JPH08206719A - Device and method for controlling looper - Google Patents

Device and method for controlling looper

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Publication number
JPH08206719A
JPH08206719A JP7017661A JP1766195A JPH08206719A JP H08206719 A JPH08206719 A JP H08206719A JP 7017661 A JP7017661 A JP 7017661A JP 1766195 A JP1766195 A JP 1766195A JP H08206719 A JPH08206719 A JP H08206719A
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JP
Japan
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looper
tension
command
command value
rolling mill
Prior art date
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Application number
JP7017661A
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Japanese (ja)
Inventor
Yusaku Otsuka
祐策 大塚
Takashi Okada
岡田  隆
Masahiro Shikayama
昌宏 鹿山
Yasuo Morooka
泰男 諸岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

PURPOSE: To make high responses tension control and position control compatible with simple control systems by constituting a command value composite means so that tension control system and position control system are switched according to a deviation from a target looper angle. CONSTITUTION: A looper motor current command value following a detected looper angle to a target looper angle, is calculated by an ith looper position controller 113. The looper motor current command value following detected forward tension to target forward tension, is calculated by a tension controller 114. A parameter given from a parameter setting means 115 and a looper angle detected by a looper angle detector 110 are given from a target looper angle to the current controller 111 of an ith looper by an ith command value composite means 112, and either of a current command value from a looper position controller 113 or the current command value from a looper tension controller 114 is given to the current controller 111 of the ith looper. A command value making a looper motor current follow a looper motor current command value, is given to a looper arm drive device 109 by the current controller 111 of the looper.

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、連続圧延機等の張力制
御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to tension control for continuous rolling mills and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】スキッドマークなどの外乱や、かみ込
み,尻抜けや、圧延機の加速,減速,走間板厚変更等の
様々な操業を行うことが想定される熱間連続圧延機等で
は、張力の乱れが無視できなくなる。通常、安定で高効
率な操業を行うため、圧延機スタンド間にルーパと呼ば
れる装置が設置され、張力制御が行われている。
2. Description of the Related Art In hot continuous rolling mills, etc., which are expected to perform various operations such as disturbances such as skid marks, biting, slipping out, acceleration, deceleration of rolling mills, and change of running strip thickness, etc. , Disturbance of tension cannot be ignored. Usually, in order to perform stable and highly efficient operation, a device called a looper is installed between rolling mill stands to control tension.

【0003】従来のルーパの制御方式は、電流制御によ
り張力変動を吸収するものと,位置制御により張力変動
を吸収するものの2つに大別できる。
Conventional looper control methods can be roughly divided into two types, one that absorbs tension fluctuations by current control and one that absorbs tension fluctuations by position control.

【0004】(1)電流制御 日本鉄鋼協会発行“板圧延の理論と実際”のp.306
−p.307に記載されているルーパ制御は、電流制
御、即ち張力制御をルーパで行い、ルーパの位置制御は
主機モータ速度制御で行うものである。
(1) Current control p.306 of "Theory and practice of sheet rolling" issued by Japan Iron and Steel Institute
In the looper control described on page 307, current control, that is, tension control is performed by the looper, and position control of the looper is performed by main machine motor speed control.

【0005】ルーパ電流指令値は、ルーパにかかる負荷
トルク,ルーパ角度θと張力tf から、数1の様に計算
できる。
[0005] looper current command value, the load torque applied to the looper from the looper angle θ and the tension t f, can be calculated as the number 1.

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】但し、ここでは、ルーパの角速度θを零、
即ちルーパは静止していると仮定している。したがっ
て、目標張力とルーパ角度に従ってルーパ電流指令値を
与えることにより張力を制御する。また、主機モータ速
度指令値ωp は、数2のように計算でき、これによりル
ーパ位置を制御する。
However, here, the angular velocity θ of the looper is zero,
That is, it is assumed that the looper is stationary. Therefore, the tension is controlled by giving the looper current command value according to the target tension and the looper angle. Further, the main machine motor speed command value ω p can be calculated as in Expression 2, and the looper position is controlled by this.

【0008】[0008]

【数2】 ωp =Kp(Δθ) …(数2) (2)位置制御 位置制御には、特開平5−293520号や特開平5−305322号
等に記載されている様な受動的な制御と,特開平5−337
529号や特開平6−7820号等に記載されている様な能動的
な制御がある。
## EQU2 ## ω p = K p (Δθ) (Equation 2) (2) Position control The position control is performed passively as described in JP-A-5-293520 and JP-A-5-305322. Control and JP-A-5-337
There is active control as described in JP-A-529 and JP-A-6-7820.

【0009】受動的な制御は、張力は主機モータ速度で
制御し、ルーパは、位置制御を行う。即ち、ルーパは積
極的に張力を制御せず、主機モータ速度による張力制御
では追従できない張力変動を吸収するダンパーと見な
す。
In the passive control, the tension is controlled by the speed of the main motor, and the looper controls the position. That is, the looper does not actively control the tension, and is regarded as a damper that absorbs the tension fluctuation that cannot be followed by the tension control by the main motor speed.

【0010】ここで、ルーパレス圧延の場合や、ルーパ
の位置制御の剛性が極めて高い(張力変動が発生しても
ルーパの位置が変動しない)場合では、ルーパをダンパ
ーとして用いることができず、張力制御は、主機モータ
速度制御に100%依存することになる。
Here, in the case of looperless rolling or when the rigidity of the position control of the looper is extremely high (the position of the looper does not change even if the tension changes), the looper cannot be used as a damper and the tension The control will be 100% dependent on the main motor speed control.

【0011】能動的な制御は、張力を目標値に一致させ
るために、積極的にルーパ位置を制御する。ルーパによ
り持ち上げられ材料長さがL′となったとすると、材料
長さの変化分ΔLは、ΔL=L′−Lとなり、これが張
力に直接影響を与える。ここでは、積極的にこのループ
量即ちルーパ位置を制御することで、張力を制御する。
張力が目標値よりも高くなった場合には、ルーパ位置を
下げてΔLを小さくし、張力が目標値よりも低くなった
場合には、ルーパ位置を上げてΔLを大きくすることで
張力を一定に制御する。
The active control positively controls the looper position in order to match the tension with the target value. If the material length is lifted by the looper and the material length becomes L ′, the change ΔL in material length becomes ΔL = L′−L, which directly affects the tension. Here, the tension is controlled by positively controlling the loop amount, that is, the looper position.
When the tension is higher than the target value, the looper position is lowered to reduce ΔL, and when the tension is lower than the target value, the looper position is raised and ΔL is increased to keep the tension constant. To control.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ルーパ電流制御では、
ルーパを立ち上げるためのフォーシング電流制御系が必
須であるため制御系が複雑になる、またルーパレス圧延
制御系との共存ができない等の問題点がある。
In the looper current control,
Since the forcing current control system for starting the looper is indispensable, the control system becomes complicated, and it cannot coexist with the looperless rolling control system.

【0013】受動的なルーパ位置制御は、張力は主機モ
ータ速度で制御し、ルーパは積極的に張力を制御せず、
主機モータ速度による張力制御では追従できない張力変
動を吸収するダンパーと見なす。ルーパの位置制御の応
答性と張力制御のダンパーとしての柔らかさは相反する
性能であるため、制御ゲインのチューニングが難しいと
いう問題点がある。
In the passive looper position control, the tension is controlled by the speed of the main motor, and the looper does not actively control the tension.
It is regarded as a damper that absorbs tension fluctuations that cannot be tracked by tension control based on the main motor speed. Since the responsiveness of the position control of the looper and the softness as a damper of the tension control are contradictory performances, it is difficult to tune the control gain.

【0014】能動的なルーパ位置制御は、ルーパの位置
制御応答性が主機モータ速度応答よりも十分に速くなけ
れば、張力変動吸収効果が現われない。一般に、位置制
御系の応答は、電流制御に比べ遅いため、ルーパ低慣性
化,ルーパモータの高応答化などの工夫が必須であり、
コストが高くつくことが問題点である。
In the active looper position control, the tension fluctuation absorbing effect does not appear unless the looper position control response is sufficiently faster than the main motor speed response. In general, the response of the position control system is slower than that of current control, so it is essential to devise measures such as lower inertia of the looper and higher response of the looper motor.
The problem is that the cost is high.

【0015】本発明の目的は、連続圧延機の張力制御系
において、複雑な制御系とすることなく、低コストかつ
高い張力制御性能及び高い位置制御性能を兼ね備えるル
ーパ制御系を実現することである。
An object of the present invention is to realize a looper control system which has low tension and high tension control performance and high position control performance in a tension control system of a continuous rolling mill without using a complicated control system. .

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、圧延機スタンド間にルーパを有す
る連続圧延機のルーパ制御装置において、前記ルーパの
角度をルーパ角度指令値に追従させるルーパ駆動機の指
令を演算するルーパ位置制御手段と,圧延機スタンド間
鋼材の張力を張力指令値に追従させる前記ルーパ駆動機
の指令を演算する張力制御手段と,検出した圧延プラン
トの状態量に基づいて前記ルーパ位置制御手段からの指
令と前記張力制御手段からの指令から前記ルーパ駆動機
の指令を決定する指令値合成手段を有することを特徴と
するループ制御装置が提供される。上記ループ制御装置
において指令値合成手段は、好ましくは、前記状態量と
予め与えられたパラメータを比較した結果に基づいて前
記ルーパ位置制御手段からの指令と前記張力制御手段か
らの指令から前記ルーパ駆動機の指令を決定する。また
上記目的は、本発明によれば、圧延機スタンド間にルー
パを有する連続圧延機のルーパ制御装置において、前記
ルーパの角度をルーパ角度指令値に追従させるルーパ駆
動機の指令を演算するルーパ位置制御手段と,圧延機ス
タンド間鋼材の張力を張力指令値に追従させる前記ルー
パ駆動機の指令を演算する張力制御手段と,検出した圧
延プラントの状態量とパラメータ設定手段により与えら
れたパラメータに基づいて前記ルーパ位置制御手段から
の指令と前記張力制御手段からの指令から前記ルーパ駆
動機の指令を決定する指令値合成手段を有することを特
徴とするループ制御装置が提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, in a looper control device for a continuous rolling mill having a looper between rolling mill stands, the angle of the looper follows a looper angle command value. Looper position control means for calculating the command of the looper drive machine, tension control means for calculating the command of the looper drive machine for causing the tension of the steel material between rolling mill stands to follow the tension command value, and the detected state quantity of the rolling plant Based on the above, there is provided a loop control device characterized by having command value synthesizing means for determining a command for the looper drive machine from a command from the looper position control means and a command from the tension control means. In the loop control device, the command value synthesizing means preferably drives the looper from a command from the looper position control means and a command from the tension control means based on a result of comparison between the state quantity and a parameter given in advance. Determine the machine command. Further, according to the present invention, according to the present invention, in a looper control device of a continuous rolling mill having a looper between rolling mill stands, a looper position for calculating a command of a looper driving machine that causes the angle of the looper to follow a looper angle command value. Based on the control means, the tension control means for calculating the command of the looper driving machine that causes the tension of the steel material between the rolling mill stands to follow the tension command value, the detected state quantity of the rolling plant and the parameters given by the parameter setting means. And a command value synthesizing unit that determines a command for the looper driving machine from a command from the looper position control unit and a command from the tension control unit.

【0017】上記ループ制御装置において指令値合成手
段は、好ましくは、前記プラントの状態量と前記パラメ
ータから位置制御ゲインと張力制御ゲインを演算するゲ
イン演算手段と,前記位置制御ゲインと前記張力制御ゲ
インと前記ルーパ位置制御手段からの指令と前記張力制
御手段からの指令から前記ルーパ駆動機の指令を演算す
る指令値演算手段から構成される。
In the loop control device, the command value synthesizing means is preferably a gain computing means for computing a position control gain and a tension control gain from the state quantity of the plant and the parameters, the position control gain and the tension control gain. And a command value calculation means for calculating a command of the looper drive machine from a command from the looper position control means and a command from the tension control means.

【0018】上記ループ制御装置において、プラントの
状態量は、好ましくは、前記ルーパ角度とルーパ角速度
とルーパ駆動電動機電流と前記張力であり、またパラメ
ータは、好ましくは、前記ルーパ角度かつ/またはルー
パ角速度かつ/またはルーパ駆動電動機電流かつ/また
は前記張力である。
In the above loop control device, the state quantity of the plant is preferably the looper angle, the looper angular velocity, the looper drive motor current and the tension, and the parameters are preferably the looper angle and / or the looper angular velocity. And / or looper drive motor current and / or said tension.

【0019】また上記ループ制御装置において、前記パ
ラメータ設定手段は、好ましくは、前記プラントの状態
量にしたがって前記パラメータを可変とする。
In the above loop control device, preferably, the parameter setting means changes the parameter according to the state quantity of the plant.

【0020】また上記ループ制御装置において、前記パ
ラメータ設定手段は、好ましくは、前記パラメータの変
更にヒステリシス特性を有する。
In the above loop control device, preferably, the parameter setting means has a hysteresis characteristic in changing the parameter.

【0021】また上記ループ制御装置において、指令値
合成手段は、好ましくは、前記プラントの各状態量と位
置制御ゲインと張力制御ゲインとの関係をファジールー
ルで記述するファジールールベースと,前記プラントの
各状態量から前記ファジールールベースの各ファジール
ールの適合度を演算し、前記適合度に応じて位置制御ゲ
インと張力制御ゲインを決定するファジールール解釈手
段と,前記位置制御ゲインと前記張力制御ゲインと前記
ルーパ位置制御手段からの指令と前記張力制御手段から
の指令から前記ルーパ駆動機の指令を演算する指令値演
算手段から構成される。
In the above loop controller, the command value synthesizing means is preferably a fuzzy rule base for describing the relationship between each state quantity of the plant, the position control gain and the tension control gain by a fuzzy rule, and the plant. Fuzzy rule interpreting means for calculating the fitness of each fuzzy rule of the fuzzy rule base from each state quantity, and determining the position control gain and the tension control gain according to the fitness, the position control gain and the tension control gain And a command value calculation means for calculating a command of the looper drive machine from a command from the looper position control means and a command from the tension control means.

【0022】また上記目的は、本発明によれば、圧延機
スタンド間にルーパを有する連続圧延機の圧延機スタン
ド間鋼材の張力を張力指令値に追従させるルーパ駆動機
の指令を演算する第1の張力制御手段を有するルーパ制
御装置において、主機モータ速度により前記張力の前記
目標張力に追従させる第2の張力制御手段と,前記張力
の前記張力指令値からの張力変動を前記張力変動の低周
波成分と前記張力変動の高周波成分に分ける分離手段を
有し、前記張力変動の低周波成分は前記第2の張力制御
手段に与え、前記張力変動の高周波成分は前記第1の張
力制御手段に与えることを特徴とするルーパ制御装置が
提供される。
Further, according to the present invention, the first object is to calculate a command of a looper driving machine that causes the tension of a steel material between rolling mill stands of a continuous rolling mill having a looper between rolling mill stands to follow a tension command value. In the looper control device having the tension control means, the second tension control means for causing the tension to follow the target tension of the main machine motor speed, and the tension fluctuation from the tension command value of the tension to the low frequency of the tension fluctuation. And a high-frequency component of the tension fluctuation, the low-frequency component of the tension fluctuation is given to the second tension control means, and the high-frequency component of the tension fluctuation is given to the first tension control means. There is provided a looper control device characterized by the above.

【0023】更に上記目的は、本発明によれば、圧延機
スタンド間にルーパを有する連続圧延機の圧延機スタン
ド間鋼材の張力を張力指令値に追従させるルーパ駆動電
動機の電流指令を演算するルーパ制御装置において、前
記張力が前記張力指令値よりも小さいときは正の電流指
令を演算し、前記張力が前記張力指令値よりも大きいと
きは負の電流指令を演算し、前記正の電流指令と前記負
の電流指令を高速にスイッチングするスイッチング手段
を有することを特徴とするルーパ制御装置が提供され
る。
Further, according to the present invention, there is provided a looper for calculating a current command of a looper drive electric motor for making the tension of a steel material between rolling mill stands of a continuous rolling mill having a looper between rolling mill stands follow a tension command value. In the control device, a positive current command is calculated when the tension is smaller than the tension command value, and a negative current command is calculated when the tension is larger than the tension command value, and the positive current command is calculated. There is provided a looper control device comprising switching means for switching the negative current command at high speed.

【0024】更に上記目的は、本発明によれば、連続圧
延機の圧延機スタンド間にルーパを有し、前記ルーパの
角度をルーパ角度指令値に追従させるルーパ制御装置に
おいて、圧延機スタンド間鋼材の張力と張力指令値の差
と前記ルーパ角度指令値に周波数重み関数を乗じて新た
なルーパ角度指令値を合成する指令値合成手段を有する
ことを特徴とするルーパ制御装置が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a looper between rolling mill stands of a continuous rolling mill and a looper control device for making the angle of the looper follow a looper angle command value. There is provided a looper control device comprising command value synthesizing means for synthesizing a new looper angle command value by multiplying the difference between the tension and the tension command value and the looper angle command value by a frequency weighting function.

【0025】更に上記目的は、本発明によれば、圧延機
スタンド間にルーパを有する連続圧延機であって、電流
制御または位置制御により前記ルーパを制御するルーパ
制御方法において、前記ルーパの角度をルーパ角度指令
値に追従させるルーパ駆動機の指令を演算し、圧延機ス
タンド間の鋼材の張力を張力指令値に追従させる前記ル
ーパ駆動機の指令を演算し、検出した圧延プラントの状
態量に基づいて前記ルーパ位置制御手段からの指令と前
記張力制御手段からの指令から前記ルーパ駆動機の指令
を合成することを特徴とするルーパ制御方法が提供され
る。
Further, according to the present invention, the above object is a continuous rolling mill having a looper between rolling mill stands, and in the looper control method for controlling the looper by current control or position control, the angle of the looper is adjusted. Calculate the command of the looper drive machine to follow the looper angle command value, calculate the command of the looper drive machine to follow the tension command value of the steel material tension between rolling mill stands, and based on the detected state quantity of the rolling plant There is provided a looper control method characterized by synthesizing a command of the looper drive machine from a command from the looper position control means and a command from the tension control means.

【0026】[0026]

【作用】本発明のループ制御装置においては、ルーパの
角度をルーパ角度指令値に追従させるルーパ駆動機の指
令を演算するルーパ位置制御手段と,圧延機スタンド間
鋼材の張力を張力指令値に追従させるルーパ駆動機の指
令を演算する張力制御手段と,検出した圧延プラントの
状態量に基づいて前記ルーパ位置制御手段からの指令と
前記張力制御手段からの指令から前記ルーパ駆動機の指
令を決定する指令値合成手段を有することにより単純な
制御系で高応答な張力制御と位置制御を両立することが
できる。
In the loop control device of the present invention, the looper position control means for calculating the command of the looper driving machine for causing the angle of the looper to follow the looper angle command value, and the tension of the steel material between the stands of the rolling mill follow the tension command value. A tension control means for calculating a command for the looper drive machine, and a command for the looper drive machine is determined from the command from the looper position control means and the command from the tension control means based on the detected state quantity of the rolling plant. By having the command value synthesizing means, it is possible to achieve both highly responsive tension control and position control with a simple control system.

【0027】また、前記状態量と予め与えられたパラメ
ータを比較した結果に基づいてルーパ位置制御手段から
の指令と張力制御手段からの指令から前記ルーパ駆動機
の指令を決定するので張力制御を行う状態と位置制御を
行う状態とを自由に決定することができる。
In addition, the tension control is performed because the command of the looper drive machine is determined from the command from the looper position control means and the command from the tension control means based on the result of comparison between the state quantity and the parameter given in advance. The state and the state in which the position control is performed can be freely determined.

【0028】また本発明のループ制御装置においては、
ルーパの角度をルーパ角度指令値に追従させるルーパ駆
動機の指令を演算し、圧延機スタンド間鋼材の張力を張
力指令値に追従させるルーパ駆動機の指令を演算し、検
出した圧延プラントの状態量とパラメータ設定手段によ
り与えられたパラメータに基づいて前記ルーパ位置制御
手段からの指令と張力制御手段からの指令からルーパ駆
動機の指令を決定するので単純な制御系で高応答な張力
制御と位置制御を両立することができると共に張力制御
を行う状態と位置制御を行う状態とを自由に決定するこ
とができる。
Further, in the loop control device of the present invention,
State of the rolling plant detected by computing the command of the looper drive that causes the looper angle to follow the looper angle command value, and the command of the looper drive that causes the tension between the rolling mill stands to follow the tension command value. And the command of the looper drive machine is determined from the command from the looper position control means and the command from the tension control means based on the parameter given by the parameter setting means, so that the tension control and the position control with high response by a simple control system are performed. It is possible to achieve both of the above, and it is possible to freely determine the state in which tension control is performed and the state in which position control is performed.

【0029】また、プラントの状態量とパラメータから
位置制御ゲインと張力制御ゲインを演算し位置制御ゲイ
ンと張力制御ゲインとルーパ位置制御手段からの指令と
張力制御手段からの指令からルーパ駆動機の指令を演算
することで高応答な張力制御と位置制御を両立すること
ができる。
Further, the position control gain and the tension control gain are calculated from the plant state quantity and parameters, and the position control gain, the tension control gain, the command from the looper position control means and the command from the tension control means are supplied to the looper drive machine. By calculating, it is possible to achieve both highly responsive tension control and position control.

【0030】またパラメータの変更にヒステリシス特性
を有するようにすることでルーパ位置制御の目標ルーパ
角度への漸近性とルーパ張力制御範囲の拡大を両立でき
る。またプラントの各状態量と位置制御ゲインと張力制
御ゲインとの関係をファジールールで記述するファジー
ルールベースと,プラントの各状態量からファジールー
ルベースの各ファジールールの適合度を演算し、適合度
に応じて位置制御ゲインと張力制御ゲインを決定し、位
置制御ゲインと張力制御ゲインと前記ルーパ位置制御手
段からの指令と前記張力制御手段からの指令から前記ル
ーパ駆動機の指令を演算することでオペレータの知識を
組み込んだ高度な制御を行うことができる。
Further, by providing the hysteresis characteristic to the parameter change, both the asymptoticity of the looper position control to the target looper angle and the expansion of the looper tension control range can be achieved. Also, the fuzzy rule base that describes the relationship between each state quantity of the plant, the position control gain, and the tension control gain by fuzzy rules, and the fitness of each fuzzy rule of the fuzzy rule base are calculated from each state quantity of the plant, and the goodness of fit is calculated. By determining the position control gain and the tension control gain according to the above, by calculating the command of the looper drive machine from the position control gain, the tension control gain, the command from the looper position control means, and the command from the tension control means. A high degree of control that incorporates the knowledge of the operator can be performed.

【0031】また、主機モータ速度により前記張力の前
記目標張力に追従させる第2の張力制御手段と,前記張
力の前記張力指令値からの張力変動を前記張力変動の低
周波成分と前記張力変動の高周波成分に分ける分離手段
を有し、前記張力変動の低周波成分は前記第2の張力制
御手段に与え、前記張力変動の高周波成分は前記第1の
張力制御手段に与えることによりモータ速度制御による
張力制御系では吸収できない高い周波数のみ張力制御系
を動作させることができる。
Also, the second tension control means for making the tension follow the target tension by the speed of the main machine, and the tension fluctuation from the tension command value of the tension to the low frequency component of the tension fluctuation and the tension fluctuation. A low-frequency component of the tension fluctuation is given to the second tension control means, and a high-frequency component of the tension fluctuation is given to the first tension control means, thereby controlling the motor speed. The tension control system can be operated only at high frequencies that cannot be absorbed by the tension control system.

【0032】更に張力が前記張力指令値よりも小さいと
きは正の電流指令を演算し、前記張力が前記張力指令値
よりも大きいときは負の電流指令を演算し、前記正の電
流指令と前記負の電流指令を高速にスイッチングするス
イッチング手段を有することでルーパ可変位置制御より
も高応答な張力制御が構成できる。
Further, when the tension is smaller than the tension command value, a positive current command is calculated, and when the tension is larger than the tension command value, a negative current command is calculated to calculate the positive current command and the positive current command. By providing the switching means for switching the negative current command at high speed, the tension control having a higher response than the looper variable position control can be configured.

【0033】更に圧延機スタンド間鋼材の張力と張力指
令値の差と前記ルーパ角度指令値に周波数重み関数を乗
じて新たなルーパ角度指令値を合成する指令値合成手段
を有することによりルーパ制御の急変な変化を抑え、張
力及びルーパ位置の変動に悪影響を及ぼさない制御をす
ることができる。
Further, by providing a command value synthesizing means for synthesizing a new looper angle command value by multiplying the difference between the tension of the steel material between the stands of the rolling mill and the tension command value and the looper angle command value by a frequency weighting function, looper control can be performed. It is possible to suppress sudden changes and perform control that does not adversely affect changes in tension and looper position.

【0034】[0034]

【実施例】本発明の一実施例を図1に示す。図1は、連
続圧延機における第i番目と第i+1番目の圧延機と第
i番目のルーパ及び張力制御器を示している。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an i-th rolling mill, an i + 1-th rolling mill, an i-th looper and a tension controller in a continuous rolling mill.

【0035】第i番目の圧延機は、圧延機ロール10
1,圧延機ロール101を回転させるロール駆動装置1
02,ロール駆動装置102の回転速度を検出する圧延
機ロール駆動装置速度検出器103,第i番目の圧延機
スタンドと第i+1番目の圧延機スタンドの間の鋼材に
かかる張力を検出する前方張力検出器107から構成さ
れる。
The i-th rolling mill is a rolling mill roll 10
1, a roll driving device 1 for rotating a rolling mill roll 101
02, rolling mill roll driving device speed detector 103 for detecting the rotation speed of the roll driving device 102, forward tension detection for detecting the tension applied to the steel material between the i-th rolling mill stand and the (i + 1) th rolling mill stand It is composed of a container 107.

【0036】第i番目の圧延機の張力制御器105は、
前方張力検出器107で検出した前方張力を目標前方張
力に追従させる主機モータの速度指令値を演算し、第i
番目の圧延機の速度制御器104に与える。圧延機の速
度制御器104は、主機モータの速度検出器103で検
出した主機モータ速度を主機モータ速度指令値に追従さ
せる指令値をロール駆動装置102に与える。
The tension controller 105 of the i-th rolling mill is
The speed command value of the main motor that causes the front tension detected by the front tension detector 107 to follow the target front tension is calculated,
It is applied to the speed controller 104 of the second rolling mill. The rolling mill speed controller 104 gives the roll drive device 102 a command value that causes the main machine motor speed detected by the main machine motor speed detector 103 to follow the main machine motor speed command value.

【0037】第i+1番目の圧延機スタンドについても
同様である。
The same applies to the (i + 1) th rolling mill stand.

【0038】第i番目のルーパは、ルーパアーム10
8,ルーパアーム108を回転させるルーパアーム駆動
装置109,ルーパアーム108の回転角度を検出する
ルーパ角度検出器110から構成される。
The i-th looper is the looper arm 10.
8, a looper arm drive device 109 for rotating the looper arm 108, and a looper angle detector 110 for detecting the rotation angle of the looper arm 108.

【0039】第i番目のルーパ位置制御器113は、ル
ーパ角度検出器110で検出したルーパ角度を目標ルー
パ角度に追従させるルーパモータ電流指令値を演算し、
第i番目の指令値合成手段112に与える。
The i-th looper position controller 113 calculates a looper motor current command value for causing the looper angle detected by the looper angle detector 110 to follow the target looper angle,
It is given to the i-th command value synthesis means 112.

【0040】第i番目のルーパの張力制御器114は、
前方張力検出器107で検出した前方張力を目標前方張
力に追従させるルーパモータ電流指令値を演算し、第i
番目の指令値合成手段112に与える。
The tension controller 114 of the i-th looper is
A looper motor current command value that causes the front tension detected by the front tension detector 107 to follow the target front tension is calculated,
The second command value synthesizing means 112 is given.

【0041】第i番目の指令値合成手段112は、パラ
メータ設定手段115から与えられたパラメータηとル
ーパ角度検出器110で検出したルーパ角度と目標ルー
パ角度から、ルーパ位置制御器113からの電流指令値
とルーパの張力制御器114からの電流指令値のどちら
かを第i番目のルーパの電流制御器111に与える。ル
ーパの電流制御器111は、ルーパモータ電流をルーパ
モータ電流指令値に追従させる指令値をルーパアーム駆
動装置109に与える。
The i-th command value synthesizing means 112 uses the parameter η given from the parameter setting means 115, the looper angle detected by the looper angle detector 110, and the target looper angle to output a current command from the looper position controller 113. Either the value or the current command value from the looper tension controller 114 is given to the i-th looper current controller 111. The looper current controller 111 gives a command value for causing the looper motor current to follow the looper motor current command value to the looper arm drive device 109.

【0042】図2は、張力発生プロセスの詳細を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the tension generation process.

【0043】圧延機スタンド間の鋼材にかかる単位面積
当たりの張力は、数3で示すことができる。
The tension per unit area applied to the steel material between the stands of the rolling mill can be expressed by Equation 3.

【0044】[0044]

【数3】 (Equation 3)

【0045】スタンド間にルーパがある場合の張力を以
下に示す。まず、図3に示すように、座標系,ルーパア
ーム支点P0(x0,y0),ルーパアーム長Bar,ルーパと
板との交点P(x,y),ルーパ角度θ,スタンド間長L
0 ,α,βを定義する。ルーパと板との交点Pは、
0,y0,Bar,θ より数4及び数5のように示され
る。
The tension when there is a looper between the stands is shown below. First, as shown in FIG. 3, the coordinate system, the looper arm fulcrum P 0 (x 0 , y 0 ), the looper arm length Bar, the intersection point P (x, y) between the looper and the plate, the looper angle θ, the stand-to-stand length L.
Define 0 , α, and β. The intersection P between the looper and the board is
From x 0 , y 0 , Bar and θ, they are shown as in Equation 4 and Equation 5.

【0046】[0046]

【数4】 x=x0+Bar cosθ …(数4)X = x 0 + Bar cos θ (Equation 4)

【0047】[0047]

【数5】 y=y0+Bar sinθ …(数5) i+1スタンドに材料がかみ込んだ瞬間のiスタンドと
i+1スタンド間の材料長さは、L0 に等しい。その
後、t秒経過したときの材料長さLは、数6となる。こ
れが本来の(無張力時の)材料長さとなる。
Y = y 0 + Bar sin θ (Equation 5) The material length between the i stand and the i + 1 stand at the moment when the material is bitten into the i + 1 stand is equal to L 0 . After that, the material length L after the lapse of t seconds is given by the equation 6. This is the original (no tension) material length.

【0048】[0048]

【数6】 (Equation 6)

【0049】材料は弾性変形すると仮定して、ルーパに
より持ち上げられた実際の材料長さL′は、数7とな
る。
Assuming that the material is elastically deformed, the actual material length L ′ lifted by the looper is given by

【0050】[0050]

【数7】 (Equation 7)

【0051】これを時間微分し、ルーパの上下動による
材料長さLの時間変化率dL/dtは、数8となる。
This is differentiated with respect to time, and the time change rate dL / dt of the material length L due to the vertical movement of the looper is given by

【0052】[0052]

【数8】 (Equation 8)

【0053】但し、However,

【0054】[0054]

【数9】 [Equation 9]

【0055】[0055]

【数10】 [Equation 10]

【0056】ここで、上付き文字は、各圧延機スタンド
を示すインデックスであり、Δは、動作点での値からの
微少変化量を表し、ωはルーパ角速度である。
Here, the superscript is an index indicating each rolling mill stand, Δ is a minute change amount from the value at the operating point, and ω is a looper angular velocity.

【0057】ブロック205は、ルーパの上下動による
材料長さLの時間変化率(Zを演算し、積分器204で
dL/dt,ve,−v0の和を積分する。更に、ブロッ
ク203は、積分器204の積分結果にヤング率Eを乗
じ、材料長さLで割ることで単位面積当たりの前方張力
f を演算する。
A block 205 calculates the time change rate (Z) of the material length L due to the vertical movement of the looper, and the integrator 204 integrates the sum of dL / dt, v e and -v 0. Further, block 203 Calculates the forward tension t f per unit area by multiplying the integration result of the integrator 204 by the Young's modulus E and dividing by the material length L.

【0058】ブロック202では、ルーパにかかる全負
荷トルクGを演算する。ここで、ルーパにかかる全負荷
トルクGは、数11となる。但し、材料の慣性は無視す
る。
In block 202, the full load torque G applied to the looper is calculated. Here, the full load torque G applied to the looper is given by the following equation 11. However, the inertia of the material is ignored.

【0059】[0059]

【数11】 G=GT +GL +GW …(数11) GT :張力によりルーパにかかるトルク[Number 11] G = G T + G L + G W ... ( number 11) G T: torque applied to the looper by the tension

【0060】[0060]

【数12】 (Equation 12)

【0061】GL :材料の重さによりルーパにかかるト
ルク
G L : Torque applied to the looper by the weight of the material

【0062】[0062]

【数13】 (Equation 13)

【0063】ρ:材料密度(kg/m3) GW:ルーパの重さによりルーパにかかるトルクΡ: Material density (kg / m 3 ) G W : Torque applied to the looper by the weight of the looper

【0064】[0064]

【数14】 [Equation 14]

【0065】WL :ルーパの重さ(kg) lr :ルーパ重心までの長さ(m) 図4は、圧延機スタンド間の圧延材106での張力発生
プロセス201とルーパアーム108とルーパアーム駆
動装置109をモデル化したブロック図である。
W L : Weight of looper (kg) l r : Length to the center of gravity of the looper (m) FIG. 4 shows a tension generating process 201, a looper arm 108 and a looper arm driving device in the rolled material 106 between the rolling mill stands. It is a block diagram which modeled 109.

【0066】ルーパアーム108は、ルーパアーム駆動
装置109に接続され、ルーパアーム駆動装置109の
角速度ωL をギア402を介し1/Gr 倍し、更に積分
器401で積分しルーパアーム角度θを演算する。ま
た、張力発生プロセス201からのルーパ負荷トルクG
をギア402を介し1/Gr 倍したルーパアーム駆動装
置の負荷トルクをルーパアーム駆動装置109に与え
る。
The looper arm 108 is connected to the looper arm driving device 109, and the angular velocity ω L of the looper arm driving device 109 is multiplied by 1 / G r via the gear 402, and further integrated by the integrator 401 to calculate the looper arm angle θ. Also, the looper load torque G from the tension generation process 201
Is applied to the looper arm driving device 109 via the gear 402 by a load torque of the looper arm driving device multiplied by 1 / G r .

【0067】この実施例は、ルーパアーム駆動装置10
9を電動機としたものである。ブロック406は電動機
のモデル、ブロック404は電流トルク変換係数、ブロ
ック405は逆起電力係数、ブロック403は発生トル
クを慣性モーメントJL で割り、更に積分することで角
速度ωL を演算する。
In this embodiment, the looper arm drive device 10 is used.
9 is an electric motor. A block 406 is a model of an electric motor, a block 404 is a current torque conversion coefficient, a block 405 is a back electromotive force coefficient, and a block 403 divides the generated torque by an inertia moment J L and further integrates to calculate an angular velocity ω L.

【0068】図5は、ルーパの電流制御器111,指令
値合成手段112,ルーパ位置制御器113,ルーパの
張力制御器114の詳細の一例を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of details of the looper current controller 111, the command value synthesizing means 112, the looper position controller 113, and the looper tension controller 114.

【0069】電流制御器111は、フィルタ501でフ
ィルタリングした検出ルーパ電流IL を、電流リミッタ
503を通した電流指令値ILPに追従させるルーパモー
タ電圧指令VLPをPI制御器502で演算する。
The current controller 111 uses the PI controller 502 to calculate the looper motor voltage command V LP that causes the detected looper current I L filtered by the filter 501 to follow the current command value I LP passed through the current limiter 503.

【0070】ルーパ位置制御器113は、ルーパ角度検
出器110で検出したルーパ角度θとルーパ角度指令値
θref との差をP制御器505でKPP倍しルーパ角速度
指令値ωLPを算出する。PI制御器504は、ルーパ角
速度ωとルーパ角速度指令値ωLPの差を比例積分したル
ーパ電流指令値ILPを演算する。
The looper position controller 113 multiplies the difference between the looper angle θ detected by the looper angle detector 110 and the looper angle command value θ ref by K PP by the P controller 505 to calculate the looper angular velocity command value ω LP . . The PI controller 504 calculates a looper current command value I LP obtained by proportionally integrating the difference between the looper angular velocity ω and the looper angular velocity command value ω LP .

【0071】ルーパの張力制御器114は、張力tf
目標値tf refよりも高くなった場合には、負のトルク
(ルーパ電流 −KImax)を発生し、張力tf が目標値
f refよりも低くなった場合には、正のトルク(ルーパ
電流 KImax)を発生し、この発生トルク(ルーパ電
流)の切り換えを高速に行う。
When the tension t f becomes higher than the target value t f ref , the looper tension controller 114 outputs a negative torque.
(Looper current −KI max ) is generated, and when the tension t f becomes lower than the target value t f ref , a positive torque (looper current KI max ) is generated and the generated torque (looper current) Switch at high speed.

【0072】位置制御系と比較して、電流制御系、即ち
ルーパの発生トルクの制御は高応答化できる。そこで、
このルーパ張力制御器の実施例では、張力が目標値より
も高くなった場合には、負のトルクを発生し、張力が目
標値よりも低くなった場合には、正のトルクを発生し、
この発生トルク(ルーパ電流)の切り換えを高速に行う
ことで、ルーパ可変位置制御よりも高応答な張力制御系
が構成できる。
Compared with the position control system, the current control system, that is, the control of the torque generated by the looper, can be made highly responsive. Therefore,
In this embodiment of the looper tension controller, when the tension is higher than the target value, negative torque is generated, and when the tension is lower than the target value, positive torque is generated,
By switching the generated torque (looper current) at high speed, a tension control system having a higher response than the looper variable position control can be configured.

【0073】指令値合成手段112では、目標ルーパ角
度θref からの偏差がパラメータ設定手段115から与
えられたパラメータηよりも小さい時のみルーパ張力制
御を行い、それ以外の時はルーパ位置制御を行うように
電流指令値を切り換える。
The command value synthesizing means 112 controls the looper tension only when the deviation from the target looper angle θ ref is smaller than the parameter η given from the parameter setting means 115, and otherwise controls the looper position. Switch the current command value.

【0074】図6に指令値合成手段112の処理フロー
の一例を示す。処理601でη,θ,ILP1,ILP2をそ
れぞれパラメータ設定手段115,ルーパ角度検出器1
10,ルーパ位置制御器113,ルーパの張力制御器1
14から読み込む。次に処理602で目標ルーパ角度θ
ref からの偏差がηより大きいかどうか判定し、前者の
場合処理603で電流指令値ILPをILP1 とし、後者の
場合処理604で電流指令値ILPをILP2 とする。
FIG. 6 shows an example of the processing flow of the command value synthesizing means 112. In processing 601, η, θ, I LP1 and I LP2 are set to the parameter setting means 115 and the looper angle detector 1, respectively.
10, looper position controller 113, looper tension controller 1
Read from 14. Next, in process 602, the target looper angle θ
It is determined whether the deviation from ref is larger than η. In the former case, the current command value I LP is set to I LP1 in processing 603, and in the latter case, the current command value I LP is set to I LP2 in processing 604.

【0075】この実施例では、目標ルーパ角度からの偏
差が微少な時のみルーパ張力制御を行い、それ以外の時
はルーパ位置制御を行う単純な構成の指令値合成手段を
有することで、単純な制御系で高応答な張力制御と位置
制御を両立することができる。
In this embodiment, the looper tension control is performed only when the deviation from the target looper angle is very small, and the looper position control is performed at other times, and the command value synthesizing means having a simple structure is provided, so that it is simple. The control system can achieve both highly responsive tension control and position control.

【0076】図7に指令値合成手段112の他の実施例
の処理フローを示す。処理701でη,θ,ILP1,I
LP2をそれぞれパラメータ設定手段115,ルーパ角度
検出器110,ルーパ位置制御器113,ルーパの張力
制御器114から読み込む。次に処理702でルーパ角
度θにしたがって位置制御ゲインg1 及び張力制御ゲイ
ンg2 を算出し、処理703で電流指令値ILPを数15
にしたがって求める。
FIG. 7 shows a processing flow of another embodiment of the command value synthesizing means 112. In process 701, η, θ, I LP1 , I
LP2 is read from the parameter setting means 115, the looper angle detector 110, the looper position controller 113, and the looper tension controller 114, respectively. Next, in step 702, the position control gain g 1 and the tension control gain g 2 are calculated in accordance with the looper angle θ, and in step 703 the current command value I LP is calculated by the formula 15
Ask according to.

【0077】このような指令値合成手段を有すること
で、ルーパ位置制御器の出力とルーパ張力制御器の出力
を任意の関数の形で合成することができる。
By having such a command value synthesizing means, the output of the looper position controller and the output of the looper tension controller can be synthesized in the form of an arbitrary function.

【0078】図8及び図9にθの関数であるg1(θ)及
びg2(θ)の例を示す。
8 and 9 show examples of g 1 (θ) and g 2 (θ) which are functions of θ.

【0079】図8の実施例は、単純な図6の実施例を、
図7の実施例で再現したものである。それに比べ、図9
の実施例は、ルーパ位置制御器の出力とルーパ張力制御
器の出力を連続的に滑らかに変化させ、目標ルーパ角度
θref 近傍では、ルーパ張力制御を重点的に、目標ルー
パ角度θref から離れるにしたがってルーパ位置制御を
重点的に行い、ルーパ制御の急激な変化を抑え、張力及
びルーパ位置の変動に悪影響を及ぼさない制御をするこ
とができる。
The embodiment of FIG. 8 is a simple embodiment of FIG.
It is reproduced in the embodiment of FIG. In comparison,
In the embodiment, the output of the looper position controller and the output of the looper tension controller are continuously and smoothly changed, and in the vicinity of the target looper angle θ ref , the looper tension control is focused, and the looper position is separated from the target looper angle θ ref. According to the above, the looper position control is intensively performed, abrupt changes in the looper control are suppressed, and it is possible to perform control that does not adversely affect changes in the tension and the looper position.

【0080】[0080]

【数15】 ILP=g1LP1+g2LP2 …(数15) 図10に指令値合成手段112のその他の実施例を示
す。指令値合成手段112は、前件部としてプラントの各
状態量とパラメータとの関係を、後件部として位置制御
ゲインと張力制御ゲインを決定するファジールールを記
述するファジールールベース1001と,プラントの各
状態量とパラメータからファジールールベースの各ファ
ジールールの適合度を演算し、各ファジールールの適合
度に応じて後件部を合成し位置制御ゲインと張力制御ゲ
インを決定するするファジールール解釈手段1002,
指令値演算手段1003から構成される。ファジールー
ルベース1001は、例えば図10の様なファジールー
ルで表され、ファジールール解釈手段1002は、図1
0の様に前件部の適合度をメンバシップ関数で評価し、
後件部のメンバシップ関数を合成することで位置制御ゲ
インg1 と張力制御ゲインg2を演算する。指令値演算
手段1003は、演算された位置制御ゲインg1及び張
力制御ゲインg2 とILP1とILP2から電流指令値ILP
演算する。
I LP = g 1 I LP1 + g 2 I LP2 ( Equation 15) FIG. 10 shows another embodiment of the command value synthesizing means 112. The command value synthesizing means 112 has a fuzzy rule base 1001 that describes the relationship between each state quantity and the parameter of the plant as the antecedent part and a fuzzy rule that determines the position control gain and the tension control gain as the consequent part, and the fuzzy rule base 1001 of the plant. A fuzzy rule interpreting means that calculates the fitness of each fuzzy rule in the fuzzy rule base from each state quantity and parameter, and synthesizes the consequent part according to the fitness of each fuzzy rule to determine the position control gain and tension control gain. 1002
The command value calculation means 1003 is included. The fuzzy rule base 1001 is represented by a fuzzy rule as shown in FIG. 10, for example, and the fuzzy rule interpretation means 1002 is shown in FIG.
Evaluate the suitability of the antecedent part with a membership function like 0,
The position control gain g 1 and the tension control gain g 2 are calculated by synthesizing the membership functions of the consequent part. The command value calculation means 1003 calculates the current command value I LP from the calculated position control gain g 1, tension control gain g 2 , I LP1 and I LP2 .

【0081】この実施例では、ファジールールで、位置
制御ゲインと張力制御ゲインを決定することにより、オ
ペレータの知識を組み込んだ高度な指令値合成を行うこ
とができる。
In this embodiment, by determining the position control gain and the tension control gain by the fuzzy rule, it is possible to perform high-level command value synthesis incorporating the operator's knowledge.

【0082】この指令値合成手段112は、前記プラン
トの各状態量と前記パラメータを入力とし、位置制御ゲ
インと張力制御ゲインを出力とするニューラルネットワ
ークで構成してもよい。この実施例によると、実データ
等から得られた良好な位置制御ゲインと張力制御ゲイン
の関係を、ニューラルネットワークに学習させるだけ
で、優れた指令値合成手段を構築することができる。
The command value synthesizing means 112 may be composed of a neural network which inputs the respective state quantities of the plant and the parameters and outputs the position control gain and the tension control gain. According to this embodiment, an excellent command value synthesizing means can be constructed only by learning the relationship between the favorable position control gain and tension control gain obtained from actual data or the like in the neural network.

【0083】図11は、パラメータ設定手段115の一
実施例の処理フローを示すものである。処理1101で
η1及びη2を手動又は自動で設定し、内部状態statusの
値を1とする。
FIG. 11 shows a processing flow of an embodiment of the parameter setting means 115. In processing 1101, η 1 and η 2 are set manually or automatically, and the value of the internal state status is set to 1.

【0084】処理1102は、ルーパ角度検出器110
からルーパ角度θを読み込む。処理1103で内部状態
statusの値を判定し、その値が1の時には処理1104
へ、2の時には処理1108へ進む。処理1104はル
ーパ角度偏差|Δθ|を判定し、|Δθ|がη1よりも
大きければ、処理1105でηをη1とし、小さけれ
ば、処理1106で内部状態statusの値を2とし、処理
1107でηをη2 とする。処理1108はルーパ角度
偏差|Δθ|を判定し、|Δθ|がη2 よりも小さけれ
ば、処理1111でηをη2とし、大きければ、処理1
109で内部状態statusの値を1とし、処理1110で
ηをη1 とする。処理1105,処理1107,処理111
0,処理1111は合流し、処理1112でηを指令値
合成手段112に設定し、処理1102へ戻る。この処
理により、図12に示すようにパラメータの変更にヒス
テリシス特性を持たせることができる。この処理の実行
例を図13に示す。
Process 1102 is the looper angle detector 110.
Read the looper angle θ from. Internal state in process 1103
The status value is determined, and if the value is 1, processing 1104
If 2, then the process proceeds to step 1108. Process 1104 determines the looper angle deviation | Δθ |, and if | Δθ | is larger than η 1 , η is set to η 1 in process 1105, and if smaller, the value of the internal state status is set to 2 in process 1106, and process 1107 is executed. Let η be η 2 . Process 1108 determines the looper angle deviation | Δθ |, and if | Δθ | is smaller than η 2 , η is set to η 2 in process 1111. If larger, process 1108 is performed.
At 109, the value of the internal state status is set to 1, and at step 1110, η is set to η 1 . Process 1105, Process 1107, Process 111
0, the process 1111 merges, η is set in the command value synthesizing means 112 in the process 1112, and the process returns to the process 1102. By this processing, it is possible to give a hysteresis characteristic to the parameter change as shown in FIG. An example of executing this processing is shown in FIG.

【0085】単純にルーパ位置制御とルーパ張力制御を
しきい値ηで切り換えるだけでは、ルーパ位置制御とし
ては、しきい値ηよりも目標ルーパ角度θref に近づく
ことができない。ルーパ位置制御を優先し、しきい値η
を小さくすると、ルーパ張力制御範囲が狭まる。この実
施例によると、ルーパ位置制御の目標ルーパ角度θref
への漸近性とルーパ張力制御範囲の拡大を両立すること
ができる。
By simply switching the looper position control and the looper tension control with the threshold value η, the looper position control cannot approach the target looper angle θ ref beyond the threshold value η. Priority is given to the looper position control, and the threshold value η
When is smaller, the looper tension control range is narrowed. According to this embodiment, the target looper angle θ ref for the looper position control is
It is possible to achieve both the asymptotic property to and the expansion of the looper tension control range.

【0086】外乱として、張力変動を発生しやすいスキ
ッドマーク(25℃,1Hz)を想定し、従来のルーパ
電流制御系,ルーパ位置制御系及び本制御系の張力変動
吸収効果を比較するため、シミュレーションを行った結
果を図14から図16に示す。
As a disturbance, a skid mark (25 ° C., 1 Hz) in which tension fluctuation is likely to occur is assumed, and a simulation is performed to compare the tension fluctuation absorption effects of the conventional looper current control system, looper position control system, and this control system. The results of carrying out are shown in FIGS. 14 to 16.

【0087】図14はルーパ位置制御系、図15は本制
御系のシミュレーション結果である。これらはスキッド
マークを外乱として与えた場合の前方張力変動の時間応
答を示す。図16は第1スタンドから第4スタンドまで
の張力変動を各制御方式毎に比較した結果である。この
結果から、本制御方式が他の制御系に比べ張力変動が著
しく小さくなっていることが分かる。
FIG. 14 is a looper position control system, and FIG. 15 is a simulation result of this control system. These show the time response of the forward tension fluctuation when the skid mark is given as a disturbance. FIG. 16 is a result of comparing the tension fluctuations from the first stand to the fourth stand for each control method. From this result, it can be seen that the tension fluctuation of this control system is significantly smaller than that of other control systems.

【0088】図17に他の実施例を示す。指令値合成手
段1701は、圧延機スタンド間鋼材の張力と張力指令
値の差Δtf にゲインK1702を乗じたものと、ルー
パ角度指令値Δθref と新たなルーパ角度指令値Δθp
との差を時定数Tを持つ積分器1703で積分したもの
の和を新たなルーパ角度指令値Δθp とする例である。
この場合、新たなルーパ角度指令値Δθp は、数16の
様なΔtf とΔθrefの関数になり、Δtf からΔ
θp ,Δθref からΔθp へのゲインは、図18のよう
に、時定数Tを境に低周波側ではルーパ角度指令値Δθ
ref が優先され、高周波側ではΔtf が優先される周波
数特性となる。
FIG. 17 shows another embodiment. The command value synthesizing means 1701 is obtained by multiplying the difference Δt f between the tension of the steel material between the stands of the rolling mill and the tension command value by the gain K1702, the looper angle command value Δθ ref, and the new looper angle command value Δθ p.
In this example, the sum of the difference between and is integrated by an integrator 1703 having a time constant T is used as a new looper angle command value Δθ p .
In this case, the new looper angle command value Δθ p becomes a function of Δt f and Δθ ref as shown in the equation 16, and Δt f becomes Δ
As shown in FIG. 18, the gains from θ p and Δθ ref to Δθ p are the looper angle command value Δθ on the low frequency side with the time constant T as a boundary.
Ref is prioritized, and Δt f is prioritized on the high frequency side.

【0089】この実施例によると、主機モータ速度制御
による張力制御系では吸収できない高い周波数のみ張力
制御系が動作させることができ、極遅い張力変動のルー
パ位置制御への悪影響を減少させることができる。
According to this embodiment, the tension control system can be operated only at a high frequency that cannot be absorbed by the tension control system by the main machine motor speed control, and the adverse effect of the extremely slow tension fluctuation on the looper position control can be reduced. .

【0090】[0090]

【数16】 [Equation 16]

【0091】[0091]

【発明の効果】位置制御系と比較して、電流制御系の応
答、即ちルーパの発生トルクの制御は高応答化できるこ
とに着目し、張力が目標値よりも高くなった場合には、
負のトルクを発生し、張力が目標値よりも低くなった場
合には、正のトルクを発生する張力制御系が考えられ
る。この発生トルク(ルーパ電流)の切り換えを高速に
行うことで、ルーパ位置制御よりも高応答な張力制御系
が構成できる。また、指令値合成手段を有し、目標ルー
パ角度からの偏差が微少(しきい値η以下)な時のみ可
変電流制御を行い、それ以外の時はルーパの位置制御を
行うことで、単純な制御系で高応答な張力制御と位置制
御を両立することができる。
As compared with the position control system, the response of the current control system, that is, the control of the torque generated by the looper can be improved, and when the tension becomes higher than the target value,
If a negative torque is generated and the tension becomes lower than the target value, a tension control system that generates a positive torque can be considered. By switching the generated torque (looper current) at high speed, a tension control system having a higher response than the looper position control can be configured. In addition, it has a command value synthesizing means, and the variable current control is performed only when the deviation from the target looper angle is small (threshold value η or less), and in other cases, the looper position control is performed. The control system can achieve both highly responsive tension control and position control.

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

【図1】本発明のシステム構成図。FIG. 1 is a system configuration diagram of the present invention.

【図2】張力発生プロセス。FIG. 2 Tension generation process.

【図3】ルーパ座標系などの定義。FIG. 3 Definition of a looper coordinate system and the like.

【図4】ルーパアーム及びルーパアーム駆動装置のブロ
ック図の一例。
FIG. 4 is an example of a block diagram of a looper arm and a looper arm drive device.

【図5】張力及び位置制御手段の実施例。FIG. 5 shows an example of tension and position control means.

【図6】指令値合成手段の処理の実施例。FIG. 6 shows an example of processing of command value synthesizing means.

【図7】指令値合成手段の処理の実施例。FIG. 7 shows an example of processing of command value synthesizing means.

【図8】指令値合成手段の処理の実施例。FIG. 8 is an example of processing of command value combining means.

【図9】張力及び位置制御ゲインの一例。FIG. 9 shows an example of tension and position control gain.

【図10】指令値合成手段のその他の実施例。FIG. 10 shows another embodiment of the command value synthesizing means.

【図11】ファジールール解釈手段の実行例。FIG. 11 shows an example of execution of fuzzy rule interpretation means.

【図12】パラメータ設定手段の処理の実施例。FIG. 12 shows an example of processing of parameter setting means.

【図13】パラメータ設定手段の実行例。FIG. 13 shows an example of execution of parameter setting means.

【図14】ルーパ位置制御方式でのシミュレーション結
果。
FIG. 14 is a simulation result of the looper position control method.

【図15】本制御方式でのシミュレーション結果。FIG. 15 is a simulation result of this control method.

【図16】制御方式の比較結果。FIG. 16 is a comparison result of control methods.

【図17】本ルーパ制御装置の他の実施例。FIG. 17 is another embodiment of the looper control device.

【図18】指令値合成手段1701の周波数特性。FIG. 18 shows frequency characteristics of command value synthesizing means 1701.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…圧延機ロール、102…圧延機ロール駆動装
置、103…速度検出器、104…速度制御器、105
…張力制御器、106…圧延材、107…前方張力検出
器、108…ルーパアーム、109…ルーパアーム駆動
装置、110…ルーパ角度検出器、111…電流制御
器、112…指令値合成手段、113…ルーパ位置制御
器、114…張力制御器、115…パラメータ設定手
段。
101 ... Rolling mill roll, 102 ... Rolling mill roll drive device, 103 ... Speed detector, 104 ... Speed controller, 105
... tension controller, 106 ... rolled material, 107 ... front tension detector, 108 ... looper arm, 109 ... looper arm drive device, 110 ... looper angle detector, 111 ... current controller, 112 ... command value synthesizing means, 113 ... looper Position controller, 114 ... Tension controller, 115 ... Parameter setting means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 諸岡 泰男 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuo Morooka 7-1, 1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧延機スタンド間にルーパを有する連続圧
延機のルーパ制御装置において、 前記ルーパの角度をルーパ角度指令値に追従させるルー
パ駆動機の指令を演算するルーパ位置制御手段と,圧延
機スタンド間鋼材の張力を張力指令値に追従させる前記
ルーパ駆動機の指令を演算する張力制御手段と,検出し
た圧延プラントの状態量に基づいて前記ルーパ位置制御
手段からの指令と前記張力制御手段からの指令から前記
ルーパ駆動機の指令を決定する指令値合成手段を有する
ことを特徴とするルーパ制御装置。
1. A looper control device for a continuous rolling mill having a looper between rolling mill stands, the looper position control means for calculating a command of a looper driving machine for causing the angle of the looper to follow a looper angle command value, and a rolling mill. From the tension control means for calculating the command of the looper driving machine that causes the tension of the steel material between stands to follow the tension command value, and the command from the looper position control means and the tension control means based on the detected state quantity of the rolling plant. 2. A looper control device comprising command value synthesizing means for determining the command of the looper drive machine from the command of 1.
【請求項2】請求項1において、 前記指令値合成手段は、前記状態量と予め与えられたパ
ラメータを比較した結果に基づいて前記ルーパ位置制御
手段からの指令と前記張力制御手段からの指令から前記
ルーパ駆動機の指令を合成することを特徴とするルーパ
制御装置。
2. The command value synthesizing means according to claim 1, based on a result of comparing the state quantity and a parameter given in advance, based on a command from the looper position control means and a command from the tension control means. A looper control device characterized by synthesizing commands of the looper driving machine.
【請求項3】圧延機スタンド間にルーパを有する連続圧
延機のルーパ制御装置において、 前記ルーパの角度をルーパ角度指令値に追従させるルー
パ駆動機の指令を演算するルーパ位置制御手段と,圧延
機スタンド間鋼材の張力を張力指令値に追従させる前記
ルーパ駆動機の指令を演算する張力制御手段と,検出し
た圧延プラントの状態量とパラメータ設定手段により与
えられたパラメータに基づいて前記ルーパ位置制御手段
からの指令と前記張力制御手段からの指令から前記ルー
パ駆動機の指令を決定する指令値合成手段を有すること
を特徴とするルーパ制御装置。
3. A looper control device for a continuous rolling mill having a looper between rolling mill stands, the looper position control means for calculating a command of a looper driving machine for causing the angle of the looper to follow a looper angle command value, and a rolling mill. Tension control means for calculating the command of the looper driving machine that causes the tension of the steel material between stands to follow the tension command value, and the looper position control means based on the detected state quantity of the rolling plant and the parameters given by the parameter setting means. A looper control device comprising a command value synthesizing means for determining a command for the looper driving machine from a command from the above and a command from the tension control means.
【請求項4】請求項3において、 前記指令値合成手段は、前記プラントの状態量と前記パ
ラメータから位置制御ゲインと張力制御ゲインを演算す
るゲイン演算手段と,前記位置制御ゲインと前記張力制
御ゲインと前記ルーパ位置制御手段からの指令と前記張
力制御手段からの指令から前記ルーパ駆動機の指令を演
算する指令値演算手段から構成されることを特徴とする
ルーパ制御装置。
4. The gain calculating means for calculating a position control gain and a tension control gain from the state quantity of the plant and the parameter, the position control gain and the tension control gain according to claim 3. And a command value computing means for computing a command for the looper driving machine from a command from the looper position control means and a command from the tension control means.
【請求項5】請求項3において、 前記プラントの状態量は、前記ルーパ角度とルーパ角速
度とルーパ駆動電動機電流と前記張力であることを特徴
とするルーパ制御装置。
5. The looper control device according to claim 3, wherein the state quantities of the plant are the looper angle, the looper angular velocity, the looper drive motor current, and the tension.
【請求項6】請求項3において、 前記パラメータは、前記ルーパ角度かつ/またはルーパ
角速度かつまたはルーパ駆動電動機電流かつ/または前
記張力であることを特徴とするルーパ制御装置。
6. The looper control device according to claim 3, wherein the parameter is the looper angle and / or the looper angular velocity and / or the looper drive motor current and / or the tension.
【請求項7】請求項3において、 前記パラメータ設定手段は、前記プラントの状態量にし
たがって前記パラメータを可変とすることを特徴とする
ルーパ制御装置。
7. The looper control device according to claim 3, wherein the parameter setting unit makes the parameter variable according to the state quantity of the plant.
【請求項8】請求項3において、 前記パラメータ設定手段は、前記パラメータの変更にヒ
ステリシス特性を有することを特徴とするルーパ制御装
置。
8. The looper control device according to claim 3, wherein the parameter setting unit has a hysteresis characteristic in changing the parameter.
【請求項9】請求項3において、 前記指令値合成手段は、前記プラントの各状態量と位置
制御ゲインと張力制御ゲインとの関係をファジールール
で記述するファジールールベースと,前記プラントの各
状態量から前記ファジールールベースの各ファジールー
ルの適合度を演算し、前記適合度に応じて位置制御ゲイ
ンと張力制御ゲインを決定するファジールール解釈手段
と,前記位置制御ゲインと前記張力制御ゲインと前記ル
ーパ位置制御手段からの指令と前記張力制御手段からの
指令から前記ルーパ駆動機の指令を演算する指令値演算
手段から構成されることを特徴とするルーパ制御装置。
9. The fuzzy rule base for describing a relationship between each state quantity of the plant, a position control gain, and a tension control gain by a fuzzy rule, and the respective states of the plant according to claim 3. A fuzzy rule interpreting means for calculating the fitness of each fuzzy rule of the fuzzy rule base from a quantity and determining the position control gain and the tension control gain according to the fitness, the position control gain, the tension control gain, and the A looper control device comprising command value calculation means for calculating a command for the looper drive machine from a command from the looper position control means and a command from the tension control means.
【請求項10】圧延機スタンド間にルーパを有する連続
圧延機の圧延機スタンド間鋼材の張力を張力指令値に追
従させるルーパ駆動機の指令を演算する第1の張力制御
手段を有するルーパ制御装置において、 主機モータ速度により前記張力の前記目標張力に追従さ
せる第2の張力制御手段と,前記張力の前記張力指令値
からの張力変動を前記張力変動の低周波成分と前記張力
変動の高周波成分に分ける分離手段を有し、前記張力変
動の低周波成分は前記第2の張力制御手段に与え、前記
張力変動の高周波成分は前記第1の張力制御手段に与え
ることを特徴とするルーパ制御装置。
10. A looper control device having a first tension control means for calculating a command of a looper driving machine for causing a tension between steel stands between rolling mill stands having a looper between rolling mill stands to follow a tension command value. In the second tension control means for causing the tension to follow the target tension of the main motor speed, and the tension fluctuation from the tension command value of the tension into a low-frequency component of the tension fluctuation and a high-frequency component of the tension fluctuation. A looper control device comprising: separating means for dividing, wherein the low frequency component of the tension fluctuation is given to the second tension control means, and the high frequency component of the tension fluctuation is given to the first tension control means.
【請求項11】圧延機スタンド間にルーパを有する連続
圧延機の圧延機スタンド間鋼材の張力を張力指令値に追
従させるルーパ駆動電動機の電流指令を演算するルーパ
制御装置において、 前記張力が前記張力指令値よりも小さいときは正の電流
指令を演算し、前記張力が前記張力指令値よりも大きい
ときは負の電流指令を演算し、前記正の電流指令と前記
負の電流指令を高速にスイッチングするスイッチング手
段を有することを特徴とするルーパ制御装置。
11. A looper control device for calculating a current command of a looper drive electric motor that causes a tension between steel stands between rolling mill stands of a continuous rolling mill having a looper between rolling mill stands to follow a tension command value. A positive current command is calculated when it is smaller than the command value, and a negative current command is calculated when the tension is larger than the tension command value, and the positive current command and the negative current command are switched at high speed. A looper control device having switching means for controlling the looper.
【請求項12】連続圧延機の圧延機スタンド間にルーパ
を有し、前記ルーパの角度をルーパ角度指令値に追従さ
せるルーパ制御装置において、 圧延機スタンド間鋼材の張力と張力指令値の差と前記ル
ーパ角度指令値に周波数重み関数を乗じて新たなルーパ
角度指令値を合成する指令値合成手段を有することを特
徴とするルーパ制御装置。
12. A looper control device having a looper between rolling mill stands of a continuous rolling mill, which makes the angle of the looper follow a looper angle command value, the difference between the tension of the steel material between the rolling mill stands and the tension command value. A looper control device comprising a command value synthesizing means for synthesizing a new looper angle command value by multiplying the looper angle command value by a frequency weighting function.
【請求項13】圧延機スタンド間にルーパを有する連続
圧延機であって、電流制御または位置制御により前記ル
ーパを制御するルーパ制御方法において、 前記ルーパの角度をルーパ角度指令値に追従させるルー
パ駆動機の指令を演算し、圧延機スタンド間の鋼材の張
力を張力指令値に追従させる前記ルーパ駆動機の指令を
演算し、検出した圧延プラントの状態量に基づいて前記
ルーパ位置制御手段からの指令と前記張力制御手段から
の指令から前記ルーパ駆動機の指令を合成することを特
徴とするルーパ制御方法。
13. A continuous rolling mill having a looper between stands of a rolling mill, wherein a looper control method for controlling the looper by current control or position control comprises a looper drive for making the angle of the looper follow a looper angle command value. The command of the looper drive machine that calculates the command of the rolling mill and causes the tension of the steel material between the rolling mill stands to follow the tension command value is calculated, and the command from the looper position control means based on the detected state quantity of the rolling plant. And a command from the looper driving machine based on a command from the tension control means.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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