JPH11188413A - Method of controlling continuous hot rolling mill - Google Patents

Method of controlling continuous hot rolling mill

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JPH11188413A
JPH11188413A JP9360150A JP36015097A JPH11188413A JP H11188413 A JPH11188413 A JP H11188413A JP 9360150 A JP9360150 A JP 9360150A JP 36015097 A JP36015097 A JP 36015097A JP H11188413 A JPH11188413 A JP H11188413A
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JP
Japan
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stand
looper
deviation
control device
equation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9360150A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fukoku Ou
赴国 王
Hiroshi Mizuno
浩 水野
Kazutomo Tsuda
和呂 津田
Kenzo Nonami
健蔵 野波
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve product accuracy and yield by obtaining manipulated volumes by solving plural state equations each described using state variables, input variables, and output variables for a rolling mill to be controlled, and by outputting the manipulated volumes to each control unit via specified low pass filters. SOLUTION: A state variable consists of entire set or partial set of delivery- side sheet thickness deviation, looper angle deviation, inter-stand tension deviation, inter-stand sheet speed deviation, and looper torque deviation or looper angular velocity deviation. The entire set of partial set of set values of looper torque or velocity, mill speed, and reduction position is made input variables. A state equation with the entire set or partial set of delivery-side sheet thickness, looper angle, and inter-stand tension as output variables is described, and by solving the state equation, manipulated volumes of each control unit are obtained and outputted to each control unit via a given low-pass filter 24.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間連続圧延機の
板厚、スタンド間張力及びルーパ角度を制御する方法に
おいて、スタンド間に配置されたルーパのトルク制御装
置又は速度制御装置、各スタンドに配置されたミル速度
制御装置及び圧下位置制御装置を用いて、出側板厚、ス
タンド間張力及びルーパ角を所望の値に制御する熱間連
続圧延機の制御方法に関し、特に、制御系に存在する検
出ノイズ、圧延ワークロール偏心により生じるノイズ、
スライディングモードコントローラのような非線形操作
による高周波振動(チャタリング)等の影響を補償する
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a plate thickness, a tension between stands, and a looper angle of a hot continuous rolling mill. Using a mill speed control device and a rolling position control device arranged at a position, a control method of a hot continuous rolling mill for controlling an exit side plate thickness, a tension between stands, and a looper angle to desired values, and in particular, exists in a control system. Detection noise, noise generated by rolling work roll eccentricity,
The present invention relates to a method for compensating for the influence of high-frequency vibration (chattering) or the like due to a nonlinear operation such as a sliding mode controller.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板製造の熱間連続圧延プロセスに使わ
れている圧延ワークロールは、通常、偏心により偏心波
ノイズが生じており、また、張力計測装置による計測ノ
イズが存在している。それらのノイズは制御器により増
幅され、板厚、張力及びロール速度の変動を起し、制御
性能を劣化させ、製品精度を低下させるという問題が存
在する。前記の偏心波ノイズによる問題を解決する方法
として、特開昭54−112367号公報には、各バッ
クアップロールの偏心波形のノイズを除去して記憶し、
圧延時にロールの回転位置に対応させて読み出すことに
より、ロールの偏心を制御する方法が開示されている。
また、前記の計測ノイズによる問題を解決する方法とし
て、特開昭56−131009号公報には、圧延プロセ
スの検出データを2台の積分器を用いて一定時間毎に交
互に積分して記憶し、その加重平均を求めることによ
り、検出データのノイズを減衰して張力の検出精度と制
御精度を向上させる方法が開示されている。
2. Description of the Related Art A rolled work roll used in a hot continuous rolling process for manufacturing a steel sheet usually has eccentric wave noise due to eccentricity, and measurement noise by a tension measuring device is present. These noises are amplified by the controller, causing variations in plate thickness, tension, and roll speed, deteriorating control performance and reducing product accuracy. As a method for solving the problem caused by the eccentric wave noise, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 54-112367 discloses that the noise of the eccentric waveform of each backup roll is removed and stored.
There is disclosed a method of controlling the eccentricity of a roll by reading out in correspondence with the rotation position of the roll during rolling.
As a method for solving the problem caused by the measurement noise, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-13109 discloses a method in which detection data of a rolling process is alternately integrated and stored at regular intervals using two integrators. A method has been disclosed in which a weighted average is obtained to attenuate noise in detection data to improve tension detection accuracy and control accuracy.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
いずれの公報も、分散制御系の個々の制御ループに適用
する制御方法であり、計測信号を直接処理して補償する
方法であることから、コントローラにより生じる励振
(スピルオーバ)の影響を除去することができない。ま
た、圧下位置制御装置、ルーパトルク制御装置及びミル
速度制御装置を同時に操作する3入力3出力の集中型コ
ントローラに適用できない、という問題点がある。
However, each of the above publications is a control method applied to each control loop of a distributed control system, and is a method of directly processing and compensating a measurement signal. Cannot eliminate the effect of the excitation (spillover) caused by the spillover. In addition, there is a problem that it cannot be applied to a three-input three-output centralized controller that simultaneously operates the rolling position control device, the looper torque control device, and the mill speed control device.

【0004】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、制御系に存在するノイズ及
びコントローラによる励振などの影響を低減し、応答の
乱れにくい即ち高周波振動が生じない熱間連続圧延機の
制御方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and reduces the effects of noise in a control system and excitation by a controller. It is an object of the present invention to provide a method for controlling a continuous hot rolling mill.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る熱間連続圧
延機の制御方法は、出側板厚、スタンド間張力及びルー
パ角を求めて、そして、スタンド間に配置されたルーパ
のトルク制御装置又は速度制御装置、各スタンドに配置
されたミル速度制御装置及び圧下位置制御装置を用い
て、出側板厚、スタンド間張力及びルーパ角を所望の値
に制御する熱間連続圧延機の制御方法において、制御対
象となる圧延機を、出側板厚偏差、ルーパ角度偏差、ス
タンド間張力偏差、スタンド間板速度偏差及びルーパト
ルク偏差又はルーパ角速度偏差の全集合又は部分集合か
らなる状態変数とし、ルーパのトルク設定値又は速度設
定値、ミル速度設定値及び圧下位置設定値の全集合又は
部分集合を入力変数とし、出側板厚、ルーパ角度及びス
タンド間張力の全集合又は部分集合を出力変数とする状
態方程式として記述し、その状態方程式を解いて各制御
装置の操作量を求め、その操作量を所定の低域通過フィ
ルタを介して各制御装置に出力する。
According to the present invention, there is provided a method for controlling a continuous hot rolling mill according to the present invention, which calculates a delivery side plate thickness, a tension between stands, and a looper angle, and controls a torque of a looper disposed between stands. Or a speed control device, using a mill speed control device and a rolling position control device arranged in each stand, in a control method of a hot continuous rolling mill that controls a delivery side plate thickness, a tension between stands, and a looper angle to desired values. The rolling mill to be controlled is a state variable consisting of a whole set or a subset of the exit side sheet thickness deviation, looper angle deviation, stand-to-stand tension deviation, stand-to-stand plate velocity deviation and looper torque deviation or looper angular velocity deviation, and the torque of the looper Complete set or subset of set value or speed set value, mill speed set value and rolling position set value as input variables, complete set of exit side plate thickness, looper angle and stand-to-stand tension Or describe the subset as a state equation and output variables by solving the state equations determine the amount of operation of each control unit, and outputs the manipulated variable to the control device via a predetermined low-pass filters.

【0006】本発明においては、操作量、例えばギャッ
プ設定値、ルーパトルク設定値及びワークロール速度設
定値の前端にそれぞれ低域通過フィルタを設置し、そし
て、例えばコントローラからの操作量信号に含まれてい
る高周波成分を除去して制御を行うことにより、前述の
ノイズや励振信号の影響が低減され、ひいては応答が乱
れにくくなり安定する。また、本発明においては、張力
・ルーパ・板厚制御を集中型のコントローラを用いて実
施した場合には、状態予測器を制御系に組み込むことに
より、制御系の操作経路及び検出経路に存在する時間遅
れを補償し、製品の精度を向上させ、よりロバストな板
厚、張力、ルーパ角制御効果が達成される。
In the present invention, a low-pass filter is provided at the front end of each of the operation amounts, for example, the gap setting value, the looper torque setting value, and the work roll speed setting value, and is included in the operation amount signal from the controller, for example. By performing control by removing high-frequency components, the influence of the above-described noise and excitation signal is reduced, and the response is less likely to be disturbed, and the response is stabilized. In the present invention, when the tension / looper / plate thickness control is performed using a centralized controller, the state predictor is incorporated in the control system, so that the state predictor exists in the operation path and the detection path of the control system. Compensate for time delays, improve product accuracy, and achieve more robust plate thickness, tension, and looper angle control effects.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】実施形態1.図1は本発明の一実
施形態に係る制御方法が適用された制御システム及びそ
の関連設備を示すブロック図であり、図2は図1の制御
装置の詳細を示したブロック図である。通常、熱間仕上
圧延機は7スタンド程度で構成されるが、図1はその中
の2スタンド分を示している。以下の説明は図示しない
他のスタンドにも同様に適用されるものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a control system to which a control method according to an embodiment of the present invention is applied and related equipment, and FIG. 2 is a block diagram showing details of the control device of FIG. Normally, a hot finishing mill is composed of about seven stands, and FIG. 1 shows two stands among them. The following description is similarly applied to other stands (not shown).

【0008】図1及図2において、1はiスタンドワー
クロール、2はiスタンドバックアップロール、3はi
+1スタンドワークロール、4はi+1スタンドバック
アップロール、5は#iルーパー、6は#iルーパーモ
ータ、7はiスタンドミルモータ、8はi+1スタンド
出側板厚計、9はルーパーロールで測定されるスタンド
間張力実績、10はルーパ角実績である。これらのi+
1スタンド出側板厚計8の出力、スタンド間張力実績9
及びルーパ角実績10の情報に基づいて制御動作が行わ
れる。また、11はi+1スタンドギャップ実績、12
はi+1スタンド圧延荷重実績であって、これらの実績
11及び12をいわゆるゲージメータ式に代入して求ま
るゲージメータ板厚を、i+1スタンド出側板厚計8の
代わりに使用しても良い。13は#iルーパモータトル
ク実績、14はiスタンドミルモーター速度実績であ
る。15はi+1スタンドギャップ設定値、16は#i
ルーパモータトルク設定値、17はiスタンドミルモー
タ速度設定値であって、それぞれ、実績値11,13,
14に対応した設定値信号となる。18はギャップ長を
コントロールする圧下APC(圧下位置制御装置)、1
9は#iルーパモータトルク制御装置、20はiスタン
ドミルモータ速度制御装置である。
1 and 2, 1 is an i-stand work roll, 2 is an i-stand backup roll, and 3 is an i-stand work roll.
+1 stand work roll, 4 is an i + 1 stand backup roll, 5 is a #i looper, 6 is a #i looper motor, 7 is an i stand mill motor, 8 is an i + 1 stand exit thickness gauge, and 9 is a stand measured by a looper roll. The inter-tension record 10 is the looper angle record. These i +
Output of thickness gauge 8 on one side of stand, actual tension between stands 9
The control operation is performed based on the information of the looper angle record 10. 11 is i + 1 stand gap record, 12
Is the i + 1 stand rolling load result, and the gauge meter plate thickness obtained by substituting these results 11 and 12 into a so-called gauge meter formula may be used instead of the i + 1 stand exit side thickness gauge 8. 13 is a #i looper motor torque record, and 14 is an i stand mill motor speed record. 15 is i + 1 stand gap setting value, 16 is #i
The looper motor torque setting value 17 is an i-stand mill motor speed setting value.
14 becomes the set value signal. Reference numeral 18 denotes a reduction APC (a reduction position control device) for controlling a gap length,
9 is a #i looper motor torque control device, and 20 is an i stand mill motor speed control device.

【0009】また、21は制御装置、22はスライディ
ングモード制御コントローラ、23は制御対象の内部状
態を推定する推定推定器(オブザーバ)である。この状
態推定器23の設計法は極配置指定法、カルマンフィル
タ等広く一般に知られている。24は本実施形態の主要
部である低域通過フィルタである。これら18、19、
20及び21は、記憶装置及び演算装置を備えて制御プ
ログラムにより自動的に処理が実行される計算機から構
成されている。
Reference numeral 21 denotes a control device, 22 denotes a sliding mode control controller, and 23 denotes an estimation estimator (observer) for estimating the internal state of the controlled object. The design method of the state estimator 23 is widely and generally known, such as a pole assignment designating method and a Kalman filter. Reference numeral 24 denotes a low-pass filter which is a main part of the present embodiment. These 18, 19,
Reference numerals 20 and 21 each include a computer having a storage device and an arithmetic device, which is automatically executed by a control program.

【0010】次に、制御装置21の詳細をその設計の方
針及び設計例に基づいて説明する。通常、熱間圧延シス
テムのモデルは、圧延機モデル、張力モデル、ルーパモ
デル及び移送モデルから構成される。これらは、以下の
ような静的圧延理論式及び運動方程式より、動作点まわ
りの線形近似モデルとしてモデル化される。以下で使用
する変数をまとめておく。
Next, the details of the control device 21 will be described based on a design policy and a design example. Usually, a model of a hot rolling system is composed of a rolling mill model, a tension model, a looper model, and a transfer model. These are modeled as linear approximation models around the operating point from the following static rolling theoretical equations and equations of motion. The variables used below are summarized.

【0011】[0011]

【数1】 (Equation 1)

【0012】以上の変数の基準値からの偏差を[Δ]で
表し、以下に基本となるダイナミクスの式を示す。
The deviation of the above variables from the reference value is represented by [Δ], and the basic formula of dynamics is shown below.

【0013】[0013]

【数2】 (Equation 2)

【0014】ただし、式中の定数は以下にまとめてあ
る。
However, the constants in the equation are summarized below.

【0015】[0015]

【数3】 (Equation 3)

【0016】以上のダイナミクスを整理すると図1(図
2)に示すモデルは次に示す微分方程式で表すことがで
きる。
When the above dynamics are arranged, the model shown in FIG. 1 (FIG. 2) can be represented by the following differential equation.

【0017】[0017]

【数4】 (Equation 4)

【0018】ここで、aj 、bj 、cj 、dj 、ej
影響係数である。状態変数ベクトルX、出力変数ベクト
ルY、操作変数ベクトルUを各々式(15)〜(17)
とすれば、状態方程式(18)が構成できる。
[0018] Here, a j, b j, c j, d j, is e j is the impact factor. The state variable vector X, the output variable vector Y, and the manipulated variable vector U are expressed by equations (15) to (17), respectively.
Then, the state equation (18) can be constructed.

【0019】[0019]

【数5】 (Equation 5)

【0020】式(18)のモデルをΔT(例えば10m
s)で離散化すると、圧延システムの状態方程式を得
る。
The model of equation (18) is represented by ΔT (for example, 10 m
Discretization in s) gives the state equation of the rolling system.

【0021】[0021]

【数6】 (Equation 6)

【0022】次に、低域通過フィルタ24について説明
する。この低域通過フィルタ24は各操作量の入力端に
設置する。各フィルタのカットオフ周波数は対応する操
作量に存在するノイズの周波数帯域に基づいて設計す
る。ところで、熱間連続圧延において、離散スライディ
ングモード制御のチャタリングは制御周期に依存する遅
れによるものであり、既存のプロセスの制御周期を考慮
すると、チャタリング周波数は50Hzから100Hz
程度となる。一方、張力の計測信号には数十Hzのノイ
ズが存在することが知られており、張力ノイズさえ抑制
すればチャタリングの発生は避けられる。このため、低
域通過フィルタ24のカットオフ周波数は張力ノイズに
基づいて定めることとなる。具体的には、実操業によっ
て得た張力の実測データからノイズ成分の周波数ωσ
を求めて、低域通過フィルタ24のカットオフ周波数ω
c をこれより低い周波数に設定する(ωc <ωσ )。
Next, the low-pass filter 24 will be described. This low-pass filter 24 is installed at the input end of each operation amount. The cutoff frequency of each filter is designed based on the frequency band of the noise present in the corresponding manipulated variable. By the way, in the continuous hot rolling, the chattering of the discrete sliding mode control is due to a delay depending on the control cycle, and in consideration of the control cycle of the existing process, the chattering frequency is 50 Hz to 100 Hz.
About. On the other hand, it is known that a noise of several tens of Hz is present in the tension measurement signal, and chattering can be avoided by suppressing even the tension noise. Therefore, the cutoff frequency of the low-pass filter 24 is determined based on the tension noise. Specifically, the frequency ω σ of the noise component is obtained from the measured tension data obtained by the actual operation.
And the cutoff frequency ω of the low-pass filter 24
Set c to a lower frequency (ω cσ ).

【0023】低域通過フィルタ24内の各フィルタは図
3に示すような2次遅れ系として設計し、それぞれの状
態方程式は次のように記述する。
Each filter in the low-pass filter 24 is designed as a second-order lag system as shown in FIG. 3, and each state equation is described as follows.

【0024】[0024]

【数7】 (Equation 7)

【0025】これらのフィルタを合わせて次の状態方程
式で記述する。
The following equations together describe these filters.

【0026】[0026]

【数8】 (Equation 8)

【0027】上式をΔT(例えば10ms)で離散化す
ると離散状態方程式は次のようになる。
When the above equation is discretized by ΔT (for example, 10 ms), the discrete state equation becomes as follows.

【0028】[0028]

【数9】 (Equation 9)

【0029】圧延システムの(19)式と低域通過フィ
ルタの(24)式とを合わせた拡大プラントの状態方程
式は次のようになる。
The state equation of the expanded plant obtained by combining the equation (19) of the rolling system and the equation (24) of the low-pass filter is as follows.

【0030】[0030]

【数10】 (Equation 10)

【0031】制御系に積分器を加えてサーボ系を構成す
る。この積分器を新たな変数
A servo system is constructed by adding an integrator to the control system. This integrator to a new variable

【0032】[0032]

【数11】 [Equation 11]

【0033】サーボシステムは次のように記述する。The servo system is described as follows.

【0034】[0034]

【数12】 (Equation 12)

【0035】ただし、dはステップ状の外乱を表わす。
上式を書き直すと次のようになる。
Where d represents a step-like disturbance.
Rewriting the above equation gives the following:

【0036】[0036]

【数13】 (Equation 13)

【0037】サーボ系の状態量は(30)式で記述す
る。
The state quantity of the servo system is described by equation (30).

【0038】[0038]

【数14】 [Equation 14]

【0039】次に、コントローラ22の設計に関して記
述する。本実施形態の制御方法では、圧延プロセス、低
域通過フィルタ及び積分器を合わせた拡大システム(2
9)式に対してコントローラを設計する。図2に示され
るコントローラ22は基本的に最適制御、ロバスト制
御、スライディングモード制御のいずれにより設計して
もよいが、非線形ロバスト制御であるスライディングモ
ード制御コントローラの利用に際して、本発明の制御方
法はチャタリングを防止する効果があるので、以降、ス
ライディングモード制御コントローラの設計について説
明する。
Next, the design of the controller 22 will be described. In the control method of the present embodiment, the expansion system (2) including the rolling process, the low-pass filter, and the integrator is used.
9) Design a controller for equation. Although the controller 22 shown in FIG. 2 may be basically designed by any of optimal control, robust control, and sliding mode control, the control method of the present invention uses chattering when using a sliding mode controller that is nonlinear robust control. Therefore, the design of the sliding mode control controller will be described below.

【0040】スライディングモードコントローラの設計
は2つの手順から成る。1つ目は、状態の拘束面(超平
面)を決めて、等価制御入力を求めることである。2つ
目は、システムを超平面に拘束してスライディングモー
ドを発生させるための到達則(非線形入力)を求めるこ
とである。
The design of the sliding mode controller consists of two steps. The first is to determine a constraining surface (hyperplane) of the state and obtain an equivalent control input. The second is to find a reaching law (non-linear input) for generating a sliding mode by constraining the system to a hyperplane.

【0041】等価制御入力の設計 式(29)の拡大システムに対する切換関数を次のよう
に選ぶ。
Designing the Equivalent Control Input The switching function for the expanded system of equation (29) is chosen as follows.

【0042】[0042]

【数15】 (Equation 15)

【0043】システムの状態が超平面に拘束された制御
系を等価制御系と呼び、このときの入力は線形な等価制
御入力であり、次のように求める。超平面に拘束される
システムの切換関数は次の関係式を満足する。
A control system in which the state of the system is constrained to a hyperplane is called an equivalent control system. The input at this time is a linear equivalent control input and is obtained as follows. The switching function of a system constrained to a hyperplane satisfies the following relation:

【0044】[0044]

【数16】 (Equation 16)

【0045】式(31),(32)をシステム(29)
式に代入すると、次の等価制御入力ueq(k)が得られ
る。
Equations (31) and (32) are converted to the system (29)
By substituting into the equation, the following equivalent control input u eq (k) is obtained.

【0046】[0046]

【数17】 [Equation 17]

【0047】以上で求めた等価制御入力を用いると、シ
ステムは次の等価制御系となる。
Using the equivalent control input obtained above, the system becomes the following equivalent control system.

【0048】[0048]

【数18】 (Equation 18)

【0049】この等価制御系を安定になるように超平面
行列Sa を設計する必要がある。ここでは、超平面の設
計には、例えばシステムの零点を利用する方法を用い
る。すなわち、(φa ,Гa ,Sa )からなるシステム
の零点を複素平面上の単位円内に設置する方法である。
具体的には、最適制御理論を用いて次の式で求める。
[0049] it is necessary to design the hyperplane matrix S a to be stable the equivalent control system. Here, for example, a method utilizing zeros of the system is used for designing the hyperplane. That is, a method of setting the zero of the system consisting of (φ a , Г a , S a ) in a unit circle on a complex plane.
Specifically, it is obtained by the following equation using the optimal control theory.

【0050】[0050]

【数19】 [Equation 19]

【0051】ただし、Pa は次のリカッチ方程式の正定
解である。
[0051] However, P a is a positive Teikai of the following Riccati equation.

【0052】[0052]

【数20】 (Equation 20)

【0053】式の中のφε は次のように選択する。Φ ε in the equation is selected as follows.

【数21】 (Equation 21)

【0054】εは安定余裕係数で、ε≧0で与えられ
る。この係数により等価制御系の極を平行移動できるの
で、制御系の安定度を自由に指定できる。
Ε is a stability margin coefficient, given by ε ≧ 0. Since the poles of the equivalent control system can be translated by this coefficient, the stability of the control system can be freely specified.

【0055】スライディングモード到達則 到達則はσ→0を実現するための非線形入力のことであ
り、いくつかの求める方法が提案されている。ここで
は、例えば最終SMC制御法を用いる。この制御法は、
システムの状態が任意の初期値から出発し、スライディ
ングモード領域S0 に至るまで一度もスライディングモ
ードが生じないで、領域S0 に入った後、一気にスライ
ディングモードを生じるものである。この制御法では、
スライディングモード存在の条件はリアプノフ関数によ
り次のように表現される。
Sliding Mode Reaching Rule The reaching rule is a non-linear input for realizing σ → 0, and several methods have been proposed. Here, for example, the final SMC control method is used. This control method is
The sliding mode does not occur at all until the system state starts from an arbitrary initial value and reaches the sliding mode area S 0, and the sliding mode is generated immediately after entering the area S 0 . In this control method,
The condition for the existence of the sliding mode is expressed by the Lyapunov function as follows.

【0056】[0056]

【数22】 (Equation 22)

【0057】この条件を満足する到達則は切換関数の符
号による非線形入力で、次のunl(k) のように求める。
A reaching rule that satisfies this condition is a non-linear input based on the sign of the switching function, and is obtained as in the following u nl (k).

【0058】[0058]

【数23】 (Equation 23)

【0059】切換ゲインηは到達モードの特性を調節す
るパラメータである。以上によりスライディングモード
サーボ制御系の制御則は次のようになる。
The switching gain η is a parameter for adjusting the characteristics of the reaching mode. Thus, the control law of the sliding mode servo control system is as follows.

【0060】[0060]

【数24】 (Equation 24)

【0061】図3及び図4は本実施形態の低域通過フィ
ルタ24の構成及び機能を表した図である。このフィル
タ24により圧延機の操作量に含む高周波成分が取り除
かれるが、一方、実際の制御動作を行う際の制御則は、
最適レギュレータH制御、スライディングモード制
御等如何なる制御則であっても良い。特に、従来法の非
線形到達則で設計したスライディングモード制御系を適
用する場合には、非線形的な操作量がフィルタを通すこ
とにより平滑化され、チャタリングやスピルオーバなど
の現象が防止される。また、圧延機の出力は直接検出し
ても、オブザーバにより推定しても構わない。どの場合
においても、計測信号に存在するノイズの影響が操作量
の入力端でカットオフされ、制御性能の向上につなが
る。
FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the configuration and functions of the low-pass filter 24 of the present embodiment. The filter 24 removes high-frequency components included in the operation amount of the rolling mill. On the other hand, a control law for performing an actual control operation is as follows.
Optimal Regulator H control, it may be a sliding mode control, etc. Any control law. In particular, when a sliding mode control system designed according to the conventional nonlinear reaching rule is applied, the nonlinear operation amount is smoothed by passing through a filter, and phenomena such as chattering and spillover are prevented. Further, the output of the rolling mill may be directly detected or estimated by an observer. In any case, the influence of noise existing in the measurement signal is cut off at the input end of the operation amount, which leads to improvement in control performance.

【0062】図5及び図6は、従来法と本実施形態の制
御方法とを初期板厚偏差に対する応答で比較した例の特
性図である。何れも張力計から幅0.01kg/mm2 、1
5Hzのノイズが生じていると仮定したときの制御結果
を示している。
FIGS. 5 and 6 are characteristic diagrams of an example in which the conventional method and the control method of the present embodiment are compared in response to an initial thickness deviation. In each case, the width is 0.01 kg / mm 2 , 1
The control result when it is assumed that a noise of 5 Hz is generated is shown.

【0063】図5は制御系に上記の張力ノイズが存在
し、低域通過フィルタを使用しない場合の応答である。
この場合、張力、出側板厚及びこれらに対応する操作量
に同じ周波数の振動が生じており、制御性能は劣化され
ることが分かる。
FIG. 5 shows the response when the above-mentioned tension noise is present in the control system and the low-pass filter is not used.
In this case, vibrations of the same frequency are generated in the tension, the delivery side plate thickness, and the operation amount corresponding to these, and it can be seen that the control performance is deteriorated.

【0064】図6は本実施形態の低域通過フィルタ24
を組み込んだ制御系の応答である。入力端に低域通過フ
ィルタを適用することにより、如何なる原因により生じ
る操作量の高周波成分を除去し、コントローラを含めた
全制御系の制御性能がかなり改善されることが分かる。
FIG. 6 shows a low-pass filter 24 according to this embodiment.
This is the response of the control system incorporating. It can be seen that the application of the low-pass filter to the input end removes the high-frequency component of the manipulated variable caused by any cause and considerably improves the control performance of the entire control system including the controller.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御対象となる圧延機を、出側板厚偏差、ルーパ角度偏
差、スタンド間張力偏差、スタンド間板速度偏差及びル
ーパトルク偏差又はルーパ角速度偏差の全集合又は部分
集合からなる状態変数とし、ルーパのトルク設定値又は
速度設定値、ミル速度設定値、及び圧下位置設定値の全
集合又は部分集合を入力変数とし、出側板厚、ルーパ角
度及びスタンド間張力の全集合又は部分集合を出力変数
とする状態方程式として記述し、その状態方程式を解い
て前記各制御装置の操作量を求め、その操作量を所定の
低域フィルを介して各制御装置に出力するようにしたこ
とから、張力・ルーパ・板厚制御系に集中型のコントロ
ーラを適用した場合においても、計測ノイズ及びワーク
ロール偏心の影響は低減され、また、離散スライディン
グモード制御コントローラの適用に伴うチャタリング現
象が防止され、より優れた制御効果が実現され、製品精
度の向上及び歩留の向上が達成される。
As described above, according to the present invention, the rolling mills to be controlled can be controlled so that the exit side sheet thickness deviation, looper angle deviation, stand tension deviation, stand plate velocity deviation and looper torque deviation or looper angular velocity deviation. The state variable consisting of a whole set or a subset of the set value, the total set or a subset of the torque set value or speed set value of the looper, the mill speed set value, and the rolling position set value as input variables, the outlet plate thickness, the looper angle and The whole set or a subset of the inter-stand tension is described as a state equation with an output variable, and the state equation is solved to determine the operation amount of each of the control devices, and the operation amount is controlled via a predetermined low-pass filter. Since the output is output to the device, even if a centralized controller is applied to the tension / looper / thickness control system, the effects of measurement noise and work roll eccentricity are not affected. Is Gensa, also prevents chattering due to the application of discrete sliding mode controller is, is realized better control effect, the product accuracy and improvement in yield is achieved.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る制御方法が適用され
た制御システム及びその関連設備を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a control system to which a control method according to an embodiment of the present invention is applied and related equipment.

【図2】図1の制御装置の詳細を示したブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing details of a control device of FIG. 1;

【図3】本実施形態の低域通過フィルタの構成図であ
る。
FIG. 3 is a configuration diagram of a low-pass filter of the present embodiment.

【図4】本実施形態の低域通過フィルタの機能を表した
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating functions of a low-pass filter according to the present embodiment.

【図5】従来法における初期板厚偏差に対する応答で比
較した例の特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram of an example in which responses are compared with respect to an initial thickness deviation in a conventional method.

【図6】本実施形態における初期板厚偏差に対する応答
で比較した例の特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram of an example in which a comparison is made in response to an initial thickness deviation in the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 iスタンドワークロール 2 iスタンドバックアップロール 3 i+1スタンドワークロール 4 i+1スタンドバックアップロール 5 #iルーパー 6 #iルーパーモータ 7 iスタンドミルモータ 8 i+1スタンド出側板厚計 9 スタンド間張力実績 10 ルーパー角実績 11 i+1スタンドギャップ実績 12 i+1スタンド圧延荷重実績 13 #iルーパモータトルク実績 14 iスタンドミルモータ速度実績 15 i+1スタンドギャップ設定値 16 #iルーパモータトルク設定値 17 iスタンドミルモータ速度設定値 18 i+1スタンド圧下APC(圧下位置制御装置) 19 #iルーパモータトルク制御装置 20 iスタンドミルモータ速度制御装置 21 制御装置 22 スライディングモード制御コントローラ 23 状態推定器(オブザーバ) 24 低域通過フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 i stand work roll 2 i stand backup roll 3 i + 1 stand work roll 4 i + 1 stand backup roll 5 #i looper 6 #i looper motor 7 i stand mill motor 8 i + 1 stand out side thickness gauge 9 stand tension result 10 looper angle result 11 i + 1 stand gap result 12 i + 1 stand rolling load result 13 #i looper motor torque result 14 i stand mill motor speed result 15 i + 1 stand gap set value 16 #i looper motor torque set value 17 i stand mill motor speed set value 18 i + 1 stand Reduction APC (Reduction position control device) 19 #i Looper motor torque control device 20 i Stand mill motor speed control device 21 Control device 22 Sliding mode control controller 23 State estimation Vessel (observer) 24 low-pass filter

フロントページの続き (72)発明者 野波 健蔵 千葉県千葉市稲毛区弥生町1−33Continued on the front page (72) Inventor Kenzo Nonami 1-33 Yayoicho, Inage-ku, Chiba-shi, Chiba

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出側板厚、スタンド間張力及びルーパ角
を求めて、そして、スタンド間に配置されたルーパのト
ルク制御装置又は速度制御装置、各スタンドに配置され
たミル速度制御装置及び圧下位置制御装置を用いて、出
側板厚、スタンド間張力及びルーパ角を所望の値に制御
する熱間連続圧延機の制御方法において、 制御対象となる圧延機を、出側板厚偏差、ルーパ角度偏
差、スタンド間張力偏差、スタンド間板速度偏差及びル
ーパトルク偏差又はルーパ角速度偏差の全集合又は部分
集合からなる状態変数とし、ルーパのトルク設定値又は
速度設定値、ミル速度設定値、及び圧下位置設定値の全
集合又は部分集合を入力変数とし、出側板厚、ルーパ角
度及びスタンド間張力の全集合又は部分集合を出力変数
とする状態方程式として記述し、その状態方程式を解い
て前記各制御装置の操作量を求め、その操作量を所定の
低域通過フィルタを介して前記各制御装置に出力するこ
とを特徴とする熱間連続圧延機の制御方法。
1. An outlet side plate thickness, a stand-to-stand tension and a looper angle are determined, and a torque control device or a speed control device of a looper disposed between stands, a mill speed control device disposed on each stand, and a rolling position. In a control method of a hot continuous rolling mill for controlling a delivery thickness, a tension between stands, and a looper angle to desired values using a control device, a rolling mill to be controlled is provided with a delivery thickness deviation, a looper angle deviation, A state variable consisting of the entire set or a subset of the stand-to-stand tension deviation, stand-to-stand plate velocity deviation and looper torque deviation or looper angular velocity deviation, and the looper torque set value or speed set value, mill speed set value, and rolling position set value Describe as a state equation the whole set or a subset as an input variable, and the whole set or a subset of the exit plate thickness, looper angle, and stand-to-stand tension as an output variable. By solving the state equations determine the amount of operation of the respective control device, the hot method of controlling the continuous rolling mill and outputs the operation amount to said each control device via a predetermined low-pass filters.
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DE10254178A1 (en) * 2002-11-21 2004-06-03 Abb Patent Gmbh Acquiring the condition parameters of a rolling process comprises using a system of equations to calculate the strip thickness, the radius of the decoiler and coiler, the strip speeds on inlet and outlet sides, and forward slip
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