JP2518746B2 - Hot rolling control method - Google Patents

Hot rolling control method

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JP2518746B2
JP2518746B2 JP3159877A JP15987791A JP2518746B2 JP 2518746 B2 JP2518746 B2 JP 2518746B2 JP 3159877 A JP3159877 A JP 3159877A JP 15987791 A JP15987791 A JP 15987791A JP 2518746 B2 JP2518746 B2 JP 2518746B2
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tension
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control
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哲美 原川
康好 白井
泰章 米山
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延においてロー
ル周速及びルーパーモータートルクの変更によって張力
を一定とする制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of controlling tension in hot rolling by changing roll peripheral speed and looper motor torque.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱間圧延制御装置においては、高精度の
板厚を実現するために、自動板内板厚偏差制御系(AG
C)が採用されている(日本鉄鋼協会「板圧延の理論と
実際」p.223〜p.256)。
2. Description of the Related Art In a hot rolling control device, an automatic internal plate thickness deviation control system (AG
C) is adopted (The Iron and Steel Institute of Japan "Theory and Practice of Sheet Rolling" p.223 to p.256).

【0003】自動板内板厚偏差制御系を図8を用いて詳
細に説明する。
The automatic plate thickness deviation control system will be described in detail with reference to FIG.

【0004】図8において、 M:圧延機剛性係数(KgW/mm) Q:圧延材塑性係数(KgW/mm) Δu:圧下系機構動作指令量(mm) ΔS:圧下機構動作量(mm) ΔP:圧延荷重変動量(KgW) Δh:出側板厚偏差(mm) ΔH:入側板厚偏差(mm) ΔRr :圧下リファレンス(mm) α:チューニングファクター(−−−) (0≦α≦
1) s:プラスの演算子(1/sec) G:積分定数(1/sec) T1 :時定数(sec)、但し、T1 <<1.0 である。
In FIG. 8, M: rolling mill rigidity coefficient (KgW / mm) Q: rolling material plasticity coefficient (KgW / mm) Δu: reduction system mechanism operation command amount (mm) ΔS: reduction mechanism operation amount (mm) ΔP : Rolling load fluctuation amount (KgW) Δh: Outlet plate thickness deviation (mm) ΔH: Inlet plate thickness deviation (mm) ΔR r : Reduction reference (mm) α: Tuning factor (---) (0 ≦ α ≦
1) s: plus operator (1 / sec) G: integration constant (1 / sec) T 1 : time constant (sec), where T 1 << 1.0.

【0005】この場合、入側板厚偏差(ΔH)から出側
板厚偏差(Δh)への伝達関数G1 は、数1で表される
Wを用いて数2で表される。
In this case, the transfer function G 1 from the inlet side plate thickness deviation (ΔH) to the outlet side plate thickness deviation (Δh) is expressed by Formula 2 using W expressed by Formula 1.

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】[0007]

【数2】 [Equation 2]

【0008】いま定常状態(s=0.0)での特性を考
えると、G1 は数3で表される。
Considering the characteristics in the steady state (s = 0.0), G 1 is expressed by the equation 3.

【0009】[0009]

【数3】 (Equation 3)

【0010】従って、入側板厚偏差(ΔH)を完全に除
去するには、チューニングファクターはα=1.0が必
要である。
Therefore, in order to completely remove the entrance side plate thickness deviation (ΔH), the tuning factor needs to be α = 1.0.

【0011】また自動板内板厚偏差制御系を用いた際
に、圧延材の張力,圧延材の板厚,圧延機の出側及び入
側の圧延材の速度,ルーパー角度より上流スタンドのロ
ール周速を変更する方法が採用されており、例えば、特
開昭59−110410号公報,特開昭62−7241
1号公報,特開昭61−249617号公報等により開
示されており、これらの方法においては、通常の15〜
25rad/secの交差周波数をもつ直流ミルモータ
が使用されている。
Further, when the automatic plate thickness deviation control system is used, the tension of the rolled material, the thickness of the rolled material, the speed of the rolled material on the outgoing side and the incoming side of the rolling mill, and the roll of the stand upstream from the looper angle. A method of changing the peripheral speed has been adopted. For example, JP-A-59-110410 and JP-A-62-7241 are used.
No. 1 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-249617, etc.
A DC mill motor with a crossover frequency of 25 rad / sec is used.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では、以下に示すような問題があり、これを図9を用
いて詳細に説明する。
However, the conventional method has the following problems, which will be described in detail with reference to FIG.

【0013】図9は従来の熱間圧延制御装置を示す図面
である。図9において、1は圧延材,2は第i−1番圧
延機(以下、上流側圧延機と称する),3は第i番圧延
機(以下、下流側圧延機と称する),4はルーパーロー
ル,5はルーパーアーム,6はルーパー駆動用モータ,
7はCPU,10は上流側ミルモータ系,また11は下
流側ミルモータ系であり、圧延材は上流側圧延機から下
流側圧延機へと流れている。
FIG. 9 is a view showing a conventional hot rolling control device. In FIG. 9, 1 is a rolled material, 2 is an i-1 rolling mill (hereinafter referred to as an upstream rolling mill), 3 is an i-th rolling mill (hereinafter referred to as a downstream rolling mill), and 4 is a looper. Roll, 5 is a looper arm, 6 is a motor for driving the looper,
7 is a CPU, 10 is an upstream mill motor system, and 11 is a downstream mill motor system, and the rolled material flows from the upstream rolling mill to the downstream rolling mill.

【0014】また図9において、 Hi :i番圧延機入側板厚(mm) Vi :i番圧延機入側速度(mm/sec) hi :i番圧延機出側板厚(mm) vi :i番圧延機出側速度(mm/sec) Hi-1 :i−1番圧延機入側板厚(mm) Vi-1 :i−1番圧延機入側速度(mm/sec) hi-1 :i−1番圧延機出側板厚(mm) vi-1 :i−1番圧延機出側速度(mm/sec) ΔVRi-1 :i−1番圧延機周速度変更量(mm/se
c) である。
In FIG. 9, H i : i-th rolling mill entrance side plate thickness (mm) V i : i-th rolling mill entrance side speed (mm / sec) h i : i-th rolling mill exit side plate thickness (mm) v i : No. i rolling mill exit side speed (mm / sec) H i-1 : i-1 No. rolling mill entrance side plate thickness (mm) Vi -1 : i-1 No. rolling mill entrance side speed (mm / sec) h i-1: i-1 th thickness at delivery side of the rolling mill (mm) v i-1: i-1 th delivery side of the rolling mill speed (mm / sec) ΔVR i- 1: i-1 th mill peripheral velocity change Amount (mm / se
c).

【0015】定常時においては、i番スタンド及びi+
1番スタンド間では、Vi-1 は数4で表される。
In the steady state, the i-th stand and i +
Between the first stand, V i-1 is expressed by the equation 4.

【0016】[0016]

【数4】vi-1 =Vi (4) v i-1 = V i

【0017】i番スタンドにおいては、数5の関係が成
立している。
In the i-th stand, the relationship of equation 5 is established.

【0018】[0018]

【数5】Hi ・Vi =hi ・vi [Equation 5] H i · V i = h i · v i

【0019】いま例えば、圧延材の変形抵抗が変動した
場合に、圧延機出側の板厚がhi →hi +Δhi と変動
したとき、これにともないVi は数6のように変動す
る。
Now, for example, when the deformation resistance of the rolled material fluctuates and the strip thickness on the delivery side of the rolling mill fluctuates as h i → h i + Δh i , V i fluctuates as shown in Eq. .

【0020】[0020]

【数6】 (Equation 6)

【0021】また数7に示すように、速度の均衡が破れ
る。
Further, as shown in the equation (7), the speed balance is broken.

【0022】[0022]

【数7】vi ≠Vi+1 (7) v i ≠ V i + 1

【0023】このまま放置すれば、圧延材がループ状に
なって、圧延機内に折れ込んで圧延材が破断するおそれ
があるが、ルーパーが上下する 上流側スタンドの
ロール周速を変更することにより、上記数7の均衡を取
り戻す。
If left as it is, the rolled material may form a loop and may be folded into the rolling mill to break the rolled material. However, by changing the roll peripheral speed of the upstream stand on which the looper moves up and down, Regain the equilibrium of Equation 7 above.

【0024】このように、板速の変化によって起こされ
る張力変化を、ルーパーモーターのトルクと上流又は下
流スタンドのロール周速とを制御することにより抑制し
ようとしている。つまり2つの操作量により1つの制御
量を制御しようとする冗長な制御系となっている。
As described above, the change in tension caused by the change in plate speed is suppressed by controlling the torque of the looper motor and the roll peripheral speed of the upstream or downstream stand. In other words, it is a redundant control system that tries to control one controlled variable by two manipulated variables.

【0025】このように従来制御には非干渉制御とLQ
制御があり、非干渉制御ではルーパーモータートルクに
よりルーパー高さを制御し、ロール周速により張力を制
御するという形で、張力制御にはロール周速という操作
量しか使われていなかった。従って、非干渉制御での外
乱抑制は図6に示すようになる。
As described above, the conventional control includes non-interference control and LQ.
There is control, and in non-interference control, the looper height is controlled by the looper motor torque, and the tension is controlled by the roll peripheral speed. In tension control, only the operation amount called roll peripheral speed was used. Therefore, the disturbance suppression in the non-interference control is as shown in FIG.

【0026】図6は、変形抵抗等の変化やAGCの影響
により、入り側板速Vi が変化した場合の鋼板張力変化
の様子を表わしている。この図の縦軸は鋼板張力(Kg
f)、横軸は時間(秒)を表わしている。
FIG. 6 shows how the steel plate tension changes when the entrance-side plate speed V i changes due to changes in deformation resistance and the effects of AGC. The vertical axis of this figure is the steel plate tension (Kg
f), the horizontal axis represents time (seconds).

【0027】図中の符合1は後述する図3に示すルーパ
ー制御ブロック図における張力成分1に対応し、符合2
は張力成分2に対応し、符合Tはその和である張力に対
応している。なお張力成分1は、ロール周速を操作する
ことによる張力影響分を表し、張力成分2はルーパー角
度を操作することによる張力影響分を表している。
Reference numeral 1 in the figure corresponds to tension component 1 in the looper control block diagram shown in FIG.
Corresponds to the tension component 2, and the code T corresponds to the tension which is the sum thereof. It should be noted that the tension component 1 represents the influence of tension by operating the roll peripheral speed, and the tension component 2 represents the influence of tension by operating the looper angle.

【0028】また図6に示すように非干渉制御では、ロ
ール周速を操作することによる張力成分1がトータルの
張力変動に等しく、すなわちルーパー角度変化による張
力影響分が0では、張力成分2による抑制は行なわれて
いないため、AGCの油圧圧下により先進率が10%程
度変動した場合、板速変動外乱の影響を大きく受け、振
巾700Kgf程度の張力変動が発生している。またそ
の周期は油圧圧下の応答120radに対応している。
Further, as shown in FIG. 6, in the non-interference control, the tension component 1 due to the operation of the roll peripheral speed is equal to the total tension fluctuation, that is, the tension component 2 depends on the tension effect due to the change of the looper angle. Since the suppression is not performed, when the advanced ratio fluctuates by about 10% due to the hydraulic pressure reduction of the AGC, the fluctuation of the plate speed is greatly affected, and the fluctuation of tension of about 700 Kgf is generated. The cycle corresponds to the response 120 rad under the hydraulic pressure.

【0029】LQ制御で行なった場合が図7である。こ
の場合、2つの操作量による張力影響分である張力成分
1と2がある程度打ち消し合い、トータルの張力変動
は、振巾100kgf程度の変動に抑制している。
FIG. 7 shows the case where the LQ control is performed. In this case, the tension components 1 and 2 which are the influences of the tension due to the two operation amounts cancel each other to some extent, and the total tension fluctuation is suppressed to a fluctuation of about 100 kgf.

【0030】しかし張力成分2を使い過ぎているため、
ルーパー角度変動〔張力成分2×(L/EhB)KLS
が大きく、不安定な操業となってしまう。従って2つの
操作量の協調を、定量的にかつ両者が協調するように図
った設計が必要となる。
However, since the tension component 2 is used too much,
Looper angle fluctuation [Tension component 2 x (L / EhB) K LS ]
Results in large and unstable operations. Therefore, it is necessary to design the two operation amounts so that they cooperate quantitatively and in cooperation with each other.

【0031】つまり2つの張力成分の分担を、周波数上
で適切に分離協調することが必要となる。具体的には、
大きくゆっくりとした動きに対しては、ロール周速すな
わち張力成分1で対応し、ルーパーをあまり動かすと操
業安定に支障を来すので、細かく速い動きにはルーパー
の上下動作、即ち張力成分2で対応することが必要と考
えられる。
That is, it is necessary to appropriately separate and coordinate the sharing of the two tension components on the frequency. In particular,
Large and slow movements are dealt with by the roll peripheral speed, that is, the tension component 1. If the looper is moved too much, stable operation will be hindered. It is considered necessary to respond.

【0032】本発明は、上記課題を有利に解決した熱間
圧延の制御方法を提供する。
The present invention provides a hot rolling control method which advantageously solves the above problems.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板圧延時
に、圧延材料の張力を計測する張力計,圧延材を上下さ
せるルーパーの角度計及び角速度計から検出される圧延
材の張力,ルーパー角度,ルーパー角速度より、中央演
算処理装置でミルモーターの回転速度修正量及びルーパ
ートルク又はルーパーモーター回転速度修正量を算出す
る際、ロール周速変更による張力制御分と、ルーパー角
度変更による張力制御分を適切な周波数域で分割するた
めの周波数重みフィルタを用い、H∞制御理論により状
態フィードバックゲインを決定してロール周速及びルー
パーモータートルクを変更することを特徴とする熱間圧
延制御方法である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a tensiometer for measuring the tension of a rolled material, a looper angle meter for moving the rolled material up and down, and a rolled material tension and a looper angle detected by an angular velocity meter during rolling of a steel sheet. When calculating the rotation speed correction amount of the mill motor and the looper torque or the looper motor rotation speed correction amount from the looper angular velocity by the central processing unit, the tension control amount by changing the roll peripheral speed and the tension control amount by changing the looper angle are calculated. A hot rolling control method characterized in that a frequency weighting filter for dividing in an appropriate frequency range is used to determine a state feedback gain by H∞ control theory to change a roll peripheral speed and a looper motor torque.

【0034】[0034]

【作用】以下本発明を、作用とともに詳細に説明する。The present invention will be described in detail below together with its operation.

【0035】図1には、本発明を実施するに好適な熱間
圧延制御装置と、それを用いた熱間圧延制御方法の例を
示す。
FIG. 1 shows an example of a hot rolling control device suitable for implementing the present invention and a hot rolling control method using the same.

【0036】図1において、1は圧延材,2は第i−1
番圧延機(以下、上流側圧延機と称する),3は第i番
圧延機(以下、下流側圧延機と称する),4はルーパー
ロール,5はルーパーアーム,6はルーパー駆動用モー
タ,7はCPU,8は上流側ミルモータ系,9は下流側
ミルモータ系であり、圧延材1は上流側圧延機から下流
側圧延機へと流れている。
In FIG. 1, 1 is rolled material, 2 is i-1
No. rolling mill (hereinafter referred to as upstream rolling mill), 3 i-th rolling mill (hereinafter referred to as downstream rolling mill), 4 looper rolls, 5 looper arms, 6 looper drive motor, 7 Is a CPU, 8 is an upstream mill motor system, and 9 is a downstream mill motor system, and the rolled material 1 flows from an upstream rolling mill to a downstream rolling mill.

【0037】図1および図2において、 Hi :i番圧延機入側板厚(mm) Vi :i番圧延機入側速度(mm/sec) hi :i番圧延機出側板厚(mm) vi :i番圧延機出側速度(mm/sec) Hi-1 :i−1番圧延機入側板厚(mm) Vi-1 :i−1番圧延機入側速度(mm/sec) hi-1 :i−1番圧延機出側板厚(mm) vi-1 :i−1番圧延機出側速度(mm/sec) ΔVRi-1 :i−1番圧延機周速度変更量(mm/se
c) である。
In FIGS. 1 and 2, H i : i-th rolling mill entry side plate thickness (mm) V i : i-th rolling mill entry side speed (mm / sec) h i : i-th rolling mill exit side plate thickness (mm ) V i : No. i rolling mill exit side speed (mm / sec) H i-1 : i-1 No. rolling mill entrance side plate thickness (mm) Vi -1 : i-1 No. rolling mill entrance side speed (mm / sec) h i-1 : i-1 rolling mill delivery side plate thickness (mm) v i-1 : i-1 rolling mill delivery side speed (mm / sec) ΔVR i-1 : i-1 rolling mill circumference Speed change amount (mm / se
c).

【0038】また図2において、W1 ,W2 ,W3 :周
波数重みフィルタ‖印 :切替えスイッチ(ソフトスイ
ッチ)であり、ONはLQ(ILQ)制御モード,OF
Fはロバスト制御モードである。 KI ・ :積分ゲイン KP ・ :状態フィードバックゲイン KS ・ :ゲイン調整パラメータ
In FIG. 2, W 1 , W 2 , W 3 : frequency weighting filters ‖ marks: changeover switch (soft switch), ON is LQ (ILQ) control mode, OF
F is a robust control mode. K I · : Integral gain K P · : State feedback gain K S · : Gain adjustment parameter

【0039】またCPU7,上流側ミルモータ系8に
は、本発明の40rad/sec以上の交差周波数をも
つ交流ミルモータ系を装備している。熱間圧延におい
て、高精度の板厚を実現するには、チューニングファク
ターを0.85〜1.0にする必要があり、ルーパーの
振れ角度と鋼板の張力変動が大きくなるが、操業の安定
化のためルーパーの振れ角度と鋼板の張力変動量をある
一定以下に抑える必要がある。
The CPU 7 and the upstream mill motor system 8 are equipped with an AC mill motor system having an intersection frequency of 40 rad / sec or more according to the present invention. In hot rolling, the tuning factor must be 0.85-1.0 in order to achieve a highly accurate strip thickness, and the deflection angle of the looper and the tension fluctuation of the steel sheet become large, but the operation is stabilized. Therefore, it is necessary to keep the deflection angle of the looper and the amount of tension fluctuation of the steel plate below a certain level.

【0040】図2、本発明を実施するルーパー多変数最
適制御系のブロック線図である。
FIG. 2 is a block diagram of a looper multivariable optimum control system for carrying out the present invention.

【0041】先ず張力目標と角度目標が外部から設定さ
れ、それぞれ張力実績(ハ)及び角度実績(ニ)と比較
され、その差分が積分器10,11に入力される。つい
で積分器10,11の出力に積分ゲイン12,13,1
4,15がかけられる。これに、以下に説明する状態フ
ィードバック信号分(イ),(ロ)が加えられ、最終的
に調整ゲイン16,17をかけられたものがミル周速及
びルーパーへの指令値となる。
First, a tension target and an angle target are set from the outside and compared with the tension actual results (c) and the angular actual results (d), respectively, and the difference between them is input to the integrators 10 and 11. Then, the integration gains 12, 13, 1 are added to the outputs of the integrators 10, 11, respectively.
4,15 can be applied. The state feedback signal components (a) and (b) described below are added to this, and finally the adjustment gains 16 and 17 are applied to the mill peripheral speed and the command value to the looper.

【0042】状態フィードバック信号(イ),(ロ)の
計算は、プロセス状態量である。鋼板張力(ハ),ルー
パー角度(ニ),ルーパー角速度(ホ)に対しそれぞれ
状態フィードバックゲイン18,19,20及び22,
23,24をかける。
The calculation of the state feedback signals (a) and (b) is a process state quantity. Steel plate tension (c), looper angle (d), looper angular velocity (e), state feedback gains 18, 19, 20 and 22, respectively.
Apply 23, 24.

【0043】更に以下が本発明の特徴であるが、張力偏
差信号(ヘ)に周波数重みフィルタW1 26を通した信
号を、及び角度偏差信号(ト)に周波数重みフィルタW
2 27を通した信号、及び鋼板張力(ハ),ルーパー角
度(ニ)信号に周波数重みフィルタW3 28を通した信
号を新たな状態変数とし、それぞれの新たに追加した状
態変数に状態フィードバックゲイン29,30,21、
及び31,32,25をかけた信号を、従来の状態フィ
ードバック信号に加える。
[0043] is a further feature of the following present invention, the signal through the frequency weighting filter W 1 26 to the tension deviation signal (f), and angle deviation signal (G) in the frequency weighting filter W
2 27, and the signal passing through the frequency weighting filter W 3 28 for the steel plate tension (c) and looper angle (d) signals as new state variables, and the state feedback gain for each newly added state variable. 29, 30, 21,
And 31, 32, 25 are added to the conventional state feedback signal.

【0044】周波数重みフィルタW1 26,W2 27,
3 28は本発明のポイントであり、以下に説明する図
4、また符号33のプロセス+操作端についても、図3
にて説明する。
Frequency weighting filters W 1 26, W 2 27,
W 3 28 is the point of the present invention, and FIG. 4 described below, and FIG.
It will be explained in.

【0045】図2(B)は本発明を実施するルーパー最
適制御系のプロセス操作端33のブロック線図である。
FIG. 2B is a block diagram of the process operation end 33 of the looper optimum control system for carrying out the present invention.

【0046】符号100は圧延ロール速度制御系の応答
を二次系で近似したものであり、この圧延ロール速度制
御系100の出力は、スタンド間ロール周速の速度差に
対応し、板速外乱Vd,及び張力変化による板速へのフ
ィードバック項(a)をひいた信号を(b)を積分10
1したものがループ間のたわみ量(c)となり、それに
ヤング率をかけ、スタンド間長さ104で割ったものが
張力成分1(d)となる。
Reference numeral 100 represents the response of the rolling roll speed control system approximated by a secondary system. The output of the rolling roll speed control system 100 corresponds to the speed difference of the roll peripheral speed between the stands and the plate speed disturbance. The signal obtained by subtracting Vd and the feedback term (a) to the plate speed due to the change in tension is integrated by (b) 10
The value obtained by setting 1 is the amount of deflection (c) between the loops, multiplied by the Young's modulus, and divided by the length 104 between stands to obtain the tension component 1 (d).

【0047】またルーパートルクから張力成分1(d)
に張力からトルクへの影響係数KgT105をかけた信
号、及びルーパー角速度(f)にルーパーのダンピング
定数107をかけた信号、及びルーパー角度信号(g)
にルーパー角度からルーパートルクへの影響係数KgS
08をかけた信号を差し引いた信号をルーパーの慣性モ
ーメントで割り、積分106した信号がルーパー角速度
(f)となり、更に積分109した信号がルーパー角度
信号(g)となる。
From the looper torque, the tension component 1 (d)
Signal obtained by multiplying the influence coefficient K gT 105 from tension to torque, the signal obtained by multiplying the looper angular velocity (f) by the damping constant 107 of the looper, and the looper angle signal (g)
Influence factor from looper angle to looper torque K gS 1
The signal obtained by subtracting the signal multiplied by 08 is divided by the moment of inertia of the looper, and the integrated signal 106 is the looper angular velocity (f), and the integrated signal 109 is the looper angle signal (g).

【0048】なお各係数については次の通りである。The respective coefficients are as follows.

【0049】E:鋼板のヤング率, I:ルーパー系の
慣性モーメント,L:スタンド間距離, f:ルーパー
のダンピング定数,KVT:張力から板速への影響項,K
gT:張力からトルク(鋼板からルーパーに加わるトル
ク)への影響項,KLS:ルーパーの角度から板伸び量へ
の影響項,KgS:ルーパー角度からルーパ負荷トルクへ
の影響項,
E: Young's modulus of steel plate, I: Moment of inertia of looper system, L: Distance between stands, f: Damping constant of looper, K VT : Effect term of tension on plate speed, K
gT : Influence term from tension to torque (torque applied from steel plate to looper), K LS : Influence term from looper angle to strip elongation, K gS : Influence term from looper angle to looper load torque,

【0050】KVT:i〜(i+1)スタンド間張力変化
は、iスタンドの前方張力,i+1スタンドの後方張力
変化に対応するので、これによりiスタンドの先進率f
i ,i+1スタンドの後進率bi+1 が変化する。従って
i,i+1スタンドロール周速が一定でも、iスタンド
出側,i+1スタンド入側板速が変化する。
K VT : i to (i + 1) The change in tension between stands corresponds to the change in the front tension of the i stand and the change in the rear tension of the i + 1 stand.
The reverse rate b i + 1 of the i , i + 1 stand changes. Therefore, even if the i, i + 1 stand roll peripheral speed is constant, the plate speed on the i stand stand-out side and the i + 1 stand stand-in side changes.

【0051】先進率:f=(VO −Vr )/Vr 後進
率:b=(Vr −Vi )/Vr ロールの出側入り側で鋼
板はスリップするのでロール周速と鋼板速度は一致しな
い。Vo:出側板速,Vi :入側板速,Vr :ロール周
速 Vo>Vr >Vi として、KVTは数8のようにな
る。
The advanced rate: f = (V O -V r ) / V r reverse rate: b = (V r -V i ) / V r steel plate at the exit side entry side of the roll roll circumferential speed since the slip and the steel plate The speeds do not match. When Vo is the outgoing plate speed, V i is the incoming plate speed, V r is the roll peripheral speed, and Vo> V r > V i , K VT is as shown in Eq.

【0052】[0052]

【数8】 KVT=(dfi /dT)・Vr,i +(dbi+1 /dT)・Vr,i+1 K VT = (df i / dT) · V r, i + (db i + 1 / dT) · V r, i + 1

【0053】KgT:鋼板張力T(kg)がルーパに及ぼ
すトルクGt (kg・m)は、数9のように表される。
K gT : Torque G t (kg · m) exerted on the looper by the steel plate tension T (kg) is expressed by the following equation 9.

【0054】[0054]

【数9】Gt =R1 ・T・(sin(θ+β)−sin
(θ−α))(kg・m)となり、従ってKgTは数10
のように、またKgSは数11のようになる。
G t = R 1 · T · (sin (θ + β) -sin
(Θ-α)) (kg · m), so K gT is several 10
, And K gS becomes as in Eq .

【0055】[0055]

【数10】 KgT(θ)=R1 ・(sin(θ+β)−sin(θ−α))(kg・m)[ Formula 10] K gT (θ) = R 1 · (sin (θ + β) −sin (θ−α)) (kg · m)

【0056】[0056]

【数11】KLS:板伸び1=11 +12 −L=(L1
1 ・cosθ)/cosα+(L−L1 −R1 ・co
sθ)/cosβ−L
[Expression 11] K LS : Strip elongation 1 = 1 1 +1 2 −L = (L 1 +
R 1 · cos θ) / cos α + (L-L 1 -R 1 · co
sθ) / cos β-L

【0057】ここで α=tan-1{(R1 ・sinθ+R2 −H1 )/(L1 +R1 ・cosθ)} ,β=tan-1{(R1 ・sinθ+R2 −H1 )/
(L−L1 −R1 ・cosθ)}である。
Here, α = tan −1 {(R 1 · sin θ + R 2 −H 1 ) / (L 1 + R 1 · cos θ)}, β = tan −1 {(R 1 · sin θ + R 2 −H 1 ) /
(L−L 1 −R 1 · cos θ)}.

【0058】[0058]

【数12】従って KLS=dl/dθ(12) Therefore, K LS = dl / dθ

【0059】KgS:ルーパー角度が変わることにより、
変化する負荷トルクは鋼板重量によるトルク,ルーパー
自重によるトルク,鋼板曲げによるトルク,例えば弾性
体の復原力によるものなどである。
K gS : By changing the looper angle,
The changing load torque is the torque due to the weight of the steel plate, the torque due to the weight of the looper, the torque due to the bending of the steel plate, such as the restoring force of the elastic body.

【0060】鋼板重量によるトルク GM =WL ・co
sθ・R1 ,WL :スタンド間に存在する鋼板の重量ル
ーパ自重によるトルクGS =WS ・cosθ・R1
2,WS :ルーパ重量,ルーパー曲げによるトルクGE
=k・(L・sinθ−H1 )cosθ従ってKgSは数
13のようになる。
Torque due to steel plate weight G M = W L · co
sθ · R 1 , W L : Torque due to the weight of the looper weight of the steel sheet existing between the stands G S = W S · cos θ · R 1 /
2, W S: looper weight, looper bent by the torque G E
= K (Lsin θ-H 1 ) cos θ Therefore, K gS becomes as shown in Eq .

【0061】[0061]

【数13】KgS=d(GM +GS +GE )/dθ[ Formula 13] K gS = d (G M + G S + G E ) / dθ

【0062】なおL,R1 ,R2 ,H1 ,L1 ,E,
I,θは、次の通りである。 L :スタンド間距離 5.486m R1 :ルーパーアーム長さ 0.612m R2 :ルーパーロール半径 0.092m H1 :ルーパーシャフト〜パスライン間距離 0.184m L1 :スタンド〜ルーパーシャフト 2.345m E :鋼板のヤング率 1.8×1010kg/m2 I :ルーパー全慣性モーメント 0.74kg・m・s2 θ :ルーパー角度
L, R 1 , R 2 , H 1 , L 1 , E,
I and θ are as follows. L: interstand distance 5.486m R 1: looper arm length 0.612m R 2: looper roll radius 0.092 M H 1: looper shaft-pass line distance 0.184m L 1: Stand-looper shaft 2.345m E: Young's modulus of steel plate 1.8 × 10 10 kg / m 2 I: Total moment of inertia of looper 0.74 kg · m · s 2 θ: Looper angle

【0063】図4は本発明のポイントとなる周波数重み
フィルタW1 111,W2 112,W3 113に関する
説明で、これは図2の26,27,28に対応してい
る。
FIG. 4 is an explanation of the frequency weighting filters W 1 111, W 2 112, W 3 113 which is the point of the present invention, and corresponds to 26, 27 and 28 in FIG.

【0064】W1 111は張力成分1による張力制御分
担範囲を示し、低周波域を主に分担できるように低周波
数域で大きくする。またW2 112は張力成分1及び
2、つまりトータルの張力制御をどのくらい周波数領域
まで行なうかを示す周波数重みフィルタで、制御すべき
応答範囲までのゲインを大きくする。またW3 113は
張力成分2によって制御を行なわない周波数域を示すフ
ィルタである。
W 1 111 indicates a tension control sharing range by the tension component 1, and is increased in the low frequency range so that the low frequency range can be mainly shared. W 2 112 is a frequency weighting filter showing the tension components 1 and 2, that is, how much the total tension control is performed up to the frequency region, and increases the gain up to the response range to be controlled. W 3 113 is a filter showing a frequency range not controlled by the tension component 2.

【0065】つまり張力成分2は、ルーパー角度信号
(g)に相当し、あまり大きく変動すると操業が不安定
になるため、できるだけ動作量を制限すべきである。従
ってルーパーによる張力制御分担は、高周波で細かく働
かすべきであり、W3 によりルーパーを動かさない周波
数域を表す。
That is, the tension component 2 corresponds to the looper angle signal (g), and if it fluctuates too much, the operation becomes unstable. Therefore, the movement amount should be limited as much as possible. Therefore, the tension control sharing by the looper should work finely at high frequency, and W 3 represents the frequency range where the looper is not moved.

【0066】W1 への入力は、張力成分1と張力目標と
の差であり、W2 への入力は張力偏差そのもの、W3
の入力は張力成分2である。これらの入力が、W1 ,W
2 ,W3 で設定した周波数重みよりも大きくならないよ
うに、既知のH∞設計理論を使い、図2の状態フィード
バックゲイン(18,19,20,21,22,23,
24,25,29,30,31,32)を決定する。
The input to W 1 is the difference between the tension component 1 and the target tension, the input to W 2 is the tension deviation itself, and the input to W 3 is the tension component 2. These inputs are W 1 , W
2, W 3 so as not to exceed the frequency weights set in, using the known H∞ design theory, the state feedback gain in FIG. 2 (18,19,20,21,22,23,
24, 25, 29, 30, 31, 32) are determined.

【0067】[0067]

【実施例】 L :スタンド間距離 5.486m R1 :ルーパーアーム長さ 0.612m R2 :ルーパーロール半径 0.092m H1 :ルーパーシャフト〜パスライン間距離 0.184m L1 :スタンド〜ルーパーシャフト 2.345m E :鋼板のヤング率 1.8×1010kg/m2 I :ルーパー全慣性モーメント 0.74kg・m・s2 θ :ルーパー角度 の場合、図3における板速外乱Vd(油圧圧下:120
radにより、先進率が正弦波上に10%変化する場
合)に対する張力変動を本発明の制御によって抑制した
場合の張力成分1,張力成分2,トータル張力を図5に
示す。
EXAMPLES L: interstand distance 5.486m R 1: looper arm length 0.612m R 2: looper roll radius 0.092 M H 1: between looper shaft-pass line length 0.184m L 1: Stand-looper Shaft 2.345 m E: Young's modulus of steel plate 1.8 × 10 10 kg / m 2 I: Total moment of inertia of looper 0.74 kg · m · s 2 θ: In case of looper angle, plate velocity disturbance Vd (hydraulic pressure in FIG. 3) Reduction: 120
FIG. 5 shows the tension component 1, the tension component 2, and the total tension when the tension fluctuation for the case where the advanced rate changes by 10% on the sine wave by rad) is suppressed by the control of the present invention.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明したように、従来の図6,図7
に示す非干渉制御,LQ制御に較べ本発明の制御では、
張力変動振巾が大巾に抑制されている(15kgf程
度)こと5判る。また張力成分2の振巾もLQ制御に比
べ小さく、ルーパー角度の変動も小さいことが判る。こ
れは周波数重みフィルタによる、周波数域での2つの張
力成分の役割分離が、十分できているため、良く協調が
図られており、例えば図4のW3 113で設定した様
に、ルーパー角度変動も小さく抑えられている。
As described above, as shown in FIG.
Compared to the non-interference control and the LQ control shown in FIG.
It can be seen from Fig. 5 that the tension fluctuation amplitude is greatly suppressed (about 15 kgf). Further, it can be seen that the amplitude of the tension component 2 is smaller than that of the LQ control, and the fluctuation of the looper angle is also small. This is because the role of the two tension components in the frequency range can be sufficiently separated by the frequency weighting filter, and thus the cooperation is well achieved. For example, the looper angle variation as set by W 3 113 in FIG. Is also kept small.

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

【図1】本発明を実施するに好適な熱間圧延制御装置の
一例を示す図面である。
FIG. 1 is a drawing showing an example of a hot rolling control device suitable for carrying out the present invention.

【図2】本発明を実施するルーパー多変数最適制御系を
示したブロック線図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a looper multivariable optimum control system for carrying out the present invention.

【図3】本発明を実施するルーパー最適制御系のプロセ
ス操作端33のブロック線図であり、図1を等価変換し
た図面である。
3 is a block diagram of a process operating end 33 of a looper optimum control system for carrying out the present invention, and is a drawing obtained by equivalently converting FIG.

【図4】本発明を実施する周波数重みフィルタW1 11
1,W2112,W3 113を説明するブロック線図で
ある。
FIG. 4 is a frequency weighting filter W 1 11 embodying the present invention.
1, W 2 112, W 3 113 is a block diagram for explaining.

【図5】本発明方法によって制御した場合の外乱に対す
る抑制特性を示す波形図面である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing the suppression characteristic against disturbance when controlled by the method of the present invention.

【図6】非干渉制御での外乱制御の状態を示す波形図面
である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing a state of disturbance control in non-interference control.

【図7】LQ制御での外乱制御の状態を示す波形図面で
ある。
FIG. 7 is a waveform diagram showing a state of disturbance control in LQ control.

【図8】熱間圧延制御装置における自動板内板厚偏差制
御系を示したブロック線図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an automatic plate thickness deviation control system in the hot rolling control device.

【図9】従来の熱間圧延制御装置の一例を示す図面であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional hot rolling control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧延材 2 上流側圧延機 3 下流側圧延機 4 ルーパーロール 5 ルーパーアーム 6 ルーパー駆動用モータ 7 CPU 8 上流側ミルモータ系 9 下流側ミルモータ系 1 rolled material 2 upstream rolling mill 3 downstream rolling mill 4 looper roll 5 looper arm 6 looper drive motor 7 CPU 8 upstream mill motor system 9 downstream mill motor system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米山 泰章 北九州市八幡東区枝光1−1−1 新日 本製鐵株式会社 設備技術本部内 (72)発明者 西山 功一 北九州市八幡東区枝光1−1−1 新日 本製鐵株式会社 設備技術本部内 (56)参考文献 特開 昭59−110410(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasushi Yoneyama 1-1-1 Emitsu, Hachimanto-ku, Kitakyushu City Nippon Steel Corp., Facility Engineering Headquarters (72) Inventor Koichi Nishiyama Emitsu, Hachimanto-ku, Kitakyushu 1-1-1 Nippon Steel Corp., Facility Engineering Division (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 59-110410 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 鋼板圧延時に、圧延材料の張力を計測す
る張力計,圧延材を上下させるルーパーの角度計及び角
速度計から検出される圧延材の張力,ルーパー角度,ル
ーパー角速度より、中央演算処理装置でミルモーターの
回転速度修正量及びルーパートルク又はルーパーモータ
ー回転速度修正量を算出する際、ロール周速変更による
張力制御分と、ルーパー角度変更による張力制御分を適
切な周波数域で分割するための周波数重みフィルタを用
い、H∞制御理論により状態フィードバックゲインを決
定してロール周速及びルーパーモータートルクを変更す
ることを特徴とする熱間圧延制御方法。
1. Central processing based on a tension meter for measuring the tension of the rolled material, an angle meter of a looper for moving the rolled material up and down, and an angle meter of the rolled material, the looper angle and the looper angular velocity detected at the time of rolling the steel sheet. When calculating the mill motor rotation speed correction amount and looper torque or looper motor rotation speed correction amount with the device, in order to divide the tension control amount by changing the roll peripheral speed and the tension control amount by changing the looper angle into appropriate frequency ranges Hot rolling control method, characterized in that the roll feedback speed and the looper motor torque are changed by determining the state feedback gain by the H ∞ control theory by using the frequency weighting filter of 1 above.
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