JP2899458B2 - ルーパ多変数制御装置 - Google Patents
ルーパ多変数制御装置Info
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- JP2899458B2 JP2899458B2 JP3293191A JP29319191A JP2899458B2 JP 2899458 B2 JP2899458 B2 JP 2899458B2 JP 3293191 A JP3293191 A JP 3293191A JP 29319191 A JP29319191 A JP 29319191A JP 2899458 B2 JP2899458 B2 JP 2899458B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、タンデム圧延機の各
スタンド間に配置されたルーパの高さと、圧延材のスタ
ンド間張力とを制御するルーパ多変数制御装置に関す
る。
スタンド間に配置されたルーパの高さと、圧延材のスタ
ンド間張力とを制御するルーパ多変数制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延や冷間圧延による最終製品の評
価基準の一部に板厚および板幅がある。このうち、板厚
に対して自動板厚制御が行われ、板幅に対して自動板幅
制御が行われる。一方、圧延中の材料にかかる張力は板
厚や板幅に影響を及ぼすので、張力をある値に保つ制御
も行われる。
価基準の一部に板厚および板幅がある。このうち、板厚
に対して自動板厚制御が行われ、板幅に対して自動板幅
制御が行われる。一方、圧延中の材料にかかる張力は板
厚や板幅に影響を及ぼすので、張力をある値に保つ制御
も行われる。
【０００３】特に、熱間圧延における圧延材は加熱処理
によって高温となり、変形抵抗も小さくなっているた
め、張力が大きいと破断を起こしやすくなる。この破断
を防止するべく無張力状態にすると、その状態が続いた
ときに圧延スタンド間で大きなループとなって事故を引
き起こすことがある。そこで、熱間圧延機ではとくにル
ーパ装置が設けられ、このルーパ装置によって張力制御
と、圧延材の通板性を良くする観点からのルーパ高さ制
御とが行われる。
によって高温となり、変形抵抗も小さくなっているた
め、張力が大きいと破断を起こしやすくなる。この破断
を防止するべく無張力状態にすると、その状態が続いた
ときに圧延スタンド間で大きなループとなって事故を引
き起こすことがある。そこで、熱間圧延機ではとくにル
ーパ装置が設けられ、このルーパ装置によって張力制御
と、圧延材の通板性を良くする観点からのルーパ高さ制
御とが行われる。
【０００４】かかる圧延材張力およびルーパ高さの制御
においては、圧延材張力からルーパ高さへの干渉と、ル
ーパ駆動電動機の回転速度から圧延材張力への干渉とが
ある。従来からの張力制御には、これらの干渉を抑える
ことなくＰＩＤ制御により圧延材張力およびルーパ高さ
をそれぞれ制御する方法と、これらの干渉を抑えるよう
な非干渉化補償装置を付加して圧延材張力とルーパ高さ
とを独立に制御する非干渉制御方法と、ルーパの高さと
圧延材張力との干渉系を多変数系としてとらえ、最適制
御（Ｌinear Ｑuadratic）理論を適用する方法等があ
り、それぞれ実機に適用されていた。
においては、圧延材張力からルーパ高さへの干渉と、ル
ーパ駆動電動機の回転速度から圧延材張力への干渉とが
ある。従来からの張力制御には、これらの干渉を抑える
ことなくＰＩＤ制御により圧延材張力およびルーパ高さ
をそれぞれ制御する方法と、これらの干渉を抑えるよう
な非干渉化補償装置を付加して圧延材張力とルーパ高さ
とを独立に制御する非干渉制御方法と、ルーパの高さと
圧延材張力との干渉系を多変数系としてとらえ、最適制
御（Ｌinear Ｑuadratic）理論を適用する方法等があ
り、それぞれ実機に適用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の張力制
御方法のうち、ＰＩＤ制御による方法は、圧延材張力と
ルーパ高さとの相互干渉を抑える働きがないため、即応
性や安定性に欠けていた。そこで、最近では非干渉制御
方法や最適制御方法が多く用いられている。
御方法のうち、ＰＩＤ制御による方法は、圧延材張力と
ルーパ高さとの相互干渉を抑える働きがないため、即応
性や安定性に欠けていた。そこで、最近では非干渉制御
方法や最適制御方法が多く用いられている。
【０００６】このうち、非干渉制御方法では、クロスコ
ントローラ等の非干渉化のための補償装置を実現するた
め、一例として、計算機上に非干渉化の伝達関数を実現
している。この伝達関数は一般に高次になるため、実際
のプラントとモデルとが不一致になりやすく、計算機上
での演算精度に問題を生じることがあった。また、ルー
パ本来の機能として、ルーパが動いて張力の変動を抑え
る張力制御の一部を担うべきであるが、非干渉化により
ルーパ高さが一定に制御されるため、ルーパの働きが十
分に活かされなかった。
ントローラ等の非干渉化のための補償装置を実現するた
め、一例として、計算機上に非干渉化の伝達関数を実現
している。この伝達関数は一般に高次になるため、実際
のプラントとモデルとが不一致になりやすく、計算機上
での演算精度に問題を生じることがあった。また、ルー
パ本来の機能として、ルーパが動いて張力の変動を抑え
る張力制御の一部を担うべきであるが、非干渉化により
ルーパ高さが一定に制御されるため、ルーパの働きが十
分に活かされなかった。
【０００７】これに対して、最適制御理論による方法
は、操作端として圧延機駆動用の主電動機とルーパとを
協調させて使用するように制御ゲインを設計することが
できる。この最適制御では下記(1) 式に示す評価関数Ｊ
の重み行列Ｑ，Ｒと、実際のプロセスの応答との因果律
を見出だすのが難しく、制御系全体の適当な応答を実現
するＱ，Ｒを試行錯誤しながら見付けて制御ゲインを決
定するのが一般的である。
は、操作端として圧延機駆動用の主電動機とルーパとを
協調させて使用するように制御ゲインを設計することが
できる。この最適制御では下記(1) 式に示す評価関数Ｊ
の重み行列Ｑ，Ｒと、実際のプロセスの応答との因果律
を見出だすのが難しく、制御系全体の適当な応答を実現
するＱ，Ｒを試行錯誤しながら見付けて制御ゲインを決
定するのが一般的である。
【０００８】
【数１】 ここで、ｘは制御対象プロセスの状態量、ｕはコントロ
ーラが制御対象プロセスに与える操作量であり、ｘＴは
ｘの転置、ｕＴはｕの転置を表す。
ーラが制御対象プロセスに与える操作量であり、ｘＴは
ｘの転置、ｕＴはｕの転置を表す。
【０００９】このように、最適制御理論による方法は試
行錯誤を繰返すため、制御系の設計やプラントの調整に
多くの時間が必要であった。また、この最適制御理論に
よる方法は解析的に解けないリカッチ方程式を数値的に
解く必要があることから、変数を含んだ最適制御ゲイン
の一般式が求められないことがあった。
行錯誤を繰返すため、制御系の設計やプラントの調整に
多くの時間が必要であった。また、この最適制御理論に
よる方法は解析的に解けないリカッチ方程式を数値的に
解く必要があることから、変数を含んだ最適制御ゲイン
の一般式が求められないことがあった。
【００１０】一般式を求めないで済む、例えば、ゲイン
テーブルを用いる方法では、予め圧延材料の性質や圧延
条件に合わせた制御ゲインを求めてゲインテーブルを作
成しておき、制御ゲイン使用時にこのテーブルを参照す
るのが一般的である。従って、このゲインテーブルの値
の決定とその維持・管理に多くの手間と時間がかかるこ
とになる。
テーブルを用いる方法では、予め圧延材料の性質や圧延
条件に合わせた制御ゲインを求めてゲインテーブルを作
成しておき、制御ゲイン使用時にこのテーブルを参照す
るのが一般的である。従って、このゲインテーブルの値
の決定とその維持・管理に多くの手間と時間がかかるこ
とになる。
【００１１】また、ゲインテーブルに全ての場合につい
て制御ゲインを記述することは不可能に近く、ゲインテ
ーブルに存在しない圧延条件ではこの圧延条件と類似す
るゲインテーブルを利用して近似した制御ゲインを決定
せざるを得ないため、制御性能の低下も考えられた。
て制御ゲインを記述することは不可能に近く、ゲインテ
ーブルに存在しない圧延条件ではこの圧延条件と類似す
るゲインテーブルを利用して近似した制御ゲインを決定
せざるを得ないため、制御性能の低下も考えられた。
【００１２】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、タンデム圧延機の各スタンド間に配置
されたルーパの高さおよび圧延材のスタンド間張力の干
渉系を多変数系として制御する場合、ルーパおよび圧延
材張力の最適制御を可能にするルーパ多変数制御装置を
得ることを目的とする。
なされたもので、タンデム圧延機の各スタンド間に配置
されたルーパの高さおよび圧延材のスタンド間張力の干
渉系を多変数系として制御する場合、ルーパおよび圧延
材張力の最適制御を可能にするルーパ多変数制御装置を
得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、タンデム圧延
機のスタンド間に配置されたルーパの高さとこのルーパ
が配置されたスタンド間の圧延材張力との干渉系を多変
数系として、予め定められた制御ゲインを用いて圧延材
張力からルーパ高さへの干渉およびルーパ駆動電動機の
回転速度から圧延材張力への干渉を小さくしながら、圧
延材張力を張力指令値に追従させる圧延機駆動用の主電
動機の回転速度指令値とルーパの高さをルーパ高さ指令
値に追随させるルーパ駆動電動機の回転速度指令値とを
演算する制御演算手段を備え、演算された各回転速度指
令値によって主電動機およびルーパ駆動電動機を速度制
御するルーパ多変数制御装置において、制御対象を、圧
延材張力、ルーパ駆動電動機の回転速度、ルーパ高さ、
主電動機の速度およびルーパ高さの応答の変数の各時間
微分が、それぞれの微小変化分に所定の係数を乗じた値
と、主電動機の速度およびルーパ駆動電動機の速度指令
値の微小変化分に所定の係数を乗じた値との和で表現
し、かつ、圧延材張力およびルーパ高さの微小変化分
が、圧延材張力、ルーパ駆動電動機の回転速度、ルーパ
高さ、主電動機の速度およびルーパ高さの応答の変数の
各微小変化分に所定の係数を乗じた値と、主電動機およ
びルーパ駆動電動機の回転速度指令値の変化分に所定の
係数を乗じた値との和で表現されるモデルとし、圧延材
の張力指令値、ルーパ高さ指令値、モデルを表現する変
数、スタンド間張力とルーパの高さの応答を指定するた
めの変数、および、スタンド間張力とルーパ高さの応答
を調整するための変数をそれぞれ設定する設定手段と、
この設定手段で設定された設定値をＩＬＱ制御理論に基
づく所定の制御ゲイン計算式に代入して、制御演算手段
で用いる制御ゲインを数値として求める制御ゲイン演算
手段と、を備えたものである。
機のスタンド間に配置されたルーパの高さとこのルーパ
が配置されたスタンド間の圧延材張力との干渉系を多変
数系として、予め定められた制御ゲインを用いて圧延材
張力からルーパ高さへの干渉およびルーパ駆動電動機の
回転速度から圧延材張力への干渉を小さくしながら、圧
延材張力を張力指令値に追従させる圧延機駆動用の主電
動機の回転速度指令値とルーパの高さをルーパ高さ指令
値に追随させるルーパ駆動電動機の回転速度指令値とを
演算する制御演算手段を備え、演算された各回転速度指
令値によって主電動機およびルーパ駆動電動機を速度制
御するルーパ多変数制御装置において、制御対象を、圧
延材張力、ルーパ駆動電動機の回転速度、ルーパ高さ、
主電動機の速度およびルーパ高さの応答の変数の各時間
微分が、それぞれの微小変化分に所定の係数を乗じた値
と、主電動機の速度およびルーパ駆動電動機の速度指令
値の微小変化分に所定の係数を乗じた値との和で表現
し、かつ、圧延材張力およびルーパ高さの微小変化分
が、圧延材張力、ルーパ駆動電動機の回転速度、ルーパ
高さ、主電動機の速度およびルーパ高さの応答の変数の
各微小変化分に所定の係数を乗じた値と、主電動機およ
びルーパ駆動電動機の回転速度指令値の変化分に所定の
係数を乗じた値との和で表現されるモデルとし、圧延材
の張力指令値、ルーパ高さ指令値、モデルを表現する変
数、スタンド間張力とルーパの高さの応答を指定するた
めの変数、および、スタンド間張力とルーパ高さの応答
を調整するための変数をそれぞれ設定する設定手段と、
この設定手段で設定された設定値をＩＬＱ制御理論に基
づく所定の制御ゲイン計算式に代入して、制御演算手段
で用いる制御ゲインを数値として求める制御ゲイン演算
手段と、を備えたものである。
【００１４】好ましくは、圧延材張力が張力指令値の前
後一定の範囲から外れたとき、前記制御ゲイン演算手段
によって演算された圧延材張力からルーパ高さへの干渉
を抑える制御ゲインを、干渉を促す制御ゲインに切換え
る制御ゲイン切換手段を備える。
後一定の範囲から外れたとき、前記制御ゲイン演算手段
によって演算された圧延材張力からルーパ高さへの干渉
を抑える制御ゲインを、干渉を促す制御ゲインに切換え
る制御ゲイン切換手段を備える。
【００１５】
【作用】この発明においては、それぞれ設定された制御
対象プロセスのモデルを表現する変数、スタンド間張力
とルーパの高さの応答を指定するための変数、および、
スタンド間張力と前記ルーパ高さの応答を調整するため
の変数を所定の制御ゲイン計算式に代入して制御ゲイン
を数値として求め、制御演算手段がこの数値を用いて圧
延機駆動用の主電動機の回転速度指令値とルーパ駆動用
電動機の回転速度指令値とを演算するため、圧延材料の
状態や操業条件の変化に対してリカッチ方程式を数値的
に解いたり、あるいは、ゲインテーブルを用いたりする
必要性がなくなり、これによってルーパおよび圧延材張
力を最適に制御することができる。
対象プロセスのモデルを表現する変数、スタンド間張力
とルーパの高さの応答を指定するための変数、および、
スタンド間張力と前記ルーパ高さの応答を調整するため
の変数を所定の制御ゲイン計算式に代入して制御ゲイン
を数値として求め、制御演算手段がこの数値を用いて圧
延機駆動用の主電動機の回転速度指令値とルーパ駆動用
電動機の回転速度指令値とを演算するため、圧延材料の
状態や操業条件の変化に対してリカッチ方程式を数値的
に解いたり、あるいは、ゲインテーブルを用いたりする
必要性がなくなり、これによってルーパおよび圧延材張
力を最適に制御することができる。
【００１６】また、圧延材張力が張力指令値の前後一定
の範囲から外れたとき、圧延材張力からルーパ高さへの
干渉を抑える制御ゲインを、干渉を促す制御ゲインに切
換えるようにしたので、張力が異常な値を示した場合で
もルーパ本来の機能によって良好に対処できる。
の範囲から外れたとき、圧延材張力からルーパ高さへの
干渉を抑える制御ゲインを、干渉を促す制御ゲインに切
換えるようにしたので、張力が異常な値を示した場合で
もルーパ本来の機能によって良好に対処できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によって詳
細に説明する。図１はこの発明の一実施例の構成を示す
ブロック図である。同図において、圧延材１は第ｉスタ
ンド圧延機２および第ｉ＋１スタンド圧延機３の順で圧
延される。タンデム圧延機の全スタンド数をｎとする
と、ｎ＝５〜７が一般的である。以下に示すルーパ等の
装置は各スタンド間に設置されるが、第ｉスタンドおよ
び第ｉ＋１スタンド間の状態を考察すれば容易に他のス
タンドにも拡張できるので、ここでは２スタンド間のみ
を考える。なお、ｉは１≦ｉ≦ｎ−１の範囲である。
細に説明する。図１はこの発明の一実施例の構成を示す
ブロック図である。同図において、圧延材１は第ｉスタ
ンド圧延機２および第ｉ＋１スタンド圧延機３の順で圧
延される。タンデム圧延機の全スタンド数をｎとする
と、ｎ＝５〜７が一般的である。以下に示すルーパ等の
装置は各スタンド間に設置されるが、第ｉスタンドおよ
び第ｉ＋１スタンド間の状態を考察すれば容易に他のス
タンドにも拡張できるので、ここでは２スタンド間のみ
を考える。なお、ｉは１≦ｉ≦ｎ−１の範囲である。
【００１８】この第ｉスタンドおよび第ｉ＋１スタンド
間にルーパ４が設けられているとき、ルーパロールの受
ける圧延材１の張力が張力検出装置５で検出され、ルー
パアームの角度に換算されるルーパの高さがルーパ高さ
検出装置６で検出されるようになっている。このルーパ
を駆動するルーパ駆動用電動機（以下、ルーパ電動機と
言う）７には回転速度検出装置８が結合され、ルーパ電
動機速度制御装置９が回転速度検出値と回転速度指令値
との偏差を小さくするようにルーパ駆動用電動機７の電
流を制御する。
間にルーパ４が設けられているとき、ルーパロールの受
ける圧延材１の張力が張力検出装置５で検出され、ルー
パアームの角度に換算されるルーパの高さがルーパ高さ
検出装置６で検出されるようになっている。このルーパ
を駆動するルーパ駆動用電動機（以下、ルーパ電動機と
言う）７には回転速度検出装置８が結合され、ルーパ電
動機速度制御装置９が回転速度検出値と回転速度指令値
との偏差を小さくするようにルーパ駆動用電動機７の電
流を制御する。
【００１９】一方、第ｉスタンド主電動機（以下、主電
動機を主機という）10の速度を制御するための主機速度
制御装置12は、主機速度検出装置11による回転速度検出
値と回転速度指令値との偏差を小さくするように第ｉス
タンド主機10の電流を制御する。
動機を主機という）10の速度を制御するための主機速度
制御装置12は、主機速度検出装置11による回転速度検出
値と回転速度指令値との偏差を小さくするように第ｉス
タンド主機10の電流を制御する。
【００２０】上述したルーパ電動機７および第ｉスタン
ド主機10の各回転速度指令値は制御演算手段13で演算さ
れる。この場合、設定手段51によって圧延材の張力指令
値、ルーパ高さの指令値、制御対象プロセスのモデルを
表現する変数、スタンド間張力とルーパの高さの応答を
指定するための変数、および、スタンド間張力と前記ル
ーパ高さの応答を調整するための変数をそれぞれ設定す
ると、制御ゲイン演算手段52が設定された各変数を所定
の制御ゲイン計算式に代入して、制御演算手段13で用い
る制御ゲインを数値として求める。また、張力検出装置
５で検出された圧延材張力が設定手段51で設定された張
力指令値の前後一定の範囲から外れた場合、張力変化か
らルーパ高さへの干渉を抑える制御ゲインを、逆に干渉
を促す制御ゲインに切換えする制御ゲイン切換手段53を
備えている。
ド主機10の各回転速度指令値は制御演算手段13で演算さ
れる。この場合、設定手段51によって圧延材の張力指令
値、ルーパ高さの指令値、制御対象プロセスのモデルを
表現する変数、スタンド間張力とルーパの高さの応答を
指定するための変数、および、スタンド間張力と前記ル
ーパ高さの応答を調整するための変数をそれぞれ設定す
ると、制御ゲイン演算手段52が設定された各変数を所定
の制御ゲイン計算式に代入して、制御演算手段13で用い
る制御ゲインを数値として求める。また、張力検出装置
５で検出された圧延材張力が設定手段51で設定された張
力指令値の前後一定の範囲から外れた場合、張力変化か
らルーパ高さへの干渉を抑える制御ゲインを、逆に干渉
を促す制御ゲインに切換えする制御ゲイン切換手段53を
備えている。
【００２１】図２は図１で示した制御系のうち、設定手
段51および制御ゲイン演算手段52を除いたものに対応す
るブロック図である。この図２における15〜27が制御対
象プロセスであり、図１における１〜12に相当する。こ
のうち、15は主機速度制御系であり、図１中の第ｉスタ
ンド主機10、主機速度検出装置11、主機速度制御装置12
を一つのブロックとして表したものである。16は主機速
度から圧延材速度への影響係数、17は張力発生プロセス
における張力発生プロセスゲイン、18は張力発生プロセ
スにおける積分器である。19は張力発生プロセスにおけ
るフィードバックゲインであり、張力発生プロセスゲイ
ン17、張力発生プロセス積分器18および張力発生プロセ
スフィードバックゲイン19が張力発生機構をモデル化し
たものになっている。
段51および制御ゲイン演算手段52を除いたものに対応す
るブロック図である。この図２における15〜27が制御対
象プロセスであり、図１における１〜12に相当する。こ
のうち、15は主機速度制御系であり、図１中の第ｉスタ
ンド主機10、主機速度検出装置11、主機速度制御装置12
を一つのブロックとして表したものである。16は主機速
度から圧延材速度への影響係数、17は張力発生プロセス
における張力発生プロセスゲイン、18は張力発生プロセ
スにおける積分器である。19は張力発生プロセスにおけ
るフィードバックゲインであり、張力発生プロセスゲイ
ン17、張力発生プロセス積分器18および張力発生プロセ
スフィードバックゲイン19が張力発生機構をモデル化し
たものになっている。
【００２２】また、20はルーパ電動機の回転速度から圧
延材速度への影響係数、21は張力からルーパ電動機トル
クへの影響係数である。22はルーパ高さからルーパ電動
機トルクへのゲイン、23は図１中のルーパ電動機速度制
御装置９に相当するルーパ速度制御器である。24はルー
パ電動機トルク定数、25はルーパ電動機におけるトルク
から回転速度への伝達関数、26はルーパ電動機の回転速
度からルーパ高さへの伝達関数、27はルーパダンピング
係数である。なお、図２中のルーパ速度制御器23、ルー
パ電動機トルク定数24、トルクから回転速度への伝達関
数25およびルーパダンピング係数27が、図１におけるル
ーパ電動機７、回転速度検出装置８およびルーパ電動機
速度制御装置９でなるルーパ速度制御系に相当し、さら
に、図２におけるルーパ高さからルーパ電動機トルクへ
のゲイン22および回転速度からルーパ高さへの伝達関数
26が、図１におけるルーパ４に相当している。
延材速度への影響係数、21は張力からルーパ電動機トル
クへの影響係数である。22はルーパ高さからルーパ電動
機トルクへのゲイン、23は図１中のルーパ電動機速度制
御装置９に相当するルーパ速度制御器である。24はルー
パ電動機トルク定数、25はルーパ電動機におけるトルク
から回転速度への伝達関数、26はルーパ電動機の回転速
度からルーパ高さへの伝達関数、27はルーパダンピング
係数である。なお、図２中のルーパ速度制御器23、ルー
パ電動機トルク定数24、トルクから回転速度への伝達関
数25およびルーパダンピング係数27が、図１におけるル
ーパ電動機７、回転速度検出装置８およびルーパ電動機
速度制御装置９でなるルーパ速度制御系に相当し、さら
に、図２におけるルーパ高さからルーパ電動機トルクへ
のゲイン22および回転速度からルーパ高さへの伝達関数
26が、図１におけるルーパ４に相当している。
【００２３】さらに、図２における28〜38が図１の制御
演算手段13に相当している部分であり、28〜31は積分制
御器、32は張力制御系応答の調整係数、33はルーパ高さ
制御系応答の調整係数、34〜38はフィードバック制御器
である。53は積分制御器29に係わり、詳細を後述する制
御ゲイン切換手段である。
演算手段13に相当している部分であり、28〜31は積分制
御器、32は張力制御系応答の調整係数、33はルーパ高さ
制御系応答の調整係数、34〜38はフィードバック制御器
である。53は積分制御器29に係わり、詳細を後述する制
御ゲイン切換手段である。
【００２４】図２における15〜27の制御対象プロセスモ
デルを状態方程式で表すと次の(2),(3) 式のようにな
る。
デルを状態方程式で表すと次の(2),(3) 式のようにな
る。
【００２５】
【数２】
【００２６】
【数３】 ここで、各記号の前に付加したΔはその記号の微小変化
を表し、さらに、各記号の上に付加した・は時間微分を
表す。従って、
を表し、さらに、各記号の上に付加した・は時間微分を
表す。従って、
【００２７】
【数４】 である。
【００２８】いま、Ｔは転置を表すこととし、 状態ベクトルｘ＝［Δｔf ΔωL Δθ Δｖr Δ
ｘH ］T 出力ベクトルｙ＝［Δｔf Δθ］T 入力ベクトルｕ＝［ΔＶrREF ΔωLREF］T として状態方程式を表すと下記(4) 式となる。
ｘH ］T 出力ベクトルｙ＝［Δｔf Δθ］T 入力ベクトルｕ＝［ΔＶrREF ΔωLREF］T として状態方程式を表すと下記(4) 式となる。
【００２９】
【数５】 なお、(4) 式中のＡ，Ｂ，Ｃはそれぞれ下記行列を表す
ものとする。
ものとする。
【００３０】
【数６】 ただし、状態方程式中の各変数は次のことを意味してい
る。 ｇｒ ：ルーパとルーパ電動機との間のギヤ比 Ｊ ：ルーパ電動機慣性能率 Ｋ１０：張力フィードバック係数 Ｅ ：圧延材のヤング率 Ｌ ：スタンド間距離 ｔｆ ：前方張力 Ｖｒ ：主機速度 Ｚ ：ルーパダンピング係数 α２ ：主機速度から圧延材速度への影響係数 θ ：ルーパ高さ（角度で表す） φ ：ルーパ電動機トルク定数 ωＬ ：ルーパ回転速度 Ｔｖ ：主機速度制御系時定数 Ｆ１ ：ルーパ高さからルーパ駆動トルクへのゲイン （圧延材の重量、ルーパ自重分による負荷トルク） Ｆ２ ：ルーパ回転速度から圧延材速度への影響係数 Ｆ３ ：張力からルーパ電動機トルクへの影響係数 ＸＨ ：ルーパ速度制御器内部の変数 Ｋ２，Ｔ２１：ルーパ速度制御器の制御定数 添字ＲＥＦ：その記号の指令値である。
る。 ｇｒ ：ルーパとルーパ電動機との間のギヤ比 Ｊ ：ルーパ電動機慣性能率 Ｋ１０：張力フィードバック係数 Ｅ ：圧延材のヤング率 Ｌ ：スタンド間距離 ｔｆ ：前方張力 Ｖｒ ：主機速度 Ｚ ：ルーパダンピング係数 α２ ：主機速度から圧延材速度への影響係数 θ ：ルーパ高さ（角度で表す） φ ：ルーパ電動機トルク定数 ωＬ ：ルーパ回転速度 Ｔｖ ：主機速度制御系時定数 Ｆ１ ：ルーパ高さからルーパ駆動トルクへのゲイン （圧延材の重量、ルーパ自重分による負荷トルク） Ｆ２ ：ルーパ回転速度から圧延材速度への影響係数 Ｆ３ ：張力からルーパ電動機トルクへの影響係数 ＸＨ ：ルーパ速度制御器内部の変数 Ｋ２，Ｔ２１：ルーパ速度制御器の制御定数 添字ＲＥＦ：その記号の指令値である。
【００３１】図１の制御演算手段13に相当する図２にお
ける28〜38の各制御ゲインは以下のように決定する。
ける28〜38の各制御ゲインは以下のように決定する。
【００３２】先ず、基本的にはＩＬＱ（Inverse Linear
Quadratic）法を用いて決定する。ＩＬＱ法とは、最適
制御問題を逆問題の観点から解いたもので、例えば、シ
ステム制御情報学会論文誌の「ＩＬＱ最適サーボ系設計
法の一般化」藤井隆雄、下村卓、Vol.１，No. ６，1988
に記載されている。
Quadratic）法を用いて決定する。ＩＬＱ法とは、最適
制御問題を逆問題の観点から解いたもので、例えば、シ
ステム制御情報学会論文誌の「ＩＬＱ最適サーボ系設計
法の一般化」藤井隆雄、下村卓、Vol.１，No. ６，1988
に記載されている。
【００３３】上記(2),(3) 式を用いた制御対象プロセス
のモデルを用いることにより、非干渉化することを前提
にして28〜31，34〜38の制御ゲインは次のように数式で
表すことができる。 28：ＫIO（１，１）＝−４Ｌ・ωTC 2 ・Ｔv ／（α2 ・Ｅ） …(5) 29：ＫIO（２，１）＝０ …(6) 30：ＫIO（１，２）＝４ｇr ・Ｆ2 ・ωHC 2 ・Ｔv ／α2 …(7) 31：ＫIO（２，２）＝４ｇr ・Ｊ・ωHC 2 ／（Ｋ2 ・Ｔ21・φ） …(8) 34：ＫF0（１，４）＝Ｔv …(9) 35：ＫF0（１，１）＝Ｔv ・（Ｅ・Ｋ10−４Ｌ・ωTC）／（α2 ・Ｅ）…(10) 36：ＫF0（１，３）＝４ｇr ・Ｆ2 ・Ｔv ・ωHC／α2 …(11) 37：ＫF0（２，３）＝４ｇr ・Ｊ・ωHC／（Ｋ2 ・Ｔ21・φ） …(12) 38：ＫF0（２，２）＝Ｊ／（Ｋ2 ・Ｔ21・φ） …(13) ここで、 ωTC：張力制御系の応答の遮断周波数 （rad/s) ωHC：ルーパ高さ制御系の応答の遮断周波数（rad/s) であり、それぞれ所望の値を指定する。
のモデルを用いることにより、非干渉化することを前提
にして28〜31，34〜38の制御ゲインは次のように数式で
表すことができる。 28：ＫIO（１，１）＝−４Ｌ・ωTC 2 ・Ｔv ／（α2 ・Ｅ） …(5) 29：ＫIO（２，１）＝０ …(6) 30：ＫIO（１，２）＝４ｇr ・Ｆ2 ・ωHC 2 ・Ｔv ／α2 …(7) 31：ＫIO（２，２）＝４ｇr ・Ｊ・ωHC 2 ／（Ｋ2 ・Ｔ21・φ） …(8) 34：ＫF0（１，４）＝Ｔv …(9) 35：ＫF0（１，１）＝Ｔv ・（Ｅ・Ｋ10−４Ｌ・ωTC）／（α2 ・Ｅ）…(10) 36：ＫF0（１，３）＝４ｇr ・Ｆ2 ・Ｔv ・ωHC／α2 …(11) 37：ＫF0（２，３）＝４ｇr ・Ｊ・ωHC／（Ｋ2 ・Ｔ21・φ） …(12) 38：ＫF0（２，２）＝Ｊ／（Ｋ2 ・Ｔ21・φ） …(13) ここで、 ωTC：張力制御系の応答の遮断周波数 （rad/s) ωHC：ルーパ高さ制御系の応答の遮断周波数（rad/s) であり、それぞれ所望の値を指定する。
【００３４】また、ＫF0（ｉ，ｊ）は状態ベクトルｘの
ｊ番目の要素ｘ（ｊ）から入力ベクトルｕのｉ番目の要
素ｕ（ｉ）へのフィードバックゲインを表し、Ｋ
IO（ｉ，ｋ）は指令値と出力ベクトルの各要素との偏差
（ｋ＝１ならΔｔfREF−Δｔf 、ｋ＝２なら ΔθREF
−Δθ）から入力ベクトルｕのｉ番目の要素ｕ（ｉ）へ
の積分ゲインを表す。なお、ＫF0（１，２）、Ｋ
F0（１，５）、ＫF0（２，１）、ＫF0（２，４）、ＫF0
（２，５）は０となり記載を省略した。
ｊ番目の要素ｘ（ｊ）から入力ベクトルｕのｉ番目の要
素ｕ（ｉ）へのフィードバックゲインを表し、Ｋ
IO（ｉ，ｋ）は指令値と出力ベクトルの各要素との偏差
（ｋ＝１ならΔｔfREF−Δｔf 、ｋ＝２なら ΔθREF
−Δθ）から入力ベクトルｕのｉ番目の要素ｕ（ｉ）へ
の積分ゲインを表す。なお、ＫF0（１，２）、Ｋ
F0（１，５）、ＫF0（２，１）、ＫF0（２，４）、ＫF0
（２，５）は０となり記載を省略した。
【００３５】(5) 〜(13)式までの制御ゲインは対象プロ
セスモデルの変数と指定する応答の変数の数式で表現さ
れている。
セスモデルの変数と指定する応答の変数の数式で表現さ
れている。
【００３６】調整係数であるσ1 は張力制御系が所望の
応答となるように、またσ2 はルーパ高さ制御系が所望
の応答になるように決める。一般にσ1 ，σ2 を大きな
値に設定すると速い応答が得られるが、操作量である主
機速度指令値やルーパ電動機回転速度指令値も大きな値
となるので、あまり大きな値は実現できないことにな
る。
応答となるように、またσ2 はルーパ高さ制御系が所望
の応答になるように決める。一般にσ1 ，σ2 を大きな
値に設定すると速い応答が得られるが、操作量である主
機速度指令値やルーパ電動機回転速度指令値も大きな値
となるので、あまり大きな値は実現できないことにな
る。
【００３７】上記（５）〜（１３）式中の変数Ｔｖ，α
２，Ｅ，Ｌ，Ｋ１０，φ，Ｊ，ｇｒ，Ｔ２１，Ｋ２，ω
ＣＬ，Ｆ２が制御対象プロセスのモデルを表現する変数
として、ωＴＣおよびωＨＣが張力とルーパ高さの応答
を指定するための変数として、さらに、図２中のσ１，
σ２が張力とルーパ高さの応答を調整するための変数と
してそれぞれ設定手段５１に設定されている。制御ゲイ
ン演算手段５２はこれら設定値を（５）〜（１３）式に
代入してブロック２８〜３１および３４〜３８の制御ゲ
インを演算し、設定値σ１，σ２と合わせて数値として
制御演算手段１３に渡す。
２，Ｅ，Ｌ，Ｋ１０，φ，Ｊ，ｇｒ，Ｔ２１，Ｋ２，ω
ＣＬ，Ｆ２が制御対象プロセスのモデルを表現する変数
として、ωＴＣおよびωＨＣが張力とルーパ高さの応答
を指定するための変数として、さらに、図２中のσ１，
σ２が張力とルーパ高さの応答を調整するための変数と
してそれぞれ設定手段５１に設定されている。制御ゲイ
ン演算手段５２はこれら設定値を（５）〜（１３）式に
代入してブロック２８〜３１および３４〜３８の制御ゲ
インを演算し、設定値σ１，σ２と合わせて数値として
制御演算手段１３に渡す。
【００３８】図３(a),(b) に上記(5) 〜(13)式を使用し
た制御系のシミュレーション結果を示す。これは７スタ
ンドの熱間圧延機を模擬したものである。図３におい
て、ａ，ｂ，・・・，ｆはそれぞれ第１−２スタンド間
張力、第２−３スタンド間張力，・・・第６−７スタン
ド間張力を表し、ｇ，ｈ，・・・，ｌはそれぞれ第１−
２スタンド間ルーパ高さ、第２−３スタンド間ルーパ高
さ，・・・第６−７スタンド間ルーパ高さを表してい
る。このシミュレーションにおける対象プロセスとして
は、図２に示す15から27までの簡易化されたモデルでは
なく、ロール間隙の圧延現象、張力発生プロセス等を非
線形プロセスとして記述している。熱間圧延時に加わる
スキッドマークやロール偏芯等の外乱、主機制御系やル
ーパ制御器、自動板厚制御系を細かく記述しており、現
実の圧延を高い精度で模擬している。このシミュレーシ
ョンの結果から、(5) 〜(13)式を使用した場合の制御系
の性能は良好であることが確認できる。
た制御系のシミュレーション結果を示す。これは７スタ
ンドの熱間圧延機を模擬したものである。図３におい
て、ａ，ｂ，・・・，ｆはそれぞれ第１−２スタンド間
張力、第２−３スタンド間張力，・・・第６−７スタン
ド間張力を表し、ｇ，ｈ，・・・，ｌはそれぞれ第１−
２スタンド間ルーパ高さ、第２−３スタンド間ルーパ高
さ，・・・第６−７スタンド間ルーパ高さを表してい
る。このシミュレーションにおける対象プロセスとして
は、図２に示す15から27までの簡易化されたモデルでは
なく、ロール間隙の圧延現象、張力発生プロセス等を非
線形プロセスとして記述している。熱間圧延時に加わる
スキッドマークやロール偏芯等の外乱、主機制御系やル
ーパ制御器、自動板厚制御系を細かく記述しており、現
実の圧延を高い精度で模擬している。このシミュレーシ
ョンの結果から、(5) 〜(13)式を使用した場合の制御系
の性能は良好であることが確認できる。
【００３９】ところで、この張力制御系とルーパ高さ制
御系はほぼ完全に非干渉化されており、ルーパの機能の
一つである張力制御にルーパがほとんど働かないことが
わかる。このため、大きな外乱が加わって張力が張力指
令値を大きく外れた場合でもルーパはほとんど働くこと
なく、主機の操作によってのみ張力を制御することとな
る。
御系はほぼ完全に非干渉化されており、ルーパの機能の
一つである張力制御にルーパがほとんど働かないことが
わかる。このため、大きな外乱が加わって張力が張力指
令値を大きく外れた場合でもルーパはほとんど働くこと
なく、主機の操作によってのみ張力を制御することとな
る。
【００４０】しかるに、実際の圧延では、張力が小さく
なってスタンド間にループが発生して事故を起こす原因
となったり、また、張力が大きくなりすぎて圧延材の破
断を起こしたりすることがあり、これらの事故を極力回
避しなければならない。そこで、張力が張力指令値から
大きく外れた場合、例えば、張力基準値から見て正方向
および負方向にそれぞれ設定した制限値を超えた場合、
ルーパを強制的に動かして早く張力指令値に近づける機
能を、図２における制御ゲイン切換手段53よって実現し
ている。制御ゲイン切換手段53の機能を、制御ゲインの
決定方法と制御ゲインの切換タイミングとに分けて以下
に説明する。
なってスタンド間にループが発生して事故を起こす原因
となったり、また、張力が大きくなりすぎて圧延材の破
断を起こしたりすることがあり、これらの事故を極力回
避しなければならない。そこで、張力が張力指令値から
大きく外れた場合、例えば、張力基準値から見て正方向
および負方向にそれぞれ設定した制限値を超えた場合、
ルーパを強制的に動かして早く張力指令値に近づける機
能を、図２における制御ゲイン切換手段53よって実現し
ている。制御ゲイン切換手段53の機能を、制御ゲインの
決定方法と制御ゲインの切換タイミングとに分けて以下
に説明する。
【００４１】最初に制御ゲインの決定方法について述べ
る。図２において、張力指令値ΔｔfREFと張力Δｔf と
の偏差が大きくなったときにルーパを動かすには、積分
制御器29の制御ゲインを適切に設定すればよい。図４は
図２の積分制御器29における制御ゲインＫIO（２，１）
を決定する方法に関わる図である。図２において張力指
令値ΔｔfREFから積分制御器29、調整係数33、ルーパ制
御系（23，24，25，27により構成される）、ルーパ回転
速度から圧延材速度への影響係数20を通って、張力発生
プロセスを経て張力Δｔfまで至るルートを抜き出すと
図４に示すブロック図となる。図４において、ルーパ速
度制御系は40に示すようにルーパ速度制御応答遮断周波
数をωCL（rad/s ）としたときの一次遅れ伝達関数で表
す。また、図２における張力発生プロセスを構成する1
7，18，19の三つのブロックを一つの伝達関数にまとめ
ると、図４におけるブロック41に示す伝達関数で表され
る。
る。図２において、張力指令値ΔｔfREFと張力Δｔf と
の偏差が大きくなったときにルーパを動かすには、積分
制御器29の制御ゲインを適切に設定すればよい。図４は
図２の積分制御器29における制御ゲインＫIO（２，１）
を決定する方法に関わる図である。図２において張力指
令値ΔｔfREFから積分制御器29、調整係数33、ルーパ制
御系（23，24，25，27により構成される）、ルーパ回転
速度から圧延材速度への影響係数20を通って、張力発生
プロセスを経て張力Δｔfまで至るルートを抜き出すと
図４に示すブロック図となる。図４において、ルーパ速
度制御系は40に示すようにルーパ速度制御応答遮断周波
数をωCL（rad/s ）としたときの一次遅れ伝達関数で表
す。また、図２における張力発生プロセスを構成する1
7，18，19の三つのブロックを一つの伝達関数にまとめ
ると、図４におけるブロック41に示す伝達関数で表され
る。
【００４２】図４の閉ループ全体の応答をωCLT （rad/
s ）となるようにＫIO21を決める。 ＫIO21＝ωCLT ・ＫIO／（σ2 ・Ｆ2 ） …(14) ＫIO（２，１）はＫIO21をそのまま用いずに調整ゲイン
σ3 （σ3 ＞０）を導入し、次の(15)式を用いる。 ＫIO（２，１）＝σ3 ・ＫIO21 …(15) また、ωCLT はルーパ速度制御系遮断周波数ωCLの1/3
から1/4 程度に設定する。
s ）となるようにＫIO21を決める。 ＫIO21＝ωCLT ・ＫIO／（σ2 ・Ｆ2 ） …(14) ＫIO（２，１）はＫIO21をそのまま用いずに調整ゲイン
σ3 （σ3 ＞０）を導入し、次の(15)式を用いる。 ＫIO（２，１）＝σ3 ・ＫIO21 …(15) また、ωCLT はルーパ速度制御系遮断周波数ωCLの1/3
から1/4 程度に設定する。
【００４３】次に、制御ゲインの切換タイミングについ
て述べる。図５(a),(b),(c) は制御ゲインＫIO（２，
１）の切換タイミングに関わる説明図である。このうち
図５(a) は張力が何らかの外乱により張力指令値を大き
く下回った場合の一例を示している。圧延機運転上の種
々の条件を考慮して張力のある制限値ｔfLMTを設定し、
張力ｔf が制限値ｔfLMTを下回った場合、過少張力と判
断し、制御ゲインＫIO（２，１）を０から(15)式による
σ3 ・ＫIO21に切換える。ただし、検出張力には測定ノ
イズが加わり瞬時あるいはごく短時間ではあるが制限値
ｔfLMTを下回ることもあり、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 まで
ｔf ＜ｔfLMTという状態を持続した場合に過少張力と判
断する。図５(c) に制御ゲインＫIO（２，１）の切換タ
イミングを示す。これを数式で示すと下記のようにな
る。 ＫIO（２，１）＝σ3 ・ＫIO21（過少張力時） ＫIO（２，１）＝０ （過少張力時以外） 図５(b) に示すように時刻ｔ2 から制御ゲインを切換え
ることによりルーパ高さは上昇し、それによって張力は
この方法を採用しない場合よりも早く回復する。張力ｔ
f ＜ｔfLMTとなった時点ｔ3 において過少張力の状態か
ら回避したと判断し、図５(c) のｔ3 のタイミングで制
御ゲインＫIO（２，１）をσ3・ＫIO21から０に切換え
る。
て述べる。図５(a),(b),(c) は制御ゲインＫIO（２，
１）の切換タイミングに関わる説明図である。このうち
図５(a) は張力が何らかの外乱により張力指令値を大き
く下回った場合の一例を示している。圧延機運転上の種
々の条件を考慮して張力のある制限値ｔfLMTを設定し、
張力ｔf が制限値ｔfLMTを下回った場合、過少張力と判
断し、制御ゲインＫIO（２，１）を０から(15)式による
σ3 ・ＫIO21に切換える。ただし、検出張力には測定ノ
イズが加わり瞬時あるいはごく短時間ではあるが制限値
ｔfLMTを下回ることもあり、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 まで
ｔf ＜ｔfLMTという状態を持続した場合に過少張力と判
断する。図５(c) に制御ゲインＫIO（２，１）の切換タ
イミングを示す。これを数式で示すと下記のようにな
る。 ＫIO（２，１）＝σ3 ・ＫIO21（過少張力時） ＫIO（２，１）＝０ （過少張力時以外） 図５(b) に示すように時刻ｔ2 から制御ゲインを切換え
ることによりルーパ高さは上昇し、それによって張力は
この方法を採用しない場合よりも早く回復する。張力ｔ
f ＜ｔfLMTとなった時点ｔ3 において過少張力の状態か
ら回避したと判断し、図５(c) のｔ3 のタイミングで制
御ゲインＫIO（２，１）をσ3・ＫIO21から０に切換え
る。
【００４４】時刻ｔ3 でのルーパ高さをθ3 とすると、
θ3 からθREF へ急激にルーパ高さを変化させようとす
ると、それが張力への外乱となるため、時刻ｔ3 におい
てはルーパ高さ指令値をθ3 とし、ルーパ高さ指令値を
あるレートをもってθ3からθREF へ戻していく。
θ3 からθREF へ急激にルーパ高さを変化させようとす
ると、それが張力への外乱となるため、時刻ｔ3 におい
てはルーパ高さ指令値をθ3 とし、ルーパ高さ指令値を
あるレートをもってθ3からθREF へ戻していく。
【００４５】上記実施例では過少張力と判断する期間は
制御ゲインＫIO（２，１）を０としているが、(15)式右
辺のσ3 をσ4 （σ4 はσ3 より十分小さな値）とした
場合の値を用いてもよい。すなわち、次のようにする。 ＫIO（２，１）＝σ3 ・ＫIO21（過少張力時） ＫIO（２，１）＝σ4 ・ＫIO21（過少張力時以外） また、上記実施例では張力が張力指令値を大きく下回っ
た場合について述べたが、張力が張力指令値を大きく上
回った場合、すなわち、過大張力の場合も同様に処理す
る。
制御ゲインＫIO（２，１）を０としているが、(15)式右
辺のσ3 をσ4 （σ4 はσ3 より十分小さな値）とした
場合の値を用いてもよい。すなわち、次のようにする。 ＫIO（２，１）＝σ3 ・ＫIO21（過少張力時） ＫIO（２，１）＝σ4 ・ＫIO21（過少張力時以外） また、上記実施例では張力が張力指令値を大きく下回っ
た場合について述べたが、張力が張力指令値を大きく上
回った場合、すなわち、過大張力の場合も同様に処理す
る。
【００４６】以上、本発明を具体的な実施例によって説
明したが、圧延機が４重で、ルーパ駆動方式が電動機を
用いる場合に限らず、これ以外の構成の圧延機にも適用
できることは明らかである。
明したが、圧延機が４重で、ルーパ駆動方式が電動機を
用いる場合に限らず、これ以外の構成の圧延機にも適用
できることは明らかである。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、熱
間圧延機におけるルーパと張力の制御を行う場合、制御
ゲインをプロセスの変数や指定応答を表す変数を用いて
演算することにより、圧延材の状態や操業条件に対して
最適なルーパ高さ、および張力を制御することが可能と
なり、安定な操業に寄与できる。
間圧延機におけるルーパと張力の制御を行う場合、制御
ゲインをプロセスの変数や指定応答を表す変数を用いて
演算することにより、圧延材の状態や操業条件に対して
最適なルーパ高さ、および張力を制御することが可能と
なり、安定な操業に寄与できる。
【００４８】また、本発明によれば、従来方式によるゲ
インテーブルを持つ必要がないため、そのテーブルの維
持・管理に要する労力も低減される。
インテーブルを持つ必要がないため、そのテーブルの維
持・管理に要する労力も低減される。
【００４９】さらに、非干渉化することの短所を取り除
くことにより、張力が異常値を示した場合にも適切に対
処でき、これも安定な操業に寄与する。
くことにより、張力が異常値を示した場合にも適切に対
処でき、これも安定な操業に寄与する。
【図１】本発明の一実施例の全体構成を、圧延系統と合
わせて示した図。
わせて示した図。
【図２】本発明の一実施例の詳細な構成を示すブロック
図。
図。
【図３】本発明の一実施例の動作を説明するために、張
力およびルーパ角度と時間との関係を示した線図。
力およびルーパ角度と時間との関係を示した線図。
【図４】本発明の一実施例の制御ゲイン決定方法を説明
する説明図。
する説明図。
【図５】本発明の一実施例の制御ゲインの切換えタイミ
ングを説明するための説明図。
ングを説明するための説明図。
１ 圧延材 ２ 第ｉスタンド圧延機 ３ 第ｉ＋１スタンド圧延機 ４ ルーパ ５ 張力検出装置 ６ ルーパ高さ検出装置 ７ ルーパ駆動用電動機 ８ 回転速度検出装置 ９ ルーパ電動機速度制御装置 １０ 第ｉスタンド圧延機駆動用主電動機 １１ 主機速度検出装置 １２ 主機速度制御装置 １３ 制御演算手段 ５１ 設定手段 ５２ 制御ゲイン演算手段 ５３ 制御ゲイン切換手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−282718（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−211906（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−118911（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 37/48 - 37/52
Claims (2)
- 【請求項１】タンデム圧延機のスタンド間に配置された
ルーパの高さとこのルーパが配置されたスタンド間の圧
延材張力との干渉系を多変数系として、予め定められた
制御ゲインを用いて圧延材張力からルーパ高さへの干渉
およびルーパ駆動電動機の回転速度から圧延材張力への
干渉を小さくしながら、圧延材張力を張力指令値に追従
させる圧延機駆動用の主電動機の回転速度指令値と前記
ルーパの高さをルーパ高さ指令値に追随させるルーパ駆
動電動機の回転速度指令値とを演算する制御演算手段を
備え、演算された前記各回転速度指令値によって前記主
電動機およびルーパ駆動電動機を速度制御するルーパ多
変数制御装置において、 制御対象を、圧延材張力、前記ルーパ駆動電動機の回転
速度、ルーパ高さ、前記主電動機の速度およびルーパ高
さの応答の変数の各時間微分が、それぞれの微小変化分
に所定の係数を乗じた値と、前記主電動機の速度および
ルーパ駆動電動機の速度指令値の微小変化分に所定の係
数を乗じた値との和で表現し、かつ、圧延材張力および
ルーパ高さの微小変化分が、圧延材張力、前記ルーパ駆
動電動機の回転速度、ルーパ高さ、前記主電動機の速度
およびルーパ高さの応答の変数の各微小変化分に所定の
係数を乗じた値と、前記主電動機およびルーパ駆動電動
機の回転速度指令値の変化分に所定の係数を乗じた値と
の和で表現されるモデルとし、圧延材の張力指令値、ル
ーパ高さ指令値、前記モデルを表現する変数、スタンド
間張力と前記ルーパの高さの応答を指定するための変
数、および、スタンド間張力と前記ルーパ高さの応答を
調整するための変数をそれぞれ設定する設定手段と、 この設定手段で設定された設定値をＩＬＱ制御理論に基
づく所定の制御ゲイン計算式に代入して、前記制御演算
手段で用いる制御ゲインを数値として求める制御ゲイン
演算手段と、 を備えたことを特徴とするルーパ多変数制御装置。 - 【請求項２】前記圧延材張力が張力指令値の前後一定の
範囲から外れたとき、前記制御ゲイン演算手段によって
演算された圧延材張力からルーパ高さへの干渉を抑える
制御ゲインを、干渉を促す制御ゲインに切換える制御ゲ
イン切換手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載
のルーパ多変数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293191A JP2899458B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | ルーパ多変数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293191A JP2899458B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | ルーパ多変数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131207A JPH05131207A (ja) | 1993-05-28 |
| JP2899458B2 true JP2899458B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=17791602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3293191A Expired - Lifetime JP2899458B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | ルーパ多変数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2899458B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111159649B (zh) * | 2020-01-03 | 2022-03-04 | 北京科技大学 | 一种冷连轧机变规格风险预测方法 |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3293191A patent/JP2899458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05131207A (ja) | 1993-05-28 |
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