JPH07236957A - Device for vibrating mold in continuous casting equipment - Google Patents

Device for vibrating mold in continuous casting equipment

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JPH07236957A
JPH07236957A JP6029230A JP2923094A JPH07236957A JP H07236957 A JPH07236957 A JP H07236957A JP 6029230 A JP6029230 A JP 6029230A JP 2923094 A JP2923094 A JP 2923094A JP H07236957 A JPH07236957 A JP H07236957A
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mold
waveform
waveform signal
hydraulic
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Akiji Chigira
暁司 千木良
Toshiyuki Okada
利幸 岡田
Yoichiro Nakamura
陽一郎 中村
Hideki Saito
英樹 斎藤
Masato Aoki
正人 青木
Shigeatsu Okumura
重温 奥村
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Hitachi Zosen Corp
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Abstract

PURPOSE:To carry out the extremely precise control by employing the feedforward compensation in addition to the feedback control, and providing the filter circuit to output the correction signal to cancel the natural frequency of the mold vil>ration system. CONSTITUTION:In a vibration device to vibrate a mold 1 by an electro-hydraulic stepping cylinder 5 through a link mechanism 3, when the driving signal is outputted to the stepping cylinder 5, the feedforward control is realized by adding the compensation signal to cancel the delay in motion of thc stepping cylinder 5 and the delay of the motion transmission by the elastic deformation of the link mechanism 3 or the like to the objective waveform signal of the mold 1. When the feedback of the actual position of the mold 1 is realized, the correction signal from the filter circuit to cancel the resonance frequency is considered, and at the same time, the control parameter of this filter circuit 51 is corrected on the real time basis.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造設備における
モールド振動装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold vibrating device for continuous casting equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】連続鋳造設備におけるモールドは、振動
装置により振動が加えられており、従来、この種の振動
装置としては、特開昭63−63562号公報に開示さ
れたものがある。
2. Description of the Related Art A mold in a continuous casting facility is vibrated by a vibrating device. Conventionally, a vibrating device of this type is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-63562.

【0003】すなわち、この特開昭63−63562号
公報においては、モールドは、四辺リンクおよびビーム
を介して、鉛直面内で昇降可能に支持されるとともに、
ビームの先端に、モールドを振動させるための油圧シリ
ンダが連結され、さらにこの油圧シリンダへの油圧回路
には、サーボ弁およびこのサーボ弁を制御するための制
御回路が具備されている。
That is, in this Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-63562, the mold is supported by a four-sided link and a beam so that it can be moved up and down in a vertical plane.
A hydraulic cylinder for vibrating the mold is connected to the tip of the beam, and a hydraulic circuit for the hydraulic cylinder includes a servo valve and a control circuit for controlling the servo valve.

【0004】そして、この制御回路においては、油圧シ
リンダのロッド位置およびモールドの加速度がそれぞれ
センサにより検出されるとともに、この検出された各検
出値をフィードバックして、モールドの振動が所定の振
動波形となるように、振動伝達特性が改善されるように
構成されている。
In this control circuit, the rod position of the hydraulic cylinder and the acceleration of the mold are respectively detected by the sensors, and the detected values are fed back so that the vibration of the mold becomes a predetermined vibration waveform. Therefore, the vibration transmission characteristic is improved.

【0005】なお、このように、振動伝達特性を改善す
る必要があるのは、以下の理由による。すなわち、最
近、連続鋳造により製造される鋳片の表面の品質向上を
図るために、モールドの上昇を遅くかつ下降を早くした
ノコギリ歯状の振動波形を、モールドに発生させること
が試みられている。そして、このようなノコギリ歯状の
非サイン波形には、2次、3次などの高調波成分が含ま
れており、ある振動条件において、この高調波成分に、
モールド全体を支持するビームなどの機械的支持構造部
が共振して波形が乱れ、所定の振動波形が得られなくな
る。これを防止しようとするためのものである。
The reason why it is necessary to improve the vibration transmission characteristics in this way is as follows. That is, recently, in order to improve the quality of the surface of a slab produced by continuous casting, it has been attempted to generate a sawtooth-like vibration waveform in the mold in which the mold rises slowly and the mold descends quickly. . In addition, such a sawtooth-shaped non-sine waveform includes second-order, third-order, and other harmonic components, and under certain vibration conditions, this harmonic component
A mechanical support structure such as a beam that supports the entire mold resonates to disturb the waveform, and a predetermined vibration waveform cannot be obtained. This is to prevent this.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と、油圧シリンダのロッド位置およびモールド自体の加
速度を検出して、これらの各検出値をフィードバックさ
せて、所定の振動波形を得るようにしているが、制御対
象が複雑であるのと、センサの取付場所に制限があるた
め、所定の振動波形が得られにくいという問題がある。
According to the above conventional structure, the rod position of the hydraulic cylinder and the acceleration of the mold itself are detected, and the respective detected values are fed back to obtain a predetermined vibration waveform. However, there is a problem that it is difficult to obtain a predetermined vibration waveform because the controlled object is complicated and the sensor mounting location is limited.

【0007】また、連続鋳造設備においては環境条件が
劣悪であるため、センサが故障しやすく、したがってセ
ンサが故障した場合には、油圧シリンダが暴走するた
め、振動を停止させ、すなわち鋳造を停止させる必要が
あり、鍋戻しや、スクラップなどが発生して無駄が生じ
るという問題がある。
Further, in continuous casting equipment, the environmental conditions are poor, so the sensor is prone to failure. Therefore, when the sensor fails, the hydraulic cylinder runs out of control, so vibration is stopped, that is, casting is stopped. It is necessary, and there is a problem that the pot is returned and scraps are generated, resulting in waste.

【0008】そこで、本発明は上記問題を解消し得る連
続鋳造設備におけるモールド振動装置を提供することを
目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a mold vibrating device in a continuous casting facility which can solve the above problems.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の連続鋳造設備におけるモールド振動は、モ
ールドを機械的に支持する支持構造体と、この支持構造
体を介してモールドに振動を加える電気油圧式ステッピ
ングシリンダと、この電気油圧式ステッピングシリンダ
に油圧回路を介して作動油を供給する油圧ユニットと、
上記電気油圧式ステッピングシリンダを駆動する電気式
ステッピングモータ側に駆動信号を出力するための制御
ユニットとから構成し、この制御ユニットを、モールド
の目標波形信号を発生させる目標波形信号発生部と、こ
の目標波形信号発生部から出力された目標波形信号に、
上記電気油圧式ステッピングシリンダの動作遅れによる
波形乱れを改善するためのシリンダ補償波形信号を加算
するための第1油圧系補償信号発生部と、この第1油圧
系補償信号発生部からの波形信号に、上記支持構造体の
弾性変形による運動伝達遅れを打ち消すための機械系補
償波形信号を加算するための機械系補償信号発生部と、
上記目標波形信号発生部からの目標波形信号を入力し
て、その周波数特性におけるゲインの平均化を図るため
の補正波形信号を出力するフィルタ回路と、このフィル
タ回路における制御係数を、上記目標波形信号と変位状
態信号との偏差信号に応じて最適な値に制御する適応制
御回路部と、上記変位状態検出器からの変位状態信号
に、上記フィルタ回路から出力された補正波形信号が減
算させられた偏差信号に基づきフィードバック制御信号
を発生するフィードバック制御部と、このフィードバッ
ク制御部からのフィードバック制御信号に油圧系補償信
号を加算する第2油圧系補償信号発生部とから構成する
とともに、この第2油圧系補償信号発生部からの出力信
号が加算された偏差信号を上記機械系補償信号発生部か
ら出力される波形信号に加算させるようにしたものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the mold vibration in the continuous casting equipment of the present invention is the vibration of the support structure for mechanically supporting the mold and the vibration of the mold via the support structure. An electro-hydraulic stepping cylinder to be added, and a hydraulic unit that supplies hydraulic oil to the electro-hydraulic stepping cylinder via a hydraulic circuit,
A control unit for outputting a drive signal to the electric stepping motor side that drives the electro-hydraulic stepping cylinder, and the control unit includes a target waveform signal generator that generates a target waveform signal of the mold, and The target waveform signal output from the target waveform signal generator,
A first hydraulic system compensation signal generator for adding a cylinder compensation waveform signal for improving waveform disturbance due to an operation delay of the electro-hydraulic stepping cylinder, and a waveform signal from the first hydraulic system compensation signal generator. A mechanical system compensation signal generator for adding a mechanical system compensation waveform signal for canceling a motion transmission delay due to elastic deformation of the support structure,
The target waveform signal is input from the target waveform signal generation unit, and a filter circuit that outputs a correction waveform signal for averaging the gain in the frequency characteristic and a control coefficient in this filter circuit are And the displacement state signal from the displacement state detector, and the displacement waveform signal output from the above-mentioned filter circuit is subtracted from the adaptive control circuit unit for controlling the optimum value according to the deviation signal between the displacement state signal and the displacement state signal. The second hydraulic pressure is composed of a feedback control unit that generates a feedback control signal based on the deviation signal, and a second hydraulic pressure system compensation signal generation unit that adds the hydraulic pressure system compensation signal to the feedback control signal from the feedback control unit. The waveform signal output from the mechanical system compensation signal generator is the deviation signal to which the output signal from the system compensation signal generator is added. It is obtained so as to be added.

【0010】また、上記構成において、適応制御回路部
として、適応フィルタにおけるアルゴリズムを使用した
もの、あるいはファジイ推論、ニューラルネットワーク
に基づく高速フーリエ変換による解析手法を使用したも
のである。
Further, in the above configuration, the adaptive control circuit section uses an algorithm in an adaptive filter, or an analysis method by a fast Fourier transform based on fuzzy inference or neural network.

【0011】[0011]

【作用】上記の構成によると、モールドに、支持構造体
を介して電気油圧式ステッピングシリンダにより所定の
振動波形、すなわち目標波形を与える際に、電気油圧式
ステッピングシリンダの動作遅れを打ち消すための補償
信号および支持構造体の弾性変形による運動伝達遅れを
打ち消すための補償信号を加算するためのフィードフォ
ワード制御を採用し、しかもモールドの実際の振動波形
とモールド振動系の固有振動数による共振を打ち消すた
めの補正波形信号との差を偏差信号として出力するフィ
ードバック制御を併用するとともに、この補正波形信号
をフィルタ回路により演算する際に、フィルタ回路にお
ける制御パラメータを、リアルタイムで最適化するよう
にしたので、モールドの実際の振動波形のずれおよび共
振を確実に修正することができる。
According to the above construction, compensation for canceling the operation delay of the electro-hydraulic stepping cylinder when a predetermined vibration waveform, that is, a target waveform is applied to the mold by the electro-hydraulic stepping cylinder via the support structure. In order to cancel the resonance due to the actual vibration waveform of the mold and the natural frequency of the mold vibration system, the feedforward control is used to add the signal and the compensation signal for canceling the motion transmission delay due to the elastic deformation of the support structure. In addition to using feedback control that outputs the difference from the correction waveform signal as a deviation signal, the control parameter in the filter circuit is optimized in real time when this correction waveform signal is calculated by the filter circuit. Make sure to correct the actual vibration waveform deviation and resonance of the mold It is possible.

【0012】また、フィルタ回路の制御パラメータをリ
アルタイムで修正するようにしたので、例えば電気油圧
式ステッピングシリンダの動作特性が、時間とともに変
化した場合、または同じ重量、寸法のモールドを交換し
た際にモールド振動系の固有振動数が僅かに変化した場
合でも、常に、最適な振動制御を行うことができる。
Further, since the control parameters of the filter circuit are corrected in real time, for example, when the operating characteristics of the electro-hydraulic stepping cylinder changes with time or when the molds of the same weight and size are replaced, the molds are changed. Even if the natural frequency of the vibration system slightly changes, optimum vibration control can always be performed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2に
基づき説明する。図1および図2において、1は連続鋳
造設備におけるモールドで、テーブル2上に載置されて
いる。そして、このモールド1は、テーブル2およびリ
ンク機構3を介して、鉛直面内で架台4に対して揺動可
能に支持されるとともに、このリンク機構3に連結され
た電気油圧式ステッピングシリンダ5により上下方向で
振動される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a mold in a continuous casting facility, which is placed on the table 2. The mold 1 is swingably supported on the gantry 4 in the vertical plane via the table 2 and the link mechanism 3, and by the electrohydraulic stepping cylinder 5 connected to the link mechanism 3. It is vibrated vertically.

【0014】すなわち、上記リンク機構3は、上部リン
ク11と、下部リンク12とから構成され、また上下部
リンク11,12の一端部が、それぞれテーブル2側に
ピン連結され、また上部リンク11の他端部および下部
リンク12の中間部が、それぞれ架台4側にピンを介し
て支持されており、そして下部リンク12の他端部が電
気式ステッピングシリンダ5のロッド部5aにピン連結
されている。
That is, the link mechanism 3 is composed of an upper link 11 and a lower link 12, one end of each of the upper and lower links 11 and 12 is pin-connected to the table 2 side, and the upper link 11 has the same structure. The other end and the intermediate portion of the lower link 12 are supported on the gantry 4 side via pins, respectively, and the other end of the lower link 12 is pin-connected to the rod portion 5a of the electric stepping cylinder 5. .

【0015】上記ステッピングシリンダ5には、作動油
を供給するための油圧ユニット21が油圧配管22を介
して接続されるとともに、油圧ユニット21からの作動
油を所定量づつシリンダ室23内に供給するためのスプ
ール24を移動させる電気式ステッピングモータ25が
設けられ、さらにこの電気式ステッピングモータ25を
駆動するためのドライブユニット26が具備されてい
る。
A hydraulic unit 21 for supplying hydraulic oil is connected to the stepping cylinder 5 via a hydraulic pipe 22, and the hydraulic oil from the hydraulic unit 21 is supplied into the cylinder chamber 23 by a predetermined amount. An electric stepping motor 25 for moving the spool 24 is provided, and a drive unit 26 for driving the electric stepping motor 25 is further provided.

【0016】そして、このステッピングシリンダ5のド
ライブユニット26を制御するための制御ユニット27
が具備されており、またこの制御ユニット27は、モー
ルド1に取り付けられてモールド1の変位状態例えば振
動位置を検出する位置センサ(変位状態検出器)28か
ら、実際のモールド位置信号(変位状態信号の一例で、
以下、単に実位置信号と称す)を入力するとともに、こ
の実位置信号をディジタル信号に変換するA/D変換器
を有する信号入力部31と、モールドの目標波形信号を
発生するための第1制御部32と、上記信号入力部31
からの位置信号に、その周波数特性におけるゲインを平
滑化する補正波形信号を出力するための第2制御部33
と、上記モールドの実位置信号に、上記第2制御部33
からの補正波形信号を減算させて偏差信号を得るととも
に、この偏差信号に基づき所定のフィードバック制御信
号を演算し、かつこのフィードバック制御信号を、第1
制御部32からの出力信号に加算する第3制御部34
と、これら両制御部32,34からの出力信号が加算さ
れた駆動信号を入力して上記ドライブユニット26側に
パルス信号を出力するためのパルス変換器35とから構
成されている。
A control unit 27 for controlling the drive unit 26 of the stepping cylinder 5
The control unit 27 is mounted on the mold 1, and a position sensor (displacement state detector) 28 that detects a displacement state of the mold 1, for example, a vibration position, detects an actual mold position signal (displacement state signal). In one example,
(Hereinafter, simply referred to as a real position signal), a signal input unit 31 having an A / D converter for converting the real position signal into a digital signal, and a first control for generating a target waveform signal of the mold. Section 32 and the signal input section 31
The second control unit 33 for outputting the correction waveform signal for smoothing the gain in the frequency characteristic to the position signal from
And the real position signal of the mold, the second control unit 33
The corrected waveform signal is subtracted to obtain a deviation signal, a predetermined feedback control signal is calculated based on the deviation signal, and the feedback control signal is
Third control unit 34 that adds to the output signal from the control unit 32
And a pulse converter 35 for inputting a drive signal to which the output signals from both control units 32 and 34 are added and outputting a pulse signal to the drive unit 26 side.

【0017】上記第1制御部32は、モールド1を振動
させるための目標波形信号を発生させる目標波形信号発
生部41と、この目標波形信号発生部41から出力され
た目標波形信号に、ステッピングシリンダ5の動作遅れ
(例えば、バルブの切替え、油の圧縮などに起因する遅
れ)による波形乱れを改善するための補償波形信号を加
算するための第1ステッピングシリンダ補償信号発生部
(第1油圧系補償信号発生部)42と、上記リンク機構
3およびテーブル2を含む機械的支持構造体での弾性変
形による運動伝達遅れを打ち消すための補償波形信号を
加算するための機械系補償信号発生部(例えば、モール
ドの加速度補償が行われる)43とから構成されてい
る。
The first control section 32 uses a target waveform signal generating section 41 for generating a target waveform signal for vibrating the mold 1, and a target waveform signal output from the target waveform signal generating section 41 for the stepping cylinder. A first stepping cylinder compensation signal generator (first hydraulic system compensation) for adding a compensation waveform signal for improving waveform disturbance due to operation delay of 5 (for example, delay caused by valve switching, oil compression, etc.) Signal generation section) 42 and a mechanical system compensation signal generation section (for example, a mechanical system compensation signal generation section for adding a compensation waveform signal for canceling the motion transmission delay due to elastic deformation in the mechanical support structure including the link mechanism 3 and the table 2). (Acceleration compensation of the mold is performed) 43.

【0018】また、上記第2制御部33には、目標波形
信号発生部41からの目標波形信号を入力するととも
に、この目標波形信号に応じてその周波数特性における
ゲインの平滑化を図る補正波形信号(具体的には、モー
ルド振動系の固有振動数を打ち消すための波形信号)を
出力するためのフィルタ回路51が設けられ、またこの
フィルタ回路51における特性、すなわち制御パラメー
タを、リアルタイムで実際のモールド1の振動状態に応
じて、最適なものとするための適応制御回路部52が具
備されている。上記フィルタ回路51としては、例えば
目標値フィルタまたはノッチフィルタなどが使用され
る。
Further, the second control section 33 receives the target waveform signal from the target waveform signal generating section 41 and, in accordance with the target waveform signal, a correction waveform signal for smoothing the gain in its frequency characteristic. A filter circuit 51 for outputting (specifically, a waveform signal for canceling the natural frequency of the mold vibration system) is provided, and the characteristics of the filter circuit 51, that is, the control parameters, are set in real time in an actual mold. The adaptive control circuit unit 52 is provided to optimize the vibration state of No. 1. As the filter circuit 51, for example, a target value filter or a notch filter or the like is used.

【0019】そして、上記適応制御回路部52は、上記
信号入力部31からの実位置信号を入力して高速フーリ
エ変換などのフーリエ級数展開を行い、実位置信号の周
波数解析を行う波形診断回路53と、この波形診断回路
53からの出力信号および目標波形信号発生部41から
の目標波形信号を入力するとともに、これら両波形信号
の偏差信号に基づき上記フィルタ回路51における制御
パラメータ(具体的には、制御用伝達関数の各係数値)
を最適な値にするための学習回路54とから構成されて
いる。
The adaptive control circuit section 52 receives the real position signal from the signal input section 31 and performs Fourier series expansion such as fast Fourier transform to perform a frequency analysis of the real position signal. And the output signal from the waveform diagnostic circuit 53 and the target waveform signal from the target waveform signal generator 41 are input, and the control parameter (specifically, in the filter circuit 51 based on the deviation signal between these waveform signals (Each coefficient value of the control transfer function)
And a learning circuit 54 for making the optimum value.

【0020】この学習回路54にはデジタルシグナルプ
ロセッサなどが使用されるとともに、この学習回路54
では、例えば実位置信号に混入している複数のピーク値
から本来の固有振動数を選択して、常に、モールド1の
振動系の固有振動数を打ち消し得るように、フィルタ回
路51における制御パラメータをリアルタイムで最適な
値とするようにな信号が出力される。なお、この学習回
路54では、適応フィルタなどに適用されるアルゴリズ
ムが採用されている。
A digital signal processor or the like is used for the learning circuit 54, and the learning circuit 54
Then, for example, the original natural frequency is selected from a plurality of peak values mixed in the actual position signal, and the control parameter in the filter circuit 51 is set so that the natural frequency of the vibration system of the mold 1 can always be canceled. The signal is output so that the optimum value is obtained in real time. The learning circuit 54 employs an algorithm applied to an adaptive filter or the like.

【0021】また、上記学習回路54と波形診断回路5
3との間には、学習回路54を使用するかどうかの学習
判断部55が介装されている。例えば、前回の波形信号
とは異なるパターンが入力された場合には、学習回路5
4を経て信号が出力される。
The learning circuit 54 and the waveform diagnosis circuit 5 are also provided.
A learning determination unit 55 for determining whether or not to use the learning circuit 54 is provided between the control unit 3 and the control unit 3. For example, when a pattern different from the previous waveform signal is input, the learning circuit 5
A signal is output via 4.

【0022】上記第3制御部34は、上記信号入力部3
1からの実位置信号を入力してフィードバック制御信号
(PID制御信号)およびフィードバック補償信号(例
えば、速度および位置信号に基づく補償信号)を出力す
るフィードバック制御部61と、このフィードバック制
御部61から出力された位置信号を入力して、ステッピ
ングシリンダ5の動作遅れによる波形乱れを改善するた
めの第2ステッピングシリンダ補償信号発生部(第2油
圧系補償信号発生部)62とから構成されている。ま
た、この第2ステッピングシリンダ補償信号発生部62
で補償された偏差信号は上記油圧系および機械系補償が
行われた目標波形信号に加算される。
The third control section 34 includes the signal input section 3
A feedback control unit 61 that inputs a real position signal from the control unit 1 and outputs a feedback control signal (PID control signal) and a feedback compensation signal (for example, a compensation signal based on a velocity and position signal), and a feedback control unit 61 that outputs the feedback signal. The second stepping cylinder compensation signal generator (second hydraulic system compensation signal generator) 62 for inputting the generated position signal and improving the waveform disturbance due to the operation delay of the stepping cylinder 5. In addition, the second stepping cylinder compensation signal generator 62
The deviation signal compensated in (1) is added to the target waveform signal subjected to the hydraulic system compensation and the mechanical system compensation.

【0023】なお、上記フィードバック制御部61は、
PID制御を行うフィードバック制御回路63と、速度
および位置信号に基づく補償信号を出力するフィードバ
ック補償回路64とから構成されている。このフィード
バック補償回路64は、制御系を安定させるとともに、
制御の精度を向上させるためのものである。なお、上記
第1ステッピングシリンダ補償信号発生部42および機
械系補償信号発生部43により、フィードフォワード補
償が行われる。
The feedback control unit 61 is
The feedback control circuit 63 performs PID control, and the feedback compensation circuit 64 outputs a compensation signal based on the velocity and position signals. The feedback compensation circuit 64 stabilizes the control system and
This is for improving control accuracy. The first stepping cylinder compensation signal generator 42 and the mechanical system compensation signal generator 43 perform feedforward compensation.

【0024】上記構成において、モールド1の目標波形
信号発生部41から出力される目標波形信号をx0 、フ
ィードフォワード補償回路部を構成する第1ステッピン
グシリンダ補償信号発生部42および機械系補償信号発
生部43から出力される補償信号をそれぞれ(Δx
1 ),(Δx2 )、また信号入力部31からの実位置信
号に基づきフィードバック制御部61および第2ステッ
ピングシリンダ補償信号発生部62でフィードバック制
御されるとともに補償された偏差信号を(Δx0 )とす
ると、パルス変換器35に入力される信号は、(x0
Δx0 +Δx1 +Δx2 )となる。
In the above structure, the target waveform signal output from the target waveform signal generation unit 41 of the mold 1 is x 0 , the first stepping cylinder compensation signal generation unit 42 and the mechanical system compensation signal generation which constitute the feedforward compensation circuit unit. Compensation signals output from the unit 43 are (Δx
1 ), (Δx 2 ), feedback control by the feedback control unit 61 and the second stepping cylinder compensation signal generation unit 62 based on the actual position signal from the signal input unit 31 and the compensated deviation signal (Δx 0 ). Then, the signal input to the pulse converter 35 is (x 0 +
Δx 0 + Δx 1 + Δx 2 ).

【0025】また、信号入力部31からの波形信号は、
第2制御部33の波形診断回路53により周波数解析が
行われた後、学習判断部55に入力され、ここで学習を
必要とするかまた不要であるかが判断される。そして、
学習が必要であると判断されると、学習回路54にその
波形信号および目標波形信号発生部41からの目標波形
信号が入力されるとともに両波形信号の偏差信号が演算
され、ここでこの偏差信号に基づき適応フィルタに使用
されているアルゴリズムにより所定の演算が行われる。
例えば、波形信号の周波数特性におけるピーク値、すな
わち共振周波数(固有振動数)と目標波形信号との偏差
信号が求められ、この偏差信号に基づき共振周波数を打
ち消すような波形信号を出力するように、フィルタ回路
51に制御パラメータが出力される。したがって、フィ
ルタ回路51からは、実際のモールド1の振動状態にお
いて、固有振動数を打ち消すような補正波形信号(Δx
3)が出力されることになる。
The waveform signal from the signal input section 31 is
After the frequency analysis is performed by the waveform diagnosis circuit 53 of the second control unit 33, it is input to the learning determination unit 55, and it is determined here whether learning is necessary or not. And
When it is determined that learning is necessary, the waveform signal and the target waveform signal from the target waveform signal generator 41 are input to the learning circuit 54, and the deviation signal of both waveform signals is calculated. Based on the above, a predetermined calculation is performed by the algorithm used in the adaptive filter.
For example, a peak value in the frequency characteristics of the waveform signal, that is, a deviation signal between the resonance frequency (natural frequency) and the target waveform signal is obtained, and a waveform signal that cancels the resonance frequency based on the deviation signal is output. The control parameter is output to the filter circuit 51. Therefore, in the actual vibration state of the mold 1, the filter circuit 51 outputs a correction waveform signal (Δx) that cancels the natural frequency.
3 ) will be output.

【0026】さらに、フィードフォワード補償回路部で
は、上記ステッピングシリンダ5の動作遅れを改善する
ための補償信号(Δx1 )および機械的支持構造体での
弾性変形に基づく信号伝達遅れを打ち消すための補償信
号(Δx2 )が演算される。なお、この補償信号(Δx
1 ),(Δx2 )は、モールド1が所定の目標振動波形
と同一波形となるように理論的に求められる補償成分
で、ステッピングシリンダ5の入力と機械的支持構造体
からの出力との間における伝達関数の逆数などにより、
求めることができる。
Further, in the feedforward compensation circuit section, a compensation signal (Δx 1 ) for improving the operation delay of the stepping cylinder 5 and a compensation for canceling the signal transmission delay due to elastic deformation in the mechanical support structure. The signal (Δx 2 ) is calculated. This compensation signal (Δx
1 ) and (Δx 2 ) are compensation components that are theoretically obtained so that the mold 1 has the same waveform as the predetermined target vibration waveform, and are between the input of the stepping cylinder 5 and the output from the mechanical support structure. By the reciprocal of the transfer function in
You can ask.

【0027】ここで、上記構成における制御を具体的に
説明する。まず、ステッピングシリンダ5においては、
油圧系の動作遅れが補償される。すなわち、バルブおよ
びスプール24の動きを制御することにより、ロッド部
5aの動きが制御されるが、ロッド部5aが所定の速度
で動くためには、バルブの開度がある値以上になる必要
があり、したがって入力と出力との間に動作遅れ(位相
遅れ)が発生する。この動作遅れを解消し、ステッピン
グシリンダ5の出力波形が所定の波形と同位相かつ同一
波形となるように、入力波形を補償するものである。
Here, the control in the above configuration will be specifically described. First, in the stepping cylinder 5,
The operation delay of the hydraulic system is compensated. That is, the movement of the rod portion 5a is controlled by controlling the movements of the valve and the spool 24. However, in order for the rod portion 5a to move at a predetermined speed, the opening of the valve must be above a certain value. Therefore, an operation delay (phase delay) occurs between the input and the output. This operation delay is eliminated, and the input waveform is compensated so that the output waveform of the stepping cylinder 5 has the same phase and the same waveform as the predetermined waveform.

【0028】次に、機械的支持構造体については、完全
な剛体でないため、例えばステッピングシリンダ5のロ
ッド部5aの出力波形成分に高次成分が含まれている
と、その成分により、機械的支持構造体、例えばリンク
機構3などが共振現象を起こす。特に、信号波形がノコ
ギリ歯状などの非サイン波形である場合には、目標波形
信号そのものにかなりの高次成分が含まれるため、共振
を起こしやすい。
Next, since the mechanical support structure is not a perfect rigid body, for example, if the output waveform component of the rod portion 5a of the stepping cylinder 5 contains a high-order component, the mechanical support is generated by the component. A structure, for example, the link mechanism 3 causes a resonance phenomenon. In particular, when the signal waveform is a non-sine waveform such as a sawtooth shape, the target waveform signal itself contains a considerable amount of high-order components, so that resonance is likely to occur.

【0029】したがって、リンク機構3、テーブル2な
どからなる機械的支持構造体の共振を打ち消すような信
号成分を含んだ波形信号を、上記ステッピングシリンダ
5から出力するようにする。
Therefore, the stepping cylinder 5 is made to output a waveform signal containing a signal component that cancels the resonance of the mechanical support structure composed of the link mechanism 3, the table 2, and the like.

【0030】すなわち、上記補償信号(Δx1 )には、
ステッピングシリンダ5により発生する動作遅れを改善
するための信号成分が含まれており、また補償信号(Δ
2)リンク機構3、テーブル2などの機械的支持構造
体で生じる共振を打ち消すための信号成分が含まれてい
る。
That is, in the compensation signal (Δx 1 )
A signal component for improving the operation delay generated by the stepping cylinder 5 is included, and the compensation signal (Δ
x 2 ) A signal component for canceling resonance generated in the mechanical support structure such as the link mechanism 3 and the table 2 is included.

【0031】このように、フィードフォワード補償を採
用するとともに、モールド1の実際の位置に基づいて、
リアルタイムで目標波形信号との偏差分を補正するため
のフィードバック制御を併用したので、例えば従来例で
説明したような、油圧シリンダのロッド部の位置を検出
する位置センサを不要にし得るとともに、フィードフォ
ワード制御だけでは解消することのできないモールド1
の実際の振動波形と目標波形とのずれをリアルタイムで
補正することができ、したがって外乱に強くかつ非常に
精度のよい制御を行うことができる。
Thus, while adopting the feedforward compensation, based on the actual position of the mold 1,
Since the feedback control for correcting the deviation from the target waveform signal in real time is also used, the position sensor for detecting the position of the rod portion of the hydraulic cylinder as described in the conventional example may be unnecessary and the feed forward may be performed. Mold 1 that cannot be solved only by control
The deviation between the actual vibration waveform and the target waveform can be corrected in real time, and therefore control that is strong against external disturbance and that is extremely accurate can be performed.

【0032】また、ステッピングシリンダのロッド部の
位置を検出する位置センサを不要にし得るので、例えば
ステッピングシリンダのロッド部に設けられた位置セン
サが故障した場合に発生するような、ステッピングシリ
ンダの暴走を心配する必要がなくなる。
Further, since the position sensor for detecting the position of the rod portion of the stepping cylinder can be dispensed with, runaway of the stepping cylinder, which may occur when the position sensor provided on the rod portion of the stepping cylinder fails, for example. Don't worry.

【0033】さらに、上記実施例においては、適応フィ
ルタにおけるアルゴリズムを使用した学習回路54によ
り、フィルタ回路51における制御パラメータを最適な
値にするように説明したが、例えば各ステッピングシリ
ンダ補償部における時定数およびフィードバック制御部
(フィードバック制御回路,フィードバック補償回路)
におけるゲインの調整および最適化をリアルタイムで行
うことができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the learning circuit 54 using the algorithm in the adaptive filter is used to set the control parameter in the filter circuit 51 to the optimum value. However, for example, the time constant in each stepping cylinder compensator is explained. And feedback control unit (feedback control circuit, feedback compensation circuit)
The gain adjustment and optimization can be performed in real time.

【0034】上記実施例においては、モールド1の位
置、速度および加速度を検出するのに、位置センサ28
を使用して位置信号として出力するように説明したが、
例えば加速度センサを使用するとともにこの加速度信号
を1回積分して位置信号となし、また2回積分して位置
信号としてもよく、また加速度信号をそのまま制御ユニ
ットに入力するようにしてもよく、また速度信号を使用
してもよく、さらに位置センサと加速度センサの併用と
してもよい。
In the above embodiment, the position sensor 28 is used to detect the position, velocity and acceleration of the mold 1.
I explained to output as a position signal using
For example, an acceleration sensor may be used, and the acceleration signal may be integrated once to form a position signal, or may be integrated twice to form a position signal, or the acceleration signal may be directly input to the control unit. The velocity signal may be used, or the position sensor and the acceleration sensor may be used in combination.

【0035】また、上記実施例においては、位置センサ
(変位状態検出器)28をモールド1に取り付けるよう
に説明したが、例えばテーブル2側に取り付けてもよ
く、また図1の仮想線にて示すように、上部リンク3の
端部に取り付けるようにしてもよい。この場合、モール
ドの振動波形から推定されるテーブルの波形を目標波形
信号として使用する。
In the above embodiment, the position sensor (displacement state detector) 28 is attached to the mold 1, but it may be attached to the table 2 side, for example, and is shown by a phantom line in FIG. Thus, it may be attached to the end of the upper link 3. In this case, the table waveform estimated from the vibration waveform of the mold is used as the target waveform signal.

【0036】ところで、上記実施例においては、適応制
御回路部として、適応フィルタにおけるアルゴリズムを
使用するように説明したが、例えばこのようなアルゴリ
ズムを使用するものに替えて、図3に示すように、ファ
ジイ推論、またはニューラルネットワークに基づく高速
フーリエ変換による解析手法を使用するようにしてもよ
い。
By the way, in the above-mentioned embodiment, the adaptive control circuit section is described as using the algorithm in the adaptive filter. However, for example, instead of the one using such an algorithm, as shown in FIG. A fuzzy inference or an analysis method by a fast Fourier transform based on a neural network may be used.

【0037】また、上記実施例においては、モールドを
テーブルおよびリンク機構を介して振動を与えるように
説明したが、例えばモールドを支持するテーブルに、直
接、ステッピングシリンダを1本または複数本連結させ
るようにしてもよい。なお、この場合、信号伝達のため
の機械的支持構造体としては、テーブルが考慮されるこ
とになる。
Further, in the above embodiment, the mold is described as being vibrated through the table and the link mechanism, but for example, one or a plurality of stepping cylinders may be directly connected to the table supporting the mold. You may In this case, a table is considered as the mechanical support structure for signal transmission.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、モ
ールドに、支持構造体を介して電気油圧式ステッピング
シリンダにより所定の振動波形、すなわち目標波形を与
える際に、電気油圧式ステッピングシリンダの動作遅れ
を打ち消すための補償信号および支持構造体の弾性変形
による運動伝達遅れを打ち消すための補償信号を加算す
るためのフィードフォワード制御を採用し、しかもモー
ルドの実際の振動波形とモールド振動系の固有振動数に
よる共振を打ち消すための補正波形信号との差を偏差信
号として出力するフィードバック制御を併用するととも
に、この補正波形信号をフィルタ回路により演算する際
に、フィルタ回路における制御パラメータを、リアルタ
イムで最適化するようにしたので、モールドの実際の振
動波形のずれおよび共振を確実に修正することができ、
したがって外乱に強くかつ非常に精度のよい制御を行う
ことができる。
As described above, according to the structure of the present invention, when a predetermined vibration waveform, that is, a target waveform is applied to the mold by the electrohydraulic stepping cylinder via the support structure, the electrohydraulic stepping cylinder The feedforward control is used to add the compensation signal for canceling the motion delay and the compensation signal for canceling the motion transmission delay due to the elastic deformation of the support structure. Moreover, the actual vibration waveform of the mold and the characteristic of the mold vibration system are adopted. In addition to using feedback control that outputs the difference as a deviation signal from the correction waveform signal to cancel the resonance due to the frequency, the control parameters in the filter circuit are optimized in real time when this correction waveform signal is calculated by the filter circuit. Therefore, the actual vibration waveform of the mold is It is possible to reliably correct the resonance,
Therefore, it is possible to perform control that is strong against external disturbances and that is extremely accurate.

【0039】また、フィードバック制御においては、モ
ールドの変位状態に基づき得られる信号をフィードバッ
クさせるようにしたので、センサの故障による制御不能
などの発生が著しく少なくなるとともに、たとえセンサ
が故障してフィードバック制御機能が機能しなくなった
場合でも、フィードフォワード補償により、モールドの
振動制御を続行させることができるので、鋳造停止によ
るスクラップなどの発生を防止し得る。
Further, in the feedback control, since the signal obtained based on the displacement state of the mold is fed back, the occurrence of the control failure due to the sensor failure is significantly reduced, and even if the sensor fails, the feedback control is performed. Even if the function does not work, the vibration control of the mold can be continued by the feed-forward compensation, so that it is possible to prevent the generation of scrap and the like due to the suspension of casting.

【0040】さらに、フィルタ回路の制御パラメータを
リアルタイムで修正するようにしたので、例えば電気油
圧式ステッピングシリンダの特性が、時間とともに変化
した場合、または同じ重量、寸法のモールドを交換した
際にモールド振動系の固有振動数が僅かに変化した場合
でも、常に、最適な振動制御を行うことができる。
Further, since the control parameters of the filter circuit are corrected in real time, for example, when the characteristics of the electro-hydraulic stepping cylinder change with time or when the mold having the same weight and size is replaced, the mold vibration is changed. Even if the natural frequency of the system slightly changes, optimum vibration control can always be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例におけるモールド振動装置の
概略全体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic overall configuration of a mold vibration device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例におけるモールド振動装置の
要部の動作を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an operation of a main part of the mold vibrating device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例におけるモールド振動装置
の要部の動作を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an operation of a main part of a mold vibrating device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 モールド 2 テーブル 3 リンク機構 5 電気油圧式ステッピングシリンダ 21 油圧ユニット 25 電気式ステッピングモータ 26 ドライブユニット 27 制御ユニット 28 位置センサ 31 信号入力部 32 第1制御部 33 第2制御部 34 第3制御部 35 パルス変換器 41 目標波形信号発生部 42 第1ステッピングシリンダ補償信号発生
部 43 機械系補償信号発生部 51 フィルタ回路 52 適応制御回路部 61 フィードバック制御回路部 62 第2ステッピングシリンダ補償信号発生
[Explanation of reference numerals] 1 mold 2 table 3 link mechanism 5 electro-hydraulic stepping cylinder 21 hydraulic unit 25 electric stepping motor 26 drive unit 27 control unit 28 position sensor 31 signal input section 32 first control section 33 second control section 34 fourth 3 control unit 35 pulse converter 41 target waveform signal generation unit 42 first stepping cylinder compensation signal generation unit 43 mechanical system compensation signal generation unit 51 filter circuit 52 adaptive control circuit unit 61 feedback control circuit unit 62 second stepping cylinder compensation signal generation Department

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 英樹 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 青木 正人 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 奥村 重温 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立造船株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hideki Saito 5-3-8 Nishikujo, Konohana-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. (72) Masato Aoki 5-chome, Nishikujo, Konohana-ku, Osaka City, Osaka 3-28 Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. (72) Inventor Shigeon Okumura 5-3-28 Nishikujo, Konohana-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Hitachi Shipbuilding Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】モールドを機械的に支持する支持構造体
と、この支持構造体を介してモールドに振動を加える電
気油圧式ステッピングシリンダと、この電気油圧式ステ
ッピングシリンダに油圧回路を介して作動油を供給する
油圧ユニットと、上記電気油圧式ステッピングシリンダ
を駆動する電気式ステッピングモータ側に駆動信号を出
力するための制御ユニットとから構成し、この制御ユニ
ットを、モールドの目標波形信号を発生させる目標波形
信号発生部と、この目標波形信号発生部から出力された
目標波形信号に、上記電気油圧式ステッピングシリンダ
の動作遅れによる波形乱れを改善するためのシリンダ補
償波形信号を加算するための第1油圧系補償信号発生部
と、この第1油圧系補償信号発生部からの波形信号に、
上記支持構造体の弾性変形による運動伝達遅れを打ち消
すための機械系補償波形信号を加算するための機械系補
償信号発生部と、上記目標波形信号発生部からの目標波
形信号を入力して、その周波数特性におけるゲインの平
均化を図るための補正波形信号を出力するフィルタ回路
と、このフィルタ回路における制御係数を、上記目標波
形信号と変位状態信号との偏差信号に応じて最適な値に
制御する適応制御回路部と、上記変位状態検出器からの
変位状態信号に、上記フィルタ回路から出力された補正
波形信号が減算させられた偏差信号に基づきフィードバ
ック制御信号を発生するフィードバック制御部と、この
フィードバック制御部からのフィードバック制御信号に
油圧系補償信号を加算する第2油圧系補償信号発生部と
から構成するとともに、この第2油圧系補償信号発生部
からの出力信号が加算された偏差信号を上記機械系補償
信号発生部から出力される波形信号に加算させるように
したことを特徴とする連続鋳造設備におけるモールド振
動装置。
1. A support structure for mechanically supporting a mold, an electrohydraulic stepping cylinder for vibrating the mold via the support structure, and a hydraulic oil for the electrohydraulic stepping cylinder via a hydraulic circuit. And a control unit for outputting a drive signal to the electric stepping motor side that drives the electrohydraulic stepping cylinder, and this control unit is a target for generating a target waveform signal of the mold. A waveform signal generator and a first hydraulic pressure for adding a cylinder compensation waveform signal for improving waveform disturbance due to an operation delay of the electrohydraulic stepping cylinder to the target waveform signal output from the target waveform signal generator. The system compensation signal generator and the waveform signal from the first hydraulic system compensation signal generator,
The mechanical system compensation signal generator for adding the mechanical system compensation waveform signal for canceling the motion transmission delay due to the elastic deformation of the support structure, and the target waveform signal from the target waveform signal generator are input, A filter circuit that outputs a corrected waveform signal for averaging gains in frequency characteristics, and a control coefficient in this filter circuit is controlled to an optimum value according to the deviation signal between the target waveform signal and the displacement state signal. An adaptive control circuit unit, a feedback control unit that generates a feedback control signal based on a deviation signal obtained by subtracting the correction waveform signal output from the filter circuit from the displacement state signal from the displacement state detector, and the feedback control unit. And a second hydraulic system compensation signal generating unit for adding the hydraulic system compensation signal to the feedback control signal from the control unit. In addition, in the continuous casting equipment, the deviation signal to which the output signal from the second hydraulic system compensation signal generating section is added is added to the waveform signal output from the mechanical system compensation signal generating section. Mold vibration device.
【請求項2】適応制御回路部として、適応フィルタにお
けるアルゴリズムを使用したことを特徴とする請求項1
記載の連続鋳造設備におけるモールド振動装置。
2. The adaptive control circuit section uses an algorithm in an adaptive filter.
A mold vibrating device in the continuous casting facility described.
【請求項3】適応制御回路部として、ファジイ推論を使
用したことを特徴とする請求項1記載の連続鋳造設備に
おけるモールド振動装置。
3. A mold vibrating device in a continuous casting facility according to claim 1, wherein fuzzy inference is used as the adaptive control circuit section.
【請求項4】適応制御回路部として、ニューラルネット
ワークに基づく高速フーリエ変換による解析手法を使用
したことを特徴とする請求項1記載の連続鋳造設備にお
けるモールド振動装置。
4. The mold vibrating device in a continuous casting facility according to claim 1, wherein an analysis method by a fast Fourier transform based on a neural network is used as the adaptive control circuit section.
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