KR101657748B1 - 강판진동제어장치 - Google Patents

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KR101657748B1
KR101657748B1 KR1020130163201A KR20130163201A KR101657748B1 KR 101657748 B1 KR101657748 B1 KR 101657748B1 KR 1020130163201 A KR1020130163201 A KR 1020130163201A KR 20130163201 A KR20130163201 A KR 20130163201A KR 101657748 B1 KR101657748 B1 KR 101657748B1
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Abstract

본 출원은 강판진동제어장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치는, 강판에 대한 도금공정시, 상기 강판에 발생하는 진동을 제어하는 강판진동제어장치에 관한 것으로서, 입력되는 제어신호에 따라, 상기 강판의 표면에 인가하는 전자기력의 크기를 조절하는 전자석부; 상기 전자석부와 상기 강판 사이의 거리를 측정하여 측정진동량을 출력하는 센서부; 상기 측정진동량에 따라 상기 전자기력의 크기를 설정하고, 상기 설정된 전자기력에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 센서부의 이상동작시 상기 측정진동량에 포함되는 이상신호를 감지하고, 고장신호를 출력하는 고장진단필터부를 포함할 수 있다.

Description

강판진동제어장치 {Apparatus for controlling strip vibration}
본 출원은 강판진동제어장치에 관한 것으로서, 특히 강판의 진동을 측정하는 센싱부의 이상을 안정적으로 판별할 수 있는 강판진동제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연속 용융 아연 도금 라인(CGL)은 도금강판을 생산하는 공정라인 설비로서, 도금욕 내부로 유입된 강판은 내부에서 아연으로 코팅될 수 있다. 이후, 강판의 진행방향 상부에 구비된 에어나이프가 코팅된 아연을 쓸어내려, 강판에 코팅된 아연도금의 두께를 일정하게 조절할 수 있다. 즉, 에어나이프는 강판의 양면에 코팅된 아연도금을 깍아내는 역할 수행하며, 균일한 도금 두께를 확보하기 위하여, 강판이 양쪽 구비된 에어나이프의 중앙을 통과하도록 설계할 수 있다. 다만, 강판은 도금욕조롤의 회전이나 에어나이프가 분사하는 기체의 압력차 등에 의하여 진동하게 되므로, 아연도금의 두께를 일정하게 유지하기 위하여는 강판의 진동을 제어할 필요가 있다.
이를 위하여, 강판의 양면에 전자석을 구비하여 전자기력을 인가하도록 할 수 있다. 즉, 강판에 인가하는 전자기력을 이용하여 강판의 진동을 최소화하는 것이 가능하다. 이때, 와전류센서로 강판과 전자석 사이의 거리를 측정하여 상기 강판의 진동량을 파악할 수 있으며, 상기 진동량에 따라 인가하는 전자석의 크기를 달리할 수 있다. 다만, 와전류센서가 측정한 강판 진동량에 이상이 있는 경우에는, 전자석과 강판이 접촉하여 표면품질이 저하되거나, 진동이 오히려 더 커지는 등의 문제가 발생할 수 잇다.
공개특허공보 제10-2004-0050937호 (2004.06.18)
본 출원은, 강판의 진동을 측정하는 센싱부의 이상을 안정적으로 판별할 수 있는 강판진동제어장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치는, 강판에 대한 도금공정시, 상기 강판에 발생하는 진동을 제어하는 강판진동제어장치에 관한 것으로서, 입력되는 제어신호에 따라, 상기 강판의 표면에 인가하는 전자기력의 크기를 조절하는 전자석부; 상기 전자석부와 상기 강판 사이의 거리를 측정하여 측정진동량을 출력하는 센서부; 상기 측정진동량에 따라 상기 전자기력의 크기를 설정하고, 상기 설정된 전자기력에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부; 및 네킹 현상으로 인한 상기 센서부의 이상동작시 상기 측정진동량에 포함된 상기 네킹 현상에 따른 이상신호를 감지하고, 상기 이상신호에 따른 고장신호를 출력하는 고장진단필터부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 고장진단필터부는, 상기 강판진동제어를 모델링하여 상기 전자기력의 크기에 따른 예상진동량을 계산하고, 상기 예상진동량과 상기 측정진동량의 차를 구하여 상기 이상신호를 감지할 수 있다.
이때 상기 고장진단필터부는, 하기의 제1 상태변수 방정식으로 상기 강판진동제어를 모델링한다.
[제1 상태변수 방정식]
Figure 112015069433724-pat00039

여기서 x는 상태변수, y는 측정진동량, u는 전자기력, d는 외란, f는 이상신호, A, Bu, Bd, C, Du, Dd, Df 각각은 강판진동제어를 나타내는 행렬이다.
또한 상기 고장진단필터부는, 하기의 제2 상태변수 방정식을 이용하여 상기 이상신호를 감지한다.
[제2 상태변수 방정식]
Figure 112015126704000-pat00040

여기서,
Figure 112015126704000-pat00041
은 상기 고장진단필터부의 상태변수,
Figure 112015126704000-pat00042
는 예상진동량, r은 잔차신호(residual signal), K는 필터이득행렬, F는 오차가중행렬이다.
여기서 상기 고장진단필터부는, 상기 제1 상태변수 방정식과, 상기 제2 상태변수 방정식을 결합한 하기의 제3 상태변수 방정식을 이용하여, 상기 고장진단필터부의 안정성 조건을 충족하는 필터이득행렬 및 오차가중행렬을 설정한다.
[제3 상태변수 방정식]
Figure 112015069433724-pat00043
삭제
여기서 상기 고장진단필터부는
Figure 112013118651437-pat00006
및
Figure 112015069433724-pat00007
을 만족하는 양한정행렬(Positive definite matrix) P와 양의 실수 β 및 γ, 필터이득행렬 K, 오차가중행렬 F를 설정할 수 있다. 여기서, AT, CT, DT, FT, KT는 행렬 A, C, D, F, K의 전치행렬을 나타낸다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치는, 강판의 진동량을 측정하는 센서부의 이상여부를 판별할 수 있으므로, 강판과 전자석부의 접촉에 따른 표면품질 하락 방지 및 임펄스적인 전자기력 인가에 따른 진동발생을 방지할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치를 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치의 이상신호 발생을 나타내는 개략도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치의 잔차신호를 나타내는 그래프이다.
도4는 본 발명의 일 실시에에 의한 고장진단필터의 설계방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치를 나타내는 개략도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치는, 전자석부(10), 센서부(20), 제어부(30) 및 고장진단필터부(40)를 포함할 수 있다.
이하, 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치를 설명한다.
일반적으로, 연속 용융 아연 도금 라인(CGL)은 도금강판을 생산하는 공정라인 설비로서, 도금욕(3) 내부에 구비된 3개의 도금욕조롤(1a, 1b, 1c)을 이용하여 강판(S)을 도금욕(3, zinc pot) 내부로 유입시킬 수 있다. 강판(S)은 상기 도금욕(3) 내부에서 아연으로 코팅될 수 있으며, 상기 강판(S)의 진행방향 상부에 구비된 에어나이프(2)가 상기 강판(s)에 코팅된 아연을 쓸어내려, 상기 강판(S)에 코팅된 상기 아연도금의 두께를 일정하게 조절할 수 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 상기 에어나이프(2)는 상기 강판(S)의 양면에 코팅된 아연도금을 깍아내는 역할을 할 수 있으며, 균일한 도금 두께를 확보하기 위하여 상기 강판(S)이 양쪽 에어나이프(2)의 중앙을 통과하도록 할 수 있다. 다만, 상기 강판(S)은 도금욕조롤(1a, 1b, 1c)의 회전이나 상기 에어나이프(2)가 분사하는 기체의 압력차 등에 의하여 진동하게 되므로, 상기 아연도금의 두께를 일정하게 유지하기 위해서는 상기 강판(S)의 진동을 제어할 필요가 있다. 즉, 도1에 도시한 바와 같이, 상기 연속 용융 아연 도금 라인에는 강판(S)의 진동을 억제하기 위한 강판진동제어장치가 구비될 수 있다.
구체적으로, 전자석부(10)는 강판(S)의 표면에 전자기력을 인가할 수 있으며, 입력되는 제어신호에 따라 상기 전자기력의 크기를 조절할 수 있다. 도1에 도시한 바와 같이, 상기 전자석부(10)는 상기 강판(S)의 양면에 구비될 수 있으며, 상기 강판(S)의 진행방향에 직교하는 방향으로 각각 전자기력을 인가할 수 있다. 따라서, 전자석부(10)가 강판(S)의 양면에서 서로 반대방향으로 상기 전자기력을 인가하면, 상기 강판(S)의 진동은 제한될 수 있으며, 상기 강판(S)의 진동량에 대응하여 상기 전자기력의 크기를 조절할 수 있다.
여기서, 상기 강판(S)의 진동량은 센서부(20)를 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 상기 센서부(20)는 상기 전자석부(10)와 상기 강판(S) 사이의 거리를 측정할 수 있으며, 상기 측정결과를 측정진동량으로 출력할 수 있다. 상기 센서부(20)는 상기 강판(S)과 상기 전자석부(10) 사이의 거리를 측정할 수 있는 것이면 어떠한 것도 활용할 수 있으나, 특히 와전류센서(eddy current sensor)를 활용하여 상기 강판(S)까지의 거리를 측정할 수 있다.
제어부(30)는, 상기 측정진동량에 따라 상기 전자기력의 크기를 설정하고, 상기 설정된 전자기력에 대응하는 제어신호를 출력할 수 있다. 제어부(30)는 센서부(20)로부터 상기 측정진동량을 입력받을 수 있으며, 상기 측정진동량의 크기에 대응하는 전자기력의 크기를 설정할 수 있다. 예를들어, 상기 측정진동량의 크기에 대응하는 전자기력의 크기가 기재된 테이블표를 활용하여 상기 제어신호를 생성하는 것도 가능하다.
다만, 도2에 도시한바와 같이, 상기 도금욕(3)에서 도금된 강판(S)이 용접부를 포함하는 경우에는, 상기 용접부에 네킹(necking) 현상이 발생하여 네킹부(n1, n2)가 형성될 수 있으며, 와전류센서(20)는 상기 네킹부(n1, n2)에 대하여는 정확한 측정을 수행하지 못할 수 있다. 즉, 상기 와전류센서(20)는 상기 네킹부(n1, n2)에 대하여는 상기 측정진동량의 최대치를 상기 측정진동량으로 출력하는 등 이상신호를 발생시킬 수 있다.
한편, 제어부(30)는 상기 센서부(20)가 출력하는 측정진동량에 대응하여 상기 전자석부(10)의 전자기력을 설정하므로, 상기 이상신호에 의하여 상기 강판(S)이 전자석부(10)와의 거리가 멀어진 것으로 오판할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(30)는 상기 이상신호에 대응하여 상기 전자석부(10)의 전자기력을 증가시키는 제어신호를 출력할 수 있다. 이 경우 상기 강판(S)이 상기 전자석부(10) 방향으로 강하게 당겨져 상기 전자석부(10)와 충돌을 일으킬 수 있으며, 상기 전자석부(10)와의 충돌에 의하여 상기 강판(S)의 표면에 스크래치 등의 흠집이 발생할 수 있다. 또한, 상기 전자석부(10)가 갑자기 상기 강판(S)을 강하게 끌어당기는 임펄스적인 전자기력을 인가하게 되므로, 상기 강판(S)에 강한 진동이 유발될 수 있다.
따라서, 상기 센서부(20)가 상기 네킹 현상 등에 의하여 잘못된 이상신호를 포함하여 출력하는 경우에는, 상기 이상신호를 감지하여 상기 센서부(20)가 전송하는 측정진동량에 문제가 있음을 알릴 필요가 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 강판진동제어장치는, 고장진단필터부(40)의 구성을 이용하여, 상기 이상신호를 감지할 수 있으며, 상기 이상신호에 대응하는 고장신호를 출력하여, 상기 강판과의 충돌 등의 문제를 방지하도록 할 수 있다.
구체적으로, 고장진단필터부(40)는 상기 센서부(20)의 이상동작시 상기 측정진동량에 포함되는 이상신호를 감지할 수 있으며, 고장신호를 출력하여 운전자에게 상기 센서부(20)의 동작에 이상이 있음을 알릴 수 있다. 특히, 상기 고장진단필터부(40)는 상기 강판진동제어를 모델링할 수 있으며, 상기 모델링에 의한 상기 강판(S)의 예상진동량을 계산할 수 있다. 따라서, 상기 측정진동량과 상기 예상진동량의 차를 이용하여 상기 이상신호를 감지하는 것이 가능하다.
먼저, 상기 강판진동제어를 모델링하여,
Figure 112013118651437-pat00008
의 제1 상태변수 방정식으로 나타낼 수 있다. 여기서, x는 상태변수, y는 측정진동량, u는 전자기력, d는 외란, f는 상기 센서부(20)가 출력하는 이상신호에 해당하고, A, Bu, Bd, C, Du, Dd, Df는 각각 상기 강판진동제어를 나타내는 행렬이다. 상기 A, Bu, Bd, C, Du, Dd, Df는 각각의 강판진동제어장치마다 상이한 값을 가질 수 있으므로 여기서는 구체적인 값을 생략한다. 상기 제1 상태변수 방정식에 의하면, 상기 측정진동량 y에 상기 고장진단필터부(40)가 감지해야하는 이상신호 f가 포함되어 있음을 확인할 수 있다.
이후, 상기 강판진동제어를 모델링한 상기 제1 상태변수 방정식을 고려하여, 고장진단필터부(40)를
Figure 112013118651437-pat00009
의 제2 상태변수 방정식으로 나타낼 수 있다. 여기서,
Figure 112013118651437-pat00010
은 상기 고장진단필터부(40)의 상태변수,
Figure 112013118651437-pat00011
는 예상진동량, r은 잔차신호(residual signal), K는 필터이득행렬, F는 오차가중행렬에 해당한다. 상기 고장진단필터부(40)는, 상기 잔차신호를 이용하여 상기 이상신호를 감지할 수 있다. 상기 제2 상태변수 방정식에 나타난 바와 같이, 예상진동량
Figure 112013118651437-pat00012
은 상태변수
Figure 112013118651437-pat00013
와 전자기력 u에 의하여 결정되는 강판의 진동량이므로, 상기 측정진동량 y와 예상진동량
Figure 112013118651437-pat00014
의 차인 상기 잔차신호 r에는 상기 이상신호 f가 포함된다. 따라서, 상기 제2 상태변수 방정식으로 표현되는 고장진단필터부(40)에 의하면, 상기 이상신호 f를 감지하는 것이 가능하다.
여기서, A, Bu, C, Du는 미리 설정되는 행렬이므로, 상기 고장진단필터부(40)를 설계하기 위해서는 상기 필터이득행렬 K와 오차가중행렬 F를 설정할 필요가 있다. 다만, 상기 고장진단필터부(40)의 안정적인 동작을 위해서는, 상기 설정된 필터이득행렬 K와 오차가중행렬 F이 안정성 조건을 만족하여야 한다.
상기 제1 상태변수 방정식과, 상기 제2 상태변수 방정식을 결합하면
Figure 112013118651437-pat00015
인 제3 상태변수 방정식을 도출할 수 있으며, 상기 제3 상태변수 방정식을 이용하여 상기 고장진단필터부(40)의 안정성 조건을 충족하는 필터이득행렬 및 오차가중행렬을 설정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제3 상태변수 방정식에 있어서, 선형행렬부등식
Figure 112013118651437-pat00016
및
Figure 112015069433724-pat00017
을 만족하는 양한전행렬(Positive definite matrix) P와 양의 실수 β 및 γ, 필터이득행렬 K, 오차가중행렬 F가 존재하면, 상기 고장진단필터부(40)가 안정한 것으로 볼 수 있다. 따라서, 상기 선형행렬부등식을 만족하는 P, β, γ, 필터이득행렬 K 및 오차가중행렬 F를 구하고, 상기 필터이득행렬 K 및 오차가중행렬 F을 상기 제2 상태변수 방정식에 적용하여, 상기 고장진단필터부(40)를 설계할 수 있다. 여기서, AT, CT, DT, FT, KT는 행렬 A, C, D, F, K의 전치행렬을 나타낸다.
추가적으로, 상기 고장진단필터부(40)가 계산한 잔차신호 r의 크기를 시간(t)에 따라 나타내면 도3과 같은 그래프를 얻을 수 있다. 여기서, 상기 고장진단필터부(40)는 기 설정된 크기 이상의 잔차신호 r을 상기 이상신호로 할 수 있다. 즉, 현장 데이터 등과 같이 경험적으로 획득한 정보를 기반으로, 상기 잔차신호 r의 허용임계값을 설정할 수 있으며, 상기 허용임계값 이상의 잔차신호 r에 대하여는 상기 이상신호로 판별할 수 있다. 따라서, 상기 이상신호로 판별되는 경우에는, 고장진단필터부(40)가 고장신호를 출력하여, 작업자에게 상기 센싱부(20)에 이상이 있음을 표시할 수 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 고장진단필터의 설계방법을 나타내는 순서도이다.
도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 고장진단필터의 설계방법은, 모델링단계(S10), 필터설계단계(S20) 및 파라미터설정단계(S30)를 포함할 수 있다.
이하, 도4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 고장진단필터의 설계방법을 설명한다.
모델링단계(S10)에서는, 도금강판 생산시 발생하는 강판의 진동에 대한 진동제어를 수학적으로 모델링할 수 있다.
구체적으로, 상기 강판진동제어는
Figure 112013118651437-pat00018
의 제1 상태변수 방정식으로 나타낼 수 있으며, 여기서, x는 상태변수, y는 센서부가 측정한 상기 강판의 측정진동량, u는 상기 강판의 진동을 제어하기 위하여 인가하는 전자기력의 크기, d는 외란, f는 상기 센서부가 발생시키는 이상신호에 해당한다.
고장진단필터는, 상기 센서부가 발생시키는 이상신호를 감지하여 고장신호를 출력하는 것이므로, 필터설계단계(S20)에서는, 상기 센서부가 발생시키는 이상신호를 감지하도록, 상기 고장진단필터를 설계할 수 있다.
즉, 상기 고장진단필터는 상기 제1 상태변수 방정식을 이용하여,
Figure 112013118651437-pat00019
의 제2 상태변수 방정식으로 설계할 수 있다. 여기서
Figure 112013118651437-pat00020
은 상기 고장진단필터부의 상태변수,
Figure 112013118651437-pat00021
는 예상진동량, r은 잔차신호, K는 필터이득행렬, F는 오차가중행렬일 수 있다. 상기 예상진동량
Figure 112013118651437-pat00022
은 상태변수
Figure 112013118651437-pat00023
와 전자기력 u에 의하여 결정되는 강판의 진동량을 나타내는 것이므로, 상기 측정진동량 y와 예상진동량
Figure 112013118651437-pat00024
의 차를 나타내는 상기 잔차신호 r에는 상기 이상신호 f가 포함된다. 따라서, 상기 제2 상태변수 방정식으로 구현한 고장진단필터부는, 상기 이상신호 f를 감지하는 것이 가능하다. 여기서, A, Bu, C, Du는 상기 강판진동제어시 미리 설정되는 행렬이므로, 상기 고장진단필터부를 설계하기 위해서는 상기 필터이득행렬 K 및 오차가중행렬 F를 설정할 필요가 있다. 특히, 상기 고장진단필터부의 안정적인 동작을 위해서는, 상기 설정된 필터이득행렬 K와 오차가중행렬 F은 안정성 조건을 충족하여야 한다.
따라서, 파라미터설정단계(S30)에서는, 먼저, 상기 제1 상태변수 방정식과 상기 제2 상태변수 방정식을 결합하여
Figure 112013118651437-pat00025
인 제3 상태변수 방정식을 도출할 수 있으며, 상기 제3 상태변수 방정식을 이용하여, 상기 안정성 조건을 충족하는 필터이득행렬 K 및 오차가중행렬 F를 설정할 수 있다.
구체적으로,
Figure 112013118651437-pat00026
Figure 112013118651437-pat00027
을 만족하는 양한정행렬 P와 양의 실수 β 및 γ, 필터이득행렬 K 및 오차가중행렬 F가 존재하면, 상기 고장진단필터가 안정한 것으로 볼 수 있다. 따라서, 상기 선형행렬부등식을 만족하는 P, β, γ, 필터이득행렬 K 및 오차가중행렬 F를 구하고, 상기 필터이득행렬 K 및 오차가중행렬 F을 상기 제2 상태변수 방정식에 적용하는 방식으로 상기 고장진단필터부를 설계할 수 있다. 여기서, AT, CT, DT, FT, KT는 행렬 A, C, D, F, K의 전치행렬을 나타낸다.
이후, 상기 고장진단필터부는 잔차신호를 출력할 수 있으며, 상기 상기 잔차신호 중에서 기 설정된 크기 이상의 잔차신호를 상기 이상신호로 할 수 있다. 즉, 현장 데이터 등과 같이 경험적으로 획득한 정보를 기반으로, 상기 잔차신호의 허용임계값을 설정할 수 있으며, 상기 허용임계값 이상의 잔차신호 r에 대하여는 상기 이상신호로 판별할 수 있다. 따라서, 상기 고장진단필터부는 상기 허용임계값 이상의 잔차신호 r이 입력되면, 고장신호를 출력하여 작업자에게 상기 센싱부에 이상이 있음을 표시할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
10: 전자석부 20: 센서부
30: 제어부 40: 고장진단필터부
S10: 모델링 단계 S20: 필터설계단계
S30: 파라미터설정단계

Claims (6)

  1. 강판에 대한 도금공정시, 상기 강판에 발생하는 진동을 제어하는 강판진동제어장치에 있어서,
    입력되는 제어신호에 따라, 상기 강판의 표면에 인가하는 전자기력의 크기를 조절하는 전자석부;
    상기 전자석부와 상기 강판 사이의 거리를 측정하여 측정진동량을 출력하는 센서부;
    상기 측정진동량에 따라 상기 전자기력의 크기를 설정하고, 상기 설정된 전자기력에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부; 및
    네킹 현상으로 인한 상기 센서부의 이상동작시 상기 측정진동량에 포함된 상기 네킹 현상에 따른 이상신호를 감지하고, 상기 이상신호에 따른 고장신호를 출력하는 고장진단필터부를 포함하고,
    상기 고장진단필터부는,
    상기 강판진동제어를 모델링하여 상기 전자기력의 크기에 따른 예상진동량을 계산하고, 상기 예상진동량과 상기 측정진동량의 차를 구하여 상기 이상신호를 감지하며, 하기의 제1 상태변수 방정식으로 상기 강판진동제어를 모델링하는 강판진동제어장치.
    [제1 상태변수 방정식]
    Figure 112016031182275-pat00051

    여기서 x는 상태변수, y는 측정진동량, u는 전자기력, d는 외란, f는 이상신호, A, Bu, Bd, C, Du, Dd, Df 각각은 강판진동제어를 나타내는 행렬,
    Figure 112016031182275-pat00052
    는 X의 미분값이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 고장진단필터부는,
    하기의 제2 상태변수 방정식을 이용하여 상기 이상신호를 감지하는 강판진동제어장치.
    [제2 상태변수 방정식]
    Figure 112016031182275-pat00045

    여기서,
    Figure 112016031182275-pat00046
    은 상기 고장진단필터부의 상태변수,
    Figure 112016031182275-pat00047
    는 예상진동량, r은 잔차신호(residual signal), K는 필터이득행렬, F는 오차가중행렬,
    Figure 112016031182275-pat00053
    는
    Figure 112016031182275-pat00054
    의 미분값이다.
  5. 제4항에 있어서, 상기 고장진단필터부는
    상기 제1 상태변수 방정식과, 상기 제2 상태변수 방정식을 결합한 하기의 제3 상태변수 방정식을 이용하여, 상기 고장진단필터부의 안정성 조건을 충족하는 필터이득행렬 및 오차가중행렬을 설정하는 강판진동제어장치.
    [제3 상태변수 방정식]
    Figure 112016031182275-pat00048

    여기서,
    Figure 112016031182275-pat00055
    는 e의 미분값이다.
  6. 제5항에 있어서, 상기 고장진단필터부는
    Figure 112016031182275-pat00049
    및
    Figure 112016031182275-pat00050
    을 만족하는 양한정행렬(Positive definite matrix) P와 양의 실수 β 및 γ, 필터이득행렬 K, 오차가중행렬 F를 설정하는 강판진동제어장치.
    여기서, AT, CT, DT, FT, KT는 행렬 A, C, D, F, K의 전치행렬이고, I는 단위행렬을 나타낸다.
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