JPH02207910A - 連続圧延機のルーパ制御装置 - Google Patents
連続圧延機のルーパ制御装置Info
- Publication number
- JPH02207910A JPH02207910A JP1027886A JP2788689A JPH02207910A JP H02207910 A JPH02207910 A JP H02207910A JP 1027886 A JP1027886 A JP 1027886A JP 2788689 A JP2788689 A JP 2788689A JP H02207910 A JPH02207910 A JP H02207910A
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- JP
- Japan
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- looper
- value
- proportional
- deviation
- speed
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
-
- 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
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/50—Tension control; Compression control by looper control
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- 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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は連続圧延機に係り、特にルーパ動作角度および
スタンド間張力の制御を行うためのルーパ制御装置に関
する。
スタンド間張力の制御を行うためのルーパ制御装置に関
する。
（従来の技術）
連続圧延機において、製品品質を評価する重要な要素は
、板厚、板幅、板クラウン量および板平坦度であるが、
スタンド間張力値はこれらの要素に及ぼす影響が大きい
ため、これをできる限り一定に保つことが望ましい。こ
のため、熱間連続圧延機では各圧延スタンド間に設けら
れたルーパ機構によって張力値の変化分を吸収するよう
な制御が行なわれている。
、板厚、板幅、板クラウン量および板平坦度であるが、
スタンド間張力値はこれらの要素に及ぼす影響が大きい
ため、これをできる限り一定に保つことが望ましい。こ
のため、熱間連続圧延機では各圧延スタンド間に設けら
れたルーパ機構によって張力値の変化分を吸収するよう
な制御が行なわれている。
従来、スタンドにルーパを備えた連続圧延機のルーパ制
御装置においては、スタンド間張力はルーパ駆動電動機
に所定のトルクを発生させ、かつルーパ動作角度を主機
雷動機のスタンド間速度差を変えることにより制御して
いた。しかし、この方式では、主機電動機のスタンド間
速度差を修正することによってスタンド間の材料長さが
変化することとなり、これに追随するようにルーパ動作
角度制御が行われるため、このルーパ動作角度制御によ
るスタンド間張力変動が大きくなるという欠点があった
。
御装置においては、スタンド間張力はルーパ駆動電動機
に所定のトルクを発生させ、かつルーパ動作角度を主機
雷動機のスタンド間速度差を変えることにより制御して
いた。しかし、この方式では、主機電動機のスタンド間
速度差を修正することによってスタンド間の材料長さが
変化することとなり、これに追随するようにルーパ動作
角度制御が行われるため、このルーパ動作角度制御によ
るスタンド間張力変動が大きくなるという欠点があった
。
また、この張力変動を小さく抑えるべくルーパ動作角度
の制御を行うと、制御の応答を低下させなければならず
、時間的変化の速い外乱に追随できないという欠点があ
った。
の制御を行うと、制御の応答を低下させなければならず
、時間的変化の速い外乱に追随できないという欠点があ
った。
一方、上記の問題を解決するために最適制御理論を適用
したルーパ制御装置として、例えば特公昭５９−４４１
２９、特開昭５８−８６９１９、特開昭５９−１１８２
１３、特開昭５９−１１８２１４などが提案されている
。
したルーパ制御装置として、例えば特公昭５９−４４１
２９、特開昭５８−８６９１９、特開昭５９−１１８２
１３、特開昭５９−１１８２１４などが提案されている
。
特公昭５９−４４１２９はルーパ動作角速度、ルーパ動
作角度、スタンド間張力、スタンド間材料速度差を最適
制御理論における状態量として扱い、比例動作のみによ
るフィードバックを構成するものであるが、定常的に比
較的大きな外乱がある場合とか、目標張力が時間的に変
化する場合は、オフセットを生じて制御性能を低下させ
、極端な場合には板切れを招く。
作角度、スタンド間張力、スタンド間材料速度差を最適
制御理論における状態量として扱い、比例動作のみによ
るフィードバックを構成するものであるが、定常的に比
較的大きな外乱がある場合とか、目標張力が時間的に変
化する場合は、オフセットを生じて制御性能を低下させ
、極端な場合には板切れを招く。
特開昭５８−８６９１９は特公昭５９−４４１２９の手
法に対して積分動作を加えることにより基準値を自己設
定して上記のオフセットを取除こうとするものである。
法に対して積分動作を加えることにより基準値を自己設
定して上記のオフセットを取除こうとするものである。
これらの特公昭５９−４４１２９および特開昭５８−８
６９１９では制御対象を線形近似化するときに使用した
テーラ−展開の基準値回りの偏差に対する比例動作を行
っており、実際に制御を行うにあたってこの基準値を入
力する必要があること、また基準値からのずれの大きい
制御開始時に比例動作分が大きく出るため操業安定性の
面で問題のあること、など解決すべき問題が残っていた
。
６９１９では制御対象を線形近似化するときに使用した
テーラ−展開の基準値回りの偏差に対する比例動作を行
っており、実際に制御を行うにあたってこの基準値を入
力する必要があること、また基準値からのずれの大きい
制御開始時に比例動作分が大きく出るため操業安定性の
面で問題のあること、など解決すべき問題が残っていた
。
特開昭５９−１１８２１３ではこの問題を解決するため
、積分形最適レギュレータ理論の立場から制御モデルを
見直し、積分動作は制御目標値を持つ変数に対して目標
値からの偏差を積分することにより行い、比例動作は比
例動作の対象となる変数のロックオン値（制御開始時の
値）からの偏差に対して行うという形感のルーパ制御装
置を提案している。
、積分形最適レギュレータ理論の立場から制御モデルを
見直し、積分動作は制御目標値を持つ変数に対して目標
値からの偏差を積分することにより行い、比例動作は比
例動作の対象となる変数のロックオン値（制御開始時の
値）からの偏差に対して行うという形感のルーパ制御装
置を提案している。
さらに、特開昭５９−１１８２１４では特開昭５９−１
１８２１３に対してルーパ駆動電動機電流制御装置の替
りにルーパ駆動電動機回転速度制御を採用することによ
りルーパ動作角度の安定性向上を図ったものである。
１８２１３に対してルーパ駆動電動機電流制御装置の替
りにルーパ駆動電動機回転速度制御を採用することによ
りルーパ動作角度の安定性向上を図ったものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、最適制御の立場から構築した上述した４
件の提案を実際の圧延プロセスに適用しようとした場合
、フィードバックループ数が多いため検出信号の雑音の
影響を受けやすいこと、フィードバックルー、ブ数が多
いため制御ゲインの調整に多大の時間を要すること、圧
延速度変化に伴う圧延プロセス特性変化に対する制御ゲ
インをしなければならないという問題がある。
件の提案を実際の圧延プロセスに適用しようとした場合
、フィードバックループ数が多いため検出信号の雑音の
影響を受けやすいこと、フィードバックルー、ブ数が多
いため制御ゲインの調整に多大の時間を要すること、圧
延速度変化に伴う圧延プロセス特性変化に対する制御ゲ
インをしなければならないという問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために成さ
れたもので、実プロセスでの実施に適するように、最適
制御の立場から簡略でかつ圧延プロセス特性変化に対す
る補償機能を備えた連続圧延機のルーパ制御装置を提供
することを目的とする。
れたもので、実プロセスでの実施に適するように、最適
制御の立場から簡略でかつ圧延プロセス特性変化に対す
る補償機能を備えた連続圧延機のルーパ制御装置を提供
することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明によればルーパ駆動電動機に流れる電機予電流を
制御するルーパ電流制御装置とルーパに隣接する圧延ス
タンドのロールを駆動する主機電動機の回転速度を制御
する主機速度制御装置を有する連続圧延機のルーパ制御
装置において、スタンド間の被圧延材の張力検出値と張
力目標値との偏差について積分動作を行う第１の積分手
段と、張力検出値と制御開始時の張力検出値との偏差に
ついて比例動作を行う第１の比例手段と、ルーパ動作角
度検出値とルーパ動作角度目標値との偏差について積分
動作を行う第２の積分手段と、ルーパ動作角度検出値と
制御開始時のルーパ動作角度検出値との偏差についての
比例動作を行う第２の比例手段と、前記ルーパ駆動電動
機の回転速度検出値と制御開始時の値との偏差について
比例動作を行う第３の比例手段と、前記第１および第２
の積分手段並びに前記第１ないし第３の比例手段の各出
力を加算することにより前記ルーパ電流制御装置の電流
目標値修正量を合成し、前記ルーパ電流制御装置に対し
出力する第１の合成手段と、スタンド間の被圧延材の張
力検出値と張力目標値との偏差について積分動作を行う
第３の積分手段と、張力検出値と制御開始時の張力検出
値との偏差について比例動作を行う第４の比例手段と、
ルーパ動作角度検出値とルーパ動作角度目標値との偏差
について積分動作を行う第４の積分手段と、ルーパ動作
角度検出値と制御開始時のルーパ動作角度検出値との偏
差についての比例動作を行う第５の比例手段と、前記ル
ーパ駆動電動機の回転速度検出値と制御開始時の値との
偏差について比例動作を行う第６の比例手段と、前記お
よび第４の積分手段並びに前記第４ないし第６の比例手
段の各出力を加算することにより前記主機速度制御装置
の速度目標値修正量を合成し前記主機速度制御装置に出
力する第２の合成手段と、を備えたことを特徴とし、ま
たルーパ駆動電動機の回転速度を制御するルーパ速度制
御装置とルーパに隣接する圧延スタンドのロールを駆動
する主機電動機の回転速度を制御する主機速度制御装置
を有する連続圧延機のルーパ制御装置において、スタン
ド間の被圧延材の張力検出値と張力目標値との偏差につ
いて積分動作を行う第１の積分手段と、張力検出値と制
御開始時の張力検出値との偏差について比例動作を行う
第１の比例手段と、ルーパ動作角度検出値とルーパ動作
角度目標値との偏差について積分動作を行う第２の積分
手段と、ルーパ動作角度検出値と制御開始時のルーパ動
作角度検出値との偏差についての比例動作を行う第２の
比例手段と、前記ルーパ駆動電動機の回転速度検出値と
制御開始時の値との偏差について比例動作を行う第３の
比例手段と、前記第１および第２の積分手段並びに前記
第１ないし第３の比例手段の各出力を加算することによ
り前記ルーパ速度制御装置の速度目標値修正量を合成し
前記ルーパ速度制御装置に対し出力する第１の合成手段
と、スタンド間の被圧延材の張力検出値と張力目標値と
の偏差について積分動作を行う第３の積分手段と、張力
検出値と制御開始時の張力検出値との偏差について比例
動作を行う第４の比例手段と、ルーパ動作角度検出値と
ルーパ動作角度目標値との偏差について積分動作を行う
第４の積分手段と、ルーパ動作角度検出値と制御開始時
のルーパ動作角度検出値との偏差についての比例動作を
行う第５の比例手段と、前記ルーパ駆動電動機の回転速
度検出値と制御開始時の値との偏差について比例動作を
行う第６の比例手段と、前記第３および第４の積分手段
並びに第４ないし第６の比例手段の各出力を加算するこ
とにより前記主機速度制御装置の速度目標値修正量を合
成し前記主機速度制御装置に出力する第２の合成手段と
を備えたことを特徴としている。
制御するルーパ電流制御装置とルーパに隣接する圧延ス
タンドのロールを駆動する主機電動機の回転速度を制御
する主機速度制御装置を有する連続圧延機のルーパ制御
装置において、スタンド間の被圧延材の張力検出値と張
力目標値との偏差について積分動作を行う第１の積分手
段と、張力検出値と制御開始時の張力検出値との偏差に
ついて比例動作を行う第１の比例手段と、ルーパ動作角
度検出値とルーパ動作角度目標値との偏差について積分
動作を行う第２の積分手段と、ルーパ動作角度検出値と
制御開始時のルーパ動作角度検出値との偏差についての
比例動作を行う第２の比例手段と、前記ルーパ駆動電動
機の回転速度検出値と制御開始時の値との偏差について
比例動作を行う第３の比例手段と、前記第１および第２
の積分手段並びに前記第１ないし第３の比例手段の各出
力を加算することにより前記ルーパ電流制御装置の電流
目標値修正量を合成し、前記ルーパ電流制御装置に対し
出力する第１の合成手段と、スタンド間の被圧延材の張
力検出値と張力目標値との偏差について積分動作を行う
第３の積分手段と、張力検出値と制御開始時の張力検出
値との偏差について比例動作を行う第４の比例手段と、
ルーパ動作角度検出値とルーパ動作角度目標値との偏差
について積分動作を行う第４の積分手段と、ルーパ動作
角度検出値と制御開始時のルーパ動作角度検出値との偏
差についての比例動作を行う第５の比例手段と、前記ル
ーパ駆動電動機の回転速度検出値と制御開始時の値との
偏差について比例動作を行う第６の比例手段と、前記お
よび第４の積分手段並びに前記第４ないし第６の比例手
段の各出力を加算することにより前記主機速度制御装置
の速度目標値修正量を合成し前記主機速度制御装置に出
力する第２の合成手段と、を備えたことを特徴とし、ま
たルーパ駆動電動機の回転速度を制御するルーパ速度制
御装置とルーパに隣接する圧延スタンドのロールを駆動
する主機電動機の回転速度を制御する主機速度制御装置
を有する連続圧延機のルーパ制御装置において、スタン
ド間の被圧延材の張力検出値と張力目標値との偏差につ
いて積分動作を行う第１の積分手段と、張力検出値と制
御開始時の張力検出値との偏差について比例動作を行う
第１の比例手段と、ルーパ動作角度検出値とルーパ動作
角度目標値との偏差について積分動作を行う第２の積分
手段と、ルーパ動作角度検出値と制御開始時のルーパ動
作角度検出値との偏差についての比例動作を行う第２の
比例手段と、前記ルーパ駆動電動機の回転速度検出値と
制御開始時の値との偏差について比例動作を行う第３の
比例手段と、前記第１および第２の積分手段並びに前記
第１ないし第３の比例手段の各出力を加算することによ
り前記ルーパ速度制御装置の速度目標値修正量を合成し
前記ルーパ速度制御装置に対し出力する第１の合成手段
と、スタンド間の被圧延材の張力検出値と張力目標値と
の偏差について積分動作を行う第３の積分手段と、張力
検出値と制御開始時の張力検出値との偏差について比例
動作を行う第４の比例手段と、ルーパ動作角度検出値と
ルーパ動作角度目標値との偏差について積分動作を行う
第４の積分手段と、ルーパ動作角度検出値と制御開始時
のルーパ動作角度検出値との偏差についての比例動作を
行う第５の比例手段と、前記ルーパ駆動電動機の回転速
度検出値と制御開始時の値との偏差について比例動作を
行う第６の比例手段と、前記第３および第４の積分手段
並びに第４ないし第６の比例手段の各出力を加算するこ
とにより前記主機速度制御装置の速度目標値修正量を合
成し前記主機速度制御装置に出力する第２の合成手段と
を備えたことを特徴としている。
（作 用）
本発明では、ルーパ動作角度、スタンド間張力、ルーパ
駆動電動機速度の各検出信号のみから最適制御で必要と
なる状態ベクトルを構築することによりフィードバック
ループ数を抑えたために検出信号の雑音の影響を受けに
くく、また調整すべき制御ゲインの数も従来技術に比べ
少ない。このため容易に制御ゲインの調整を行うことが
出来る。
駆動電動機速度の各検出信号のみから最適制御で必要と
なる状態ベクトルを構築することによりフィードバック
ループ数を抑えたために検出信号の雑音の影響を受けに
くく、また調整すべき制御ゲインの数も従来技術に比べ
少ない。このため容易に制御ゲインの調整を行うことが
出来る。
また圧延速度変化に伴う圧延プロセス特性変化に対する
制御ゲインの補償を実施するために被圧延材が連続圧延
機に達する前に予め決められている圧延スケジュール等
の圧延情報を用いて例えば通板速度時と圧延最高速度時
の２点の圧延速度における積分および比例ゲインを計算
し記憶しておき、圧延中は主機電動機の速度目標値また
は実績値を用いて線形補間した積分および比例ゲインを
設定するようにしているため、圧延プロセス特性変化の
影響も受けにくい。
制御ゲインの補償を実施するために被圧延材が連続圧延
機に達する前に予め決められている圧延スケジュール等
の圧延情報を用いて例えば通板速度時と圧延最高速度時
の２点の圧延速度における積分および比例ゲインを計算
し記憶しておき、圧延中は主機電動機の速度目標値また
は実績値を用いて線形補間した積分および比例ゲインを
設定するようにしているため、圧延プロセス特性変化の
影響も受けにくい。
（実施例）
（第１の実施例）
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。第
１図において、ルーパ電流制御装置（ルーパＡＣＲ）１
はルーパ駆動電動機２のルーパ電機子電流Ｉを制御し、
これによりルーパ機械系３を駆動する。ルーパ機構自体
の構成および機能の一般的な説明については、前述の特
公昭５９−４４１２９、特開昭５８−８６９１９におい
てすでに公知であるのでここでは省略する。
１図において、ルーパ電流制御装置（ルーパＡＣＲ）１
はルーパ駆動電動機２のルーパ電機子電流Ｉを制御し、
これによりルーパ機械系３を駆動する。ルーパ機構自体
の構成および機能の一般的な説明については、前述の特
公昭５９−４４１２９、特開昭５８−８６９１９におい
てすでに公知であるのでここでは省略する。
一方、主機速度制御装置４（主機ＡＳＲ）４は圧延ロー
ルを駆動する主機電動機５の回転速度を制御する。スタ
ンド間張力発生機構６は主機電動機の回転速度Ｎからス
タンド間張力Ｔを発生するもので換言すれば回転速度Ｎ
からスタンド間張力Ｔまでの伝達関数を表わしている。
ルを駆動する主機電動機５の回転速度を制御する。スタ
ンド間張力発生機構６は主機電動機の回転速度Ｎからス
タンド間張力Ｔを発生するもので換言すれば回転速度Ｎ
からスタンド間張力Ｔまでの伝達関数を表わしている。
この伝達関数は圧延機の機械諸元や被圧延材料寸法によ
り定まり。ブロック７のＦｔはスタンド間張力Ｔをルー
パ電動機負荷電流に換算する係数であり、その値は被圧
延材料寸法、ルーパ動作角度等で決まる。
り定まり。ブロック７のＦｔはスタンド間張力Ｔをルー
パ電動機負荷電流に換算する係数であり、その値は被圧
延材料寸法、ルーパ動作角度等で決まる。
また、ブロック８のＦ はルーパ動作角度θの変化を主
機電動機の回転速度に換算する係数であり、その値は圧
延機の機械諸元やルーパ動作角度で決まる。このブロッ
ク７．８がルーパ動作角度θとスタンド間張力Ｔの相互
干渉を表わすブロックである。
機電動機の回転速度に換算する係数であり、その値は圧
延機の機械諸元やルーパ動作角度で決まる。このブロッ
ク７．８がルーパ動作角度θとスタンド間張力Ｔの相互
干渉を表わすブロックである。
このように１〜８のブロックは設備条件および圧延プロ
セスを表わすブロックであるこのような構成によりスタ
ンド間張力実績値Ｔおよびルーパ動作角度実績値θは各
々スタンド間張力目標値Ｔ およびルーパ動作角度目標
値θ に制御されｒ
ｒる。この構成に
加えてルーパ制御装置２４が主機ＡＳＲおよびルーパＡ
ＣＲの前段側に設けられている。
セスを表わすブロックであるこのような構成によりスタ
ンド間張力実績値Ｔおよびルーパ動作角度実績値θは各
々スタンド間張力目標値Ｔ およびルーパ動作角度目標
値θ に制御されｒ
ｒる。この構成に
加えてルーパ制御装置２４が主機ＡＳＲおよびルーパＡ
ＣＲの前段側に設けられている。
スタンド間張力目漂値Ｔｒは減算器３１でスタンド間張
力実績値Ｔから減算され、その減算結果は積分動作制御
ゲインに１□を表わすブロック９および加算器３３を経
て積分器１３に与えられる一方、粘分動作制御ゲインに
２１を表わすブロック１０および加算器３４を経て積分
器１４に与えられる。
力実績値Ｔから減算され、その減算結果は積分動作制御
ゲインに１□を表わすブロック９および加算器３３を経
て積分器１３に与えられる一方、粘分動作制御ゲインに
２１を表わすブロック１０および加算器３４を経て積分
器１４に与えられる。
ルーパ動作目標値θ は減算器３２でルーパ動「
作角度実績値θから減算され、その減算結果は積分動作
制御ゲインに２２を表わすブロック１２および加算器３
４を経て積分器１４に与えられる一方、積分動作ηｉｌ
ノ御ゲインに１２を表わすブロック１１および加算器３
３を経て積分器１３に与えられている。
制御ゲインに２２を表わすブロック１２および加算器３
４を経て積分器１４に与えられる一方、積分動作ηｉｌ
ノ御ゲインに１２を表わすブロック１１および加算器３
３を経て積分器１３に与えられている。
また、スタンド間張力実績値Ｔは減算器３８でスタンド
間張力ロツクオン値Ｔｏを減算され、その減算結果は比
例ゲインＦ１を有するブロック１７を経て加算器１５に
与えられると共に比例ゲインＦ４を有するブロック２０
を経て加算器１６に与えられる。なお、ロックオン値と
は制御開始時に記憶した値を表わす。ルーパ動作角度実
績値θは減算器４１でルーパ動作角度ロックオン値θ
が減算され、その減算結果は比例ゲインＦ２を有するブ
ロック１８を経て加算器１５に与えられると共に、比例
ゲインＦ５を有するブロック２１を経て加算器１６に与
えられる。更に、ルーパ駆動電動機２の回転速度実績値
Ｎ は減算器４０でルーパ駆動電動機回転速度ロックオ
ン値Ｎ をＯ 減算され、その減算結果は比例ゲインＦ３を有するブロ
ック１９を経て加算器１５１に与えられると共に比例ゲ
インＦ６を有するブロック２２を経て加算器１６に与え
られる。
間張力ロツクオン値Ｔｏを減算され、その減算結果は比
例ゲインＦ１を有するブロック１７を経て加算器１５に
与えられると共に比例ゲインＦ４を有するブロック２０
を経て加算器１６に与えられる。なお、ロックオン値と
は制御開始時に記憶した値を表わす。ルーパ動作角度実
績値θは減算器４１でルーパ動作角度ロックオン値θ
が減算され、その減算結果は比例ゲインＦ２を有するブ
ロック１８を経て加算器１５に与えられると共に、比例
ゲインＦ５を有するブロック２１を経て加算器１６に与
えられる。更に、ルーパ駆動電動機２の回転速度実績値
Ｎ は減算器４０でルーパ駆動電動機回転速度ロックオ
ン値Ｎ をＯ 減算され、その減算結果は比例ゲインＦ３を有するブロ
ック１９を経て加算器１５１に与えられると共に比例ゲ
インＦ６を有するブロック２２を経て加算器１６に与え
られる。
加算器１５における加算結果は加算器３５で積分器１３
の出力とさらに加え合わせ、回転速度目標修正量ΔＮ
が得られる。そして、加算器３７で制御開始時の主電動
機の回転速度目標値Ｎ がＯ 加算されて回転速度目標値として主機速度制御装置４に
与えられる。
の出力とさらに加え合わせ、回転速度目標修正量ΔＮ
が得られる。そして、加算器３７で制御開始時の主電動
機の回転速度目標値Ｎ がＯ 加算されて回転速度目標値として主機速度制御装置４に
与えられる。
一方、加算器１６における加算結果は加算器３６で積分
器１４の出力とさらに加え合わされ、ルーパ電流目標修
正量ΔＩ が得られる。そして「 加算器３９で制御開始時のルーパ電流目標値Ｉｒ０が加
算されてルーパ電流目標値としてルーパ電流制御装置１
に与えられる。
器１４の出力とさらに加え合わされ、ルーパ電流目標修
正量ΔＩ が得られる。そして「 加算器３９で制御開始時のルーパ電流目標値Ｉｒ０が加
算されてルーパ電流目標値としてルーパ電流制御装置１
に与えられる。
さらに、主機電動機５の回転速度実績値Ｎが取出されて
最適ゲイン設定装置２３に入力され、ここでＮの変化に
応じて積分定数に１□、に２□’ Ｋ１２’に２□およ
び比例定数Ｆｔ 、 Ｆ２ 、 Ｆａ 、 Ｆ４
。
最適ゲイン設定装置２３に入力され、ここでＮの変化に
応じて積分定数に１□、に２□’ Ｋ１２’に２□およ
び比例定数Ｆｔ 、 Ｆ２ 、 Ｆａ 、 Ｆ４
。
Ｆ５．ＦＢ、の修正がなされ、積分定数ブロック９〜１
２、比例定数ブロック１７〜２２にそれぞれ修正結果が
与えられる。
２、比例定数ブロック１７〜２２にそれぞれ修正結果が
与えられる。
以上を整理すると、本発明にかかるルーパ制御装置にお
けるルーパ電流制御装置１に与えられるルーパ電流目標
値修正量ΔＩ は下記（ａ）〜＜ｃ＞で示される各手段
の出力値を加算することによって得られる。
けるルーパ電流制御装置１に与えられるルーパ電流目標
値修正量ΔＩ は下記（ａ）〜＜ｃ＞で示される各手段
の出力値を加算することによって得られる。
（ａ） スタンド間張力実績値Ｔとスタンド間張力目
標値Ｔ との偏差について積分ゲインに１２（ブ「 ロック１０）と積分器１４による積分動作と、スタンド
間張力実績値Ｔとスタンド間張力ロックオン値Ｔｏとの
偏差について比例ゲインＦ４ （ブロック２０）による
比例動作を行う手段、（ｂ） ルーパ動作角度実績値
θとルーパ動作角度目標値θ との偏差について積分ゲ
インに２２（ブ「 ロック１２）と積分器１４による積分動作と、ルーパ動
作角度実績値θとルーパ動作角度ロックオン値θ０との
偏差について比例ゲインＦ５ （ブロック２１）による
比例動作を行う手段、および（Ｃ） ルーパ駆動電動
機回転速度実績値Ｎ とル−パ駆動電動機回転速度ロッ
クオン値ＮａＯについて比例ゲインＦｅ（ブロック２２
）による比例動作を行う手段。
標値Ｔ との偏差について積分ゲインに１２（ブ「 ロック１０）と積分器１４による積分動作と、スタンド
間張力実績値Ｔとスタンド間張力ロックオン値Ｔｏとの
偏差について比例ゲインＦ４ （ブロック２０）による
比例動作を行う手段、（ｂ） ルーパ動作角度実績値
θとルーパ動作角度目標値θ との偏差について積分ゲ
インに２２（ブ「 ロック１２）と積分器１４による積分動作と、ルーパ動
作角度実績値θとルーパ動作角度ロックオン値θ０との
偏差について比例ゲインＦ５ （ブロック２１）による
比例動作を行う手段、および（Ｃ） ルーパ駆動電動
機回転速度実績値Ｎ とル−パ駆動電動機回転速度ロッ
クオン値ＮａＯについて比例ゲインＦｅ（ブロック２２
）による比例動作を行う手段。
このようにして得られたルーパ電流目標値修正量Δ■
と制御開始時のルーパ電流目標値Ｉ と「
ｒＯが加算されてルーパ電流目標値としてルーパ電流制
御装置１に与えられる。
と制御開始時のルーパ電流目標値Ｉ と「
ｒＯが加算されてルーパ電流目標値としてルーパ電流制
御装置１に与えられる。
一方、主機速度制御装置４に与えられる主機電動機の回
転速度目標値修正量ΔＮ は次の（ｄ）「 〜（ｆ）で示される各手段の出力値を加算することによ
り得られる。
転速度目標値修正量ΔＮ は次の（ｄ）「 〜（ｆ）で示される各手段の出力値を加算することによ
り得られる。
（ｄ） スタンド間張力実績値Ｔとスタンド間張力目
標値Ｔ との偏差について積分ゲインに１１（ブロック
９）と積分器１３による積分動作と、スタンド間張力実
績値Ｔとスタンド間張力ロックオン値Ｔｏとの偏差につ
いて比例ゲインＦｔ（ブロック１７）による比例動作を
行う手段、 （ｃ） ルーパ動作角度実績値θとルーパ動作角度目
標値θ との偏差つにいて積分ゲインに１２（ブロック
１１）と積分器１３による積分動作と、ルーパ動作角度
実績値θとルーパ動作角度ロックオン値θ０との偏差に
ついて比例ゲインＦ２（ブロック１８）による比例動作
を行う手段、（「） ルーパ駆動電動機回転速度実績
値Ｎ とル−パ駆動電動機回転速度ロックオン値Ｎ に
ついＯ て比例ゲインＦ３ （ブロック１９）による比例動作を
行う手段。
標値Ｔ との偏差について積分ゲインに１１（ブロック
９）と積分器１３による積分動作と、スタンド間張力実
績値Ｔとスタンド間張力ロックオン値Ｔｏとの偏差につ
いて比例ゲインＦｔ（ブロック１７）による比例動作を
行う手段、 （ｃ） ルーパ動作角度実績値θとルーパ動作角度目
標値θ との偏差つにいて積分ゲインに１２（ブロック
１１）と積分器１３による積分動作と、ルーパ動作角度
実績値θとルーパ動作角度ロックオン値θ０との偏差に
ついて比例ゲインＦ２（ブロック１８）による比例動作
を行う手段、（「） ルーパ駆動電動機回転速度実績
値Ｎ とル−パ駆動電動機回転速度ロックオン値Ｎ に
ついＯ て比例ゲインＦ３ （ブロック１９）による比例動作を
行う手段。
このようにして得られた主機電動機の回転速度目標値修
正量ΔＮ と制御開始時の主機電動機の「 回転速度目標値Ｎ とが加算されて回転速度目標「０ 値として主機速度制御装置４に与えられる。
正量ΔＮ と制御開始時の主機電動機の「 回転速度目標値Ｎ とが加算されて回転速度目標「０ 値として主機速度制御装置４に与えられる。
次に、上述のようにして構成したルーパ制御装置の作用
を説明する。
を説明する。
連続圧延機のルーパ特性モデルは非線形モデルであるが
、これをある定常状態の近傍でテーラ−０展開すること
により、線形状態方程式の形で表現すると次のような（
１）式および（２）式のようになる。
、これをある定常状態の近傍でテーラ−０展開すること
により、線形状態方程式の形で表現すると次のような（
１）式および（２）式のようになる。
ｘ−Ａ ｅ ｘ＋Ｂ １１ｕ −（１）ｙ−Ｃ
−ｘ ・・・・・・・・・（２）ただ
し、量は時間微分ｄｘ／ｄｔを意味し、Ｘ。
−ｘ ・・・・・・・・・（２）ただ
し、量は時間微分ｄｘ／ｄｔを意味し、Ｘ。
Ｕおよびｙは各々（３）式、（４）式、（５）式で示さ
れるベクトルである。またＡ、Ｂ、Ｃはそれぞれ３Ｘ３
．３Ｘ２．２Ｘ３の定数行列である。
れるベクトルである。またＡ、Ｂ、Ｃはそれぞれ３Ｘ３
．３Ｘ２．２Ｘ３の定数行列である。
ｘ−［ΔＴ、Δθ、ΔＮ］Ｔ （状態ベクトル）ｕ−［
ΔＮ 、Δ１１ （操作ベクトル）「
「 ｙ−［ΔＴ、Δθ］ （出力ベクトル）・・
・・・・・・・（３） ・・・・・・・・・（４） ・・・・・・・・・（５） ここで記号Ｔはベクトルの転置を、記号Δは定常状態の
近傍からの偏差を表わす。また、Ｔ：スタンド間張力実
績値 θ：ルーパ動作角度実績値 Ｎ ：ルーパ駆動電動機回転速度実績値Ｎ ：主機電動
機の回転速度目標値 Ｉ ：ルーパ電流目標値 である。なお上記の線形状態方程式には主機電動機の回
転速度実績値とルーパ電流実績値が含まれていないが、
これはモデルの簡略化を図るため主機速度制御装置およ
びルーパ電流制御装置のモデルを省略し、主機電動機回
転速度の目標値と実績値の間、およびルーパ電流の目標
値と実績値の間を短絡して線形状態方程式を作成したた
めである。
ΔＮ 、Δ１１ （操作ベクトル）「
「 ｙ−［ΔＴ、Δθ］ （出力ベクトル）・・
・・・・・・・（３） ・・・・・・・・・（４） ・・・・・・・・・（５） ここで記号Ｔはベクトルの転置を、記号Δは定常状態の
近傍からの偏差を表わす。また、Ｔ：スタンド間張力実
績値 θ：ルーパ動作角度実績値 Ｎ ：ルーパ駆動電動機回転速度実績値Ｎ ：主機電動
機の回転速度目標値 Ｉ ：ルーパ電流目標値 である。なお上記の線形状態方程式には主機電動機の回
転速度実績値とルーパ電流実績値が含まれていないが、
これはモデルの簡略化を図るため主機速度制御装置およ
びルーパ電流制御装置のモデルを省略し、主機電動機回
転速度の目標値と実績値の間、およびルーパ電流の目標
値と実績値の間を短絡して線形状態方程式を作成したた
めである。
ここで最適制御理論を適用するために、次の様なベクト
ルＸ、Ｕを導入する。
ルＸ、Ｕを導入する。
−ＴＴ
ｘ＝［（ｙ ｙ ） 、ｘ ］ ・・・
（６）「 Ｕ 謂 Ｕ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （７）ここで
、ｙ は（５）式の出力ベクトルに対する目標値ベクト
ルである。また、（６）および（７）式はそれぞれ状態
量および操作量の時間的な変動を表わしている。
（６）「 Ｕ 謂 Ｕ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （７）ここで
、ｙ は（５）式の出力ベクトルに対する目標値ベクト
ルである。また、（６）および（７）式はそれぞれ状態
量および操作量の時間的な変動を表わしている。
ｘ、ｕに対する状態方程式として、
が得られる。
ルーパ制御の目的は、スタンド間張力の目標値からの偏
差、ルーパ動作角度の目標値からの偏差、およびその他
圧延プロセスの状態の変動を極力小さく抑えることにあ
るが、このような問題は積分形最適レギュレータ問題と
言われ、下記の評価関数を最小化する問題として定式化
される。
差、ルーパ動作角度の目標値からの偏差、およびその他
圧延プロセスの状態の変動を極力小さく抑えることにあ
るが、このような問題は積分形最適レギュレータ問題と
言われ、下記の評価関数を最小化する問題として定式化
される。
■ 〜Ｔ −Ｔ −Ｔ
Ｊ＝ｆ （ｘ −Ｑφｘ ＋ｕ −Ｒ・ｕｌ
・ｄｔ・・・・・・（１０） ここで、Ｑ、Ｒは各々５Ｘ５．２×２行列の重み係数行
列である。
・ｄｔ・・・・・・（１０） ここで、Ｑ、Ｒは各々５Ｘ５．２×２行列の重み係数行
列である。
（１０）式を最小にする最適制御則は、次式で与えられ
る。
る。
ｌ −Ｔ
ｕ −−’Ｒ−Ｂ ＠Ｐ−ｘ −（１１）ただし
、Ｐは５×５行列であり、下記リツカチ方程式を満足す
る解である。
、Ｐは５×５行列であり、下記リツカチ方程式を満足す
る解である。
〜 〜Ｔ 〜 −１−Ｔ
Ｐ−Ａ＋Ａ −Ｐ−Ｐ−Ｂ−Ｒ−Ｂ −Ｐ＋Ｑ−０
ここで、Ｐを、 ・・・（１２） 実際の操作ベクトルＵは（７）式よりＵを積分したもの
であるから、 ｔ〜 ｕ−、ｊ ｕ・ｄｔ＋ｕ。
ここで、Ｐを、 ・・・（１２） 実際の操作ベクトルＵは（７）式よりＵを積分したもの
であるから、 ｔ〜 ｕ−、ｊ ｕ・ｄｔ＋ｕ。
−に−ｆ。
（ｙ −ｙ） ・ｄｔ＋Ｆ・
「
（ｘ−ｘｉ＋ｕ
となる。ここで、Ｘ、Ｕ は各々Ｘ、 Ｕの制御開
始時の値である。また、Ｋは２×２の積分ゲイン行列、
Ｆは２×３の比例ゲイン行列であり、Ｋ−Ｒ’−ＢＴ−
Ｐ ・・・（１５） のように分解して考えると、（１１）式は次のように書
き直される。
始時の値である。また、Ｋは２×２の積分ゲイン行列、
Ｆは２×３の比例ゲイン行列であり、Ｋ−Ｒ’−ＢＴ−
Ｐ ・・・（１５） のように分解して考えると、（１１）式は次のように書
き直される。
Ｆ−−Ｒ’・Ｂ”−Ｐ
・・・・・・・・・（１４）
で表わされる。
（１６）式のに１１’ Ｋ１２” ２１’ Ｆ２２
はそれぞれ第１図における積分ゲイン、（１７）式のＦ
ｌ。
はそれぞれ第１図における積分ゲイン、（１７）式のＦ
ｌ。
Ｆ２ 、Ｆａ 、Ｆ４ 、Ｆ５．Ｆｅ 、はそれぞれ第
１図における比例ゲインを表わしている。
１図における比例ゲインを表わしている。
ところで、ベクトルＸ＊ ”＋ Ｖは各々定常状態
値Ｘ 、Ｕ 、Ｙ からの偏差ベクトルを表わし
Ｓ Ｓ Ｓ ており、したがって（１５）式は相対値表示となってい
る。しかし、現実には定常状態値をあらかじめ知ること
は困難であるので、実際の制御においては（１５）式を
絶対値表示に直して考える必要がある。
値Ｘ 、Ｕ 、Ｙ からの偏差ベクトルを表わし
Ｓ Ｓ Ｓ ており、したがって（１５）式は相対値表示となってい
る。しかし、現実には定常状態値をあらかじめ知ること
は困難であるので、実際の制御においては（１５）式を
絶対値表示に直して考える必要がある。
今、ベクトルＸ＊ ｕｒ Ｖに相当する絶対値ベク
トルをＸ、Ｕ、Ｙで表わすと、 Ｘ−ｘ＋Ｘ 、Ｕ−ｕｒＵ 、Ｙ−ｙ＋Ｙ 、Ｙ
−ｙ ＋Ｙｓ ｓ
５ｒｒｓ・・・・・・（１８） となるので、絶対値表示での最適制御則は次式で与えら
れることになる。
トルをＸ、Ｕ、Ｙで表わすと、 Ｘ−ｘ＋Ｘ 、Ｕ−ｕｒＵ 、Ｙ−ｙ＋Ｙ 、Ｙ
−ｙ ＋Ｙｓ ｓ
５ｒｒｓ・・・・・・（１８） となるので、絶対値表示での最適制御則は次式で与えら
れることになる。
Ｕ−ｕｒＵＳ
＝に−ｆ （（ｙ ＋Ｙ ）−（ｙ＋Ｙ ）
ｌ ・ｄｔｏ ｒｓ
ｓ＋Ｆ−（（ｘ＋Ｘ ）−（ｘ ＋Ｘ ）
）＋ｕ ＋ＵＳ ＯＳ Ｏ
Ｓ−に−ｆ （（Ｙ −Ｙ） ・ｄｔ十Ｆ・
（Ｘ−Ｘ ｌ ＋Ｕｏｒ
ｏ。
ｌ ・ｄｔｏ ｒｓ
ｓ＋Ｆ−（（ｘ＋Ｘ ）−（ｘ ＋Ｘ ）
）＋ｕ ＋ＵＳ ＯＳ Ｏ
Ｓ−に−ｆ （（Ｙ −Ｙ） ・ｄｔ十Ｆ・
（Ｘ−Ｘ ｌ ＋Ｕｏｒ
ｏ。
・・・・・・・・・（１９）
（１９）式と第１図との対応はに、 Ｆについては既
に（１６）式および（１７）式で示したが、他の変数に
関する対応関係は、Ｕ−（Ｎ ＋ΔＮ、Ｉ ＋ΔＩ
）Ｔｒｏ ｒ ｒｏ
ｒＵｏ ” 〔Ｎｒｏ” ｒｏ）Ｔ Ｙ−［Ｔ、θ〕Ｔ Ｙ−［Ｔ、θ］０ ｒ 「 「 Ｘ−（Ｔ、θＮ）Ｔ ・・・・・・・・・・・・（２０） ・・・・・・・・・・・・（２１） ・・・・・・・・・・・・（２２） ・・・・・・・・・・・・（２３） ・・・・・・・・・・・・（２４） で示される。
に（１６）式および（１７）式で示したが、他の変数に
関する対応関係は、Ｕ−（Ｎ ＋ΔＮ、Ｉ ＋ΔＩ
）Ｔｒｏ ｒ ｒｏ
ｒＵｏ ” 〔Ｎｒｏ” ｒｏ）Ｔ Ｙ−［Ｔ、θ〕Ｔ Ｙ−［Ｔ、θ］０ ｒ 「 「 Ｘ−（Ｔ、θＮ）Ｔ ・・・・・・・・・・・・（２０） ・・・・・・・・・・・・（２１） ・・・・・・・・・・・・（２２） ・・・・・・・・・・・・（２３） ・・・・・・・・・・・・（２４） で示される。
（１９）式から明らかなように本発明によれば、実際に
制御を行うにあたって定常状態値Ｘ 。
制御を行うにあたって定常状態値Ｘ 。
Ｕ、Ｙ は消去されるためその値を知る必要はＳ
Ｓ ない。替りにロックオン値Ｘ、Ｕ および目標値Ｙ
が与えられれば十分で、また状態ベクトルの要素も３種
類の信号に限定されているため、制御系の構成が容品と
なる。
Ｓ ない。替りにロックオン値Ｘ、Ｕ および目標値Ｙ
が与えられれば十分で、また状態ベクトルの要素も３種
類の信号に限定されているため、制御系の構成が容品と
なる。
以上、本発明の積分・比例動作部についてその作用を説
明したが、次に最適ゲイン設定部（第１図の最適ゲイン
設定装置２３）についてその作用を説明する。
明したが、次に最適ゲイン設定部（第１図の最適ゲイン
設定装置２３）についてその作用を説明する。
最適ゲイン設定装置２３では主機電動機の回転速度実績
値Ｎを入力と、して取込み、積分ゲインに１１” １□
’ Ｋ２１” Ｋ２□およびＦ１〜Ｆ６を設定する
。この最適ゲイン設定装置２３は被圧延材が連続圧延機
に達する以前のゲイン演算時点、例えば連続圧延機の上
流側に設置している材料検出器が被圧延材を検出した時
点で圧延スケジュール等の圧延情報から通板速度におけ
るゲインと圧延最高速度におけるゲインとを前述の（１
２）式、（１３）式、（１６）式、（１７）式を用いて
計算し記憶骨（図示せず）内に記憶する。ここで通板速
度における積分ゲインを、Ｋ Ｋ１１＾’
１２＾″ Ｋ 、Ｋ とし、比例ゲインを各々Ｆ１Ａ〜２
１Ａ ２２Ａ Ｆ６Ａとする。また、圧延最高速度における積分ゲイ′
をに１１Ｂ・Ｋ１２Ｂ・Ｋ２１Ｂ・Ｆ２２Ｂとし・比例
ゲインを各々ＦＩＢ＝ Ｆ１ａとする。
値Ｎを入力と、して取込み、積分ゲインに１１” １□
’ Ｋ２１” Ｋ２□およびＦ１〜Ｆ６を設定する
。この最適ゲイン設定装置２３は被圧延材が連続圧延機
に達する以前のゲイン演算時点、例えば連続圧延機の上
流側に設置している材料検出器が被圧延材を検出した時
点で圧延スケジュール等の圧延情報から通板速度におけ
るゲインと圧延最高速度におけるゲインとを前述の（１
２）式、（１３）式、（１６）式、（１７）式を用いて
計算し記憶骨（図示せず）内に記憶する。ここで通板速
度における積分ゲインを、Ｋ Ｋ１１＾’
１２＾″ Ｋ 、Ｋ とし、比例ゲインを各々Ｆ１Ａ〜２
１Ａ ２２Ａ Ｆ６Ａとする。また、圧延最高速度における積分ゲイ′
をに１１Ｂ・Ｋ１２Ｂ・Ｋ２１Ｂ・Ｆ２２Ｂとし・比例
ゲインを各々ＦＩＢ＝ Ｆ１ａとする。
被圧延材が連続圧延機で圧延されている任意の時点での
積分ゲインは線形補間を与える次の（２６）式で得られ
る。
積分ゲインは線形補間を与える次の（２６）式で得られ
る。
Ｋ、−（Ｋ −に、）・（Ｎ−ＮＡ）／１ＪＩｊＢ
ＩＪＡ ＣＮＢ ＮＡ ） ＋ ＫｕＡ ・・・・・・
・・・（２６）（ｉ−１，２ｊ−１，２） ただし、Ｎ：主機電動機の回転速度実績値ＮＡ：通板時
の主機電動機の回転速度設定値 ＮＢ：圧延最高速度時の主機電動機の回転速度設定値 また、比例ゲインは（２６）式の場合と同様に線形補間
により次の（２７）式で得られる。
ＩＪＡ ＣＮＢ ＮＡ ） ＋ ＫｕＡ ・・・・・・
・・・（２６）（ｉ−１，２ｊ−１，２） ただし、Ｎ：主機電動機の回転速度実績値ＮＡ：通板時
の主機電動機の回転速度設定値 ＮＢ：圧延最高速度時の主機電動機の回転速度設定値 また、比例ゲインは（２６）式の場合と同様に線形補間
により次の（２７）式で得られる。
Ｆｋ−（ＦｋＢ−ＦｋＡ）・（Ｎ−ＮＡ） ／（ＮＢ−
ＮＡ）＋ＦｋＡ ・・・・・・・・・・・・（
２７）（ｋ−１，２，・・・、６〕 第２図はロール周速すなわち圧延速度と各制御ゲインと
の関係を説明するグラフであって、これらのゲイン計算
例から、いずれのゲインも線形補間で十分実用的な近似
値が得られることは明らかである。被圧延材が圧延され
ている間、最適ゲイン設定装置２３において（２６）式
、（２７’）式に従って最適ゲインが設定されることに
より、主機電動機の回転目標値修正量ΔＮ とルーパ電
流目標値修正量ΔＩ が決定され、これらに追従す「 るように主機電動機５の回転速度Ｎおよびルーパ電流制
御装置ｌの電流Ｉが修正され、張力Ｔおよびルーパ動作
角度θが目標値に制御される。
ＮＡ）＋ＦｋＡ ・・・・・・・・・・・・（
２７）（ｋ−１，２，・・・、６〕 第２図はロール周速すなわち圧延速度と各制御ゲインと
の関係を説明するグラフであって、これらのゲイン計算
例から、いずれのゲインも線形補間で十分実用的な近似
値が得られることは明らかである。被圧延材が圧延され
ている間、最適ゲイン設定装置２３において（２６）式
、（２７’）式に従って最適ゲインが設定されることに
より、主機電動機の回転目標値修正量ΔＮ とルーパ電
流目標値修正量ΔＩ が決定され、これらに追従す「 るように主機電動機５の回転速度Ｎおよびルーパ電流制
御装置ｌの電流Ｉが修正され、張力Ｔおよびルーパ動作
角度θが目標値に制御される。
また、最適ゲイン設定装置２３の人力は実施例における
ような主機電動機の回転速度実績値の代りに主機電動機
の回転速度目標値とすることも可能である。
ような主機電動機の回転速度実績値の代りに主機電動機
の回転速度目標値とすることも可能である。
（第２の実施例）
第３図は本発明の第２の実施例を示すブロック図である
。同図においては第１図と同じ構成部分については同じ
記号および番号を付してその説明を省略する。
。同図においては第１図と同じ構成部分については同じ
記号および番号を付してその説明を省略する。
第３図においては、ルーパ速度制御装置（ルーパＡＳＲ
）ＩＡが使用されており、この点は第１図ではこの部分
がルーパ電流制御装置であったのと相違する。ルーパ速
度制御装置はルーパ駆動電動機２の回転速度Ｎ を制御
し、ルーパ機械系３を駆動する。このルーパ速度制御装
置に対する回転速度目標値は積分器１４の出力と加算器
１６の出力を加算器３６で加算してルーパ速度目標修正
量ΔＮ とし、さらに、加算器、３９において制ｒ 御開始時のルーパ速度目標値Ｎ とが加算されｒＯ ることにより得られる。
）ＩＡが使用されており、この点は第１図ではこの部分
がルーパ電流制御装置であったのと相違する。ルーパ速
度制御装置はルーパ駆動電動機２の回転速度Ｎ を制御
し、ルーパ機械系３を駆動する。このルーパ速度制御装
置に対する回転速度目標値は積分器１４の出力と加算器
１６の出力を加算器３６で加算してルーパ速度目標修正
量ΔＮ とし、さらに、加算器、３９において制ｒ 御開始時のルーパ速度目標値Ｎ とが加算されｒＯ ることにより得られる。
その他の信号の流れは第１図の場合と全く同じである。
ので詳細な説明を省略する。
したがって、本実施例にかかるルーパ制御装置の構成を
整理すると、まず、ルーパ速度制御装置１に与えられる
ルーパ速度目標値修正量ΔＮ はｒ 下記（ａ）〜（ｃ）で示される各手段の出力値を加算す
ることによって得られる。
整理すると、まず、ルーパ速度制御装置１に与えられる
ルーパ速度目標値修正量ΔＮ はｒ 下記（ａ）〜（ｃ）で示される各手段の出力値を加算す
ることによって得られる。
（ａ） スタンド間張力実績値Ｔとスタンド間張力目
標値Ｔ「との偏差について積分ゲインに１２（ブロック
１０）と積分器１４による積分動作と、スタンド間張力
実績値Ｔとスタンド間張力ロツクオン値Ｔｏとの偏差に
ついて比例ゲインＦ４ （ブロック２０）による比例動
作を行う手段、（ｂ） ルーパ動作角度実績値θとル
ーパ動作角度目標値θｒとの偏差について積分ゲインに
２２（ブロック１２）と積分器１４による積分動作と、
ルーパ動作角度実績値θとルーパ動作角度ロックオン値
θ との偏差について比例ゲインＦ５ （プロツク２１
）による比例動作を行う手段、および（ｅ） ルーパ
駆動電動機回転速度実績値Ｎａとルーパ駆動電動機回転
速度ロックオン値Ｎａｏについて比例ゲインＦ６ （ブ
ロック２２）による比例動作を行う手段。
標値Ｔ「との偏差について積分ゲインに１２（ブロック
１０）と積分器１４による積分動作と、スタンド間張力
実績値Ｔとスタンド間張力ロツクオン値Ｔｏとの偏差に
ついて比例ゲインＦ４ （ブロック２０）による比例動
作を行う手段、（ｂ） ルーパ動作角度実績値θとル
ーパ動作角度目標値θｒとの偏差について積分ゲインに
２２（ブロック１２）と積分器１４による積分動作と、
ルーパ動作角度実績値θとルーパ動作角度ロックオン値
θ との偏差について比例ゲインＦ５ （プロツク２１
）による比例動作を行う手段、および（ｅ） ルーパ
駆動電動機回転速度実績値Ｎａとルーパ駆動電動機回転
速度ロックオン値Ｎａｏについて比例ゲインＦ６ （ブ
ロック２２）による比例動作を行う手段。
このようにして得られたルーパ速度目標値修正量ΔＮ
と制御開始時のルーパ速度目標値Ｎａｒ。
と制御開始時のルーパ速度目標値Ｎａｒ。
ｒ
とが加算されてルーパ電流目標値としてルーパ速度制御
装置ＩＡに与えられる。
装置ＩＡに与えられる。
一方、主機速度制御装置４に与えられる主機電動機の回
転速度目標値修正量ΔＮ は次の（ｄ）〜（ｆ）で示さ
れる各手段の出力値を加算するこにより得られる。
転速度目標値修正量ΔＮ は次の（ｄ）〜（ｆ）で示さ
れる各手段の出力値を加算するこにより得られる。
（ｄ） スタンド間張力実績値Ｔとスタンド間張力目
標値Ｔ との偏差について積分ゲインＫ１１（ブロック
９）と積分器１３による積分動作と、スタンド間張力実
績値Ｔとスタンド間張力ロックオン値Ｔ との偏差につ
いて比例ゲインＦ、（ブロワり１７）による比例動作を
行う手段、 （ｅ） ルーパ動作角度実績値θとルーパ動作角度目
標値θ との偏差つにいて積分ゲインに１２（ブ「 ロック１１）と積分器１３による積分動作と、ルーパ動
作角度実績値θとルーパ動作角度ロックオン値θ との
偏差について比例ゲインＦ２ （プロツク１８）による
比例動作を行う手段、（ｆ’） ルーパ駆動電動機回
転速度実績値Ｎ とル−パ駆動電動機回転速度ロックオ
ン値Ｎ についＯ て比例ゲインＦ３ （ブロック１９）による比例動作を
行う手段。
標値Ｔ との偏差について積分ゲインＫ１１（ブロック
９）と積分器１３による積分動作と、スタンド間張力実
績値Ｔとスタンド間張力ロックオン値Ｔ との偏差につ
いて比例ゲインＦ、（ブロワり１７）による比例動作を
行う手段、 （ｅ） ルーパ動作角度実績値θとルーパ動作角度目
標値θ との偏差つにいて積分ゲインに１２（ブ「 ロック１１）と積分器１３による積分動作と、ルーパ動
作角度実績値θとルーパ動作角度ロックオン値θ との
偏差について比例ゲインＦ２ （プロツク１８）による
比例動作を行う手段、（ｆ’） ルーパ駆動電動機回
転速度実績値Ｎ とル−パ駆動電動機回転速度ロックオ
ン値Ｎ についＯ て比例ゲインＦ３ （ブロック１９）による比例動作を
行う手段。
このようにして得られた主機電動機の回転速度目標値修
正量ΔＮ と制御開始時の主機電動機の「 回転速度目標値Ｎ とが加算されて回転速度目標Ｏ 値として主機速度ｉ！１Ｊ御装ｇ１５に与えられる。
正量ΔＮ と制御開始時の主機電動機の「 回転速度目標値Ｎ とが加算されて回転速度目標Ｏ 値として主機速度ｉ！１Ｊ御装ｇ１５に与えられる。
さらに、最適ゲイン設定装置２３により主機電動機の回
転速度実績値Ｎの変化に応じて上記各積分ゲイン、比例
ゲインの修正がなされることは第１図の場合と同様であ
る。
転速度実績値Ｎの変化に応じて上記各積分ゲイン、比例
ゲインの修正がなされることは第１図の場合と同様であ
る。
次に、上述のようにして構成したルーパ制御装置の作用
を説明する。
を説明する。
連続圧延機のルーパ特性モデルは線形状態方程式の形で
表現した前述した（１）式および（２）式のようになる
。
表現した前述した（１）式および（２）式のようになる
。
ｘ−Ａ 拳ｘ＋Ｂ ＩＩｕ −（１）ｙ−
Ｃｏｘ ・・・・・・ （２）
ただし、灸は時間微分ｄＸ／ｄｔを意味する。
Ｃｏｘ ・・・・・・ （２）
ただし、灸は時間微分ｄＸ／ｄｔを意味する。
Ｘおよびｙはそれぞれ（３）、および（５）式で示され
るベクトルであるが、操作ベクトルＵのみは異なり（２
８）式のようになる。またＡ、Ｂ。
るベクトルであるが、操作ベクトルＵのみは異なり（２
８）式のようになる。またＡ、Ｂ。
Ｃはそれぞれ３ｘ３．３ｘ２．２Ｘ３の定数行列である
。
。
ｘ−〔ΔＴ。
Δθ。
ΔＮ）Ｔ
（状態ベクトル）
・・・・・・・・・（３）
二こで記号Ｔはベクトルの転置を、記号Δは定常状態の
近傍からの偏差を表わす。また、Ｔ：スタンド間張力実
績値 θ：ルーパ動作角度実績値 Ｎ ：ルーパ駆動電動機回転速度実績値Ｎ ：主機電動
機の回転速度目標値 「 Ｎ ：ルーパ速度目標値 ｒ である。
近傍からの偏差を表わす。また、Ｔ：スタンド間張力実
績値 θ：ルーパ動作角度実績値 Ｎ ：ルーパ駆動電動機回転速度実績値Ｎ ：主機電動
機の回転速度目標値 「 Ｎ ：ルーパ速度目標値 ｒ である。
以下、最適制御理論の適用に関しては第１図の場合と全
く同じであり、前述した（６）式から（１９）式までが
適用される。
く同じであり、前述した（６）式から（１９）式までが
適用される。
（１９）式における変数と第３図の対応はＫ。
Ｆについては（１６）式および（１７）式に示され、Ｙ
、Ｙ、Ｘ、Ｘ についてはそれぞれｒ
０ （２２）、（２３）、（２４）、（２５）式に示されて
いるが、ＵおよびＵｏについては次のようになる。
、Ｙ、Ｘ、Ｘ についてはそれぞれｒ
０ （２２）、（２３）、（２４）、（２５）式に示されて
いるが、ＵおよびＵｏについては次のようになる。
の制御安定性に優れる。また、圧延速度変化に伴う圧延
プロセス特性変化に対する最適制御ゲインの設定をなす
ことにより、圧延速度に関係なく制御系を常に高速応答
させることが可能となる。
プロセス特性変化に対する最適制御ゲインの設定をなす
ことにより、圧延速度に関係なく制御系を常に高速応答
させることが可能となる。
したがって、第３図に示した実施例においても３種類の
信号のみを用いた少ないフィードバックループで最適制
御が可能となる。
信号のみを用いた少ないフィードバックループで最適制
御が可能となる。
以上、本発明によればフィードバック信号としてスタン
ド間張力、ルーパ動作角度、ルーパ駆動電動機の回転速
度の３種類の信号のみを用いているため、制御系の構成
が簡略となり制御ゲインの調整に要する時間も極めて少
なくて済む。また、フィードバック信号の数が少ないた
め検出信号の雑音の影響を受けにくい。さらに比例動作
を行うにあたって定常状態値からの偏差ではなくロック
オン値からの偏差を用いているため、制御開始時
ド間張力、ルーパ動作角度、ルーパ駆動電動機の回転速
度の３種類の信号のみを用いているため、制御系の構成
が簡略となり制御ゲインの調整に要する時間も極めて少
なくて済む。また、フィードバック信号の数が少ないた
め検出信号の雑音の影響を受けにくい。さらに比例動作
を行うにあたって定常状態値からの偏差ではなくロック
オン値からの偏差を用いているため、制御開始時
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ａ）〜（ｊ）は圧延速度と各制御ゲインとの関係を説明
する為のグラフ、第３図は本発明の他の実施例を示すブ
ロック図である。 １・・・ルーパ電流制御装置、２・・・ルーパ駆動電動
機、３・・・ルーパ機械系、４・・・主機速度制御装置
、５・・・主機電動機、６・・・張力発生機構、７・・
・スタンド間張力をルーパ電動機負荷電流に換算する係
数、８・・・ルーパ動作角度を主機電動機の回転速度に
換算する係数、９〜１２・・・積分ゲイン、１３．１４
・・・積分器、１５．１６・・・加算器、１７〜２２・
・・比例ゲイン、２３・・・最適ゲイン設定装置、２４
・・・演算装置。 出願人代理人 佐 藤 −雄 ロール周速 （ａン ロール周速 Ｃｂ） （Ｃ） Ｃｄ） 第２図 （ｅ） （ｆ） （ん） ロール周速 （Ｌ） ロール周速 （ハ 第２図
ａ）〜（ｊ）は圧延速度と各制御ゲインとの関係を説明
する為のグラフ、第３図は本発明の他の実施例を示すブ
ロック図である。 １・・・ルーパ電流制御装置、２・・・ルーパ駆動電動
機、３・・・ルーパ機械系、４・・・主機速度制御装置
、５・・・主機電動機、６・・・張力発生機構、７・・
・スタンド間張力をルーパ電動機負荷電流に換算する係
数、８・・・ルーパ動作角度を主機電動機の回転速度に
換算する係数、９〜１２・・・積分ゲイン、１３．１４
・・・積分器、１５．１６・・・加算器、１７〜２２・
・・比例ゲイン、２３・・・最適ゲイン設定装置、２４
・・・演算装置。 出願人代理人 佐 藤 −雄 ロール周速 （ａン ロール周速 Ｃｂ） （Ｃ） Ｃｄ） 第２図 （ｅ） （ｆ） （ん） ロール周速 （Ｌ） ロール周速 （ハ 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ルーパ駆動電動機に流れる電機子電流を制御するル
ーパ電流制御装置とルーパに隣接する圧延スタンドのロ
ールを駆動する主機電動機の回転速度を制御する主機速
度制御装置を有する連続圧延機のルーパ制御装置におい
て、 スタンド間の被圧延材の張力検出値と張力目標値との偏
差について積分動作を行う第１の積分手段と、 張力検出値と制御開始時の張力検出値との偏差について
比例動作を行う第１の比例手段と、ルーパ動作角度検出
値とルーパ動作角度目標値との偏差について積分動作を
行う第２の積分手段と、 ルーパ動作角度検出値と制御開始時のルーパ動作角度検
出値との偏差についての比例動作を行う第２の比例手段
と、 前記ルーパ駆動電動機の回転速度検出値と制御開始時の
値との偏差について比例動作を行う第３の比例手段と、 前記第１および第２の積分手段並びに前記第１ないし第
３の比例手段の各出力を加算することにより前記ルーパ
電流制御装置の電流目標値修正量を合成し、前記ルーパ
電流制御装置に対し出力する第１の合成手段と、 スタンド間の被圧延材の張力検出値と張力目標値との偏
差について積分動作を行う第３の積分手段と、 張力検出値と制御開始時の張力検出値との偏差について
比例動作を行う第４の比例手段と、ルーパ動作角度検出
値とルーパ動作角度目標値との偏差について積分動作を
行う第４の積分手段と、 ルーパ動作角度検出値と制御開始時のルーパ動作角度検
出値との偏差についての比例動作を行う第５の比例手段
と、 前記ルーパ駆動電動機の回転速度検出値と制御開始時の
値との偏差について比例動作を行う第６の比例手段と、 前記第３および第４の積分手段並びに前記第４ないし第
６の比例手段の各出力を加算することにより前記主機速
度制御装置の速度目標値修正量を合成し前記主機速度制
御装置に出力する第２の合成手段と、 を備えたことを特徴とする連続圧延機のルーパ制御装置
。 ２、被圧延材が連続圧延機で圧延される前に２点以上の
圧延速度での前記各積分動作および前記各比例動作のゲ
インを記憶しておき、圧延中に前記主機電動機の速度目
標値または速度実績値を用いて前記記憶したゲインを基
に線形補間したゲインを前記各積分動作および前記各比
例動作に対して設定する演算手段をさらに備えてなる請
求項１記載の連続圧延機のルーパ制御装置。 ３、ルーパ駆動電動機の回転速度を制御するルーパ速度
制御装置とルーパに隣接する圧延スタンドのロールを駆
動する主機電動機の回転速度を制御する主機速度制御装
置を有する連続圧延機のルーパ制御装置において、 スタンド間の被圧延材の張力検出値と張力目標値との偏
差について積分動作を行う第１の積分手段と、 張力検出値と制御開始時の張力検出値との偏差について
比例動作を行う第１の比例手段と、ルーパ動作角度検出
値とルーパ動作角度目標値との偏差について積分動作を
行う第２の積分手段と、 ルーパ動作角度検出値と制御開始時のルーパ動作角度検
出値との偏差についての比例動作を行う第２の比例手段
と、 前記ルーパ駆動電動機の回転速度検出値と制御開始時の
値との偏差について比例動作を行う第３の比例手段と、 前記第１および第２の積分手段並びに前記第１ないし第
３の比例手段の各出力を加算することにより前記ルーパ
速度制御装置の速度目標値修正量を合成し前記ルーパ速
度制御装置に対し出力する第１の合成手段と、 スタンド間の被圧延材の張力検出値と張力目標値との偏
差について積分動作を行う第３の積分手段と、 張力検出値と制御開始時の張力検出値との偏差について
比例動作を行う第４の比例手段と、ルーパ動作角度検出
値とルーパ動作角度目標値との偏差について積分動作を
行う第４の積分手段と、 ルーパ動作角度検出値と制御開始時のルーパ動作角度検
出値との偏差についての比例動作を行う第５の比例手段
と、 前記ルーパ駆動電動機の回転速度検出値と制御開始時の
値との偏差について比例動作を行う第６の比例手段と、 前記第３および第４の積分手段並びに第４ないし第６の
比例手段の各出力を加算することにより前記主機速度制
御装置の速度目標値修正量を合成し前記主機速度制御装
置に出力する第２の合成手段と、 を備えたことを特徴とする連続圧延機のルーパ制御装置
。 ４、被圧延材が連続圧延機で圧延される前に２点以上の
圧延速度での前記各積分動作および前記各比例動作のゲ
インを記憶しておき、圧延中に前記主機電動機の速度目
標値または速度実績値を用いて前記記憶したゲインを基
に線形補間したゲインを前記各積分動作および前記各比
例動作に対して設定する演算手段をさらに備えてなる請
求の範囲３記載の連続圧延機のルーパ制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027886A JPH02207910A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 連続圧延機のルーパ制御装置 |
| US07/475,915 US5040395A (en) | 1989-02-07 | 1990-02-06 | Looper control system for continuous rolling mill |
| AU49153/90A AU608472B2 (en) | 1989-02-07 | 1990-02-06 | Looper control system for continuous rolling mill |
| DE4003548A DE4003548C2 (de) | 1989-02-07 | 1990-02-06 | Schlingenheber-Regeleinrichtung für kontinuierliche Walzstraßen |
| KR9001452A KR920002701B1 (en) | 1989-02-07 | 1990-02-07 | Continuous rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027886A JPH02207910A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 連続圧延機のルーパ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02207910A true JPH02207910A (ja) | 1990-08-17 |
Family
ID=12233374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1027886A Pending JPH02207910A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 連続圧延機のルーパ制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5040395A (ja) |
| JP (1) | JPH02207910A (ja) |
| KR (1) | KR920002701B1 (ja) |
| AU (1) | AU608472B2 (ja) |
| DE (1) | DE4003548C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100868448B1 (ko) * | 2002-07-29 | 2008-11-11 | 주식회사 포스코 | 열연소재의 산세효율 향상장치 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0710513B1 (en) * | 1993-10-08 | 1998-07-29 | Kawasaki Steel Corporation | Interstand tension controller for a continuous rolling mill |
| US5660066A (en) * | 1993-10-08 | 1997-08-26 | Kawasaki Steel Corporation | Interstand tension controller for a continuous rolling mill |
| JP3286057B2 (ja) * | 1994-01-19 | 2002-05-27 | 新日本製鐵株式会社 | 連続熱間圧延機の制御装置 |
| JPH08150408A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-11 | Toshiba Corp | ルーパ制御装置 |
| AT411435B (de) * | 1999-11-25 | 2004-01-26 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zur optimierung der geschwindigkeiten einer verbundanlage |
| DE10200470A1 (de) * | 2002-01-09 | 2003-07-17 | Wilhelm Fleischmann | Medikamententräger |
| US20070068210A1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-03-29 | University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education | System for controlling a rolling mill and method of controlling a rolling mill |
| US8868250B2 (en) * | 2010-09-28 | 2014-10-21 | Cisco Technology, Inc. | Fan speed control |
| US9095886B2 (en) | 2011-06-27 | 2015-08-04 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Mill control system and method for control of metal strip rolling |
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| CN114749491B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-07-28 | 中冶南方工程技术有限公司 | 冷轧生产线入出口速度自动调节的控制方法 |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE661858A (ja) * | 1965-03-31 | 1965-09-30 | ||
| JPS5944129B2 (ja) * | 1979-08-01 | 1984-10-26 | 新日本製鐵株式会社 | 連続式圧延機スタンド間張力制御方法 |
| JPS5886919A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-24 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 連続式圧延機スタンド間張力制御方法 |
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| JPS59118213A (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-07 | Toshiba Corp | 連続圧延機のル−パ制御装置 |
| JPS59166312A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-19 | Toshiba Corp | 連続圧延機の張力制御装置 |
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| JPS63299808A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | 圧延機のル−パ制御装置 |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP1027886A patent/JPH02207910A/ja active Pending
-
1990
- 1990-02-06 US US07/475,915 patent/US5040395A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-06 DE DE4003548A patent/DE4003548C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-06 AU AU49153/90A patent/AU608472B2/en not_active Ceased
- 1990-02-07 KR KR9001452A patent/KR920002701B1/ko not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62282718A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-08 | Toshiba Corp | 連続圧延機のル−パ制御装置 |
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| KR100868448B1 (ko) * | 2002-07-29 | 2008-11-11 | 주식회사 포스코 | 열연소재의 산세효율 향상장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR920002701B1 (en) | 1992-03-31 |
| DE4003548C2 (de) | 1995-09-21 |
| US5040395A (en) | 1991-08-20 |
| KR900012689A (ko) | 1990-09-01 |
| AU4915390A (en) | 1990-08-23 |
| DE4003548A1 (de) | 1990-08-09 |
| AU608472B2 (en) | 1991-03-28 |
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