JPH05313737A

JPH05313737A - コイルカー制御装置

Info

Publication number: JPH05313737A
Application number: JP4120596A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tanii; 井正谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1993-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】搬送効率の低下を招くことなく、目標とする
定位置に、コイルカーを精度良く停止できるようにす
る。【構成】加速中の移動速度基準Ｖr は接点１ａを通っ
てコイルカー２に送られる。加速状態判別回路５は、速
度実績Ｖa の入力から加速状態であることを判別して、
接点６をオンにする。伝達関数演算手段４は、速度基準
Ｖr 及び速度実績Ｖa の入力に基き、コイルカー２の伝
達関数Ｇp(s)を演算し、これを停止制御速度基準演算手
段８にセットする。切換回路９は、位置実績の入力に基
き、コイルカーが目標位置に近づいたときに、接点１ａ
をオフ、接点１ｂをオンにして定位置停止制御に切換え
る。停止制御速度基準演算手段８は、停止位置目標値Ｒ
と位置実績Ｘとの偏差Ｅを入力し、既にセットされてい
るＧp(s)を用いて、速度基準Ｕの演算を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延工場内で、圧延材
料であるコイルの運搬を行うコイルカーの制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】コイルカーは、工場内の所定の場所でコ
イルを積載し、所定の搬送経路を通って、このコイルを
目的地まで運搬するものである。そして、このコイルカ
ーの制御は、作業の合理化の観点から人手に頼らずに行
うことが要求されるため、工場内に設置したコイルカー
制御装置により、所定のプログラムに基いて行われるよ
うになっている。

【０００３】図４は、このようなコイルカー制御装置か
らコイルカーに対して出力される速度基準のパターンを
示す特性図である。この図に示すように、加速走行領
域、定速走行領域を経て、減速走行領域に入るが、目的
地にある程度近づいた時点からは、定位置に精度良く停
止させるために、さらに減速度を緩やかにした定位置停
止制御が行われる。図５は、この定位置停止制御を行う
場合の速度基準と残り距離との関係を示す特性図であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コイルカー
制御装置がコイルカーへ速度基準を与えてから、実際に
コイルカーがその基準に達するまでの速度即ち応答速度
は、コイルカー重量及び積載コイル重量により決定され
るが、積載コイル重量は毎回異なる値となるのが通常で
ある。

【０００５】一方、定位置停止制御に入ってからの速度
基準は、積載コイル重量とは無関係となっており、図５
で示したように、残り距離に対応した速度基準が与えら
れるようになっている。したがって、毎回の積載コイル
重量が大きく異なると、目的地での停止位置も大きくず
れることになる。

【０００６】そこで、このようなズレを小さくするため
に、図５の直線の傾きを小さくすることが考えられる
が、それでは、目的地の定位置に停止させるのに余分な
時間を費すことになり、搬送効率の低下を招くことにな
る。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、搬送効率の低下を招くことなく、目標とする定位
置に、コイルカーを精度良く停止させることができるコ
イルカー制御装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として、圧延材料であるコイルを、所定
の搬送経路を通って目的地まで運搬するコイルカーに対
し、このコイルカーが定速走行領域を通過した後、目的
地に近づくにつれてその速度基準を漸減させるように
し、次いで、このコイルカーを定位置に停止させるよう
な定位置停止制御を行うコイルカー制御装置において、
前記コイルカーに対する発進後の加速中の速度基準及び
その速度実績の入力に基いて、前記コイルを積載してい
るコイルカーの伝達関数を演算する伝達関数演算手段
と、前記演算された伝達関数を記憶しておき、前記コイ
ルカーが前記定速走行領域を通過して前記定位置停止制
御を行う領域に入った後は、この記憶した伝達関数を用
いて速度基準を演算する停止制御速度基準演算手段と、
を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上記構成において、コイルを積載したコイルカ
ーが発進すると、伝達関数演算手段は、定速走行領域に
入るまでの間、すなわち加速走行領域中は速度基準及び
速度実績を入力しており、この入力に基きコイルカーの
伝達関数を演算する。そして、停止制御速度演算手段
は、このとき演算された伝達関数を記憶する。

【００１０】次いでコイルカーが定速走行領域を通過
し、さらに定位置停止制御を行う領域に入ると、停止制
御速度基準演算手段は、すでに記憶してある伝達関数を
用いて定位置停止制御を行うための速度基準を演算す
る。

【００１１】積載するコイルの重量は毎回異なるため
に、コイルカー全体の重量も毎回異なることになるが、
伝達関数演算手段は加速走行領域で、その都度、演算を
行っているので、演算された伝達関数は正確なものとな
っている。したがって、この伝達関数を用いて演算され
る速度基準も最適なものとなり、コイルカーを、目的地
の停止位置に短時間で且つ正確に停止させることができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図３に基
き、説明する。図１は、この実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【００１３】図１において、図示を省略してある移動速
度基準設定器から、スイッチ回路１の接点１ａを介し
て、速度基準がコイルカー２に出力される。この速度基
準により、加速走行領域及び定速走行領域におけるコイ
ルカー２の制御が行われる。なお、このときスイッチ回
路１の接点１ｂはオフとなっている。そして、コイルカ
ー２には速度検出器（図示せず）が取付けられており、
積分器３は速度検出信号即ち速度実績の入力に基いて位
置実績Ｘを出力するようになっている。

【００１４】また、加速走行領域におけるコイルカー２
からの速度実績Ｖa は、伝達関数演算手段４及び加速状
態判別回路５に出力されるようになっている。そして、
加速状態判別回路５は、この速度実績Ｖa の入力に基い
て、コイルカー２が加速走行中であることを判別し、接
点６をオンにする。

【００１５】これにより、加速中の速度基準Ｖr が接点
６を介して伝達関数演算手段４に送られ、伝達関数演算
手段４は、これら速度基準及び速度実績の各伝達関数Ｖ
r(s)，Ｖa(s)の入力に基づいて、コイルカー２の伝達関
数Ｇp(s)を演算する。この演算された伝達関数Ｇp(s)
は、コントローラ７内の停止制御速度基準演算手段８に
出力され、ここで記憶されるようになっている。なお、
制御上の必要から、この伝達関数Ｇp(s)はコイルカー２
においても記憶されるようになっている。

【００１６】このように、接点１ａを介して送られてく
る速度基準によりコイルカー２の加速走行及び定速走行
が行われるが、切換回路９は、このときのコイルカー２
の残り距離を位置実績Ｘの入力に基き演算している。そ
して、コイルカー２が目的地にある程度近づいたとき、
すなわち、この実施例では、コイルカー２が定速走行領
域を通過したときに、切換回路２が接点１ａをオフし、
接点１ｂをオンにする。

【００１７】次いで、加算器１０から、図示を省略した
目標値設定器からの停止位置目標値Ｒと、位置実績Ｘと
の偏差Ｅがコントローラ７に入力される。コントローラ
７の停止制御速度基準演算手段８は、この偏差Ｅと、既
に記憶してある伝達関数Ｇp(s)とから、定位置停止制御
を行うための速度基準Ｕを演算し、これを接点１ｂを介
してコイルカー２に出力する。

【００１８】図２は、本実施例における速度基準のパタ
ーンを示す特性図である。図２の場合は、図４の場合と
対比してみれば明らかなように、定速走行領域を通過し
た後、直ちに定位置停止制御が行われるようになってい
る。これは、本実施例では、コイルカー２の応答特性を
図３に示すような２次遅れの特性としたので、定速走行
が終了した後は、最初から定位置停止制御を行った方
が、迅速に目標位置に停止させることができるからであ
る。

【００１９】つまり、図３の応答特性によれば、コイル
カー２は、定位置停止制御の開始直後では、ゆっくり減
速され、その後は目標位置に向かって速かに減速され、
さらに目標位置に充分接近した時点で再びゆっくりと減
速されるようになっている。このように、定位置停止制
御の始めと終りでは減速を緩やかにしているので、コイ
ルカーからコイルが落下するのを防止することができ
る。一方、始めと終り以外の領域では減速度を大きくと
っているので、定位置停止制御を開始してから短時間で
コイルカーを目標位置に停止させることができる。

【００２０】次に、伝達関数演算手段４及び停止制御速
度基準演算手段８の演算内容について説明する。

【００２１】まず、加速中の移動速度基準Ｖr は次式
（１）で与えられる。

【００２２】Ｖr ＝ａ₁ｔ ……………… （１）ここで、ａ₁は定数である。したがって、（１）式の伝
達関数Ｖr(s)は次式（２）で与えられる。

【００２３】Ｖr(s)＝ａ₁／ｓ² ……… （２）そして、コイルカー２の移動速度基準に対する実際の移
動速度の応答は１次遅れで近似できることから、ａ₂，
ａ₃を定数とすれば、伝達関数Ｇp(s)は次式（３）で表
わされる。

【００２４】

【数１】（２）式及び（３）式より、コイルカー２の速度実績Ｖ
a の伝達関数Ｖa(s)は次式（４）で表わされる。

【００２５】

【数２】したがって、伝達関数演算手段４は、Ｖr(s)及びＶa(s)
を入力し、（４）式から伝達関数Ｇp(s)を求めることが
できる。そして、加速終了時に、伝達関数演算手段４
は、このＧp(s)を停止制御速度基準演算手段８にセット
する。

【００２６】さて、停止位置目標値Ｒのパルス伝達関数
をＲ(z) 、位置実績Ｘのパルス伝達関数をＸ(z) 、コイ
ルカー２及び積分器３のパルス伝達関数Ｇ(z) とすれ
ば、コントローラ７の特性Ｃ(z) は次式（５）で与えら
れる。

【００２７】

【数３】ここで、コイルカー２及び積分器３の伝達関数Ｇ(s) は
次式（６）で与えられる。

【００２８】

【数４】したがって、サンプリング周期をＴとすれば、（５）式
におけるパルス伝達関数Ｇ(z) は次式（７）で表わされ
る。

【００２９】

【数５】また、停止位置目標値Ｒ(z) はステップ関数となるの
で、（５）式におけるＲ(z) は次式（８）で与えられ
る。

【００３０】

【数６】そして、停止位置目標値Ｒ(z) に対する位置実績Ｘ(z)
の応答が図３のような２次遅れとなるようにコントロー
ラ７の特性を決定するものとし、ｂ₁〜ｂ₅を定数とす
れば、（５）式におけるＸ(z) は次式（９）で表わされ
る。

【００３１】

【数７】したがって、（８），（９）式から次式（１０）を得る
ことができる。

【００３２】

【数８】よって、（７），（１０）式から（５）式は、次式（１
１）のように表わされる。ここで、ｃ₁〜ｃ₂，ｄ₀〜
ｄ₄は定数である。

【００３３】

【数９】ところで、コントローラ７に入力される偏差Ｅのパルス
伝達関数をＥ(z) とし、コントローラ７から出力される
速度基準Ｕのパルス伝達関数をＵ(z) とすると、コント
ローラ７の特性Ｃ(z) は次式（１２）で与えられる。

【００３４】

【数１０】この（１２）式の関係を用いれば、（１１）式を次式
（１３）のような離散値形に表わすことができる。

【００３５】

【数１１】ただし、ｕ(k) は時刻ｔ＝ｋｔにおけるコイルカーの速
度基準値、ｅ(k) は時刻ｔ＝ｋｔにおけるコイルカー位
置の偏差である。ｒ(k) を時刻ｔ＝ｋｔにおけるコイル
カーの位置目標値、ｘ(k) を時刻ｔ＝ｋｔにおけるコイ
ルカーの位置実績値とすると、ｅ(k) は次式（１４）で
表わされる。

【００３６】ｅ(k) ＝ｒ(k) −ｘ(k) … （１４）したがって、コイルカー７の移動速度基準値ｕ(k) は、
それ以前に出力した移動速度基準値ｕ(k-1) ，ｕ(k-2)
、及びコイルカー位置の偏差ｅ(k) とそれ以前の偏差
ｅ(k-1) ，ｅ(k-2) ，ｅ(k-3) ，ｅ(k-4) とから（１
３）式を用いて求めることができる。

【００３７】なお、本実施例では、定位置停止制御に入
った後の、速度基準に対する位置実績の応答について、
図３に示すようなパターンを採用したが、もちろん、こ
れのみに限定されるわけではなく、他の応答波形のパタ
ーンを自由に設定することが可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、加速走
行中の速度基準及び速度実績に基づいて、コイルカーの
伝達関数を予め求めておき、定位置停止制御領域に入っ
た後は、この求めておいた伝達関数を用いて速度基準を
演算する構成としたので、搬送効率の低下を招くことな
く、目標とする定位置に、コイルカーを精度良く停止さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。

【図２】図１の実施例における速度基準のパターンを示
す特性図。

【図３】図１の実施例において、定位置停止制御に入っ
た後のコイルカーの応答特性図。

【図４】従来例における速度基準のパターンを示す特性
図。

【図５】従来例において、定位置停止制御を行う際の、
残り距離と速度基準との関係を示す特性図。

【符号の説明】

２コイルカー４伝達関数演算手段８停止制御速度基準演算手段Ｖｒ加速中の速度基準Ｖａ加速中の速度実績Ｇp(s) コイルカーの伝達関数Ｒ停止位置目標値Ｘ位置実績Ｕ定位置停止制御中の速度基準

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延材料であるコイルを、所定の搬送経路
を通って目的地まで運搬するコイルカーに対し、このコ
イルカーが定速走行領域を通過した後、目的地に近づく
につれてその速度基準を漸減させるようにし、次いで、
このコイルカーを定位置に停止させるような定位置停止
制御を行うコイルカー制御装置において、前記コイルカーに対する発進後の加速中の速度基準及び
その速度実績の入力に基いて、前記コイルを積載してい
るコイルカーの伝達関数を演算する伝達関数演算手段
と、前記演算された伝達関数を記憶しておき、前記コイルカ
ーが前記定速走行領域を通過して前記定位置停止制御を
行う領域に入った後は、この記憶した伝達関数を用いて
速度基準を演算する停止制御速度基準演算手段と、を備
えたことを特徴とするコイルカー制御装置。