JPH0741297B2 - 圧延材の板幅・板厚同時制御方法 - Google Patents

圧延材の板幅・板厚同時制御方法

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JPH0741297B2
JPH0741297B2 JP63159065A JP15906588A JPH0741297B2 JP H0741297 B2 JPH0741297 B2 JP H0741297B2 JP 63159065 A JP63159065 A JP 63159065A JP 15906588 A JP15906588 A JP 15906588A JP H0741297 B2 JPH0741297 B2 JP H0741297B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、鋼板,アルミ板,アルミ箔等の板状圧延材の
板幅と板厚とを張力制御により同時に制御する方法に関
するものである。
[従来の技術] 従来、圧延材の板幅と板厚とを同時に制御する手段とし
ては、例えば特開昭58−6717号公報に記載されたものが
ある。
この手段では、複数の圧延スタンドからなるタンデム圧
延機により帯状圧延材を圧延するに際し、まず、各圧延
スタンドにおける圧延材の板幅偏差および板厚偏差をト
ラッキングする。そして、下流側の圧延スタンドでは、
トラッキングされた圧延材の当該トラッキング部位にお
ける出側板幅と出側板厚とをトラッキングデータに基づ
いて予測し、これらの予測値を目標値に修正するための
張力修正量と圧延スタンドにおける荷重修正量とを求め
る。求められた2つの修正量に従い、下流側の圧延スタ
ンドにおいて後方張力と荷重とを修正し、板幅と板厚と
を同時にフィードフォワード制御する。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の圧延材の板幅・板厚同時
制御手段では、圧延スタンド相互間の張力が隣接する圧
延スタンドの出側板幅および出側板厚に影響を及ぼすと
いう圧延スタンド間張力の干渉を無視して制御を行なっ
ている。従って、下流側の圧延スタンドにおける圧延張
力によって、1つ上流の圧延スタンド出側の板幅および
板厚に変動が発生してしまう。このような変動は最終圧
延スタンド出側においても補正しきれず残ってしまい、
高精度な制御を行なえないという課題があった。また、
出側板幅および出側板厚を予測してフィードフォワード
制御を行なっているため、制御の応答性が悪いという課
題もあった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされた
もので、圧延スタンド間張力の干渉による出側板幅およ
び出側板厚の変動を生じさせることなく板幅および板厚
の同時制御を行なえるようにするとともに、制御応答性
の向上をはかった圧延材の板幅・板厚同時制御方法を提
供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するするために、本発明の圧延材の板幅
・板厚同時制御方法は、N台の圧延スタンド出側の圧延
材の板幅および板厚を検出し、上記N台の圧延スタンド
のうち最終の圧延スタンドを含む[(N−1)/2](こ
こで、[(N−1)/2]は(N−1)/2を超えない最大
の整数を意味する)台の圧延スタンドの出側の板幅およ
び板厚をそれぞれの目標値 に近づけるべく、下記評価関数Jを最小にする上記の各
圧延スタンド相互間における上記圧延材の張力 を求め、求められた張力に基づき上記の各圧延スタンド
相互間における上記圧延材の張力を修正して、上記圧延
材の板幅と板厚と を同時にフィードバック制御することを特徴としてい
る。
ただし、 は上記N台の圧延スタンドのうち最終の圧延スタンドを
含む[(N−1)/2]台の圧延スタンドの出側の板幅お
よび板厚を要素とする出力ベクトル、 はこの出力ベクトル の目標値ベクトル、 は各圧延スタンド相互間における上記圧延材の張力の修
正量を要素とする入力ベクトル、 はこの入力ベクトル の時間τによる1次微分ベクトル、 は適当な正定対称行列である。
[作用] 上述した本発明の圧延材の板幅・板厚同時制御方法で
は、前述の評価関数 を用いることにより、 を入力ベクトルとし出力ベクトル を目標値ベクトル に追従させうる積分型最適レギュレータが構成されるこ
とになる。即ち、評価関数 を最小とする入力ベクトル を求め、各圧延スタンド相互間における圧延材の張力を
入力ベクトル の各要素値に直接的に変更・調整することで、圧延スタ
ンド間張力の干渉による出側板幅および出側板厚の変動
が生じることなく、圧延材の板幅および板厚が同時にフ
ィードバック制御される。また、積分型最適レギュレー
タによれば、入力外乱があっても、出力ベクトル を目標値ベクトル に確実に追従させることができる。
[発明の実施例] 以下、図面により本発明の一実施例としての圧延材の板
幅・板厚同時制御方法について説明すると、第1図は本
発明の方法を適用されるタンデム圧延機の例を示す概略
構成図であり、本実施例では、第1図に示すように、7
台の圧延スタンド2〜8によりタンデム圧延機を構成し
(N=7)、これらの第1〜7圧延スタンド2〜8にて
鋼板(圧延材)1を順次圧延する。各圧延スタンド2〜
8の出側近傍には、板幅計9〜15と板厚計16〜22とが設
置されており、鋼板1の各圧延スタンド2〜8の出側に
おける板幅および板厚の各値が計測されて制御装置23内
へ送られるようになっている。また、各圧延スタンド2
〜8の相互間には、各圧延スタンド2〜8の相互間にお
ける鋼板1の張力を調整するためのルーパ24〜29がそれ
ぞれ設置され、各ルーパ24〜29は、それぞれモータ30〜
35により駆動され、制御装置23からの指令に基づき第5
〜7圧延6〜8の出側における板幅および板厚がそれぞ
れの目標値を追従するように制御され、各圧延スタンド
2〜8の相互間における鋼板1の張力σ〜σを直接
的に修正・変更制御できるようになっている。
ところで、第i圧延スタンド(i=1〜7)の出側にお
ける目標板幅および目標板厚に対する板幅偏差および板
厚偏差をそれぞれΔwi,Δhiとし、また、第i圧延スタ
ンドと第(i+1)圧延スタンドとの間における鋼板1
の張力をσiとすると、板幅偏差Δwiおよび板厚偏差Δ
hiと張力変動分σとの間には、それぞれ以下の関係式
が成立する。即ち、 ただし、本実施例ではN=7、また、fWは前方張力の板
幅への影響係数、bWは後方張力の板幅への影響係数であ
る。また、 ただし、本実施例ではN=7、また、fHは前方張力の板
厚への影響係数、bHは後方張力の板厚への影響係数であ
る。
ここで、変更できる圧延スタンド2〜8相互間の張力は
σからσまでの6個(N−1)であるから、圧延ス
タンド間張力のみによって、最大限[(N−1)/2]箇
所の圧延スタンド、つまり本実施例の場合、3台の圧延
スタンドにおける板幅と板厚とを同時に制御することが
可能である。
そこで、本実施例では、最も重要な最終の第7圧延スタ
ンド8(第N圧延スタンド)を含む3台の圧延スタンド
6〜8における出側板幅および出側板厚を同時に制御す
る。
さて、N=7として、(1),(2)式に基づいて、第
5〜7圧延スタンド6〜8における板幅偏差および板厚
偏差を出力とする状態方程式は、下式(3)のようにな
る。即ち、 ここで、 は(Δw1,Δw2,…,Δw7,Δh1,Δh2,…,Δh7の状
態変数ベクトル、 は(Δσ1,Δσ2,…,Δσの入力ベクトル、 は(Δw5,Δw6,Δw7,Δh5,Δh6,Δh7の出力ベクト
ルである。また、 であり、 は14×14の正方行列、 は14×6の行列、 は6×14の行列である。また、(3)式において、 は安定化可能、 は検出化可能であり、さらに、 が成立するから〔なお、 はそれぞれ の次数14,6である〕、次式(4)の評価関数 を最小にする積分型最適レギュレータを以下のように構
成することができる。
ただし、 は適当な正定対称行列、 は出力ベクトル の目標値ベクトルである。この(4)式における各パラ
メータの意味は次の通りである。
:第5〜7圧延スタンド6〜8における目標板幅,目標
板厚と実際の板幅,板厚との誤差 の自乗の和 :入力ベクトル (張力制御量)を急激に変化させないようにするための
入力ペナルティ 上記(4)式の評価関数 を最小にするための制御は、(3)式における行列 を用いて下式(5)に示すリッカチ(Riccati)方程式
を解くことにより、下式(6),(7)の形をしたフィ
ードバック制御を実現できる。即ち、リッカチ方程式 は唯一の20×20の半正定対称行列解 をもつ。
ただし、 であり、 は20×20の正方行列、 は20×6の行列、 は6×20の行列、 は6×6の単位行列である。
上記(5)式により、(4)式の評価関数 を最小にする入力ベクトル の1次微分ベクトル は、 となり、これを積分することによって、最適入力ベクト
は、 となる。
このように、状態変数ベクトル を板幅計9〜15および板厚計16〜22にて検出し、また、
目標値ベクトル と出力ベクトル (これも板幅計9〜15および板厚計16〜22にて検出され
る)との誤差とをフィードバックすることで、(7)式
に基づき最適な張力制御量ベクトル が制御装置23において演算される。そして、得られた張
力制御量ベクトル に応じてルーパ24〜29を駆動制御することにより各圧延
スタンド2〜8相互間の鋼板1の張力σ〜σが直接
的に修正・変更制御され、出力ベクトル つまり第5〜7圧延スタンド6〜8の出側板幅および出
側板厚が、目標値ベクトル に確実に追従することになる。
また、以上のように、(7)式に基づき構成される積分
型最適レギュレータによるフィードバック系のブロック
図を第2図に示す。第2図において、36は積分補償器
で、(7)式の第2項に対応する演算を行なう部分であ
り、37は制御対象で、(3)式にて示す状態方程式に対
応するブロックである。
さらに、本実施例の具体的なシミュレーション結果を第
3,4図に示す。第3図(a)〜(c)はそれぞれ第5〜
7圧延スタンド6〜8における板幅偏差の状況を示すも
の、第4図(a)〜(c)はそれぞれ第5〜7圧延スタ
ンド6〜8における板厚偏差の状況を示すもので、外乱
が入った場合に定常状態へ落ち着くまでの状況を従来手
段の場合と比較して示している。なお、実線が本実施例
による場合、点線が従来手段による場合である。これら
の図から明らかなように、本実施例の方法によれば、外
乱が極めて速やかに収束することが分かる。
なお、上記実施例では、圧延スタンドが7台あるタンデ
ム圧延機に本発明の方法を適用した場合について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上記実施例では、第5〜7圧延スタンド6〜8の
出側の板幅および板厚を同時制御しているが、第3,5,7
圧延スタンド4,6,8の出側の板幅および板厚を上述と同
様に制御してもよいし、さらに、最終の第7圧延スタン
ドの出側の板幅および板厚のみを同時制御するようにし
てもよい。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の圧延材の板幅・板厚同時
制御方法によれば、評価関数に板幅および板厚の両方の
項を取り入れ、この評価関数に基づき目標値を追従する
積分型最適レギュレータを構成し、各圧延スタンド相互
間の圧延材の張力のみを修正することで板幅および板厚
を同時にフィードバック制御するので、圧延スタンド間
張力の干渉による出側板幅および出側板厚の変動が生じ
ることはなくなるほか、圧延状態(板幅,板厚)を直接
計測しこれをフィードバックして制御を行なうようにし
たので、制御応答性が大幅に向上する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明の一実施例としての圧延材の板幅・
板厚同時制御方法を示すもので、第1図は本発明の方法
を適用されるタンデム圧延機の例を示す概略構成図、第
2図は上記実施例によるフィードバック系のブロック
図、第3図(a)〜(c)および第4図(a)〜(c)
はいずれも上記実施例の効果を説明するためのグラフで
ある。 図において、1……鋼板(圧延材)、2〜8……圧延ス
タンド、9〜15……板幅計、16〜22……板厚計、23……
制御装置、24〜29……ルーパ、30〜35……モータ、36…
…積分補償器、37……制御対象。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B21B 37/18 BBM 8315−4E B21B 37/02 B BBM (72)発明者 能勢 和夫 兵庫県神戸市垂水区神和台1丁目18―1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】N台の圧延スタンドをそなえてなるタンデ
    ム圧延機により圧延材の板幅と板厚とを同時に制御する
    圧延材の板幅・板厚同時制御方法において、上記の各圧
    延スタンド出側の上記圧延材の板幅および板厚を検出
    し、上記N台の圧延スタンドのうち最終の圧延スタンド
    を含む最大[(N−1)/2]〔ただし、[x]はxを超
    えない最大の整数〕台の圧延スタンドの出側の板幅およ
    び板厚をそれぞれの目標値に近づけるべく、下記評価関
    数Jを最小にする上記の各圧延スタンド相互間における
    上記圧延材の張力を求め、求められた張力に基づき上記
    の各圧延スタンド相互間における上記圧延材の張力を修
    正して、上記圧延材の板幅と板厚とを同時にフィードバ
    ック制御することを特徴とする圧延材の板幅・板厚同時
    制御方法。 ただし、 :上記N台の圧延スタンドのうち最終の圧延スタンドを
    含む最大[(N−1)/2]台の圧延スタンドの出側の板
    幅および板厚を要素とする出力ベクトル :上記出力ベクトル の目標値ベクトル :上記の各圧延スタンド相互間における上記圧延材の張
    力の修正量を要素とする入力ベクトル :上記入力ベクトル の時間τによる1次微分ベクトル :適当な正定対称行列
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JPH04313414A (ja) * 1991-04-11 1992-11-05 Nippon Steel Corp 熱間圧延における板幅計測による板厚制御方法
US7108016B2 (en) * 2004-03-08 2006-09-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Lightweight low permeation piston-in-sleeve accumulator
FR2997408B1 (fr) 2012-10-30 2015-01-23 Michelin & Cie Pneumatique a adherence sur glace amelioree

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