JPS6375196A - 抄紙機制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は製紙工業の最終工程である抄紙機を制御する装
立に係り、特に紙幅方向のｉｊ、制御特性をカルマンフ
ィルタを用いて改善した抄紙機制御装置に関する。

（従来の技術） 第４図は特公昭５７−２４４３５号公報等で公知の抄紙
機制御装はの概略構成図である。図においで、１はパル
プ惇を含む原料液を貯える径箱、２は種箱１より供給さ
れる原料液の量を制御する種口弁、３は白水を貯えるサ
イロ、４は原料液及び白水を混合して送るファンポンプ
、５は紙幅に対応する枚数の放出口（スライスリップ）
を備えたインレットボックスでファンポンプ４より送ら
れた液体を貯える。６はスライスリップより放出された
液体のパルプ分を抽出するワイヤパート、７はワイヤパ
ート６上の原料を脱水するサクションボックスで原料と
混在する白水を負圧状態としてサイロ３に落下させる。

８は脱水された原料を薄くするプレスパート、９は乾燥
を行いあらかじめ設定された水分率の紙にするドライヤ
、Ｉｌｌはつや出しを行うカレンダ、ＩＩはできあがっ
た紙を巻取るリールである。１２は坪量水分率検出器（
以下ＢＭ計という）、Ｉ３はＢＭ計１２の検出する紙の
絶乾煙員及び水分率がそれぞれの設定値に等しくなるよ
うに制御する１ｌｉｆｆ御部で、種口弁２の弁開度、ド
ライヤ９の蒸気圧および秒速を制御する。

このように構成された装置においては次の如く動作する
。径箱１から供給される原料液は、種口弁２を通過後サ
イロ３から供給される白水と混合ファンポンプ４により
インレットボックス５に送られる。インレットボックス
５からワイヤパート６上に放出された液は、ワイヤパー
ト６、サクションボックス７、プレスパート８およびド
ライヤ９等を通過する間に脱水、乾燥されリール１１に
巻取られる。紙の坪量はＢＭ計１２の出力に基づく制御
部１３からの制御信号で種口弁２等を制御して一定に保
たれる。

第５図は紙幅方向プロファイル制御の説明図で、Ｃ）は
インレットボックス５からＢＭ計１２走査線までの紙を
展開した説明図、（Ｂ）は紙の幅方向に複数（例えば４
０個）設けられたスライスリップ開度の分布図、（Ｃ）
は紙の幅方向に複数の観測点く例えば３１ｉ０点）を有
するＢＭ計による絶乾坪量の分布図である。

各スライスリップの開度を独立に制御して、目標とする
絶乾坪量を幅方向に一定に保つように制御する。

第６図は上記紙幅方向プロファイルの制御を示す機能ブ
ロック図である。図においで、２１は操作部で複数のス
ライスリップの開度を独立に操作する。２２は抄紙プロ
セスで、プレス、ドライヤ、つや出し等の複数の工程よ
りなる。２３はＢＭ計検出部で、例えば４０秒に一回の
割合で走査しながら絶乾坪量、水分率、紙厚などを測定
する。２４は表示部で、例えば第５図（Ｃ）に示す坪量
プロファイルを表示する。２５はＢＭ計検出部２３のデ
ータＹに基づいて操作部２１に制御信号Ｕを出力するコ
ントロール部で、オートと操作者自ら制御するマニュア
ルとを切替えることができる。

（発明が解決しようとする問題点） 第７図は単一のスライスリップのみを開いたときの、絶
乾坪量分布を示したものである。スライスリップの幅Ｗ
に対して、坪量は隣接するスライリップの領域にも分布
している。そこである点の絶乾坪量が目標とずれている
と、複数のスライスリップを制御する必要があり、熟練
オペレータによるマニュアル操作舵みの制御をコントロ
ール部２５のオートでは実現できない問題点があった。

さらに図中Ｏで示すように、何らかの外乱によって横流
れが生じていると、オートでは全（追従できないという
問題点があった。

このような問題点を解決するものとして、抄紙機の定常
状態における特性を同定すると共に熟練者による抄紙機
の操作手間を記憶して、制御する抄紙機制御装置を本出
願人は別途提案している。

この制御装置によれば上記の問題点は解決されるが、次
の問題点が残っている。

■　定値制御なので、整定に時間がががる。

■　無駄時間が大きいので、安定した制御特性を得るた
め定値制御を採用せざるをえない。

■　外乱の影響を無視しているので、この影Ｉｓを直接
受ける。

■　出力測定値をそのままフィードバックしているので
、検出ノイズの影響を受ける。

本発明は上記の問題点を解決したもので、いわゆるカル
マンフィルタを用いて紙質プロファイルを動的に予測推
定して、整定時間の短い抄紙機制御装置を提供すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） このような目的を達成する本発明は、紙幅方向に複数段
けられ、開度に対応する量の原料を供給するスライスリ
ップと、このスライスリップから供給された原料を脱水
、乾燥して所定の紙質を得るプロセス部と、このプロセ
ス部から送られた紙の紙質を紙幅方向に分解して検出す
る検出部とを備え、この検出部で検出する紙質プロファ
イルに基づいて前記スライスリップの開度を操作する抄
紙機においで、前記検出部の検出する紙質プロファイル
相互間の干渉行列、この紙質プロファイルとスライスリ
ップ操作量間の干渉行列、該紙質プロファイルと外乱間
の干渉行列を推定して、該紙質プロファイルの動的特性
を求める同定部と、前記抄紙機を熟練者が操作して目標
紙質プロファイルに到達する場合に経由する過渡紙質プ
ロファイルを発生する指令プロファイル発生部と、この
指令プロファイル発生部の発生する過渡紙質プロファイ
ル、前記目標紙質プロファイル、前記同定部の出力する
３つの干渉行列を入力し、前記スライスリップ開度を操
作する場合のゲインを演算するモデルマツチング部と、
前記検出部の検出する紙質プロファイルを入力し、前記
スライスリップから前記検出部に至るまでの無駄時間だ
け先の紙質プロファイル及び外乱を予測する予測推定部
と、この予測推定部で予測した紙質プロファイルをフィ
ードバックすると共に予測した外乱をフィードフォ、ワ
ードして前記スライスリップを市１即すると共に、これ
らのゲインを前記モデルマツチング部より入力するｆＩ
ＩＩ御部とを設けたことを特徴とするものである。

（作用） 上記する各構成要素は次の作用をする。同定部は抄紙機
制御の同定された動的モデルを記憶する。

指令プロファイル発生部は熟練者の行なう望ましい過渡
紙質プロファイルを記憶しており、時系列に送信する。

モデルマツチング部は過渡紙質プロファイルを動的状態
で実現するのに必要なスライスリップ操作量のゲインを
演算する。予測推定部はスライスリップから検出部まで
の紙の移動による時間遅れを補償して、紙質プロファイ
ル及び外乱をスライスリップで生じた値として推定する
。

１ｔＩＩＩ御部はモデルマツチング部の指令するゲイン
と予測推定部の求めた目標値との偏差に従いスライスリ
ップを操作する。

（実施例） 以下図面を用いて本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。尚第１図において前記第６図と同一作用をするものに
は同一符号をつけ説明を省略する。

図においで、３！はスライスリップの開度と、この開度
に対する動的状態における紙質プロファイルとの関係を
同定する同定部で、ここに同定とは抄紙機の運転条件や
紙の質が一定である場合の動的モデルを求めることをい
い、例えば→→Ａ　ＩＩ’　Ｍ　Ａ（Ａｕｔｏ　Ｒ＠ｇ
ｕｌａｔｉｎｇ　Ｍｏｖｉｎｇ　Ａｖｅｒｓｇ−ｅ）モ
デルが用いられる。３２は抄紙機を熟練者が操作して目
標紙質プロファイルに到達する場合に経由する過渡紙質
プロファイルを記憶する指令プロファイル発生部で、こ
の過渡紙質プロファイルを時系列で発生する。３３は抄
紙機のＡＲＭＡモデル、過渡紙質プロファイル、目標紙
質プロファイルを入力するモデルマツチング部で、過渡
紙質プロファイルを動的Ａ　ＲＭ　Ａモデルで実現する
のに必要なスライスリップ操作量のゲインを演算する。

３４は検出部２３の検出する紙質プロファイルを入力し
、スライスリップから検出部２３に至るまでの無駄時間
Ｔｄを補ｆ露してスライスリップにおける紙質プロファ
イル及び外乱を予測する予測推定部で、ここに推定とは
現在のＩＩＳ　’ｉ”Ｊ　ｔで測定された測定データに
基づいて現在の値を外挿して外乱を含まない測定データ
を得ることをいい、予測とは現在の時刻ｔで測定された
測定データに基づいて先の時刻ｔ＋Ｔｊで測定されるデ
ータを外挿して得ることをいう。３５はモデルマツチン
グ部３３のゲインと、予測推定部３４の予測した紙質プ
ロファイルと目標紙質プロファイルとの偏差を用いてス
ライスリップを操作する制御部で、紙質プロファイルに
ついてはフィードバックし、外乱についてはフィードフ
ォワード制御する。

Ｕｏｐは動的ＡＲＩＪＡモデルの未知パラメータを推定
するのに必要な情報量を含むような条件（同定条件）に
おける操作量（同定操作量）、Ｙｏｐは同定操作量Ｕｏ
ｐに対し動的状態で得られる紙質プロファイル、Ａ、Ｂ
は抄紙機の動的ＡｆＭＡモデルを表わす干渉行列で、Ａ
は検出部２３の検出する紙質プロファイル相互間の干渉
行列（以下紙質干渉行列という）、Ｂは紙質プロファイ
ルとスライスリップ操作世間干渉行列（以下操作干渉行
列という）である。Ｆは外乱の干渉行列、Ｙは現在の測
定データＹから予測された測定データ、ｒは現在の測定
データＹから予測された外乱である。Ｙは目標紙質プロ
ファイル、Ｙｃは指令プロファイル発生部３２の記憶す
る過渡紙質プロファイルで、１回のスライスリップ操作
によって紙質プロファイルが整定するまでのＭステップ
が、目標紙質プロファイルに到るまでのＮ巡回のスライ
スリップ操作について保存されている。

第２図は指令プロファイル発生部３２に記憶される過渡
紙質プロファイルＹｃの具体例で、（Ａ）は熟練したオ
ペレータ（エキスパート）がスライスリップを操作する
量、（Ｂ）は（Ａ）に対応して検出部２３の検出する紙
質プロファイルで、時系列に示しである。この操作は例
えば、ばらつきの多い低品質の紙から均一な紙質の高品
質の紙にする温合について採る。

まず第１回のスライスリップ操作Ｕ！に対し、紙質プロ
ファイルはＭ段のステップを経由して整定する。。ここ
にステップとは、例えば検出部２３の１回の測定をいい
、ＢＭ計では４０秒周期で行われる。続いてエキスパー
トは第２回のスライスリップ操作Ｕダを行い、以下この
操作を繰返してＮ巡回で目標紙質プロファイルに収束さ
せる。

尚第１図においで、破線はオフライン処理を示し、実線
はオンライン処理を示しているが、すべてをオンライン
処理してもよい。

このように構成された装置の動作を次に説明する。第３
図は第１図の装置の動作を示す流れ図で、（４）は抄紙
機を動的システムとして同定するためのオフライン処理
、（Ｂ）は抄紙機の運転をするオンライン処理を表わし
ている。

３つの伝達行列Ａ、Ｂ、Ｆは抄紙機の開ループのマニュ
アルスライスリップ操作Ｕｏｐに対する測定データＹｏ
ｐに基づきオフラインで同定する。尚、同定計算量が膨
大であるのでオフライン処理しているが、スライスリッ
プ操作度が充分にありがっ計算が充分早く行えればオン
ライン処理してもよい。

まず同定操作量Ｕｏｐを操作部２１に入力しく３＋１）
、これに対する定常状態における測定データＹａｐを検
出部２３より読出す（５１２）。ここで、Ｕｏｐ、Ｙｏ
ｐの成分を表わすと次式のようになる。

Ｕ丁＝　（ｕ＋、　ｕｉ、　・・・ｐ　ｕ　　）　　　
　　　　（１）ＯＰ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　ｒＹ　　　ＣＶＩ、Ｖｚ、・・・、ｙ
）　　　　　　　’（２）Ｏｐ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　ｎここに、ｒはスライスリ
ップの総数で、例えば４゜個あり、ｕ−（ｉ＝１．２．
・・・、ｒ）は各スライスリツブの開度である。ｎは検
出部２３の測定点の総数で、例えば３６０点あり、ｙ、
（ｉ＝１．２．・・・、ｎ）は各測定点における坪量な
どの紙質測定量である。

同定部３１は同定操作量Ｕ　ｏｐ、紙質プロファイルＹ
ｏｐを用いて、次式のＡＲＭＡモデルの３つの伝達行列
Ａ、Ｂ、Ｆを最小自乗法で求める（５１３）。

Ａ　（ｑ−’）Ｙ　（ｔ）＝　Ｂ　（ｑ−’）Ｕ　（ｔ
）＋　Ｆ　（ｔ）　　　　　（３）ここでＡ　（ｑ−’
）、　Ｂ　（ｑ−’）は次のように定義される。

−Ｔａ　　＊　　− Ｂ　（ｑ、−’）＝　ｑ　　　Ｂ　　（ｑ　’）　　　
　　　　　　　（５）各要素　ｊｌｅ　ｂｊｌの添字の
説明をすると、ａハは第ｊ番目と第ｋｆｆｉ目の紙質プ
ロファイル間の干渉係数、ｂｉは第ｊ番目の紙質プロフ
ァイルと第ｊｋ ｋｍ目のスライスリップ操作量との干渉係数である。ｑ
は時間を１ステツプ前にずらす演算子で、例えば次式の
如くなる。

ｑ−ｙ　ｋ（ｔ）＝　ｙ　ｋ（ｔ−１）　　　　　　　
　　　　　　（７）ｍは現在の時刻ｔからｍステップ前
のデータを表示する記号、ｌは悲ステップ前のデータを
表示する記号で、ｍ、ｌは任意に選択できる。

ｆ　（ｔ）はＳ次元の独立な外乱を含むｎ次元の有色ノ
イズ行列で、次式を満足する。

Ｆ　（ｑ−’）　’　（ｔ）＝　Ｗ　（ｔ）　　　　　
　　　　　　　（８）＋ｒ（ｔ）＝（ｒ　　ｒ　　−、
ｒＳ、ｒ”、−、ｒ”Ｘｓ＜ｎ）ビ　　２′ ＝　（ｒ　１．ｒ　２．＋＋、ｒｓ、０．＋＋、ｏ　）
　　　　　（９）ここでＷ（ｔ）はＳ次元の白色ノイズ
行列、Ｆ　（ｑ−’）は次式で定義される。

（３）衣の第に成分ｙ　１（ｔＸ　ｋ　＝　１　、２　
、・・・、　ｎ　）は次のベクトル形式で表わされる。

Ｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０ｆ）ｙ
　　（ｔ）＝φ　（ｔ−１）ｅ　ｋ＋　ｒ　ｋ（ｔ）ｋ
　　　　　ｋ ここで、φ１は測定データと操作員とよりなる行に 列、ｅ　は干渉行列λ、Ｂの係数よりなる行列でχ 次式を満足する。

φＴ（ｔ−１）・（−（ｙ　（ｔ−１）、ｙ　（ｔ−１
）、・・・、！　（ｔ−１））、・・・。

ｋｌ　　　　２　　　　　　ｎ −（ｙ、（ｔ−１！＋）、ｙ２（ｔ−ｍ）、−、ｙＩｌ
（ｔ−ｍ）））ｉ（（ｕ　（ｔ−１−Ｔｄ）、ｕ２（ｔ
−１−Ｔｄ）、−、ｕ、（ｔ−ｒ−Ｔｄ））、−。

（ｕ　（ｔ−Ｑ　−Ｔｄ）、ｕ２（ｔ−Ｑ　−Ｔｄ）、
−、ｕ、（ｔ−Ｑ　−Ｔ＋１）））（１２）８　　”（
（亀’　　、＊　’　　ａ”・　ｎ＠　’　　）ｘ”’
　　ａ　（”　Ｈｌ　ａ＠”ｙ２ｐ”’　　、ｓ、ｎ）
　）。

ｋ　　　ｋｌ　　ｋ２　　　ｋｎ （（ｂｉ、、ｂｉｌ、・・・、ｂｋｒ）、・・・’Ｃｂ
：’、−ｂ：”ｉ−・・・、ｂＪρ）＝（ＡＴ　Ｈｅ　
Ｔ　）　　　　　　　　　　　　　θつ次に（！１）式
の有色ノイズｒ　ｋ（ｔ）は次のベクトル形゛式で表わ
される。

ｒ　ｋ（ｔ）＝ψ１（ｔ−１））　ｋ＋　Ｗ　ｋ（ｔ）
　　　　　　　（１４）ここで、ψ　は外乱から構成さ
れる行列、チ、はに 干渉行列Ｆの係数よりなる行列で次式を満足する。

ψｋ（ｔ−１）＝（（−ｒｌ（ｔ−１）　、＋　ｒｌ（
ｔ−Ｎ）、−、−ｒ、（ｔ−１）］　、−・・。

（−ｒ　（ｔ−８）、−ｒｌ（ｔ−ｓ）、・・・、−ｒ
ｎ（ｔ−ｓ））θつｆ￥・（（ｆ；、、　ｆｉ２．・・
・、　ｆ；、）、・・・。

（ｆ５．　ｆ３．・・・”　ｆｉｎ”　　　　　　　　
（ｌｅｋｌ　　　　ｋ２ 時刻ｔのデータを基に、次の漸化式を用いて操作ｆｆ１
ｙ　　と外乱にの干渉係数パラメータθえとｆｋＢを同
時に求めることとなる。

ｅｋ（１）＝θｋ（ｔ−１） ｙ　（を戸φ（ｔ−１）ｅｋ（ｔ−１）＋ｒ　ｋ（ｔ）
ｋ　　　　　ｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（’■ｒｋ（ｔ）＝ψｋ（ｔ　−１）　４　＞　
（ｔ　−’　）　　　　　　　　　　　　０９／ここで
、 また外乱モデルの干渉係数Ｉｋは次式で推定される。

−Ｉｋ（ｔ）＝＋ｋ（を−り ここで、 ｒ（ｔ）＝ｙ　（ｔ）−ｅ”（ｔ−１）ｅｋ（ｔ−１）
　　　　　　＠ｉ　　　　ｋ　　　　ｋ 尚、■、■、■）、φ）式の初期条件はそれぞれ次の式
のようになっている。

続いてモデルマツチング部３３は（イ）式により求めた
干渉行列Ａ、Ｂ及び過渡紙質プロファイルＹｃを用いて
必要なスライスリップ操作量Ｕを演算する（５１４）。

　　゛ ｕ＝　＜１３”　１ｓ）−’　ｉｓ”＾　Ｙ　ｃ　　　
　　　　　　＠）尚、ここでは外乱を無視してＦ÷０と
している。

次にモデルマツチング部３３は、■）式からゲイン行列
Ｋを決定する（５１５）。

Ｋ＝＝（ΦＴΦ）−１ΦＴＵ　　　　　　　　　　　＠
ここでゲイン行列には、制御部３５が（９）式のＰＩ！
４御を行なう温合のゲインに、に、を表示し、これを成
分で表示するとＱＣＩ式のようになる。

ここでｉはスライスリップの番号、ｊは巡回数、ｋは測
定点の番号で、それぞれｉ＝１，２．・・・。

ｒ、ｊ”１，２．−、Ｎ、に＝１．２．−、ｎよりなる
。

１ｋ。

Ｋ、　　、第ｉｔ？目のスライスリップと第に番目の測
定点との間のＰ　ｍ制御のゲイン。

ｉｋ。

Ｋ１　　、第ｉ番目のスライスリップと第に番目の測定
点との間の■制御のゲイン。

Δｙ　：ｋ（Ｍ）　’第ｊ回目の巡回における第ｉ番目
のスライスリップと第に番目の測定点 における偏差で、Ｍは１巡回の操作に おける整定ステップ数で指令プロファ イル発生部３２のＭと同じである。尚、偏差とは測定値
ｙＶｋと目標値ｙ１にとの差をいう。

における偏差の総和で、目標値と過渡 紙質プロファイルとの偏差を累積して いる。

ゲイン行列文を（至）式、操作量行列ＵをＣ１３）式で
表わすと、＠）式は（２）式で表わせる。

１ＫＴ＝（（（ｘ”　ｘ”Ｘｘ１２に１２）−（Ｋ”　
Ｋ”））ＰＩ　　　ＦＩ　　　　　Ｐ＋ Ｃ＜Ｋ”　Ｋ”ＸＫ”　Ｋ”）　・（Ｘｉｎｘｉ”））
ＰＩ　　　ＦＩ ｒｌ　　ｒｌ　　ｒ２　　ｒ２ （（Ｋ　　　Ｋ　　）（Ｉ　　　Ｋ　　）・・・　（Ｋ
、　　Ｋ、　）））　　　（至）ＰＰ　　　ＰＩ ｕＴ＝（（＋＋ｌ　　υ２・・・　ＩｔＮ）（Ｕ’　　
Ｕ”　・・・　υＮ〕＋２　　１２２　　２ ・（Ｕ’　　Ｕ２・ＵＮ））　　　　　　　　　　　　
　Ｃ１３）ｒ　　　ｒ　　　　　　　　ｒ Ｕ＝ΦＫ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（９）
ここでΦを構成する小行列Φ　を（至）、■）式の中か
っこ〔〕に対応して定義する。

二二で、 Ｐ＝　１．２　、・・・ｊｒ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（２）Φ　＝０　　（ｆｏｒｐｓｑ） Ｑ このようにしてオフラインでエキスパートの操作に対応
するゲイン行列べが決定される。

次に同定されたゲイン行列べを用いて、抄紙機をオンラ
イン処理する。予測推定部３４は測定データＹを入力し
て、ます外乱を含まないｆ−を推定し、次に無駄時間Ｔ
ｄ先の値を予測する（５２１）。

まず推定演算は、θ０２（２）式を用いて（３）式を次
式のように変形して、予測推定部３４により操作量Ｙ及
び外乱ｒを推定する。尚、式の変形の途中に経由する式
は莫大なので、省略する。

Ｘ（ｔ）＝Φ（ｅ（ｔ−＋）、　ｆ（ｔ−ｔ）、　ｔ−
＋）Ｘ（ｔ−＋）＋　ｒ　−Ｕ　（ｔ−１−Ｔｄ）十Ｇ
ｙ−Ｗ　（ｔ）　　　　　　　　　’Ｊｒ）ここで、ｒ
は操作ｆｆ１Ｕにかかる係数行列、Ｇｙは外乱にかかる
係数行列、Ｘ（ｔ）は紙質プロファイルの測定データＹ
＃操作量の測定データＵ、外乱の時系列データｒの要素
よりなる状態ベクトルで次式を満足する。

Ｊ（ｔ）　＝（（ｙｌ（ｔ）−・・・、ｙｌｌ（ｔ））
　、（ｙｌ（ｔ−１）−・・・、ｙｒＩ（ｔ−１））。

−、（ｙｌ（ｔ−ｍ＋１）ｊ−、ｙ、（ｔ−ｍ＋Ｄ））
！（〔ｕｌ（ｔ−１−Ｔｄ）、・・・、ｕｒ（ｔ−１−
Ｔｄ）〕、・・・。

（ｕ　　（Ｌ−１−Ｔｄ）、・・・、ｕ　　（ｔ−１−
丁ｄ）〕）ｊｌ　　　　　　　「 （（ｒ　ｌ（ｔ）−・・・−ｒ、（ｔ））−・・・、（
ｒｌ（ｔ−５＋　Ｉ）、・・・、　ｒ、（ｔ−５＋　ｌ
））　１Ｇ） また、Φは同定部３１Ｃ’ｌ定された干渉パラメータベ
クトルθ、子よりなる行列である。

カルマンフィルタによるＸ（ｔ）の推定は次式によって
行われる。

Ｘ　（ｔ・戸Φ（８（ｔ−１）、チ（ｔ−１）、ｔ−１
）Ｘ　（ｔ−１）＋ｒ　　Ｕ　　（ｔ−１−Ｔｄ）＋　
　Ｒ、（Ｙ、（ｔ−１）−Ｈ，魁Ｌ−１））　　（３９
）Ｙ　　　（ｔ）＝　　Ｉｔ　　　　、＼　（Ｌ）＋　
　Ｖ　　（ｔ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（ａ）１　　　　　　　　　　ｍ ここで、ＩＫ、はカルマンゲインで、フィルタの利（り
を次式が成立するように設定する。

ｙ、　（ｔ−＋）＝　Ｙ、　（ｔ−１）　　　　　　　
　　　　　包りＶ（ｔ）は平均値零の白色ノイズ、Ｈｍ
は係数行列で式を満足する。

Ｈ＝（叱＆−ｆ−、コ。（、ｆ。４．。３゜１、次に予
測演算を行う。操作量Ｕと紙質プロファイルＹとの間に
存在する無駄時間Ｔｄを補償するため、現在時刻ｔより
ＴＭ先の予測値を制御部３５に送るためである。

＋　ｒ　−Ｕ　（ｔ−１）　　　　　　　　　■）−夕
の推定値ゆえに、その整定価を用ｂ）ること（こすると
次式の如（なる。

、°、ｏ（Ｅ＋（ｔ＋Ｔｄ）、（（ｔ＋Ｔｄ）、ｔ＋Ｔ
ｄ）＝＋Ｄｓｓ　　　　　（４Ｂ）ここに添字ｓｓは整
定価を意味する。

制御部３５はモデルマツチング部３３で求めたゲイン行
列べと、目標紙質プロファイルＹと予測推定部３４が（
４３）式によって予測した紙質プロファイルを用いて、
次式により操作量Ｕを演算する（３２２）。

Ｕ　　（ｔ）＝　　−１べ　　（Ｙ　　（ｔ＋Ｔｄ）−
Ｙ　　（ｔ＋Ｔｄ））操作部２１は制御部３５の指令に
応じてスライスリップを操作する（　５２３）。プロセ
ス部２２は紙をつくり（５２４）、検出部２３はこの紙
の紙質プロファイルＹを出力する（　３２５）。必要に
応じ、この紙質プロファイルＹを表示する（　５２６）
。

尚、上記実施例では各スライスリップに全ての偏差Δｙ
、ｋ（ｋ＝１．２．　・、！ｌ）をフィードバックして
いたが、該当するスライスリップに隣接する２個ずつの
影響の大きなスライスリップに対応する偏差（ｎ　＝　
３６０．ｒ　＝４１Ｊとすると４０点ぐらいになる）を
フィードバックしてもよい。このようにすると計算時間
が短くなる利点がある。

もし紙質や運転条件が変化した時は、干渉行列Ａ、Ｂ、
Ｆを再同定して、ゲイン行列状を決定すればよい。

さらに、本実施例ではカルマンフィルタを用いて予測推
定部３４を構成しているが、検出器２３のノイズレベル
が低ければ確定論的な推定法によって予測推定部３４を
構成してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば次の効果がある。

■　熟練者による紙質プロファイル制御を基礎に制御部
３５が制御しているので、抄紙工程の信頼性が向上する
。

■　抄紙機の動的システム同定を行っているので、定常
システム同定の場合に生じる整定時間の長期化がなく、
整定時間が短くてすむ。

■　予測推定部３４が無駄時間補償をしているので、抄
紙工程の制御性が向上する。

■　実施例のように、予測推定部３５にカルマンフィル
タを用いて外乱を推定すると、ノイズの影響を最小限に
することができ、抄紙工程の信頼性が向上する。

■　プロセスへの外乱をフィードフォワードにより低減
しているので、外乱の影響が小さくなり抄紙工程の信頼
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は第１図の装置に用いるデータの具体例、第３図は第
１図の装置の動作を示す流れ図である。 第４図は従来装置の概略構成図、第５図は紙幅方向プロ
ファイル制御の説明図、第６図は紙幅方向プロファイル
制御の機能ブロック図、第７図は問題点の説明図である
。 ２１・・・操作部、２２・・・プロセス部、２３・・・
検出部、３！・・１同定部、３２・・・指令プロファイ
ル発生部、３３・・・モデルマツチング部、３４・・・
予測を佳定部、３５・・・制御部。 第２図 （Ａ） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 紙幅方向に複数設けられ、開度に対応する量の原料を供
   給するスライスリップと、 このスライスリップから供給された原料を脱水、乾燥し
   て所定の紙質を得るプロセス部と、 このプロセス部から送られた紙の紙質を紙幅方向に分解
   して検出する検出部 とを備え、この検出部で検出する紙質プロファイルに基
   づいて前記スライスリップの開度を操作する抄紙機にお
   いで、 前記検出部の検出する紙質プロファイル相互間の干渉行
   列、この紙質プロファイルとスライスリップ操作量間の
   干渉行列、該紙質プロファイルと外乱間の干渉行列を推
   定して、該紙質プロファイルの動的特性を求める同定部
   と、 前記抄紙機を熟練者が操作して目標紙質プロファイルに
   到達する場合に経由する過渡紙質プロファイルを発生す
   る指令プロファイル発生部と、この指令プロファイル発
   生部の発生する過渡紙質プロファイル、前記目標紙質プ
   ロファイル、前記同定部の出力する３つの干渉行列を入
   力し、前記スライスリップ開度を操作する場合のゲイン
   を演算するモデルマッチング部と、 前記検出部の検出する紙質プロファイルを入力し、前記
   スライスリップから前記検出部に至るまでの無駄時間だ
   け先の紙質プロファイル及び外乱を予測する予測推定部
   と、 この予測推定部で予測した紙質プロファイルをフィード
   バックすると共に予測した外乱をフィードフォワードし
   て前記スライスリップを制御すると共に、これらのゲイ
   ンを前記モデルマッチング部より入力する制御部と を設けたことを特徴とする抄紙機制御装置。