JPS6134885B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロール軸方向に移動可能な中間ロー
ルを有する圧延機によるストリツプ圧延における
形状制御周期を可変にした形状制御方法に関する
ものである。

従来行なわれているストリツプ形状制御は検出
装置から得られる形状パターンの全情報のうち数
点の情報のみに従つて、これを状態変数として板
中央に対して対称に発生する単調な形状変化のみ
に限定されたり、ロールベンデイングのみに依存
するために十分な制御性能が得られなかつたり、
また、その制御法に対称的な形状不良を調整する
ための操作量の１つに圧下位置を用いるために板
厚制御との相互干渉が発生し、板厚制御と組合せ
た形状制御であつたり或いはこれらの制御法に板
厚制御との干渉を防ぐための対応策が必要であつ
たりして、制御系が複雑になる等の欠点があつ
た。圧延中ある定まつた時間周期毎に振動振幅方
式、透磁率方式、光学方式等によりストリツプ形
状が検出され、そのストリツプ形状に応じて同じ
時間周期毎に中間ロール移動、ロールベンデイン
グ力調整、ロール圧下位置レベル調整等の形状操
作端を操作し、形状を修正あるいは変更制御する
場合、一般に各形状操作端の単位時間周期に操作
可能な量は通常設備能力からの制約で各々の形状
操作端毎に定まつており、従つてストリツプ形状
不良が著しくそれに応じた必要形状操作量が単位
時間周期の操作可能量を越えるときにはその操作
可能量に制約を受け、何個かの時間周期に分割し
て出力せざるを得なくなり、形状制御の応答を遅
める結果となつている。従来の制御方法での動作
例を第１図に示す。

すなわち、第１図は１例として形状検出信号が
圧延中２秒周期で検出され、検出信号の取込みに
要する時間をts秒、検出信号に基づいた形状操作
端の必要制御量の計算に要する時間をtc秒とする
場合について制御の応答を示す。点において、
単位時間周期での操作可能量Ｌを越える必要操作
量が計算結果として出ているが、単位時間周期で
の操作可能量に出力値の上限を抑える結果、、
、の３回の計算及び′、′、′の３回の
出力に分割され、結局t₁秒の時間を要して形状制
御の目的を果す結果となる。

本発明では上記のように単位時間周期に操作可
能な量を限定されている形状操作端を有する形状
制御において、制御の応答を速める目的で制御周
期を必要形状操作量に応じて可変にした形状制御
方法を提供するものである。以下本発明につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

第２図は６重圧延機を示したもので１は被圧延
材のストリツプ、２，２′はワークロール、３，
３′は軸方向に移動可能な中間ロール、４，４′は
バツクアツプロールである。

第３図は６重圧延機に適用される本発明の形状
制御法の一実施例を示したものである。５は形状
検出装置である。これは圧延機出側にストリツプ
幅方向に配置された複数個の検出器にてストリツ
プの伸び率を測定するものでストリツプ幅方向各
点の検出器伸び率信号をパターン認識装置６へ送
る。幅方向形状パターン認識装置６はストリツプ
幅方向の板中央を座標の原点とし、この原点から
板端までの距離で原点から各位置までの距離を割
つた値を独立変数ｘ（｜ｘ｜≦１）として、形状
パターンを４次関数 ｙ＝λ₁x＋λ₂x²＋λ₃x³＋λ₄x⁴ ………(1) で近似し、原形状パターンに最も適合するような
λ_１、λ_２、λ_３、λ_４を認識し、板中心に対し
て非対称な分に関するパラメータλ_１及びλ_３と
対称成分に関するパラメータλ_２及びλ_４とに分
離し、λ_１、λ_３ならびにλ_２、λ_４をそれぞれ
Λ_１、Λ_３ならびにΛ_２、Λ_４に線形変換して形
状パターンを表現するパターン認識装置である。
なおかかるλ_１のΛ_１への線形変換は、例えば次
の、式により行なうことができる。

７は目標とする形状パターンを上記パラメータ
Λ_１〜Λ_４に対応するパラメータで表わされる数
値として予め記憶せしめておく目標パターン記憶
装置である。８は形状パラメータ目標値（Λ〓ｉ） と、認識されたパラメータ現在値（Λｉ）との比
較演算を行ない、偏差値（δΛｉ）を計算する演
算装置である。形状パラメータ偏差値は(2)〜(5)式
によつて計算される。

対称成分偏差 δΛ_２＝Λ＾_２−Λ_２ ………(2) δΛ_４＝Λ＾_４−Λ_４ ………(3) 非対称成分偏差 δΛ_１＝Λ＾_１−Λ_１ ………(4) δΛ_３＝Λ＾_３−Λ_３ ………(5) ９は対称成分形状偏差を調整するために後述す
る評価関数を用いてロールベンデイング力（Ｑで
表わす）及びまたは中間ロール位置（δで表わ
す）の操作量として最適な値を求める演算装置で
ある。その具体的な手順例を第４図の流れ図に沿
つて説明すると、ブロツク９１，９２では単位制
御時間周期内でのロールベンデイング力及び中間
ロール位置の設定変更限界量（操作可能量）をそ
れぞれＱ_nax、δ_naxとするとき(6)式及び(7)式にて
探索値Ｑ_j、δ_jを求め、そのすべての組合せを決
定する。

Ｑ_j＝k₁・Ｑ_nax （k₁＝０、±１／２、±１、±３／２、±２）………
(6) δ_j＝k₂・δ_nax （k₂＝０、±１／２、±１、±３／２、±２）………
(7) 更に各々の探索値の組合せ（Ｑ_j、δ_jを設定変
更量としたときの形状変化量の予測値を(8)、(9)式
によつて計算する。

ΔΛ_2j＝B₁₁・Ｑ_j＋B₁₂・δ_j （ｊ＝１、２、………、81） ………(8) ΔΛ_4j＝B₂₁・Ｑ_j＋B₂₂・δ_j （ｊ＝１、２、………、81） ………(9) 上記形状変化量予測値によつて操作量の設定変
更後の形状偏差予測値を(10)、(11)式によつて求め
る。

δΛ_2j＝δΛ_２−ΔΛ_2j ………(10) δΛ_4j＝δΛ_４−ΔΛ_4j ………(11) 更に目標とする形状パターンにおいてその値が
最小となるような評価関数の評価値Ｊ_jを(12)式に
よつて計算する。

Ｊ_j＝δΛ^２ _２ｊ＋δΛ^２ _４ｊ＋w₂（Λ_4j−Λ_2j）
………(12) ただし Λ_2j＝Λ＾_２−δΛ_2j Λ_4j＝Λ＾_４−δΛ_4j である。また、w₂は目標とする形状パターンに
よつて符号及びその値が変更される。ブロツク９
３ではすべての探索点の中から評価値Ｊ_jが最小
となる即ち最適値に最も近づくような探索値の組
合せ（Q₀、δ_０）を操作端の設定変更量計算値
として制御周期決定装置１１へ出力する。１０は
非対称成分について演算装置９と同様な演算を行
なう装置である。

制御周期決定装置１１で操作量及び制御周期を
決定する具体的な手順を第５図の流れ図に沿つて
説明する。ブロツク１１１では演算装置９及び１
０で決定した操作量が単位制御周期内での動作可
能量以下であるかを判定する。｜k₁｜＜１あるい
は｜k₂｜＞１の探索点において評価値Ｊ_jが最小
となつた場合、形状操作端の単位時間内操作可能
量を越える操作量の出力が必要となる。すなわ
ち、単位制御周期内であればブロツク１１２で、
周期外であれば必要制御周期をブロツク１１３で
決定する。その結果をブロツク１１４へ出力し、
操作量及びその制御周期を決定する。以上の手順
により制御周期を固定せず、必要操作量に応じて
制御周期を選択することにより形状修正の応答性
を早めることができる。

第６図に単位時間内操作可能量を越える操作量
の出力を、制御周期を変更して実施した例を説明
する。点において単位時間内可能量を越える操
作必要量が計算結果として出ており、こゝで制御
周期を変更（延長）して出力することにより、t₂
秒の時間を要して形状制御の目的を果している。
この例を第１図の例と比較することにより、単位
時間内操作可能量を越える操作量の出力を制御周
期を変更して行なうことにより、形状修正の応答
性を（t₁−t₂）秒早めることが可能であることが分
る。こゝで(6)、(7)式におけるk₁、k₂は探索値の組
合せ数即ち探索点数を決める係数である。実施例
では（２、３／２、１、１／２、０、−１／２、−１、
−３／２、−２）の 各点の組合せ数81点の場合で説明したが、これは
一意的に固定されるものではなく、設定変更限界
量の大きさや単位制御周期内で許される演算時間
等に応じて適切な点数を選定できる。また(7)、(8)
式におけるB₁₁、B₁₂、B₂₁、B₂₂は対称成分の形状
パラメータに関して操作端の影響度を表わす係数
で影響係数と呼ぶ。即ちB₁₁はロールベンデイン
グ力Ｑを単独に単位微小量だけ変化させたときの
形状パラメータΛ_２の変化量を意味し、B₁₂は中
間ロール位置δを単独に単位微小量だけ変化させ
たときの形状パラメータΛ_２の変化量を意味し、
B₂₁はロールベンデイング力Ｑを単独に単位微小
量だけ変化させたときの形状パラメータΛ_４の変
化量を意味し、B₂₂は中間ロール位置δを単独に
単位微小量だけ変化させたときの形状パラメータ
Λ_４の変化量を意味している。これらの値は第３
図の演算記憶装置１３においてプロセス特性を表
現する他の数式モデルによつて制御に先立つて決
定されるかあるいはその時々の制御動作の結果に
よつて逐次調整されていくものである。

第３図における演算装置１０は前記のように非
対称成分形状偏差を調整するために操作端として
操作端と駆動側の圧下位置差（ΔＳで表わす）お
よび両側のロールベンデイング力差（ΔＱで表わ
す）を用いて対称成分における場合と同様手段に
よつて操作側の最適設定変更量を求める。即ち非
対称成分の評価関数評価値を最小にするような探
索値の組合せΔS₀、ΔQ₀を求め、これを操作端
の設定変更量として装置１１へ出力する。なお前
記ロールベンデイング力差は、中間ロール位置差
（Δδ）を用いてもよい。中間ロール位置差Δδ
は第２図に示すように、上中間ロール３とストリ
ツプ１の一方の端部との距離δｕ及び、下中間ロ
ール３′とストリツプ１の他方の端部δｄとの差
δｕ−δｄである。制御周期決定装置１１では対
称成分形状偏差に関する操作について前述した場
合と同様に操作量及びその制御周期を決定する。
１２は操作指令装置で、装置１１より受けた中間
ロール移動、ロールベンデイング力調整、ロール
圧下位置レベル調整に関する操作量を各々定まつ
た制御周期で各操作端に変更後の設定値を計算
し、設定目標値として中間ロール位置制御装置１
５、ロールベンデイング力制御装置１６、圧下位
置制御装置１７へ出力する。中間ロール位置制御
装置１５は、操作指令装置１２からの中間ロール
位置設定目標値を受けて上側ならびに下側中間ロ
ール位置の設定変更を行なう。ロールベンデイン
グ力制御装置１６は、操作指令装置１２からのロ
ールベンデイング力設定目標値を受けて操作側な
らびに駆動軸のロールベンデイング力の設定変更
を行なう。圧下位置制御装置１７は操作指令装置
１２からの圧下位置差目標値を受けて操作側と駆
動側の圧下位置差の設定変更を行なう。

以上説明したように本発明は形状不良を修正す
るための操作端として中間ロール移動、ロールベ
ンデイング力調整、操作側と駆動側の圧下位置差
調整及びロールベンデイング力差調整を使用する
場合に関して、形状操作端の単位時間周期内操作
可能量を越える操作量の出力が必要とされる場
合、制御周期を変更し、単位時間操作可能量を越
える出力を行なうことにより、形状修正の応答性
を早めることができ、効果的な形状制御を実現す
ることができる。従つて設備的に単位時間周期内
での操作可能量が小さい場合に特に効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による形状制御の実施例を示す
説明図、第２図は本発明が適用される６重圧延機
の概略正面図である。第３図は本発明の形状制御
法のブロツク図であり、第４図は形状操作量最適
値演算装置における演算手順を示す流れ図、第５
図は制御周期演算装置における演算手順を示す流
れ図であり、そして第６図は本発明の適用による
制御周期を変更して制御を実施した例を示す説明
図である。 １：被圧延材、２，２′：ワークロール、３，
３′：中間ロール、４，４′：バツクアツプロー
ル、５：形状検出装置、６：演算装置、７：記憶
装置、８：演算装置、９：演算記憶装置、１０：
演算記憶装置、１１：制御周期演算装置、１２：
出力指令装置、１３：演算記憶装置、１４：入力
装置、１５：中間ロール位置設定制御装置、１
６：ロールベンデイング力設定制御装置、１７：
圧下位置設定制御装置、１８：中間ロール位置検
出装置、１９：ロールベンデイング力検出装置、
２０：圧下位置検出装置、９１：探索値の計算と
組合せ作成ブロツク、９２：形状変化量予測と評
価関数計算ブロツク、９３：設定変更量の最適値
選択決定ブロツク、１１１：単位時間操作可能量
判定ブロツク、１１２：制御周期判定ブロツク、
１１３：制御周期判定ブロツク、１１４：操作量
制御周期決定ブロツク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロール軸方向に移動可能な中間ロールを有
   し、圧下位置およびロールベンデイング力が調整
   可能な圧延機によるストリツプ圧延における形状
   制御法において、圧延されたストリツプ幅方向に
   おける伸び形状パターンを幅方向中央に関して対
   称的な成分２個と、非対称な成分２個の計４個の
   形状パラメータで検出し、圧延後のストリツプに
   望まれる形状パターンに応じて予め定められた形
   状パラメータ目標値と比較してその偏差を求める
   とともに、予め求めていた形状評価関数により対
   称成分の２個の形状パラメータの検出値と目標値
   とから評価値を検出し、また現時点の中間ロール
   位置およびまたはロールベンデイング力の設定値
   を変更させた場合の対称成分に関するストリツプ
   形状の変化を予測して形状パラメータの予測値を
   求め該予測値との目標値とから評価値を求め、そ
   の間の評価値を比較して評価値が零すなわち形状
   予測値と目標値が等しくなる中間ロール位置およ
   びまたはロールベンデイング力の設定変更量およ
   び設定変更周期を決定し、該設定点へ中間ロール
   位置およびまたはロールベンデイング力の設定値
   を修正し、一方、非対称成分についても同様にし
   て操作側と駆動側の圧下位置差および両側のロー
   ルベンデイング力差または中間ロール位置差の設
   定変更量および設定変更周期を決定して設定値修
   正を行ない、対称成分についての設定修正ならび
   に非対称成分についての設定修正が終了するごと
   に再びストリツプ幅方向における伸び形状パター
   ンを検出することから開始する動作を繰返し行な
   うことを特徴とするストリツプ形状制御法。