CN114082789B - 轧制机控制装置以及轧制机控制方法 - Google Patents

轧制机控制装置以及轧制机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供不使用反馈控制就能够抑制偏离误差的成套设备控制装置以及成套设备控制方法。FF控制装置(611)使用与干扰偏差相应的控制输出，进行控制对象成套设备(600)所进行的处理的前馈控制。接通/断开定时决定装置(612)根据与控制对象成套设备(600)相关的状态量实绩(xFB)，调整FF控制装置(611)进行前馈控制的定时。

Description

轧制机控制装置以及轧制机控制方法
技术领域
本公开涉及轧制机控制装置以及轧制机控制方法。
背景技术
在作为用于通过被轧制材料的轧制来生产薄的金属材料的成套设备的轧制机中，若被轧制材料存在硬度不均，则因该硬度不均，有时产生被轧制材料的板厚根据位置而不同的板厚变动(板厚不良)。所谓硬度不均是指被轧制材料的硬度不一样。被轧制材料的硬度成为轧制时的变形阻力，因此，若在轧制时输送被轧制材料的轧制方向上存在硬度不均，则被轧制材料的压扁方式根据位置而不同，轧制后的板厚与位置相应地变化，产生板厚变动。
另外，在基于轧制的金属材料的生产中，一般情况下，为了将被轧制材料的板厚从原来的原板厚加工到所希望的产品厚，而将被轧制材料多次投入到轧制机中。因此，若被轧制材料存在硬度不均，则每当投入到轧制机时都会产生板厚变动。
在专利文献1～3中公开了能够抑制在包含多个轧制机的串列式轧制机中产生的板厚变动的技术。在专利文献1～3所记载的技术中，检测由前段的轧制机产生的板厚变动，根据该板厚变动进行控制后段的轧制机的前馈控制，由此，抑制板厚变动。在这样的前馈控制中，与基于前段的轧制机的板厚变动相应地，调整前馈控制的控制增益。另外，专利文献3所记载的技术在板厚那样的状态量与目标值的偏差大的情况下，除了控制增益之外，还调整控制输出定时。
现有技术文献
专利文献1：日本专利3384330号
专利文献2：日本专利5581964号
专利文献3：日本专利6404195号
发明内容
发明要解决的课题
一般情况下，在对控制对象成套设备进行控制的成套设备控制装置中，除了用于抑制板厚变动那样的变动周期短的状态量变动的前馈控制之外，有时还进行用于长期抑制在状态量中产生的偏离误差(状态量与指令值之差)的反馈控制。
但是，即使除了前馈控制之外还进行反馈控制，由于开始以及结束控制输出的定时，有时也会暂时产生偏离误差。
另外，反馈控制包含使用了对状态量进行积分而得的控制输出的积分控制，但在积分控制中，在状态量变动与控制输出之间产生90度的相位偏移。因此，在进行前馈控制和反馈控制双方时，因反馈控制的相位偏移的影响，有时前馈控制的控制输出定时从适当的值偏移，从而前馈控制的控制效果降低。
这样，即使使用反馈控制，不仅存在无法降低偏离误差的情况，还存在使前馈控制的控制效果降低的情况。因此，期望不使用反馈控制而抑制偏离误差的技术。
在专利文献1～3中，对于不使用反馈控制而抑制偏离误差没有任何公开。
本公开的课题在于提供一种不使用反馈控制就能够抑制偏离误差的成套设备控制装置以及成套设备控制方法。
用于解决课题的手段
按照本公开的一方式的成套设备控制装置根据使与控制对象相关的状态量变动的变动因素相关的因素值，来实施所述控制对象进行的处理的控制，该成套设备控制装置具有：第一控制部，其使用与所述因素值相应的控制输出，实施所述处理的前馈控制；以及决定部，其根据所述状态量，调整所述第一控制部进行所述前馈控制的定时。
发明效果
根据本发明，能够不使用反馈控制而抑制偏离误差。
附图说明
图1是表示能够应用本公开的实施例涉及的成套设备控制装置的成套设备***的一例的图。
图2是用于对由轧制机在被轧制材料产生的轧制现象进行说明的图。
图3是示出表示图2所说明的轧制现象的模型的图。
图4是用于对板厚控制的一例进行说明的图。
图5是用于对张力控制的一例进行说明的图。
图6是表示现有的成套设备控制***的概要的图。
图7是表示本公开的实施例1的成套设备控制装置的图。
图8是表示FF控制装置的一例的图。
图9是表示接通/断开定时决定装置的一例的图。
图10是表示成套设备控制装置的控制结果的一例的图。
图11是表示成套设备控制装置的控制结果的其他例子的图。
图12是表示成套设备控制装置的控制结果的其他例子的图。
图13是表示本公开的实施例2的成套设备控制装置的图。
附图标记说明
11～14：轧制机
21～24：驱动装置
31～34：辊隙控制装置
41～44：板厚计
51～54：张力计
61～64：板厚控制装置
71～74：张力控制装置
100：串列式轧制机
600：控制对象成套设备
601：控制装置
602：相位位移因素
603：控制干扰源
611：FF控制装置
612：接通/断开定时决定装置
701：差分电路
702：乘法器
703：积分电路
711：延迟电路
801：状态量偏离测量装置
802：接通/断开定时运算装置
901：控制装置
902：选择装置
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施例进行说明。
[实施例1]
图1是表示能够应用本公开的实施例1涉及的成套设备控制装置(参照图7)的成套设备***的一例的图。在图1中，作为控制对象成套设备，示出了具备对被轧制材料200进行轧制的多个轧制机的串列式轧制机100。图1所示的串列式轧制机100是将4台轧制机11～14串联排列的4台串列式轧制机，但轧制机并不限定于4台。
各轧制机11～14具有夹持被轧制材料200的多个辊，进行使用这些辊对被轧制材料200进行轧制的轧制处理。在图的例子中，作为辊，各轧制机11～14具有直接夹持被轧制材料200的1对作业辊1、配置在各作业辊1的外侧的1对中间辊2、以及配置在各中间辊2的外侧的1对支承辊3。另外，按照轧制机11、轧制机12、轧制机13、轧制机14的顺序来输送被轧制材料200。以下，有时也将轧制机11称为#1轧制机11，将轧制机12称为#2轧制机12，将轧制机13称为#3轧制机13，将轧制机14称为#4轧制机14。
图2是用于对由各轧制机11～14在被轧制材料200产生的轧制现象进行说明的图。如图2所示，通过利用夹持被轧制材料200的1对作业辊1将被轧制材料200压扁来实施被轧制材料200的轧制。此时，在被轧制材料200上，针对被轧制材料200的输送方向即轧制方向，施加朝向比作业辊1更靠前段侧的入侧张力Tb和朝向比作业辊1更靠后段侧的出侧张力Tf。另外，在被轧制材料200上针对垂直方向施加根据作业辊1之间的距离即辊隙S而决定的轧制载荷P。由此，对被轧制材料200进行轧制，被轧制材料200的板厚从入侧板厚H变化至出侧板厚h。若将基于该轧制现象的前滑率设为f，将后退率设为b，则在作业辊1的转速即作业辊速度为VR的情况下，被轧制材料200的入侧速度Ve以及出侧速度Vo为Ve＝VR(1+b)、Vo＝VR(1+f)。
图3是示出表示图2所说明的轧制现象的模型的图。在轧制机中施加于被轧制材料200的入侧张力Tb以及出侧张力Tf根据自轧制机及其前后的轧制机的入侧速度Ve以及出侧速度Vo而变化。另外，若张力变化，则轧制载荷P、出侧板厚h、入侧速度Ve以及出侧速度Vo变化。因此，轧制现象是将入侧板厚H、作业辊速度VR以及辊隙S作为输入，将入侧张力Tb、出侧张力Tf以及出侧板厚h作为输出的复杂的现象，并且，经由张力与前后的轧制机中的轧制现象也关联，因此非常复杂。
返回到图1的说明。在各轧制机11～14中设置有用于驱动作业辊的驱动装置21～24和控制作业辊1的辊隙的辊隙控制装置31～34。驱动装置21～24例如包含驱动作业辊1的电动机(未图示)和操作电动机来控制作业辊速度的电动机速度控制装置(未图示)。
另外，在各轧制机11～14的出侧设置有测量被轧制材料200的板厚的板厚计41～44和测量施加于被轧制材料200的张力的张力计51～54。此外，被轧制材料200的板厚从通过被轧制材料200的轧制而生产的制品的品质的观点出发尤为重要。另外，为了轧制操作的稳定性施加于被轧制材料200的张力尤为重要，也与板厚的精度有关。
另外，在轧制机14的出侧设置有产生轧制机14的出侧张力的出侧张紧辊15。在出侧张紧辊15设置有驱动装置25。驱动装置25例如包含驱动出侧张紧辊15的电动机(未图示)和操作电动机并控制出侧张紧辊15的转速的电动机速度控制装置(未图示)。
另外，在各轧制机11～14中，作为用于控制轧制处理的成套设备控制装置，设置有板厚控制装置61～64和张力控制装置71～74。
与轧制机11对应的板厚控制装置61通过使用辊隙控制装置31来控制轧制机11的辊隙，来控制轧制机11的出侧板厚。与轧制机12～14对应的板厚控制装置62～64使用前段的轧制机11～13的驱动装置21～23，控制前段的轧制机11～13的作业辊速度即前段台速度，从而控制各轧制机12～14的出侧板厚。
板厚控制装置62～64执行使用了所对应的轧制机12～14的入侧的板厚计(前段的轧制机11～13的出侧的板厚计)41～43的检测结果的前馈控制、和使用了所对应的轧制机12～14的出侧的板厚计42～44的检测结果的反馈控制。例如，在板厚控制装置62的情况下，实施使用了板厚计41的检测结果的前馈控制、和使用了出侧的板厚计42的检测结果的反馈控制。
另外，张力控制装置71～73根据所对应的轧制机11～13的出侧的张力计51～53的检测结果，使用后段的轧制机12～14的辊隙控制装置32～34控制后段的轧制机12～14的辊隙，控制所对应的轧制机11～13的出侧张力。例如，在张力控制装置71的情况下，根据轧制机11的出侧的张力计51的检测结果，控制轧制机12的辊隙。另外，张力控制装置74根据所对应的轧制机14的出侧的张力计54的检测结果，使用驱动装置25控制出侧张紧辊15的转速，由此控制轧制机14的出侧张力。
接着，对板厚控制装置61～64进行的板厚控制进行更详细的说明。此外，在板厚控制中，板厚变化的轧制机与检测板厚的板厚计处于物理上分离的位置。因此，在从检测出被轧制材料200的入侧板厚的偏差之后到该部位到达实施实际的控制操作的轧制机为止存在无用时间。另外，到由出侧的板厚计检测出因轧制机而变化的板厚为止也存在无用时间。
图4是用于对板厚控制的一例进行说明的图，示出了与#4轧制机14对应的板厚控制装置64的结构例。在图4的例子中，板厚计43将#3轧制机13的出侧板厚与目标值的偏差测量为入侧板厚偏差ΔH而输出，板厚计44将轧制机14的出侧板厚与目标值的偏差测量为出侧板厚偏差Δh而输出。预先设定各目标值。
板厚控制装置64具有对从入侧的板厚计到轧制机为止的无用时间进行校正的移送时间补偿部201、前馈控制部202、比例电路203、以及积分电路204。
移送时间补偿部201进行使从#3轧制机13的出侧的板厚计43输出的入侧板厚偏差ΔH以相位位移量TFF相位位移的移送处理。使用移送时间TX3D-4和前馈控制用控制输出定时位移量(以下，简称为定时位移量)ΔTFF，由TFF＝TX3D-4-ΔTFF表示相位位移量TFF。移送时间TX3D-4是被轧制材料200中的具有入侧板厚偏差ΔH的部位从板厚计43移动至轧制机14的作业辊1的正下方所花费的时间。根据与入侧板厚偏差ΔH相应的控制输出230到达驱动装置23为止的无用时间以及在控制输出230输入到驱动装置23之后直至响应为止的响应时间等来确定定时位移量ΔTFF。
前馈控制部202对由移送时间补偿部201进行了移送处理的入侧板厚偏差ΔH乘以控制增益GFF而生成前馈控制输出210。
比例电路203及积分电路204构成进行反馈控制的反馈控制部。比例电路203对由轧制机14的出侧的板厚计44测量出的出侧板厚偏差Δh乘以控制增益GFB而输出。积分电路204对比例电路203的输出进行积分处理而生成反馈控制输出220。这里，考虑从轧制机到出侧的板厚计为止的无用时间来决定控制增益GFB。
前馈控制输出210和反馈控制输出220相互相加，作为板厚控制装置64的控制输出230输入到轧制机13的驱动装置23。
接着，对张力控制装置71～74的张力控制进行更详细的说明。张力计直接检测施加于被轧制材料的张力，因此，不需要考虑无用时间。因此，基本上仅实施反馈控制。图5是用于对张力控制的一例进行说明的图，示出了与#3轧制机13对应的张力控制装置73的结构例。
在图5的例子中，张力控制装置73具有比例积分部301。比例积分部301使用由配置于轧制机13的出侧的张力计53测量出的张力即张力实际值T34FB与从外部输入的张力指令值T34REF的偏差ΔT34，进行轧制机14的比例积分控制。具体而言，比例积分部301对偏差ΔT34进行比例积分处理，生成张力控制装置73的控制输出310，输入到轧制机14的辊隙控制装置34。此外，比例积分控制是组合了比例控制和积分控制的控制，这里，将比例控制的比例增益设为CP，将积分控制的积分增益设为C1。
如上所述，由以往的串列式轧制机100进行的板厚控制是将作为比例控制的前馈控制和作为积分控制的反馈控制组合而得的控制。另外，张力控制构成为使用了比例积分控制的反馈控制。
一般情况下，在针对与控制对象相关的状态量即控制状态量的积分控制中，控制输出的相位相对于控制状态量的相位偏移90度，因此，其结果为存在通过积分控制而得的控制结果的相位从原来的控制状态量的相位偏移这样的问题。例如，在串列式轧制机100中，作为控制结果的轧制机14的出侧板厚(板厚偏差)的相位从原来的变形阻力(硬度)的相位偏移。其结果是，无法进行与变形阻力相应的适当的控制，前馈控制的控制效果降低。
因此，在实施前馈控制的情况下，如图4所示，将前馈控制中的控制增益GFF和相位位移量TFF(具体而言，定时位移量ΔTFF)调整为适当的值，生成与控制状态量的相位和振幅匹配的前馈控制输出，由此，提高控制效果。这些适当的值根据与控制对象相关的参数、以及对控制对象实施的其他控制等而变化。在串列式轧制机100的情况下，作为与控制对象相关的参数，列举对被轧制材料200进行轧制的轧制速度。此外，若轧制速度变化，则板厚偏差的变动频率变化，基于控制输出的控制操作端即驱动装置23的响应时间等变化。另外，作为其他控制，列举对其他轧制机实施的板厚控制等。
但是，如串列式轧制机100那样，在实施前馈控制及反馈控制双方的情况下，通过作为积分控制的反馈控制，控制状态量的相位变化，因此，难以将前馈控制中的控制增益和相位位移量调整为适当的值。
以下，对实施前馈控制以及反馈控制双方的现有的成套设备控制***的课题进行更详细的说明。
图6是表示现有的成套设备控制***的概要的图。图6中的(a)所示的现有的成套设备控制***具有对控制对象成套设备500进行控制的控制装置501、以及使从控制对象成套设备500输出的与控制对象相关的状态量即状态量实绩xFB以检测无用时间相对应量进行相位位移的相位位移因素502。另外，控制装置501具有PI控制装置511，所述PI控制装置511根据状态量实绩xFB与从外部输入的状态量的指令值即状态量指令值xREF的偏差，对控制对象成套设备500实施比例积分控制。
此外，状态量实绩xFB因控制对象成套设备500的模型化误差以及干扰等的影响而具有偏离误差。PI控制装置511的比例积分控制所包含的积分控制是用于对状态量实绩xFB的偏离误差进行校正，将状态量实绩xFB维持为状态量指令值xREF的控制。
在图6中的(b)所示的现有的成套设备控制***中，与图6中的(a)的例子进行比较，不同点在于，代替PI控制装置511，控制装置501具有对控制对象成套设备500实施积分控制(反馈控制)的I控制装置521、和对控制对象成套设备500实施前馈控制的FF控制装置522。
图6中的(b)所示的成套设备控制***与轧制机中的板厚控制对应。与图4进行比较时，控制干扰源550与轧制机的入侧板厚偏差对应，通过入侧板厚计43进行检测，而设为控制干扰dACT。FF控制装置522与移送时间补偿部201和前馈控制部202对应，I控制装置521与比例电路203和积分电路204对应。
在图6中的(b)的例子中，由控制干扰源550产生的针对控制对象成套设备500的干扰即控制干扰dACT已知。在这样控制干扰dACT已知的情况下，FF控制装置522根据控制干扰dACT与针对控制干扰dACT的干扰指令值dREF的偏差，对控制对象成套设备500实施前馈控制。另外，I控制装置521根据状态量实绩xFB与状态量指令值xREF的偏差，对控制对象成套设备500实施积分控制。
此外，上述的检测无用时间是由于控制对象成套设备500对材料实施了加工的场所、与检测该加工的结果的场所在物理上远离而产生的。在串列式轧制机100的情况下，如图2所示，通过轧制对被轧制材料200进行加工的轧制机11～14、与检测被轧制材料200的板厚的板厚计41～44在物理上远离，被轧制材料200从轧制机11～14移送至板厚计41～44，检测被轧制材料200的加工结果(板厚)。该被轧制材料200的移送所需的时间成为检测无用时间。
这样，在现有的成套设备控制***中，为了去除偏离误差而实施包含积分控制的反馈控制。该积分控制是使控制输出产生从控制状态量起的90度的相位延迟、与基于检测无用时间的相位延迟之和的相位延迟的控制，若控制输出变大，则与前馈控制的控制输出产生干涉，前馈控制的相位位移量从设定值偏移。其结果是，前馈控制的控制效果降低。
另外，在现有的成套设备控制***中，如图6中的(b)所示，切换前馈控制的控制输出的开始和结束的切换定时与切换用于启动进行前馈控制的控制装置的模式开关531的接通/断开的定时同时，根据该定时的不同，即使使用反馈控制，有时也会产生偏离误差。在以下要说明的本实施例的成套设备控制装置中，能够解决这些问题。此外，模式开关531例如设置于在控制对象成套设备500的现场设置的现场操作盘532，由控制对象成套设备500的作业员或者管理者等进行操作。
图7是表示本公开的实施例1的成套设备控制装置的图。在图7中，作为成套设备控制装置，示出了对控制对象成套设备600进行控制的控制装置601。
控制对象成套设备600是控制装置601的控制对象，例如是对如材料那样的加工对象实施进行加工的加工处理的成套设备。控制对象成套设备600输出与控制对象相关的状态量即状态量实绩xFB。此外，控制对象成套设备600例如是包含通过轧制对被轧制材料进行加工的轧制机11～14的串列式轧制机。该情况下，状态量实绩xFB例如是被轧制材料的板厚以及施加于被轧制材料的张力中的至少一方，加工处理例如是对被轧制材料进行轧制的轧制处理。
在状态量实绩xFB中，因相位位移因素602而产生相位位移。相位位移因素602例如是控制对象成套设备600对材料实施了加工的场所与检测作为该加工的结果的状态量实绩xFB的场所在物理上远离等。在图7中，相位位移因素602存在于控制对象成套设备600的外部，但也可以存在于控制对象成套设备600的内部。
另外，控制对象成套设备600受到由控制干扰源603产生的针对控制对象成套设备500的干扰即控制干扰dACT的影响。因此，控制干扰dACT成为使状态量实绩xFB变动的变动因素。控制干扰dACT为已知。更具体而言，至少是如控制干扰dACT的平均值那样的统计值为已知。
控制装置601包含FF控制装置611和接通/断开定时决定装置612。
FF控制装置611是使用控制干扰dACT与干扰指令值dREF的偏差即干扰偏差所相应的控制输出即前馈控制输出，实施控制对象成套设备600进行的加工处理(例如，基于轧制机11～14的轧制处理)的前馈控制的第一控制部。FF控制装置611开始以及结束前馈控制的定时由接通/断开定时决定装置612来进行调整。此外，干扰偏差是与使状态量实绩xFB变动的变动因素即控制干扰dACT相关的因素值。
接通/断开定时决定装置612是根据状态量实绩xFB，来决定FF控制装置611开始以及结束前馈控制的定时的决定部。在本实施方式中，若切换用于启动FF控制装置611的模式开关621的接通/断开，则接通/断开定时决定装置612根据状态量实绩xFB来决定前馈控制的开始以及结束的定时。模式开关621例如设置于在控制对象成套设备600的现场设置的现场操作盘532。由控制对象成套设备600的作业员或管理者等进行操作。
图8是表示FF控制装置611的一例和作为其比较例的现有的成套设备控制***的FF控制装置522的图。具体而言，图8中的(a)表示FF控制装置611的一例，图8中的(b)表示FF控制装置522。
图8中的(a)所示的FF控制装置611具有：差分电路701、乘法器702和积分电路703。
差分电路701输出控制干扰dACT与干扰指令值dREF的偏差即干扰偏差的差分。具体而言，差分电路701具有使干扰偏差以单位时间(例如，在控制干扰dACT周期性地变化的情况下为该周期)延迟的延迟电路711，将从原来的干扰偏差减去由延迟电路711延迟后的信号而得的值作为干扰偏差的差分进行输出。
乘法器702对来自差分电路701的输出信号乘以控制增益GFF而进行输出。积分电路703对来自乘法器702的输出信号进行积分而作为前馈控制输出SFFNEW进行输出。
在以上的结构中，FF控制装置611开始以及结束前馈控制的定时，即切换作为FF控制装置611的控制输出的前馈控制输出SFFNEW的接通/断开的切换定时，与模式开关621的接通/断开的切换相应地，由接通/断开定时决定装置612决定。在本实施方式中，接通/断开定时决定装置612在将前馈控制输出SFFNEW设为接通的情况下，将乘法器702的控制增益GFF设为1，在将前馈控制输出SFFNEW设为断开的情况下，将乘法器702的控制增益GFF设为0，由此，控制前馈控制输出SFFNEW的切换定时。
如后所述，通过适当地设定前馈控制输出SFFNEW的切换定时，能够对在状态量中产生的偏离误差进行校正。此外，只要能够适当地调整前馈控制输出SFFNEW的切换定时，则基于接通/断开定时决定装置612的前馈控制输出SFFNEW的切换定时的控制方法不限于上述的例子。
另外，图8中的(b)所示的FF控制装置522具有：差分电路701a、乘法器702a和积分电路703a。差分电路701a具有延迟电路711a。差分电路701a、乘法器702a、积分电路703a以及延迟电路711a具有与图8中的(a)所示的差分电路701、乘法器702、积分电路703以及延迟电路711同等的功能。但是，在FF控制装置522中没有相当于图8中的(a)所示的接通/断开定时决定装置612的结构，切换FF控制装置522的前馈控制输出SFFNEW的接通/断开的切换定时与切换模式开关531的接通/断开的定时相同。即，当模式开关531接通时，乘法器702的控制增益GFF为1，当模式开关531断开时，乘法器702的控制增益GFF为0。
图9是表示接通/断开定时决定装置612的一例的图。图9所示的接通/断开定时决定装置612具有状态量偏离测量装置801和接通/断开定时运算装置802。
状态量偏离测量装置801求出一定期间(例如，控制干扰dACT的一个周期)中的、状态量实绩xFB与作为目标值的状态量指令值xREF的偏差的正的峰值即最大值x+、和负的峰值即最小值x-。状态量偏离测量装置801根据该最大值x+以及最小值x-，来计算状态量实绩xFB的中央值(最大值x+以及最小值x-的中点)的相对于基准值的偏差ΔxDIFF和振幅ΔxACT＝x+-x-。基准值在本实施方式中是0，偏差ΔxDIFF为ΔxDIFF＝(x++x-)/2。此外，偏差ΔxDIFF表示状态量实绩xFB的偏离误差的误差量。
接通/断开定时运算装置802根据由状态量偏离测量装置801计算出的中央值的偏差ΔxDIFF以及振幅ΔxACT和控制干扰dACT的振幅ΔdACT，计算FF控制装置611的前馈控制输出SFFNEW的切换定时。
具体而言，首先，接通/断开定时运算装置802根据α＝ΔxDIFF/ΔxACT来计算中央值相对于状态量实绩xFB的振幅ΔxACT的偏差ΔxDIFF的比例α。
接着，接通/断开定时运算装置802根据比例α，决定FF控制装置611的前馈控制输出SFFNEW的切换定时。具体而言，接通/断开定时运算装置802将使前馈控制输出SFFNEW为接通的定时决定为控制干扰dACT的偏差dT满足dT＝(-α)·ΔdACT的定时，将使前馈控制输出SFFNEW为断开的定时决定为控制干扰dACT的偏差dT满足dT＝α·ΔdACT的定时。此外，前馈控制是针对已知的控制干扰dACT的控制，因此，能够预先计算控制干扰dACT的振幅ΔdACT，例如能够保持于接通/断开定时运算装置802。
该情况下，在中央值相对于状态量实绩xFB的振幅ΔxACT的偏差ΔxDIFF为正的情况下，开始前馈控制的定时的控制干扰dACT的偏差dT为负，停止前馈控制的定时的控制干扰dACT的偏差dT为正。
另一方面，在中央值相对于状态量实绩xFB的振幅ΔxACT的偏差ΔxDIFF为负的情况下，开始前馈控制的定时的控制干扰dACT的偏差dT为正，停止前馈控制的定时的控制干扰dACT的偏差dT为负。
当FF控制装置611的模式开关621为接通时，接通/断开定时运算装置802监视控制干扰dACT，在待机至控制干扰dACT的偏差dT成为所决定的切换定时之后，将FF控制装置611的乘法器702的控制增益GFF设为1，将FF控制装置611的前馈控制输出SFFNEW设为接通。另外，若FF控制装置611的模式开关621为断开，则接通/断开定时运算装置802监视控制干扰dACT，在待机至控制干扰dACT的偏差dT成为所决定的切换定时之后，将FF控制装置611的乘法器702的控制增益GFF设为0，将FF控制装置611的前馈控制输出SFFNEW为断开。
图10～图12是用于对基于模拟的控制装置601的控制结果的一例进行说明的图。在图10～图12中，示出了控制干扰dACT和状态量实绩xFB(具体而言，状态量实绩xFB与状态量指令值xREF的偏差)。横轴是从任意时间点起的经过时间(秒)。
图10是表示在图6中的(b)所示的现有的控制装置501中，在箭头所示的6秒的时间点开始了前馈控制的情况下的控制干扰dACT和状态量实绩xFB的图。在图10中的(a)中，在开始了前馈控制的6秒的时间点，控制干扰dACT和状态量实绩xFB为正，在图10中的(b)中，在开始了前馈控制的6秒的时间点，控制干扰dACT和状态量实绩xFB均为0。
在图10中的(a)的情况下，状态量实绩xFB在6秒以前是几乎没有偏离误差的状态，但在6秒以后向正侧偏离。在图10中的(b)的情况下，状态量实绩xFB是无论6秒以前还是6秒以后都几乎没有偏离误差的状态。
图11表示在图6中的(b)所示的现有的控制装置501中，在箭头所示的6秒的时间点结束了前馈控制的情况下的控制干扰dACT和状态量实绩xFB。另外，在图11中的(a)中，在结束了前馈控制的6秒的时间点，控制干扰dACT和状态量实绩xFB为负，在图11中的(b)中，在结束了前馈控制的6秒的时间点，控制干扰dACT和状态量实绩xFB均为0。
在图11中的(a)的情况下，状态量实绩xFB在6秒以前是几乎没有偏离误差的状态，但在6秒以后向正侧偏离。在图11中的(b)的情况下，状态量实绩xFB是无论6秒以前还是6秒以后都几乎没有偏离误差的状态。
如图10以及图11所示，在状态量实绩xFB的偏离为0附近的情况下，若在控制干扰dACT为0附近的定时切换前馈控制的接通/断开，则状态量实绩xFB的偏离保持为0附近不变，但若在除此以外的定时切换前馈控制的接通/断开，则在状态量实绩xFB产生偏离误差。
图12是表示在图7所示的本实施例的控制装置601和图6中的(b)所示的现有的控制装置501中，开始了前馈控制的情况下的控制干扰dACT和状态量实绩xFB的图。此外，图12中的(a)表示本实施例的控制装置601中的控制干扰dACT和状态量实绩xFB，图12中的(b)表示现有的控制装置501中的控制干扰dACT和状态量实绩xFB。另外，在前馈控制开始前的状态下，状态量实绩xFB向负侧偏离。另外，模式开关531以及621(在图12中，简记为模式开关)在控制干扰dACT以及状态量实绩xFB成为峰值的4秒～6秒之间的定时为接通(H电平)。
在图12中的(b)所示的现有的控制装置501中，在模式开关531为接通的定时，乘法器702的控制增益GFF为1，因此，状态量实绩xF向正侧偏离。
与之相对地，在图12中的(a)所示的本实施例的控制装置601中，接通/断开定时决定装置612与控制干扰dACT和状态量实绩xFB相应地，在与上述的切换定时对应的6秒的定时开始前馈控制。该情况下，状态量实绩xFB的振幅以及偏离误差减少。
如以上说明那样，根据本实施例，FF控制装置611使用与干扰偏差相应的控制输出，进行控制对象成套设备600的前馈控制。接通/断开定时决定装置612根据与控制对象成套设备600相关的状态量实绩xFB，调整FF控制装置611进行前馈控制的定时。因此，能够在抑制偏离误差的定时进行前馈控制，因此，能够不使用反馈控制而抑制偏离误差。
另外，在本实施例中，接通/断开定时决定装置612根据状态量实绩xFB与状态量指令值xREF的偏差的中央值相对于基准值的偏差ΔxDIFF，调整FF控制装置611进行前馈控制的定时。偏差ΔxDIFF表示偏离误差，因此，能够根据偏离误差适当地对进行前馈控制的定时进行调整，因此，能够更适当地抑制偏离误差。
特别是，在本实施例中，基准值为零，接通/断开定时决定装置612在偏差ΔxDIFF为正的情况下，在干扰偏差为负的定时开始前馈控制，在偏差ΔxDIFF为负的情况下，在干扰偏差为正的定时开始前馈控制。另外，接通/断开定时决定装置612在偏差ΔxDIFF为正的情况下，在干扰偏差为正的定时结束前馈控制，在偏差ΔxDIFF为负的情况下，在干扰偏差为负的定时结束前馈控制。因此，能够在反映了偏离误差的适当的定时开始以及结束前馈控制，因此，能够更适当地抑制偏离误差。
[实施例2]
在实施例1中，对与FF控制装置611的模式开关的接通/断开的切换相应地调整FF控制装置611进行前馈控制的定时的例子进行了说明。但是，进行前馈控制的定时不限于模式开关的接通/断开的切换时。例如，有时与用于前馈控制的干扰检测器以及控制操作端的状态(正常或者异常等)等外在因素相应地，进行前馈控制。该情况下，特别是在干扰检测器或控制操作端产生了异常的情况下，为了抑制控制对象成套设备500等的错误动作，优选尽可能快地切换前馈控制的接通/断开。在本实施例中，主要对与本课题对应的控制装置进行说明。
图13是表示本公开的实施例2的成套设备控制装置的图。图13所示的成套设备控制装置900具有：图7所示的控制装置601、控制装置901以及选择装置902。
控制装置901是具有与图6中的(b)所示的现有的控制装置501一样的功能的第二控制部。具体而言，控制装置901使用对干扰偏差乘以控制增益而得的控制输出来实施控制对象成套设备600进行的加工处理的前馈控制，且使用对状态量实绩xFB与状态量指令值xREF的偏差进行积分而得的控制输出来实施控制对象成套设备600进行的加工处理的积分控制。
选择装置902根据规定的外在因素，使控制装置601以及901中的任一个执行控制对象成套设备600进行的加工处理的控制。规定的外在因素例如是控制对象成套设备600以及成套设备控制装置900等所使用的1个或者多个规定装置(检测器以及操作端等)的状态。
例如，选择装置902在规定的装置全部正常的通常操作时，使控制装置601执行，在规定的装置的任一个异常的异常产生时，为了尽快切换控制输出的接通/断开而使控制装置901执行。
如以上说明那样，在本实施例中，能够使用适当的控制装置来对控制对象成套设备600进行控制。
上述的本公开的实施方式是说明本公开用的例示，并非将本公开的范围仅限定于这些实施方式的意思。本领域技术人员能够在不脱离本发明的范围的情况下以其他各种方式来实施本发明。
此外，本公开能够应用于作为实施例的串列式轧制机100。另外，本公开能够应用于串列式轧制机100以外的、特别是控制干扰大且需要前馈控制的成套设备。例如，本公开也能够应用于热轧制机中的板厚控制、钢铁生产线中的张力控制等其他成套设备。
上述的本公开的各实施例是说明本公开用的例示，并非将本公开的范围仅限定于这些实施方式的意思。本领域技术人员能够在不脱离本公开的范围的情况下以其他各种方式来实施本公开。

Claims (7)

1.一种轧制机控制装置，其根据使与控制对象相关的状态量变动的变动因素相关的因素值，来实施所述控制对象进行的处理的控制，其特征在于，
所述轧制机控制装置具有：
第一控制部，其使用与所述因素值相应的控制输出，实施所述处理的前馈控制；
决定部，其根据所述状态量来调整所述第一控制部进行所述前馈控制的定时；
第二控制部，其使用对所述因素值决定了定时的控制输出来实施所述处理的前馈控制，且使用对所述状态量与目标值的偏差进行积分而得的控制输出来实施所述处理的积分控制；以及
选择部，其根据规定的外在因素，使所述第一控制部以及所述第二控制部中的某一个执行所述处理的控制。
2.根据权利要求1所述的轧制机控制装置，其特征在于，
所述决定部根据所述状态量与目标值的偏差的中央值相对于基准值的偏差来调整所述定时。
3.根据权利要求2所述的轧制机控制装置，其特征在于，
所述基准值是零。
4.根据权利要求3所述的轧制机控制装置，其特征在于，
所述决定部在所述偏差为正的情况下，在所述因素值为负的定时开始所述前馈控制，在所述偏差为负的情况下，在所述因素值为正的定时开始所述前馈控制。
5.根据权利要求3所述的轧制机控制装置，其特征在于，
所述决定部在所述偏差为正的情况下，在所述因素值为正的定时结束所述前馈控制，在所述偏差为负的情况下，在所述因素值为负的定时结束所述前馈控制。
6.根据权利要求1所述的轧制机控制装置，其特征在于，
所述控制对象是通过轧制对被轧制材料进行加工的轧制机，
所述状态量是所述被轧制材料的板厚及施加于所述被轧制材料的张力中的至少一方，
所述处理是对所述被轧制材料进行轧制的轧制处理。
7.一种由轧制机控制装置所进行的轧制机控制方法，所述轧制机控制装置根据使与控制对象相关的状态量变动的变动因素相关的因素值，实施所述控制对象进行的处理的控制，其特征在于，所述轧制机控制方法执行：
第一控制步骤，使用与所述因素值相应的控制输出，实施所述处理的前馈控制；
调整步骤，根据所述状态量来调整进行所述前馈控制的定时；
第二控制步骤，使用对所述因素值决定了定时的控制输出来实施所述处理的前馈控制，且使用对所述状态量与目标值的偏差进行积分而得的控制输出来实施所述处理的积分控制；
选择步骤，根据规定的外在因素，基于所述第一控制步骤以及所述第二控制步骤中的某一个执行所述处理的控制。
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