JPH06198324A - 圧延機の板厚制御方法 - Google Patents
圧延機の板厚制御方法Info
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- JPH06198324A JPH06198324A JP5001557A JP155793A JPH06198324A JP H06198324 A JPH06198324 A JP H06198324A JP 5001557 A JP5001557 A JP 5001557A JP 155793 A JP155793 A JP 155793A JP H06198324 A JPH06198324 A JP H06198324A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧延速度が低いときでもむだ時間の影響を受
けることなく常に高い板厚精度が得られる圧延機の板厚
制御方法。 【構成】 この方法は，圧延材１の入側板厚変動ΔＨ，
出側板厚変動Δｈ等と，圧延ロール３ａ，３ｂの圧下力
変動ΔＰ，状態量Ｃ１，Ｃ２，…等とを検出し，この状
態量に係る外乱要素を除去し，入側板厚変動ΔＨに含ま
れるむだ時間Ｌ B の動特性を近似してデータ補正し，出
側板厚変動Δｈに含まれるむだ時間ＬFの動特性を推定
してデータ補正し，圧下力変動ΔＰをミル定数の公称値
Ｍ′でデータ補正し，上記補正データ等に基づいて外乱
ΔＤ，Δｄを推定し，この推定値ΔＤ′，Δｄ′を合成
して外乱補償量ΔＵD を演算し，張力制御系と圧下制御
系の非干渉化を施すと共に外乱補償量ΔＵD を圧下制御
系のギャップ指令ΔＵｓにフィードバックし，外乱補償
量ΔＵD に含まれる重みを変化させて板厚制御特性を変
化させるように構成されている。上記構成により圧延速
度が低い時でもむだ時間の影響を受けることなく常に高
い板厚精度を得ることができる。
けることなく常に高い板厚精度が得られる圧延機の板厚
制御方法。 【構成】 この方法は，圧延材１の入側板厚変動ΔＨ，
出側板厚変動Δｈ等と，圧延ロール３ａ，３ｂの圧下力
変動ΔＰ，状態量Ｃ１，Ｃ２，…等とを検出し，この状
態量に係る外乱要素を除去し，入側板厚変動ΔＨに含ま
れるむだ時間Ｌ B の動特性を近似してデータ補正し，出
側板厚変動Δｈに含まれるむだ時間ＬFの動特性を推定
してデータ補正し，圧下力変動ΔＰをミル定数の公称値
Ｍ′でデータ補正し，上記補正データ等に基づいて外乱
ΔＤ，Δｄを推定し，この推定値ΔＤ′，Δｄ′を合成
して外乱補償量ΔＵD を演算し，張力制御系と圧下制御
系の非干渉化を施すと共に外乱補償量ΔＵD を圧下制御
系のギャップ指令ΔＵｓにフィードバックし，外乱補償
量ΔＵD に含まれる重みを変化させて板厚制御特性を変
化させるように構成されている。上記構成により圧延速
度が低い時でもむだ時間の影響を受けることなく常に高
い板厚精度を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧延機の板厚制御方法に
係り，詳しくは金属材料の冷間圧延に用いられる圧延機
の板厚制御方法に関するものである。
係り，詳しくは金属材料の冷間圧延に用いられる圧延機
の板厚制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧延機において圧延状態が変化する非定
常状態で精度よく板厚を制御することを目的として，本
発明者らは，非定常状態で問題となるモデル化誤差やパ
ラメータ変動などの影響を外乱として扱い，オブザーバ
を用いて外乱を推定し，外乱の推定値をフィードバック
することによって高い板厚精度を得ようとする圧延機の
板厚制御装置Ａ０を開発した（特願平４−２８３４）。
図７はこのような従来の圧延機の板厚制御装置Ａ０の一
例における全体概要を示す模式図，図８（ａ），（ｂ）
は従来の板厚制御系の一例を示すシステムブロック図で
ある。図７に示す如く，従来の圧延機の板厚制御装置Ａ
０は，圧延ロール３ａ，３ｂのギャップをギャップ指令
ΔＵｓにより調整する圧下制御系と，圧延材１の張力を
速度指令ΔＵｖにより調整する張力制御系とを備えてお
り，両制御系が互いに影響を及ぼす関係にある。この従
来装置Ａ０は，圧延材１を供給する供給リール２ａと，
圧延材１の張力を調整する入側／出側張力リール２ｂ，
２ｃと，圧延ロール３ａ，３ｂのギャップを調整するロ
ーラミル３ｚと，圧延ロール３ａ，３ｂの圧下力変動Δ
Ｐをミル定数の公称値Ｍ′で補正する圧下力補正系１３
ａと，圧延材１の圧延速度Ｖを検出する速度センサ４
と，圧延材１の入側張力変動Δσを検出する張力センサ
５と，圧延材１の出側板厚変動Δｈを検出する出側板厚
センサ６ｂと，圧延ロール３ａ，３ｂのギャップ変動Δ
Ｓを検出するギャップセンサ７と，圧延ロール３ａ，３
ｂの状態量（ロール偏心，ロール摩耗，ロール熱膨張，
ギャップの零点のずれ等）Ｃ１，Ｃ２，…を検出する状
態量センサ群８ａ，８ｂ，…と，圧下力補正系１３ａに
より補正された圧下力変動ΔＰを検出する圧下力センサ
９と，速度センサ４，張力センサ５，出側板厚センサ６
ｂ，ギャップセンサ７及び圧下力センサ９により検出さ
れた各検出データに基づいて圧下制御系に加わる外乱と
して張力変動Δσに影響を及ぼす第１の外乱ΔＤと圧下
力変動ΔＰに影響を及ぼす第２の外乱Δｄとの各外乱推
定値ΔＤ′，Δｄ′を算出する外乱推定オブザーバ１０
と，外乱推定オブザーバ１０により算出された外乱推定
値ΔＤ′，Δｄ′にそれぞれ重みをつけて両者を合成す
ることにより外乱補償量ΔＵD を算出する外乱補償器１
１とから構成されている。圧延ロール３ａ，３ｂの状態
量に係る外乱要素は状態量センサ８ａ，８ｂ，…により
検出された圧延ロール３ａ，３ｂの状態量Ｃ１，Ｃ２，
…を圧下制御系のギャップの指令ΔＵｓにフィードフォ
ワードすることにより圧下制御系から除去される。ま
た，張力制御系の速度指令ΔＵｖに圧下制御系のギャッ
プ指令ΔＵに基づく速度指令の変化量ΔＵE を付加して
圧下制御系と張力制御系との非干渉化を施すことによ
り，張力制御系と圧下制御系とを見掛け上切り離して圧
下制御系のみによる板厚制御を行うことができる。即ち
, 圧下制御系に影響を及ぼす張力制御系のデータに基づ
いて圧下制御系による板厚制御を行うことができる。以
下，この従来装置Ａ０による板厚制御方法の基本原理を
図８（ａ），（ｂ）を参照して概略説明する。従来装置
Ａ０の板厚制御系は図８（ａ）に示すように油圧システ
ムを制御する油圧圧下系１２と，圧延特性を制御する圧
延特性系１３とからなる。このような板厚制御系におい
て，出側の移送に起因するむだ時間Ｌを無視すればその
状態方程式は次式で表される。
常状態で精度よく板厚を制御することを目的として，本
発明者らは，非定常状態で問題となるモデル化誤差やパ
ラメータ変動などの影響を外乱として扱い，オブザーバ
を用いて外乱を推定し，外乱の推定値をフィードバック
することによって高い板厚精度を得ようとする圧延機の
板厚制御装置Ａ０を開発した（特願平４−２８３４）。
図７はこのような従来の圧延機の板厚制御装置Ａ０の一
例における全体概要を示す模式図，図８（ａ），（ｂ）
は従来の板厚制御系の一例を示すシステムブロック図で
ある。図７に示す如く，従来の圧延機の板厚制御装置Ａ
０は，圧延ロール３ａ，３ｂのギャップをギャップ指令
ΔＵｓにより調整する圧下制御系と，圧延材１の張力を
速度指令ΔＵｖにより調整する張力制御系とを備えてお
り，両制御系が互いに影響を及ぼす関係にある。この従
来装置Ａ０は，圧延材１を供給する供給リール２ａと，
圧延材１の張力を調整する入側／出側張力リール２ｂ，
２ｃと，圧延ロール３ａ，３ｂのギャップを調整するロ
ーラミル３ｚと，圧延ロール３ａ，３ｂの圧下力変動Δ
Ｐをミル定数の公称値Ｍ′で補正する圧下力補正系１３
ａと，圧延材１の圧延速度Ｖを検出する速度センサ４
と，圧延材１の入側張力変動Δσを検出する張力センサ
５と，圧延材１の出側板厚変動Δｈを検出する出側板厚
センサ６ｂと，圧延ロール３ａ，３ｂのギャップ変動Δ
Ｓを検出するギャップセンサ７と，圧延ロール３ａ，３
ｂの状態量（ロール偏心，ロール摩耗，ロール熱膨張，
ギャップの零点のずれ等）Ｃ１，Ｃ２，…を検出する状
態量センサ群８ａ，８ｂ，…と，圧下力補正系１３ａに
より補正された圧下力変動ΔＰを検出する圧下力センサ
９と，速度センサ４，張力センサ５，出側板厚センサ６
ｂ，ギャップセンサ７及び圧下力センサ９により検出さ
れた各検出データに基づいて圧下制御系に加わる外乱と
して張力変動Δσに影響を及ぼす第１の外乱ΔＤと圧下
力変動ΔＰに影響を及ぼす第２の外乱Δｄとの各外乱推
定値ΔＤ′，Δｄ′を算出する外乱推定オブザーバ１０
と，外乱推定オブザーバ１０により算出された外乱推定
値ΔＤ′，Δｄ′にそれぞれ重みをつけて両者を合成す
ることにより外乱補償量ΔＵD を算出する外乱補償器１
１とから構成されている。圧延ロール３ａ，３ｂの状態
量に係る外乱要素は状態量センサ８ａ，８ｂ，…により
検出された圧延ロール３ａ，３ｂの状態量Ｃ１，Ｃ２，
…を圧下制御系のギャップの指令ΔＵｓにフィードフォ
ワードすることにより圧下制御系から除去される。ま
た，張力制御系の速度指令ΔＵｖに圧下制御系のギャッ
プ指令ΔＵに基づく速度指令の変化量ΔＵE を付加して
圧下制御系と張力制御系との非干渉化を施すことによ
り，張力制御系と圧下制御系とを見掛け上切り離して圧
下制御系のみによる板厚制御を行うことができる。即ち
, 圧下制御系に影響を及ぼす張力制御系のデータに基づ
いて圧下制御系による板厚制御を行うことができる。以
下，この従来装置Ａ０による板厚制御方法の基本原理を
図８（ａ），（ｂ）を参照して概略説明する。従来装置
Ａ０の板厚制御系は図８（ａ）に示すように油圧システ
ムを制御する油圧圧下系１２と，圧延特性を制御する圧
延特性系１３とからなる。このような板厚制御系におい
て，出側の移送に起因するむだ時間Ｌを無視すればその
状態方程式は次式で表される。
【数１】 ここで，Ｍはミル定数，Ｑは塑性係数，ΔＨは入側板厚
変動，∂Ｐ／∂σは張力の荷重に対する影響係数であ
る。この内，ミル定数Ｍや塑性係数Ｑの様なパラメータ
は定常状態では既知であるが，非定常状態ではそれらの
パラメータは大きく変動する。また，入側板厚変動ΔＨ
も大きく変動するため通常の制御方法では高い板厚精度
を達成することはできない。そこで，この従来装置Ａ０
では，図８（ｂ）に示すようにパラメータＭ，Ｑの公称
値Ｍ′，Ｑ′を用いて制御対象を記述し直すことにより
簡略化し，パラメータＭ，Ｑが変動し公称値Ｍ′，Ｑ′
からずれたときの影響や入側板厚変動ΔＨの影響を外乱
ΔＤ，Δｄという形で表す。そして，この外乱ΔＤ，Δ
ｄをオブザーバを用いて推定し，その推定値ΔＤ′，Δ
ｄ′をフィードバックする。このオブザーバは例えば次
式で表されるものであり，装置Ａ０の外乱推定オブザー
バ１０により実行されるものである。
変動，∂Ｐ／∂σは張力の荷重に対する影響係数であ
る。この内，ミル定数Ｍや塑性係数Ｑの様なパラメータ
は定常状態では既知であるが，非定常状態ではそれらの
パラメータは大きく変動する。また，入側板厚変動ΔＨ
も大きく変動するため通常の制御方法では高い板厚精度
を達成することはできない。そこで，この従来装置Ａ０
では，図８（ｂ）に示すようにパラメータＭ，Ｑの公称
値Ｍ′，Ｑ′を用いて制御対象を記述し直すことにより
簡略化し，パラメータＭ，Ｑが変動し公称値Ｍ′，Ｑ′
からずれたときの影響や入側板厚変動ΔＨの影響を外乱
ΔＤ，Δｄという形で表す。そして，この外乱ΔＤ，Δ
ｄをオブザーバを用いて推定し，その推定値ΔＤ′，Δ
ｄ′をフィードバックする。このオブザーバは例えば次
式で表されるものであり，装置Ａ０の外乱推定オブザー
バ１０により実行されるものである。
【数２】 だだし，ｓはラプラス演算子，ω1 ，ω2 は収束ゲイン
である。このような外乱推定オブザーバ１０を用いた従
来装置Ａ０によって非定常状態においてパラメータＭ，
Ｑや入側板厚変動ΔＨが変動しても安定に制御すること
ができ，板厚精度を向上させることができた。尚，この
従来装置Ａ０の実際の運転に際しては, 図８（ａ），
（ｂ）に示すように出側板厚変動Δｈには圧延速度Ｖに
よって変化するむだ時間Ｌが存在し，その影響を受けな
いようにするために外乱推定オブザーバ１０の収束ゲイ
ンω1 ，ω2 を圧延速度Ｖに応じて変化させていた。
である。このような外乱推定オブザーバ１０を用いた従
来装置Ａ０によって非定常状態においてパラメータＭ，
Ｑや入側板厚変動ΔＨが変動しても安定に制御すること
ができ，板厚精度を向上させることができた。尚，この
従来装置Ａ０の実際の運転に際しては, 図８（ａ），
（ｂ）に示すように出側板厚変動Δｈには圧延速度Ｖに
よって変化するむだ時間Ｌが存在し，その影響を受けな
いようにするために外乱推定オブザーバ１０の収束ゲイ
ンω1 ，ω2 を圧延速度Ｖに応じて変化させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の圧延機の板
厚制御装置Ａ０による板厚制御方法では，外乱を推定す
るオブザーバを用い，むだ時間Ｌに応じて収束ゲインω
1 ，ω2 を変化させることによりパラメータＭ，Ｑの変
動や入側板厚変動ΔＨの影響をある程度抑えることがで
きる。しかし，圧延速度Ｖが低いときむだ時間Ｌは大き
くなるため，収束ゲインω1 ，ω2 は小さくしなければ
ならない。そのとき，オブザーバの収束が遅くなり，外
乱推定値ΔＤ′，Δｄ′の位相遅れも大きくなる。ま
た，制御系の応答性も悪くなり，パラメータＭ，Ｑの変
動や入側板厚変動ΔＨの影響による外乱ΔＤ，Δｄの影
響をあまり抑えることができなくなる。その結果，圧延
速度Ｖの遅いときには高い板厚精度を得にくくなる傾向
があった。本発明はこのような従来の技術における課題
を解決するために，圧延機の板厚制御方法を改良し，圧
延速度が低いときでもむだ時間の影響を受けることなく
常に高い板厚精度が得られる圧延機の板厚制御方法を提
供することを目的とするものである。
厚制御装置Ａ０による板厚制御方法では，外乱を推定す
るオブザーバを用い，むだ時間Ｌに応じて収束ゲインω
1 ，ω2 を変化させることによりパラメータＭ，Ｑの変
動や入側板厚変動ΔＨの影響をある程度抑えることがで
きる。しかし，圧延速度Ｖが低いときむだ時間Ｌは大き
くなるため，収束ゲインω1 ，ω2 は小さくしなければ
ならない。そのとき，オブザーバの収束が遅くなり，外
乱推定値ΔＤ′，Δｄ′の位相遅れも大きくなる。ま
た，制御系の応答性も悪くなり，パラメータＭ，Ｑの変
動や入側板厚変動ΔＨの影響による外乱ΔＤ，Δｄの影
響をあまり抑えることができなくなる。その結果，圧延
速度Ｖの遅いときには高い板厚精度を得にくくなる傾向
があった。本発明はこのような従来の技術における課題
を解決するために，圧延機の板厚制御方法を改良し，圧
延速度が低いときでもむだ時間の影響を受けることなく
常に高い板厚精度が得られる圧延機の板厚制御方法を提
供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，圧延ロールのギャップをギャップ指令によ
り調整する圧下制御系と，圧延材の張力を速度指令によ
り調整する張力制御系とが所定の関係にある圧延機の板
厚制御方法において，圧延材の圧延速度，入側板厚変動
及び出側板厚変動と，圧延ロールのギャップ変動，圧下
力変動及び状態量とを検出し，上記圧延ロールの状態量
を上記圧下制御系のギャップ指令にフィードフォーワー
ドすることにより該圧下制御系に対する圧延ロールの状
態量に係る外乱要素を除去し，上記圧延材の入側板厚変
動の検出データに含まれるむだ時間要素を近似すること
により該データを補正し，上記圧延材の出側板厚変動の
検出データに含まれるむだ時間要素を推定することによ
り該データを補正し，上記圧延ロールの圧下力変動の検
出データをミル定数の公称値で補正し，上記圧延材の圧
延速度及び圧延ロールのギャップ変動の検出データと，
上記各補正されたデータとに基づいて上記圧下制御系に
加わる第１の外乱と上記圧下力変動に影響を及ぼす第２
の外乱とを推定し，上記第１，第２の外乱の推定値にそ
れぞれ重みをつけて両者を合成することにより外乱補償
量を演算し，上記張力制御系の速度指令に上記圧下制御
系のギャップ指令に基づく速度指令の変化量を付加する
ことにより，上記張力制御系のデータに基づいて上記圧
下制御系による板厚制御を行うと共に，上記外乱補償量
を上記圧下制御系のギャップ指令にフィードバックし，
上記外乱補償量に含まれる上記重みを変化させることに
より，上記圧下制御系による板厚制御特性を適宜変更し
うるようになしたことを特徴とする圧延機の板厚制御方
法として構成される。更には，上記圧延材の入側板厚変
動の検出データに含まれるむだ時間要素をパデ近似する
圧延機の板厚制御方法である。更には，上記圧延材の出
側板厚変動の検出データに含まれるむだ時間要素を予測
制御を用いて推定する圧延機の板厚制御方法である。こ
こで，上記圧下制御系と張力制御系とが所定の関係にあ
るとは，圧下制御系のギャップ指令と張力制御系の速度
指令とが例えば線形関係にあることをいう。
に本発明は，圧延ロールのギャップをギャップ指令によ
り調整する圧下制御系と，圧延材の張力を速度指令によ
り調整する張力制御系とが所定の関係にある圧延機の板
厚制御方法において，圧延材の圧延速度，入側板厚変動
及び出側板厚変動と，圧延ロールのギャップ変動，圧下
力変動及び状態量とを検出し，上記圧延ロールの状態量
を上記圧下制御系のギャップ指令にフィードフォーワー
ドすることにより該圧下制御系に対する圧延ロールの状
態量に係る外乱要素を除去し，上記圧延材の入側板厚変
動の検出データに含まれるむだ時間要素を近似すること
により該データを補正し，上記圧延材の出側板厚変動の
検出データに含まれるむだ時間要素を推定することによ
り該データを補正し，上記圧延ロールの圧下力変動の検
出データをミル定数の公称値で補正し，上記圧延材の圧
延速度及び圧延ロールのギャップ変動の検出データと，
上記各補正されたデータとに基づいて上記圧下制御系に
加わる第１の外乱と上記圧下力変動に影響を及ぼす第２
の外乱とを推定し，上記第１，第２の外乱の推定値にそ
れぞれ重みをつけて両者を合成することにより外乱補償
量を演算し，上記張力制御系の速度指令に上記圧下制御
系のギャップ指令に基づく速度指令の変化量を付加する
ことにより，上記張力制御系のデータに基づいて上記圧
下制御系による板厚制御を行うと共に，上記外乱補償量
を上記圧下制御系のギャップ指令にフィードバックし，
上記外乱補償量に含まれる上記重みを変化させることに
より，上記圧下制御系による板厚制御特性を適宜変更し
うるようになしたことを特徴とする圧延機の板厚制御方
法として構成される。更には，上記圧延材の入側板厚変
動の検出データに含まれるむだ時間要素をパデ近似する
圧延機の板厚制御方法である。更には，上記圧延材の出
側板厚変動の検出データに含まれるむだ時間要素を予測
制御を用いて推定する圧延機の板厚制御方法である。こ
こで，上記圧下制御系と張力制御系とが所定の関係にあ
るとは，圧下制御系のギャップ指令と張力制御系の速度
指令とが例えば線形関係にあることをいう。
【０００５】
【作用】本発明によれば，圧延材の圧延速度，入側板厚
変動及び出側板厚変動と，圧延ロールのギャップ変動，
圧下力変動及び状態量とが検出される。上記圧延ロール
の状態量を上記圧下制御系のギャップ指令にフィードフ
ォワードすることにより該圧下制御系に対する圧延ロー
ルの状態量に係る外乱要素が除去される。上記圧延材の
入側板厚変動の検出データに含まれるむだ時間要素を近
似することにより該データが補正される。上記圧延材の
出側板厚変動の検出データに含まれるむだ時間要素を推
定することにより該データが補正される。上記圧延ロー
ルの圧下力変動の検出データがミル定数の公称値で補正
される。上記圧延材の圧延速度及び圧延ロールのギャッ
プ変動の検出データと，上記各補正されたデータとに基
づいて上記圧下制御系に加わる第１の外乱と上記圧下力
変動に影響を及ぼす第２の外乱とが推定される。上記第
１，第２の外乱の推定値にそれぞれ重みをつけて両者を
合成することにより外乱補償量が演算される。上記張力
制御系の速度指令に上記圧下制御系のギャップ指令に基
づく速度指令の変化量を付加することにより，上記張力
制御系のデータに基づいて上記圧下制御系による板厚制
御が行われると共に，上記外乱補償量が上記圧下制御系
のギャップ指令にフィードバックされる。上記外乱補償
量に含まれる上記重みを変化させることにより，上記圧
下制御系による板厚制御特性が適宜変更される。従っ
て，圧延速度が小さいときは無視できなくなるむだ時間
要素を，外乱を推定するオブザーバに積極的に取り込む
ことによって収束ゲインを大きくできる。また，従来例
では未知の要素としていた入側板厚変動を検出すること
によって未知の要素を減少し，オブザーバによる外乱の
推定精度を向上させることができる。その結果，圧延速
度が低いときでもむだ時間の影響を受けることなく常に
高い板厚精度が得られる圧延機の板厚制御方法を得るこ
とができる。
変動及び出側板厚変動と，圧延ロールのギャップ変動，
圧下力変動及び状態量とが検出される。上記圧延ロール
の状態量を上記圧下制御系のギャップ指令にフィードフ
ォワードすることにより該圧下制御系に対する圧延ロー
ルの状態量に係る外乱要素が除去される。上記圧延材の
入側板厚変動の検出データに含まれるむだ時間要素を近
似することにより該データが補正される。上記圧延材の
出側板厚変動の検出データに含まれるむだ時間要素を推
定することにより該データが補正される。上記圧延ロー
ルの圧下力変動の検出データがミル定数の公称値で補正
される。上記圧延材の圧延速度及び圧延ロールのギャッ
プ変動の検出データと，上記各補正されたデータとに基
づいて上記圧下制御系に加わる第１の外乱と上記圧下力
変動に影響を及ぼす第２の外乱とが推定される。上記第
１，第２の外乱の推定値にそれぞれ重みをつけて両者を
合成することにより外乱補償量が演算される。上記張力
制御系の速度指令に上記圧下制御系のギャップ指令に基
づく速度指令の変化量を付加することにより，上記張力
制御系のデータに基づいて上記圧下制御系による板厚制
御が行われると共に，上記外乱補償量が上記圧下制御系
のギャップ指令にフィードバックされる。上記外乱補償
量に含まれる上記重みを変化させることにより，上記圧
下制御系による板厚制御特性が適宜変更される。従っ
て，圧延速度が小さいときは無視できなくなるむだ時間
要素を，外乱を推定するオブザーバに積極的に取り込む
ことによって収束ゲインを大きくできる。また，従来例
では未知の要素としていた入側板厚変動を検出すること
によって未知の要素を減少し，オブザーバによる外乱の
推定精度を向上させることができる。その結果，圧延速
度が低いときでもむだ時間の影響を受けることなく常に
高い板厚精度が得られる圧延機の板厚制御方法を得るこ
とができる。
【０００６】
【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここに，
図１は本発明の一実施例に係る圧延機の板厚制御方法の
概略構成を示すブロック図，図２は上記板厚制御方法を
用いた装置Ａ１の全体概要を示す模式図，図３は板厚制
御系のシステムブロック図，図４は板厚制御系の簡略化
されたシステムブロック図，図５は板厚制御装置Ａ１と
他の種類の板厚制御装置とのステップ応答比較図，図６
は板厚制御装置Ａ１と他の種類の板厚制御装置とのゲイ
ン特性比較図（ａ）〜（ｄ）である。また前記図７に示
した従来の圧延機の板厚制御装置Ａ０の一例における全
体概要を示す模式図と共通する要素には同一符号を使用
する。図１に示す如く本実施例に係る圧延機の板厚制御
方法は，圧延材１の圧延速度Ｖ，入側板厚変動ΔＨ及び
出側板厚変動Δｈと，圧延ロール３ａ，３ｂのギャップ
変動ΔＳ，圧下変動ΔＰ及び状態量（ロール偏心，ロー
ル摩耗，ロール熱膨張，ギャップの零点のずれ等）Ｃ
１，Ｃ２，…とを検出し（Ｓ１），圧延ロール３ａ，３
ｂの状態量Ｃ１，Ｃ２，…を圧下制御系のギャップ指令
ΔＵｓにフィードフォワードすることによりこの圧下制
御系に対する圧延ロール３ａ，３ｂの状態量Ｃ１，Ｃ
２，…に係る外乱要素を除去し（Ｓ２），圧延材１の入
側板厚変動ΔＨの検出データに含まれるむだ時間ＬB の
動特性をパデ近似することによりこのデータを補正し
（Ｓ３），圧延材１の出側板厚変動Δｈの検出データに
含まれるむだ時間ＬF の動特性を予測制御を用いて推定
することによりこのデータを補正し（Ｓ４），圧延ロー
ル３ａ，３ｂの圧下力変動ΔＰの検出データをミル定数
の公称値Ｍ′で補正し（Ｓ５），圧延材１の圧延速度Ｖ
及び圧延ロール３ａ，３ｂのギャップ変動ΔＳの検出デ
ータと，上記各補正されたデータとに基づいて圧下制御
系に加わる第１の外乱ΔＤと圧下力変動ΔＰに影響を及
ぼす第２の外乱Δｄとを推定し（Ｓ６），第１，第２の
外乱ΔＤ，Δｄの推定値ΔＤ′，Δｄ′にそれぞれ重み
をつけて両者を合成することにより外乱補償量ΔＵD を
演算し（Ｓ７），張力制御系の速度指令ΔＵｖに圧下制
御系のギャップ指令ΔＵｓに基づく速度指令の変化量Δ
ＵE を付加することにより，張力制御系のデータに基づ
いて圧下制御系による板厚制御を行うと共に，外乱補償
量ΔＵD を圧下制御系のギャップ指令ΔＵｓにフィード
バックし（Ｓ８），外乱補償量ΔＵD に含まれる重みを
変化させることにより圧下制御系による板厚制御特性を
適宜変化させる（Ｓ９）ように構成されている。
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここに，
図１は本発明の一実施例に係る圧延機の板厚制御方法の
概略構成を示すブロック図，図２は上記板厚制御方法を
用いた装置Ａ１の全体概要を示す模式図，図３は板厚制
御系のシステムブロック図，図４は板厚制御系の簡略化
されたシステムブロック図，図５は板厚制御装置Ａ１と
他の種類の板厚制御装置とのステップ応答比較図，図６
は板厚制御装置Ａ１と他の種類の板厚制御装置とのゲイ
ン特性比較図（ａ）〜（ｄ）である。また前記図７に示
した従来の圧延機の板厚制御装置Ａ０の一例における全
体概要を示す模式図と共通する要素には同一符号を使用
する。図１に示す如く本実施例に係る圧延機の板厚制御
方法は，圧延材１の圧延速度Ｖ，入側板厚変動ΔＨ及び
出側板厚変動Δｈと，圧延ロール３ａ，３ｂのギャップ
変動ΔＳ，圧下変動ΔＰ及び状態量（ロール偏心，ロー
ル摩耗，ロール熱膨張，ギャップの零点のずれ等）Ｃ
１，Ｃ２，…とを検出し（Ｓ１），圧延ロール３ａ，３
ｂの状態量Ｃ１，Ｃ２，…を圧下制御系のギャップ指令
ΔＵｓにフィードフォワードすることによりこの圧下制
御系に対する圧延ロール３ａ，３ｂの状態量Ｃ１，Ｃ
２，…に係る外乱要素を除去し（Ｓ２），圧延材１の入
側板厚変動ΔＨの検出データに含まれるむだ時間ＬB の
動特性をパデ近似することによりこのデータを補正し
（Ｓ３），圧延材１の出側板厚変動Δｈの検出データに
含まれるむだ時間ＬF の動特性を予測制御を用いて推定
することによりこのデータを補正し（Ｓ４），圧延ロー
ル３ａ，３ｂの圧下力変動ΔＰの検出データをミル定数
の公称値Ｍ′で補正し（Ｓ５），圧延材１の圧延速度Ｖ
及び圧延ロール３ａ，３ｂのギャップ変動ΔＳの検出デ
ータと，上記各補正されたデータとに基づいて圧下制御
系に加わる第１の外乱ΔＤと圧下力変動ΔＰに影響を及
ぼす第２の外乱Δｄとを推定し（Ｓ６），第１，第２の
外乱ΔＤ，Δｄの推定値ΔＤ′，Δｄ′にそれぞれ重み
をつけて両者を合成することにより外乱補償量ΔＵD を
演算し（Ｓ７），張力制御系の速度指令ΔＵｖに圧下制
御系のギャップ指令ΔＵｓに基づく速度指令の変化量Δ
ＵE を付加することにより，張力制御系のデータに基づ
いて圧下制御系による板厚制御を行うと共に，外乱補償
量ΔＵD を圧下制御系のギャップ指令ΔＵｓにフィード
バックし（Ｓ８），外乱補償量ΔＵD に含まれる重みを
変化させることにより圧下制御系による板厚制御特性を
適宜変化させる（Ｓ９）ように構成されている。
【０００７】この板厚制御方法を適用しうる装置Ａ１に
は，図２に示すように従来例と同様の供給リール２ａ
と，入側／出側張力リール２ｂ，２ｃと，圧延ロール３
ａ，３ｂと，ロールミル３ｚと，速度センサ４と，出側
板厚センサ６ｂと，ギャップセンサ７と，状態量センサ
群８ａ，８ｂ，…と，圧下力センサ９と，外乱推定オブ
ザーバ１０と，外乱補償器１１と，圧下力補正系１３ａ
等とに加えて，新たに入側板厚変動ΔＨを検出する入側
板厚センサ６ａと，入側板厚変動ΔＨを補正する入側板
厚補正系１４と，出側板厚変動Δｈを補正する出側板厚
補正系１５とが設けられている。ただし，本実施例で
は，入側板厚センサ６ａにより入側板厚変動ΔＨを検出
し，これにより張力制御系からの外乱要素を表現するた
め，従来例における張力センサは不要である。そして，
この装置Ａ１の上記各センサ４，６ａ，６ｂ，７，８
ａ，８ｂ，…，９により上記板厚制御方法の過程Ｓ１，
Ｓ２が，入側板厚補正系１４により過程Ｓ３が，出側板
厚補正系１５により過程Ｓ４が，圧下力補正系１３ａに
より過程Ｓ５が，外乱推定オブザーバ１０により過程Ｓ
６が，外乱補償器１１により過程Ｓ８，Ｓ９がそれぞれ
実行される。以下，この板厚制御方法の基本原理につい
て図３，図４を参照して説明する。図３は圧延機の板厚
制御系をブロック表現したものであり，従来例と同様油
圧圧下系１２と圧延特性系１３とからなっている。しか
し，従来例で用いたブロック図（図８（ａ））では，入
側板厚変動ΔＨに係る要素Ｑ・ΔＨ／Ｍを第１の外乱Δ
Ｄに含めて未知量として扱っているのに対し，図３では
入側板厚変動ΔＨはその計測値ΔＨL を用いてΔＨ＝ｅ
ｘｐ（−ＬB ｓ）・（ＴB ｓ＋１）・ΔＨLとして表現
している。本実施例では図３に示すようなシステムを制
御対象として扱うが，従来例と同様に圧下制御系と張力
制御系との非干渉化を施すことにより，見かけ上張力制
御系と圧下制御系とを分離し圧延特性を簡略化する。こ
こで，入側板厚変動ΔＨ＝ｅｘｐ（−ＬB ｓ）・（ＴB
ｓ＋１）・ΔＨL に含まれるむだ時間ＬB を近似し，制
御対象の状態量の中に取り込み簡略化されたシステムを
制御対象とする。むだ時間ＬB の近似の一例として，周
知である一次のパデ近似（むだ時間ＬBを１／（１＋Ｔ
P ｓ）で近似，ただし，ＴP はパデ近似における時定
数）を用いたシステムのブロック図を図４に示す。図４
のシステムは，従来例における図８（ｂ）のシステムに
対して入側板厚変動ΔＨに含まれるむだ時間ＬB を考慮
している点で大きな違いがある。図４のシステムの状態
方程式は，次式で表される。
は，図２に示すように従来例と同様の供給リール２ａ
と，入側／出側張力リール２ｂ，２ｃと，圧延ロール３
ａ，３ｂと，ロールミル３ｚと，速度センサ４と，出側
板厚センサ６ｂと，ギャップセンサ７と，状態量センサ
群８ａ，８ｂ，…と，圧下力センサ９と，外乱推定オブ
ザーバ１０と，外乱補償器１１と，圧下力補正系１３ａ
等とに加えて，新たに入側板厚変動ΔＨを検出する入側
板厚センサ６ａと，入側板厚変動ΔＨを補正する入側板
厚補正系１４と，出側板厚変動Δｈを補正する出側板厚
補正系１５とが設けられている。ただし，本実施例で
は，入側板厚センサ６ａにより入側板厚変動ΔＨを検出
し，これにより張力制御系からの外乱要素を表現するた
め，従来例における張力センサは不要である。そして，
この装置Ａ１の上記各センサ４，６ａ，６ｂ，７，８
ａ，８ｂ，…，９により上記板厚制御方法の過程Ｓ１，
Ｓ２が，入側板厚補正系１４により過程Ｓ３が，出側板
厚補正系１５により過程Ｓ４が，圧下力補正系１３ａに
より過程Ｓ５が，外乱推定オブザーバ１０により過程Ｓ
６が，外乱補償器１１により過程Ｓ８，Ｓ９がそれぞれ
実行される。以下，この板厚制御方法の基本原理につい
て図３，図４を参照して説明する。図３は圧延機の板厚
制御系をブロック表現したものであり，従来例と同様油
圧圧下系１２と圧延特性系１３とからなっている。しか
し，従来例で用いたブロック図（図８（ａ））では，入
側板厚変動ΔＨに係る要素Ｑ・ΔＨ／Ｍを第１の外乱Δ
Ｄに含めて未知量として扱っているのに対し，図３では
入側板厚変動ΔＨはその計測値ΔＨL を用いてΔＨ＝ｅ
ｘｐ（−ＬB ｓ）・（ＴB ｓ＋１）・ΔＨLとして表現
している。本実施例では図３に示すようなシステムを制
御対象として扱うが，従来例と同様に圧下制御系と張力
制御系との非干渉化を施すことにより，見かけ上張力制
御系と圧下制御系とを分離し圧延特性を簡略化する。こ
こで，入側板厚変動ΔＨ＝ｅｘｐ（−ＬB ｓ）・（ＴB
ｓ＋１）・ΔＨL に含まれるむだ時間ＬB を近似し，制
御対象の状態量の中に取り込み簡略化されたシステムを
制御対象とする。むだ時間ＬB の近似の一例として，周
知である一次のパデ近似（むだ時間ＬBを１／（１＋Ｔ
P ｓ）で近似，ただし，ＴP はパデ近似における時定
数）を用いたシステムのブロック図を図４に示す。図４
のシステムは，従来例における図８（ｂ）のシステムに
対して入側板厚変動ΔＨに含まれるむだ時間ＬB を考慮
している点で大きな違いがある。図４のシステムの状態
方程式は，次式で表される。
【数３】 ただし，Ｍ′はミル定数Ｍの公称値，Ｑ′は塑性係数Ｑ
の公称値である。
の公称値である。
【０００８】上記（３ａ），（３ｂ）式で表されるシス
テムでは圧延状態の変動を以下の第１の外乱ΔＤ（＝Δ
Ｄ0 ＋Ｄ1 ）と，第２の外乱Δｄとで記述し，加算的な
外乱として扱っている。
テムでは圧延状態の変動を以下の第１の外乱ΔＤ（＝Δ
Ｄ0 ＋Ｄ1 ）と，第２の外乱Δｄとで記述し，加算的な
外乱として扱っている。
【数４】 ここで，第１の外乱ΔＤは具体的にはミル定数Ｍと塑性
係数Ｑの変動や入側板厚変動ΔＨやロール偏心などによ
る外乱を示し，第２の外乱Δｄはミル定数Ｍの推定誤
差，摩擦係数の変動，荷重の測定誤差，あるいはロール
偏心ΔＳ0 などによる外乱を表している。上記（３
ａ），（３ｂ）式において，第１の外乱ΔＤの一部ΔＤ
1 と第２の外乱Δｄとをオフセット（一定値）外乱とし
て状態量に含め，最小次元のオブザーバを構成すれば，
次式のようになる。
係数Ｑの変動や入側板厚変動ΔＨやロール偏心などによ
る外乱を示し，第２の外乱Δｄはミル定数Ｍの推定誤
差，摩擦係数の変動，荷重の測定誤差，あるいはロール
偏心ΔＳ0 などによる外乱を表している。上記（３
ａ），（３ｂ）式において，第１の外乱ΔＤの一部ΔＤ
1 と第２の外乱Δｄとをオフセット（一定値）外乱とし
て状態量に含め，最小次元のオブザーバを構成すれば，
次式のようになる。
【数５】 ただし，ω1 ，ω2 はオブザーバの収束ゲインである。
上記（６ａ），（６ｂ）式のオブザーバはその存在条件
を満足することから，得られる外乱推定値ΔＤ′，Δ
ｄ′はそれぞれの真値ΔＤ，Δｄに収束することが保証
される。その収束速度は収束ゲインω1 ，ω2 によって
決定される。この得られた推定値を用いてギャップ指令
値ΔＵD を次式で与える。 ΔＵD ＝αD （（βD −１）（ΔＰ−Δｄ′）／Ｍ′−βD ΔＤ′）…（７） ただし，αD はチューニング率, βD （０≦βD ≦１）
は設計パラメータであり，αD を１にすれば出側板厚変
動Δｈは零にできる。しかし，上記（６ａ），（６ｂ）
式のオブザーバはむだ時間ＬF を無視し，入力として出
側板厚変動Δｈを用いているため，オブザーバの収束ゲ
インなどを大きくすることができず，またたとえ収束ゲ
インを大きくしても安定した制御を行いうる所謂ロバス
ト制御の性能を充分に発揮することができない。従っ
て，ここでは入力側の未来のある状態において，作用す
る遅れがどの位になるかを予測する手法として一般的に
知られている予測制御を適用して出側板厚変動Δｈを推
定することにより，むだ時間ＬF の影響を除去する。即
ち, 予測制御を適用することによって出側板厚変動Δｈ
の推定値Δｈ′は次式で与えられる。
上記（６ａ），（６ｂ）式のオブザーバはその存在条件
を満足することから，得られる外乱推定値ΔＤ′，Δ
ｄ′はそれぞれの真値ΔＤ，Δｄに収束することが保証
される。その収束速度は収束ゲインω1 ，ω2 によって
決定される。この得られた推定値を用いてギャップ指令
値ΔＵD を次式で与える。 ΔＵD ＝αD （（βD −１）（ΔＰ−Δｄ′）／Ｍ′−βD ΔＤ′）…（７） ただし，αD はチューニング率, βD （０≦βD ≦１）
は設計パラメータであり，αD を１にすれば出側板厚変
動Δｈは零にできる。しかし，上記（６ａ），（６ｂ）
式のオブザーバはむだ時間ＬF を無視し，入力として出
側板厚変動Δｈを用いているため，オブザーバの収束ゲ
インなどを大きくすることができず，またたとえ収束ゲ
インを大きくしても安定した制御を行いうる所謂ロバス
ト制御の性能を充分に発揮することができない。従っ
て，ここでは入力側の未来のある状態において，作用す
る遅れがどの位になるかを予測する手法として一般的に
知られている予測制御を適用して出側板厚変動Δｈを推
定することにより，むだ時間ＬF の影響を除去する。即
ち, 予測制御を適用することによって出側板厚変動Δｈ
の推定値Δｈ′は次式で与えられる。
【数６】 ただし，Ω１，Ω２は予測制御における係数である。
【０００９】上記（８ａ），（８ｂ）式により，むだ時
間ＬF を含まない出側板厚変動Δｈの推定値Δｈ′を得
ることができる。（８ｂ）式の部分がむだ時間ＬF を補
償している箇所である。上記（８ａ），（８ｂ）式によ
る推定値Δｈ′を上記（６ａ），（６ｂ）式のオブザー
バにおける出側板厚変動Δｈの代わりに用いれば，むだ
時間ＬF を別途考慮することなく第１，第２の外乱Δ
Ｄ，Δｄを推定することができる。以上のように，むだ
時間ＬB をパデ近似で考慮し，むだ時間ＬF を予測制御
で補償し，圧延状態の変化をオブザーバで補償すること
により，ロバスト制御系が構成される。以下，この板厚
制御方法の有効性について検討するため，上記実施例に
係る板厚制御装置（以下本装置と記す）Ａ１と，他の種
類の板厚制御装置（従来装置Ａ０，ゲージメータＡＧＣ
及び絶対値ＡＧＣ）とによる制御特性の比較を行う。ま
ず，むだ時間をＬF ＝０．０５ｓｅｃとし，出側板厚変
動Δｈが１μｍ変化する場合の各装置のステップ応答を
図５に示す。図５より，絶対値ＡＧＣはむだ時間を考慮
していないことからゲインをあげることができず，この
ため５ｓｅｃ後でも出側板厚変動Δｈを０．１μｍまで
しか制御できない。また，ゲージメータＡＧＣはむだ時
間の影響を受けないが，ギャップ変動ΔＳを正帰還して
いるため，油圧圧下系１２の応答が遅くなり，２ｓｅｃ
後にしか出側板厚変動Δｈを零にすることができない。
さらに，従来装置Ａ０のようにオブザーバのみを用いた
制御系ではむだ時間ＬF の影響を受けて収束ゲインをあ
げられないため，ゲージメータＡＧＣと同等の応答しか
得られない。これに対し本装置Ａ１では，０．４ｓｅｃ
後には出側板厚変動Δｈがほぼ零となるように制御で
き，高速な応答が得られる。これはパデ近似や予測制御
によってむだ時間の影響が減少し，オブザーバによって
速やかに入側板厚変動ΔＨを推定し，補償しているため
である。次に，ゲイン特性を比較する。まず，むだ時間
の影響について考察する。図６（ａ）では，むだ時間を
ＬF ＝０．０５ｓｅｃとしたときの入側板厚変動ΔＨか
ら, 出側板厚変動Δｈへのゲイン線図を示している。
間ＬF を含まない出側板厚変動Δｈの推定値Δｈ′を得
ることができる。（８ｂ）式の部分がむだ時間ＬF を補
償している箇所である。上記（８ａ），（８ｂ）式によ
る推定値Δｈ′を上記（６ａ），（６ｂ）式のオブザー
バにおける出側板厚変動Δｈの代わりに用いれば，むだ
時間ＬF を別途考慮することなく第１，第２の外乱Δ
Ｄ，Δｄを推定することができる。以上のように，むだ
時間ＬB をパデ近似で考慮し，むだ時間ＬF を予測制御
で補償し，圧延状態の変化をオブザーバで補償すること
により，ロバスト制御系が構成される。以下，この板厚
制御方法の有効性について検討するため，上記実施例に
係る板厚制御装置（以下本装置と記す）Ａ１と，他の種
類の板厚制御装置（従来装置Ａ０，ゲージメータＡＧＣ
及び絶対値ＡＧＣ）とによる制御特性の比較を行う。ま
ず，むだ時間をＬF ＝０．０５ｓｅｃとし，出側板厚変
動Δｈが１μｍ変化する場合の各装置のステップ応答を
図５に示す。図５より，絶対値ＡＧＣはむだ時間を考慮
していないことからゲインをあげることができず，この
ため５ｓｅｃ後でも出側板厚変動Δｈを０．１μｍまで
しか制御できない。また，ゲージメータＡＧＣはむだ時
間の影響を受けないが，ギャップ変動ΔＳを正帰還して
いるため，油圧圧下系１２の応答が遅くなり，２ｓｅｃ
後にしか出側板厚変動Δｈを零にすることができない。
さらに，従来装置Ａ０のようにオブザーバのみを用いた
制御系ではむだ時間ＬF の影響を受けて収束ゲインをあ
げられないため，ゲージメータＡＧＣと同等の応答しか
得られない。これに対し本装置Ａ１では，０．４ｓｅｃ
後には出側板厚変動Δｈがほぼ零となるように制御で
き，高速な応答が得られる。これはパデ近似や予測制御
によってむだ時間の影響が減少し，オブザーバによって
速やかに入側板厚変動ΔＨを推定し，補償しているため
である。次に，ゲイン特性を比較する。まず，むだ時間
の影響について考察する。図６（ａ）では，むだ時間を
ＬF ＝０．０５ｓｅｃとしたときの入側板厚変動ΔＨか
ら, 出側板厚変動Δｈへのゲイン線図を示している。
【００１０】ただし，図中のαG はゲージメータＡＧＣ
のチューニング率を示すもので，ここではαG ＝１の場
合を示す。図６（ａ）より，各ＡＧＣや従来装置Ａ０よ
りも本装置Ａ１の方が入側板厚変動ΔＨの影響を受けに
くく，出側板厚変動Δｈを小さくできることがわかる。
また，図６（ｂ）ではむだ時間をＬF ＝１ｓｅｃとした
時のゲイン線図を示している。図６（ｂ）より，むだ時
間ＬF が１ｓｅｃ程度である時はむだ時間ＬF の影響を
受けないゲージメータＡＧＣは有効であり，絶対値ＡＧ
Ｃや従来装置Ａ０のオブザーバに比べて，よい制御性能
を示している。このゲージメータＡＧＣに比べて，本装
置Ａ１はより優れた制御性能を発揮しており，むだ時間
ＬF に対して充分にロバストであることがわかる。さら
に，図６（ｃ）は各装置の制御ゲインを適正な制御ゲイ
ンの５倍にした時のゲイン線図である。図６（ｃ）よ
り，各ＡＧＣや従来装置Ａ０による制御では，周波数１
０ｒａｄ／ｓｅｃ付近でゲインが０ｄＢを越えており，
入側板厚変動ΔＨの振幅より出側板厚変動Δｈの振幅が
大きく，各ＡＧＣや従来装置Ａ０のオブザーバが悪影響
を及ぼしていることがわかる。これに対して，本装置Ａ
１では制御ゲインを５倍に上げても入側板厚変動ΔＨか
ら出側板厚変動Δｈへのゲインは０ｄＢ以下で，むだ時
間やゲインの変化に対してロバストである。また，図６
（ｄ）はむだ時間をＬF ＝１ｓｅｃとし，ミル定数Ｍと
塑性係数Ｑにそれぞれ３０％のパラメータ変動があった
場合のゲイン線図である。図６（ｄ）に示されるよう
に，本装置Ａ１は他のＡＧＣや従来装置Ａ０に比べて出
側板厚変動Δｈの変動が小さく，非定常状態におけるパ
ラメータＭ，Ｑの変動に対してもロバストであることが
わかる。従って，本装置Ａ１はむだ時間ＬF ，ＬB やパ
ラメータＭ，Ｑの変動や入側板厚変動ΔＨなどに対して
ロバストであり，非定常な圧延状態においても有効であ
ることがわかる。以上のように，この板厚制御方法によ
れば，むだ時間の動特性を積極的に取り込むことによっ
てオブザーバの収束ゲインを大きく取ることが可能であ
る。また，収束ゲインが小さく抑えられている場合も，
むだ時間ＬB ，ＬF の動特性が制御対象のモデルに含ま
れていること，さらに従来例では未知の要素としていた
入側板厚変動ΔＨを検出することによって，未知の要素
を減少し，オブザーバにより，より正確に外乱を推定す
ることができ，制御性能を向上させることができる。ま
た，パデ近似や予測制御といった手法を用いることによ
って，むだ時間ＬB，ＬF の影響を受けにくいオブザー
バを構成することが可能となり，より精度よく外乱を推
定可能である。その結果，圧延速度Ｖが低いときでもむ
だ時間ＬB ，ＬF の影響を受けることなく常に高い板厚
精度が得られる圧延機の板厚制御方法を得ることができ
る。
のチューニング率を示すもので，ここではαG ＝１の場
合を示す。図６（ａ）より，各ＡＧＣや従来装置Ａ０よ
りも本装置Ａ１の方が入側板厚変動ΔＨの影響を受けに
くく，出側板厚変動Δｈを小さくできることがわかる。
また，図６（ｂ）ではむだ時間をＬF ＝１ｓｅｃとした
時のゲイン線図を示している。図６（ｂ）より，むだ時
間ＬF が１ｓｅｃ程度である時はむだ時間ＬF の影響を
受けないゲージメータＡＧＣは有効であり，絶対値ＡＧ
Ｃや従来装置Ａ０のオブザーバに比べて，よい制御性能
を示している。このゲージメータＡＧＣに比べて，本装
置Ａ１はより優れた制御性能を発揮しており，むだ時間
ＬF に対して充分にロバストであることがわかる。さら
に，図６（ｃ）は各装置の制御ゲインを適正な制御ゲイ
ンの５倍にした時のゲイン線図である。図６（ｃ）よ
り，各ＡＧＣや従来装置Ａ０による制御では，周波数１
０ｒａｄ／ｓｅｃ付近でゲインが０ｄＢを越えており，
入側板厚変動ΔＨの振幅より出側板厚変動Δｈの振幅が
大きく，各ＡＧＣや従来装置Ａ０のオブザーバが悪影響
を及ぼしていることがわかる。これに対して，本装置Ａ
１では制御ゲインを５倍に上げても入側板厚変動ΔＨか
ら出側板厚変動Δｈへのゲインは０ｄＢ以下で，むだ時
間やゲインの変化に対してロバストである。また，図６
（ｄ）はむだ時間をＬF ＝１ｓｅｃとし，ミル定数Ｍと
塑性係数Ｑにそれぞれ３０％のパラメータ変動があった
場合のゲイン線図である。図６（ｄ）に示されるよう
に，本装置Ａ１は他のＡＧＣや従来装置Ａ０に比べて出
側板厚変動Δｈの変動が小さく，非定常状態におけるパ
ラメータＭ，Ｑの変動に対してもロバストであることが
わかる。従って，本装置Ａ１はむだ時間ＬF ，ＬB やパ
ラメータＭ，Ｑの変動や入側板厚変動ΔＨなどに対して
ロバストであり，非定常な圧延状態においても有効であ
ることがわかる。以上のように，この板厚制御方法によ
れば，むだ時間の動特性を積極的に取り込むことによっ
てオブザーバの収束ゲインを大きく取ることが可能であ
る。また，収束ゲインが小さく抑えられている場合も，
むだ時間ＬB ，ＬF の動特性が制御対象のモデルに含ま
れていること，さらに従来例では未知の要素としていた
入側板厚変動ΔＨを検出することによって，未知の要素
を減少し，オブザーバにより，より正確に外乱を推定す
ることができ，制御性能を向上させることができる。ま
た，パデ近似や予測制御といった手法を用いることによ
って，むだ時間ＬB，ＬF の影響を受けにくいオブザー
バを構成することが可能となり，より精度よく外乱を推
定可能である。その結果，圧延速度Ｖが低いときでもむ
だ時間ＬB ，ＬF の影響を受けることなく常に高い板厚
精度が得られる圧延機の板厚制御方法を得ることができ
る。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係る圧延機の板厚制御方法は上
記したように構成されているため，むだ時間の動特性を
積極的に取り込むことによってオブザーバの収束ゲイン
を大きく取ることが可能である。また，収束ゲインが小
さく抑えられている場合も，むだ時間の動特性が制御対
象のモデルに含まれていることと，さらに従来例では未
知の要素としていた入側板厚変動を検出することによっ
て，未知の要素を減少し，オブザーバにより，より正確
に外乱を推定することができ，制御性能を向上させるこ
とができる。また，パデ近似や予測制御といった手法を
用いることによって，むだ時間の影響を受けにくいオブ
ザーバを構成することが可能となり，より精度よく外乱
を推定可能である。その結果，圧延速度が低いときでも
むだ時間の影響を受けることなく常に高い板厚精度が得
られる圧延機の板厚制御方法を得ることができる。尚，
上記実施例では板厚制御方法の各過程Ｓ１〜Ｓ９を装置
Ａ１により順次実行したが，実使用に際しては過程Ｓ３
〜Ｓ４の実行順を入れ換えもしくは同時実行しても何ら
支障はない。尚，上記実施例では入側板厚変動の検出デ
ータに含まれるむだ時間要素を一次のパデ近似にて近似
したが，実使用に際しては更に高次のパデ近似又は他の
種類の近似手法により近似しても何ら支障はない。尚,
上記実施例では出側板厚変動の検出データに含まれるむ
だ時間要素を予測制御を用いて推定したが，実使用に際
しては伝達関数をもとにしたスミス法等他の種類の推定
手法を用いても何ら支障はない。
記したように構成されているため，むだ時間の動特性を
積極的に取り込むことによってオブザーバの収束ゲイン
を大きく取ることが可能である。また，収束ゲインが小
さく抑えられている場合も，むだ時間の動特性が制御対
象のモデルに含まれていることと，さらに従来例では未
知の要素としていた入側板厚変動を検出することによっ
て，未知の要素を減少し，オブザーバにより，より正確
に外乱を推定することができ，制御性能を向上させるこ
とができる。また，パデ近似や予測制御といった手法を
用いることによって，むだ時間の影響を受けにくいオブ
ザーバを構成することが可能となり，より精度よく外乱
を推定可能である。その結果，圧延速度が低いときでも
むだ時間の影響を受けることなく常に高い板厚精度が得
られる圧延機の板厚制御方法を得ることができる。尚，
上記実施例では板厚制御方法の各過程Ｓ１〜Ｓ９を装置
Ａ１により順次実行したが，実使用に際しては過程Ｓ３
〜Ｓ４の実行順を入れ換えもしくは同時実行しても何ら
支障はない。尚，上記実施例では入側板厚変動の検出デ
ータに含まれるむだ時間要素を一次のパデ近似にて近似
したが，実使用に際しては更に高次のパデ近似又は他の
種類の近似手法により近似しても何ら支障はない。尚,
上記実施例では出側板厚変動の検出データに含まれるむ
だ時間要素を予測制御を用いて推定したが，実使用に際
しては伝達関数をもとにしたスミス法等他の種類の推定
手法を用いても何ら支障はない。
【図１】 本発明の一実施例に係る圧延機の板厚制御方
法の概略構成を示すブロック図。
法の概略構成を示すブロック図。
【図２】 上記板厚制御方法を用いた装置Ａ１の全体概
要を示す模式図。
要を示す模式図。
【図３】 板厚制御系のシステムブロック図。
【図４】 板厚制御系の簡略化されたシステムブロック
図。
図。
【図５】 板厚制御装置Ａ１と他の種類の板厚制御装置
とのステップ応答比較図。
とのステップ応答比較図。
【図６】 板厚制御装置Ａ１と他の種類の板厚制御装置
とのゲイン特性比較図（ａ）〜（ｄ）。
とのゲイン特性比較図（ａ）〜（ｄ）。
【図７】 従来の圧延機の板厚制御装置Ａ０の一例にお
ける全体概要を示す模式図。
ける全体概要を示す模式図。
【図８】 従来の制御系の一例を示すシステムブロック
図（ａ），（ｂ）。
図（ａ），（ｂ）。
１…圧延材 ２ｂ，２ｃ…入側／出側張力リール ３ｚ…ローラミル ３ａ，３ｂ…圧延ロール ４…速度センサ ６ａ…入側板厚センサ ６ｂ…出側板厚センサ ７…ギャップセンサ ８ａ，８ｂ…状態量センサ群 ９…圧下力センサ １０…外乱推定オブザーバ １１…外乱補償器 １３ａ…圧下力補正系 １４…入側板厚補正系 １５…出側板厚補正系 ΔＵｓ，ΔＵ…ギャップ指令 ΔＵｖ，ΔＵ′…速度指令 ΔＵD …外乱補償量 ΔＵE …速度指令の変化量 Ｖ…圧延速度 ΔＨ…入側板厚変動 Δｈ…出側板厚変動 ΔＳ…ギャップ変動 ΔＰ…圧下力変動 Ｃ１，Ｃ２…圧延ロールの状態量 ΔＤ…第１の外乱 Δｄ…第２の外乱 ΔＤ′…第１の外乱の推定値 Δｄ′…第２の外乱の推定値 ＬB ，ＬF …むだ時間
Claims (3)
- 【請求項１】 圧延ロールのギャップをギャップ指令に
より調整する圧下制御系と，圧延材の張力を速度指令に
より調整する張力制御系とが所定の関係にある圧延機の
板厚制御方法において，圧延材の圧延速度，入側板厚変
動及び出側板厚変動と，圧延ロールのギャップ変動，圧
下力変動及び状態量とを検出し，上記圧延ロールの状態
量を上記圧下制御系のギャップ指令にフィードフォーワ
ードすることにより該圧下制御系に対する圧延ロールの
状態量に係る外乱要素を除去し，上記圧延材の入側板厚
変動の検出データに含まれるむだ時間要素を近似するこ
とにより該データを補正し，上記圧延材の出側板厚変動
の検出データに含まれるむだ時間要素を推定することに
より該データを補正し，上記圧延ロールの圧下力変動の
検出データをミル定数の公称値で補正し，上記圧延材の
圧延速度及び圧延ロールのギャップ変動の検出データ
と，上記各補正されたデータとに基づいて上記圧下制御
系に加わる第１の外乱と上記圧下力変動に影響を及ぼす
第２の外乱とを推定し，上記第１，第２の外乱の推定値
にそれぞれ重みをつけて両者を合成することにより外乱
補償量を演算し，上記張力制御系の速度指令に上記圧下
制御系のギャップ指令に基づく速度指令の変化量を付加
することにより，上記張力制御系のデータに基づいて上
記圧下制御系による板厚制御を行うと共に，上記外乱補
償量を上記圧下制御系のギャップ指令にフィードバック
し，上記外乱補償量に含まれる上記重みを変化させるこ
とにより，上記圧下制御系による板厚制御特性を適宜変
更しうるようになしたことを特徴とする圧延機の板厚制
御方法。 - 【請求項２】 上記圧延材の入側板厚変動の検出データ
に含まれるむだ時間要素をパデ近似する請求項１記載の
圧延機の板厚制御方法。 - 【請求項３】 上記圧延材の出側板厚変動の検出データ
に含まれるむだ時間要素を予測制御を用いて推定する請
求項１又は２記載の圧延機の板厚制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5001557A JPH06198324A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 圧延機の板厚制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5001557A JPH06198324A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 圧延機の板厚制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06198324A true JPH06198324A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11504832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5001557A Pending JPH06198324A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 圧延機の板厚制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06198324A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108655180A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-16 | 北京科技大学 | 一种热轧铝板带升速过程厚度减薄的补偿方法 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP5001557A patent/JPH06198324A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108655180A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-16 | 北京科技大学 | 一种热轧铝板带升速过程厚度减薄的补偿方法 |
| CN108655180B (zh) * | 2018-04-27 | 2019-07-16 | 北京科技大学 | 一种热轧铝板带升速过程厚度减薄的补偿方法 |
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