JPH01210109A

JPH01210109A - 圧延材平坦度制御装置

Info

Publication number: JPH01210109A
Application number: JP63032404A
Authority: JP
Inventors: Kunio Sekiguchi; 関口　邦男; Yoshiro Seki; 義朗関; Kazuhiro Hirohata; 広畑　和宏; Susumu Touyama; 頭山　奨
Original assignee: Toshiba Corp; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-08-23
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JP2588233B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、圧延機によって圧延される圧延材の平坦度を
制御するための複数の操作端を備え、各操作端の板平坦
度に対する影響係数モデルに従って設定された各操作量
に対する設定値に従い各操作端を操作する圧延材平坦度
制御装置に関する。

（従来の技術）鋼板等の圧延に際して重要なことの一つは、圧延材の板
幅方向の伸びの分布すなわち板平坦度の制御である。

近年、この板平坦度の制御に適した圧延機も種々提案さ
れ、かつ実用化されている。これに伴って平坦度制御に
用いられる操作端機器も、ロールベンダ、圧下レベリン
グ、ロールシフト、クーラント等と非常に多くのものが
実用に供されてきている。複数の操作端機器を用いて平
坦度制御を行う場合、各操作端の諸特性を良く把握し、
板平坦度が最も良くなるように各操作端の設定値を決定
することがポイントになる。

この各操作端の最適設定値の決定には、通常、板平坦度
と各操作端および圧延条件との関係を表した板平坦度モ
デルが用いられる。これは、使用する板平坦度モデルの
精度が平坦度制御の制御精度に直接に影響することを意
味する。そのため、板平坦度モデルの精度向上を図る目
的で実績データを用いた板平坦度モデルの学習が行われ
ている。

このような板平坦度モデルの学習に関して特開昭５５−
６８１１０号公報のものが知られている。

この公報に開示されているところによれば、平坦度モデ
ルに一つのモデル修正係数すなわち学習係数を設定する
。この学習係数は、圧延実績値と圧延条件とに基づいて
求められる。

（発明が解決しようとする課題）すでに述べたように、板平坦度は、平坦度制御の操作端
および圧延条件の関数として表される。

その場合、各操作端あるいは各圧延条件の板平坦度に対
する影響度は異なる。しかるに、従来、板平坦度モデル
全体の誤差を一つの学習係数で修正しているため、例え
ば各操作端の板平坦度に対する影響度を表すモデル係数
の誤差がそれぞれ異なっている場合でも、モデル全体の
誤差として修正することになり、個々の誤差を修正する
ことはできない。

平坦度制御において各操作端の最適設定値を求める場合
、各操作端の板平坦度に対する影響係数の精度が重要で
あることは言うまでもないが、上述の学習方式によって
所期の目的を十分に達成することは困難である。

したがって本発明の目的は、板平坦度モデルの精度向上
を達成し、それにより平坦度制御の精度向上を達成し得
る圧延材平坦度制御装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の圧延材平坦度制御装置は、各操作端の操作量実
績値と板平坦度実績値変化量とから板平坦度に対する各
操作端の影響係数実績値を演算する第１の演算手段と、
実績値測定時における圧延データを入力し予め設定され
た影響係数モデルに基づいて各操作端の影響係数モデル
計算値を演算する第２の演算手段と、影響係数モデル計
算値が影響係数実績値に等しくなるような影響係数モデ
ル修正係数を演算する第３の演算手段と、影響係数モデ
ルを影響係数モデル修正係数により修正する手段とを設
けたことを特徴とする。

（作　用）板平坦度を表すのに種々の方法が知られているが、その
一つは伸び差率βを用いることである。

その他にも急峻度や張力分布を用いて表す方法もあり、
いずれを用いてもよい。ここでは伸び差率βを用いるこ
とにする。

各操作端の操作量変化と、それに対する圧延機出側の伸
び差率変化Δβとの関係を次式で表す。

Δβ””ｇｌｌ・Ｋ１１・ΔＦ　ｗＢ＋ｇ２１″に２１″”ＩＭＢ十ｇ３１″に３１’δＩＭＢ＋ｇ４１″に４ビΔＳＬ＋ε　　　　　　　　　・・・（１）ここで ΔＦＶＢ　　’ワークロールベンダ操作量ΔＦ　　：中
間ロールベンダ操作量ＭＢ δ　　　：中間ロールシフト操作量ＭＢ ΔＳ、　：圧下レベリング操作量Ｋｌ　　　：伸び差率に対するワークロールベンダの影
響係数に２　　：伸び差率に対する中間ロールベンダの影響係
数に３　　：伸び差率に対する中間ロールシフトの影響係
数に４　　　：伸び差率に対する圧下レベリングの影響係
数ｇｌ　　　’影響係数に１の学習項ｇ２　　　’影響係数に２の学習項ｇ３　　　’影響係数に３の学習項ｇ４　　　’影響係数に４の学習項 ε　　　：圧延条件の変化による伸び差率変化量また（１）式における添字ｉは、板幅方向の位置を表す
ものとする。

第４図、第５図、および第６図は、それぞれ伸び差率β
、操作端の影響係数としてワークロールベンダ影響係数
に１、および圧下レベリング影響係数に４の板幅方向分
布の一例を示すものである。

ここでは板幅方向位置としてｉ−１から１−１５まで均
等分割した場合の例を示している。（１）式の伸び差率
偏差Δβ１は各添字すなわち板幅方向位置に対応した伸
び差率β１の変化量である。

各操作端の影響係数に１１’　Ｋ２１’　Ｋ３１’　お
よびに４□も板幅方向位置に対応した値である。

ワークロールベンダ影響係数に、（第５図）は、板幅中
央に対し線対称な特性を持っており、中間ロールベンダ
と中間ロールシフトの影響係数に２およびに３　（図示
は省略）も同様の特性を持っている。しかし、圧下レベ
リング影響係数に４　（第６図）は、板幅中央に対し点
対称な特性を持っている。

第４図に示すように伸び差率βの分布は非常に複雑なパ
ターンとなるが、これを目標パターンに一致させる各操
作端の操作量を決定するためには、各操作端の板幅方向
各位置の影響係数を高精度で求める必要がある。そこで
本発明においては、（１）式に示すように、板幅方向各
位置の各影響係数に学習項ｇ、ｇｇ　　　およびＫＡ１
を設置１　　　２１’　　　３１’ 定して精度向上を図るものとする。

この学習項の設定は次のようにして行われる。

いまワークロールベンダ操作量実績値をΔＦＯＢ、中間
叶ルベンダ操作量実績値をδ８　、圧下レベリング操作
量実績値をΔＳＬとＭＢし、各操作量による伸び差率変化量実績値をそれＡ　　
　　　Ａ　　　　　　ＡぞれΔβ　　、Δβ　　　Δβ　　、ΔβＡとすＷＢＩ
　　　　ＩＭＢｉ’　　　６１　　　　ｓｉると、各影
響係数実績値はそれぞれ、Ａ　　　　Ａ　　　　　Ａ　　　　、、、（２）Ｋ　−
Δβ　　／ΔＦ　ｗｎｌｉ　　　　νＢｌ＾　　　Ａ　　　　　ＡＫ　−Δβ　　／ΔＦＩＭＢ　　　・・・（３）２１　
　　１ＭＤＩＡＡ　　　　　ＡＫ　−Δβ、１／ΔδＩＭＢ　　　・・・（４）ＫＡ−
ΔβＡ／ΔｓＡ　　　　　・・・（５）４１　　　　ｓ
Ｉ　　　　Ｌによって求めることができる。

学習項ｇｇｇ　　　およびＫＡ１は、（２）１１’　　
　２１’　　　３１’ 〜（５）式によって求められた影響係数実績値と影響係
数モデル計算値とから次の（６）〜（９）式に従って求
める。

Ｃｇｌ！、ｋ”　ｇｌｌ、に−１”　ａｌｏ（ＫＩｌ、に
／に１ｉ、Ｋ”　１１．に−１）・・・（６）ｇ２１．ｋ”　ｇ２１．に−１＋α２　・　（ＫＡ　／
ＫＣ２１、ｋ　　　２１．に −ｇ２１．に−１）・・・（７）ｇ３１．ｋ”　ｇ３１．に−１＋ａ３°（ＫＡ／ＫＣ３
１、ｋ　　　３ｉ、に −ｇ３Ｌｋ−１）・・・（８）ＣＫＡ１．ｋ”　ＫＡ１．に−１＋ａ４°（ＫＡ１．に／
に４ｉ、に−ＫＡ１．に−１）・・・（９）ここで、ｋ　：学習回数 αｌ〜α４：定数ＡＡＡ次に影響係数実績値に１□’　Ｋ２１’　Ｋ３１’　Ｋ
Ａ１の検出方法について説明する。

（２）〜（５）式を用いて影響係数実績値を求めるため
には、まず各操作端ごとの伸び差率変化量を検出する必
要がある。しかし、（１）式に示すように伸び差率変化
量は、各操作端を操作したことによる伸び差率変化と圧
延状態の変化による伸び差率変化との和として現れるた
め、例えば圧延機出側に設置した平坦度センサによって
検出した伸び差率実績値から各操作端での伸び差率変化
量を分離して検出することは困難である。

そこで本発明においては、以下に示すように、影響係数
実績値そのものを推定する。

離散系における伸び差率変化量実績値Δβ１．。

は（１０）式で表される。

Ｔ Δβｉ、ｋ　”Ｘｋ　”　Ｋｉ、ｋ　　　・・・（１０
）ただし、ｋ−０，１，２，−・・ここで、に’！’　　−［ＫＡ　ＫＡ　ＫＡ　ＫＡ　ＫＡ、］＋
、ｋ　　　　　　ｌｉ　　　　２１　　　３１　　　４
１　　　０１Ｋ・・・　（１１）Ｔ　　　　　　　Ａ　　　　　　ＡＡ　　　　　　ＡＸ
　　　−［ΔＦ　　　　ΔＦＩＭＢ　　δＩＭＢ　　Δ
ＳＬ　１コ　、ｋ　　　　　　　ＷＢ・・・　（１２）（１１）式のＫＡはノイズその他に対する定数項である
。（１０）式に逐次最小自乗法を適用し、ＫＩ、ｋを推
定する。

ただし、ωは重み係数であって、Ｏくω≦１である。

このようにして平坦度センサで検出した伸び差率変化量
実績値Δβ”と、そのときの各操作端操■ ＡＡＡ　　　　　　　Ａ作置実績値ΔＦ　　ΔＦ　　、δ　　、ΔＳ　をＶＢ’
　　　　　ＩＭＢ　　　　ＩＭＢ　　　　　　Ｌ（１３
）、　　（１４）式に代入し影響係数実績値を逐次推定
する。

以上の原理に従い各操作端の影響係数をそれぞれ適応修
正することにより各操作端の操作量の演算精度を向上さ
せ、それにより平坦度の良好な製品を得ることができる
。

（実施例）まず本発明を適用する圧延機自体について第２図を参照
して説明する。

第２図の圧延機は、６重圧延機の例を示すものであって
、内側から順にワークロール２Ａ、２Ｂ。

中間ロール３Ａ、３Ｂ、およびバックアップロール４Ａ
、４Ｂがそれぞれ上下を一対として計６個設けられてお
り、最内側のワークロール２Ａ。

２Ｂの間を圧延材１が通過する過程で圧延が行われる。

ワークロール２Ａ、２Ｂに曲げ力を付与することができ
るように、ワークロール２Ａ、２Ｂに対してワークロー
ルベンディング装置５Ａ。

５Ｂが圧延機のオペレーションサイド（ＯＰ）とドライ
ブサイド（ＤＳ）にそれぞれ設けられている。同様に、
中間ロール３Ａ、３Ｂに曲げ力を付与することができる
ように、中間ロール３Ａ。

３Ｂに対して中間ロールベンディング装置６１Ａ。

６１Ｂおよび６２Ａ、６２Ｂが圧延機の両側にそれぞれ
設けられている。バックアップロール４Ａ。

４Ｂに対しては、上下一対のワークロール２Ａ。

２Ｂ間のロールギャップを調整することができるように
、圧下装置７Ａ、７Ｂが設けられている。

図示は省略しているが中間ロール３Ａ、３Ｂには、その
軸方向の位置決めを行い得るように、中間ロール３Ａ、
３Ｂを軸方向にシフトすることができる中間ロールシフ
ト機構が設けられているものとする。第２図は、上中間
ロール３ＡがＤＳに、下中間ロール３ＢがＯＰにそれぞ
れシフトされた状態を示している。

第１図は、第２図に示す６重圧延機に適用した本発明の
一実施例を示すものである。

この圧延機は、平坦度操作端として、ワークロールベン
ダ、中間ロールベンダ、中間ロールシフト、および圧下
レベリングを備えており、それぞれワークロールベンダ
制御装置８、中間ロールベンダ制御装置９、中間ロール
シフト制御装置１０、および圧下レベリング制御装置１
１により制御される。

圧延機出側には、平坦度センサ１２が設けられている。

平坦度センサ１２は、圧延材１の板幅方向各位置の伸び
差率を検出し、その出力信号を操作量および伸び率差変
化量検出装置１３および平坦度制御装置１７に送出する
。

操作量および伸び率差変化量検出装置１３には各操作端
の操作量実績値がそれぞれワークロールベンダ制御装置
８、中間ロールベンダ制御装置９、中間ロールシフト制
御装置１０、および圧下レベリング制御装置１１から人
力される。操作量および伸び率差変化量検出装置１３は
、これらの入力信号に基づいて影響係数実績値の推定に
用いる情報を演算する。

操作量および伸び率差変化量検出装置１３によって行わ
れる演算過程を、第３図を参照して説明する。

第３図（ｂ）に示すように、ある操作量の実績値が時刻
ｔ　で変化し始め、時刻ｔ２で安定したとする。このと
き、平坦度センサー２の出力は、時刻ｔ　から時間ｔ、
だけ遅れて変化し始め、同様に時刻ｔ　から時間ｔ　だ
け遅れた時刻ｔ３でｄ安定したとする。時刻ｔ１〜ｔ２間の操作量の変化が第
３図（ｂ）に示す予め定めたしきい値ΔＤより大きくな
った場合、このデータは影響係数の推定に有効なデータ
であると判断し、時刻ｔ１から時刻ｔ２＋ｔｄまでの間
の操作量と伸び差率の変化ｆｆ１Ｘ　　と６戸　を演算
し影響係数モデル式ｋ　　　　　　ｉ、に定装置１４へ出力する。

第３図では操作量が一つの場合を示しているが、実際に
は複数の操作量が存在しており、その場合でも同様にし
て行われる。しかし、その場合、時間ｔ１〜ｔ２＋ｔａ
の間は圧延状態の変化があまり生じない程度に短いこと
が、有効なデータとする判断条件の一つとなる。影響係
数実績値推定装置１４は、入力データの操作量変化Ｘｋ
および伸び差率変化量Δβ１．ｋが更新されたタイミン
グで（１３）式および（１４）式の演算を行い、影響係
数実績値に１１．を求めて学習項演算装置１６へ出力す
る。

一方、影響係数演算装置１５は予め定めた影響係数モデ
ル式を用い、第３図の時刻ｔ１における圧延実績データ
、例えば板幅圧延荷重や中間ロールシフト位置などを人
力データとし、影響係数モデル計算値ＫＣＫＣＫＣＫｃ
、を演算し学習ＩＩ’　　　　２１’　　　　３１″　
　４１項演算装置１６および平坦度制御装置１７に出力
する。

学習項演算装置１６は、（６）〜（９）式に従−て学習
項ｇｌ！、ｋ・　ｇ２Ｌｋ・　ｇ３１．ｋ・　ｇ４ｉ、
ｋを演算し平坦度制御装置１７に出力する。

平坦度制御装置１７は、例えば下記（１５）式に示す評
価関数Ｊが最小となるような各操作端の操作量ΔＦ　　
ΔＦ　　、δ　　、ΔＳ　を演算ＶＢ’　　　ＩＭＢ　
　　ＩＭＢ　　　　Ｌし、それぞれワークロールベンダ
制御装置８、中間ロールベンダ制御装置９、中間ロール
シフト制御装置１０、および圧下レベリング制御装置１
１へ出力する。

−ｇ　　　　＠Ｋ　　　　・ΔＦ２１、ｋ　　　　２１．ｋ　　　　　ＩＭＢ”３１．に
′に３１．ｋ”δＩＭＢ −ｇ　−ＫＣ弓５Ｌ）２４１、ｋ　　　　４１．ｋ・・・　（１５）ここで、ｍ　：板幅方向位置最大値 βＲ明伸び差率基準値以上のようにして得た各操作量の演算には影響係数実績
値が反映されることになり、最適な操作量の設定が行わ
れることになる。かくして、板平坦度の良好な製品を得
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数の操作端による平坦度制御におい
ても、板平坦度に対する各操作端の影響係数がそれぞれ
学習され、影響係数モデルの精度向上を達成することが
できる。それにより、最適な操作量の組合わせが決定さ
れ、板平坦度の向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明を適用する圧延機の構成例を示す配置図、第３図
は操作量実績値の検出例を説明するための線図、第４図
は伸び差率の板幅方向の分布例を示す線図、第５図はワ
ークロールベンダ影響係数の板幅方向の分ω例を示す線
図、第６図は圧下レベリング影響係数の分布例を示す線
図である。１・・・圧延材、２Ａ、２Ｂ・・・ワークロール、３Ａ
。３Ｂ・・・中間ロール、４Ａ、４Ｂ・・・バックアップ
ロール、５Ａ、５Ｂ・・・ワークロールベンディング装
置、６１Ａ、６１Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ・・・中間ロール
ベンディング装置、７Ａ、７Ｂ・・・圧下装置、８・・
・ワークロールベンダ制御装置、９・・・中間ロールベ
ンダ制御装置、１０・・・中間ロールシフト制御装置、
１１・・・圧下レベリング制御装置、１２・・・平坦度
センサ、１３・・・操作量および伸び率差変化量検出装
置、１４・・・影響係数実績値推定装置、１５・・・影
響係数演算装置、１６・・・学習項演算装置、１７・・
・平坦度制御装置。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄第１図

Claims

【特許請求の範囲】圧延機によって圧延される圧延材の平坦度を制御するた
めの複数の操作端を備え、各操作端の板平坦度に対する
影響係数モデルに従って設定された各操作量に対する設
定値に従い各操作端を操作する圧延材平坦度制御装置に
おいて、前記各操作端の操作量実績値と板平坦度実績値変化量と
から板平坦度に対する各操作端の影響係数実績値を演算
する第１の演算手段と、前記実績値測定時における圧延データを入力し、予め設
定された影響係数モデルに基づいて前記各操作端の影響
係数モデル計算値を演算する第２の演算手段と、前記影響係数モデル計算値が前記影響係数実績値に等し
くなるような影響係数モデル修正係数を演算する第３の
演算手段と前記影響係数モデルを前記影響係数モデル修正係数によ
り修正する手段とを設けたことを特徴とする圧延材平坦度制御装置。