JPH0211204A - 圧延機の自動板厚制御方法 - Google Patents
圧延機の自動板厚制御方法Info
- Publication number
- JPH0211204A JPH0211204A JP63160736A JP16073688A JPH0211204A JP H0211204 A JPH0211204 A JP H0211204A JP 63160736 A JP63160736 A JP 63160736A JP 16073688 A JP16073688 A JP 16073688A JP H0211204 A JPH0211204 A JP H0211204A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- deviation
- control gain
- roll gap
- rolling mill
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- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
- B21B37/18—Automatic gauge control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、製鉄所内の圧延プロセスなどにおいて圧延材
の板厚を自動的に制御する圧延機の自動板厚制御方法に
関するものである。
の板厚を自動的に制御する圧延機の自動板厚制御方法に
関するものである。
[従来の技術]
ゲージメータ方式〔圧延機を一種の板厚測定機(ゲージ
メータ)として使用し圧延材の板厚を制御する方式〕の
自動板厚制御系〔以下、AGC(Aut。
メータ)として使用し圧延材の板厚を制御する方式〕の
自動板厚制御系〔以下、AGC(Aut。
Gauge Control)系という〕の従来の制御
ブロック線図を第3図に示す。この第3図において、Δ
Hは入側板厚偏差、Δhは出側板厚偏差、ΔSは圧延機
のロール間隙偏差、ΔPは圧延荷重偏差、G(s)は伝
達関数で、下式(1)にて与えられる。
ブロック線図を第3図に示す。この第3図において、Δ
Hは入側板厚偏差、Δhは出側板厚偏差、ΔSは圧延機
のロール間隙偏差、ΔPは圧延荷重偏差、G(s)は伝
達関数で、下式(1)にて与えられる。
ωま
ただし、(1)式において、ηは減衰係数、ωは共振周
波数である。
波数である。
また、Mは圧延機のミル定数、Qは材料塑性係数、Kは
AGC制御ゲイン、kはチューニング率、Mcは制御用
ミル定数である。
AGC制御ゲイン、kはチューニング率、Mcは制御用
ミル定数である。
このAGC系では、入側板厚偏差ΔHおよびロール間隙
偏差ΔSを検出し、これらの偏差ΔI]およびΔSにM
Q/(M+Q)を乗算して加算することで圧延機におけ
る圧延荷重偏差ΔPが得られる。
偏差ΔSを検出し、これらの偏差ΔI]およびΔSにM
Q/(M+Q)を乗算して加算することで圧延機におけ
る圧延荷重偏差ΔPが得られる。
なお、この圧延荷重偏差ΔPは、実際にはロードセルに
より検出される。そして、この圧延荷重偏差ΔPに基づ
き、ロール間隙Sを調節する油圧サーボへその制御量Δ
U(=に/Me)が出力される。
より検出される。そして、この圧延荷重偏差ΔPに基づ
き、ロール間隙Sを調節する油圧サーボへその制御量Δ
U(=に/Me)が出力される。
油圧サーボは、入力(−ΔS−ΔU)に対しに−G(s
)/sなる伝達関数にて動作しロール間隙Sを偏差ΔS
だけ変更制御することになる。これにより、出側板厚偏
差Δhは、ΔS+ΔP/Mとなるように制御される。
)/sなる伝達関数にて動作しロール間隙Sを偏差ΔS
だけ変更制御することになる。これにより、出側板厚偏
差Δhは、ΔS+ΔP/Mとなるように制御される。
このとき、AGC制御制御ゲイン膜正値になるように設
定することで、油圧サーボ系の動特性が適正化される。
定することで、油圧サーボ系の動特性が適正化される。
ところで、従来、AGC制御ゲインには次のような方式
により設定されている。
により設定されている。
■テーブル方式
圧延材の板厚、板幅、鋼種などによってAGC制御ゲイ
ンを層別しテーブル化してコンピュータ内にそなえてお
き、圧延ごとに適当なゲインを読み出し、そのゲインを
使用する方式(2)関数方式 最適とされるAGC制御ゲインをミル定数M。
ンを層別しテーブル化してコンピュータ内にそなえてお
き、圧延ごとに適当なゲインを読み出し、そのゲインを
使用する方式(2)関数方式 最適とされるAGC制御ゲインをミル定数M。
材料塑性係数Q、油圧サーボ系のパラメータη。
ω等の関数f(M、Q、 η、ω、・・・)として与
えておき、圧延ごとに演算して使用する方式[発明が解
決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の圧延機の自動板厚制御手
段において、テーブル方式でAGC制御制御ゲイン膜定
する場合、きめ細かなゲイン設定を行なえず、また関数
方式でAGC制御制御ゲイン膜定する場合には、油圧サ
ーボ系のパラメータη、ωの経時的変化あるいは材料塑
性係数Qの推定誤差やスキッド部での変動に対応できな
い。また、いずれの方式でも、AGC制御ゲインには圧
延中固定されているので、油圧サーボ系の動特性を常に
適正状態に保持できない。
えておき、圧延ごとに演算して使用する方式[発明が解
決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の圧延機の自動板厚制御手
段において、テーブル方式でAGC制御制御ゲイン膜定
する場合、きめ細かなゲイン設定を行なえず、また関数
方式でAGC制御制御ゲイン膜定する場合には、油圧サ
ーボ系のパラメータη、ωの経時的変化あるいは材料塑
性係数Qの推定誤差やスキッド部での変動に対応できな
い。また、いずれの方式でも、AGC制御ゲインには圧
延中固定されているので、油圧サーボ系の動特性を常に
適正状態に保持できない。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされた
もので、圧延中に材料特性に応じた制御ゲインを設定で
きるようにして、圧下系(油圧サーボ系)の動特性を常
に適正状態に保ち、圧下系の応答改善および歩留りの向
上をはかった圧延機の自動板厚制御方法を提供すること
を目的とする。
もので、圧延中に材料特性に応じた制御ゲインを設定で
きるようにして、圧下系(油圧サーボ系)の動特性を常
に適正状態に保ち、圧下系の応答改善および歩留りの向
上をはかった圧延機の自動板厚制御方法を提供すること
を目的とする。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するために、本発明の圧延機の自動板厚
制御方法は、圧延機による圧延中に、計測されたロール
間隙偏差および圧延荷重偏差に基づいてオンラインで圧
延材の入側板厚偏差から上記ロール間隙偏差への伝達関
数の係数を推定してから、その係数に基づき圧下系の最
適制御ゲインを演算し、この最適制御ゲインを上記圧下
系の制御ゲインとして設定することを特徴としている。
制御方法は、圧延機による圧延中に、計測されたロール
間隙偏差および圧延荷重偏差に基づいてオンラインで圧
延材の入側板厚偏差から上記ロール間隙偏差への伝達関
数の係数を推定してから、その係数に基づき圧下系の最
適制御ゲインを演算し、この最適制御ゲインを上記圧下
系の制御ゲインとして設定することを特徴としている。
[作 用]
上述した本発明の圧延機の自動板厚制御方法では、圧延
機による圧延中に、常時、ロール間隙偏差および圧延荷
重偏差に基づき圧延材の入側板厚偏差から上記ロール間
隙偏差への伝達関数の係数がオンラインで推定され、そ
の結果に基づいて圧下系の最適制御ゲインが求められ制
御ゲインとして設定されるので、従来、圧延中に固定さ
れてぃた制御ゲインが、常時、圧延中の材料の特性に応
じた最適制御ゲインに変更・保持される。
機による圧延中に、常時、ロール間隙偏差および圧延荷
重偏差に基づき圧延材の入側板厚偏差から上記ロール間
隙偏差への伝達関数の係数がオンラインで推定され、そ
の結果に基づいて圧下系の最適制御ゲインが求められ制
御ゲインとして設定されるので、従来、圧延中に固定さ
れてぃた制御ゲインが、常時、圧延中の材料の特性に応
じた最適制御ゲインに変更・保持される。
[発明の実施例]
以下、図面により本発明の一実施例としての圧延機の自
動板厚制御方法を説明すると、第1図は本実施例の方法
を適用された装置の構成を示すブロック図、第2図は本
実施例の方法によるAGC系を説明するための制御ブロ
ック線図である。
動板厚制御方法を説明すると、第1図は本実施例の方法
を適用された装置の構成を示すブロック図、第2図は本
実施例の方法によるAGC系を説明するための制御ブロ
ック線図である。
まず、第1図により本方法を実施するための装置の構成
について説明する。第1図において、1は圧延機、la
、laはこの圧延機1の圧延ロール、2は圧延機1によ
り圧延される圧延材、3は圧延機1の圧延ロールla、
laの間隙偏差(以下、ロール間隙偏差という)ΔSを
計測しうるマグネスケール、4は圧延機1におけるロー
ル間隙を調整するための油圧サーボ系(圧下系)、5は
圧延機1における圧延荷重偏差ΔPを検出するロードセ
ルである。
について説明する。第1図において、1は圧延機、la
、laはこの圧延機1の圧延ロール、2は圧延機1によ
り圧延される圧延材、3は圧延機1の圧延ロールla、
laの間隙偏差(以下、ロール間隙偏差という)ΔSを
計測しうるマグネスケール、4は圧延機1におけるロー
ル間隙を調整するための油圧サーボ系(圧下系)、5は
圧延機1における圧延荷重偏差ΔPを検出するロードセ
ルである。
また、6は本発明の特徴的な部分を構成するAGC系の
セルフチューニング装置で、このセルフチューニング装
置6は、オンラインパラメータ推定部6aと、最適制御
ゲイン演算部6bとから構成されている。オンラインパ
ラメータ推定部6aは、圧延機1による圧延中にマグネ
スケール3からのロール間隙偏差ΔSに基づいてオンラ
インで圧延材2の入側板厚偏差ΔHからロール間隙偏差
ΔSへの伝達関数の係数を推定するものであり、最適制
御ゲイン演算部6bは、オンラインパラメータ推定部6
aにより推定された伝達関数の係数に基づき油圧サーボ
系4の最適制御ゲインKoptを演算するものである。
セルフチューニング装置で、このセルフチューニング装
置6は、オンラインパラメータ推定部6aと、最適制御
ゲイン演算部6bとから構成されている。オンラインパ
ラメータ推定部6aは、圧延機1による圧延中にマグネ
スケール3からのロール間隙偏差ΔSに基づいてオンラ
インで圧延材2の入側板厚偏差ΔHからロール間隙偏差
ΔSへの伝達関数の係数を推定するものであり、最適制
御ゲイン演算部6bは、オンラインパラメータ推定部6
aにより推定された伝達関数の係数に基づき油圧サーボ
系4の最適制御ゲインKoptを演算するものである。
これらのオンラインパラメータ推定部6aおよび最適制
御ゲイン演算部6bの具体的な処理動作は後述する。
御ゲイン演算部6bの具体的な処理動作は後述する。
さらに、7はAGC装置で、このAGC装置7は、制御
部7aとゲイン設定部7bとから構成されている。制御
部7aは、圧延荷重偏差ΔP、ロール間隙偏差ΔSおよ
び所定のAGC制御ゲインに基づいて油圧サーボ系4を
駆動制御するものであり、ゲイン設定部7bは、最適制
御ゲイン演算部6bにより演算された最適制御ゲインK
optを、所定のAGC制御ゲインとして制御部7a
に設定するものである。
部7aとゲイン設定部7bとから構成されている。制御
部7aは、圧延荷重偏差ΔP、ロール間隙偏差ΔSおよ
び所定のAGC制御ゲインに基づいて油圧サーボ系4を
駆動制御するものであり、ゲイン設定部7bは、最適制
御ゲイン演算部6bにより演算された最適制御ゲインK
optを、所定のAGC制御ゲインとして制御部7a
に設定するものである。
次に、上述した装置による具体的な制御処理動作を、第
2図を用いて説明する。なお、第2図は第3図とほぼ同
様のもので、図中の符号も共通するものは同一でありそ
の説明は省略する。
2図を用いて説明する。なお、第2図は第3図とほぼ同
様のもので、図中の符号も共通するものは同一でありそ
の説明は省略する。
まず、第2図に基づいて、入側板厚偏差ΔHからロール
間隙偏差ΔSへの伝達関数を求めると、次式(2)のよ
うになる。
間隙偏差ΔSへの伝達関数を求めると、次式(2)のよ
うになる。
・・(2)
この(2)式において、
である。
今、入側板厚偏差ΔHが、ホワイトノイズの成形フィル
タを通過した信号であると仮定すると、この入側板厚偏
差ΔHは次式(4)で近似される。
タを通過した信号であると仮定すると、この入側板厚偏
差ΔHは次式(4)で近似される。
この(4)式において、εはホワイトノイズ、Tは成形
フィルタの時定数である。(4)式を(2)式に代入し
て整理すると次式(5)を得る。
フィルタの時定数である。(4)式を(2)式に代入し
て整理すると次式(5)を得る。
β7
・・・(5)
この(5)式において、
・・・(7)
この(7)式の差分に際しては、差分時間(サンプリン
グ時間)をΔtとし、行列M、ベクトルαおよびaを次
式(8)のように定義した場合1次々式(9)が成り立
つような差分方法をとった。
グ時間)をΔtとし、行列M、ベクトルαおよびaを次
式(8)のように定義した場合1次々式(9)が成り立
つような差分方法をとった。
である。ラプラスオペレータSと2変換オペレータ2と
の関係式を用いて、(5)式を差分化すると、次式(7
)が得られる。
の関係式を用いて、(5)式を差分化すると、次式(7
)が得られる。
M・ α=a ・・・(9)次
に、(7)式の分母分子をaoで除算して、書き直すと
次式(10)が得られる。
に、(7)式の分母分子をaoで除算して、書き直すと
次式(10)が得られる。
・・・(10)
さらに、(lO)式を時系列データを用いて書き直すと
、次式(11)となる。
、次式(11)となる。
ここで、ΔSKは圧延巾測定できるので、AR(自己回
帰)モデルとしてa工′〜a 4+を推定することがで
きる。
帰)モデルとしてa工′〜a 4+を推定することがで
きる。
さて、本実施例では、セルフチューニング装置6のオン
ラインパラメータ推定部6aにて行なわれる推定には、
4次のカルマンフィルタを用いる。
ラインパラメータ推定部6aにて行なわれる推定には、
4次のカルマンフィルタを用いる。
a′を次式(12)のように定義すると、あるスカシX
に対して次々式(13)が成り立つ。
に対して次々式(13)が成り立つ。
a”” (11al’l aZ’l 83’l 84’
)T”’(12)x ・a =M−1・a ’
−(13)今、al’=x ・al(i =O−4)
と定義すルト、(6)、 (7)式より次式(14)が
成り立つ。
)T”’(12)x ・a =M−1・a ’
−(13)今、al’=x ・al(i =O−4)
と定義すルト、(6)、 (7)式より次式(14)が
成り立つ。
α。’=Tx
α1’=(1+2ηωT)x
M+Q
このように、オンラインパラメータ推定器6aにおいて
、(14)式に基づいて演算を実施することにより、入
側板厚偏差ΔHからロール間隙偏差ΔSへの伝達関数に
ついてのパラメータが演算される。
、(14)式に基づいて演算を実施することにより、入
側板厚偏差ΔHからロール間隙偏差ΔSへの伝達関数に
ついてのパラメータが演算される。
一方、最適なAGC制御ゲインK optは次式(15
)のように記述される(例えば特開昭59−19016
号公報に記載された方法により与えられる)。
)のように記述される(例えば特開昭59−19016
号公報に記載された方法により与えられる)。
そして、ω2および2ηωを推定できたとし。
さらにη= v”2 / 2に調整できたとして、これ
らをそれぞれp+’Tとおくと、最適制御ゲイン演算部
6bにおいて、オンラインパラメータ、推定器6aによ
る推定結果である(14)式を用い、(15)式に基づ
いて、最適なAGC制御ゲインKOρtは1次式(16
)にて求められる。
らをそれぞれp+’Tとおくと、最適制御ゲイン演算部
6bにおいて、オンラインパラメータ、推定器6aによ
る推定結果である(14)式を用い、(15)式に基づ
いて、最適なAGC制御ゲインKOρtは1次式(16
)にて求められる。
以上のように演算された最適制御ゲインK aptを、
ゲイン設定部7bにより制御部7aに制御ゲインにとし
て設定することで、圧延中に固定されていた制御ゲイン
Kが、常時圧延中の圧延材2の特性に応じた最適制御ゲ
インに変更・保持されることになるので、油圧サーボ系
4の動特性を常に適正状態に保つことができ、油圧サー
ボ系4の応答性が改善されるとともに、歩留りが向上す
る。
ゲイン設定部7bにより制御部7aに制御ゲインにとし
て設定することで、圧延中に固定されていた制御ゲイン
Kが、常時圧延中の圧延材2の特性に応じた最適制御ゲ
インに変更・保持されることになるので、油圧サーボ系
4の動特性を常に適正状態に保つことができ、油圧サー
ボ系4の応答性が改善されるとともに、歩留りが向上す
る。
[発明の効果]
以上詳述したように、本発明の圧延機の自動板厚制御方
法によれば、圧下系の制御ゲインを、常時、圧延中の材
料の特性に応じた最適制御ゲインに変更・保持できるよ
うになるので、圧下系の動特性が常に適正状態に保たれ
、圧下系の応答性を改善できるとともに歩留りの向上を
実現できる効果が得られる。
法によれば、圧下系の制御ゲインを、常時、圧延中の材
料の特性に応じた最適制御ゲインに変更・保持できるよ
うになるので、圧下系の動特性が常に適正状態に保たれ
、圧下系の応答性を改善できるとともに歩留りの向上を
実現できる効果が得られる。
第1,2図は本発明の一実施例としての圧延機の自動板
厚制御方法を示すもので、第1図は本実施例の方法を適
用された装置の構成を示すブロック図、第2図は本実施
例の方法によるAGC系を説明するための制御ブロック
線図であり、第3図は従来の圧延機の自動板厚制御手段
によるAGC系を説明するための制御ブロック線図であ
る。 図において、1・−圧延機、1a・・・−圧延ロール、
2−・圧延材、3・−・マグネスケール、4−・油圧サ
ーボ系(圧下系)、5・・−ロードセル、6・・・セル
フチュニング装置、6a・−・オンラインパラメータ推
定部、6b−・・最適制御ゲイン演算部、7・・・AG
C装置、7a−・・制御部、7b・・−ゲイン設定部。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所
厚制御方法を示すもので、第1図は本実施例の方法を適
用された装置の構成を示すブロック図、第2図は本実施
例の方法によるAGC系を説明するための制御ブロック
線図であり、第3図は従来の圧延機の自動板厚制御手段
によるAGC系を説明するための制御ブロック線図であ
る。 図において、1・−圧延機、1a・・・−圧延ロール、
2−・圧延材、3・−・マグネスケール、4−・油圧サ
ーボ系(圧下系)、5・・−ロードセル、6・・・セル
フチュニング装置、6a・−・オンラインパラメータ推
定部、6b−・・最適制御ゲイン演算部、7・・・AG
C装置、7a−・・制御部、7b・・−ゲイン設定部。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所
Claims (1)
- 圧延機のロール間隙偏差および圧延荷重偏差を計測し、
計測されたロール間隙偏差および圧延荷重偏差に基づき
圧下系を駆動制御して、上記圧延機により圧延される圧
延材の板厚を自動的に制御する圧延機の自動板厚制御方
法において、上記圧延機による圧延中に、計測された上
記ロール間隙偏差に基づいてオンラインで上記圧延材の
入側板厚偏差から上記ロール間隙偏差への伝達関数の係
数を推定してから、推定された上記伝達関数の係数に基
づき上記圧下系の最適制御ゲインを演算し、演算された
上記最適制御ゲインを上記圧下系の制御ゲインとして設
定することを特徴とする圧延機の自動板厚制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63160736A JPH0211204A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 圧延機の自動板厚制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63160736A JPH0211204A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 圧延機の自動板厚制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0211204A true JPH0211204A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15721345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63160736A Pending JPH0211204A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 圧延機の自動板厚制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0211204A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102513369A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-27 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 液压伺服模拟控制装置及其控制方法 |
| JP2015112615A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | Jfeスチール株式会社 | 板厚制御装置および板厚制御方法 |
| CN110404977A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-05 | 东北大学 | 一种板带轧制过程在线质量判定方法 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63160736A patent/JPH0211204A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102513369A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-27 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 液压伺服模拟控制装置及其控制方法 |
| JP2015112615A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | Jfeスチール株式会社 | 板厚制御装置および板厚制御方法 |
| CN110404977A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-05 | 东北大学 | 一种板带轧制过程在线质量判定方法 |
| CN110404977B (zh) * | 2019-07-26 | 2020-07-28 | 东北大学 | 一种板带轧制过程在线质量判定方法 |
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