JPS58154406A - 多段圧延機のル−プ制御方式 - Google Patents

多段圧延機のル−プ制御方式

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JPS58154406A
JPS58154406A JP57036979A JP3697982A JPS58154406A JP S58154406 A JPS58154406 A JP S58154406A JP 57036979 A JP57036979 A JP 57036979A JP 3697982 A JP3697982 A JP 3697982A JP S58154406 A JPS58154406 A JP S58154406A
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loop
speed
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deviation
output signal
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JP57036979A
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Hiroshi Takahashi
浩 高橋
Kosaku Toyoda
豊田 耕作
Koichi Ishida
紘一 石田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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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

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、それぞれ個別の電動機により駆動される複数
のスタンドから構成される多段圧延機におけるスタンド
間の圧延材料のループを制御するための制御方式に関す
る。
互いに隣り合う2つの圧延スタンド間において圧延材料
にループを形成させながら圧延を行なう場合、そのルー
プ菫を所望値に保つことが要求される。このためループ
検出器を設けて、このループ検出器の出力信号をループ
設定信号と比較し、その結果得られるループ制御偏差に
応じて一方のスタンドの回動機速度指令値を補正するこ
とが行なわれている。か5るループ制御系を構成するル
−ブ調節器番こおeする調節パラメータは、圧延材料の
寸法変動あるいは温度変化に起因する外乱や、該当する
両スタンドの″l!動機速度制御系に与えられる速度指
令値のプリセラトル差などによって生じるループ変動が
十分に抑制されるように、最適IAI整されるべきであ
る。しかしながら、制御の安定性を確保しなけねばなら
ないために、張力フィードバック制御系の応答速度を高
めることには限界がある。したがって、ループ制御系は
その応答速度限界よりも遅い周期の外乱に対してはこれ
を吸収して安定なループを形成させるが、それよりも速
い同期の外乱に対してはこれを吸収できずループ変動を
生じる。とくに、速度プリセ・ソト値のエラーにより生
じるループ変動は大きく、場合によって材料引張番こよ
る寸法変動あるいは過大ループによるミスロールを発生
する等の問題があった。
本発明の目的は、上述の欠点を除去I7て、安価な手法
でループ変動を抑制することのできるループ制御方式を
提供することにある。
この目的を達成する本発明の要点は、前段スタンドの出
側拐料速度および後段スタンドの入側材料速度を直接に
検出することなく、従来装置においても設けられている
電動機速度検出器およびループ検出器の出力信号から、
制御対象の等価モテルを含む状態観測器を介して前記の
画材刺速度間の偏差を間接的に求め、この偏差を打消す
ように速度指令値を可変設定するというフィードフォワ
ード制御により速応的に外乱を吸収してループ変   
 −動を抑制できるようにしたところにある。
以下、図面を珍魚しながら、本発明の実施例について詳
細に説明する。
図には多段圧延機の互いに隣り合う2つのスタンド1,
2が示されている。両スタンド間において圧延材料2は
ループを形成させられている。各スタンドは個別の′1
駆動で駆動されるが、ここでは後段スタンド2の電動機
およびその制御系の図示は省略しである。前段スタンド
lを駆動する電動機41はサイリスタ変換器42を介し
て給電される直流′−電動機して示されている。この電
動機41の速度制御系はせイリスタ変換器42.速度1
lilJ御装置f5.速度設定器6および速度検出用発
電機7から構成されている。速度制御装置5は、通常の
如く、速度制御ループを構成する速度調節器のはかに、
その速度制御卸ループの内側で電流制御のためU)マイ
ナーループを構成する電流調節器を含んでいる。さらに
、この速度制御ループの外側にはループ制御1liI系
が設けられている。このループ制御系はループ設定器9
の出力信号とループ検出器の出力信号との偏差に応じて
動作するループ調節器8によって構成されている。ルー
プ調節器8としてPもしくはPI動作形の調節器が使用
される。
さらに状態観測器(オブザーバ)12が設けられており
、これには速度検出器7によって検出される前段スタン
ドlの電動機速度nと、ループ検出器10によって検出
されるループ1it1とが人力されている。状態観測器
の出力信号官と速度設定器6の出力信号ntとの差△曾
が形成され、この差が速度制御装[5の設定入力側にお
いてループ調節器8の出力信号Δnとともに、速度設定
器n:と重畳されている。な2、図示の2つのスイッチ
素子115− は互いに連動しており、ループ制御中オンされる。
両スタンド間において圧延材料3のループが形成されて
いない状態では、両スイイチ11はオフ状態にあり、し
たがって速度制御装置5の設定側人力♂は速度設定器6
によるプリセット値幅であり、電動機41の回転速度n
はこのプリセット仙吋に制御されている。同様に後段ス
タンド2側の図示さねていない電動機の回転速度も所望
のループ奮を考慮したプリセット値に制御されている。
圧延材料3の先端が後段スタンド2に噛込まれ、スタン
ド間に、ループが形成されると両スイッチ11がオンさ
れ、ループ制御が行なわれる。ループ制御中においては
、速度制御装置5の設定入力側の信号dは ♂=n:+△n十△n =n:十Δn −1−(n −nλ) 二令+△n ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)とな
る。すなわち、状態観測器12の出力信号が速度指令値
となり、これにループ調節器8の補正1△nが重畳され
ることになる。したがって、図ボ= 6− の実施例は、♂をnマから省十△nに切換える切換回路
を備える回路方式に変形することもできる。
ところで、上述の(1)式からも分るように、状態観測
器12の出力信号nがいかなる量を代表しているかが本
発明の作用効果を理解する上で重要である。そこで、状
態観測器12の内部の具体的構成例とその動作について
説明する。
状態観測器12は制御対象の等価モデルとしての積分要
素121、前述の出力信号nを保持するための積分要素
122とを備えている。モデル121は積分時間rPL
をもって、速度検出器7の出力信号nと積分要素122
の出力信号nとの差を積分する。Jt*分喪素122に
はループ検出器10の出力信号tとモデル121の出力
信号との偏差がゲインg、を有する増幅器123を介し
て入力される。したがって、積分要素122は偏差1−
1が零になるまで出力信号nを変更する動作をする。増
幅器124はゲインgl:。
を有し、偏差1−1をモデル121の入力にフィードバ
ックするものであり、これによってループ状に接続され
ている2つの積分要素121 、124の自励振動を抑
制して安定化をはかるのに役立つ。ゲインgr 、Ih
を適切な値に選定することにより状態観測器の応答を最
適にすることができる。
ところで、スタンド間のループ駿りは、前段スタンドl
のロール出典材料速度v1と後段スタンド2のロール入
側材料速度■、に対して、L−■:(v、−v2)dt
(2) なる関係を有する。ここで、基準材料速度をV。とり、
、基準ループ量をり。とじて、V、、V、、Lをそれぞ
れ のように単位化して、これらの重位置で上記(2)式を
置き換えた後、ラプラス変換すると、t = −(V、
 −v2)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・ (3)+11.l、I きなる。ただし、TL”’1−Lo/ ’Vo (=定
数)であり、11λ またSはラプラス演算子である。これらのV、およびv
2と各スタンド1.2の電、動機速度n1およびn2と
の間には、よく知られているように、vにa1・(1+
f)・n、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(41v2= a2・ (1−ψ)・n
2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(5)なる関係がある。ただし、al + ”2はそ
れぞ゛れスタンド1,2におけるギヤ比およびロール径
による定数であり、fは先進率、ψは後進率である。
ところで、状態観測器12によれば、モデル121の出
力信号tは、ループ検出器10の出力信号tに一致する
よ・うに制御されていることから、ループ量のシュミレ
ーション値であり、モデル121の動作は なるラプラス演算式で表わすことができる。状態観測器
12における積分要素122の働きにより、1=1なる
制御が行なわれ、TL#TLなる選定が行なわれている
ことを考慮すると、(3) 、 +61よりv、 −v
、 =  n  −n となる。すなわち、状態観測器12の出力信号nはn 
= n −(v、−vt)・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(71と表
わすことができる。この式に先の2つの式(4)。
 9− (5)を当てはめると、 ’E= 111a、11 (1+f )−nt  a2
(1−ψ) ・n21となり、この式から分るように、
状態観測器12Q)出力信号は一方のスタンドの電動機
速度検出(HInを基準として、ループ変動要因をすべ
て含んでいる。本発明は状1M観測器12の出力信号n
を速度指令値として速度検出器10によって検出される
速度実際値nをn = nとなるように制御しているの
で、(7)式を考慮すると、結局 v、−v、二〇 なる制御が行なわれることになる。すなわち、V+−v
t”=0であれば、ループl1lltが変化するが、本
発明によれば速度指令値nに(v、 −vρを打消す成
分が直接的に含まねているために、ループa14節器8
の速度補正−量ムn l(よる遅い応答を待たずに、速
応的にループ変動抑制のための速度変更が行なわれる。
したがって、先の式(1)から分るように、ループ調節
器8は状態観測器12のシュミレーション誤差等により
生じる定常的なループ制御偏差はループ調節器8によっ
て打消され、急激な変化を10− する外乱に対する補償作用は状態観測器12による上述
の如きフィートポワード制御により行なわれる。
以上のように、本発明によれば、材料の寸法変化、材料
の温度変化、ロールギャップ変化、スタンド間の速度プ
リセット値エラーおよび材料噛込時のインパクトドロッ
プ等に起因するループ変動を応答性よく抑制できるため
、スタンド間のループ童を安定に保つことができる。こ
のことにより圧延材の寸法変動の抑制、ミスロール発生
の防止を達成することができる。また、安定なループを
保つことができるということは、機械側にとってはルー
プ形成スペースを小さくできることを意味する。
図示の実施例では、互いに隣り合う2つのスタンド間に
おいて形成されるループを所望値に保つための操作を前
段スタンド側の電動機速度制御系1: に対して行なっているが、これとは逆に後段側の電動機
速度制御系に対して行なう場合に対しても適用できるこ
とは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
図は本発明一実施例を示すブロック図である。 1.2・・・スタンド、3・・・圧延材料、41・・・
電動機、42・・・サイリスタ変換器、5・・・速度制
御装置、6・・・速度設定器、7・・・速度検出器、8
・・・lレープ調節器、9・・・ループ設定器、10・
・・ループ検出器、12・・・状態観測器、121・・
・制御対象モデル(積分要素)、122・・・積分要素
、123 、124・・・増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)それぞれ個別の電動機で駆動される複数のスタンド
    から構成されている多段圧延機における隣り合う2つの
    スタンド間で形成される圧延材料のループを制御するた
    めに、一方のスタンドの電動機速度制御系の速度指令値
    に対してループ制御偏差に応じた速度補正弁を重畳する
    ループ調節器を備えるとともに、ループ検出信号および
    一方のスタンドの電動機速度検出信号から前段スタンド
    のロール出11111材料速度と後段スタンドのロール
    入側速度との差を一方のスタンドの電動機速度を基準と
    して模擬する量を演算する状態観測器を備え、この状態
    観測器の出力信号に応じて前記速度指令値を可変設定す
    ることにより、ループ変動を抑制するようにしたことを
    09とする多段圧延機のループ制御方式。 2、特許請求の範囲第1項記載の制御方式において、前
    記状態観測器は制御対象を模擬する第1の積分要素と、
    状態観測器の出力信号を取り出すための第2の積分要素
    とを備え、第1の積分要素には前記電動機速度検出信号
    と第2の積分要素の113力信号との偏差が入力され、
    第2の積分側lcは前記ループ検出信号と第1の積分要
    素の出力信相との偏差が入力されることを%黴とする多
    段圧延機のループ制御方式。
JP57036979A 1982-03-09 1982-03-09 多段圧延機のル−プ制御方式 Granted JPS58154406A (ja)

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JPH0358803B2 JPH0358803B2 (ja) 1991-09-06

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JP (1) JPS58154406A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63309314A (ja) * 1987-06-09 1988-12-16 Fuji Electric Co Ltd 多段圧延機のル−プ制御方式

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63309314A (ja) * 1987-06-09 1988-12-16 Fuji Electric Co Ltd 多段圧延機のル−プ制御方式

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JPH0358803B2 (ja) 1991-09-06

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