JPH0261325B2 - - Google Patents

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JPH0261325B2
JPH0261325B2 JP57225544A JP22554482A JPH0261325B2 JP H0261325 B2 JPH0261325 B2 JP H0261325B2 JP 57225544 A JP57225544 A JP 57225544A JP 22554482 A JP22554482 A JP 22554482A JP H0261325 B2 JPH0261325 B2 JP H0261325B2
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JP
Japan
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control
proportional operation
value
proportional
deviation
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JP57225544A
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Japanese (ja)
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JPS59118214A (en
Inventor
Kyo Hayashi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS59118214A publication Critical patent/JPS59118214A/en
Publication of JPH0261325B2 publication Critical patent/JPH0261325B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/48Tension control; Compression control
    • B21B37/50Tension control; Compression control by looper control

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は連続圧延機に係り、とくにルーパ動作
角度およびスタンド間張力の制御を行なうための
ルーパ制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a continuous rolling mill, and more particularly to a looper control device for controlling the looper operating angle and tension between stands.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

連続圧延機により板圧延を行なう場合、製品品
質を評価する重要な要素は、板厚、板幅、板クラ
ウン量および板平担度などであるが、スタンド間
張力値はこれらの要素に及ぼす影響が大きいため
に、これをできる限り一定に保つことが望まし
い。このため、熱間連続圧延機では各圧延スタン
ド間に設けられたルーパ機構によつて張力値の変
化分を吸収するような制御が行なわれている。ま
た、圧延作業上、ルーパ動作角度の振れ幅を小さ
く抑えることも要求するため、このルーパに隣接
するスタンドのロール速度の修正も併せて行なわ
れている。
When rolling a plate using a continuous rolling mill, important factors for evaluating product quality include plate thickness, plate width, plate crown amount, and plate flatness, and the influence of inter-stand tension value on these factors. is large, so it is desirable to keep it as constant as possible. For this reason, in continuous hot rolling mills, control is performed to absorb changes in tension values using a looper mechanism provided between each rolling stand. Furthermore, since it is required for rolling operations to keep the fluctuation of the looper operating angle small, the roll speed of the stand adjacent to the looper is also corrected.

ルーパの基本的な構成とこれを制御する従来の
制御装置のブロツク図を第1図に示す。
FIG. 1 shows the basic configuration of a looper and a block diagram of a conventional control device that controls the looper.

被圧延材料101は圧延ロール102aおよび
102bを備える圧延スタンド2を通過した後、
圧延ロール103aおよび103bを備える圧延
スタンド103へ進行するが、この間でルーパ機
構104と接触している。
After the material to be rolled 101 passes through the rolling stand 2 equipped with rolling rolls 102a and 102b,
It advances to a rolling stand 103 comprising rolling rolls 103a and 103b, between which it is in contact with a looper mechanism 104.

ルーパ機構104のルーパ動作角度θはルーパ
動作角度検出器105によつて検出され、ルーパ
動作角度θに対応して常に目標張力値を保持する
ようなルーパトルク量の演算が演算装置106に
よつて行なわれる。
The looper operating angle θ of the looper mechanism 104 is detected by a looper operating angle detector 105, and a calculation device 106 calculates the amount of looper torque so as to always maintain the target tension value in accordance with the looper operating angle θ. It will be done.

しかして、上記ルーパトルク量の発生に必要な
ルーパ駆動電動機の電流目標値が演算装置106
からルーパ駆動電動機の電流制御装置107に加
えられ、この電流制御装置107によつてルーパ
駆動電動機108が駆動される。
Therefore, the current target value of the looper drive motor necessary to generate the above-mentioned looper torque amount is determined by the calculation device 106.
The current is applied to the current control device 107 of the looper drive motor, and the looper drive motor 108 is driven by the current control device 107.

一方、ルーパ動作角度検出器105の検出信号
が演算装置109にも加えられ、この演算装置1
09ではスタンド間張力制御により上下したルー
パ動作角度θを目標値に復帰させるためロール駆
動電動機120の速度目標値の演算が行なわれ
る。この速度目標が演算装置109からロール駆
動電動機120の速度制御装置110に加えら
れ、この速度制御装置110によつてロール駆動
電動機120が駆動される。
On the other hand, the detection signal of the looper operating angle detector 105 is also applied to the arithmetic device 109.
At 09, a speed target value of the roll drive motor 120 is calculated in order to return the looper operating angle θ, which has been raised or lowered due to the inter-stand tension control, to the target value. This speed target is applied from the calculation device 109 to the speed control device 110 of the roll drive motor 120, and the roll drive motor 120 is driven by the speed control device 110.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

前記のごとく従来のルーパ制御装置は、スタン
ド間張力制御とルーパ動作角度制御とを独立に行
ない、それら相互間の干渉を考慮していない。し
たがつて、このようなルーパ制御装置にあつて
は、ロール駆動電動機120の速度修正によつて
スタンド間の材料長が変化しルーパ駆動電動機1
08による張力制御が始まるが、一方、これに追
随するようにロール駆動電動機120によるルー
パ動作角度制御が行なわれるため、このルーパ動
作角度制御がスタンド間張力制御に対して逆効果
をもたらし、変動が大きくなつたり、ひいては不
安定になつたりする場合があるという欠点があつ
た。
As described above, the conventional looper control device performs inter-stand tension control and looper operating angle control independently, and does not take into account interference between them. Therefore, in such a looper control device, the material length between the stands changes by modifying the speed of the roll drive motor 120, and the looper drive motor 1
08 starts, but on the other hand, the roll drive motor 120 performs looper operation angle control to follow this, so this looper operation angle control has an adverse effect on the inter-stand tension control, causing fluctuations. It has the disadvantage that it may become large or even unstable.

また、この張力変動を小さく抑えるべくルーパ
動作角度の制御を行なうと、制御の応答を低下さ
せなければならず、時間的変化の速い外乱に追随
できないという欠点があつた。
Furthermore, if the looper operating angle is controlled in order to suppress this tension fluctuation, the response of the control must be lowered, resulting in the disadvantage that it is not possible to follow disturbances that change quickly over time.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

ここにおいて本発明は、従来装置の難点を克服
するためになされたもので、被圧延材のスタンド
間張力変動を十分に低く抑さえ得、かつ応答性も
優れた連続圧延機のルーパ制御装置を提供するこ
とを、その目的とする。
The present invention has been made in order to overcome the difficulties of conventional devices, and provides a looper control device for a continuous rolling mill that can sufficiently suppress inter-stand tension fluctuations of rolled material and has excellent responsiveness. Its purpose is to provide.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、ルーパ制御系を2入力2出力の多変
数制御系としており、その制御目標としてはルー
パ角度変動量および張力変動量を最小にすること
である。そのための操作量としては1つはルーパ
駆動電動機電速度であり、もう1つは主機電動機
速度が挙げられる。これら2つの入力から所要演
算が行なわれ、ルーパ角度、張力の2出力が導出
される。また、スタンド間張力の検出による実績
張力に基づくルーパ制御もなされている。このよ
うにして制御系を構成し、各変数間の相互干渉を
考慮した構成となつている。
In the present invention, the looper control system is a two-input, two-output multivariable control system, and its control objective is to minimize the amount of variation in the looper angle and the amount of variation in tension. One of the manipulated variables for this purpose is the looper drive motor speed, and the other is the main engine motor speed. Required calculations are performed from these two inputs to derive two outputs: looper angle and tension. Additionally, looper control is also performed based on the actual tension by detecting the tension between the stands. The control system is configured in this way, taking into account mutual interference between variables.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明を第2図に表わす一実施例について
述べる。
An embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described below.

第2図は、本発明に係るルーパ制御装置の構成
を示す制御ブロツク図である。なお、第2図は制
御信号の流れを主体的に示している。
FIG. 2 is a control block diagram showing the configuration of the looper control device according to the present invention. Note that FIG. 2 mainly shows the flow of control signals.

第2図において、ルーパ駆動電動機速度制御装
置(以下〓ルーパ速度制御装置〓という。)1A
に入力される速度目標値REFは、速度設定値* R
EFと速度目標値修正量ΔREFとを加算することに
より合成される。速度目標値修正量ΔREFは、
下記ア○〜ウ○で示される各手段 ア○ スタンド間の被圧延材の張力検出値Tfと張
力目標値TfRとの偏差について積分ゲインk21
積分器10Aによる積分動作と、張力検出値
Tfと制御開始時の張力検出値T* fとの偏差ΔTf
について比例ゲインf21による比例動作を行な
う手段。
In Fig. 2, a looper drive motor speed control device (hereinafter referred to as a looper speed control device) 1A
The speed target value REF input to is the speed set value * R
It is synthesized by adding EF and the speed target value correction amount ΔREF . The speed target value correction amount Δ REF is
Each means indicated by A○ to C○ below A○ Integral operation by integral gain k 21 and integrator 10A and tension detection regarding the deviation between the detected tension value T f of the rolled material between stands and the tension target value T fR value
Deviation ΔT f between T f and tension detection value T * f at the start of control
A means of performing proportional action with a proportional gain f 21 .

イ○ ルーパ動作角度検出値θとルーパ動作角度目
標値θRとの偏差について積分ゲインk22と積分
器10Aによる積分動作と、ルーパ動作角度検
出値θと制御開始時のルーパ動作角度検出値θ*
との偏差Δθについて比例ゲインf22による比例
動作を行なう手段。
I○ Regarding the deviation between the looper operating angle detection value θ and the looper operating angle target value θ *
A means for performing proportional operation using a proportional gain f22 for the deviation Δθ.

ウ○ ルーパ速度制御装置内速度制御用PIコント
ローラの積分動作出力Z3、ルーパ速度制御装置
内マイナ電流制御用PIコントローラの積分動
作出力Z4、ルーパ駆動電動機電機子電流I、ル
ーパ駆動電動機回転速度検出値N、主機電動機
回転速度検出値NR、主機電動機速度制御装置
(以下、〓主機速度制御装置〓という。)内速度
制御用PIコントローラの積分動作出力Z1、主
機速度制御装置内マイナ電流制御用PIコント
ローラの積分動作出力Z2および主機電動機電機
子電流Iaと、各々の制御開始時の値Z3 *,Z4 *
I*,N〓,NR *,Z1 *,Z2 *およびIa *との偏差
ΔZ3,ΔZ4,ΔI,ΔN,ΔNR,ΔZ1,ΔZ2および
ΔIaに対し、それぞれ比例ゲインf23,f24,f25
f26,f27,f28,f29,およびf30からなる比例動作
を行なう手段。
○ Integral operation output Z 3 of the PI controller for speed control in the looper speed control device, Integral operation output Z 4 of the PI controller for minor current control in the looper speed control device, Looper drive motor armature current I, Looper drive motor rotation speed Detection value N, Main engine motor rotational speed detection value N R , Integral operation output Z 1 of the PI controller for speed control in the main engine motor speed control device (hereinafter referred to as the main engine speed control device), Minor current in the main engine speed control device The integral operation output Z 2 of the control PI controller and the main motor armature current I a , and the respective control start values Z 3 * , Z 4 * ,
The deviations from I * , N〓, N R * , Z 1 * , Z 2 * and I a * are proportional to ΔZ 3 , ΔZ 4 , ΔI, ΔN, ΔN R , ΔZ 1 , ΔZ 2 and ΔI a , respectively. Gain f 23 , f 24 , f 25 ,
Means for performing proportional action consisting of f 26 , f 27 , f 28 , f 29 , and f 30 .

を加算することにより合成される。It is synthesized by adding .

一方、主機速度制御装置4Aに入力される速度
目標値NREFは速度設定値N* REFと速度目標値修正
量ΔNREFとを加算することにより合成されてい
る。
On the other hand, the speed target value N REF input to the main engine speed control device 4A is synthesized by adding the speed set value N * REF and the speed target value correction amount ΔN REF .

そして、速度目標値修正量ΔNREFは次の○カ〜○ク
で示される各手段、つまり ○カ スタンド間の被圧延材の張力検出値Tfと張
力目標値TfRとの偏差について積分ゲインk11
積分器9Aによる積分動作と、張力検出値Tf
と制御開始時の張力検出値Tf *との偏差ΔTf
ついて比例ゲインf11による比例動作を行なう
手段。
The speed target value correction amount ΔN REF is determined by each means shown in the following circles, that is, the integral gain for the deviation between the detected tension value T f of the rolled material between the stands and the tension target value T fR . Integral operation by k 11 and integrator 9A, and tension detection value T f
Means for performing proportional operation using a proportional gain f11 for the deviation ΔT f between the detected tension value T f * at the start of control.

○キ ルーパ動作角度検出値θとルーパ動作角度目
標値θRとの偏差について積分ゲインk12と積分
器9Aによる積分動作と、ルーパ動作角度検出
値θと制御開始時のルーパ動作角度検出値θ*
の偏差Δθについて比例ゲインf12による比例動
作を行なう手段。
○ Regarding the deviation between the looper operating angle detection value θ and the looper operating angle target value θ R , the integral operation by the integral gain k 12 and the integrator 9A, the looper operating angle detection value θ and the looper operating angle detection value θ at the start of control. Means to perform proportional operation with proportional gain f 12 for deviation Δθ from * .

○ク ルーパ速度制御装置内速度制御用PIコント
ローラの積分動作出力Z3、ルーパ速度制御装置
内マイナ電流制御用PIコントローラの積分動
作出力Z4、ルーパ駆動電動機回転速度検出値
N、主機速度制御装置内速度制御用PIコント
ローラの積分動作出力Z1、主機速度制御装置内
マイナ電流制御装置PIコントローラの積分動
作出力Z2および主機電動機電機子電流Iaと、
各々の制御開始時の値Z3 *,Z4 *,I*,N*,NR
,Z1 *,Z2 *およびIa *との偏差ΔZ3,ΔZ4,ΔI,
ΔN,ΔNR,ΔZ1,ΔZ2およびΔIaについてそれ
ぞれ比例ゲインf13,f14,f15,f16,f17,f18,f19
およびf20からなる比例動作を行なう手段。
○ Integral operation output Z 3 of the PI controller for speed control in the looper speed control device, integral operation output Z 4 of the PI controller for minor current control in the looper speed control device, detected value N of looper drive motor rotation speed, main engine speed control device The integral operation output Z 1 of the PI controller for internal speed control, the integral operation output Z 2 of the PI controller of the minor current control device in the main engine speed control device, and the main engine motor armature current I a ,
Values at the start of each control Z 3 * , Z 4 * , I * , N * , N R
* , Z 1 * , Z 2 * and deviation from I a * ΔZ 3 , ΔZ 4 , ΔI,
Proportional gains f 13 , f 14 , f 15 , f 16 , f 17 , f 18 , f 19 for ΔN, ΔN R , ΔZ 1 , ΔZ 2 and ΔI a , respectively
and means for performing proportional action consisting of f 20 .

を加算することにより合成される。It is synthesized by adding .

次に上述のように構成した本発明の連続圧延機
のルーパ制御装置の作用を説明する。
Next, the operation of the continuous rolling mill looper control device of the present invention constructed as described above will be explained.

連続圧延機のルーパ動特性モデルは非線形モデ
ルであるが、これをある定常状態の近傍でテーラ
ー展開することにより、線形状態方程式の形で表
現すると(1式)及び(2式)のようになる。
The looper dynamic characteristic model of a continuous rolling mill is a nonlinear model, but by Taylor expansion near a certain steady state, it can be expressed in the form of a linear state equation as shown in (Equation 1) and (Equation 2). .

x〓=A・x+B・u+w ……(1式) y=C・x ……(2式) ただし、xは時間微分dx/dtを意味する。x,
u,およびyは各々(3式),(4式),(5式)で
示されるベクトル、wは10次元外乱ベクトルであ
る。また、A,B,Cはそれぞれ10×10,10×
2,2×10の定数行列である。
x〓=A・x+B・u+w...(Formula 1) y=C・x...(Formula 2) However, x means the time differential dx/dt. x,
u and y are vectors represented by (Equation 3), (Equation 4), and (Equation 5), respectively, and w is a 10-dimensional disturbance vector. Also, A, B, and C are 10×10 and 10×, respectively.
It is a 2,2×10 constant matrix.

x=〔ΔTf,Δθ,ΔZ3,ΔZ4,ΔI,ΔN,ΔNR, ΔZ1,ΔZ2,ΔIaT (状態ベクトル) ……(3式) u=〔ΔNREF,ΔNREFT(操作ベクトル)
……(4式) y=〔ΔTf,Δθ〕T(出力ベクトル)
……(5式) ここに記号Tは転置を表わす。
x = [ΔT f , Δθ, ΔZ 3 , ΔZ 4 , ΔI, ΔN, ΔN R , ΔZ 1 , ΔZ 2 , ΔI a ] T (state vector) ... (3 formula) u = [ΔN REF , ΔN REF ] T (operation vector)
...(Formula 4) y=[ΔT f , Δθ] T (output vector)
...(Formula 5) Here, the symbol T represents transposition.

ルーパ制御の制御目的は、スタンド間張力の目
標値からの偏差ΔTfと、ルーパ動作角度の目標値
からの偏差Δθを極力小さく抑えることにある。
このような目的を達成するためには、ある二次形
式評価関数を最小にするという意味での積分形最
適レギユレータが有効である。したがつて、(6
式)に示すように操作ベクトルuを構成すればよ
い。
The purpose of the looper control is to suppress the deviation ΔT f of the inter-stand tension from the target value and the deviation Δθ of the looper operating angle from the target value as small as possible.
To achieve this purpose, an integral type optimal regulator is effective in the sense of minimizing a certain quadratic evaluation function. Therefore, (6
The operation vector u may be configured as shown in formula).

u=−R-1BTP21t 0(y−yR)dt −R-1BTP22(x−x0)+u0 ……(6式) ここで、Rは2×2対角正定行列、yRは出力ベ
クトルyの目標値ベクトル、x0は状態ベクトルx
の初期値ベクトル、u0は操作ベクトルuの初期値
ベクトルである。
u=-R -1 B T P 21t 0 (y-y R ) dt -R -1 B T P 22 (x-x 0 )+u 0 ... (Formula 6) Here, R is 2×2 Diagonal positive definite matrix, y R is the target value vector of the output vector y, x 0 is the state vector x
The initial value vector of u 0 is the initial value vector of the operation vector u.

また、P21,P22は次式 P+TP−PR-1 TP+Q=0
……(7式) で示されるRiccati方程式の準正定解12×12行列
Pの部分行列であり、PとP21,P22との関係は、 である。なお、(7式)中,は各々(9式)、
(10式)で与えられる12×12,12×2の定数行列
であり、Qは12次元対角準定行列である。
In addition, P 21 and P 22 are expressed as follows: P+ T P-PR -1 T P+Q=0
...(Equation 7) is a submatrix of the semi-definite 12×12 matrix P of the Riccati equation, and the relationship between P and P 21 and P 22 is It is. In addition, in (7), are (9), respectively,
It is a 12×12, 12×2 constant matrix given by (Equation 10), and Q is a 12-dimensional diagonal quasi-definite matrix.

以上より、主機速度制御装置4Aに対する速度
目標値修正量ΔNREFとルーパ速度制御装置1Aに
対する速度目標値修正量ΔREFから構成される
操作ベクトルu=〔ΔNREF,ΔREFTを(6式)
に従つて決定すればよい。
From the above, the operation vector u = [ΔN REF , Δ REF ] T , which is composed of the speed target value correction amount ΔN REF for the main engine speed control device 4A and the speed target value correction amount Δ REF for the looper speed control device 1A, is determined by (Equation 6 )
You can decide accordingly.

(6式)で置換 R-1BTP21≡k11,k12 k21,k22 ……(11式) −R-1BTP22=f11,f12,f13,f14,f15,f16
f17,f18,f19,f20 −R-1BTP22=f11,f12,f13,f14,f15,f16
f17,f18,f19,f20 f21,f22,f23,f24,f25,f26,f27,f28,f29,f30
…(12式) を行ない、(6式)を具体的に書き下すと(13式)
を得る。
Replace with (formula 6) R -1 B T P 21 ≡k 11 , k 12 k 21 , k 22 ... (formula 11) −R -1 B T P 22 = f 11 , f 12 , f 13 , f 14 , f 15 , f 16 ,
f 17 , f 18 , f 19 , f 20 −R -1 B T P 22 = f 11 , f 12 , f 13 , f 14 , f 15 , f 16 ,
f 17 , f 18 , f 19 , f 20 f 21 , f 22 , f 23 , f 24 , f 25 , f 26 , f 27 , f 28 , f 29 , f 30
...(Equation 12) and write down (Equation 6) specifically, (Equation 13)
get.

ただし、ΔNREF 0およびΔREF 0は、それぞれ
ΔNREF,ΔREFの初期値を表わす。
However, ΔN REF 0 and Δ REF 0 represent the initial values of ΔN REF and Δ REF , respectively.

上記(13式)をブロツク図化したものが第2図
であり、その説明はさきに述べた通りである。
Figure 2 is a block diagram of the above equation (13), and its explanation is as described above.

(13式)に従つて主機速度目標値修正量ΔNREF
およびルーパ速度目標値修正量ΔREFが決定さ
れ、それらに追従するよう主機電動機5Aの回転
速度検出値NRおよびルーパ駆動電動機2Aの回
転速度検出値Nが修正され、張力検出値Tfおよ
びルーパ動作角度検出値θが目標値近傍に制御さ
れる。
Main engine speed target value correction amount ΔN REF according to (formula 13)
and the looper speed target value correction amount Δ REF are determined, and the detected rotational speed value N R of the main engine motor 5A and the detected rotational speed N of the looper drive motor 2A are corrected to follow them, and the detected tension value T f and the detected rotational speed value N of the looper drive motor 2A are corrected to follow them. The operating angle detection value θ is controlled to be close to the target value.

なお、上述の構成では状態ベクトルxの要素が
全て検出可能として制御系を構成したが、xの要
素のうちΔIa,ΔI,ΔZ1,ΔZ2,ΔZ3については検
出不可能な場合制御ループを省略してもかまわな
い。
In addition, in the above configuration, the control system was constructed in such a way that all the elements of the state vector You can omit it.

なお、本発明において制御時の検出値と制御開
始時のそれとの偏差に基づいて比例動作を行う手
段を設けているのはこういうわけである。
This is why the present invention is provided with means for performing a proportional operation based on the deviation between the detected value during control and the value detected at the start of control.

ルーパの制御においては、常時多変数制御を行
なつているのではない。
In looper control, multivariable control is not always performed.

10m程度の圧延材を連続圧延機に通すまでは別
の制御が動いていて、あるタイミングで多変数制
御に切替えるのである。したがつて、多変数制御
における初期状態がすなわち、“制御開始時”の
各信号の値となる。
Another control is in operation until the approximately 10 m long rolled material is passed through the continuous rolling mill, and at a certain timing it switches to multivariable control. Therefore, the initial state in multivariable control is the value of each signal "at the start of control".

この初期状態からの偏差で制御系が構成されて
いるために、本発明で適用している最適レギユレ
ータの状態フイードバツクを形成する比例動作に
は、“制御時の検出値と制御開始時の検出値との
偏差”〔(13)式のΔTf,Δθ,……〕が使われて
いる。
Since the control system is configured based on the deviation from this initial state, the proportional operation that forms the state feedback of the optimal regulator applied in the present invention requires the detection value at the time of control and the detection value at the start of control. The deviation from ΔTf, Δθ, ... in equation (13) is used.

すなわち、これらの比例動作については、“制
御時の検出値と制御開始時の検出値との偏差”を
使わないと、真の最適制御が行えない。
That is, regarding these proportional operations, true optimal control cannot be performed unless the "deviation between the detected value at the time of control and the detected value at the start of control" is used.

真の最適制御を行うことにより、張力とルーパ
角度の安定度が向上する。
True optimal control improves tension and looper angle stability.

また、これらのことは本発明がルーパ制御系を
多変数制御系としたことと関連がある。
Further, these points are related to the fact that the present invention uses a multivariable control system as a looper control system.

それは、ルーパ制御系を単なる多重ループ系と
考え、積分制御のみを行なうよりも、本発明のよ
うに例えばルーパ動作角度制御系において、ルー
パ動作角度目標値θrefが与えられ、ルーパプロセ
スの出力からのルーパ動作角度検出値θとの偏差
を求め〔負帰還〕、これを積分動作させてから、
その出力段に前記した最適レギユレータの状態フ
イードバツクを形成する比例動作をルーパプロセ
スから正帰還させて積分動作値に加えて、ルーパ
プロセスに与えるフイードバツクを入れた構成に
した方が制御性能を向上できる。何故なら、ルー
パプロセスのもつ相互干渉を吸収でき、安定性を
向上させることができるからである。
Rather than considering the looper control system as a simple multi-loop system and performing only integral control, for example, in the looper operating angle control system of the present invention, the looper operating angle target value θref is given, and the Find the deviation from the looper operating angle detection value θ (negative feedback), integrate this, and then
The control performance can be improved by configuring the output stage to have a configuration in which the proportional operation that forms the state feedback of the optimum regulator described above is fed back from the looper process, and in addition to the integral operation value, the feedback given to the looper process is included. This is because mutual interference of the looper process can be absorbed and stability can be improved.

したがつて、この比例動作が不可欠となる。 Therefore, this proportional action is essential.

スタンド間の被圧延材の張力目標値TfRについ
ても、全く同一のことが言える。
Exactly the same thing can be said about the tension target value TfR of the rolled material between the stands.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

かくして本発明によれば、次のような効果が認
められる。
Thus, according to the present invention, the following effects are recognized.

○サ 従来のルーパ制御系ではスタンド間張力制御
とルーパ動作角度制御との間に介在する相互干
渉が考慮されておらず、そのため安定性に問題
があつた。本発明では、物理現象に忠実にモデ
ルを作り、ルーパ制御系を2入力2出力の多変
数制御系ととらえて制御系を構成したので、各
変数間の相互干渉が考慮されており安定性に優
れたルーパ制御装置が得られる。
○Sa Conventional looper control systems do not take into account mutual interference between inter-stand tension control and looper operating angle control, and therefore have problems with stability. In the present invention, we have created a model faithful to physical phenomena and configured the control system by considering the looper control system as a multivariable control system with two inputs and two outputs, so mutual interference between each variable is taken into account and stability is improved. An excellent looper control device is obtained.

○シ 従来のルーパ制御系では上記の相互干渉によ
る影響を抑えるために制御応答を低下させねば
ならず、高周波外乱に対する追随の悪化を招い
ていた。本発明では、各変数間の相互干渉を考
慮した構成となつているために制御応答低下の
必要はなく、したがつて高周波外乱に対する追
随性に優れている。
○C In the conventional looper control system, the control response had to be lowered in order to suppress the influence of the above-mentioned mutual interference, leading to deterioration in tracking of high-frequency disturbances. In the present invention, since the configuration is such that mutual interference between variables is taken into account, there is no need to reduce the control response, and therefore, it has excellent followability to high-frequency disturbances.

○ス 従来のルーパ制御系ではスタンド間張力の検
出を行なつていなかつたために実績張力に基づ
いたルーパ制御は行なわれておらず、製品品質
の悪化を招いていたが、本発明では張力検出器
を設置することにより実績張力に基づいたルー
パ制御が可能となり品質の向上につながる。
○S In the conventional looper control system, the tension between the stands was not detected, so looper control was not performed based on the actual tension, resulting in deterioration of product quality. However, in the present invention, the tension detector By installing a looper, it becomes possible to control the looper based on the actual tension, leading to improved quality.

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

第1図は従来装置の構成を表わすブロツク図、
第2図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク
図である。 1A……ルーパ電動機速度制御装置、2A……
ルーパ駆動電動機、3A……ルーパ機械系、4A
……主機電動機速度制御装置、5A……主機電動
機、6A……スタンド間張力発生機構、9A,1
0A……積分器、11〜30……比例ゲイン、3
1〜33……加算器、34〜37……積分ゲイ
ン。
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional device.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. 1A...Looper motor speed control device, 2A...
Looper drive motor, 3A...Looper mechanical system, 4A
...Main engine motor speed control device, 5A...Main engine motor, 6A...Inter-stand tension generation mechanism, 9A, 1
0A...Integrator, 11-30...Proportional gain, 3
1 to 33...adder, 34 to 37...integral gain.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧延スタンドのロールを駆動する主機電動機
の回転速度を制御する主機電動機速度制御装置
と、連続圧延スタンド間にあるルーパを駆動する
ルーパ駆動電動機に流れる電機子電流およびを回
転速度をカスケードに制御するルーパ駆動電動機
速度制御装置とを有する連続圧延機において、 スタンド間の被圧延材の張力検出値と張力目標
値との偏差について第1の積分動作を行なう第1
積分動作装置と、張力検出値と制御開始時の張力
検出値との偏差について第1の比例動作を行なう
第1比例動作装置と、 ルーパ動作角度検出値とルーパ動作角度目標値
との偏差について第2の積分動作を行なう第2積
分動作装置と、ルーパ動作角度検出値と制御開始
時のルーパ動作角度検出値との偏差について第2
の比例動作を行なう第2比例動作装置と、 前記ルーパ駆動電動機に流れる電機子電流の検
出値と制御開始時の電機子電流の検出値との偏差
について第3の比例動作を行なう第3比例動作装
置と、 前記ルーパ駆動電動機の回転速度検出値と制御
開始時の回転速度検出値との偏差について第4の
比例動作を行なう第4比例動作装置を設け、 第1、第2積分動作装置と第1、第2、第3、
第4比例動作装置からの出力の加算により合成し
前記主機電動機の速度目標値修正量として前記主
機電動機速度制御装置に出力する第1出力装置を
具備し、 スタンド間の被圧延材の張力検出値と張力目標
値との偏差について第3の積分動作を行なう第3
積分動作装置と、張力検出値と制御開始時の張力
検出値との偏差について第5の比例動作を行なう
第5比例動作装置と、 ルーパ動作角度検出値とルーパ動作角度目標値
との偏差について第4の積分動作を行なう第4積
分動作装置と、ルーパ動作角度検出値と制御開始
時のルーパ動作角度検出値との偏差について第6
の比例動作を行なう第6比例動作装置と、 前記ルーパ駆動電動機に流れる電機子電流の検
出値と制御開始時の電機子電流の検出値との偏差
について第7の比例動作を行なう第7比例動作装
置と、 前記ルーパ駆動電動機の回転速度検出値と制御
開始時の回転速度検出値との偏差について第8の
比例動作を行なう第8比例動作装置を設け、 第3、第4積分動作装置と第5、第6、第7、
第8比例動作装置からの出力の加算により合成し
前記ルーパ駆動電動機速度制御装置の速度目標値
修正量として前記ルーパ駆動電動機速度制御装置
に出力する第2出力装置を備える ことを特徴とする連続圧延機のルーパ制御装
置。 2 前記主機電動機の回転速度検出値と制御開始
時の回転速度検出値との偏差について第9の比例
動作を行なう第9比例動作装置と、 前記主機電動機の回転速度検出値と制御開始時
の回転速度検出値との偏差について第10の比例動
作を行なう第10比例動作装置を備え、 第9比例動作装置とおよび第10比例動作装置の
出力を前記主機電動機の速度目標値修正量に加え
る第1加算装置と、 前記主機電動機の回転速度検出値の制御開始時
の回転速度検出値との偏差について第11の比例動
作を行なう第11比例動作装置と、 前記主機電動機に流れる電機子電流の検出値と
制御開始時の電機子電流の検出値との偏差につい
て第12の比例動作を行なう第12比例動作装置を持
ち、 第11比例動作装置および第12比例動作装置の出
力を前記ルーパ駆動電動機速度制御装置の速度目
標値修正量に加える第2加算装置を備える 特許請求の範囲第1項記載の連続圧延機のルー
パ制御装置。 3 前記ルーパ駆動電動機速度制御装置内速度制
御用PIコントローラの積分動作出力の制御開始
時の値との偏差について第13の比例動作を行なう
第13比例動作装置と、 前記ルーパ駆動電動機速度制御装置内マイナ電
流制御用PIコントローラの積分動作出力の制御
開始時の値との偏差について第14の比例動作を行
なう第14比例動作装置と、 前記主機速度制御装置内のマイナ電流制御用
PIコントローラの積分動作出力の制御開始時の
値との偏差について第15の比例動作を行なう第15
比例動作装置と、 前記主機電動機速度制御装置内マイナ電流制御
用PIコントローラの積分動作出力の制御開始時
の値との偏差について第16の比例動作を行なう第
16比例動作装置を有し、 第13、第14、第15、第16比例動作装置の出力を
前記主機電動機の速度目標値修正量にさらに加え
第3加算装置を設け、 前記ルーパ駆動電動機速度制御装置内速度制御
用PIコントローラの積分動作出力の制御開始時
の値との偏差について第17の比例動作を行なう第
17比例動作装置と、 前記ルーパ駆動電動機速度制御装置内マイナ電
流制御用PIコントローラの積分動作出力と制御
開始時の値との偏差について第18の比例動作を行
なう第18比例動作装置と、 前記主機電動機速度制御装置内速度制御用PI
コントローラの積分動作出力の制御開始時の値と
の偏差について第19の比例動作を行なう第19比例
動作装置と、 前記主機電動機速度制御装置内マイナ電流制御
用PIコントローラの積分動作出力と制御開始時
の値との偏差について第20の比例動作を行なう第
20比例動作装置を持ち、 第17、第18、第19、第20比例動作装置の出力を
前記ルーパ駆動電動機速度制御装置の速度目標値
修正量にさらに加える第4加算装置を具備する 特許請求の範囲第2項記載の連続圧延機のルー
パ制御装置。
[Claims] 1. A main motor speed control device that controls the rotational speed of the main motor that drives the rolls of the rolling stand, and an armature current that flows through the looper drive motor that drives the looper between the continuous rolling stands. In a continuous rolling mill having a looper drive motor speed control device that controls speed in a cascade manner, a first integral operation is performed on a deviation between a detected tension value of a material to be rolled between stands and a tension target value.
an integral action device, a first proportional action device that performs a first proportional action regarding the deviation between the detected tension value and the detected tension value at the time of control start; The second integral operation device performs the integral operation of 2, and the second integral operation device performs the second integral operation with respect to the deviation between the detected value of the looper operating angle and the detected value of the looper operating angle at the start of control.
a second proportional operation device that performs a proportional operation; and a third proportional operation that performs a third proportional operation regarding a deviation between a detected value of the armature current flowing through the looper drive motor and a detected value of the armature current at the start of control. a fourth proportional operation device that performs a fourth proportional operation with respect to a deviation between a rotational speed detection value of the looper drive motor and a rotational speed detection value at the time of control start; 1, 2nd, 3rd,
a first output device that combines the outputs from the fourth proportional operation device and outputs the result to the main motor speed control device as a speed target value correction amount for the main motor motor; the detected tension of the material to be rolled between the stands; A third integral operation is performed for the deviation between the tension target value and the tension target value.
an integral action device, a fifth proportional action device that performs a fifth proportional action regarding the deviation between the detected tension value and the detected tension value at the start of control; 6. Regarding the deviation between the detected value of the looper operating angle and the detected value of the looper operating angle at the start of control.
a sixth proportional operation device that performs a proportional operation; and a seventh proportional operation that performs a seventh proportional operation regarding a deviation between a detected value of the armature current flowing through the looper drive motor and a detected value of the armature current at the time of starting control. an eighth proportional operation device that performs an eighth proportional operation with respect to a deviation between a rotational speed detection value of the looper drive motor and a rotational speed detection value at the time of control start; 5, 6th, 7th,
Continuous rolling characterized by comprising a second output device that adds and synthesizes the outputs from the eighth proportional operation device and outputs the result to the looper drive motor speed control device as a speed target value correction amount of the looper drive motor speed control device. The machine's looper control device. 2. A ninth proportional operation device that performs a ninth proportional operation regarding the deviation between the rotation speed detection value of the main machine motor and the rotation speed detection value at the time of starting control; A 10th proportional operation device that performs a 10th proportional operation regarding the deviation from the speed detection value, and a first proportional operation device that adds the outputs of the 9th proportional operation device and the 10th proportional operation device to the speed target value correction amount of the main motor motor an summing device; an eleventh proportional operation device that performs an eleventh proportional operation regarding a deviation between a rotational speed detection value of the main machine motor and a rotation speed detection value at the start of control; and a detected value of an armature current flowing through the main machine motor. and a twelfth proportional operation device that performs a twelfth proportional operation regarding the deviation between the detected value of the armature current at the start of control, and the outputs of the eleventh proportional operation device and the twelfth proportional operation device are used to control the speed of the looper drive motor. The looper control device for a continuous rolling mill according to claim 1, further comprising a second addition device that adds to the speed target value correction amount of the device. 3. A 13th proportional operation device that performs a 13th proportional operation regarding the deviation from the value at the start of control of the integral operation output of the speed control PI controller in the looper drive motor speed control device; a 14th proportional operation device that performs a 14th proportional operation regarding the deviation of the integral operation output of the PI controller for minor current control from the value at the start of control; and a 14th proportional operation device for minor current control in the main engine speed control device.
The 15th proportional action is performed on the deviation of the integral action output of the PI controller from the value at the start of control.
A 16th proportional operation is performed on the deviation between the proportional operation device and the value at the start of control of the integral operation output of the PI controller for minor current control in the main machine motor speed control device.
16 proportional operation devices, further adding the outputs of the 13th, 14th, 15th, and 16th proportional operation devices to the speed target value correction amount of the main engine motor, and providing a third addition device, and controlling the speed of the looper drive motor. The 17th proportional operation is performed on the deviation of the integral operation output of the PI controller for speed control in the device from the value at the start of control.
17 proportional operation device; an 18th proportional operation device that performs an 18th proportional operation regarding the deviation between the integral operation output of the PI controller for minor current control in the looper drive motor speed control device and the value at the start of control; PI for speed control in motor speed control device
A 19th proportional operation device that performs a 19th proportional operation regarding the deviation of the integral operation output of the controller from the value at the start of control, and the integral operation output of the PI controller for minor current control in the main motor speed control device and the time at the start of control. The 20th proportional action is performed on the deviation from the value of
20 proportional operation devices, and a fourth addition device that further adds the outputs of the 17th, 18th, 19th, and 20th proportional operation devices to the speed target value correction amount of the looper drive motor speed control device. A looper control device for a continuous rolling mill according to scope 2.
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JPS564307A (en) * 1979-06-20 1981-01-17 Mitsubishi Electric Corp Looper controller for continuous rolling mill

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