JPH11188413A - 熱間連続圧延機の制御方法 - Google Patents
熱間連続圧延機の制御方法Info
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- JPH11188413A JPH11188413A JP9360150A JP36015097A JPH11188413A JP H11188413 A JPH11188413 A JP H11188413A JP 9360150 A JP9360150 A JP 9360150A JP 36015097 A JP36015097 A JP 36015097A JP H11188413 A JPH11188413 A JP H11188413A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御系に存在するノイズおよびコントローラ
による励振などの影響を低減し、応答の乱れにくい即ち
高周波振動が生じない熱間圧延機の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 制御対象となる圧延機を、出側板厚偏
差、ルーパ角度偏差、スタンド間張力偏差、スタンド間
板速度偏差及びルーパトルク偏差又はルーパ角速度偏差
の全集合又は部分集合からなる状態変数とし、ルーパの
トルク設定値又は速度設定値、ミル速度設定値及び圧下
位置設定値の全集合又は部分集合を入力変数とし、出側
板厚、ルーパ角度及びスタンド間張力の全集合又は部分
集合を出力変数とする状態方程式として記述し、その状
態方程式を解いて各制御装置の操作量を求め、その操作
量を所定の低域通過フィルタを介して各制御装置に出力
する。
による励振などの影響を低減し、応答の乱れにくい即ち
高周波振動が生じない熱間圧延機の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 制御対象となる圧延機を、出側板厚偏
差、ルーパ角度偏差、スタンド間張力偏差、スタンド間
板速度偏差及びルーパトルク偏差又はルーパ角速度偏差
の全集合又は部分集合からなる状態変数とし、ルーパの
トルク設定値又は速度設定値、ミル速度設定値及び圧下
位置設定値の全集合又は部分集合を入力変数とし、出側
板厚、ルーパ角度及びスタンド間張力の全集合又は部分
集合を出力変数とする状態方程式として記述し、その状
態方程式を解いて各制御装置の操作量を求め、その操作
量を所定の低域通過フィルタを介して各制御装置に出力
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間連続圧延機の
板厚、スタンド間張力及びルーパ角度を制御する方法に
おいて、スタンド間に配置されたルーパのトルク制御装
置又は速度制御装置、各スタンドに配置されたミル速度
制御装置及び圧下位置制御装置を用いて、出側板厚、ス
タンド間張力及びルーパ角を所望の値に制御する熱間連
続圧延機の制御方法に関し、特に、制御系に存在する検
出ノイズ、圧延ワークロール偏心により生じるノイズ、
スライディングモードコントローラのような非線形操作
による高周波振動（チャタリング）等の影響を補償する
方法に関する。
板厚、スタンド間張力及びルーパ角度を制御する方法に
おいて、スタンド間に配置されたルーパのトルク制御装
置又は速度制御装置、各スタンドに配置されたミル速度
制御装置及び圧下位置制御装置を用いて、出側板厚、ス
タンド間張力及びルーパ角を所望の値に制御する熱間連
続圧延機の制御方法に関し、特に、制御系に存在する検
出ノイズ、圧延ワークロール偏心により生じるノイズ、
スライディングモードコントローラのような非線形操作
による高周波振動（チャタリング）等の影響を補償する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼板製造の熱間連続圧延プロセスに使わ
れている圧延ワークロールは、通常、偏心により偏心波
ノイズが生じており、また、張力計測装置による計測ノ
イズが存在している。それらのノイズは制御器により増
幅され、板厚、張力及びロール速度の変動を起し、制御
性能を劣化させ、製品精度を低下させるという問題が存
在する。前記の偏心波ノイズによる問題を解決する方法
として、特開昭５４−１１２３６７号公報には、各バッ
クアップロールの偏心波形のノイズを除去して記憶し、
圧延時にロールの回転位置に対応させて読み出すことに
より、ロールの偏心を制御する方法が開示されている。
また、前記の計測ノイズによる問題を解決する方法とし
て、特開昭５６−１３１００９号公報には、圧延プロセ
スの検出データを２台の積分器を用いて一定時間毎に交
互に積分して記憶し、その加重平均を求めることによ
り、検出データのノイズを減衰して張力の検出精度と制
御精度を向上させる方法が開示されている。
れている圧延ワークロールは、通常、偏心により偏心波
ノイズが生じており、また、張力計測装置による計測ノ
イズが存在している。それらのノイズは制御器により増
幅され、板厚、張力及びロール速度の変動を起し、制御
性能を劣化させ、製品精度を低下させるという問題が存
在する。前記の偏心波ノイズによる問題を解決する方法
として、特開昭５４−１１２３６７号公報には、各バッ
クアップロールの偏心波形のノイズを除去して記憶し、
圧延時にロールの回転位置に対応させて読み出すことに
より、ロールの偏心を制御する方法が開示されている。
また、前記の計測ノイズによる問題を解決する方法とし
て、特開昭５６−１３１００９号公報には、圧延プロセ
スの検出データを２台の積分器を用いて一定時間毎に交
互に積分して記憶し、その加重平均を求めることによ
り、検出データのノイズを減衰して張力の検出精度と制
御精度を向上させる方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
いずれの公報も、分散制御系の個々の制御ループに適用
する制御方法であり、計測信号を直接処理して補償する
方法であることから、コントローラにより生じる励振
（スピルオーバ）の影響を除去することができない。ま
た、圧下位置制御装置、ルーパトルク制御装置及びミル
速度制御装置を同時に操作する３入力３出力の集中型コ
ントローラに適用できない、という問題点がある。
いずれの公報も、分散制御系の個々の制御ループに適用
する制御方法であり、計測信号を直接処理して補償する
方法であることから、コントローラにより生じる励振
（スピルオーバ）の影響を除去することができない。ま
た、圧下位置制御装置、ルーパトルク制御装置及びミル
速度制御装置を同時に操作する３入力３出力の集中型コ
ントローラに適用できない、という問題点がある。
【０００４】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、制御系に存在するノイズ及
びコントローラによる励振などの影響を低減し、応答の
乱れにくい即ち高周波振動が生じない熱間連続圧延機の
制御方法を提供することを目的とする。
ためになされたものであり、制御系に存在するノイズ及
びコントローラによる励振などの影響を低減し、応答の
乱れにくい即ち高周波振動が生じない熱間連続圧延機の
制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱間連続圧
延機の制御方法は、出側板厚、スタンド間張力及びルー
パ角を求めて、そして、スタンド間に配置されたルーパ
のトルク制御装置又は速度制御装置、各スタンドに配置
されたミル速度制御装置及び圧下位置制御装置を用い
て、出側板厚、スタンド間張力及びルーパ角を所望の値
に制御する熱間連続圧延機の制御方法において、制御対
象となる圧延機を、出側板厚偏差、ルーパ角度偏差、ス
タンド間張力偏差、スタンド間板速度偏差及びルーパト
ルク偏差又はルーパ角速度偏差の全集合又は部分集合か
らなる状態変数とし、ルーパのトルク設定値又は速度設
定値、ミル速度設定値及び圧下位置設定値の全集合又は
部分集合を入力変数とし、出側板厚、ルーパ角度及びス
タンド間張力の全集合又は部分集合を出力変数とする状
態方程式として記述し、その状態方程式を解いて各制御
装置の操作量を求め、その操作量を所定の低域通過フィ
ルタを介して各制御装置に出力する。
延機の制御方法は、出側板厚、スタンド間張力及びルー
パ角を求めて、そして、スタンド間に配置されたルーパ
のトルク制御装置又は速度制御装置、各スタンドに配置
されたミル速度制御装置及び圧下位置制御装置を用い
て、出側板厚、スタンド間張力及びルーパ角を所望の値
に制御する熱間連続圧延機の制御方法において、制御対
象となる圧延機を、出側板厚偏差、ルーパ角度偏差、ス
タンド間張力偏差、スタンド間板速度偏差及びルーパト
ルク偏差又はルーパ角速度偏差の全集合又は部分集合か
らなる状態変数とし、ルーパのトルク設定値又は速度設
定値、ミル速度設定値及び圧下位置設定値の全集合又は
部分集合を入力変数とし、出側板厚、ルーパ角度及びス
タンド間張力の全集合又は部分集合を出力変数とする状
態方程式として記述し、その状態方程式を解いて各制御
装置の操作量を求め、その操作量を所定の低域通過フィ
ルタを介して各制御装置に出力する。
【０００６】本発明においては、操作量、例えばギャッ
プ設定値、ルーパトルク設定値及びワークロール速度設
定値の前端にそれぞれ低域通過フィルタを設置し、そし
て、例えばコントローラからの操作量信号に含まれてい
る高周波成分を除去して制御を行うことにより、前述の
ノイズや励振信号の影響が低減され、ひいては応答が乱
れにくくなり安定する。また、本発明においては、張力
・ルーパ・板厚制御を集中型のコントローラを用いて実
施した場合には、状態予測器を制御系に組み込むことに
より、制御系の操作経路及び検出経路に存在する時間遅
れを補償し、製品の精度を向上させ、よりロバストな板
厚、張力、ルーパ角制御効果が達成される。
プ設定値、ルーパトルク設定値及びワークロール速度設
定値の前端にそれぞれ低域通過フィルタを設置し、そし
て、例えばコントローラからの操作量信号に含まれてい
る高周波成分を除去して制御を行うことにより、前述の
ノイズや励振信号の影響が低減され、ひいては応答が乱
れにくくなり安定する。また、本発明においては、張力
・ルーパ・板厚制御を集中型のコントローラを用いて実
施した場合には、状態予測器を制御系に組み込むことに
より、制御系の操作経路及び検出経路に存在する時間遅
れを補償し、製品の精度を向上させ、よりロバストな板
厚、張力、ルーパ角制御効果が達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本発明の一実
施形態に係る制御方法が適用された制御システム及びそ
の関連設備を示すブロック図であり、図２は図１の制御
装置の詳細を示したブロック図である。通常、熱間仕上
圧延機は７スタンド程度で構成されるが、図１はその中
の２スタンド分を示している。以下の説明は図示しない
他のスタンドにも同様に適用されるものとする。
施形態に係る制御方法が適用された制御システム及びそ
の関連設備を示すブロック図であり、図２は図１の制御
装置の詳細を示したブロック図である。通常、熱間仕上
圧延機は７スタンド程度で構成されるが、図１はその中
の２スタンド分を示している。以下の説明は図示しない
他のスタンドにも同様に適用されるものとする。
【０００８】図１及図２において、１はｉスタンドワー
クロール、２はｉスタンドバックアップロール、３はｉ
＋１スタンドワークロール、４はｉ＋１スタンドバック
アップロール、５は＃ｉルーパー、６は＃ｉルーパーモ
ータ、７はｉスタンドミルモータ、８はｉ＋１スタンド
出側板厚計、９はルーパーロールで測定されるスタンド
間張力実績、１０はルーパ角実績である。これらのｉ＋
１スタンド出側板厚計８の出力、スタンド間張力実績９
及びルーパ角実績１０の情報に基づいて制御動作が行わ
れる。また、１１はｉ＋１スタンドギャップ実績、１２
はｉ＋１スタンド圧延荷重実績であって、これらの実績
１１及び１２をいわゆるゲージメータ式に代入して求ま
るゲージメータ板厚を、ｉ＋１スタンド出側板厚計８の
代わりに使用しても良い。１３は＃ｉルーパモータトル
ク実績、１４はｉスタンドミルモーター速度実績であ
る。１５はｉ＋１スタンドギャップ設定値、１６は＃ｉ
ルーパモータトルク設定値、１７はｉスタンドミルモー
タ速度設定値であって、それぞれ、実績値１１，１３，
１４に対応した設定値信号となる。１８はギャップ長を
コントロールする圧下ＡＰＣ（圧下位置制御装置）、１
９は＃ｉルーパモータトルク制御装置、２０はｉスタン
ドミルモータ速度制御装置である。
クロール、２はｉスタンドバックアップロール、３はｉ
＋１スタンドワークロール、４はｉ＋１スタンドバック
アップロール、５は＃ｉルーパー、６は＃ｉルーパーモ
ータ、７はｉスタンドミルモータ、８はｉ＋１スタンド
出側板厚計、９はルーパーロールで測定されるスタンド
間張力実績、１０はルーパ角実績である。これらのｉ＋
１スタンド出側板厚計８の出力、スタンド間張力実績９
及びルーパ角実績１０の情報に基づいて制御動作が行わ
れる。また、１１はｉ＋１スタンドギャップ実績、１２
はｉ＋１スタンド圧延荷重実績であって、これらの実績
１１及び１２をいわゆるゲージメータ式に代入して求ま
るゲージメータ板厚を、ｉ＋１スタンド出側板厚計８の
代わりに使用しても良い。１３は＃ｉルーパモータトル
ク実績、１４はｉスタンドミルモーター速度実績であ
る。１５はｉ＋１スタンドギャップ設定値、１６は＃ｉ
ルーパモータトルク設定値、１７はｉスタンドミルモー
タ速度設定値であって、それぞれ、実績値１１，１３，
１４に対応した設定値信号となる。１８はギャップ長を
コントロールする圧下ＡＰＣ（圧下位置制御装置）、１
９は＃ｉルーパモータトルク制御装置、２０はｉスタン
ドミルモータ速度制御装置である。
【０００９】また、２１は制御装置、２２はスライディ
ングモード制御コントローラ、２３は制御対象の内部状
態を推定する推定推定器（オブザーバ）である。この状
態推定器２３の設計法は極配置指定法、カルマンフィル
タ等広く一般に知られている。２４は本実施形態の主要
部である低域通過フィルタである。これら１８、１９、
２０及び２１は、記憶装置及び演算装置を備えて制御プ
ログラムにより自動的に処理が実行される計算機から構
成されている。
ングモード制御コントローラ、２３は制御対象の内部状
態を推定する推定推定器（オブザーバ）である。この状
態推定器２３の設計法は極配置指定法、カルマンフィル
タ等広く一般に知られている。２４は本実施形態の主要
部である低域通過フィルタである。これら１８、１９、
２０及び２１は、記憶装置及び演算装置を備えて制御プ
ログラムにより自動的に処理が実行される計算機から構
成されている。
【００１０】次に、制御装置２１の詳細をその設計の方
針及び設計例に基づいて説明する。通常、熱間圧延シス
テムのモデルは、圧延機モデル、張力モデル、ルーパモ
デル及び移送モデルから構成される。これらは、以下の
ような静的圧延理論式及び運動方程式より、動作点まわ
りの線形近似モデルとしてモデル化される。以下で使用
する変数をまとめておく。
針及び設計例に基づいて説明する。通常、熱間圧延シス
テムのモデルは、圧延機モデル、張力モデル、ルーパモ
デル及び移送モデルから構成される。これらは、以下の
ような静的圧延理論式及び運動方程式より、動作点まわ
りの線形近似モデルとしてモデル化される。以下で使用
する変数をまとめておく。
【００１１】
【数１】
【００１２】以上の変数の基準値からの偏差を［Δ］で
表し、以下に基本となるダイナミクスの式を示す。
表し、以下に基本となるダイナミクスの式を示す。
【００１３】
【数２】
【００１４】ただし、式中の定数は以下にまとめてあ
る。
る。
【００１５】
【数３】
【００１６】以上のダイナミクスを整理すると図１（図
２）に示すモデルは次に示す微分方程式で表すことがで
きる。
２）に示すモデルは次に示す微分方程式で表すことがで
きる。
【００１７】
【数４】
【００１８】ここで、ａj 、ｂj 、ｃj 、ｄj 、ｅj は
影響係数である。状態変数ベクトルＸ、出力変数ベクト
ルＹ、操作変数ベクトルＵを各々式（１５）〜（１７）
とすれば、状態方程式（１８）が構成できる。
影響係数である。状態変数ベクトルＸ、出力変数ベクト
ルＹ、操作変数ベクトルＵを各々式（１５）〜（１７）
とすれば、状態方程式（１８）が構成できる。
【００１９】
【数５】
【００２０】式（１８）のモデルをΔＴ（例えば１０ｍ
ｓ）で離散化すると、圧延システムの状態方程式を得
る。
ｓ）で離散化すると、圧延システムの状態方程式を得
る。
【００２１】
【数６】
【００２２】次に、低域通過フィルタ２４について説明
する。この低域通過フィルタ２４は各操作量の入力端に
設置する。各フィルタのカットオフ周波数は対応する操
作量に存在するノイズの周波数帯域に基づいて設計す
る。ところで、熱間連続圧延において、離散スライディ
ングモード制御のチャタリングは制御周期に依存する遅
れによるものであり、既存のプロセスの制御周期を考慮
すると、チャタリング周波数は５０Ｈｚから１００Ｈｚ
程度となる。一方、張力の計測信号には数十Ｈｚのノイ
ズが存在することが知られており、張力ノイズさえ抑制
すればチャタリングの発生は避けられる。このため、低
域通過フィルタ２４のカットオフ周波数は張力ノイズに
基づいて定めることとなる。具体的には、実操業によっ
て得た張力の実測データからノイズ成分の周波数ωσ
を求めて、低域通過フィルタ２４のカットオフ周波数ω
c をこれより低い周波数に設定する（ωc ＜ωσ ）。
する。この低域通過フィルタ２４は各操作量の入力端に
設置する。各フィルタのカットオフ周波数は対応する操
作量に存在するノイズの周波数帯域に基づいて設計す
る。ところで、熱間連続圧延において、離散スライディ
ングモード制御のチャタリングは制御周期に依存する遅
れによるものであり、既存のプロセスの制御周期を考慮
すると、チャタリング周波数は５０Ｈｚから１００Ｈｚ
程度となる。一方、張力の計測信号には数十Ｈｚのノイ
ズが存在することが知られており、張力ノイズさえ抑制
すればチャタリングの発生は避けられる。このため、低
域通過フィルタ２４のカットオフ周波数は張力ノイズに
基づいて定めることとなる。具体的には、実操業によっ
て得た張力の実測データからノイズ成分の周波数ωσ
を求めて、低域通過フィルタ２４のカットオフ周波数ω
c をこれより低い周波数に設定する（ωc ＜ωσ ）。
【００２３】低域通過フィルタ２４内の各フィルタは図
３に示すような２次遅れ系として設計し、それぞれの状
態方程式は次のように記述する。
３に示すような２次遅れ系として設計し、それぞれの状
態方程式は次のように記述する。
【００２４】
【数７】
【００２５】これらのフィルタを合わせて次の状態方程
式で記述する。
式で記述する。
【００２６】
【数８】
【００２７】上式をΔＴ（例えば１０ｍｓ）で離散化す
ると離散状態方程式は次のようになる。
ると離散状態方程式は次のようになる。
【００２８】
【数９】
【００２９】圧延システムの（１９）式と低域通過フィ
ルタの（２４）式とを合わせた拡大プラントの状態方程
式は次のようになる。
ルタの（２４）式とを合わせた拡大プラントの状態方程
式は次のようになる。
【００３０】
【数１０】
【００３１】制御系に積分器を加えてサーボ系を構成す
る。この積分器を新たな変数
る。この積分器を新たな変数
【００３２】
【数１１】
【００３３】サーボシステムは次のように記述する。
【００３４】
【数１２】
【００３５】ただし、ｄはステップ状の外乱を表わす。
上式を書き直すと次のようになる。
上式を書き直すと次のようになる。
【００３６】
【数１３】
【００３７】サーボ系の状態量は（３０）式で記述す
る。
る。
【００３８】
【数１４】
【００３９】次に、コントローラ２２の設計に関して記
述する。本実施形態の制御方法では、圧延プロセス、低
域通過フィルタ及び積分器を合わせた拡大システム（２
９）式に対してコントローラを設計する。図２に示され
るコントローラ２２は基本的に最適制御、ロバスト制
御、スライディングモード制御のいずれにより設計して
もよいが、非線形ロバスト制御であるスライディングモ
ード制御コントローラの利用に際して、本発明の制御方
法はチャタリングを防止する効果があるので、以降、ス
ライディングモード制御コントローラの設計について説
明する。
述する。本実施形態の制御方法では、圧延プロセス、低
域通過フィルタ及び積分器を合わせた拡大システム（２
９）式に対してコントローラを設計する。図２に示され
るコントローラ２２は基本的に最適制御、ロバスト制
御、スライディングモード制御のいずれにより設計して
もよいが、非線形ロバスト制御であるスライディングモ
ード制御コントローラの利用に際して、本発明の制御方
法はチャタリングを防止する効果があるので、以降、ス
ライディングモード制御コントローラの設計について説
明する。
【００４０】スライディングモードコントローラの設計
は２つの手順から成る。１つ目は、状態の拘束面（超平
面）を決めて、等価制御入力を求めることである。２つ
目は、システムを超平面に拘束してスライディングモー
ドを発生させるための到達則（非線形入力）を求めるこ
とである。
は２つの手順から成る。１つ目は、状態の拘束面（超平
面）を決めて、等価制御入力を求めることである。２つ
目は、システムを超平面に拘束してスライディングモー
ドを発生させるための到達則（非線形入力）を求めるこ
とである。
【００４１】等価制御入力の設計 式（２９）の拡大システムに対する切換関数を次のよう
に選ぶ。
に選ぶ。
【００４２】
【数１５】
【００４３】システムの状態が超平面に拘束された制御
系を等価制御系と呼び、このときの入力は線形な等価制
御入力であり、次のように求める。超平面に拘束される
システムの切換関数は次の関係式を満足する。
系を等価制御系と呼び、このときの入力は線形な等価制
御入力であり、次のように求める。超平面に拘束される
システムの切換関数は次の関係式を満足する。
【００４４】
【数１６】
【００４５】式（３１），（３２）をシステム（２９）
式に代入すると、次の等価制御入力ｕeq（ｋ）が得られ
る。
式に代入すると、次の等価制御入力ｕeq（ｋ）が得られ
る。
【００４６】
【数１７】
【００４７】以上で求めた等価制御入力を用いると、シ
ステムは次の等価制御系となる。
ステムは次の等価制御系となる。
【００４８】
【数１８】
【００４９】この等価制御系を安定になるように超平面
行列Ｓa を設計する必要がある。ここでは、超平面の設
計には、例えばシステムの零点を利用する方法を用い
る。すなわち、（φa ，Гa ，Ｓa ）からなるシステム
の零点を複素平面上の単位円内に設置する方法である。
具体的には、最適制御理論を用いて次の式で求める。
行列Ｓa を設計する必要がある。ここでは、超平面の設
計には、例えばシステムの零点を利用する方法を用い
る。すなわち、（φa ，Гa ，Ｓa ）からなるシステム
の零点を複素平面上の単位円内に設置する方法である。
具体的には、最適制御理論を用いて次の式で求める。
【００５０】
【数１９】
【００５１】ただし、Ｐa は次のリカッチ方程式の正定
解である。
解である。
【００５２】
【数２０】
【００５３】式の中のφε は次のように選択する。
【数２１】
【００５４】εは安定余裕係数で、ε≧０で与えられ
る。この係数により等価制御系の極を平行移動できるの
で、制御系の安定度を自由に指定できる。
る。この係数により等価制御系の極を平行移動できるの
で、制御系の安定度を自由に指定できる。
【００５５】スライディングモード到達則 到達則はσ→０を実現するための非線形入力のことであ
り、いくつかの求める方法が提案されている。ここで
は、例えば最終ＳＭＣ制御法を用いる。この制御法は、
システムの状態が任意の初期値から出発し、スライディ
ングモード領域Ｓ0 に至るまで一度もスライディングモ
ードが生じないで、領域Ｓ0 に入った後、一気にスライ
ディングモードを生じるものである。この制御法では、
スライディングモード存在の条件はリアプノフ関数によ
り次のように表現される。
り、いくつかの求める方法が提案されている。ここで
は、例えば最終ＳＭＣ制御法を用いる。この制御法は、
システムの状態が任意の初期値から出発し、スライディ
ングモード領域Ｓ0 に至るまで一度もスライディングモ
ードが生じないで、領域Ｓ0 に入った後、一気にスライ
ディングモードを生じるものである。この制御法では、
スライディングモード存在の条件はリアプノフ関数によ
り次のように表現される。
【００５６】
【数２２】
【００５７】この条件を満足する到達則は切換関数の符
号による非線形入力で、次のｕnl(k) のように求める。
号による非線形入力で、次のｕnl(k) のように求める。
【００５８】
【数２３】
【００５９】切換ゲインηは到達モードの特性を調節す
るパラメータである。以上によりスライディングモード
サーボ制御系の制御則は次のようになる。
るパラメータである。以上によりスライディングモード
サーボ制御系の制御則は次のようになる。
【００６０】
【数２４】
【００６１】図３及び図４は本実施形態の低域通過フィ
ルタ２４の構成及び機能を表した図である。このフィル
タ２４により圧延機の操作量に含む高周波成分が取り除
かれるが、一方、実際の制御動作を行う際の制御則は、
最適レギュレータＨ∞ 制御、スライディングモード制
御等如何なる制御則であっても良い。特に、従来法の非
線形到達則で設計したスライディングモード制御系を適
用する場合には、非線形的な操作量がフィルタを通すこ
とにより平滑化され、チャタリングやスピルオーバなど
の現象が防止される。また、圧延機の出力は直接検出し
ても、オブザーバにより推定しても構わない。どの場合
においても、計測信号に存在するノイズの影響が操作量
の入力端でカットオフされ、制御性能の向上につなが
る。
ルタ２４の構成及び機能を表した図である。このフィル
タ２４により圧延機の操作量に含む高周波成分が取り除
かれるが、一方、実際の制御動作を行う際の制御則は、
最適レギュレータＨ∞ 制御、スライディングモード制
御等如何なる制御則であっても良い。特に、従来法の非
線形到達則で設計したスライディングモード制御系を適
用する場合には、非線形的な操作量がフィルタを通すこ
とにより平滑化され、チャタリングやスピルオーバなど
の現象が防止される。また、圧延機の出力は直接検出し
ても、オブザーバにより推定しても構わない。どの場合
においても、計測信号に存在するノイズの影響が操作量
の入力端でカットオフされ、制御性能の向上につなが
る。
【００６２】図５及び図６は、従来法と本実施形態の制
御方法とを初期板厚偏差に対する応答で比較した例の特
性図である。何れも張力計から幅０．０１kg／mm2 、１
５Ｈｚのノイズが生じていると仮定したときの制御結果
を示している。
御方法とを初期板厚偏差に対する応答で比較した例の特
性図である。何れも張力計から幅０．０１kg／mm2 、１
５Ｈｚのノイズが生じていると仮定したときの制御結果
を示している。
【００６３】図５は制御系に上記の張力ノイズが存在
し、低域通過フィルタを使用しない場合の応答である。
この場合、張力、出側板厚及びこれらに対応する操作量
に同じ周波数の振動が生じており、制御性能は劣化され
ることが分かる。
し、低域通過フィルタを使用しない場合の応答である。
この場合、張力、出側板厚及びこれらに対応する操作量
に同じ周波数の振動が生じており、制御性能は劣化され
ることが分かる。
【００６４】図６は本実施形態の低域通過フィルタ２４
を組み込んだ制御系の応答である。入力端に低域通過フ
ィルタを適用することにより、如何なる原因により生じ
る操作量の高周波成分を除去し、コントローラを含めた
全制御系の制御性能がかなり改善されることが分かる。
を組み込んだ制御系の応答である。入力端に低域通過フ
ィルタを適用することにより、如何なる原因により生じ
る操作量の高周波成分を除去し、コントローラを含めた
全制御系の制御性能がかなり改善されることが分かる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御対象となる圧延機を、出側板厚偏差、ルーパ角度偏
差、スタンド間張力偏差、スタンド間板速度偏差及びル
ーパトルク偏差又はルーパ角速度偏差の全集合又は部分
集合からなる状態変数とし、ルーパのトルク設定値又は
速度設定値、ミル速度設定値、及び圧下位置設定値の全
集合又は部分集合を入力変数とし、出側板厚、ルーパ角
度及びスタンド間張力の全集合又は部分集合を出力変数
とする状態方程式として記述し、その状態方程式を解い
て前記各制御装置の操作量を求め、その操作量を所定の
低域フィルを介して各制御装置に出力するようにしたこ
とから、張力・ルーパ・板厚制御系に集中型のコントロ
ーラを適用した場合においても、計測ノイズ及びワーク
ロール偏心の影響は低減され、また、離散スライディン
グモード制御コントローラの適用に伴うチャタリング現
象が防止され、より優れた制御効果が実現され、製品精
度の向上及び歩留の向上が達成される。
御対象となる圧延機を、出側板厚偏差、ルーパ角度偏
差、スタンド間張力偏差、スタンド間板速度偏差及びル
ーパトルク偏差又はルーパ角速度偏差の全集合又は部分
集合からなる状態変数とし、ルーパのトルク設定値又は
速度設定値、ミル速度設定値、及び圧下位置設定値の全
集合又は部分集合を入力変数とし、出側板厚、ルーパ角
度及びスタンド間張力の全集合又は部分集合を出力変数
とする状態方程式として記述し、その状態方程式を解い
て前記各制御装置の操作量を求め、その操作量を所定の
低域フィルを介して各制御装置に出力するようにしたこ
とから、張力・ルーパ・板厚制御系に集中型のコントロ
ーラを適用した場合においても、計測ノイズ及びワーク
ロール偏心の影響は低減され、また、離散スライディン
グモード制御コントローラの適用に伴うチャタリング現
象が防止され、より優れた制御効果が実現され、製品精
度の向上及び歩留の向上が達成される。
【図１】本発明の一実施形態に係る制御方法が適用され
た制御システム及びその関連設備を示すブロック図であ
る。
た制御システム及びその関連設備を示すブロック図であ
る。
【図２】図１の制御装置の詳細を示したブロック図であ
る。
る。
【図３】本実施形態の低域通過フィルタの構成図であ
る。
る。
【図４】本実施形態の低域通過フィルタの機能を表した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】従来法における初期板厚偏差に対する応答で比
較した例の特性図である。
較した例の特性図である。
【図６】本実施形態における初期板厚偏差に対する応答
で比較した例の特性図である。
で比較した例の特性図である。
１ ｉスタンドワークロール ２ ｉスタンドバックアップロール ３ ｉ＋１スタンドワークロール ４ ｉ＋１スタンドバックアップロール ５ ＃ｉルーパー ６ ＃ｉルーパーモータ ７ ｉスタンドミルモータ ８ ｉ＋１スタンド出側板厚計 ９ スタンド間張力実績 １０ ルーパー角実績 １１ ｉ＋１スタンドギャップ実績 １２ ｉ＋１スタンド圧延荷重実績 １３ ＃ｉルーパモータトルク実績 １４ ｉスタンドミルモータ速度実績 １５ ｉ＋１スタンドギャップ設定値 １６ ＃ｉルーパモータトルク設定値 １７ ｉスタンドミルモータ速度設定値 １８ ｉ＋１スタンド圧下ＡＰＣ（圧下位置制御装置） １９ ＃ｉルーパモータトルク制御装置 ２０ ｉスタンドミルモータ速度制御装置 ２１ 制御装置 ２２ スライディングモード制御コントローラ ２３ 状態推定器（オブザーバ） ２４ 低域通過フィルタ
フロントページの続き (72)発明者 野波 健蔵 千葉県千葉市稲毛区弥生町１−33
Claims (1)
- 【請求項１】 出側板厚、スタンド間張力及びルーパ角
を求めて、そして、スタンド間に配置されたルーパのト
ルク制御装置又は速度制御装置、各スタンドに配置され
たミル速度制御装置及び圧下位置制御装置を用いて、出
側板厚、スタンド間張力及びルーパ角を所望の値に制御
する熱間連続圧延機の制御方法において、 制御対象となる圧延機を、出側板厚偏差、ルーパ角度偏
差、スタンド間張力偏差、スタンド間板速度偏差及びル
ーパトルク偏差又はルーパ角速度偏差の全集合又は部分
集合からなる状態変数とし、ルーパのトルク設定値又は
速度設定値、ミル速度設定値、及び圧下位置設定値の全
集合又は部分集合を入力変数とし、出側板厚、ルーパ角
度及びスタンド間張力の全集合又は部分集合を出力変数
とする状態方程式として記述し、その状態方程式を解い
て前記各制御装置の操作量を求め、その操作量を所定の
低域通過フィルタを介して前記各制御装置に出力するこ
とを特徴とする熱間連続圧延機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9360150A JPH11188413A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 熱間連続圧延機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9360150A JPH11188413A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 熱間連続圧延機の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11188413A true JPH11188413A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18468126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9360150A Withdrawn JPH11188413A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 熱間連続圧延機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11188413A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10254178A1 (de) * | 2002-11-21 | 2004-06-03 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Ermittlung von Zustandsgrößen eines Walzprozesses |
| JP2011177776A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Nippon Steel Corp | 圧延制御方法および圧延制御装置 |
| KR101490637B1 (ko) * | 2013-12-24 | 2015-02-05 | 주식회사 포스코 | 고장 진단기 및 고장 진단 방법 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9360150A patent/JPH11188413A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10254178A1 (de) * | 2002-11-21 | 2004-06-03 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Ermittlung von Zustandsgrößen eines Walzprozesses |
| DE10254178B4 (de) * | 2002-11-21 | 2011-10-13 | Abb Ag | Verfahren zur Ermittlung von Zustandsgrößen eines Walzprozesses |
| JP2011177776A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Nippon Steel Corp | 圧延制御方法および圧延制御装置 |
| KR101490637B1 (ko) * | 2013-12-24 | 2015-02-05 | 주식회사 포스코 | 고장 진단기 및 고장 진단 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |