KR19990035067A - Shape Control Method Using Fuzzy-Neural Network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반복학습회로망제어시스템을 이용한 냉연강판의 형상제어방법에 관한 것으로서, 형상제어시스템의 비선형적인 특성을 고려하여 비선형시스템의 설계에 적응퍼지제어기를 배치함으로써 퍼지규칙을 생성하여 형상파라미터계산모델에 이용하고 규칙의 수가 시스템의 변수의 수에 지수적으로 비례하여 변수의 수가 너무 많으므로 모델의 정확도를 높이기 위해 신경회로망을 이용하여 형상파라미터계산에 적용하는 형태로 퍼지-신경회로망제어기를 구성하여 형상파라미터계산에 적용하는 형상제어방법을 그 요지로 하며, 후물은 물론 중박물 이하의 스트립에 대한 복합형상에 대해서도 고정도로 형상을 제어할 수 있고 비선형시스템의 설계 및 제어에 적합하며 산업체의 중요한 응용분야에 효과적으로 적용될 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a shape control method for a cold rolled steel sheet using an iterative learning network control system. In consideration of the nonlinear characteristics of a shape control system, a fuzzy rule is generated in the design of a nonlinear system to generate a fuzzy rule to generate a shape parameter calculation model. Since the number of rules is too exponentially proportional to the number of variables in the system, the fuzzy-neural network controller is constructed by applying to the shape parameter calculation using neural networks to increase the accuracy of the model. The main purpose is the shape control method applied to the shape parameter calculation, and it is possible to control the shape with high accuracy not only for the thick material but also for the complex shape of the strip below the heavy material. There is an effect that can be effectively applied to the field.
Description
본 발명은 반복학습회로망을 이용한 제어시스템으로 냉연강판의 형상을 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반복학습회로망제어시스템을 이용하여 후물은 물론 중박물이하의 스트립(strip)에 대한 복합형상에 대해서도 고정도로 형상을 제어할 수 있는 냉연강판의 형상제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the shape of a cold rolled steel sheet by a control system using a repetitive learning network, and more particularly, a complex shape for a strip below a heavy material as well as a thick material using a repetitive learning network control system. The present invention also relates to a shape control method of a cold rolled steel sheet capable of controlling the shape with high accuracy.
일반적으로 철강제조에 있어서 냉연공정은 열간압연에 의하여 1mm 내지 수mm로 압연된 띠모양의 강판을 냉간압연에 의하여 자동차나 가정용의 외판용 재료로 사용되는 얇은 강판으로 마무리압연하는 공정이다. 이러한 냉연공정은 강판을 통상 사용자가 요구하는 크기 및 재료로 만드는 최종공정이기 때문에 판의 두께나 형상 등의 품질에 높은 정밀도가 요구되고 있다.In general, in the production of steel, the cold rolling process is a process of finishing rolling a strip-shaped steel sheet rolled from 1 mm to several mm by hot rolling into a thin steel sheet used as an exterior plate material for automobiles or households by cold rolling. Since this cold rolling process is the final process of making a steel plate into the size and material normally required by a user, high precision is required for the quality of plate | board thickness, a shape, etc.
냉연공정에서 압연을 하는 압연기는 프로세스컴퓨터와 시퀀스에 의해 초기설정 및 제어가 이루어진다. 그중에서 초기설정제어를 하는 셋업모델(setup model)은 종래의 압연이론에 근거한 기법으로 제어되고 있다. 셋업모델은 냉연에 있어서의 재료인 열연강판의 크기, 종류 등의 조건으로부터 최종성품계산법, 형상으로 마무리하기 위한 압연기의 롤(Roll)간 간격, 압연속도, 압연재에 대한 장력 등의 조업조건을 계산하는 것으로서, 냉연공정의 생산성과 안정성 및 품질에 영향을 주는 가장 중요한 제어단계이다.In the cold rolling process, rolling mills are initially set and controlled by a process computer and a sequence. Among them, a setup model for initial setting control is controlled by a technique based on the conventional rolling theory. The set-up model is based on the operating conditions such as the final product calculation method, the interval between the rolls of the rolling mill, the rolling speed, and the tension on the rolled material. As a calculation, it is the most important control step affecting the productivity, stability and quality of the cold rolling process.
그러한 종래의 압연이론식에서는 롤과 압연재간의 마찰계수 및 압연제어의 변형저항 등 측정이 곤란한 변수를 필요로 하기 때문에 그것들의 답을 가정하여 계산하여야 하므로 계산결과에 큰 오차를 일으킬 수도 있어 자동설정에 큰 장애가 되고 있다.Since such conventional rolling theory requires variables that are difficult to measure, such as the coefficient of friction between the roll and the rolled material and the deformation resistance of the rolling control, they must be calculated based on their answers, which may cause a large error in the calculation result. It is a big obstacle.
따라서 품질노화나 조업불량 등의 발생을 억제하기 위하여 숙련된 오퍼레이터가 수동으로 셋업모델의 계산결과를 항상 감시하고 이상이 발생한 경우 롤간 간격, 압연속도 등의 계산치를 보정하여 조업의 안정화를 도모하고 있다.Therefore, in order to suppress the occurrence of quality aging or poor operation, the experienced operator always monitors the calculation result of the setup model manually, and in case of abnormality, the operation value is stabilized by correcting the calculated values such as the interval between rolls and rolling speed. .
오퍼레이터의 수동조정에 의하여 조업의 안정화는 도모할 수 있지만, 설정변경시간의 연장을 초래하고 조업에서의 설정변경은 통상 압연속도를 낮추어 행하기 때문에 생산성이 희생된다.Operation can be stabilized by manual adjustment of the operator, but this leads to an extension of the setting change time, and the setting change in the operation is usually performed at a low rolling speed, thereby sacrificing productivity.
또한 제어시스템은 제어대상인 시스템의 특성을 수학적으로 설계하고 이를 이용하여 제어기를 구성하는 것인데, 대부분의 형상제어설비(plant)는 본질적으로 비선형특성을 가지며 시스템의 파라미터(parameter)가 지속적으로 변화하므로 고전적인 시스템이론을 이용한 수학적 설계는 매우 어렵다. 또한 시스템의 규모가 증가함에 따라 파라미터의 수가 기하학적으로 증가함으로써 시스템이 복잡해지고, 잡음 및 시스템의 시변성 등 불확정성의 특성을 가져서 고전적인 제어이론으로는 만족할만한 성과를 얻을 수 없다.In addition, the control system is designed to mathematically design the characteristics of the system to be controlled and to configure the controller using this, most of the shape control plant (plant) is inherently non-linear characteristics and the system (parameter) of the system (parameter) is constantly changing, so Mathematical design using conventional system theory is very difficult. In addition, as the size of the system increases, the number of parameters increases geometrically, which complicates the system and has uncertainty characteristics such as noise and time-varying system. Therefore, the classical control theory cannot achieve satisfactory performance.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 오퍼레이터가 수동으로 행하고 있는 과거의 조업경험에 의거하여 비선형시스템에 대한 제어기능이 뛰어나고 적용학습기능을 가진 반복학습회로망제어시스템이 개발·적용되었다.In order to solve this problem, the repetitive learning network control system with excellent control function and applied learning function has been developed and applied based on the past operation experience which the operator performs manually.
종래의 접근방법과는 달리 반복학습회로망을 이용한 형상제어설비의 제어기법은 시스템의 전달함수를 가중치에 학습시켜 형상제어설비의 동특성을 학습시킨 후 그 정보를 이용하여 제어기를 구성하는 것으로, 병렬처리로 인하여 파라미터의 증가에 따른 복잡성을 해결하는 동시에 실시간처리 및 시스템변화에 강한 적응성을 가진다.Unlike the conventional approach, the control method of the shape control equipment using the iterative learning network is to learn the dynamic characteristics of the shape control equipment by learning the transfer function of the system with the weight, and then configure the controller using the information. This solves the complexity of increasing parameters and has a strong adaptability to real-time processing and system changes.
한국특허공보 제94-13639호의 "신경회로망을 이용한 형상제어시스템"은 신경회로망을 이용하여 초기설정목록의 조정작업을 도출하는 기능을 도입하였으나 비선형요인을 많이 가지고 있는 칼만 필터를 사용하여 정도(精度)가 떨어진다.Korean Patent Publication No. 94-13639, "Shape Control System Using Neural Networks," introduces a function of deriving the adjustment of the initial setting list using neural networks, but uses a Kalman filter having many nonlinear factors. ) Falls.
한국특허출원 제97-11944호의 "신경회로망을 이용한 냉간압연강판의 형상제어방법"은 제어대상의 형상영향계수를 사용하지 않고 제어동작을 시행하고 있다.Korean Patent Application No. 97-11944, "Shape Control Method of Cold Rolled Steel Sheet Using Neural Network," performs a control operation without using a shape influence coefficient of a control target.
냉연강판의 자동형상제어에 가장 중요한 설비인 형상검출기(shapemeter)는 통상 접촉식과 비접촉식으로 구분되는데, 접촉식의 대표적인 것으로는 스트레쏘미터(stressometer)를 들 수 있으며, 비접촉식의 대표적인 것으로는 자기흡입식 형상측정기를 들 수 있다.Shape detectors, which are the most important equipment for automatic shape control of cold rolled steel sheets, are generally classified into contact type and non-contact type. A representative type of contact type is a stressometer, and a representative type of non-contact type is magnetic suction type. A measuring instrument is mentioned.
접촉식은 모두 형상검출기가 디플렉터 롤(Deflector Roll)의 형태를 가지고 있으며, 롤의 폭방향에 따라 일정한 간격으로 압력센서를 나열하여 판과의 접촉을 측정하는 방법을 사용하고 있다.In the contact type, the shape detector has the form of a deflector roll, and a method of measuring contact with a plate by arranging pressure sensors at regular intervals along the width direction of the roll.
비접촉식인 자기흡입식은 검출기와 강판과의 간격이 판장력과 반비례관계를 갖는다는 점을 이용하고 있는데, 비접촉식에 의해 냉연강판의 형상을 제어하는 종래의 방법은 다음과 같다.The non-contact magnetic suction type uses the fact that the distance between the detector and the steel sheet is inversely related to the sheet tension. The conventional method of controlling the shape of the cold rolled steel sheet by the non-contact type is as follows.
도 1에서 도시한 바와 같이, 마무리압연기의 작업롤(12)을 빠져나온 측정대상스트립(냉연강판)(13)은 스트립의 하부에 저면과 일정한 간격을 두고 설치되어 있는 형상검출기(shapemeter)(1)를 통과하면서 형상검출기(1)에 의해 형상데이터가 측정된다.As shown in FIG. 1, the measuring object strip (cold rolled steel sheet) 13 that exits the work roll 12 of the finishing mill is a shape detector 1 installed at a lower distance from the bottom of the strip 1. The shape data is measured by the shape detector 1 while passing through.
형상검출기(1)에 의하여 형상데이터를 측정하는 원리는 형상검출기(1)의 여자(勵磁)코일에 정전류를 인가하여 자화(磁化)시킨 상태에서 스트립(13)을 통과시키면 판결함에서 오는 스트립(13)과 형상검출기(1) 사이의 간격차에 따라 자력에 의한 끌어당김의 정도가 달라지게 되며, 이 끌어당김의 정도를 전압값으로 측정하는 것이다.The principle of measuring the shape data by the shape detector 1 is that when the strip 13 passes through the magnetization state by applying a constant current to the excitation coil of the shape detector 1, The degree of attraction due to the magnetic force varies depending on the gap between (13) and the shape detector 1, and the degree of attraction is measured by the voltage value.
검출된 형상검출기(1)의 신호는 프로그램로직제어기(14)에 입력되고, 입력된 신호는 신호의 불량검출, 불량신호의 삭제 및 보정의 과정을 거친다.The detected signal of the shape detector 1 is input to the program logic controller 14, and the input signal undergoes a process of detecting a bad signal, deleting and correcting the bad signal.
형상검출기(1)를 통해 받은 형상신호(Cl)를 전처리하여 형상데이터의 불량을 검출하는데, 양측 채널을 제외한 다른 채널에서 연속 3채널이상 이상치가 있는 경우나 어느 한쪽의 2채널이 연속해서 이상치가 있는 경우에는 형상불량데이터로 보고 데이터를 삭제하고, 그 외의 경우에는 이웃한 양쪽 데이터를 사용하여 형상데이터를 함수근사화하는 전처리로 형상데이터를 보정한다.The shape signal Cl received through the shape detector 1 is preprocessed to detect defects in the shape data.If there are three or more outliers in a channel other than the two channels, or two outliers are continuously If there is, the report data is deleted as shape defect data. Otherwise, the shape data is corrected by preprocessing which approximates the shape data using both neighboring data.
보정된 형상데이터[U(i)]는 하기식과 같이 표시되는 폭방향에 대한 연신율(El(i))로 변환된다.The corrected shape data U (i) is converted into an elongation El (i) in the width direction represented by the following equation.
ΔU(i):U0- U(i),ΔU (i): U 0 -U (i),
E:영물계수(2×104kg/mm2),E: Young's modulus (2 × 10 4 kg / mm 2 ),
U0:형상양호부단위장력,U 0 : shape good unit tension,
U(i):형상불량부장력.U (i): Shape failure tension.
상기 수학식 1의 U0및 U(i)는 다음과 같이 표시된다.U 0 and U (i) of Equation 1 are expressed as follows.
G: 이득률,G: gain rate,
B: 판폭,B: plate width,
P0: 형상불량부단위변위,P 0 : shape defect unit displacement,
F:형상검출기의 자기흡인력에 의해 코일 폭방향에 가해진 압력,F: pressure applied to the coil width direction by the magnetic attraction force of the shape detector,
P(i): 형상불량부 변위(mm)(P(i)=B·P0).P (i): Shape defect displacement (mm) (P (i) = B · P0).
상기 수학식 2 및 수학식 3을 수학식 1에 대입하면 연신률 El(i)는 하기의 수학식 4와 같이 변환된다.Substituting Equations 2 and 3 into Equation 1, the elongation El (i) is converted into Equation 4 below.
다음 과정으로 형상데이터에 함수근사화하는 전처리를 하여 지수함수적으로 평활화한 후 판폭방향으로 평활화처리를 하고 개별센서마다 평활화처리를 한다.In the next process, we perform preprocessing to approximate the function to the shape data, smooth them exponentially, smooth them in the plate width direction, and smooth each individual sensor.
상기 수학식 4와 같이 변환된 형상연신량을 4차함수로 근사화하여 수식으로 나타내면 하기 수학식 5와 같다. 하기 수학식 5에서 X는 판중앙으로부터의 거리를 나타내며 X의 값이 1과 -1이면 판의 끝부분을 의미하는 것이다.Equation 4 is obtained by approximating the transformed amount of shape stretching as shown in Equation 4 by the fourth order function. In Equation 5 below, X represents a distance from the center of the plate and if the value of X is 1 and -1, it means the end of the plate.
상기 수학식 5의 4차함수로부터 형상파라미터를 도출해 내는 과정은 다음과 같다.The process of deriving the shape parameter from the fourth order function of Equation 5 is as follows.
우선, 함수를 판중앙에 대해 대칭인 성분
상기 수학식 6과 수학식 7에서
대칭성분에 대하여
대칭성분 수식모델과 비대칭성분 수식모델은 하기 식과 같이 나타난다.The symmetrical component model and the asymmetrical component model are represented as follows.
β11∼β22: 대칭성분영향계수β 11 to β 22 : symmetric component influence coefficient
ΔFW: 작업롤 벤더력(Bending force)변경량ΔF W : Work roll bending force change
ΔFi: 중간롤 벤더력변경량ΔF i : Mid-roll bender force change
α11∼α22:비대칭성분영향계수α 11 to α 22 : asymmetric component impact coefficient
ΔDFW:작업롤 벤더력수준변경량ΔDF W : Work roll bender level change
ΔDs:롤간격변경량ΔD s : Roll gap change amount
β11∼β22및 α11∼α22는 조작단의 설정변경량이 형상파라미터의 변화에 미치는 영향을 표시하는 계수이고, 비대칭제어인자로는 작업롤 벤더력수준변경량과 롤간격변경량이 있지만 현재는 롤간격만을 변경시켜 비대칭제어를 행하고 있다.β 11 to β 22 and α 11 to α 22 are coefficients indicating the effect of setting change amount of the operating stage on the change of the shape parameter.Asymmetric control factors include work roll bender force level change and roll gap change amount. Asymmetric control is performed by changing only the roll interval.
따라서 수학식 9의 비대칭성분 수식모델은 하기 식과 같이 된다.Therefore, the asymmetric component equation model of Equation 9 is as follows.
상기 식들에서 산출한 형상파라미터(
산등정법은 먼저 현재 입력값을 중심으로 하여 탐색폭을 결정하고, 탐색폭에 따라 17개의 탐식점을 결정하며, 탐색점이 결정되면 이 탐색점에서의 형상의 변화를 형상수식모델을 통해 예측하고 17개 탐색점 중에서 설정된 평가함수가 최소로 되는 점을 제어입력으로 선정하는 방법이다.The ridge determination method first determines the search width based on the current input value, and then determines 17 search points according to the search width.When the search point is determined, the shape change at this search point is predicted through the shape equation model. It is a method to select the point where the evaluation function set among the three search points is the minimum as a control input.
형상제어시스템의 성능은 산등정법에서 각 탐색점에서의 형상변화량이 얼마나 잘 예측되는가, 즉 형상영향계수가 얼마나 실제값에 가까운가에 달려있다고 할 수 있으며, 대칭제어용 수식모델에서의 형상영향계수 β11∼β22는 다음과 같은 의미를 가진다.The performance of the shape control system depends on how well the shape change at each search point is predicted by the mountain climbing method, that is, how close the shape influence coefficient is to the actual value, and the shape influence coefficient β 11 in the mathematical model for symmetry control. ? 22 has the following meaning.
상기 식중에서 β11을 예로 들면, β11이란 중간롤 벤더력의 변화없이 작업롤 벤더력만 변화시켰을 때 형상파라미터
현재 사용되고 있는 영향계수는 여러번의 반복실험을 거쳐 평균된 값을 사용하거나 판폭, 두께에 대한 이론적인 계산식에 의존하고 있으며, 판폭, 두께, 강종별로 표를 만들어 두께, 폭, 강종의 범위가 바뀔때마다 SCC(Supervise Computer Contol)(15)에 불러와서 사용할 수 있도록 하고 있다.The coefficient of influence currently used depends on theoretical calculation formulas for plate width and thickness, using averaged values after several repeated experiments, and when the thickness, width and range of steel grades are changed by making a table by plate width, thickness, and steel grade. Each time it is loaded into the SCC (Supervise Computer Control) 15 and can be used.
앞에서 설명한 종래의 형상제어방법인 산등정법은 벤더력과 형상계수의 관계를 선형모델로 근사화해서 적용시키는 준(準)최적제어기법을 사용하고 있는데, 벤더력과 형상계수는 다음과 같은 비선형모델로 나타낼 수 있다.The conventional shape control method described above uses a quasi-optimal control technique that approximates the relationship between the bender force and the shape coefficient to a linear model. The bender force and the shape coefficient are represented by the following nonlinear model. Can be represented.
상기 식에서 G2(FW, FI), G4(FW, FI)는 비선형성분을 나타내는 것으로, 산등정법에서는 이러한 비선형성분을 무시하고 다음과 같은 선형모델을 이용한다.In the above formula, G 2 (F W , F I ) and G 4 (F W , F I ) represent nonlinear components, and the ridge method ignores these nonlinear components and uses the following linear model.
그러나 이러한 선형모델은 중박물 이하의 스트립에 대한 복합형상제어에 사용하는 경우 무시된 비선형성분이 형상제어에 큰 영향을 미칠 수 있어 중박물 이하의 스트립의 형상에 불량물이 많이 생길 수 있다는 문제점이 있다.However, this linear model has a problem that the neglected nonlinear components can have a big influence on the shape control when used in the complex shape control of the strip below the middle thin film. have.
실제의 냉연형상제어시스템은 복잡한 비선형시변 다입력다출력(Multi Input Multi Output)시스템이고 동특성의 수학적 모델을 구하기가 어려워서 다음과 같은 선형화된 모델을 사용하고 있다.The actual cold rolling control system is a complex nonlinear time-varying multi-input multi-output system and it is difficult to find a mathematical model of dynamic characteristics.
그러나 중박물이하의 스트립에서는 선형화과정에서 무시한 비선형성분이 무시할 수 없는 요인이 될 수 있어 선형화된 모델을 근거로 하는 산등정법으로 중박물이하의 얇은 스트립의 형상을 제어할 때는 많은 문제점이 발생할 수 있다.However, non-linear components neglected during the linearization process can be a non-negligible factor in strips below the heavy material, which can cause many problems when controlling the shape of thin strips below the heavy material by the ridge system based on the linearized model. .
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 후물은 물론 중박물 이하의 스트립에 대한 복합형상에 대해서도 고정도로 형상을 제어할 수 있고 비선형시스템을 설계하고 제어하는데 적합한 반복학습회로망제어시스템을 이용한 냉연강판의 형상제어방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, cold rolling using a repetitive learning network control system suitable for designing and controlling a nonlinear system, which can control the shape with high precision even for the complex shape for the thick material or the strip below the heavy material. It is an object of the present invention to provide a method for controlling the shape of a steel sheet.
도 1은 형상제어시스템의 구조를 나타낸 상태도,1 is a state diagram showing the structure of a shape control system;
도 2는 본 발명의 신경회로망구조를 나타낸 상태도,2 is a state diagram showing a neural network structure of the present invention;
도 3은 본 발명의 제어시스템구조를 나타낸 상태도,3 is a state diagram showing a control system structure of the present invention;
도 4는 본 발명의 퍼지-신경회로망제어기구조를 나타낸 상태도,4 is a state diagram showing the structure of a fuzzy-network controller of the present invention;
도 5는 본 발명의 프로그램구조를 나타낸 상태도,5 is a state diagram showing the program structure of the present invention;
도 6은 중간롤 벅클형태의 실험결과를 나타낸 그래프,Figure 6 is a graph showing the experimental results of the middle roll buckle form,
도 7은 에지(edge)형태의 실험결과를 나타낸 그래프,7 is a graph showing the experimental results of the edge (edge) shape,
도 8은 M 형태의 실험결과를 나타낸 그래프,8 is a graph showing the results of the M-shaped experiment,
도 9는 W 형태의 실험결과를 나타낸 그래프9 is a graph showing the experimental results of the W form
<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
1:형상검출기 10:백업롤1: Shape detector 10: Backup roll
11:중간롤 12:작업롤11: Medium roll 12: Work roll
13:스트립(strip) 14:프로그램로직제어기13: strip 14: program logic controller
15:SCC 16:유압압하력15: SCC 16: Hydraulic pressure
17:중간롤 벤더력 18:작업롤 벤더력17: Medium roll bender 18: Work roll bender
19:중간롤 시프트(shift) 20:초기지령치19: Middle roll shift 20: Initial set value
21:형상데이터 실적치21: Geometry Data Performance
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 비선형특성, 적응학습기능, 대량의 병렬처리기능, 많은 자유도를 가지는 반복학습회로망의 특성을 냉연형상제어시스템에 적용한다.In order to achieve the above object, the present invention applies a nonlinear characteristic, an adaptive learning function, a large parallel processing function, and a characteristic of a repetitive learning network having many degrees of freedom to a cold rolled shape control system.
형상제어설비의 사전정보로서 가장 많이 사용되고 있는 방법은 반복학습회로망 에뮬레이터(Emulator)의 구성이다. 도 2에서 도시한 바와 같이 미리 반복학습회로망 에뮬레이터를 이용하여 형상제어설비의 동특성을 학습시킨 다음, 형상제어설비에 대한 반복학습회로망 에뮬레이터를 이용하여 반복학습회로망제어기를 학습시킨다.The most commonly used method of preliminary information of the shape control equipment is the configuration of an iterative learning network emulator. As shown in FIG. 2, the dynamic characteristics of the shape control facility are learned using the iteration learning network emulator in advance, and then the iteration learning network controller is learned using the iteration learning network emulator for the shape control facility.
시간(t+1)의 형상자료와 그 이전의 제어자료간의 연관성을 알아보기 위하여 상관계수(Correlation coefficient)를 이용하여 에뮬레이터의 자료분석을 하였다. 이 분석방법은 시계열 예측을 위한 통계적인 접근방법에서 주어진 변수들간의 선형적인 인과관계를 분석하기 위하여 사용되는 방법이다.In order to examine the correlation between the shape data of time (t + 1) and the previous control data, the data of the emulator were analyzed using the correlation coefficient. This analysis method is used to analyze the linear causal relationship between given variables in the statistical approach for time series prediction.
라고 정의할 때, 확률변수 X와 Y의 상관계수 r은 하기식과 같이 정의된다.The correlation coefficient r of the random variables X and Y is defined as follows.
상관계수의 범위는 -1에서 1까지이며, 그 절대값이 클수록 선형적인 상관관계가 크다는 것을 나타낸다.The correlation coefficient ranges from -1 to 1, indicating that the larger the absolute value, the greater the linear correlation.
형상데이터의 상관관계분석으로부터 에뮬레이터의 입력과 출력을 결정한다.The emulator's inputs and outputs are determined from the correlation of shape data.
도 2는 신경회로망구조를 도시한 것으로, 반복학습회로망은 입력층이 10개, 출력층이 2개, 은닉층이 2개이며, 각각의 은닉층은 30개의 노드를 가지고 있다.FIG. 2 shows a neural network structure. The iterative learning network has 10 input layers, 2 output layers, 2 hidden layers, and each hidden layer has 30 nodes.
출력노드(node)의 시그모이드(Sigmoid)함수로는
본 발명의 제어시스템은 도 3에서 도시한 바와 같이 입출력데이터인식장치에 의해 형상제어설비로부터 입력된 형상제어데이터가 퍼지규칙생성시스템과 형상제어설비인터페이스장치를 거쳐 신경회로망학습기로 입력되는 구조이다.The control system of the present invention has a structure in which the shape control data input from the shape control equipment by the input / output data recognition device is input to the neural network learner through the fuzzy rule generation system and the shape control equipment interface device as shown in FIG.
제어기앞의 데드존(Deadzone)은
퍼지신경망제어기의 구조는 도 4에 도시한 바와 같다. 제어기는 형상제어시스템의 비선형적인 특성을 고려하여 적응퍼지제어기를 배치함으로써 퍼지규칙을 생성하여 형상파라미터계산모델에 이용하였다.The structure of the fuzzy neural network controller is as shown in FIG. The controller generates a fuzzy rule by using an adaptive purge controller in consideration of the nonlinear characteristics of the shape control system and uses it in the shape parameter calculation model.
본 발명에서 구성된 퍼지규칙은 다음과 같이 표현된다.The fuzzy rule constructed in the present invention is expressed as follows.
상기 식에서
입력변수값
상기식에서n은 적용되는 퍼지규칙의 수를 의미하며,
상기와 같이 구성된 퍼지-신경회로망제어기를 형상파라미터계산에 적용함으로써 종래의 비선형성에서 기인하는 다양한 문제를 해결할 수 있다.By applying the fuzzy-neural network controller configured as described above to the shape parameter calculation, various problems resulting from the conventional nonlinearity can be solved.
본 발명의 전체프로그램구조를 도 5에 도시하였다.The overall program structure of the present invention is shown in FIG.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples.
(실시예)(Example)
본 발명에서 형상불량을 갖는 강판을 모의실험에 의해
중간롤 벅클형태에 대한 형상제어의 결과는 하기 표와 같이 나타났고 그 결과를 도 6에 도시하였다.The results of the shape control on the shape of the middle roll buckles are shown in the following table and the results are shown in FIG. 6.
에지 웨이브형태에 대한 형상제어의 결과는 하기 표와 같이 나타났고 그 결과를 도 7에 도시하였다.The shape control results for the edge wave form are shown in the following table and the results are shown in FIG.
M-웨이브형태에 대한 형상제어의 결과는 하기 표와 같이 나타났고 그 결과를 도 8에 도시하였다.The shape control results for the M-wave shape are shown in the following table and the results are shown in FIG. 8.
W-웨이브형태에 대한 형상제어의 결과는 하기 표와 같이 나타났고 그 결과를 도 9에 도시하였다.The shape control results for the W-wave shape are shown in the following table and the results are shown in FIG. 9.
도 6내지 도 9의 그래프에서 가로축의 수치는 형상을 나타낸 것으로서 가로축의 수치가 0일때에는 스트립의 중앙부를, -1과 1일때는 스트립의 가장자리 즉 워크사이드(work side)와 드라이브사이드(drive side)를 나타내며, 세로축의 수치는 형상불량정도를 나타내는 것이다.In the graphs of FIGS. 6 to 9, the numbers on the horizontal axis represent shapes. When the values on the horizontal axis are 0, the center portion of the strip is -1 and 1, and the edges of the strip, that is, the work side and the drive side. ) And the vertical axis indicates the degree of shape defect.
상기와 같은 본 발명의 반복학습회로망제어시스템을 이용한 냉연강판의 형상제어방법은 종래의 냉연형상제어기가 무시한 비선형성분을 고려해줌으로써 중박물 이하의 스트립에 대한 복합형상제어에 사용하는 경우 무시된 비선형성분이 형상제어에 큰 영향을 미칠 수 있어 중박물 이하의 스트립의 형상에 불량물이 많이 생길 수 있다는 문제점을 해결하였다.The shape control method of the cold rolled steel sheet using the iterative learning network control system of the present invention as described above takes into account the nonlinear components ignored by the conventional cold rolling controller, so that the nonlinear components neglected when used in the complex shape control of the strip below the medium thickness This problem can be greatly influenced by the shape control to solve the problem that a lot of defects can be generated in the shape of the strip below the heavy thin.
따라서 후물은 물론 중박물 이하의 스트립에 대한 복합형상에 대해서도 고정도로 형상을 제어할 수 있고, 비선형시스템의 설계 및 제어에 적합하며, 산업체의 중요한 응용분야에 효과적으로 적용될 수 있는 효과가 있다.Therefore, it is possible to control the shape with high accuracy not only in the thick material but also in the complex shape for the strip below the heavy material, and it is suitable for the design and control of the nonlinear system, and it can be effectively applied to the important applications of the industry.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970056802A KR19990035067A (en) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Shape Control Method Using Fuzzy-Neural Network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970056802A KR19990035067A (en) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Shape Control Method Using Fuzzy-Neural Network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990035067A true KR19990035067A (en) | 1999-05-15 |
Family
ID=66048845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970056802A KR19990035067A (en) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | Shape Control Method Using Fuzzy-Neural Network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR19990035067A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100851199B1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-08-08 | 주식회사 포스코 | Method and system for controlling shape of steel in skin pass mill |
-
1997
- 1997-10-31 KR KR1019970056802A patent/KR19990035067A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100851199B1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-08-08 | 주식회사 포스코 | Method and system for controlling shape of steel in skin pass mill |
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