JPH0638961B2 - 圧延材の形状制御方法 - Google Patents

圧延材の形状制御方法

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JPH0638961B2 JP59254018A JP25401884A JPH0638961B2 JP H0638961 B2 JPH0638961 B2 JP H0638961B2 JP 59254018 A JP59254018 A JP 59254018A JP 25401884 A JP25401884 A JP 25401884A JP H0638961 B2 JPH0638961 B2 JP H0638961B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、圧延材の形状制御方法に関する。
〔発明の背景〕
形状制御を行うためには、圧延材の形状をパターン認識
する必要がある。従来の形状制御システムでは、4次の
べき級数で形状を定着化されていた。
しかしながら、圧延材の形状に影響を与える要因は、板
幅方向に、なだらかな分布をしているとは限らず、例え
ば、第2図に示す様なロールのヒートクラウンや、圧延
前の材料の幅方向板厚分布あるいは、同方向硬度分布等
は、板端部より若干内側で急激に変化する事からより高
次のべき級数で形状を認識する必要があり、(1)式の様
な6次のべき級数で最小自乗近似する事が、例えば、特
公昭50−38395号に記載されている。
y=λx+λ+λ+λ+λ
+λ ……(1) y:急崚度 x:板幅方向座標 λ〜λ:形状パラメータ このとき、制御モデルを簡略化のために(1)式を対称
成分と非対称成分に分離することができる。
つまり、対称成分は、 y=λ+λ+λ で表され、非対称成分は、 y=λx+λ+λ で表せる。
そして、対称成分と非対称成分は独立に扱うことが可能
なため以下非対称成分について記述する。
ここで、λ、λ、λを非対称成分形状パラメータ
と定義する。非対称成分形状パラメータと操作端との関
係は微小変化分において線形化され次ぎの(2)式で表
せる。
この(2)式においてa11,a21,a31は制御ゲ
インでありそれぞれ非対称操作端DMを単独に微小量
だけ変化させたときの形状パラメータλ,λ,λ
の変化量を意味し、a12,a22,a32はそれぞ
れ、非対称操作端DMを単独に微小量だけ変化させた
ときの形状パラメータλ,λ,λの変化量を意味
し、a13,a23,a33は、それぞれ非対称操作端
DMを単独に微小量だけ変化させたときの形状パラメ
ータλ,λ,λの変化量を意味しており、これら
の値は、実験的もしくは、圧延機の特徴を示す数式モデ
ルによつて計算できる。
したがつて、目標形状と実績形状の偏差Δλ,Δ
λ,Δλが求まれば、その偏差を修正する操作補正
量ΔDM,ΔDM,ΔDMが(2)式より得られ
る。
しかしながら、(2)式の一例でわかる様に形状不良を高
次まで認識し制御しようとすると、操作端と、形状パラ
メータを関係付ける制御ゲインの数が多く成り、調整が
難かしくなる。また、どれか1つの操作端が、操作能力
の限界に達した場合、(2)式の制御システムでは各操作
端が相互に干渉するため他の操作端の操作能力に余裕が
あつても有効に制御できなくなる。この時、形状不良の
うち一次関数で最小自乗近似で認識される非対称形状不
良が存在すると、形状不良が存在するのみならず、板の
蛇行の発生原因となり、圧延操業上好ましくない現象が
発生する。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記欠点を解消し、圧延材の形状を良
好に修正し、形状パラメーターと操作端とを関係付ける
制御ゲインの数を減らすことにより調整の容易な形状制
御方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本願発明は圧延材の形状を、圧延材の蛇行の原因である
非対称形状不良の基本成分を認識するパラメータと、該
形状の内、該基本成分を取り除いた、残りの高次形状不
良を表わすパラメータを定義し、非対称基本形状成分パ
ラメータを制御する操作端として圧下レベリング装置を
用い、形状高次成分パラメータを制御する操作端とし
て、上記レベリング装置以外の操作端を用いることに特
徴がある。
〔発明の実施例〕
次に、本発明の実施例を図を用いて説明する。
6段圧延機を用いた、形状制御システムの構成例を第1
図に示す。圧延機1により圧延された鋼板2は、デフロ
ール3を介して、テンシヨンリール4に巻き取られる。
鋼板の形状は、形状検出器5により検出され、形状認識
装置10により形状パラメータが検出される。操作補正
量算出装置12は、目標形状発生器11と、形状認識装
置10から得られた実績形状パラメーターとの偏差か
ら、操作補正量を、作業ロールベンデイング装置15、
中間ロールベンデイング装置16、中間ロールシフト装
置14、圧下装置13に与える。
形状検出器から得られた、板幅方向に関する数10点の
信号は、板幅方向の両板端を±1にする様に正規化され
た座標について、6次関数で最小自乗近似し、該近似関
数の6つの形状パラメータに圧縮される。
形状は、急峻度,伸び率,応力,板厚等の幅方向分布で
表される、本実施例では、圧延材中央からの板厚分布Δ
hにより認識する。
第3図は、形状yと非対称基本成分yとの関係を表し
た概念図である。この非対称基本成分Dは、形状を1
次関数で最小自乗近似した時の1次の係数で定義され
(3),(4)式で表される。
=λB1X+λB0 …………(3) D=λB1 …………(4) ここで、xは圧延材の幅方向座標を表し、幅方向の中央
をx=0とし、板の両端をそれぞれx=±1と定義する
と考え易い。
第4図は、圧延材の形状から非対称基本形状成分を除却
した形状高次成分と非対称形状高次成分パラメータ
D.,Dとの関係を表した概念図である。第4図から
わかる様に、D.は−x.からx.までの形状の傾きを
表わす変数、Dは−xからxまでの形状の傾きを
表わす変数と定義され(5),(6)式で示される。
これらの形状パラメータD,D.,Dは6次近似関
数の係数より次式で算出される。
=λB1=αλ+αλ+αλ ……
……(7) α=1,α=3/5,α=3/7 これは、y=λx+λ+λ,y=λ
B1xとするとき、 を最小にするλB1を決定する。
∂J/∂λB1=Oとおくと、 (D)=λB1=λ+(3/5)λ+(3/7)λ となり、上記した(7)式におけるα,α,α
求まる。
ここで、α11〜α23は板幅方向座標x,xによ
り決定される定数である。
また、高次形状成分の対称成分は、第5図に示される様
に、板中央からxまでの板厚分布の傾きをC、板中
心からxまでの板厚分布の傾きをC、xからx
までの板厚分布の傾きをCと定義し、次式の線形変換
により算出される。
β11〜β33はx,x,xにより決まる定数で
ある。
以上の処理の流れを第6図に示す。すなわちステツプ6
1では形状検出器5で検出された形状信号51から板形
状の6次関数近似をおこなう。それは例えば(1)式で表
わされるような形状である。
ステツプ62では非対称基本形状パラメータ、すなわち
第3図に示したように一次関数の基本成分を1次の係数
で定義する。
ステツプ63では非対象の一次成分を除く非対称高次成
分パラメータD,Dを算出する(第4図参照)。さ
らにステツプ64では高次の対称成分パラメータC
,Cを第5図に基づいて定義する。
上記では、高次形状を認識するのに、板幅方向のある点
からある点までの傾きとして定義したが、フーリエ級数
等を用いたパターン認識をおこなうことも可能である。
次に本発明にかかる非対象形状制御について説明する。
は、第7図に示す様に、形状に一次関数的に影響す
る、圧下レベリングDSで制御し、Dは、作業ロ
ールベンデイング圧差DF、中間ロールベンデイング
圧差DFの組み合せにより制御する。第8図は、対称
成分ロールベンデイング圧下とロールベンデイング圧差
DFとの関係を示す。
以上定義した形状パラメータD,D,Dと各操作
端DS,DF,DFとの関係は次式で表現できる。
ここで、b11〜b33は(2)式により説明した制御ゲ
インである。
ここで、目標形状と、実績形状との偏差ΔD,Δ
,ΔDが認識された時操作補正量算出装置は、(1
1)式より偏差を修正する補正量ΔDS,ΔDF,ΔD
を算出し、各操作端に出力される。
本事例では、レベリング差以外の操作端として作業ロー
ルベンデイング装置,中間ロールベンデイング装置を用
いたが、中間ロールシフトを高次成分修正用の操作端と
しても良い。
この方法により、非対称基本形状不良修正と、高次形状
不良修正とは非干渉となり、ロールベンデイング圧等の
操作端が限界値に達した時でも、レベリング差による非
対称基本成分修正は、自由に制御可能であり鋼板の蛇行
の発生防止機能を充実すると共に、操作量と形状パラメ
ータを関係付ける、制御ゲインの数が少なくなり数式モ
デルを作成することが容易になる。また、操作量と形状
パラメータの関係を適応性を有した数式モデルで表現す
ることにより制御系を最適な状態に維持する方法が容易
にとれること等、高精度で安定な形状制御を行なうため
に既述のごとく多くの利点をもたらすことができる。
以上説明した実施例においては、板形状を6次関数近似
を行い圧延材の形状パターンNを6個のパラメータ(λ
,λ,λ,λ,λ,λ)で認識し、該認識
された圧延材の形状パターンを1次関数で近似し、該1
次関数の係数を1つのパラメータ(Dとし、該1次関
数成分を除く高次形状成分Mを5個のパラメータ(C
e,Cq,Cn,De,Dq)で認識し、該パラメータ
を圧下レベリング装置以外の5個の操作端、すなわち作
業ロールベンデイング装置、中間ロールベンデイング装
置、中間ロールシフト装置、作業ロールベンデイング圧
差及び中間ロールベンデイング圧差で分担制御するもの
である。
尚、本実施例においては、上記の場合についてのみ説明
したが、圧延材の形状をn次のべき級数で最小自乗近似
すれば、圧延材の形状パターンをN個のパラメータで認
識し、該認識された圧延材の形状パターンを1次関数で
近似し、該1次関数成分を除く高次形状成分をM個
((N−1)M1)のパラメータで認識し、該パラ
メータを圧下レベリング装置以外のM個の操作端で分担
制御することができるものである。
本発明によれば、圧下装置のレベリング差による形状制
御と、他の操作端による形状制御とを、非干渉にできる
ので、鋼板の形状を良好に修正すると共に圧延材の蛇行
を積極的に防止する事が可能となり、さらに形状パラメ
ータと操作端とを関係付ける制御ゲインの数を減らすこ
とにより簡潔かつ調整の容易な実効ある形状制御方法の
提供が可能となる。
尚、第2図に示す部品番号10〜16の装置は、マイコ
ン,制御用計算機等の処理手段へ置換することは容易に
類推可能であり、又本発明の本質を損なうものではな
い。さらに第2図は圧延機1の特定方向についてのみ示
したが可逆圧延機の出入側又は、連続圧延機の任意のス
タンド出入側に設置された形状検出器5においても同様
の効果が得られることも自明である。
〔発明の効果〕
本発明によると圧下装置のレベリング差による形状制御
を他の操作端の操作による形状制御とを非干渉に制御す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、6段圧延機の形状制御システムの概要を示す
図、第2図は、作業ロールにヒートクラウンが発生した
状況を表わす正面図、第3図は、鋼板の形状と、非対称
基本成分を示す図、第4図は、鋼板の高次形状と、非対
称形状パラメータを示す図、第5図は、対称形状パラメ
ータを示す図、第7図は、圧下装置のレベリング差を示
す図、第8図は、ベンデイング圧差を示す図である。第
6図は、形状認識装置の処理内容を示すフローチヤート
である。 1…6段圧延機、2…圧延材、3…デフロール、4…テ
ンシヨンリール、5…形状検出器、6…中間ロール、7
…作業ロール、9…補強ロール、10…形状認識装置、
11…目標形状発生器、12…操作補正量算出装置、1
3…圧下装置、14…中間ロールシフト装置、15…作
業ロールベンデイング装置、16…中間ロールベンデイ
ング装置、17…ヒートクラウンの発生した作業ロー
ル、18…圧延材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延材の形状パターンを、N(N1)個
    のパラメータで認識し、圧延材の形状を制御する操作端
    として、少なくとも圧下レベリング装置を含む複数の操
    作端を備えた圧延機の形状制御方法において、検出され
    た板形状のパターンを1次関数で近似し、該1次関数の
    係数を1つのパラメータとするとともに、該パラメータ
    を圧下レベリング装置で制御し、該検出された板形状か
    ら、該1次関数成分を除く高次形状成分をM((N−
    1)M1)個のパラメータで形状認識し、該パラメ
    ータを該圧下レベリング装置以外のM個の操作端で分担
    制御することを特徴とする圧延機の形状制御方法。
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