めたＨ∞
コントローラにＣＣモールドレベル検出器で検出したモ
ールドレベル値を入力して、外乱抑制信号を計算し、こ
れを操作量２とし、上記操作量１と操作量２を加算器で
加算した値を、ＣＣモールドレベル制御系への最終的な
操作量とする操作量演算装置を構成するＣＣモールドレ
ベル制御系の制御装置が装備でき、外乱抑制性能の向上
と、目標値応答性や外乱抑制性における整定時間を調整
すると言った制御特性をゲイン調整により実施でき、制
御特性の調整の簡便化とＨ∞コントローラの低次元化を
同時に実現できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明はＣＣモールドレベル制御
装置に関するものであるが、このＣＣモールドレベル制
御系を図１に従って説明する。溶融金属Ｍはバッファで
あるタンディッシュ１１に一時的に注入され、タンディ
ッシュ１１からインジェクションノズル１２を経てモー
ルド内へ注がれ、注がれた溶融金属Ｍはモールド１３で
冷却され、モールド１３下部でさらに冷却され凝固して
引き抜かれる。ところでタンディッシュ１１から注ぐ溶
融金属Ｍの注入量は、タンディッシュ１１内に挿入され
たストッパー１０により調節され、インジェクションノ
ズル１２を経てモールド１３内に注がれるが、モールド
レベルは例えばＬＬＤセンサー１６により検出される。
検出されたモールドレベル値は制御装置１７内に取り込
まれ操作量としてストッパー１０の開度を計算して、ス
トッパー１０を駆動する油圧シリンダー１８に出力され
る。

【００１３】このＣＣモールドレベル制御系をブロック
線図で表すと図２のようになる。図２において、制御対
象２０としては溶融金属Ｍの注入量を調整するストッパ
ーを駆動する油圧系３０の応答と、むだ時間を含むスト
ッパー・モールド系３１及び積分系３２とモールドレベ
ルを検出するレベル計３３の応答とからなる。上述の油
圧系３０の応答としては近似的に一次遅れで表され、時
定数はＴ_Hである。又ストッパー・モールド系３１ではタ
ンディッシュ１１からインジェクションノズル１２を経
てモールド内のモールドレベルに反映されるまでのむだ
時間Ｌと積分項で表され、モールドレベルの検出器であ
るレベル計３３は通常近似的に一次遅れで表され時定数
はＴ_Lである。

【００１４】また操作量演算器は、ＣＣモールドレベル
制御系２０の状態量を推定するオブザーバーあるいはカ
ルマンフィルター２２は、ＣＣモールドレベル制御系２
０への操作量とモールドレベル検出器で検出したモール
ドレベル値を入力として、ＣＣモールドレベル制御系２
０の状態量を推定し、その状態量を出力値として、この
状態量の推定値のみあるいはこの状態量の推定値とＣＣ
モールドレベル制御系２０への操作量を入力とし、同定
されたＮＮによるプロセス同定器２３に受け継ぎ、この
ＮＮによるプロセス同定器２３でむだ時間を補償する補
償信号を計算し、ＣＣモールドレベルの目標値とＣＣモ
ールドレベル検出器で検出したモールドレベル値の偏差
を計算する差分器２６の出力信号をＰＩ補償器２５で演
算し、その結果と前述のむだ時間補償信号を加算器２７
で加算したものを調整可能な主コントローラ２１に送
り、この主コントローラ２１でＰＩＤ演算あるいはファ
ジー演算を行い、該演算結果を操作量１とし、ＣＣモー
ルドレベル制御系２０に対して求めたＨ∞コントローラ
２９にＣＣモールドレベル検出器で検出したモールドレ
ベル値を入力して、外乱抑制信号を計算し、これを操作
量２とし、上記操作量１と操作量２を加算器２８で加算
した値を、ＣＣモールドレベル制御系２０への最終的な
操作量とする構成である。

【００１５】この制御対象（即ちＣＣモールドレベル制
御系２０）に対して今回の発明を実現する手順を説明す
る。

【００１６】最初に行わねばならないことは、オブザー
バーあるいはカルマンフィルターを制御対象に応じて設
置することである。ここではオブザーバーの設置方法に
ついて説明するが、カルマンフィルターについても同様
である。

【００１７】さてオブザーバーは状態観測器とも呼ば
れ、制御対象の状態量を推定するものである。制御対象
の状態量を推定するオブザーバーには制御対象の制御量
（ここではモールドレベル検出器であるレベル計の出力
値）を１つの状態量とみなしてオブザーバーの状態変数
の数を低減する最小次元オブザーバーと制御対象の状態
変数をそのまま推定する同一次元オブザーバーがある。
ここではオブザーバーの次元を下げる最小次元オブザー
バーを例に説明する。

【００１８】（最小次元オブザーバー）ＣＣモールドレ
ベル制御系の特性が次の状態空間表現で表されるとき、

【００１９】

【数１】

【００２０】但し、x(t)はn 次元ベクトルu(t)はｍ次元
ベクトル、y(t)はｌ次元ベクトルである。又、Φは(n×
n)行列、Γは(n×m)行列、Cは(1×n)行列で理論的に伝
達関数から状態空間表現に変換したものあるいは適切な
同定法に従って求めた行列である。

【００２１】最小次元オブザーバーは次式で表される。

【００２２】

【数２】

【００２３】状態変数の推定値はx_h(t) であり、最小次
元オブザーバーは上記Φ₀，K，Γ₀，D,Hを求める問題と
なる。

【００２４】それでは各行列の求め方についてステップ
を踏んで説明する。先ず、Step1について説明する。こ
こでは、

【００２５】

【数３】

【００２６】が det S≠0となるように行列W( n-l×n
)を適切に選ぶ。

【００２７】Step2では、

【００２８】

【数４】

【００２９】を計算し、Φ₁₁,Φ₁₂,Φ₂₁,Φ₂₂,Γ₁,Γ₂
を求める。

【００３０】Step3では、 Φ₀=Φ₂₂ − LΦ₁₂(n-l×n-l ) の固有値をγ₁,…,γ_n-l になるように行列Lを決定す
る。これでΦ₀が求まる。

【００３１】Step4では、次のK,Γ₀，D，Hを求める。

【００３２】

【数５】

【００３３】但し、Iは適当な次元の単位行列である。

【００３４】今述べた手順でオブザーバーが求まった。
このオブザーバーを前述の様にＣＣモールドレベル制御
系に設置し、目標値応答あるいは外乱抑制応答を求め、
ニューラルネットワークの同定に必要なＣＣモールドレ
ベル制御系の状態量のみあるいはＣＣモールドレベル制
御系の状態量及び操作量（この場合ストッパーの開度）
と教師データであるＣＣモールドレベル制御系の制御量
をもとめる。これがＮＮの同定用データである。

【００３５】さて次に同定するニューラルネットワーク
について簡単に説明する（図３参照）。ニューラルネ
ットワークは人間の脳の働きを模擬した工学モデルであ
り、最近ではパターン認識や非線型回帰問題等に積極的
に適用されている。本発明で採用するニューラルネット
ワークは階層型のニューラルネットワークであり、階層
内の入出力関係は持たず、階層間でのみ入出力関係を持
つもので通常１つの入力層、１つ以上の中間層、１つの
出力層で構成される。１つの層内はニューロンで構成さ
れ、このニューロンと他層のニューロンが重み係数で結
合され、それにより全体のネットワークを構成する。図
３（ａ）は２つの層間の入出力関係を模式的に表した図
である。また、以下の（１）式は１つのニューロンに関
する入力値の計算式を示している。

【００３６】

【数６】

【００３７】ここで、ｐ_iはニューロンｊへの入力値
を、ｘ_iはニューロンｊへの入力信号を示している。

【００３８】また、以下の（２）式は１つのニューロン
の出力値の計算式を示している。

【００３９】

【数７】

【００４０】ここで、ｑ_iはニューロンｊの出力値を示
している。

【００４１】従って、先に求めた同定用のデータを用い
てニューラルネットワークによるプロセス同定モデルを
求めるわけであるが、ニューラルネットワークの出力層
に教師信号であるＣＣモールドレベル制御系の制御量を
与えて、入力層には入力信号であるＣＣモールドレベル
制御系の状態量を加え、そのときの計算した出力層の出
力値と教師信号との誤差の２乗和が極小になるようにニ
ューロン間の重み係数を計算して同定するのである。こ
の計算方法は各階層の上流側即ち出力層側から順次下流
側即ち入力層側に重みを計算するのでバックプロパゲー
ション（逆伝播学習法）と呼ばれている。

【００４２】このバックプロパゲーション法によりニュ
ーラルネットワークの同定モデルを求めたが、今回の例
ではニューラルネットワークの中間層は２層とし、全体
で４層のニューラルネットワークで入力層は３ニューロ
ン、中間層１は５ニューロン、中間層２は５ニューロ
ン、出力層は１ニューロンとした。

【００４３】このようにしてすでに構築しているＣＣモ
ールドレベル制御系のオブザーバーと今求めたニューラ
ルネットワークによるプロセス同定モデルを図２のよう
に制御対象２０に対して設置し、調整可能な主コントロ
ーラ、ＰＩ補償器をあわせて設けることにより、むだ時
間補償に起因する制御対象の操作量１を計算できる。

【００４４】次に、外乱抑制のための外乱抑制信号を計
算するＨ∞コントローラの設計手順について説明する。

【００４５】今回制御対象となるＣＣモールドレベル制
御系は前述の様に積分項を含む系である。このように原
点に極を持つ場合は、文献“制御系設計―Ｈ∞制御とそ
の応用：朝倉書店”に記載されているように、一例とし
てＮＣＦ（Normalized Coprime Factorization）法を用
いてＨ∞コントローラを求めるのが適切である。

【００４６】以下にＮＣＦ法に基づいてＨ∞コントロー
ラを求める手順を説明する。

【００４７】（ＮＣＦ法によるＨ∞コントローラ設計手
順）設計の前提条件制御対象の特性が次の伝達関数で表されるとする。これ
は前述のＣＣモールドレベル制御系のブロック線図に基
づいて状態空間表現するとA,B,C,Dが求まる。その際勿
論むだ時間項を除いている。

【００４８】G(s) ＝ C（ｓＩ−Ａ）^-1Ｂ＋Ｄ

【００４９】このとき（C,A）可検出で、（Ａ，Ｂ）可
安定とする。この条件はＣＣモールドレベル制御系では
成立する。

【００５０】先ず、STEP1では、次のRiccati Eq.の正
定解X,Zを求める。

【００５１】

【数８】

【００５２】但し、

【００５３】

【数９】

【００５４】である。

【００５５】STEP2では、STEP1で求めたRiccati Eq.
の正定解X,Zを用いて行列ZXの最大固有値λ_MAX(ZX)を求
める。この最大固有値を用いて次の値を計算する。

【００５６】

【数１０】

【００５７】但し、δ＞０である。このδが設計パラメ
ータであり、このδ値を適切に設定する。

【００５８】STEP3では、中心解を求める。このとき準
最適問題‖T_ZW‖＜γの中心解は下の式で求まる。T_ZWは
一般化制御対象である。

【００５９】

【数１１】

【００６０】但し、

【００６１】

【数１２】

【００６２】である。

【００６３】尚ＮＣＦ法でＨ∞コントローラを求めるた
めには、ＣＣモールドレベル制御系の前後にコントロー
ラＶ，Ｗを設けるが、今回の例ではV=−１、W=1に相当
する。これは、あくまで、計算の便宜上V=-1,W=1とした
もので構築する制御系が厳密にＮＣＦ法に対応している
わけではない。更に勿論このコントローラを他のものに
置き換えてもよいが、こうすることでＨ∞コントローラ
の次数を低減できる。

【００６４】以上の手順を踏まえてＨ∞コントローラが
３次のコントローラとして求まるので、求まったＨ∞コ
ントローラを図２のように設置すると、ＣＣモールドレ
ベル制御系のモールドレベル値からＨ∞コントローラを
経て外乱抑制信号である操作量２を演算できる。

【００６５】このようにして本発明のＣＣモールドレベ
ル制御系の制御装置全体を実現できた。本発明による作
用は次のようになる。ＣＣモールドレベル制御系の入力
信号である操作量（ストッパー開度に相当）とＣＣモー
ルドレベル制御系の出力である制御量（モールドレベル
値に相当）とを入力として２次元の最小次元オブザーバ
ーでＣＣモールドレベル制御系の３状態量を推定する。
このＣＣモールドレベル制御系の３状態量を今同定した
ニューラルネットワークによるプロセス同定モデルに入
力し、ＣＣモールドレベル制御系の無視できないむだ時
間を補償する信号を生成する。この生成した信号と、Ｃ
Ｃモールドレベル制御系の目標値とＣＣモールドレベル
制御系の制御量との偏差のＰＩ演算値とを加え,加算し
た信号を主コントローラでＰＩＤ演算あるいはファジー
演算し、ＣＣモールドレベル制御系への操作量１を計算
し、すでに求めたＨ∞コントローラはＣＣモールドレベ
ル制御系のモールドレベル値を入力とし、該コントロー
ラで外乱抑制信号を演算しＣＣモールドレベル制御系へ
の操作量２を計算し、上記操作量１と操作量２を加算器
で加算し、最終的な操作量を演算してＣＣモールドレベ
ル制御系を制御するのである。

【００６６】なお、本実施形態では制御対象の状態量を
推定する手段として、最小次元オブザーバーを採用した
が、もちろん同一次元オブザーバーでも全く同様の効果
を発揮する。更にカルマンフィルターで状態推定しても
良いことは勿論である。

【００６７】また、本実施形態はＮＮによるプロセス同
定器への入力信号はオブザーバーで推定した状態量のみ
で説明したが、オブザーバーで推定した状態量とＣＣモ
ールドレベル制御系への操作量をＮＮによるプロセス同
定器への入力信号として制御装置を構築しても全く同様
の効果を発揮することは勿論である。

【００６８】更に、本発明は実施形態で示したストッパ
ータイプのＣＣのみに適用されるものではなく、スライ
ディングノズル方式のＣＣに対しても適用でき同様の効
果を発揮するものである。

【００６９】以上述べたようなＣＣモールドレベル制御
系の制御装置を構築することにより、ＣＣモールドレベ
ルの制御特性が改善できる。

【００７０】その例について以下に示す。図４（ａ）及
び図４（ｂ）は従来用いられてきたＰＩＤ制御でステッ
プ外乱と周期的外乱に対する外乱抑制応答を模擬したも
のであり、図４（ｃ）及び図４（ｄ）は本発明の実施形
態によるステップ外乱と周期的外乱に対する外乱抑制応
答を示している。この結果によるとステップ外乱に対す
る外乱抑制性能は約３０％改善でき、周期的外乱に対し
ては３分の１に低減できることがわかり、本発明が有効
であることが判る。

【００７１】（その他の実施形態）上記様々な実施形態
に示した各機能ブロックおよび処理手順は、ハードウェ
アにより構成しても良いし、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、Ｒ
ＯＭおよびＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータシス
テムによって構成し、その動作をＲＯＭやＲＡＭに格納
された作業プログラムに従って実現するようにしても良
い。また、上記各機能ブロックの機能を実現するように
当該機能を実現するためのソフトウェアのプログラムを
ＲＡＭに供給し、そのプログラムに従って上記各機能ブ
ロックを動作させることによって実施したものも、本発
明の範疇に含まれる。

【００７２】この場合、上記ソフトウェアのプログラム
自体が上述した各実施形態の機能を実現することにな
り、そのプログラム自体、及びそのプログラムをコンピ
ュータに供給するための手段、例えばかかるプログラム
を格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログ
ラムを記憶する記憶媒体としては、上記ＲＯＭやＲＡＭ
の他に、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハー
ドディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ＣＤ−Ｉ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ｚｉ
ｐ、磁気テープ、あるいは不揮発性のメモリカード等を
用いることができる。

【００７３】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の共同して上述の
実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラム
は本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。

【００７４】さらに、供給されたプログラムがコンピュ
ータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能
拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプロ
グラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張
ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が
実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでも
ない。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、ＣＣモールドレベル制
御系の制御装置に関するもので、従来のＰＩＤ制御方法
に比べ外乱抑制性能を飛躍的に向上させ、鋳片の品質を
向上させることができ、かつ従来のＨ∞コントローラの
制御に比べ、目標値応答や外乱抑制応答の応答特性をゲ
インによっても調整でき、簡便な調整法を提供できかつ
Ｈ∞コントローラの次数を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＣモールドレベル制御系を示す模式図であ
る。

【図２】本発明に係るＣＣモールドレベル制御系のブロ
ック線図である。

【図３】ニューラルネットワークを説明するための模式
図である。

【図４】本発明に関する効果の一例を示した図である。

【符号の説明】

１０ストッパー１１タンディッシュ１２インジェクションノズル１３モールド１４ピンチロール１５冷却スプレー１６湯面レベル計１７コントローラ１８油圧シリンダー２０ＣＣモールドレベル制御系２１主コントローラ２２オブザーバーあるいはカルマンフィルター２３ＮＮプロセス同定器２４目標値設定器２５ＰＩ補償器２６差分器２７，２８加算器２９Ｈ∞コントローラ３０油圧系３１ストッパー・モールド系３２積分系３３レベル計の応答

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 11/18 Ｂ２２Ｄ 11/18 ＢＧ０５Ｂ 11/36 ５０１Ｇ０５Ｂ 11/36 ５０１Ｚ 13/04 13/04 Ｆターム(参考） 4E004 MB02 MB17 5H004 GA08 GA10 GA15 GB03 HA05 HB05 JA01 JB21 JB23 KB02 KB04 KB06 KC18 KC33 KC44 KD05 KD31 LA01 LA02 LA03 LA11 9A001 BB02 BB03 BB04 DD07 FF07 GG05 GG11 HH06 JJ48 JJ73 KK37 KK54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モールド内の溶融金属のモールドレベル
検出値を検出するモールドレベル検出器と、前記モール
ドレベル検出値からモールド内へ注入する溶融金属の注
入量の操作量を演算する操作量演算器と、前記操作量に
応じて注入量を操作する注入量操作器とを備えたモール
ドレベル制御装置であって、前記モールドレベル検出値と前記操作量を入力として制
御対象の状態量を推定する推定手段と、前記状態量のみ又は前記状態量と前記操作量とを入力と
してむだ時間補償信号を生成するむだ時間補償信号生成
手段と、目標モールドレベル値と前記モールドレベル検出値の偏
差を演算する差分演算手段と、演算した前記偏差をＰＩ演算器で計算しその結果と前記
むだ時間補償信号とを加算する第１の加算手段と、前記第１の加算器で得られた結果をＰＩＤ演算あるいは
ファジー演算し、その結果を第１の操作量として算出す
る主コントロール手段と、外乱抑制の為に前記モールドレベル検出値を入力として
第２の操作量を算出する、Ｈ∞理論を適用したＨ∞コン
トロール手段と、前記第１の操作量と前記第２の操作量とを加算して最終
的な前記操作量を算出する第２の加算手段とを有するこ
とを特徴とするモールドレベル制御装置。
【請求項２】モールド内の溶融金属のモールドレベル
検出値を検出し、前記モールドレベル検出値から前記モ
ールド内へ注入する溶融金属の注入量の操作量を演算
し、前記操作量に応じて前記注入量を操作するモールド
レベル制御方法であって、前記検出したモールドレベル検出値と前記操作量とを入
力として制御対象の状態量を推定し、前記状態量のみ又
は前記状態量と前記操作量とを入力として同定したニュ
ーラルネットワークによりむだ時間補償信号を生成し、
目標モールドレベル値と前記モールドレベル検出値の偏
差を計算し、前記偏差に前記むだ時間補償信号を加算
し、加算した結果をＰＩＤ演算あるいはファジー演算し
て第１の操作量を算出し、外乱抑制の為に、モールドレベル制御系に対して求めた
Ｈ∞コントローラにより前記モールドレベル検出値から
第２の操作量を算出し、前記第１の操作量と前記第２の操作量を加算した値を最
終的な前記操作量として演算するようにしたことを特徴
とするモールドレベル制御方法。
【請求項３】請求項２に記載のモールドレベル制御方
法の各手順をコンピュータに実行させるためのプログラ
ムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。