JPH048193A - 張力制御方法 - Google Patents
張力制御方法Info
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- JPH048193A JPH048193A JP2109563A JP10956390A JPH048193A JP H048193 A JPH048193 A JP H048193A JP 2109563 A JP2109563 A JP 2109563A JP 10956390 A JP10956390 A JP 10956390A JP H048193 A JPH048193 A JP H048193A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ロール間に張られた材料の張力制御を行う
際に、張力系に発生する張力振動を速やかに抑制するこ
とができる張力制御方法に関する。
際に、張力系に発生する張力振動を速やかに抑制するこ
とができる張力制御方法に関する。
〔従来の技術］
従来、メインループに張力調節器を備え、マイナールー
プに電流調節器を有する張力制御装置においては、マイ
ナーループで電動機の電機子電流の制御を行いながら、
メインループで張力検出器の検出張力に基づいて張力調
節器の張力制御を行う張力制御方法が知られている。
プに電流調節器を有する張力制御装置においては、マイ
ナーループで電動機の電機子電流の制御を行いながら、
メインループで張力検出器の検出張力に基づいて張力調
節器の張力制御を行う張力制御方法が知られている。
しかしながら、前述の張力制御方法によれば、張力系に
張力振動が発生した場合にはメインループ内の張力ｌｌ
ｉ節器の応答速度が比較的遅いために、張力振動の抑制
が遅れるという問題がある。
張力振動が発生した場合にはメインループ内の張力ｌｌ
ｉ節器の応答速度が比較的遅いために、張力振動の抑制
が遅れるという問題がある。
この発明は前述のような問題を解決して、ロール間に張
られた材料の張力制御において、張力系に張力振動が発
生した場合に、その振動抑制が速やかに行えるとともに
簡単な回路構成により振動抑制を実現することができる
張力制御方法を提供することを課題とする。
られた材料の張力制御において、張力系に張力振動が発
生した場合に、その振動抑制が速やかに行えるとともに
簡単な回路構成により振動抑制を実現することができる
張力制御方法を提供することを課題とする。
〔課題を解決するための手段］
上記課題を解決するためにこの発明によれば、張力調節
器を有するメインループと張力制御用の電動機の電機子
電流を制御する電流調節器からなるマイナーループとを
有する張力制御装置と、速度１ｉ１１節器を有するメイ
ンループと速度制御用の電動機の電機子電流を制御する
電流調節器からなるマイナーループとを有する速度制御
装置とを備えた制御装置の張力制御方法において、前記
張力制御用の電動機の速度を検出して比例要素を介して
前記速度制御装置の電流制御系にフィードバックを行い
、前記速度制御用の電動機の速度を、この速度制御装置
の電流制御系及び前記張力制御装置の電流制御系にそれ
ぞれ異なる比例要素を介してフィードバックを行うこと
により、張力系に発生する張力振動を抑制するものとす
る。
器を有するメインループと張力制御用の電動機の電機子
電流を制御する電流調節器からなるマイナーループとを
有する張力制御装置と、速度１ｉ１１節器を有するメイ
ンループと速度制御用の電動機の電機子電流を制御する
電流調節器からなるマイナーループとを有する速度制御
装置とを備えた制御装置の張力制御方法において、前記
張力制御用の電動機の速度を検出して比例要素を介して
前記速度制御装置の電流制御系にフィードバックを行い
、前記速度制御用の電動機の速度を、この速度制御装置
の電流制御系及び前記張力制御装置の電流制御系にそれ
ぞれ異なる比例要素を介してフィードバックを行うこと
により、張力系に発生する張力振動を抑制するものとす
る。
この発明の構成によれば、張力制御用の電動機の速度を
検出して比例要素を介して速度制御装置の電流制御系に
状態フィードバックを行うとともに、速度制御用の電動
機の速度を、この速度制御装置の速度制御系にフィード
バックするだけでなく、この制御装置と張力制御装置と
のそれぞれの＠流制御系に異なる比例要素を介して状態
フィードバンクを行い、これら３つの比例要素を適切に
選定することよって、張力振動を任意の応答で抑制する
ことのできる張力制御方法が得られる。
検出して比例要素を介して速度制御装置の電流制御系に
状態フィードバックを行うとともに、速度制御用の電動
機の速度を、この速度制御装置の速度制御系にフィード
バックするだけでなく、この制御装置と張力制御装置と
のそれぞれの＠流制御系に異なる比例要素を介して状態
フィードバンクを行い、これら３つの比例要素を適切に
選定することよって、張力振動を任意の応答で抑制する
ことのできる張力制御方法が得られる。
（実施例）
以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明に係る張力制御方法の原理を説明するための制御
系の構成を示すブロック線図である。この図において、
ブロック内に記載されている式の中のＳはラプラス変換
の演算子、英字Ｔに添字を付けた値はそのブロックの時
間単位を持つ定数である。５１は張力系を示す積分器で
表されるブロックである。その伝達関数１ ／ Ｓ
ＴＬにおけるＴ１は張力系の慣性モーメントに対応した
積分器５１の積分時間である。５２は張力制御側の電動
機を示し同様に積分器で表されるプロ・ツクであり、Ｔ
ｌ１ｔはこの電動機の慣性モーメントに対応した積分器
５２の積分時間で、５３は変換ゲインがＫとして表され
る張力／トルク変換ゲイン要素を示すブロックであり、
これらブロック５１．５２．５３により張力振動系を構
成している。５５は張力制御側の電流制御系を示す、更
に、５４は速度制御側の電動機を示す積分器で表される
ブロックであり、Ｔ□はこの電動機の慣性モーメントに
対応した積分器５４の積分時間であり、５６は速度制御
側の電流制御系を示す、τ、。１は張力制御側の電動機
へのトルク指令、τ、。１は速度制御側の電動機へのト
ルク指令、τ□はその電動機トルク、ｎ、はその電動機
速度、Ｔは２つのロール間の張力、Ｔ１はその張力分ト
ルク（τ、 −１［Ｔ） 、３２は張力制御側の電流制
御系へのフィードバックゲイン要素（ｆ、、）、３１及
び３０は速度制御側の電流制御系へのフィードバックゲ
イン要素（ｆｘ＋、 ｆｉｚ）をそれぞれ示す。
の発明に係る張力制御方法の原理を説明するための制御
系の構成を示すブロック線図である。この図において、
ブロック内に記載されている式の中のＳはラプラス変換
の演算子、英字Ｔに添字を付けた値はそのブロックの時
間単位を持つ定数である。５１は張力系を示す積分器で
表されるブロックである。その伝達関数１ ／ Ｓ
ＴＬにおけるＴ１は張力系の慣性モーメントに対応した
積分器５１の積分時間である。５２は張力制御側の電動
機を示し同様に積分器で表されるプロ・ツクであり、Ｔ
ｌ１ｔはこの電動機の慣性モーメントに対応した積分器
５２の積分時間で、５３は変換ゲインがＫとして表され
る張力／トルク変換ゲイン要素を示すブロックであり、
これらブロック５１．５２．５３により張力振動系を構
成している。５５は張力制御側の電流制御系を示す、更
に、５４は速度制御側の電動機を示す積分器で表される
ブロックであり、Ｔ□はこの電動機の慣性モーメントに
対応した積分器５４の積分時間であり、５６は速度制御
側の電流制御系を示す、τ、。１は張力制御側の電動機
へのトルク指令、τ、。１は速度制御側の電動機へのト
ルク指令、τ□はその電動機トルク、ｎ、はその電動機
速度、Ｔは２つのロール間の張力、Ｔ１はその張力分ト
ルク（τ、 −１［Ｔ） 、３２は張力制御側の電流制
御系へのフィードバックゲイン要素（ｆ、、）、３１及
び３０は速度制御側の電流制御系へのフィードバックゲ
イン要素（ｆｘ＋、 ｆｉｚ）をそれぞれ示す。
今、第１図において、状態変数にｎｏ、Ｔ及びｎｏをと
り、入力変数をτ。及びτ□とすれば、状態方程式は次
式のような２人カシステムとなる。
り、入力変数をτ。及びτ□とすれば、状態方程式は次
式のような２人カシステムとなる。
ただし、張力系の振動周波数に比べて電流制御系の応答
周波数は充分大きいので電流制御系ば１としている。
周波数は充分大きいので電流制御系ば１としている。
状態フィードバックを行わない場合（ｆ＋ｉ−ｒ ｔ＋
−ｆ ｔｘ＝ｏ ）の特性方程式は（１）式より、次
式が得られる。
−ｆ ｔｘ＝ｏ ）の特性方程式は（１）式より、次
式が得られる。
ｓ’ ＋ ５＝０−−−一・−・−・・・−・−
・−・−−−−一−・・−・−・、、・・（２）Ｔ、Ｌ
Ｔｔ この式の根は次式となり、第１図は張力Ｔが持続振動に
なることを示している。なお、次式におけるｉは虚数単
位である。
・−・−−−−一−・・−・−・、、・・（２）Ｔ、Ｌ
Ｔｔ この式の根は次式となり、第１図は張力Ｔが持続振動に
なることを示している。なお、次式におけるｉは虚数単
位である。
ｓ−〇、±ｉ Ｊ Ｋ／（Ｔ、ｔ Ｔｔ ） −’−
’−’−’−−−−−−−−’−’−−−−−−
−−−−−−’ （３）Ｔの持続振動を除去するために
次のような状態フィードバックを施す。
’−’−’−−−−−−−−’−’−−−−−−
−−−−−−’ （３）Ｔの持続振動を除去するために
次のような状態フィードバックを施す。
ｆＢ ｂｓ ｌ［＋ ｆｔｘ ｆｕ ｆ
ｔ＋ ｂｘＴ−ｔ Ｔ□ Ｔ、ｔ Ｔ
ｔ Ｔ−ｔ Ｔ−Ｔ−Ｔｔ＋ （（ｆ□十
６３） （Ｋ＋ ｆ＋！□） ｂｔ（ｆｕ ＋ ｆ
ｕ３） ＩＴ−ｔ Ｔ□Ｔｔ ＝０ −−−−−−−−−−−−−−一・−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−（６）この式の３つの根をそれぞれα。
ｔ＋ ｂｘＴ−ｔ Ｔ□ Ｔ、ｔ Ｔ
ｔ Ｔ−ｔ Ｔ−Ｔ−Ｔｔ＋ （（ｆ□十
６３） （Ｋ＋ ｆ＋！□） ｂｔ（ｆｕ ＋ ｆ
ｕ３） ＩＴ−ｔ Ｔ□Ｔｔ ＝０ −−−−−−−−−−−−−−一・−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−（６）この式の３つの根をそれぞれα。
、α１ α２とすると、方程式の係数と根の関係式から
次式が成立する。
次式が成立する。
このとき、張力系の特性方程式は次式となる。
ｄａｔ （ｓ ｌ−（Ａ−ＢＦ） ）
ここで、状態フィードバックゲインを一意的に決定し、
更に状態フィードバックゲイン数を少なくするために、
ｆ＋＋ −ｆｔｘ ＝ ｆｚｚ −０とし、張力系を安
定化するためのフィードバックゲイン行列Ｆの残る３つ
の要素は （７）式から次式が得られる。
更に状態フィードバックゲイン数を少なくするために、
ｆ＋＋ −ｆｔｘ ＝ ｆｚｚ −０とし、張力系を安
定化するためのフィードバックゲイン行列Ｆの残る３つ
の要素は （７）式から次式が得られる。
ｆｘｓ−Ｔ−（α。十α１＋α、）ｊ
α０．α１．αｚ＜０、すなわち張力系の極を複素左平
面に設定すれば、張力系の応答を任意に制御でき、かつ
持続振動を餘去し安定化できる。
面に設定すれば、張力系の応答を任意に制御でき、かつ
持続振動を餘去し安定化できる。
第２図は第１図の原理に基づくこの発明に係る張力制御
方法の一実施例を実施するための制御回路のブロック図
である。この図において、■はサイリスタレオナード方
式の速度制御装置、２はこの速度制御装置１で制御され
るサイリスタ変換器、１２はこのサイリスタ変換器２で
駆動される直流電動機からなる電動機であり、この電動
機１２には速度検出器１３が結合されるとともに、サイ
リスタ変換器２には電流検出器３が接続され、電流マイ
ナーループを有する電流制御系によって電動機１２の制
御が行われる。速度制御装置１は速度調節器（ＡＳＲ）
２０、電流調節器（＾ＣＲ） ２１、パルス発生器２
２から構成されており、速度検出器１３で検出された電
動機１２の速度ｎ、が速度設定値ｎ、９に等しくなるよ
うに速度調節器２０によって調節される。速度調節器２
０の出力は電流調節器２１の電流指令ｉ、。
方法の一実施例を実施するための制御回路のブロック図
である。この図において、■はサイリスタレオナード方
式の速度制御装置、２はこの速度制御装置１で制御され
るサイリスタ変換器、１２はこのサイリスタ変換器２で
駆動される直流電動機からなる電動機であり、この電動
機１２には速度検出器１３が結合されるとともに、サイ
リスタ変換器２には電流検出器３が接続され、電流マイ
ナーループを有する電流制御系によって電動機１２の制
御が行われる。速度制御装置１は速度調節器（ＡＳＲ）
２０、電流調節器（＾ＣＲ） ２１、パルス発生器２
２から構成されており、速度検出器１３で検出された電
動機１２の速度ｎ、が速度設定値ｎ、９に等しくなるよ
うに速度調節器２０によって調節される。速度調節器２
０の出力は電流調節器２１の電流指令ｉ、。
として与えられパルス発生器２２を介してサイリスタ変
換器２により速度制御側の電動機１２の電機子電流が制
御される。
換器２により速度制御側の電動機１２の電機子電流が制
御される。
４はサイリスタレオナード方式の張力制御装置、５はこ
の張力制御装置４で制御されるサイリスタ変換器、１４
はこのサイリスタ変換器５で駆動される直流電動機から
なる電動機であり、この電動機１４には速度検出器１５
が結合されるとともに、サイリスタ変換器５には電流検
出器６が接続され、電流マイナーループを有する電流制
御系によって電動機１４の制御が行われる。張力制御装
置４は張力調節器（ＡＴＲ） ２３、電流調節器（＾Ｃ
Ｒ） ２４から構成されている。
の張力制御装置４で制御されるサイリスタ変換器、１４
はこのサイリスタ変換器５で駆動される直流電動機から
なる電動機であり、この電動機１４には速度検出器１５
が結合されるとともに、サイリスタ変換器５には電流検
出器６が接続され、電流マイナーループを有する電流制
御系によって電動機１４の制御が行われる。張力制御装
置４は張力調節器（ＡＴＲ） ２３、電流調節器（＾Ｃ
Ｒ） ２４から構成されている。
９はドライヤロール、１０はテンシシンロール、８はカ
レンダロール、７はリール、１００はこれらのロール間
に張られて張力制御が行われる材料を示す、ドライヤロ
ール９は電動機１２に連結され、カレンダロール８は電
動機１４に連結されてそれぞれ駆動されるように構成さ
れる。テンシランロール１０は、カレンダロール８とド
ライヤロール９間に配置され、このテンシランロール１
０に張力検出器１１が接続される。張力検出器ＩＩの出
力は張力制御装置４に入力されて張力設定値Ｔ１に等し
くなるように張力調節器２３により調節される。この張
力調節器２３の出力は電流調節器２４の電流指令ｉ□と
して与えられ、パルス発生器２５を介してサイリスタ変
換器５により張力制御側の電動機１４の電機子電流が制
御される。
レンダロール、７はリール、１００はこれらのロール間
に張られて張力制御が行われる材料を示す、ドライヤロ
ール９は電動機１２に連結され、カレンダロール８は電
動機１４に連結されてそれぞれ駆動されるように構成さ
れる。テンシランロール１０は、カレンダロール８とド
ライヤロール９間に配置され、このテンシランロール１
０に張力検出器１１が接続される。張力検出器ＩＩの出
力は張力制御装置４に入力されて張力設定値Ｔ１に等し
くなるように張力調節器２３により調節される。この張
力調節器２３の出力は電流調節器２４の電流指令ｉ□と
して与えられ、パルス発生器２５を介してサイリスタ変
換器５により張力制御側の電動機１４の電機子電流が制
御される。
一方、この実施例で示すようなカレンダロール８のロー
ル周速はそのダイヤ径が一定であるためこれを駆動する
電動機１４の速度と同じになる。そして、ドライヤロー
ル９を駆動する電動機１２の回転速度ｎ、を （８）式
より算出した状態フィードバックゲイン要素３０のゲイ
ンｒ＋ｓで張力制御側の電流調節器２４にフィードバッ
クを施し、カレンダロール８を駆動する電動機１４の回
転速度ｎ＠を（８）式より算出した状態フィードバック
ゲイン要素３１のゲインｆｔ＋と、電動機１２の速度ｎ
ｏを （８）式より算出した状態フィードバックゲイン
要素３２のゲイン【２．との和で速度制御側の電流調節
器２１にフィードバックを施せば、カレンダロール８、
ドライヤロール９間の張力振動を速やかに抑制できると
ともに、任意の応答に制御することができる。
ル周速はそのダイヤ径が一定であるためこれを駆動する
電動機１４の速度と同じになる。そして、ドライヤロー
ル９を駆動する電動機１２の回転速度ｎ、を （８）式
より算出した状態フィードバックゲイン要素３０のゲイ
ンｒ＋ｓで張力制御側の電流調節器２４にフィードバッ
クを施し、カレンダロール８を駆動する電動機１４の回
転速度ｎ＠を（８）式より算出した状態フィードバック
ゲイン要素３１のゲインｆｔ＋と、電動機１２の速度ｎ
ｏを （８）式より算出した状態フィードバックゲイン
要素３２のゲイン【２．との和で速度制御側の電流調節
器２１にフィードバックを施せば、カレンダロール８、
ドライヤロール９間の張力振動を速やかに抑制できると
ともに、任意の応答に制御することができる。
以上、この発明の好適な実施例について説明したが、こ
の発明は前記実施例に限定されるものではな（、例えば
前記実施例におけるサイリスタレオナード制御装置をイ
ンバータ制御装置、直流電動機を交流電動機としてもよ
く、また、カレンダロール８のダイヤ径が可変の場合に
は、電動機速度をダイヤ径補正をして状態フィードバッ
クすればよく、その他この発明の精神を逸脱しない範囲
内において種々の設計変更をなし得ることは勿論である
。
の発明は前記実施例に限定されるものではな（、例えば
前記実施例におけるサイリスタレオナード制御装置をイ
ンバータ制御装置、直流電動機を交流電動機としてもよ
く、また、カレンダロール８のダイヤ径が可変の場合に
は、電動機速度をダイヤ径補正をして状態フィードバッ
クすればよく、その他この発明の精神を逸脱しない範囲
内において種々の設計変更をなし得ることは勿論である
。
前述した実施例から明らかなようにこの発明によれば、
張力制御用の電動機の速度を検出して比例要素を介して
速度＠扉装置の電流制御系に状態フィードバックを行う
とともに、速度制御用の電動機の速度を、その速度制御
系にフィードバックするだけでなく、この制御装置と張
力制御装置とのそれぞれの電流制御系゛に異なる比例要
素を介して状態フィードバンクを行い、前述の張力制御
用の電動機の速度の状態フィードバックの比例要素を含
めたこれら３つの比例要素を適切に選定することよって
、比較的簡単な構成で張力振動を任意の応答で抑制する
ことのできる張力制御方法が得られる。
張力制御用の電動機の速度を検出して比例要素を介して
速度＠扉装置の電流制御系に状態フィードバックを行う
とともに、速度制御用の電動機の速度を、その速度制御
系にフィードバックするだけでなく、この制御装置と張
力制御装置とのそれぞれの電流制御系゛に異なる比例要
素を介して状態フィードバンクを行い、前述の張力制御
用の電動機の速度の状態フィードバックの比例要素を含
めたこれら３つの比例要素を適切に選定することよって
、比較的簡単な構成で張力振動を任意の応答で抑制する
ことのできる張力制御方法が得られる。
第１図はこの発明の詳細な説明するための制御系の構成
を示すブロック図、第２図は第１図の原理を具体的に実
現する制御回路のブロック図である。 ９・・・ドライヤロール、１０・・・テンシゴンａ−ル
、１１・・・張力検出器、１２．１４・・・電動機、１
３、１５・・・速度検出器、２ｏ・・・速度調節器、２
１．２４・・・電流調節器、２２．２５・・・パルス発
生器、２３・・・張力調節器、 ３１、３２．３３・・・フィードバックゲイン要素（比
例要素）。
を示すブロック図、第２図は第１図の原理を具体的に実
現する制御回路のブロック図である。 ９・・・ドライヤロール、１０・・・テンシゴンａ−ル
、１１・・・張力検出器、１２．１４・・・電動機、１
３、１５・・・速度検出器、２ｏ・・・速度調節器、２
１．２４・・・電流調節器、２２．２５・・・パルス発
生器、２３・・・張力調節器、 ３１、３２．３３・・・フィードバックゲイン要素（比
例要素）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）張力調節器を有するメインループと張力制御用の電
動機の電機子電流を制御する電流調節器からなるマイナ
ーループとを有する張力制御装置と、速度調節器を有す
るメインループと速度制御用の電動機の電機子電流を制
御する電流調節器からなるマイナーループとを有する速
度制御装置とを備えた制御装置の張力制御方法において
、 前記張力制御用の電動機の速度を検出して比例要素を介
して前記速度制御装置の電流制御系にフィードバックを
行い、前記速度制御用の電動機の速度を、この速度制御
装置の電流制御系及び前記張力制御装置の電流制御系に
それぞれ異なる比例要素を介してフィードバックを行う
ことにより、張力系に発生する張力振動を抑制すること
を特徴とする張力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109563A JPH048193A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 張力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109563A JPH048193A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 張力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048193A true JPH048193A (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=14513414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2109563A Pending JPH048193A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 張力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH048193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6731451B2 (en) | 1994-02-18 | 2004-05-04 | Hitachi, Ltd. | Information management apparatus |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP2109563A patent/JPH048193A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6731451B2 (en) | 1994-02-18 | 2004-05-04 | Hitachi, Ltd. | Information management apparatus |
| US7706541B2 (en) | 1994-02-18 | 2010-04-27 | Fipa Frohwitter Intellectual Property Ag | Information management apparatus |
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