JP3456526B2 - 圧延機の制御方法 - Google Patents
圧延機の制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延機等、複
数のスタンドを有し、各スタンド間にルーパーを有する
圧延機の制御方法に関するものであり、さらに詳しく
は、圧下位置制御装置、ルーパトルク又はルーパ速度制
御装置、およびミル速度制御装置を用いて、ルーパ角
度、スタンド間張力及びスタンド出側板厚を目標の値に
制御する圧延機の制御方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】熱延鋼板等の鋼板の圧延制御に使用され
る制御系は、各スタンド出側板厚制御とスタンド間張力
・ルーパ角制御の二つの制御系で構成されていた。しか
しながら、複数の圧延機を用いて鋼材の圧延を行う際、
各スタンド出口板厚とスタンド間張力、スタンド間張力
とルーパ角度が相互に干渉することは既に知られてお
り、これらの相互干渉により製品の寸法制度が悪化する
という問題が生じている。 【０００３】前記相互干渉による問題を解決する方法と
しては、たとえば特開昭６３−１８８１４６号公報、特
開平２−２１１９０６号公報に２スタンド間を基本とし
た圧延制御において、制御系を最適レギュレータ問題と
して構成する制御方法が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記各
公報に開示されたいずれの制御方法においても、最適レ
ギュレータ問題を解く際の制御モデルを、圧延速度が一
定であるという仮定のもとで構成しているため、加速圧
延時、または減速時など、圧延速度が大きく変化する際
には、想定された性能が得られないばかりでなく、圧延
工程に問題が生じることとなる。 【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、板厚、スタンド間張力およびルー
パ角度の相互干渉を抑制しつつ、板厚、スタンド間張力
およびルーパ角度を目標値に追従させ、かつ加速圧延時
など圧延速度が変化するときにも、安定で高精度な制御
が可能な圧延機の制御方法を提供することを課題とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】前記課題は、複数のスタ
ンドを配置し、前記各スタンド間にルーパを配置した圧
延設備における各スタンド出側板厚、スタンド間張力及
びルーパ角度を目標の値に制御する制御方法であって、
各スタンド出側板厚制御、スタンド間張力制御、及びル
ーパ角度制御の少なくとも一つの制御において、スタン
ド出側板厚偏差、ルーパ角度偏差、ルーパ角速度偏差、
スタンド間張力偏差、スタンド間速度差偏差のうち少な
くとも一つを状態変数とし、ロールギャップ指令、ルー
パトルク指令、スタンド速度変更指令の少なくとも一つ
を入力とした制御器を構成し、圧延時に想定される複数
の圧延速度におけるフィードバックゲインを最適レギュ
レータ問題の解として予め求めておき、かつ圧延実施時
には前記予め求めた複数のフィードバックゲインより、
実圧延速度に応じた制御ゲインを求めて使用することを
特徴とする圧延機の制御方法により解決される。 【０００７】本手段においては、少なくとも一つの制御
系において、制御ゲインを圧延速度に応じて変更してい
るので、加速圧延時、及び減速時においても、また、前
工程トラブルにより圧延材の温度が低下し、それに対応
するために圧延速度を変更した場合においても、最適な
制御ゲインが得られ、従って各制御は最適な状態に保た
れ、不安定になったり、応答遅れが生じたりすることが
無い。 【０００８】 【０００９】さらに、本手段においては、構成した制御
器において、想定される圧延速度に応じた複数個のフィ
ードバックゲインを予め求め、圧延時には圧延速度に応
じて前記フィードバックゲインより、補間等により使用
するフィードバックゲインを求める。よって、圧延速度
が変わっても、適切なフィードバックゲインで制御を行
うことができる。また、実圧延時においては、フィード
バックゲインを求めるのに複雑な演算をしなくて済むの
で、応答を早くすることができる。なお、本手段におい
て、「制御器を構成し」とは、数式モデルとして構成す
ることを意味し、ハードウェア的な制御器を設けること
を意味するものではない。 【００１０】 【００１１】特に、本手段においては、フィードバック
ゲインを予め求める際に、前記制御器を最適レギュレー
タとした場合の解として求めているので、各スタンド出
口板厚、スタンド間張力、ルーパ角等の各制御系の干渉
を抑えた最適なフィードバックゲインで制御を行うこと
ができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形
態に係る制御方法が適用される制御システムおよび関連
設備を示す図であり、図２は図１の制御装置の詳細を示
したブロック図である。３スタンド以上の圧延機で連続
圧延を行う場合も想定されるが、図１はそのうちｉスタ
ンドとｉ＋１スタンド(ｉ＝１,２,…)の２スタンド分を
示している。以下の説明は図示しない他のスタンドにも
同様に適用されるものとする。図１において、１は前段
のワークロール、２は前段のバックアップロール、３は
後段のワークロール、４は後段のバックアップロール、
５はミル駆動モータ、６はルーパ、７はルーパ駆動モー
タ、８はルーパロール、９はルーパ角度検出器、１０は
スタンドギャップ実績、１１はスタンド圧延荷重実績、
１２はスタンド間張力実績、１３はルーパ角実績、１４
は圧下位置（ロールギャップ）指令、１５はルーパトル
ク指令、１６はスタンドミル速度指令、１７はミルモー
タ速度制御装置、１８はルーパモータトルク制御装置、
１９はロールギャップを制御する圧下位置制御装置、２
０は本発明の実施の形態である制御方法を実施する制御
装置である。 【００１３】スタンドギャップ実績１０、スタンド圧延
荷重実績１１をゲージメータ式に代入して求まるゲージ
メータ板厚、スタンド間張力実績１２およびルーパ角実
績１３の情報に基づいて制御動作が行われる。実際に
は、制御装置２０は計算機のソフトウェアで構成され
る。 【００１４】通常、圧延システムのモデルは、圧延機モ
デル、張力モデル、ルーパモデル、および移送モデルか
ら構成される。これらは、以下のような静的圧延理論式
および運動方程式から動作点周りの線形近似モデル化さ
れる。以下で使用する変数をまとめておく。以下の式に
おいて、ドットを付したものはその変数の時間微分値、
２重ドットを付したものはその変数の２重微分値を示
す。 【００１５】Ｓi：ｉスタンド圧下位置実績 θi：ｉ番目ルーパ角度実績 σｉ：ｉスタンドとｉ＋１スタンドのスタンド間張力実
績 ＴMi：ｉスタンドとｉ＋１スタンド間ルーパトルクのト
ルク実績 ｖi：ｉスタンド出側被圧延材速度実績 Ｖi：ｉスタンド入側被圧延材速度実績 ｈi：ｉスタンド出側板厚実績 Ｐi：ｉスタンド圧延荷重実績 Ｓrefi：ｉスタンド圧下位置指令 ＴMrefi：ｉスタンドとｉ＋１スタンド間ルーパトルク
のトルク指令 ＶRrefi：ｉスタンド速度指令 ｖxi：スタンド間板速差（＝Ｖi+1−ｖi） 以上の変数の基準値からの偏差をΔで表し、以下に基本
となるダイナミクスの式を示す（添え字のｉはｉスタン
ドを示す）。 【００１６】・圧下位置制御装置 【００１７】 【数１】 【００１８】・圧延荷重式 【００１９】 【数２】 【００２０】・ゲージメータ式 【００２１】 【数３】 【００２２】・ルーパ運動方程式 【００２３】 【数４】 【００２４】・張力発生プロセス 【００２５】 【数５】 【００２６】iスタンド出側板速のダイナミクス・ 【数６】 【００２７】・ルーパトルク発生式 【数７】 【００２８】ただし、式中の定数は以下のようになって
いる。 Ｇvs：圧下位置制御装置制御ゲイン Ｋ：ミル定数 Ｍ：圧延材料の塑性係数 α1〜α4：影響係数 Ｅ：圧延材料のヤング率 Ｌ：スタンド間距離 ＴASRi：速度制御装置の時定数 ＴACRi：ルーパトルク制御装置の時定数 ｆi：先進率 以上のダイナミクスを整理すると図１に示されるモデル
は次に示す微分方程式で表すことができる。 【００２９】 【数８】【００３０】ここに、ａ1〜ａ3、ｂ1〜ｂ4、ｃ1〜Ｃ2、
ｄ1〜ｄ4、ｅ1、β1〜β4は影響係数である。 【００３１】状態変数ベクトルＸ、出力変数ベクトル
Ｙ、操作変数ベクトルＵを(13)〜(15)式のように定義す
ると、状態方程式(16)、(17)が得られる。 【００３２】 【数９】 【００３３】本実施の形態においては、従来技術と同じ
ように、動作点の近傍で線形近似された係数を使用して
状態方程式を圧延の前において解き、状態変数ベクトル
であるＸと操作量（指令値）である操作変数ベクトルＵ
との関係式を求めておき、実圧延においてはこの関係式
を用いてＵを求め、各制御装置に指令を出すようにして
いる。そして、Ｕを求めるに際しては、最適レギュレー
タ問題として、以下の評価関数を最小にするような状態
フィードバックゲインを求めている。 【００３４】 【数１０】 【００３５】ただし、Ｑ、Ｒは制御仕様を表す重み行列
である。この評価関数を最小にする入力Ｕは、以下のリ
カッチ方程式の解Ｐを用いて表される。 【００３６】 【数１１】 Ｋ＝Ｒ-1ＢTＰと置き換えると、Ｋがフィードバックゲ
イン、 Ｕ＝−ＫＸ …(21) がシステムの入力（操作量）となる。すなわち、実際の
圧延時においては、圧延開始前に求めたＫを利用し、実
圧延時に得られる状態変数ベクトルＸから、(21)式によ
り操作変数ベクトルＵを決定して、圧下位置制御装置、
ルーパーモータトルク制御装置、ミルモータ制御装置に
与えている。 【００３７】以上のプロセスは、従来技術と同じであ
る。しかし、従来技術においては、求められたＫを一定
の行列としているので、加速圧延等により、圧延速度が
大きく変化するとき、最適なフィードバックゲインが計
算されたものと異なるという問題が発生する。すなわ
ち、前述のように、状態方程式を解く過程において、方
程式を動作点の近傍において線形近似している。線形近
似された方程式における各係数は、基本的には、動作点
が大きく変化しないので、計算時と実圧延時で大きく変
化しない。 【００３８】しかし、(6)式で使用された 【００３９】 【数１２】 【００４０】だけは、出側板厚に対する出側板速度の影
響係数であるため、この値は圧延速度に応じて異なった
値となる。圧延速度は、他の状態変数と異なり、加速圧
延等や、前工程におけるトラブル発生時に大きく変化す
るので、この影響係数も大きく変化することになる。 【００４１】このため、ある圧延速度を想定してフィー
ドバックゲインを求めても、加速圧延や、前工程のトラ
ブルによる圧延材の温度低下塔等のために圧延速度が変
わった場合、想定された特性が得られないばかりでな
く、系が不安定になることも考えられる。そこで、本発
明においては、あらかじめ圧延の速度に応じて複数のゲ
インを用意しておき、圧延時の圧延速度に応じてゲイン
を切り替えるようにする。 【００４２】すなわち、圧延速度ＶrがＶrj（ｊ＝１,
２,…）のときのコントローラのフィードバックゲイン
Ｋj（ｊ＝１,２,…）を、前述のように求めておき、圧
延時には、たとえば、速度がＶrj＜Ｖr＜Ｖr j+1（ｊ＝
１,２,…）のときのフィードバックゲインＫjを以下の
要領で求める。 【００４３】 【数１３】 【００４４】以上のように求められたフィードバックゲ
インＫxを用い、指令値Ｕは以下のように与えられる。 Ｕ＝−ＫxＸ …(24) 以上の制御方法により、板厚、スタンド間張力およびル
ーパ角度の相互干渉を抑制しつつ、板厚、スタンド間張
力およびルーパ角度を目標値に追従させ、かつ加速圧延
時など圧延速度が変化するときにも、安定で高精度な圧
延機の制御方法を実現することが可能となる。 【００４５】図３に、以上説明した実施の形態による制
御方法と、従来法による制御方法による制御性をシミュ
レーションにより比較した結果を示す。圧延機には、圧
延材料が10(m/s)で噛み込み、その後図に示されるよう
な加速率で急激に加速されるような例を想定した。そし
て、圧延材料の速度が１(mm/s)ステップ状に変化した場
合（先進率変化に相当）に、ルーパー角度、板厚、スタ
ンド間テンションがどのように変化したかを図に示す。
実線が本発明の実施の形態におけるもの、破線が従来の
方法によるものである。図３を見ると、いずれの制御系
においても、本発明のほうが制御系の乱れが少ないこと
が分かる。 【００４６】以上説明したように、本発明においては、
圧延速度が変化した場合においても最適な制御ゲインが
得られ、従って各制御は最適な状態に保たれ、不安定に
なったり、応答遅れが生じたりすることが無い。さら
に、圧延速度が変わっても、適切なフィードバックゲイ
ンで制御を行うことができる。また、実圧延時において
は、フィードバックゲインを求めるのに複雑な演算をし
なくて済むので、応答を早くすることができる。加え
て、フィードバックゲインを予め求める際に、制御器を
最適レギュレータとした場合の解として求めるているの
で、各スタンド出口板厚、スタンド間張力、ルーパ角等
の各制御系の干渉を抑えた最適なフィードバックゲイン
で制御を行うことができる。 【００４７】 【００４８】
数のスタンドを有し、各スタンド間にルーパーを有する
圧延機の制御方法に関するものであり、さらに詳しく
は、圧下位置制御装置、ルーパトルク又はルーパ速度制
御装置、およびミル速度制御装置を用いて、ルーパ角
度、スタンド間張力及びスタンド出側板厚を目標の値に
制御する圧延機の制御方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】熱延鋼板等の鋼板の圧延制御に使用され
る制御系は、各スタンド出側板厚制御とスタンド間張力
・ルーパ角制御の二つの制御系で構成されていた。しか
しながら、複数の圧延機を用いて鋼材の圧延を行う際、
各スタンド出口板厚とスタンド間張力、スタンド間張力
とルーパ角度が相互に干渉することは既に知られてお
り、これらの相互干渉により製品の寸法制度が悪化する
という問題が生じている。 【０００３】前記相互干渉による問題を解決する方法と
しては、たとえば特開昭６３−１８８１４６号公報、特
開平２−２１１９０６号公報に２スタンド間を基本とし
た圧延制御において、制御系を最適レギュレータ問題と
して構成する制御方法が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記各
公報に開示されたいずれの制御方法においても、最適レ
ギュレータ問題を解く際の制御モデルを、圧延速度が一
定であるという仮定のもとで構成しているため、加速圧
延時、または減速時など、圧延速度が大きく変化する際
には、想定された性能が得られないばかりでなく、圧延
工程に問題が生じることとなる。 【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、板厚、スタンド間張力およびルー
パ角度の相互干渉を抑制しつつ、板厚、スタンド間張力
およびルーパ角度を目標値に追従させ、かつ加速圧延時
など圧延速度が変化するときにも、安定で高精度な制御
が可能な圧延機の制御方法を提供することを課題とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】前記課題は、複数のスタ
ンドを配置し、前記各スタンド間にルーパを配置した圧
延設備における各スタンド出側板厚、スタンド間張力及
びルーパ角度を目標の値に制御する制御方法であって、
各スタンド出側板厚制御、スタンド間張力制御、及びル
ーパ角度制御の少なくとも一つの制御において、スタン
ド出側板厚偏差、ルーパ角度偏差、ルーパ角速度偏差、
スタンド間張力偏差、スタンド間速度差偏差のうち少な
くとも一つを状態変数とし、ロールギャップ指令、ルー
パトルク指令、スタンド速度変更指令の少なくとも一つ
を入力とした制御器を構成し、圧延時に想定される複数
の圧延速度におけるフィードバックゲインを最適レギュ
レータ問題の解として予め求めておき、かつ圧延実施時
には前記予め求めた複数のフィードバックゲインより、
実圧延速度に応じた制御ゲインを求めて使用することを
特徴とする圧延機の制御方法により解決される。 【０００７】本手段においては、少なくとも一つの制御
系において、制御ゲインを圧延速度に応じて変更してい
るので、加速圧延時、及び減速時においても、また、前
工程トラブルにより圧延材の温度が低下し、それに対応
するために圧延速度を変更した場合においても、最適な
制御ゲインが得られ、従って各制御は最適な状態に保た
れ、不安定になったり、応答遅れが生じたりすることが
無い。 【０００８】 【０００９】さらに、本手段においては、構成した制御
器において、想定される圧延速度に応じた複数個のフィ
ードバックゲインを予め求め、圧延時には圧延速度に応
じて前記フィードバックゲインより、補間等により使用
するフィードバックゲインを求める。よって、圧延速度
が変わっても、適切なフィードバックゲインで制御を行
うことができる。また、実圧延時においては、フィード
バックゲインを求めるのに複雑な演算をしなくて済むの
で、応答を早くすることができる。なお、本手段におい
て、「制御器を構成し」とは、数式モデルとして構成す
ることを意味し、ハードウェア的な制御器を設けること
を意味するものではない。 【００１０】 【００１１】特に、本手段においては、フィードバック
ゲインを予め求める際に、前記制御器を最適レギュレー
タとした場合の解として求めているので、各スタンド出
口板厚、スタンド間張力、ルーパ角等の各制御系の干渉
を抑えた最適なフィードバックゲインで制御を行うこと
ができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形
態に係る制御方法が適用される制御システムおよび関連
設備を示す図であり、図２は図１の制御装置の詳細を示
したブロック図である。３スタンド以上の圧延機で連続
圧延を行う場合も想定されるが、図１はそのうちｉスタ
ンドとｉ＋１スタンド(ｉ＝１,２,…)の２スタンド分を
示している。以下の説明は図示しない他のスタンドにも
同様に適用されるものとする。図１において、１は前段
のワークロール、２は前段のバックアップロール、３は
後段のワークロール、４は後段のバックアップロール、
５はミル駆動モータ、６はルーパ、７はルーパ駆動モー
タ、８はルーパロール、９はルーパ角度検出器、１０は
スタンドギャップ実績、１１はスタンド圧延荷重実績、
１２はスタンド間張力実績、１３はルーパ角実績、１４
は圧下位置（ロールギャップ）指令、１５はルーパトル
ク指令、１６はスタンドミル速度指令、１７はミルモー
タ速度制御装置、１８はルーパモータトルク制御装置、
１９はロールギャップを制御する圧下位置制御装置、２
０は本発明の実施の形態である制御方法を実施する制御
装置である。 【００１３】スタンドギャップ実績１０、スタンド圧延
荷重実績１１をゲージメータ式に代入して求まるゲージ
メータ板厚、スタンド間張力実績１２およびルーパ角実
績１３の情報に基づいて制御動作が行われる。実際に
は、制御装置２０は計算機のソフトウェアで構成され
る。 【００１４】通常、圧延システムのモデルは、圧延機モ
デル、張力モデル、ルーパモデル、および移送モデルか
ら構成される。これらは、以下のような静的圧延理論式
および運動方程式から動作点周りの線形近似モデル化さ
れる。以下で使用する変数をまとめておく。以下の式に
おいて、ドットを付したものはその変数の時間微分値、
２重ドットを付したものはその変数の２重微分値を示
す。 【００１５】Ｓi：ｉスタンド圧下位置実績 θi：ｉ番目ルーパ角度実績 σｉ：ｉスタンドとｉ＋１スタンドのスタンド間張力実
績 ＴMi：ｉスタンドとｉ＋１スタンド間ルーパトルクのト
ルク実績 ｖi：ｉスタンド出側被圧延材速度実績 Ｖi：ｉスタンド入側被圧延材速度実績 ｈi：ｉスタンド出側板厚実績 Ｐi：ｉスタンド圧延荷重実績 Ｓrefi：ｉスタンド圧下位置指令 ＴMrefi：ｉスタンドとｉ＋１スタンド間ルーパトルク
のトルク指令 ＶRrefi：ｉスタンド速度指令 ｖxi：スタンド間板速差（＝Ｖi+1−ｖi） 以上の変数の基準値からの偏差をΔで表し、以下に基本
となるダイナミクスの式を示す（添え字のｉはｉスタン
ドを示す）。 【００１６】・圧下位置制御装置 【００１７】 【数１】 【００１８】・圧延荷重式 【００１９】 【数２】 【００２０】・ゲージメータ式 【００２１】 【数３】 【００２２】・ルーパ運動方程式 【００２３】 【数４】 【００２４】・張力発生プロセス 【００２５】 【数５】 【００２６】iスタンド出側板速のダイナミクス・ 【数６】 【００２７】・ルーパトルク発生式 【数７】 【００２８】ただし、式中の定数は以下のようになって
いる。 Ｇvs：圧下位置制御装置制御ゲイン Ｋ：ミル定数 Ｍ：圧延材料の塑性係数 α1〜α4：影響係数 Ｅ：圧延材料のヤング率 Ｌ：スタンド間距離 ＴASRi：速度制御装置の時定数 ＴACRi：ルーパトルク制御装置の時定数 ｆi：先進率 以上のダイナミクスを整理すると図１に示されるモデル
は次に示す微分方程式で表すことができる。 【００２９】 【数８】【００３０】ここに、ａ1〜ａ3、ｂ1〜ｂ4、ｃ1〜Ｃ2、
ｄ1〜ｄ4、ｅ1、β1〜β4は影響係数である。 【００３１】状態変数ベクトルＸ、出力変数ベクトル
Ｙ、操作変数ベクトルＵを(13)〜(15)式のように定義す
ると、状態方程式(16)、(17)が得られる。 【００３２】 【数９】 【００３３】本実施の形態においては、従来技術と同じ
ように、動作点の近傍で線形近似された係数を使用して
状態方程式を圧延の前において解き、状態変数ベクトル
であるＸと操作量（指令値）である操作変数ベクトルＵ
との関係式を求めておき、実圧延においてはこの関係式
を用いてＵを求め、各制御装置に指令を出すようにして
いる。そして、Ｕを求めるに際しては、最適レギュレー
タ問題として、以下の評価関数を最小にするような状態
フィードバックゲインを求めている。 【００３４】 【数１０】 【００３５】ただし、Ｑ、Ｒは制御仕様を表す重み行列
である。この評価関数を最小にする入力Ｕは、以下のリ
カッチ方程式の解Ｐを用いて表される。 【００３６】 【数１１】 Ｋ＝Ｒ-1ＢTＰと置き換えると、Ｋがフィードバックゲ
イン、 Ｕ＝−ＫＸ …(21) がシステムの入力（操作量）となる。すなわち、実際の
圧延時においては、圧延開始前に求めたＫを利用し、実
圧延時に得られる状態変数ベクトルＸから、(21)式によ
り操作変数ベクトルＵを決定して、圧下位置制御装置、
ルーパーモータトルク制御装置、ミルモータ制御装置に
与えている。 【００３７】以上のプロセスは、従来技術と同じであ
る。しかし、従来技術においては、求められたＫを一定
の行列としているので、加速圧延等により、圧延速度が
大きく変化するとき、最適なフィードバックゲインが計
算されたものと異なるという問題が発生する。すなわ
ち、前述のように、状態方程式を解く過程において、方
程式を動作点の近傍において線形近似している。線形近
似された方程式における各係数は、基本的には、動作点
が大きく変化しないので、計算時と実圧延時で大きく変
化しない。 【００３８】しかし、(6)式で使用された 【００３９】 【数１２】 【００４０】だけは、出側板厚に対する出側板速度の影
響係数であるため、この値は圧延速度に応じて異なった
値となる。圧延速度は、他の状態変数と異なり、加速圧
延等や、前工程におけるトラブル発生時に大きく変化す
るので、この影響係数も大きく変化することになる。 【００４１】このため、ある圧延速度を想定してフィー
ドバックゲインを求めても、加速圧延や、前工程のトラ
ブルによる圧延材の温度低下塔等のために圧延速度が変
わった場合、想定された特性が得られないばかりでな
く、系が不安定になることも考えられる。そこで、本発
明においては、あらかじめ圧延の速度に応じて複数のゲ
インを用意しておき、圧延時の圧延速度に応じてゲイン
を切り替えるようにする。 【００４２】すなわち、圧延速度ＶrがＶrj（ｊ＝１,
２,…）のときのコントローラのフィードバックゲイン
Ｋj（ｊ＝１,２,…）を、前述のように求めておき、圧
延時には、たとえば、速度がＶrj＜Ｖr＜Ｖr j+1（ｊ＝
１,２,…）のときのフィードバックゲインＫjを以下の
要領で求める。 【００４３】 【数１３】 【００４４】以上のように求められたフィードバックゲ
インＫxを用い、指令値Ｕは以下のように与えられる。 Ｕ＝−ＫxＸ …(24) 以上の制御方法により、板厚、スタンド間張力およびル
ーパ角度の相互干渉を抑制しつつ、板厚、スタンド間張
力およびルーパ角度を目標値に追従させ、かつ加速圧延
時など圧延速度が変化するときにも、安定で高精度な圧
延機の制御方法を実現することが可能となる。 【００４５】図３に、以上説明した実施の形態による制
御方法と、従来法による制御方法による制御性をシミュ
レーションにより比較した結果を示す。圧延機には、圧
延材料が10(m/s)で噛み込み、その後図に示されるよう
な加速率で急激に加速されるような例を想定した。そし
て、圧延材料の速度が１(mm/s)ステップ状に変化した場
合（先進率変化に相当）に、ルーパー角度、板厚、スタ
ンド間テンションがどのように変化したかを図に示す。
実線が本発明の実施の形態におけるもの、破線が従来の
方法によるものである。図３を見ると、いずれの制御系
においても、本発明のほうが制御系の乱れが少ないこと
が分かる。 【００４６】以上説明したように、本発明においては、
圧延速度が変化した場合においても最適な制御ゲインが
得られ、従って各制御は最適な状態に保たれ、不安定に
なったり、応答遅れが生じたりすることが無い。さら
に、圧延速度が変わっても、適切なフィードバックゲイ
ンで制御を行うことができる。また、実圧延時において
は、フィードバックゲインを求めるのに複雑な演算をし
なくて済むので、応答を早くすることができる。加え
て、フィードバックゲインを予め求める際に、制御器を
最適レギュレータとした場合の解として求めるているの
で、各スタンド出口板厚、スタンド間張力、ルーパ角等
の各制御系の干渉を抑えた最適なフィードバックゲイン
で制御を行うことができる。 【００４７】 【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る制御方法が適用される
制御システムおよび関連設備を示す図である。 【図２】第２図は、図１の制御装置の詳細を表したブロ
ック図である。 【図３】本発明の実施の形態と従来例との制御性をシミ
ュレーションした結果を示す図である。 【符号の説明】 １…前段のワークロール、２…前段のバックアップロー
ル、３…後段のワークロール、４…後段のバックアップ
ロール、５…ミル駆動モータ、６…ルーパ、７…ルーパ
駆動モータ、８…ルーパロール、９…ルーパ角度検出
器、１０…スタンドギャップ実績、１１…スタンド圧延
荷重実績、１２…スタンド間張力実績、１３…ルーパ角
実績、１４…圧下位置（ロールギャップ）指令、１５…
ルーパトルク指令、１６…スタンドミル速度指令、１７
…圧下位置制御装置、１８…ルーパモータトルク制御装
置、１９…ミルモータ速度制御装置、２０…本発明で提
供される制御装置
制御システムおよび関連設備を示す図である。 【図２】第２図は、図１の制御装置の詳細を表したブロ
ック図である。 【図３】本発明の実施の形態と従来例との制御性をシミ
ュレーションした結果を示す図である。 【符号の説明】 １…前段のワークロール、２…前段のバックアップロー
ル、３…後段のワークロール、４…後段のバックアップ
ロール、５…ミル駆動モータ、６…ルーパ、７…ルーパ
駆動モータ、８…ルーパロール、９…ルーパ角度検出
器、１０…スタンドギャップ実績、１１…スタンド圧延
荷重実績、１２…スタンド間張力実績、１３…ルーパ角
実績、１４…圧下位置（ロールギャップ）指令、１５…
ルーパトルク指令、１６…スタンドミル速度指令、１７
…圧下位置制御装置、１８…ルーパモータトルク制御装
置、１９…ミルモータ速度制御装置、２０…本発明で提
供される制御装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21B 37/00 - 37/14
G05B 13/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数のスタンドを配置し、前記各スタン
ド間にルーパを配置した圧延設備における各スタンド出
側板厚、スタンド間張力及びルーパ角度を目標の値に制
御する制御方法であって、各スタンド出側板厚制御、ス
タンド間張力制御、及びルーパ角度制御の少なくとも一
つの制御において、スタンド出側板厚偏差、ルーパ角度
偏差、ルーパ角速度偏差、スタンド間張力偏差、スタン
ド間速度差偏差のうち少なくとも一つを状態変数とし、
ロールギャップ指令、ルーパトルク指令、スタンド速度
変更指令の少なくとも一つを入力とした制御器を構成
し、圧延時に想定される複数の圧延速度におけるフィー
ドバックゲインを最適レギュレータ問題の解として予め
求めておき、かつ圧延実施時には前記予め求めた複数の
フィードバックゲインより、実圧延速度に応じた制御ゲ
インを求めて使用することを特徴とする圧延機の制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25484999A JP3456526B2 (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 圧延機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25484999A JP3456526B2 (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 圧延機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001071010A JP2001071010A (ja) | 2001-03-21 |
| JP3456526B2 true JP3456526B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=17270713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25484999A Expired - Fee Related JP3456526B2 (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 圧延機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456526B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102380513A (zh) * | 2010-08-25 | 2012-03-21 | 株式会社日立制作所 | 轧制控制装置、轧制控制方法及轧制控制程序 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4824388B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2011-11-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧延制御装置及び圧延制御方法 |
| JP4827709B2 (ja) * | 2006-12-07 | 2011-11-30 | 株式会社日立製作所 | 圧延機制御装置、圧延機制御システム及び圧延機制御方法 |
| JP5272677B2 (ja) * | 2008-11-19 | 2013-08-28 | 新日鐵住金株式会社 | 圧延機間張力制御方法及び圧延機間張力制御装置 |
| JP5380199B2 (ja) * | 2009-08-11 | 2014-01-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧延装置での張力制御方法及び圧延装置 |
| CN113042541B (zh) * | 2021-02-25 | 2023-07-21 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种连铸连轧产线的控制方法及系统 |
| CN113664045B (zh) * | 2021-07-19 | 2023-09-15 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种轧机进料控制方法、装置、设备及介质 |
-
1999
- 1999-09-08 JP JP25484999A patent/JP3456526B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102380513A (zh) * | 2010-08-25 | 2012-03-21 | 株式会社日立制作所 | 轧制控制装置、轧制控制方法及轧制控制程序 |
| CN102380513B (zh) * | 2010-08-25 | 2014-11-05 | 株式会社日立制作所 | 轧制控制装置及轧制控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001071010A (ja) | 2001-03-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |