JPS5886919A - 連続式圧延機スタンド間張力制御方法 - Google Patents

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】 仁の発明は、連続式圧延機スタンド間のルー・ｐｏシル
−り角度をほぼ一定に保ちつつ、スタンド間張力を任意
の目標値に制御する張力制御方法に関するものである。

従来の連続式圧延機スタンド間にルー・譬を備え九張力
制御装置においては、スタンド間張力はル〜・９七〜り
に所定のトルクを発生させ、かつルー・ダ角度をスタン
ド間速度を変えることにより制御してい慶。しかし、こ
の方式ではルー・譬高さが変わる事により張力が変化し
、かつ張力が変化する事によるルー・ず高さが変化する
所謂相互干渉系となり、制御性の限界を有していた。

一方、ルー・！角速変、ルー・１０１、張力、スタンド
間板速度差を状態ベクトルとして、ルー・譬モヘタ駆動
トルクとスタンド間板達度差基準値を操作ベクトルとす
る状態フィードバック制御が提案されている（４１１１
！昭５８−２３３０９　）。

しかし、この方式は最適制御理論によると、単なる比例
動作のみによるツイード・イックを構成するものであり
、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、オフセットを生じ制御性を
低下させると一般に言われている。

仁の発明はＥ記のような実情に鑑みてなされた本のであ
って、その目的は積分杉状謄フィード・櫂ツク制御をす
ることによりオフセットの生じない連続圧延機スタンド
間張力制御方法を提供しようとするものである。

以下この発明方法を詳細く説明する。第１図は一般的な
張力制御系におけるルー・量系の幾何学的配置を示しえ
もので、図中の１は前段スタンド、２は後段スタンドで
、それぞれ速度制御装置を備えている。３はルー・昔装
置で、ルー・譬制御装置を備えている＠（Ｆｉ被圧延材
である。

ここで、説明を簡単にする九めに制御の基準速度スタン
Ｐ（♂Ｉノットタンド＞を後段スタンド２に採る。従り
てルー・譬高さ及びスタンド間張力は飾段スタンド１の
ロール周速とルーツ奢モータトルクの影響を受けること
になる。

ルー・青の運動力ｌｉ式は、基準ルー・々内直−０゜シ
で線形近似化して次式を得る。

ｄ　　　　　　　　　　４ ７−（Δ”　”　’　１１　ａ　ｔ　（Δθ）十ｍ、２
（Δθ）＋Ｊｓ（Δσ）＋　ｂ、、（ΔＴｒ＠ｔ）　　
　　　・・・・・・・・（１）但し、０：ルーノ中角度 σ：スタンド間張力 Ｔ、。ｆ：ルーノ譬駆動トルク Δ：基準値層すの偏差を示すオペレータ（１）式の各・
臂うメータは以下の様に求められる。

”１１″″丁Ｄ　　　　　　　　　　　　　、、、、、
曲　（２）”＋５””　　Ｋｌ（’。）　　　　　　　
曲・叩（４）ｂ　＝〜王 ・・　　、　　　　　　　　　　　　　　用°曲　（５
）Ｋ２（ａ）＝２ρｈｏＢＯｒ＋ａｓθνσワテコ；〒
＋ＷＬａｒ」（θ十〇、）　　　・・・・・（７）但し
、 ｇ：重力の加速度 Ｊニル−・譬の慣性能率 ｒ：ルーノやのアーム長 ａｒニル−Ｉ譬重心のアーム長 ＠ニルー・や回転軸の・ヤスラインからのオフセラ　　
ト　量 ｔ：スタンド間距離の棒 ０゜ニル−，１重心のオフセット角度 Ｄニル−・前軸の摩擦係数 ｈｏ：材料級犀 Ｂｏ：材料板中 ρ：材料ｖＨ蜜 ＷＬニル−・譬重量 またスタンド間張力発生式は次式で表わされる。

但し、 Ｋ４（＃）＝２み５石；−？　・・・・・・・・・（９
）Δマ、＝（１＋ｆ　）ΔＶ　　　　　　　・・・・・
・・・・（２）Ｅ：ヤング率 ΔマＭ：材料運蜜差 １：＃段スタンド材料先進率 ４マ：前段スタンＹロール周速偏差 （８）式を微分して基準値廻りで線形化し、次式を得る
。

但し、 一方、メイン七−夕の応答Ｆｉ１次遅れで表わす。

但し、 テ：メインモータ時定数 ツマｒ＊ｆ”スタンドロール同遼鋼差指示値そして、ζ
ζで以下の変数を定義する。

Δ’ｒ＠ｆ　ｓΔσ１．、バルー・譬角変及びスタンド
間張力各々の基準値廻りの目標値偏差である。

以上ノ（ｘ）　、　０１　、　ａ４　、　ｎ　、　ａ＊
式を連立サーｔテ、かつ目標値Ｏ蜜動項を無視すると、
次式を得る。

晶×暑枢＋１　　　　　　　　曲・曲（ロ）但し、 ＬＪ＝（ΔＴｒｓｆ’Δマ１．ｆ） すなわち、×は状Ｉｌｉ数ベクトル、Ｕは操作ベクトル
、ＡおよびＢは係数行列を示す。

この尭＊＃ｉ（財）、（至）弐に依る積分要素を考直し
良形で、２次評価指標 但し、 Ｑ：非負定行列 Ｒ：正定行列 を最小化するＵを求める事に依り、応答性が良く、かつ
定常外乱及び目標張力の変動に強い張力制御を行うもの
である。

ここで、ＱおよびＲは張力制御精度、ルー・豐角度制御
精度、オフセット除去性等への重ＩＩＩｒＲによって決
まる評価規範を構成するものである。

さて、一式はリカッチ形黴分方程式を解き、フィード／
４ツク行列Ｋを求めることにより最小化できる。即ち、
次式に依る操作量をフィード・ｆツクすることが最適で
ある。

ＬＪ　＝　ＫＸ　　　　　　　　　　、＝−０，＠以上
の説明ではビＩットスタンドを後段スタンド２に採って
いたが、前段スタンド１に採っても同様の方法が適用で
きる。

次にこの発明方法を行う張力制御装置ＯＩＩｇ＆を第２
図により説明する＠　＃　＠後段スタンドＪ。

２には、それぞれミル速度制御装置１ｉ、ｒｘが設けら
れ、またルー・譬装置ｊＫＦｉルー／譬トルタ制御装置
１３が設けられている。２１は張力制御装置で、定常状
態での制御基準値０゜、σ０゜”ｒｅｆ＠’マ。並びに
（２）〜（７）式、（９）〜（イ）式、（ロ）〜（至）
式及び（至）〜（至）式に必要な材料仕様、設備定数等
は予めこの張力制御装置２１ｊｆＣ与えられている。

またルー／譬装置３にはスタンド間張力針、ルー・母角
度針、ルー・９自速度針が設置され、それぞｔ九メイン
モータに設けられ九速度針からマが張力制御装ｆ’　Ｉ
Ｋ大入力れるようになりている。そしてこの場合ビはッ
トスタンドは後段スタンド２とし、張力制御装置２１か
ら前段スタンド１のメインモータ速度マｒｅｆとルー／
豐装置３のルー・臂モータトルクＴｒａｔを設定できる
ようになって込る。

而して以上の制御装置及び計測器にて張力制御動作は以
下の様に行われる。まず、σ、θ。

−０，マを計測し、（ロ）、Ｃ１時式により状態ペクト
ｉ ル×を求める。ついで（１）〜榊式を用いて係数行列人
およびＢを求める０次に（ホ）式の評価指［Ｊを最小に
するフィード・櫂ツクｒインｋを求める。

フィードペックダインＫには状態ベクトルの各要素がメ
インモータ速度変更量とルー・１七−タトルク変ｆ菫に
与える重みを決めるものである。

そして最終的にＱ塾代により求めた前段スタンドロール
＃ｆｊＡ運−差指示値とルー・譬駆動トルクとを＃段ス
タンドのメインモータとルーＩ？モータとに各々設定す
る０以上の処暑は一定閾期毎に行うＯ 以との制御を行うことに依シ、定常外乱および張力目標
値の肇更に対してオフセットを生じることなく制御する
ことができる。

この発明方法を適用し九例を従来方法と比較して第３図
に示す。これはランｌ状に入っ九外乱に対して従来方法
ではオフセットを生じるがこの発明の積分形制御によシ
オフセットを歇牧することができることを示している。

この発明方法は上記のようなもので、積分形状態フィー
ドバック制御をすることにより、外乱が大きくてもまた
目標張力値を変更しても、オフセットの生じないスタン
ド間張力制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を説明するための一般的な張力制
御系の説明図、第２図はこの発明方法を実施するえめの
張力制御装置の概要説明図、第３図はこの発明方法によ
る制御系の応答度を従来方法と比較して示す説明図であ
る。 １・・・前段スタンド、２・・・後段スタンＰ５３・・
ルー・ヤ装瞳、１１．１２・・ミル速度制御装置。 １３　ルー・母トルク制御装置、２１・・・張力制御装
置。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦才１ＹＩ！Ａ 第２図 才３図 −一一一二状敷オ焦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続式圧延機スタンド間に配置され九ルー・中のトルク
   制御装置及びｉル速度制御装置よりなる張力制御方法を
   備えて、ルー・ζ角を一定値に制御しつつ、スタンド間
   張力を目標値に制御する連続式圧延機スタンド間張力制
   御方法に於いて、上記ルー・譬の角変偏差、自速［４差
   、スタンド間張力偏差、スタンド間速度偏差、並びにル
   ー・臂角寂１差積分値及びスタンド間張力偏差積分値を
   状態変数ベクトルとし、又張力制御系の運動方程式及び
   ２次形式評価指標最小化に沿ってル〜／＃トルク目標値
   とメインモー−適度目標値を操作ベクトルとして補正し
   てメタ７１間張力制御を行うことを特長とする連続式圧
   延機スタン「開帳力制御方法。