JPH06170425A - 連続圧延機における被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法 - Google Patents
連続圧延機における被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法Info
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- JPH06170425A JPH06170425A JP4320360A JP32036092A JPH06170425A JP H06170425 A JPH06170425 A JP H06170425A JP 4320360 A JP4320360 A JP 4320360A JP 32036092 A JP32036092 A JP 32036092A JP H06170425 A JPH06170425 A JP H06170425A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧下操作等の外乱に対しても被圧延材の張力
及びルーパー角度の変動を抑制する。 【構成】 圧延スタンド間にルーパーが配置された連続
圧延機において、ロール回転速度と、ルーパートルクあ
るいはルーパー速度とを操作量として、被圧延材の張力
及びルーパー角度の２つの制御量を目標値に制御するに
あたり、一方の変動に応じて他方の目標値をダイナミッ
クに修正することにより、変動を迅速に解消する。
及びルーパー角度の変動を抑制する。 【構成】 圧延スタンド間にルーパーが配置された連続
圧延機において、ロール回転速度と、ルーパートルクあ
るいはルーパー速度とを操作量として、被圧延材の張力
及びルーパー角度の２つの制御量を目標値に制御するに
あたり、一方の変動に応じて他方の目標値をダイナミッ
クに修正することにより、変動を迅速に解消する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延スタンド間にルー
パーが配置された連続圧延機において、被圧延材の張力
及びルーパー角度を制御する方法に係り、特に、熱間圧
延仕上ミルに用いるのに好適な、圧下操作等の外乱に対
しても、被圧延材の張力及びルーパー角度の変動を抑制
することが可能な、被圧延材のスタンド間張力及びルー
パー角度の制御方法に関するものである。
パーが配置された連続圧延機において、被圧延材の張力
及びルーパー角度を制御する方法に係り、特に、熱間圧
延仕上ミルに用いるのに好適な、圧下操作等の外乱に対
しても、被圧延材の張力及びルーパー角度の変動を抑制
することが可能な、被圧延材のスタンド間張力及びルー
パー角度の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延の仕上ミルでは、スタンド間の
ループ量を適切に維持し、被圧延材の張力を安定に保つ
ために、ルーパーと呼ばれる機構が設置されている。
ループ量を適切に維持し、被圧延材の張力を安定に保つ
ために、ルーパーと呼ばれる機構が設置されている。
【０００３】このルーパーにおいては、被圧延材の寸法
形状に直接影響する張力を安定に制御すると共に、ルー
パー角度の変動も抑制することが、操業の安定の意味か
ら重要である。張力とルーパー角度の２つの量を制御す
るために、従来から圧延スタンドのロール回転速度とル
ーパートルクの２つの操作量が用いられている。
形状に直接影響する張力を安定に制御すると共に、ルー
パー角度の変動も抑制することが、操業の安定の意味か
ら重要である。張力とルーパー角度の２つの量を制御す
るために、従来から圧延スタンドのロール回転速度とル
ーパートルクの２つの操作量が用いられている。
【０００４】最も一般的な制御方法は、図１に示す如
く、ルーパー角度θを上流側（i ）あるいは下流側（i
＋１）の圧延スタンドのロール回転速度を修正すること
により制御し、ルーパートルクを、ルーパー角度θの変
動に応じて調整することにより、間接的に張力σを目標
値に制御する方法である。
く、ルーパー角度θを上流側（i ）あるいは下流側（i
＋１）の圧延スタンドのロール回転速度を修正すること
により制御し、ルーパートルクを、ルーパー角度θの変
動に応じて調整することにより、間接的に張力σを目標
値に制御する方法である。
【０００５】しかしながら、この方法では、張力がオー
プンループ制御となっているため、張力制御性が悪いと
いう問題がある。又、張力とルーパー角度は互いに干渉
しており、張力変動はルーパー角度変動を誘発し、ルー
パー角度変動は張力変動をもたらすが、従来の制御で
は、この干渉が除去されていないために、ルーパー角度
の安定性が悪いという問題もある。
プンループ制御となっているため、張力制御性が悪いと
いう問題がある。又、張力とルーパー角度は互いに干渉
しており、張力変動はルーパー角度変動を誘発し、ルー
パー角度変動は張力変動をもたらすが、従来の制御で
は、この干渉が除去されていないために、ルーパー角度
の安定性が悪いという問題もある。
【０００６】そこで、特開昭５９−１１０４１０に記載
されているように、ルーパーに設置されたロードセル等
により張力を測定し、圧延スタンドのロール回転速度を
操作量として張力を制御し、ルーパートルクあるいはル
ーパー速度を操作量としてルーパー角度を制御する、２
つのフィードバックループを用いる方法が実用化されて
いる。
されているように、ルーパーに設置されたロードセル等
により張力を測定し、圧延スタンドのロール回転速度を
操作量として張力を制御し、ルーパートルクあるいはル
ーパー速度を操作量としてルーパー角度を制御する、２
つのフィードバックループを用いる方法が実用化されて
いる。
【０００７】更に、張力とルーパー角度の干渉の影響を
相殺するため、図２に示す如く、ルーパー特性を示すブ
ロックＧの前に、クロスコントローラＣと呼ばれる前置
補償器を併用して、クロスコントローラＣとルーパー特
性ブロックＧの相乗効果で、非干渉とすることも考えら
れている。
相殺するため、図２に示す如く、ルーパー特性を示すブ
ロックＧの前に、クロスコントローラＣと呼ばれる前置
補償器を併用して、クロスコントローラＣとルーパー特
性ブロックＧの相乗効果で、非干渉とすることも考えら
れている。
【０００８】又、特開昭５９−１１８２１３や特開昭５
９−１１８２１４に記載されている如く、ルーパー駆動
モータに対し速度制御を適用すると共に、観測可能量で
ある張力、ルーパー角度、ルーパーモータ速度を用いた
状態フィードバックと、その前段で積分を行うメインコ
ントローラとを組合せ、その際、Ｐ、Ｉゲインの評価関
数を時間領域で最適化する積分型最適レギュレータも提
案されている。
９−１１８２１４に記載されている如く、ルーパー駆動
モータに対し速度制御を適用すると共に、観測可能量で
ある張力、ルーパー角度、ルーパーモータ速度を用いた
状態フィードバックと、その前段で積分を行うメインコ
ントローラとを組合せ、その際、Ｐ、Ｉゲインの評価関
数を時間領域で最適化する積分型最適レギュレータも提
案されている。
【０００９】この最適レギュレータにおいては、希望す
る制御応答を得ようとする場合、２次評価関数の重み行
列を試行錯誤的に設定し、最適制御ゲインを決定しなけ
ればならないが、これを改良し、周波数領域における閉
ループ応答を規定することによって、設計を容易とした
Ｈ∞制御も提案されている。
る制御応答を得ようとする場合、２次評価関数の重み行
列を試行錯誤的に設定し、最適制御ゲインを決定しなけ
ればならないが、これを改良し、周波数領域における閉
ループ応答を規定することによって、設計を容易とした
Ｈ∞制御も提案されている。
【００１０】前記非干渉制御、積分型最適レギュレー
タ、Ｈ∞制御では、ルーパー角度の制御性が従来に比べ
て格段に向上するが、これは、従来が、スタンド間のル
ープ量を操作することによりルーパー角度を操作する間
接的な方法であったのに対し、これらの制御は、基本的
にはルーパー角度偏差に基づきルーパーモータを駆動す
る直接的な方法になっており、位置サーボ系の応答だけ
で制御性が決められるようになっているためである。従
って、ルーパー角度制御の剛性は非常に高くなり、ルー
パーは、ほとんど固定されたのと同様になり、ルーパー
角度は安定する。
タ、Ｈ∞制御では、ルーパー角度の制御性が従来に比べ
て格段に向上するが、これは、従来が、スタンド間のル
ープ量を操作することによりルーパー角度を操作する間
接的な方法であったのに対し、これらの制御は、基本的
にはルーパー角度偏差に基づきルーパーモータを駆動す
る直接的な方法になっており、位置サーボ系の応答だけ
で制御性が決められるようになっているためである。従
って、ルーパー角度制御の剛性は非常に高くなり、ルー
パーは、ほとんど固定されたのと同様になり、ルーパー
角度は安定する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
制御方式では、ルーパー角度制御の剛性が低いために、
張力とルーパー角度との干渉が残り、外乱による張力変
動時にルーパー角度が変動することにより、その張力変
動を吸収するという特徴をもっていたのに対して、上記
の非干渉化制御、積分型最適レギュレータ、Ｈ∞制御で
は、その利点が失われ、張力制御は、ロール回転速度の
操作によってのみ行われる。
制御方式では、ルーパー角度制御の剛性が低いために、
張力とルーパー角度との干渉が残り、外乱による張力変
動時にルーパー角度が変動することにより、その張力変
動を吸収するという特徴をもっていたのに対して、上記
の非干渉化制御、積分型最適レギュレータ、Ｈ∞制御で
は、その利点が失われ、張力制御は、ロール回転速度の
操作によってのみ行われる。
【００１２】従って、高速な圧下操作によるマスフロー
バランスの崩れのような外乱による張力変動は吸収し切
れず、過大張力となって被圧延材の寸法形状の乱れを生
じたり、逆に張力が緩んだ場合には、被圧延材を下方か
ら支持しなければならないルーパーが被圧延材と離れて
しまい、安定な操業が行えない等の問題があった。
バランスの崩れのような外乱による張力変動は吸収し切
れず、過大張力となって被圧延材の寸法形状の乱れを生
じたり、逆に張力が緩んだ場合には、被圧延材を下方か
ら支持しなければならないルーパーが被圧延材と離れて
しまい、安定な操業が行えない等の問題があった。
【００１３】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
く成されたもので、圧延スタンド間にルーパーが配置さ
れた連続圧延機において、圧下操作等の外乱に対して
も、被圧延材の張力及びルーパー角度の変動を抑制する
ことが可能な被圧延材の張力及びルーパー制御方法を提
供することを目的とする。
く成されたもので、圧延スタンド間にルーパーが配置さ
れた連続圧延機において、圧下操作等の外乱に対して
も、被圧延材の張力及びルーパー角度の変動を抑制する
ことが可能な被圧延材の張力及びルーパー制御方法を提
供することを目的とする。
【００１４】
【問題点を解決するための手段】本発明は、圧延スタン
ド間にルーパーが配置された連続圧延機において、ロー
ル回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速度と
を操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を共に
目標値に制御するにあたり、図３に示す如く、スタンド
間における被圧延材の張力を測定あるいは推定し、該測
定あるいは推定した張力からルーパー角度目標値の補正
値を算出し、該補正値によって補正したルーパー角度目
標値にルーパー角度を制御することにより、前記目的を
達成したものである。
ド間にルーパーが配置された連続圧延機において、ロー
ル回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速度と
を操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を共に
目標値に制御するにあたり、図３に示す如く、スタンド
間における被圧延材の張力を測定あるいは推定し、該測
定あるいは推定した張力からルーパー角度目標値の補正
値を算出し、該補正値によって補正したルーパー角度目
標値にルーパー角度を制御することにより、前記目的を
達成したものである。
【００１５】又、圧延スタンドにルーパーが配置された
連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパートル
クあるいはルーパー速度とを操作量として、被圧延材の
張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあたり、
図４に示す如く、ルーパー角度を測定し、該測定したル
ーパー角度から張力目標値の補正値を算出し、該補正値
によって補正した張力目標値に張力を制御することによ
り、同様に前記目的を達成したものである。
連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパートル
クあるいはルーパー速度とを操作量として、被圧延材の
張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあたり、
図４に示す如く、ルーパー角度を測定し、該測定したル
ーパー角度から張力目標値の補正値を算出し、該補正値
によって補正した張力目標値に張力を制御することによ
り、同様に前記目的を達成したものである。
【００１６】又、圧延スタンド間にルーパーが配置され
た連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパート
ルクあるいはルーパー速度とを操作量として、被圧延材
の張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあた
り、図５に示す如く、スタンド間における被圧延材の張
力を測定あるいは推定し、該測定あるいは推定した張力
からルーパー角度目標値の補正値を算出し、該補正値に
よって補正したルーパー角度目標値にルーパー角度を制
御すると共に、ルーパー角度を測定し、該測定したルー
パー角度から張力目標値の補正値を算出し、該補正値に
よって補正した張力目標値に張力を制御することによ
り、同様に前記目的を達成したものである。
た連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパート
ルクあるいはルーパー速度とを操作量として、被圧延材
の張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあた
り、図５に示す如く、スタンド間における被圧延材の張
力を測定あるいは推定し、該測定あるいは推定した張力
からルーパー角度目標値の補正値を算出し、該補正値に
よって補正したルーパー角度目標値にルーパー角度を制
御すると共に、ルーパー角度を測定し、該測定したルー
パー角度から張力目標値の補正値を算出し、該補正値に
よって補正した張力目標値に張力を制御することによ
り、同様に前記目的を達成したものである。
【００１７】
【作用】発明者らは、非干渉制御、最適レギュレータ、
Ｈ∞制御を、張力・ルーパー制御に適用した場合の問題
点は、ルーパー角度制御の剛性が高められたことによ
り、張力変動を吸収するというルーパー本来の役割が失
われているためであることに着眼し、一方の変動に基づ
いて他方の目標値を修正するという新規な方法を考案し
たものである。
Ｈ∞制御を、張力・ルーパー制御に適用した場合の問題
点は、ルーパー角度制御の剛性が高められたことによ
り、張力変動を吸収するというルーパー本来の役割が失
われているためであることに着眼し、一方の変動に基づ
いて他方の目標値を修正するという新規な方法を考案し
たものである。
【００１８】本発明によるスタンド間張力及びルーパー
の制御方法では、圧延スタンド間にルーパーが配置され
た連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパート
ルクあるいはルーパー速度等を操作量として、被圧延材
の張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあた
り、スタンド間における被圧延材の張力を測定あるいは
推定し、該測定あるいは推定した張力からルーパー角度
目標値の補正値を算出し、該補正値によって補正したル
ーパー角度目標値にルーパー角度を制御している。
の制御方法では、圧延スタンド間にルーパーが配置され
た連続圧延機において、ロール回転速度と、ルーパート
ルクあるいはルーパー速度等を操作量として、被圧延材
の張力とルーパー角度を共に目標値に制御するにあた
り、スタンド間における被圧延材の張力を測定あるいは
推定し、該測定あるいは推定した張力からルーパー角度
目標値の補正値を算出し、該補正値によって補正したル
ーパー角度目標値にルーパー角度を制御している。
【００１９】今、外乱により張力が増加した場合を考え
る。このとき、ルーパー角度が半ば固定されていれば、
その張力変動を解消するには、ロール回転速度によりス
タンド間のループ量が調整されるのを待たなければなら
ないが、本発明のように、ルーパー角度を減少させるよ
うにルーパー角度目標値を修正して、その目標値にルー
パーを位置決めすれば、迅速に張力変動を解消すること
ができる。即ち、外乱による張力変動時には、ルーパー
角度を協調させて張力変動を吸収する方向にルーパーを
動かしてやることにより、張力変動を迅速に解消するも
のである。ここで、張力目標値の補正値を張力の関数と
して与えているので、張力変動が解消すれば、ルーパー
角度は元の目標値に復帰する。従って、張力及びルーパ
ー角度の変動は、目標値修正を行わない場合に比べて、
非常に小さくできる。
る。このとき、ルーパー角度が半ば固定されていれば、
その張力変動を解消するには、ロール回転速度によりス
タンド間のループ量が調整されるのを待たなければなら
ないが、本発明のように、ルーパー角度を減少させるよ
うにルーパー角度目標値を修正して、その目標値にルー
パーを位置決めすれば、迅速に張力変動を解消すること
ができる。即ち、外乱による張力変動時には、ルーパー
角度を協調させて張力変動を吸収する方向にルーパーを
動かしてやることにより、張力変動を迅速に解消するも
のである。ここで、張力目標値の補正値を張力の関数と
して与えているので、張力変動が解消すれば、ルーパー
角度は元の目標値に復帰する。従って、張力及びルーパ
ー角度の変動は、目標値修正を行わない場合に比べて、
非常に小さくできる。
【００２０】なお、故意にルーパー制御系のゲインを下
げて、張力変動に対してルーパー角度が変動し易くして
おけば、一見同様の効果が得られるが、応答を自由に設
定することはできず、制御対象の特性変動に弱くなり、
又、ルーパー角度目標変動に対する追従性が悪くなり、
実用的ではない。これに対して、本発明によれば、ルー
パー角度目標値を変更することにより、張力変動に対す
るルーパー角度の対応を自由自在に設定することがで
き、設計や調節が容易であるという特徴も有する。
げて、張力変動に対してルーパー角度が変動し易くして
おけば、一見同様の効果が得られるが、応答を自由に設
定することはできず、制御対象の特性変動に弱くなり、
又、ルーパー角度目標変動に対する追従性が悪くなり、
実用的ではない。これに対して、本発明によれば、ルー
パー角度目標値を変更することにより、張力変動に対す
るルーパー角度の対応を自由自在に設定することがで
き、設計や調節が容易であるという特徴も有する。
【００２１】又、本発明の請求項第２項は、逆にルーパ
ー角度が主として張力変動により変動した場合に、張力
目標値をルーパー角度変動が解消するように修正するこ
とによって、張力及びルーパー角度の変動を迅速に吸収
するものである。
ー角度が主として張力変動により変動した場合に、張力
目標値をルーパー角度変動が解消するように修正するこ
とによって、張力及びルーパー角度の変動を迅速に吸収
するものである。
【００２２】又、本発明の請求項第３項は、張力変動に
よりルーパー角度目標値を、ルーパー角度変動により張
力目標値を、それぞれ修正することにより、張力及びル
ーパー角度の変動を迅速に吸収するものである。
よりルーパー角度目標値を、ルーパー角度変動により張
力目標値を、それぞれ修正することにより、張力及びル
ーパー角度の変動を迅速に吸収するものである。
【００２３】
【実施例】以下、図面を参照して、熱間圧延機における
スタンド間張力とルーパーの制御に適用した、本発明の
実施例を詳細に説明する。
スタンド間張力とルーパーの制御に適用した、本発明の
実施例を詳細に説明する。
【００２４】図６は、熱間圧延機における隣接する２つ
のスタンドに本発明を適用した第１実施例の全体構成図
である。図において、１０は被圧延材、１２、１３は、
隣接する２つのスタンドであり、１２a 、１２b 、１３
a 、１３b は、ワークロールを表わす。
のスタンドに本発明を適用した第１実施例の全体構成図
である。図において、１０は被圧延材、１２、１３は、
隣接する２つのスタンドであり、１２a 、１２b 、１３
a 、１３b は、ワークロールを表わす。
【００２５】前記ワークロール１２a 、１２b は、モー
タ２０で駆動されており、速度制御装置２２によって速
度目標値で回転するように制御される。
タ２０で駆動されており、速度制御装置２２によって速
度目標値で回転するように制御される。
【００２６】ルーパー１６は、図の左から右へ移送され
つつ圧延される被圧延材１０を下方から支持するもの
で、先端にルーパーロール１６a を備えており、ルーパ
ーアーム１６b の基部には、ルーパー１６に駆動トルク
を付与するためのモータ２４があって、ルーパートルク
制御装置２６により目標トルクを発生するように制御さ
れている。
つつ圧延される被圧延材１０を下方から支持するもの
で、先端にルーパーロール１６a を備えており、ルーパ
ーアーム１６b の基部には、ルーパー１６に駆動トルク
を付与するためのモータ２４があって、ルーパートルク
制御装置２６により目標トルクを発生するように制御さ
れている。
【００２７】張力及びルーパー制御系は、ロール回転速
度と、ルーパートルクあるいはルーパー速度とを操作量
として、被圧延材１０の張力とルーパー角度を共に目標
値に制御するものであるが、本発明は、その目標値自体
に修正を加えるものであり、張力とルーパー角度を目標
値に制御する方法には依存しない。即ち、従来制御方
式、非干渉制御方式、最適レギュレータ、Ｈ∞制御等、
既存のいかなる張力・ルーパー角度制御系とも組合せら
れる。本実施例では、ロール回転速度により張力を、ル
ーパートルクによりルーパー角度を、それぞれ制御する
ものとする。
度と、ルーパートルクあるいはルーパー速度とを操作量
として、被圧延材１０の張力とルーパー角度を共に目標
値に制御するものであるが、本発明は、その目標値自体
に修正を加えるものであり、張力とルーパー角度を目標
値に制御する方法には依存しない。即ち、従来制御方
式、非干渉制御方式、最適レギュレータ、Ｈ∞制御等、
既存のいかなる張力・ルーパー角度制御系とも組合せら
れる。本実施例では、ロール回転速度により張力を、ル
ーパートルクによりルーパー角度を、それぞれ制御する
ものとする。
【００２８】３０は、ルーパー１６に設置されたロード
セル（図示省略）によりルーパー１６が被圧延材１０か
ら受ける反力を検出し、被圧延材１０の張力σを算出す
る張力検出器であり、張力制御装置３２は、該張力検出
器３０が出力する張力測定値σと張力目標値σr との差
に基づいて、ロール回転速度指令値を算出する。
セル（図示省略）によりルーパー１６が被圧延材１０か
ら受ける反力を検出し、被圧延材１０の張力σを算出す
る張力検出器であり、張力制御装置３２は、該張力検出
器３０が出力する張力測定値σと張力目標値σr との差
に基づいて、ロール回転速度指令値を算出する。
【００２９】４０は、ルーパー角度検出器であり、ルー
パー角度制御装置４２は、該ルーパー角度検出器４０で
測定されたルーパー角度θと、ルーパー角度目標値θr
との差に基づいて、ルーパートルク指令値を算出する。
パー角度制御装置４２は、該ルーパー角度検出器４０で
測定されたルーパー角度θと、ルーパー角度目標値θr
との差に基づいて、ルーパートルク指令値を算出する。
【００３０】３４は、本発明に係るルーパー角度目標補
正値算出器であり、前記張力検出器３０が出力する張力
測定値σに基づいて、ルーパー角度目標補正値Δθr を
算出する。算出されたルーパー角度目標補正値Δθ
r は、上位計算機５０から伝送されるルーパー角度目標
値θ0 と、加算器３６で加算され、最終的なルーパー角
度目標値θr となる。
正値算出器であり、前記張力検出器３０が出力する張力
測定値σに基づいて、ルーパー角度目標補正値Δθr を
算出する。算出されたルーパー角度目標補正値Δθ
r は、上位計算機５０から伝送されるルーパー角度目標
値θ0 と、加算器３６で加算され、最終的なルーパー角
度目標値θr となる。
【００３１】４４は、本発明に係る張力目標補正値算出
器であり、前記ルーパー角度検出器４０が出力するルー
パー角度測定値θに基づいて、張力目標補正値Δσr を
算出する。算出された張力目標補正値Δσr は、上位計
算機５０から伝送される張力目標値σ0 と加算器４６で
加算され、最終的な張力目標値σr となる。
器であり、前記ルーパー角度検出器４０が出力するルー
パー角度測定値θに基づいて、張力目標補正値Δσr を
算出する。算出された張力目標補正値Δσr は、上位計
算機５０から伝送される張力目標値σ0 と加算器４６で
加算され、最終的な張力目標値σr となる。
【００３２】前記ルーパー角度目標補正値算出器３４に
おけるルーパー角度目標補正値の算出は、例えば次のよ
うにして行われる。
おけるルーパー角度目標補正値の算出は、例えば次のよ
うにして行われる。
【００３３】張力が高くなった場合、ルーパー角度はそ
れに応じて小さくなるべきであり、張力が低くなった場
合、ルーパーはそれに追従して、角度は大きくなるべき
である。これをモデル化すればよい訳であるが、ここで
は、モデルとして、仮想的なインピーダンスを考える。
即ち、仮想的なマス、ダンパー、ばねで構成された２次
系を考え、それに張力測定値の張力目標値からの偏差を
入力し、出力をルーパー角度目標補正値とする。仮想イ
ンピーダンスモデルを次式のように置く。
れに応じて小さくなるべきであり、張力が低くなった場
合、ルーパーはそれに追従して、角度は大きくなるべき
である。これをモデル化すればよい訳であるが、ここで
は、モデルとして、仮想的なインピーダンスを考える。
即ち、仮想的なマス、ダンパー、ばねで構成された２次
系を考え、それに張力測定値の張力目標値からの偏差を
入力し、出力をルーパー角度目標補正値とする。仮想イ
ンピーダンスモデルを次式のように置く。
【００３４】 k ／｛（s ／ω）2 ＋２ζ（s ／ω）＋１｝ …（１）
【００３５】ここで、k はゲイン、ωは固有周波数、ζ
は減衰定数である。
は減衰定数である。
【００３６】前記ルーパー角度目標値算出器３４は、こ
の仮想インピーダンスモデルと、ルーパー角度制御ルー
プの特性の逆モデルにより、例えば図７のように構成さ
れている。ここで、ルーパー角度制御ループの特性の逆
モデルを用いているのは、ルーパー角度制御の遅れを補
償して、追従性を改善するためである。従って、ルーパ
ー角度制御系の応答はほとんど無視でき、ルーパーは、
その特性が恰も、この仮想インピーダンスモデルである
かのように動作する。モデルのマス、ダンパー、ばねの
定数を適当に与えることにより、ルーパーの固有周波数
や減衰定数を自由に決めることができる。従って、張力
変動に対して、ルーパーをどう動かすかが、任意に設定
できるため、設計が容易で、現場での調整も楽である。
の仮想インピーダンスモデルと、ルーパー角度制御ルー
プの特性の逆モデルにより、例えば図７のように構成さ
れている。ここで、ルーパー角度制御ループの特性の逆
モデルを用いているのは、ルーパー角度制御の遅れを補
償して、追従性を改善するためである。従って、ルーパ
ー角度制御系の応答はほとんど無視でき、ルーパーは、
その特性が恰も、この仮想インピーダンスモデルである
かのように動作する。モデルのマス、ダンパー、ばねの
定数を適当に与えることにより、ルーパーの固有周波数
や減衰定数を自由に決めることができる。従って、張力
変動に対して、ルーパーをどう動かすかが、任意に設定
できるため、設計が容易で、現場での調整も楽である。
【００３７】又、前記張力目標補正値算出器４４におけ
る張力目標値補正に関しても、全く同様に行える。
る張力目標値補正に関しても、全く同様に行える。
【００３８】なお、前記実施例においては、ルーパー角
度を、ルーパートルク制御装置２６によりルーパートル
クを調節して行うものとしていたが、図８に示す第２実
施例のように、ルーパー速度検出器５２を設置し、検出
したルーパー速度をフィードバックし、ルーパー速度制
御装置５４によりルーパー速度制御ループを構成したも
のを用いることもできる。
度を、ルーパートルク制御装置２６によりルーパートル
クを調節して行うものとしていたが、図８に示す第２実
施例のように、ルーパー速度検出器５２を設置し、検出
したルーパー速度をフィードバックし、ルーパー速度制
御装置５４によりルーパー速度制御ループを構成したも
のを用いることもできる。
【００３９】本発明の効果をシミュレーションで確認し
たものを図９乃至図１４に示す。外乱として１０μm の
圧下操作による圧延速度変動を考え、本発明による張力
及びルーパー角度の目標値補正の効果を調べた。図９及
び図１０に示す目標値補正を行う前に比べ、ルーパー角
度の目標値補正を行うと、張力（図１１）及びルーパー
角度（図１２）変動共に小さく抑えられている。又、両
者の目標値補正を行うと、張力（図１３）及びルーパー
角度（図１４）共に非常に小さく抑えられている。
たものを図９乃至図１４に示す。外乱として１０μm の
圧下操作による圧延速度変動を考え、本発明による張力
及びルーパー角度の目標値補正の効果を調べた。図９及
び図１０に示す目標値補正を行う前に比べ、ルーパー角
度の目標値補正を行うと、張力（図１１）及びルーパー
角度（図１２）変動共に小さく抑えられている。又、両
者の目標値補正を行うと、張力（図１３）及びルーパー
角度（図１４）共に非常に小さく抑えられている。
【００４０】既に述べたように、本発明は、非干渉制
御、最適レギュレータ、Ｈ∞制御においても組合せ可能
である。本発明は、目標値を修正するので、その目標値
を忠実に実現されることが望ましい。その点で、これら
の制御は、ルーパーの位置決め精度が高いために、本発
明と組合せるのに好適である。即ち、本発明は、張力制
御とルーパー角度制御とを協調させることにより、これ
らの制御の欠点を補い、圧下操作によるマスフローバラ
ンスの崩れ等による外乱等に対しても、良好な制御性を
得ることが可能である。
御、最適レギュレータ、Ｈ∞制御においても組合せ可能
である。本発明は、目標値を修正するので、その目標値
を忠実に実現されることが望ましい。その点で、これら
の制御は、ルーパーの位置決め精度が高いために、本発
明と組合せるのに好適である。即ち、本発明は、張力制
御とルーパー角度制御とを協調させることにより、これ
らの制御の欠点を補い、圧下操作によるマスフローバラ
ンスの崩れ等による外乱等に対しても、良好な制御性を
得ることが可能である。
【００４１】本発明は、従来の制御方式のように、ロー
ル回転速度を操作してルーパー角度を制御し、ルーパー
トルクを操作して張力を制御する方式とも組合わせ可能
であるが、上記のようなルーパーの位置決め精度が高い
方式と組合わせた方が、より効果をあげることができ、
好適である。
ル回転速度を操作してルーパー角度を制御し、ルーパー
トルクを操作して張力を制御する方式とも組合わせ可能
であるが、上記のようなルーパーの位置決め精度が高い
方式と組合わせた方が、より効果をあげることができ、
好適である。
【００４２】なお、前記実施例においては、本発明が、
熱間圧延に適用されていたが、本発明の適用範囲はこれ
に限定されない。
熱間圧延に適用されていたが、本発明の適用範囲はこれ
に限定されない。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧延スタンド間にルーパーが配置された連続圧延機にお
いて、ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルー
パー速度とを操作量として、被圧延材の張力及びルーパ
ー角度の２つの制御量を目標値に制御するにあたり、一
方の変動に応じて他方の目標値をダイナミックに修正す
ることにより、変動を迅速に解消できる。従って、圧下
操作によるマスフローバランスの崩れ等による外乱等に
対しても良好な制御性を得ることができ、被圧延材の寸
法形状を良好に保ち、操業の安定も確保できるという優
れた効果を有する。
圧延スタンド間にルーパーが配置された連続圧延機にお
いて、ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルー
パー速度とを操作量として、被圧延材の張力及びルーパ
ー角度の２つの制御量を目標値に制御するにあたり、一
方の変動に応じて他方の目標値をダイナミックに修正す
ることにより、変動を迅速に解消できる。従って、圧下
操作によるマスフローバランスの崩れ等による外乱等に
対しても良好な制御性を得ることができ、被圧延材の寸
法形状を良好に保ち、操業の安定も確保できるという優
れた効果を有する。
【図１】従来の一般的なルーパー制御システムの例を示
すブロック線図
すブロック線図
【図２】従来の非干渉ルーパー制御系の例を示すブロッ
ク線図
ク線図
【図３】本発明によるスタンド間張力及びルーパー角度
の制御方法の基本的な構成の一例を示す線図
の制御方法の基本的な構成の一例を示す線図
【図４】同じく基本的な構成の他の例を示す線図
【図５】同じく基本的な構成の更に他の例を示す線図
【図６】本発明が採用された熱間圧延機におけるスタン
ド間張力とルーパー角度の制御装置の第１実施例の構成
を示すブロック線図
ド間張力とルーパー角度の制御装置の第１実施例の構成
を示すブロック線図
【図７】前記実施例で用いられているルーパー角度目標
値補正器の構成を示すブロック線図
値補正器の構成を示すブロック線図
【図８】本発明の第２実施例の構成を示すブロック線図
【図９】従来の非干渉制御系における張力の応答の一例
を示す線図
を示す線図
【図１０】同じくルーパー角度の応答の一例を示す線図
【図１１】本発明によりルーパー角度目標値を補正した
場合の張力の応答の一例を示す線図
場合の張力の応答の一例を示す線図
【図１２】同じくルーパー角度の応答の一例を示す線図
【図１３】本発明により張力目標値、ルーパー角度目標
値を共に補正した場合の張力の応答の一例を示す線図
値を共に補正した場合の張力の応答の一例を示す線図
【図１４】同じくルーパー角度の応答の一例を示す線図
１０…被圧延材 １２、１３…スタンド １６…ルーパー ２０、２４…モータ ２２…速度制御装置 ２６…ルーパートルク制御装置 ３０…張力検出器 ３２…張力制御装置 ３４…ルーパー角度目標補正値算出器 ４０…ルーパー角度検出器 ４２…ルーパー制御装置 ４４…張力目標補正値算出器 ５２…ルーパー速度検出器 ５４…ルーパー速度制御装置
Claims (3)
- 【請求項１】圧延スタンド間にルーパーが配置された連
続圧延機において、 ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速
度とを操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を
共に目標値に制御するにあたり、 スタンド間における被圧延材の張力を測定あるいは推定
し、 該測定あるいは推定した張力からルーパー角度目標値の
補正値を算出し、 該補正値によって補正したルーパー角度目標値にルーパ
ー角度を制御することを特徴とする連続圧延機における
被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法。 - 【請求項２】圧延スタンドにルーパーが配置された連続
圧延機において、 ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速
度とを操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を
共に目標値に制御するにあたり、 ルーパー角度を測定し、 該測定したルーパー角度から張力目標値の補正値を算出
し、 該補正値によって補正した張力目標値に張力を制御する
ことを特徴とする連続圧延機における被圧延材の張力及
びルーパー角度制御方法。 - 【請求項３】圧延スタンド間にルーパーが配置された連
続圧延機において、 ロール回転速度と、ルーパートルクあるいはルーパー速
度とを操作量として、被圧延材の張力とルーパー角度を
共に目標値に制御するにあたり、 スタンド間における被圧延材の張力を測定あるいは推定
し、該測定あるいは推定した張力からルーパー角度目標
値の補正値を算出し、該補正値によって補正したルーパ
ー角度目標値にルーパー角度を制御すると共に、 ルーパー角度を測定し、該測定したルーパー角度から張
力目標値の補正値を算出し、該補正値によって補正した
張力目標値に張力を制御することを特徴とする連続圧延
機における被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4320360A JP2910961B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 連続圧延機における被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4320360A JP2910961B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 連続圧延機における被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06170425A true JPH06170425A (ja) | 1994-06-21 |
| JP2910961B2 JP2910961B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=18120610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4320360A Expired - Fee Related JP2910961B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 連続圧延機における被圧延材の張力及びルーパー角度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910961B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11194276A (ja) * | 1997-12-29 | 1999-07-21 | Shimadzu Corp | 赤外顕微鏡 |
| KR100832973B1 (ko) * | 2006-12-04 | 2008-05-27 | 주식회사 포스코 | 루퍼 테이블의 댐퍼장치 |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP4320360A patent/JP2910961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11194276A (ja) * | 1997-12-29 | 1999-07-21 | Shimadzu Corp | 赤外顕微鏡 |
| KR100832973B1 (ko) * | 2006-12-04 | 2008-05-27 | 주식회사 포스코 | 루퍼 테이블의 댐퍼장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2910961B2 (ja) | 1999-06-23 |
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