JPH08206718A - 圧延機用電動機速度制御装置 - Google Patents
圧延機用電動機速度制御装置Info
- Publication number
- JPH08206718A JPH08206718A JP7016170A JP1617095A JPH08206718A JP H08206718 A JPH08206718 A JP H08206718A JP 7016170 A JP7016170 A JP 7016170A JP 1617095 A JP1617095 A JP 1617095A JP H08206718 A JPH08206718 A JP H08206718A
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- JP
- Japan
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- speed
- roll
- input
- rolling
- ideal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ねじり振動に起因する圧延ロールの速度変動
を有効に抑制する。 【構成】 速度制御器９は、電動機１の速度基準と検出
速度との偏差の入力に基き加速電流基準を出力する。理
想速度演算器１１は加速電流基準から駆動軸２にねじれ
が生じていないと仮定した場合の理想速度を演算する。
ロール速度シミュレータ１０１は、トルク基準のフィー
ドバック入力から所定演算式を用いて圧延ロール５の速
度を演算する。伝達関数設定器１５は、理想速度とこの
演算値との偏差を入力し、これに伝達関数Ｇ（ｘ）を作
用させた値を出力する。この値と加速電流基準とを加算
したものがトルク基準として電流制御器１６に入力され
る。電流制御器１６は、この入力に基く電流基準により
電動機１の速度制御を行う。
を有効に抑制する。 【構成】 速度制御器９は、電動機１の速度基準と検出
速度との偏差の入力に基き加速電流基準を出力する。理
想速度演算器１１は加速電流基準から駆動軸２にねじれ
が生じていないと仮定した場合の理想速度を演算する。
ロール速度シミュレータ１０１は、トルク基準のフィー
ドバック入力から所定演算式を用いて圧延ロール５の速
度を演算する。伝達関数設定器１５は、理想速度とこの
演算値との偏差を入力し、これに伝達関数Ｇ（ｘ）を作
用させた値を出力する。この値と加速電流基準とを加算
したものがトルク基準として電流制御器１６に入力され
る。電流制御器１６は、この入力に基く電流基準により
電動機１の速度制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延機用電動機速度制
御装置に関するものでり、より詳しくは、圧延機用電動
機と圧延ロールとの間のねじり振動に起因する速度変動
を抑制するための技術に関するものである。
御装置に関するものでり、より詳しくは、圧延機用電動
機と圧延ロールとの間のねじり振動に起因する速度変動
を抑制するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、圧延機用電動機と圧延ロールと
の間の連結構造を示す説明図である。この図において、
圧延機用電動機１は、複数の駆動軸２及びカップリング
３や一対のピニオンギヤ４ａ，４ｂを介して、上ロール
５ａ及び下ロール５ｂから成る圧延ロール５を駆動する
ようになっている。なお、６ａ，６ｂはアウタロールで
ある。
の間の連結構造を示す説明図である。この図において、
圧延機用電動機１は、複数の駆動軸２及びカップリング
３や一対のピニオンギヤ４ａ，４ｂを介して、上ロール
５ａ及び下ロール５ｂから成る圧延ロール５を駆動する
ようになっている。なお、６ａ，６ｂはアウタロールで
ある。
【０００３】この図４の連結構造は、電動機１、カップ
リング３、ピニオンギヤ４ａ，４ｂ及び圧延ロール５等
の慣性要素が駆動軸２によって連結されたねじり振動系
と見ることができる。したがって電動機１の速度制御を
行うにあたっては、このねじり振動による速度の乱れを
抑制する必要がある。
リング３、ピニオンギヤ４ａ，４ｂ及び圧延ロール５等
の慣性要素が駆動軸２によって連結されたねじり振動系
と見ることができる。したがって電動機１の速度制御を
行うにあたっては、このねじり振動による速度の乱れを
抑制する必要がある。
【０００４】図５は、図４における電動機１の速度制御
を行う従来装置のブロック図である。この図において、
電動機１には速度センサ７が取付けられており、減算器
８は、速度基準設定器（図示せず）からの速度基準と、
この速度センサ７からの検出速度との偏差を速度制御器
９に出力する。
を行う従来装置のブロック図である。この図において、
電動機１には速度センサ７が取付けられており、減算器
８は、速度基準設定器（図示せず）からの速度基準と、
この速度センサ７からの検出速度との偏差を速度制御器
９に出力する。
【０００５】速度制御機９は上記偏差の入力に基いて加
速電流基準を演算し、これを加算器１０及び理想速度演
算器１１に出力する。理想速度演算器１１は、電流制御
シミュレータ１２及び慣性シミュレータ１３により形成
されており、駆動軸２にねじれが生じていないと仮定し
た場合の理想速度を演算するものである。
速電流基準を演算し、これを加算器１０及び理想速度演
算器１１に出力する。理想速度演算器１１は、電流制御
シミュレータ１２及び慣性シミュレータ１３により形成
されており、駆動軸２にねじれが生じていないと仮定し
た場合の理想速度を演算するものである。
【０００６】この演算された理想速度と検出速度との偏
差が減算器１４により伝達関数設定器１５に入力され、
伝達関数設定器１５は伝達関数Ｇ（ｘ）による出力値を
加算器１０に送る。加算器１０は、加速電流基準とこの
出力値の加算値をトルク基準として電流制御器１６に出
力し、電流制御器１６はこのトルク基準の入力に基いて
電動機１に対する電流基準を出力する。
差が減算器１４により伝達関数設定器１５に入力され、
伝達関数設定器１５は伝達関数Ｇ（ｘ）による出力値を
加算器１０に送る。加算器１０は、加速電流基準とこの
出力値の加算値をトルク基準として電流制御器１６に出
力し、電流制御器１６はこのトルク基準の入力に基いて
電動機１に対する電流基準を出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した図５の構成
は、電動機１の検出速度と理想速度との偏差を求めるこ
とにより、圧延ロール５の速度変動を抑制しようとする
ものである。しかし、図４にも示したように電動機１と
圧延ロール５との間は複数の軸やカップリング等を用い
たねじり振動系を形成しており、圧延ロール５に加えら
れる負荷外乱を、電動機１の速度センサ７により正確に
捕らえるのは事実上困難である。そのため、圧延ロール
５の速度が振動的になるのを充分に抑制することができ
なかった。
は、電動機１の検出速度と理想速度との偏差を求めるこ
とにより、圧延ロール５の速度変動を抑制しようとする
ものである。しかし、図４にも示したように電動機１と
圧延ロール５との間は複数の軸やカップリング等を用い
たねじり振動系を形成しており、圧延ロール５に加えら
れる負荷外乱を、電動機１の速度センサ７により正確に
捕らえるのは事実上困難である。そのため、圧延ロール
５の速度が振動的になるのを充分に抑制することができ
なかった。
【０００８】さらに、電動機１の慣性が圧延ロール５の
慣性よりも大きいような場合は、速度センサ７により捕
らえた圧延ロール５の速度変動は見かけ上小さくなるの
で、圧延ロール５に対する負荷外乱を捕らえることは一
層困難になる。この場合の対処として、伝達関数設定器
１５の制御ゲインを高く設定することが考えられるが、
それでは不要なノイズまで増幅されてしまい、ノイズの
ために不安定な制御になってしまうという問題が生じ
る。
慣性よりも大きいような場合は、速度センサ７により捕
らえた圧延ロール５の速度変動は見かけ上小さくなるの
で、圧延ロール５に対する負荷外乱を捕らえることは一
層困難になる。この場合の対処として、伝達関数設定器
１５の制御ゲインを高く設定することが考えられるが、
それでは不要なノイズまで増幅されてしまい、ノイズの
ために不安定な制御になってしまうという問題が生じ
る。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、ねじり振動に起因する圧延ロールの速度変動を有
効に抑制することが可能な圧延機用電動機速度制御装置
を提供することを目的としている。
あり、ねじり振動に起因する圧延ロールの速度変動を有
効に抑制することが可能な圧延機用電動機速度制御装置
を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として請求項１記載の発明は、速度基準と検出速
度との偏差の入力に基いて加速電流基準を出力する速度
制御器と、前記加速電流基準の入力に基いて、電動機及
び圧延ロール間の駆動軸にねじれが生じていないと仮定
した場合の理想速度を演算する理想速度演算器と、前記
理想速度を少くとも入力に加え、この入力に基く出力を
行う伝達関数設定器と、を備えた圧延機用電動機速度制
御装置において、前記トルク基準のフィードバック入力
に基いて前記圧延ロールの速度を演算するロール速度演
算器を備え、前記伝達関数設定器は、前記理想速度と前
記ロール速度演算器の演算値との偏差を入力とするもの
である、ことを特徴とする。
の手段として請求項１記載の発明は、速度基準と検出速
度との偏差の入力に基いて加速電流基準を出力する速度
制御器と、前記加速電流基準の入力に基いて、電動機及
び圧延ロール間の駆動軸にねじれが生じていないと仮定
した場合の理想速度を演算する理想速度演算器と、前記
理想速度を少くとも入力に加え、この入力に基く出力を
行う伝達関数設定器と、を備えた圧延機用電動機速度制
御装置において、前記トルク基準のフィードバック入力
に基いて前記圧延ロールの速度を演算するロール速度演
算器を備え、前記伝達関数設定器は、前記理想速度と前
記ロール速度演算器の演算値との偏差を入力とするもの
である、ことを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ロール速度演算器に代えて、前記圧延
ロールの速度を検出するロール速度センサを備え、前記
伝達関数設定器は、前記理想速度と前記ロール速度セン
サの検出値との偏差を入力するものである、ことを特徴
とする。
明において、前記ロール速度演算器に代えて、前記圧延
ロールの速度を検出するロール速度センサを備え、前記
伝達関数設定器は、前記理想速度と前記ロール速度セン
サの検出値との偏差を入力するものである、ことを特徴
とする。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記トルク基準のフィードバック値
に応じて前記伝達関数設定器の出力値を増減するトータ
ルゲイン調節器を備えた、ことを特徴とする。
載の発明において、前記トルク基準のフィードバック値
に応じて前記伝達関数設定器の出力値を増減するトータ
ルゲイン調節器を備えた、ことを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１記載の発明において、ロール速度演算
器は公知の演算式を用いてトルク基準から圧延ロールの
速度を演算する。この演算されたロール速度は実速度に
近いものであり、理想速度とこのロール速度との偏差は
ねじり振動により変動分を示している。したがって、こ
の変動分を伝達関数設定器を通して加速電流基準に加算
すれば、ねじり振動による速度変動を防止するトルク基
準を得ることができる。
器は公知の演算式を用いてトルク基準から圧延ロールの
速度を演算する。この演算されたロール速度は実速度に
近いものであり、理想速度とこのロール速度との偏差は
ねじり振動により変動分を示している。したがって、こ
の変動分を伝達関数設定器を通して加速電流基準に加算
すれば、ねじり振動による速度変動を防止するトルク基
準を得ることができる。
【００１４】請求項２記載の発明では、圧延ロールにロ
ール速度センサを取付けた構成としているので、理想速
度とこのセンサの検出値との偏差を伝達関数設定器の入
力とすれば、ロール速度演算器を用いることなく請求項
１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
ール速度センサを取付けた構成としているので、理想速
度とこのセンサの検出値との偏差を伝達関数設定器の入
力とすれば、ロール速度演算器を用いることなく請求項
１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１５】請求項３記載の発明では、トルク基準のフ
ィードバック値に応じて伝達関数設定器の出力値を増減
する構成としているので、圧延ロールに加わる負荷の大
小にかかわらずトルク基準を適正に補正することができ
る。
ィードバック値に応じて伝達関数設定器の出力値を増減
する構成としているので、圧延ロールに加わる負荷の大
小にかかわらずトルク基準を適正に補正することができ
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図３に基き
説明する。但し、図５と同様の構成要素には同一符号を
付して重複した説明を省略する。
説明する。但し、図５と同様の構成要素には同一符号を
付して重複した説明を省略する。
【００１７】図１は請求項１記載の発明の実施例の構成
を示すブロック図である。図１が図５と異なる点は、ト
ルク基準の入力に基いて圧延ロール５の速度を演算する
ロール速度シミュレータ（ロール速度演算器）１０１が
設けられており、この演算値が減算器１４の負側入力端
子に出力されるようになっている点である。
を示すブロック図である。図１が図５と異なる点は、ト
ルク基準の入力に基いて圧延ロール５の速度を演算する
ロール速度シミュレータ（ロール速度演算器）１０１が
設けられており、この演算値が減算器１４の負側入力端
子に出力されるようになっている点である。
【００１８】ロール速度シミュレータ１０１はロール速
度を次のようにして演算する。すなわち、既述したよう
に、図４の連結構造は、電動機１、カップリング３、ピ
ニオンギヤ４ａ，４ｂ、及び圧延ロール５等の慣性要素
が駆動軸２によって連結されたねじり振動系である。そ
して駆動軸２はバネ要素となり、カップリング３及びピ
ニオンギヤ４ａ，４ｂでの機械的結合部は減衰要素とな
る。したがって、このねじり振動系における運動方程式
は下式のように示される。
度を次のようにして演算する。すなわち、既述したよう
に、図４の連結構造は、電動機１、カップリング３、ピ
ニオンギヤ４ａ，４ｂ、及び圧延ロール５等の慣性要素
が駆動軸２によって連結されたねじり振動系である。そ
して駆動軸２はバネ要素となり、カップリング３及びピ
ニオンギヤ４ａ，４ｂでの機械的結合部は減衰要素とな
る。したがって、このねじり振動系における運動方程式
は下式のように示される。
【００１９】
【数１】 ここで、 ｛θ｝：駆動軸のねじれ角 〔Ｊ〕：慣性マトリクス 〔Ｃ〕：減衰マトリクス 〔Ｋ〕：剛性マトリクス ｛Ｔ（ｔ）｝：時刻ｔにおけるトルク である。
【００２０】上記運動方程式において、〔Ｊ〕，
〔Ｃ〕，〔Ｋ〕を既知とすればトルク基準によって｛Ｔ
（ｔ）｝がわかるので、ねじれ角θを求めることがで
き、したがって、ロール速度シミュレータ１０１は圧延
ロール５の速度を演算することができる。
〔Ｃ〕，〔Ｋ〕を既知とすればトルク基準によって｛Ｔ
（ｔ）｝がわかるので、ねじれ角θを求めることがで
き、したがって、ロール速度シミュレータ１０１は圧延
ロール５の速度を演算することができる。
【００２１】そして、伝達関数設定器１５は、減算器１
４を介して、理想速度演算器１１により演算された理想
速度と、ロール速度シミュレータの演算値との偏差を入
力し、これに伝達関数Ｇ（ｘ）を作用させた値を加算器
１０に出力する。加算器１０は、この出力値を加速電流
基準に加算したものをトルク基準として電流制御器１６
に出力する。このトルク基準は、理想速度とロール速度
演算値との偏差がゼロになるように適正に補正されたも
のであるため、ねじり振動による圧延ロール５の速度変
動を有効に防止することができる。
４を介して、理想速度演算器１１により演算された理想
速度と、ロール速度シミュレータの演算値との偏差を入
力し、これに伝達関数Ｇ（ｘ）を作用させた値を加算器
１０に出力する。加算器１０は、この出力値を加速電流
基準に加算したものをトルク基準として電流制御器１６
に出力する。このトルク基準は、理想速度とロール速度
演算値との偏差がゼロになるように適正に補正されたも
のであるため、ねじり振動による圧延ロール５の速度変
動を有効に防止することができる。
【００２２】図２は請求項２記載の発明の実施例の構成
を示すブロック図である。図２が図１と異なる点は、図
１におけるロール速度シミュレータ１０１を設ける代わ
りに、ロール速度センサ１０２を圧延ロール５に取付
け、その検出速度を減算器１４の負側入力端子に送出す
るようにしている点である。この図２の構成によれば、
ロール速度シミュレータを用いていないので、場合によ
ってはコスト的に有利なものとすることができ、また、
図１と同等の効果を得ることができる。
を示すブロック図である。図２が図１と異なる点は、図
１におけるロール速度シミュレータ１０１を設ける代わ
りに、ロール速度センサ１０２を圧延ロール５に取付
け、その検出速度を減算器１４の負側入力端子に送出す
るようにしている点である。この図２の構成によれば、
ロール速度シミュレータを用いていないので、場合によ
ってはコスト的に有利なものとすることができ、また、
図１と同等の効果を得ることができる。
【００２３】図３は請求項３記載の発明の実施例の構成
を示すブロック図である。図３が図２と異なる点は、ト
ルク基準のフィードバック値に応じて伝達関数設定器１
５の出力値を増減するトータルゲイン調節器１０３を追
加した点である。
を示すブロック図である。図３が図２と異なる点は、ト
ルク基準のフィードバック値に応じて伝達関数設定器１
５の出力値を増減するトータルゲイン調節器１０３を追
加した点である。
【００２４】ロール速度シミュレータ１０１は、前述し
た運動方程式を用いてロール速度を演算しているが、実
際には、負荷が軽い場合すなわちトルク基準が小さい場
合には、図４の連結構造において機械的な「ガタ」が発
生するため、運動方程式においても非線形項を考慮する
必要が生じてくる。
た運動方程式を用いてロール速度を演算しているが、実
際には、負荷が軽い場合すなわちトルク基準が小さい場
合には、図４の連結構造において機械的な「ガタ」が発
生するため、運動方程式においても非線形項を考慮する
必要が生じてくる。
【００２５】そこで、トルク基準が大きくなる場合すな
わち被圧延材料等の相違により駆動軸２を強く拘束する
負荷となるような場合には、トータルゲイン調節器１０
３によりトータルゲインを高くし、一方、トルク基準が
小さくなる場合にはトータルゲインを低くするようにし
てある。これによれば、負荷の大小に応じてトルク基準
を適正に補正することができる。また、図２の場合も、
トルク基準が小さい場合には機械的ノイズが大きくなる
ので、同様のトータルゲイン調節器を追加し、同様の調
節を行うことにより、負荷の大小に応じた適正なトルク
基準の補正を行うことができる。
わち被圧延材料等の相違により駆動軸２を強く拘束する
負荷となるような場合には、トータルゲイン調節器１０
３によりトータルゲインを高くし、一方、トルク基準が
小さくなる場合にはトータルゲインを低くするようにし
てある。これによれば、負荷の大小に応じてトルク基準
を適正に補正することができる。また、図２の場合も、
トルク基準が小さい場合には機械的ノイズが大きくなる
ので、同様のトータルゲイン調節器を追加し、同様の調
節を行うことにより、負荷の大小に応じた適正なトルク
基準の補正を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、演算又
は検出によりロール速度を求め、これにより電流制御器
に対するトルク基準を適正に補正する構成としたので、
ねじり振動に起因する圧延ロールの速度変動を有効に防
止することができる。
は検出によりロール速度を求め、これにより電流制御器
に対するトルク基準を適正に補正する構成としたので、
ねじり振動に起因する圧延ロールの速度変動を有効に防
止することができる。
【図１】請求項１記載の発明の実施例の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図２】請求項２記載の発明の実施例の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図３】請求項３記載の発明の実施例の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図４】本発明及び従来例における電動機と圧延ロール
との間の連結構造を示す説明図。
との間の連結構造を示す説明図。
【図５】従来例の構成を示すブロック図。
１ 電動機 ２ 駆動軸 ５ 圧延ロール ７ 電動機速度センサ ９ 速度制御器 １１ 理想速度演算器 １５ 伝達関数設定器 １６ 電流制御器 １０１ ロール速度シミュレータ（ロール速度演算器） １０２ ロール速度センサ １０３ トータルゲイン調節器
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０５Ｂ 13/04 9131−3Ｈ Ｇ０５Ｄ 13/62 Ｂ Ｋ Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｘ
Claims (3)
- 【請求項１】速度基準と検出速度との偏差の入力に基い
て加速電流基準を出力する速度制御器と、 前記加速電流基準の入力に基いて、電動機及び圧延ロー
ル間の駆動軸にねじれが生じていないと仮定した場合の
理想速度を演算する理想速度演算器と、 前記理想速度を少くとも入力に加え、この入力に基く出
力を行う伝達関数設定器と、 前記加速電流基準と前期伝達関数設定器の出力値との加
算により得られるトルク基準を入力として、前記電動機
に対する電流基準を出力する電流制御器と、 を備えた圧延機用電動機速度制御装置において、 前記トルク基準のフィードバック入力に基いて前記圧延
ロールの速度を演算するロール速度演算器を備え、 前記伝達関数設定器は、前記理想速度と前記ロール速度
演算器の演算値との偏差を入力とするものである、 ことを特徴とする圧延機用電動機速度制御装置。 - 【請求項２】請求項１記載の圧延機用電動機速度制御装
置において、 前記ロール速度演算器に代えて、前記圧延ロールの速度
を検出するロール速度センサを備え、 前記伝達関数設定器は、前記理想速度と前記ロール速度
センサの検出値との偏差を入力するものである、 ことを特徴とする圧延機用電動機速度制御装置。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の圧延機用電動機速度
制御装置において、 前記トルク基準のフィードバック値に応じて前記伝達関
数設定器の出力値を増減するトータルゲイン調節器を備
えた、 ことを特徴とする圧延機用電動機速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7016170A JPH08206718A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 圧延機用電動機速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7016170A JPH08206718A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 圧延機用電動機速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08206718A true JPH08206718A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=11909043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7016170A Pending JPH08206718A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 圧延機用電動機速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08206718A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100360373B1 (ko) * | 2000-08-25 | 2002-11-13 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 압연롤 축진동 제어방법 |
| CN100441328C (zh) * | 2006-01-25 | 2008-12-10 | 冶金自动化研究设计院 | 一种抑制轧机传动系统动态速降和扭振的控制系统 |
| JP2011115825A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Nippon Steel Corp | 圧延機の軸ねじれ振動抑制制御方法 |
| CN102755994A (zh) * | 2011-04-26 | 2012-10-31 | 通化钢铁股份有限公司 | 一种轧机扭振抑制装置 |
| CN103752620A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-30 | 北华大学 | 一种轧机扭振预测方法 |
| CN105992657A (zh) * | 2014-02-14 | 2016-10-05 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 轧机的电动机速度控制装置 |
| JP2019077543A (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 株式会社ヒラノテクシード | ロールの回転装置 |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP7016170A patent/JPH08206718A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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