JPH07100519A - Device and method for rolling mill control - Google Patents
Device and method for rolling mill controlInfo
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- JPH07100519A JPH07100519A JP5249552A JP24955293A JPH07100519A JP H07100519 A JPH07100519 A JP H07100519A JP 5249552 A JP5249552 A JP 5249552A JP 24955293 A JP24955293 A JP 24955293A JP H07100519 A JPH07100519 A JP H07100519A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、最適サーボ系で構成さ
れる多変数制御の圧延機制御装置とその制御方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling mill control apparatus of multivariable control constituted by an optimum servo system and its control method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最適サーボ系を用いた圧延機制御の従来
例としては、コンピュートロールＮｏ２７（１９８９
年）記載の圧延制御がある。この例は、タンデム圧延機
による棒鋼圧延の制御で、状態量に圧下位置、前方張
力、ロール回転数を、制御量に板厚、板幅、圧延荷重及
びトルクを用いて多変数制御の制御モデルを構成してい
る。2. Description of the Related Art As a conventional example of rolling mill control using an optimum servo system, Compute Roll No. 27 (1989)
There is rolling control described in (year). This example is a control model of multi-variable control using the rolling position, front tension, and roll rotation speed as state quantities and the plate thickness, plate width, rolling load, and torque as control quantities in the control of bar steel rolling by a tandem rolling mill. Are configured.
【０００３】ここでは、圧延荷重と張力により母材が引
き延ばされることで圧延が行われるという考えから、前
方張力を制御するための自スタンドロール回転数を状態
量として用いている。また、制御量としての板厚は、板
厚計によって計測されたものを直接用いている。Here, from the idea that the base material is stretched by the rolling load and the tension to perform the rolling, the rotation speed of the self-stand roll for controlling the front tension is used as the state quantity. Further, the plate thickness as the control amount is directly measured by the plate thickness gauge.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記の例では、最適サ
ーボ系の状態量として前方張力を用いている。しかし、
前方張力と後方張力の板厚に対する影響度を比較した場
合、前方張力の方が影響度が小さく、制御効果も小さい
という問題点があった。In the above example, the front tension is used as the state quantity of the optimum servo system. But,
When comparing the influences of the front tension and the rear tension on the plate thickness, there was a problem that the front tension had a smaller influence and the control effect was also smaller.
【０００５】一方、制御量には従属変数である圧延荷重
などを用い、張力の急変による不安定制御に対する配慮
がない。On the other hand, the controlled variable uses the rolling load, which is a dependent variable, and there is no consideration for unstable control due to a sudden change in tension.
【０００６】また、出側板厚計による板厚は、圧延材が
ロール直下から板厚計まで移動する間の大きな無駄時間
（約５００ms）を持つ。このため、ロール直下の板厚に
基づく制御出力は、この無駄時間だけ遅れることにな
り、母材外乱などに対する板厚精度が低下し製品品質を
悪化させるという問題点があった。Further, the plate thickness measured by the output side plate thickness meter has a large dead time (about 500 ms) while the rolled material moves from immediately below the roll to the plate thickness meter. Therefore, the control output based on the plate thickness immediately below the roll is delayed by this dead time, and there is a problem that the plate thickness accuracy with respect to the disturbance of the base material is lowered and the product quality is deteriorated.
【０００７】本発明の目的は、多変数制御の状態量及び
制御量を有効かつ最小限に選択し、最適サーボ構成によ
る高精度で安定な圧延制御装置および方法を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rolling control apparatus and method which selects the state quantity and control quantity of multivariable control effectively and minimally and which is highly accurate and stable by the optimum servo configuration.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的は、複数スタン
ドからなる圧延機の複数の状態量や複数の制御量の実績
値を所定周期で検出する検出装置と、セットアップ制御
装置で決定される動作点や目標の設定値と前記実績値の
誤差が無くなるように制御するＤＤＣ制御装置を備える
圧延機制御装置において、前記ＤＤＣ制御装置は、圧下
位置、後方張力及びロール速度を状態量としてフィード
バック制御する状態フィードバック制御手段と、出側板
厚及び後方張力を制御量としてフィードバック制御する
制御量フィードバック制御手段を有する最適サーボ系と
して構成することにより達成される。Means for Solving the Problems The above object is to detect a performance value of a plurality of state quantities and a plurality of control quantities of a rolling mill including a plurality of stands at a predetermined cycle, and an operation determined by a setup control device. In a rolling mill control device including a DDC control device that controls so as to eliminate an error between a set value of a point or a target and the actual value, the DDC control device feedback-controls a rolling position, a backward tension, and a roll speed as state quantities. This is achieved by configuring the optimum servo system including state feedback control means and control amount feedback control means for performing feedback control with the outlet side plate thickness and rear tension as control amounts.
【０００９】さらに、前記制御量の出側板厚は、観測装
置によりマスフロー一定則を元に推定されるロール直下
の板厚を用いることにより達成される。Further, the output side plate thickness of the control amount is achieved by using the plate thickness immediately below the roll estimated by the observation device based on the law of constant mass flow.
【００１０】[0010]
【作用】本発明によれば、多変数制御における状態量と
して、圧延プロセスに影響度の大きい独立変数を採用
し、状態フィードバック制御系によって圧延プロセスを
高応答に制御すると共に、制御量フィードバック制御系
によって板厚の一定制御を行う。According to the present invention, an independent variable having a large influence on the rolling process is adopted as the state quantity in the multi-variable control, the rolling process is controlled with high response by the state feedback control system, and the controlled variable feedback control system is also provided. The plate thickness is constantly controlled by.
【００１１】特に、従来の前方張力より制御効果の大き
い後方張力と、その後方張力を制御するための前スタン
ドのロール速度を、圧下位置と共に状態量とすること
で、板厚精度を向上できる。また、制御量に張力を用い
ることで張力の急変を抑え、板破断などのない安定操業
を実現できる。さらに、制御量の出側板厚にロール直下
の推定値を用いることで、出側板厚計まで移動する無駄
時間のない高応答の制御が可能になり、外乱等による板
厚精度の低下を防止して、製品品質を向上する。In particular, the plate thickness accuracy can be improved by setting the rear tension, which has a greater control effect than the conventional front tension, and the roll speed of the front stand for controlling the rear tension together with the rolling position as the state quantity. Further, by using the tension for the controlled variable, it is possible to suppress the sudden change of the tension and realize the stable operation without breaking the plate. Furthermore, by using the estimated value immediately below the roll for the output side plate thickness of the control amount, it is possible to control with high response without wasting time to move to the output side plate thickness gauge, and prevent deterioration of plate thickness accuracy due to disturbance etc. Improve product quality.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図２は本発明を適用する圧延制御システム
を示す構成図である。圧延機１は制御装置２の指令を受
けて、所望の精度で動作する。制御装置２は圧延機１の
動作状態を示す状態量や制御量などの実績値を検出装置
３によって周期的に検出し、圧延状態に応じた操作指令
を生成してアクチュエータ８を操作する。FIG. 2 is a block diagram showing a rolling control system to which the present invention is applied. The rolling mill 1 operates with a desired accuracy in response to a command from the control device 2. The control device 2 periodically detects actual values such as a state amount and a control amount indicating the operating state of the rolling mill 1 by the detection device 3, generates an operation command according to the rolling state, and operates the actuator 8.
【００１４】圧延機は非線形性が強く、線形制御理論を
ベースとした現代の制御理論をそのまま適用することが
できない。そこで、制御装置２は圧延機１の動作状態に
応じて線形近似可能な動作点を決定するセットアップ制
御系４を備えている。圧延モデル６は、動作点を決定す
るために用いられる。The rolling mill has a strong non-linearity, and the modern control theory based on the linear control theory cannot be applied as it is. Therefore, the control device 2 includes a setup control system 4 that determines an operating point that can be linearly approximated according to the operating state of the rolling mill 1. The rolling model 6 is used to determine the operating point.
【００１５】ＤＤＣコントローラ５は、セットアップ制
御系４より動作点あるいは制御量や操作量の目標値であ
るセットアップ値を設定され、このセットアップ値と検
出装置３からの実績値との偏差をゼロにするように動作
する。The DDC controller 5 is set by the setup control system 4 with a setup value which is a target value of an operating point or a control amount or an operation amount, and the deviation between this setup value and the actual value from the detection device 3 is made zero. Works like.
【００１６】観測装置７は検出装置３からの出力を用
い、制御に必要で、直接計測のできない状態量を推定す
る。The observation device 7 uses the output from the detection device 3 to estimate a state quantity that is necessary for control and cannot be directly measured.
【００１７】図３に圧延機１のスタンド構成を示す。圧
延機１のスタンドは対向する１対のワークロール１０、
中間ロール１１、バックアップロール１２から構成され
る。バックアップロール１２には圧下装置１３が配備さ
れ、その圧下位置を制御することで、中間ロール１１に
接するワークロール１０の間隔（ロールギャップ）が変
化して、圧延材１４の板厚や張力を変化させることがで
きる。ワークロール１０の軸には歯車装置１５を介して
ロール駆動装置（電動機）１６が接続されている。これ
ら圧下装置１３及びロール駆動装置１６からアクチュエ
ータ８が構成される。FIG. 3 shows a stand configuration of the rolling mill 1. The stand of the rolling mill 1 has a pair of opposing work rolls 10,
It is composed of an intermediate roll 11 and a backup roll 12. A roll-down device 13 is provided on the backup roll 12, and by controlling the roll-down position, the interval (roll gap) between the work rolls 10 in contact with the intermediate roll 11 changes, and the plate thickness and tension of the rolled material 14 change. Can be made. A roll driving device (electric motor) 16 is connected to the shaft of the work roll 10 via a gear device 15. An actuator 8 is composed of the rolling-down device 13 and the roll driving device 16.
【００１８】図４に前記ワークロール１０と圧延材１４
の関係を示す。圧延材１４は同図の左から右に移動す
る。圧延材１４の入側板厚Ｈ、出側板厚ｈ、ワークロー
ルの間隔Ｓ、ワークロールにかかる荷重Ｐとする。これ
らの量のうち、圧延荷重の物理的関係を表したのが（数
１）に示すＨｉｌｌの近似式である。この近似式は実験
により得られた式である。FIG. 4 shows the work roll 10 and the rolled material 14.
Shows the relationship. The rolled material 14 moves from left to right in the figure. The entrance side plate thickness H of the rolled material 14 and the exit side plate thickness h, the work roll interval S, and the load P applied to the work roll are set. Of these quantities, the physical relationship of rolling load is represented by the Hill approximation formula shown in (Equation 1). This approximate expression is an expression obtained by experiment.
【００１９】[0019]
【数１】 [Equation 1]
【００２０】[0020]
【数２】 [Equation 2]
【００２１】なお、（数１）式で下付き添え字ｉは多段
圧延機システムに於てｉスタンドの物理量を示す。In the equation (1), the subscript i indicates the physical quantity of the i stand in the multi-high rolling mill system.
【００２２】（数１）式の摩擦補正項は、（数２）式に
よって表される。一方、ゲージメータ式は次式（数３）
で表される。圧延モデル６は、基本的にはこの（数１）
〜（数３）によって記述される。The friction correction term of the equation (1) is expressed by the equation (2). On the other hand, the gauge meter formula is the following formula (Equation 3)
It is represented by. The rolling model 6 is basically this (Equation 1)
Is described by (Equation 3).
【００２３】[0023]
【数３】 [Equation 3]
【００２４】図５は（数１）と（数３）式の関係を示す
説明図である。縦軸は圧延荷重Ｐ、横軸は圧下位置と板
厚を示す。荷重式（数１）の横軸板厚との交点が圧延機
の入側（母材）板厚を示す。荷重式（数１）とゲージメ
ータ式（数３）との交点が動作点となり、動作点の横軸
の位置が出側板厚ｈ、縦軸の位置がそのときの圧延荷重
Ｐとなる。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between (Equation 1) and (Equation 3). The vertical axis represents the rolling load P, and the horizontal axis represents the rolling position and the plate thickness. The intersection with the horizontal axis plate thickness of the load equation (Equation 1) indicates the entry side (base material) plate thickness of the rolling mill. The intersection of the load equation (Equation 1) and the gauge meter equation (Equation 3) is the operating point, the position of the horizontal axis of the operating point is the exit side plate thickness h, and the position of the vertical axis is the rolling load P at that time.
【００２５】セットアップ制御系４は各種の圧延条件
で、この荷重式とゲージメータ式との交点を求めるもの
である。動作点を計算する具体的な方法としては、繰り
返し数値解を求めるニュートン（Ｎｅｗｔｏｎ）の方法
などがある。The set-up control system 4 obtains the intersection of this load type and gauge meter type under various rolling conditions. As a specific method for calculating the operating point, there is Newton's method for repeatedly obtaining a numerical solution.
【００２６】ところで、図６に示すように母材の板厚が
Ｈ０からＨ１に変化した場合、圧延荷重式とゲージメー
タ式の動作点が変化してしまい、出側板厚はｈ０からｈ
１に、圧延荷重はＰ０からＰ１に変化する。その結果、
板厚が目標値ｈからずれてしまう。By the way, as shown in FIG. 6, when the plate thickness of the base material changes from H0 to H1, the operating points of the rolling load type and the gauge meter type change, and the delivery side plate thickness is changed from h0 to h.
1, the rolling load changes from P0 to P1. as a result,
The plate thickness deviates from the target value h.
【００２７】そこで、図７に示すように圧延機の圧下位
置Ｓを移動させ、板厚を所望の精度にするための板厚制
御を実施する。その時の操作指令はΔＳとなり、圧下装
置１３の圧下位置をＳ１からＳへと制御する。その結
果、ゲージメータ式が点線の位置から実線の位置へ平行
移動して、荷重式との交点がｈ１、圧延荷重Ｐ１から板
厚ｈ、圧延荷重Ｐに移動する。Therefore, as shown in FIG. 7, the rolling position S of the rolling mill is moved to control the plate thickness so that the plate thickness has a desired accuracy. The operation command at that time becomes ΔS, and the reduction position of the reduction device 13 is controlled from S1 to S. As a result, the gauge meter formula moves in parallel from the position of the dotted line to the position of the solid line, and the intersection with the load formula moves from h1, the rolling load P1 to the plate thickness h and the rolling load P.
【００２８】このように、圧延荷重式とゲージメータ式
の交点である動作点を求めるのがセットアップ制御系４
であり、動作点からのずれをなくすように制御するのが
ＤＤＣコントローラ５である。In this way, the setup control system 4 determines the operating point which is the intersection of the rolling load type and the gauge meter type.
The DDC controller 5 controls so as to eliminate the deviation from the operating point.
【００２９】図１は、本発明の一実施例で、最適サーボ
制御系に構成された圧延機制御装置の構成図である。複
数スタンドで構成される圧延機システム１は、指令生成
機構２４の操作指令（操作量）を受けて、所望の精度で
動作する。FIG. 1 is a block diagram of a rolling mill control device configured in an optimum servo control system according to an embodiment of the present invention. The rolling mill system 1 including a plurality of stands receives an operation command (operation amount) of the command generation mechanism 24 and operates with desired accuracy.
【００３０】差分機構２５と比例機構２０は状態フィー
ドバック制御系を構成する。すなわち、検出装置３で検
出した状態量と、セットアップ制御系４により与えられ
る動作点のセットアップ値との偏差を差分機構２５によ
り求め、比例機構２０でこの偏差値に比例ゲインを乗じ
て状態偏差指令成分を生成する。本実施例では、状態量
（ｕ）に圧下位置Ｓ、後方張力τｂ、前スタンドのロー
ル速度ＶＲを用いる。The difference mechanism 25 and the proportional mechanism 20 form a state feedback control system. That is, the deviation between the state quantity detected by the detection device 3 and the setup value of the operating point given by the setup control system 4 is obtained by the difference mechanism 25, and the proportional mechanism 20 multiplies this deviation value by the proportional gain to give the state deviation command. Generate the ingredients. In this embodiment, the rolling position S, the rear tension τb, and the roll speed VR of the front stand are used as the state quantity (u).
【００３１】差分機構２６と積分機構２１は制御量フィ
ードバック制御系を構成する。すなわち、検出装置３あ
るいは観測装置７を用いて検出した制御量と、セットア
ップ制御系４により与えられる制御量の目標を示すセッ
トアップ値との偏差を差分機構２６により求め、積分機
構２１でこの偏差値に積分ゲインを乗じて積分し、制御
量指令成分を生成する。本実施例の制御量（ｙ）には、
出側板厚ｈと後方張力τｂを用いる。The difference mechanism 26 and the integration mechanism 21 constitute a controlled variable feedback control system. That is, the deviation between the control amount detected by the detection device 3 or the observation device 7 and the setup value indicating the target of the control amount given by the setup control system 4 is calculated by the difference mechanism 26, and the deviation value is calculated by the integration mechanism 21. Is multiplied by an integration gain and integrated to generate a control amount command component. The controlled variable (y) in this embodiment is
The delivery side plate thickness h and the rearward tension τb are used.
【００３２】指令生成機構２４は、比例機構２０からの
状態偏差指令成分と、積分機構２１からの制御量指令成
分及びセットアップ制御系４により与えられる目標指令
値を加算し、アクチュエータ８に出力する操作指令（操
作量）を生成する。The command generating mechanism 24 adds the state deviation command component from the proportional mechanism 20, the control amount command component from the integrating mechanism 21 and the target command value given by the setup control system 4, and outputs it to the actuator 8. Generate a command (manipulation amount).
【００３３】なお、アクチュエータ８の操作端として
は、圧下位置を変更する圧下装置１３及び速度を変更す
るロール駆動装置１６があり、上記の操作指令は圧下位
置成分と速度成分毎に生成、出力される。At the operating end of the actuator 8, there are a rolling down device 13 for changing the rolling down position and a roll driving device 16 for changing the speed. The above operation command is generated and output for each rolling down position component and speed component. It
【００３４】本実施例の構成によれば、状態フィードバ
ック制御系は動作点に対する状態量の実測値の誤差をゼ
ロにするように制御が行われる。状態量には、表１に示
すように従来の前方張力τｆに比べ板厚への影響度が大
きい後方張力τｂを採用しているので、板厚精度を向上
する高応答の状態量制御を実現する。According to the configuration of this embodiment, the state feedback control system is controlled so that the error of the actual measurement value of the state quantity with respect to the operating point becomes zero. As shown in Table 1, the rear tension τb, which has a greater effect on the plate thickness than the conventional front tension τf, is adopted as the state quantity, so that a highly responsive state quantity control that improves the sheet thickness accuracy is realized. To do.
【００３５】[0035]
【表１】 [Table 1]
【００３６】また、制御量フィードバック制御系は、出
側板厚を制御することで製品板厚を所望の精度に維持す
ると共に、張力を制御することでその急変を防止し、安
定操業を実現する。Further, the controlled variable feedback control system maintains the product plate thickness at a desired accuracy by controlling the delivery side plate thickness, and prevents abrupt changes by controlling the tension to realize stable operation.
【００３７】次に、図１に示したＤＤＣコントローラ５
を、最適サーボ系に設計する場合の制御モデル（制御パ
ラメータ）について説明する。Next, the DDC controller 5 shown in FIG.
A control model (control parameter) for designing an optimum servo system will be described.
【００３８】ＤＤＣコントローラ５には、セットアップ
制御系４から、制御量の目標値や状態量の動作点がセッ
トアップ値として与えられている。この場合、ＤＤＣコ
ントローラ５は動作点と実績値の偏差をゼロにするよう
に動作する、いわゆるレギュレータ系である。したがっ
て、状態方程式はセットアップ値からの偏差を求める偏
差値系によって記述される。To the DDC controller 5, the target value of the control amount and the operating point of the state amount are given as the setup value from the setup control system 4. In this case, the DDC controller 5 is a so-called regulator system that operates so as to make the deviation between the operating point and the actual value zero. Therefore, the equation of state is described by a deviation value system that determines the deviation from the setup value.
【００３９】圧延現象は、（数４）に示す偏差値系のゲ
ージメータ式及び、（数５）に示す動作点近傍でテーラ
ー展開した、微小変化分の圧延荷重式で表される。The rolling phenomenon is expressed by a deviation meter type gauge meter equation shown in (Equation 4) and a rolling load equation for minute changes developed by Taylor in the vicinity of the operating point shown in (Equation 5).
【００４０】[0040]
【数４】 [Equation 4]
【００４１】[0041]
【数５】 [Equation 5]
【００４２】（数４）と（数５）を整理してまとめると
（数６）が導かれる。By rearranging (formula 4) and (formula 5), the formula (6) is derived.
【００４３】[0043]
【数６】 [Equation 6]
【００４４】次に、アクチュエータの操作端である圧下
装置１３及びロール駆動装置１６の動作を、それぞれ１
次遅れで近似すると、（数７）、（数８）となる。Next, the operations of the rolling-down device 13 and the roll driving device 16, which are the operating ends of the actuator, are set to 1
When approximated by the next delay, the following equations are obtained.
【００４５】[0045]
【数７】 [Equation 7]
【００４６】[0046]
【数８】 [Equation 8]
【００４７】圧延機の後方張力τｂは（数９）で示さ
れ、マスフロー一定式から、その微小変化分を求めると
（数１０）になる。The backward tension τb of the rolling mill is represented by (Equation 9), and when the minute change is obtained from the constant mass flow equation, it becomes (Equation 10).
【００４８】[0048]
【数９】 [Equation 9]
【００４９】[0049]
【数１０】 [Equation 10]
【００５０】出側板速Ｖｏ及びその微小変化式を（数１
１）に、（数１１）を代入した入側板速Ｖｅの微小変化
式を（数１２）に示す。The output plate speed Vo and its minute change formula are given by (Equation 1)
(Equation 12) shows a slight change equation of the entrance side plate speed Ve in which (Equation 11) is substituted into 1).
【００５１】[0051]
【数１１】 [Equation 11]
【００５２】[0052]
【数１２】 [Equation 12]
【００５３】（数１１）、（数１２）を（数９）に代入
し、（数１３）を導く。(Equation 11) and (Equation 12) are substituted into (Equation 9) to derive (Equation 13).
【００５４】[0054]
【数１３】 [Equation 13]
【００５５】先進率式をテーラ展開した微小変化式を
（数１４）に示す。The equation (14) shows a minute change equation obtained by tailoring the advanced rate equation.
【００５６】[0056]
【数１４】 [Equation 14]
【００５７】（数１４）を（数１３）に代入すると（数
１５）が得られる。By substituting (Equation 14) into (Equation 13), (Equation 15) is obtained.
【００５８】[0058]
【数１５】 [Equation 15]
【００５９】ここで（数１６）に示す前方張力τｆと後
方張力τｂの関係から、（数１５）を後方張力に統合し
て（数１７）を得る。From the relationship between the front tension τf and the rear tension τb shown in (Equation 16), (Equation 15) is integrated with the rear tension to obtain (Equation 17).
【００６０】[0060]
【数１６】 [Equation 16]
【００６１】[0061]
【数１７】 [Equation 17]
【００６２】（数１７）に（数１１）を代入すると（数
１８）となる。Substituting (Equation 11) into (Equation 17) gives (Equation 18).
【００６３】[0063]
【数１８】 [Equation 18]
【００６４】以上より、状態量である圧下位置Ｓ、ロー
ル速度ＶＲ、後方張力τｂの関係式を纏めて行列表示す
ると、（数１９）の状態方程式が得られる。As described above, when the relational expressions of the rolling position S, the roll speed VR, and the rearward tension τb, which are the state quantities, are summarized and displayed in a matrix form, the state equation of (Equation 19) is obtained.
【００６５】[0065]
【数１９】 [Formula 19]
【００６６】（数１９）で、操作端に前スタンドのロー
ル速度ＶＲi-1を用いるのは以下の理由による。図８は
圧延機のサクセッシブコントロールを説明する模式図で
ある。圧延機のロール速度を変更する場合は、変更した
い圧延スタンドの上流側のロール速度をマスフロー一定
となるように変更する。たとえば、ｉスタンドのロール
速度をＶ０→Ｖ１に変更した場合、ｉ−１スタンド，ｉ
−２スタンド，．．．．のロール速度を（数２０）、
（数２１）のように求めて変更する。In (Equation 19), the roll speed VR i-1 of the front stand is used for the operating end for the following reason. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the successive control of the rolling mill. When changing the roll speed of the rolling mill, the roll speed on the upstream side of the rolling stand to be changed is changed so that the mass flow becomes constant. For example, when the roll speed of the i stand is changed from V0 to V1, i−1 stand, i
-2 stand ,. ． ． ． The roll speed of (number 20),
Change as sought as in (Equation 21).
【００６７】[0067]
【数２０】 [Equation 20]
【００６８】[0068]
【数２１】 [Equation 21]
【００６９】上式から、ｉスタンドの後方張力を変更す
る場合は、ｉ−１スタンドのロール速度を変更する方が
１スタンド分少なくて済むことが分かる。これより、本
実施例におけるＤＤＣコントローラ４の操作端として
は、自スタンド（ｉ）の圧下制御装置１３と共に前スタ
ンド（ｉ−１）のロール駆動装置１６が選択される。む
ろん、自スタンド（ｉ）のロール駆動装置を操作端とし
ても制御は可能であり、この場合は状態量に自スタンド
のロール速度を用いるのがベターである。From the above equation, when changing the rear tension of the i-stand, it is necessary to change the roll speed of the i-1 stand by one stand. From this, as the operation end of the DDC controller 4 in the present embodiment, the roll driving device 16 of the front stand (i-1) is selected together with the roll-down control device 13 of the self stand (i). Of course, control is possible even with the roll driving device of the own stand (i) as the operating end. In this case, it is better to use the roll speed of the own stand as the state quantity.
【００７０】次に、（数１９）の各項の行列Ａ，Ｂ，Ｃ
と、状態量ｘ、操作量ｕ及び制御量ｙの各ベクトルを
（数２２）のように記号表現し、制御周期ＴSで離散化
して（数２３）の状態方程式を得る。Next, the matrices A, B, and C of each term of (Equation 19)
Then, each vector of the state quantity x, the manipulated variable u and the control quantity y is symbolically expressed as in (Equation 22), and discretized with the control cycle T S to obtain the state equation of (Equation 23).
【００７１】この状態方程式（数２３）について、動作
点の状態毎に表２に示す行列要素を求めることで、動作
点周りの線形近似が可能になる。For this state equation (Equation 23), by obtaining the matrix elements shown in Table 2 for each state of the operating point, linear approximation around the operating point becomes possible.
【００７２】[0072]
【数２２】 [Equation 22]
【００７３】[0073]
【数２３】 [Equation 23]
【００７４】[0074]
【表２】 [Table 2]
【００７５】（数２３）の状態方程式が求まると、図１
の状態フィードバック制御系及び制御量フィードバック
制御系の制御パラメータＦｘ，Ｆｅは、（数２４）のよ
うに与えられる。制御パラメータの計算は、状態方程式
を基にリカッチ方程式を解くことによって得られるが、
自動制御学会編の「自動制御ハンドブック第１部（１５
４頁）」などに周知である。When the equation of state of (Equation 23) is obtained, FIG.
The control parameters Fx and Fe of the state feedback control system and the controlled variable feedback control system are given by (Equation 24). The calculation of the control parameter can be obtained by solving the Riccati equation based on the equation of state.
"Automatic Control Handbook Part 1 (15
4 page) "and the like.
【００７６】[0076]
【数２４】 [Equation 24]
【００７７】次に図９〜図１３を用いて、最適サーボ制
御系で設計されたＤＤＣコントローラ５の詳細な構成と
動作を説明する。Next, the detailed structure and operation of the DDC controller 5 designed in the optimum servo control system will be described with reference to FIGS.
【００７８】図９はサーボ系における信号と演算の関係
を示し、図１の構成に制御パラメータや状態量、制御量
あるいは操作量の関係式をあてはめた説明図である。状
態フィードバック系からは、状態偏差指令△Ｕｘの圧下
位置成分△Ｓｘとロール速度成分△ＶＲｘが出力され
る。制御量フィードバック系からは制御量指令Ｕｅの圧
下位置成分Ｓｅとロール速度成分ＶＲｅが出力される。
また、セットアップ制御系４からは、操作指令目標値Ｕ
ｓの圧下位置成分Ｓｓとロール速度成分ＶＲｓが出力さ
れる。これらが指令生成機構２４で成分ごとに加算さ
れ、操作指令Ｕ（＝Ｓｐ，ＶＲｐ）が出力される。FIG. 9 shows the relationship between signals and calculations in the servo system, and is an explanatory diagram in which the relational expressions of control parameters, state quantities, control quantities or manipulated quantities are applied to the configuration of FIG. From the state feedback system, the rolled position component ΔSx and the roll speed component ΔVRx of the state deviation command ΔUx are output. From the controlled variable feedback system, the rolling position component Se and the roll speed component VRe of the controlled variable command Ue are output.
Further, from the setup control system 4, the operation command target value U
The rolling position component Ss of s and the roll speed component VRs are output. These are added component by component in the command generation mechanism 24, and the operation command U (= Sp, VRp) is output.
【００７９】図１０に状態フィードバック制御系の詳細
を示す。差分機構２５は（数２５）にしたがい、所定周
期で検出装置３により検出されるｉスタンドの圧下位置
Ｓｉ、前スタンドのロール速度ＶＲｉ−１及び後方張力
τｂｉと、セットアップ制御系からの動作点Ｓｓｉ，Ｖ
Ｒｓｉ−１，τｂｓｉとの差分をとり、状態量の偏差値
ΔＳｉ，ΔＶＲｉ−１，Δτｂｉを出力する。FIG. 10 shows details of the state feedback control system. The difference mechanism 25 is in accordance with (Equation 25), and the rolling-down position Si of the i stand, the roll speed VRi-1 of the front stand and the rear tension τbi detected by the detection device 3 in a predetermined cycle, and the operating point Ssi from the setup control system , V
The difference between Rsi−1 and τbsi is calculated and the deviation values ΔSi, ΔVRi−1 and Δτbi of the state quantity are output.
【００８０】[0080]
【数２５】 [Equation 25]
【００８１】比例制御機構２０は、各状態量の偏差値Δ
Ｓｉ，ΔＶＲｉ−１，Δτｂｉに、比例ゲインｆｘ11，
ｆｘ12，ｆｘ13をそれぞれ乗じて加算し、ｉスタンド圧
下装置の位置偏差指令成分△Ｓｘｉを求める。同様に、
各偏差値に比例ゲインｆｘ21，ｆｘ22，ｆｘ23をそれぞ
れ乗じて加算し、前（ｉ−１）スタンドのロール駆動装
置の速度偏差指令成分△ＶＲｘｉ−１を求める。The proportional control mechanism 20 determines the deviation value Δ of each state quantity.
Si, ΔVRi−1, Δτbi, proportional gain fx 11 ,
fx 12 and fx 13 are respectively multiplied and added to obtain the position deviation command component ΔSxi of the i-stand pressure reducing device. Similarly,
The respective deviation values are multiplied by proportional gains fx 21 , fx 22 , and fx 23 , respectively, and added to obtain a speed deviation command component ΔVRxi-1 of the roll driving device of the front (i-1) stand.
【００８２】図１１に制御量フィードバック制御系の詳
細を示す。差分機構２６は（数２６）にしたがい、張力
計による後方張力τｂｉ及び、出側板厚計による板厚ｈ
ｘｉを入力し観測装置７によって推定されるロール直下
板厚ｈMFｉと、セットアップ制御系４から与えれる出側
板厚目標値ｈsi及び後方張力目標値τｂsiとの差分をと
り、制御量の偏差値ΔｈｉとΔτｂｉを出力する。ロー
ル直下板厚ｈMFについては後述する。FIG. 11 shows the details of the controlled variable feedback control system. The differential mechanism 26 is based on (Equation 26), and the rear tension τbi by the tensiometer and the plate thickness h by the exit side plate thickness meter are used.
xi is input and the plate thickness hMFi immediately below the roll estimated by the observation device 7 and the difference between the output side plate thickness target value hsi and the backward tension target value τbsi given from the setup control system 4 are calculated to obtain the deviation value Δhi of the control amount. Output Δτbi. The plate thickness hMF immediately below the roll will be described later.
【００８３】[0083]
【数２６】 [Equation 26]
【００８４】積分機構２１は、各制御量の偏差値Δｈ
ｉ，Δτｂｉに積分ゲインｆｅ11，ｆｅ12を乗じて和を
とったのち積分し、ｉスタンド圧下装置の位置指令成分
Ｓｅｉを求める。同様に、各偏差値に積分ゲインｆ
ｅ21，ｆｅ22を乗じて和をとったのち積分し、ｉ−１ス
タンドロール駆動装置の速度指令成分ＶＲｅｉを求め
る。The integration mechanism 21 uses the deviation value Δh of each controlled variable.
i, Δτbi is multiplied by integral gains fe 11 and fe 12 to obtain a sum, which is then integrated to obtain a position command component Sei of the i stand pressure reducing device. Similarly, for each deviation value, the integral gain f
e 21 and fe 22 are multiplied to obtain the sum and then integrated to obtain the speed command component VRei of the i-1 stand roll drive device.
【００８５】図１２に指令生成機構２４の詳細を示す。
指令生成機構２４は、セットアップ制御系４の圧下指令
目標値Ｓsｉ、比例機構２０からの圧下指令ΔＳｘｉ、
積分機構２１からの圧下指令Ｓｅｉの和をとり、ｉスタ
ンドの圧下位置制御装置１３に出力する圧下指令Ｓｐi
を生成する。同様に、セットアップ制御系４の速度指令
ＶRsi-1、比例機構２０の速度指令ΔＶRｘi-1、積分機
構２１の速度指令ＶＲei-1の和をとり、ｉ−１スタンド
のロール駆動装置１６に出力する速度指令ＶＲpi-1を生
成する。FIG. 12 shows the details of the command generation mechanism 24.
The command generation mechanism 24 includes a reduction command target value Ssi of the setup control system 4, a reduction command ΔSxi from the proportional mechanism 20,
The roll-down command Spi from the integration mechanism 21 is summed and output to the roll-down position controller 13 of the i stand.
To generate. Similarly, the sum of the speed command VRsi-1 of the setup control system 4, the speed command ΔVRxi-1 of the proportional mechanism 20, and the speed command VRei-1 of the integrating mechanism 21 is calculated and output to the roll driving device 16 of the i-1 stand. A speed command VRpi-1 is generated.
【００８６】図１３に、直接計測のできない量を推定す
る観測装置７の一つで、ロール直下板厚ｈMFを推定する
マスフロー板厚推定装置７０を示す。タンデム圧延機の
ｉスタンド上流に位置する板厚計３１の計測値である入
側板厚Ｈｉ及び板速計３２の計測値である入側板速ｖｅ
ｉと、ｉスタンド下流に位置する板速計３４の計測値で
ある出側板速ｖｏｉを演算装置７１に入力し、（数２
７）の演算を行ってｉスタンドのロール直下での出側板
厚ｈMFｉを求める。FIG. 13 shows a mass flow plate thickness estimating device 70 for estimating the plate thickness hMF directly below the roll, which is one of the observation devices 7 for estimating the amount that cannot be directly measured. Entry-side strip thickness Hi, which is a measurement value of the strip thickness gauge 31 located upstream of the i-stand of the tandem rolling mill, and entry-side strip speed ve, which is a measurement value of the strip speed gauge 32.
i and the output side plate speed voi, which is the measured value of the plate speed meter 34 located downstream of the i stand, are input to the arithmetic unit 71, and (Equation 2
The calculation of 7) is performed to obtain the delivery side plate thickness hMFi immediately below the roll of the i stand.
【００８７】[0087]
【数２７】 [Equation 27]
【００８８】ロール直下の板厚ｈMFを計算する（数２
７）には、直接検出できないオフセットｅが含まれてい
る。そこで、以下のようにオフセット量を求めることに
よって、ロール直下板厚ｈMFの推定を可能にしている。The plate thickness hMF immediately below the roll is calculated (Equation 2)
7) includes an offset e that cannot be directly detected. Therefore, it is possible to estimate the plate thickness hMF immediately below the roll by obtaining the offset amount as follows.
【００８９】図１４に示すように、ロール直下で出側板
厚が実際に変化してから（ｂ）、板厚計３３で計測され
るまでには（ｃ）、無駄時間Ｔｄが存在する。この無駄
時間はロール直下と出側板厚計３３間の距離Ｌを出側板
速ｖｏｉで除算した値となる。なお、出側板厚の変化に
はギャップと張力による圧延効果と、オフセットによる
ものとがある。オフセットｅは同図（ａ）では説明上ス
テップ変化しているが、実際にはロール温度やロール摩
耗等により生じる緩やかな変化となる。As shown in FIG. 14, there is a dead time Td from the actual change of the outlet plate thickness just below the roll (b) to the measurement by the plate thickness gauge 33 (c). This dead time is a value obtained by dividing the distance L between the position directly below the roll and the outlet plate thickness gauge 33 by the outlet plate speed voi. The change of the delivery side plate thickness includes the rolling effect due to the gap and the tension, and the offset effect. Although the offset e is changed stepwise in the drawing (a), it actually becomes a gradual change caused by roll temperature, roll wear, and the like.
【００９０】まず、演算装置７１の出力ｈMFｉ（最初は
オフセットが０とする）を、例えばシフトレジスタ等で
構成される無駄時間装置７２を介して遅らせ、板厚計３
３の出力と位相を合わせたトラッキング板厚を得る
（ｄ）。加算器７３でトラッキング板厚と板厚計３３の
出力の差分εをとり、フィルター７４を通してノイズを
除去すると、オフセットｅが求まる。First, the output hMFi of the arithmetic unit 71 (initially, the offset is 0) is delayed via a dead time unit 72 composed of, for example, a shift register, and the plate thickness gauge 3
A tracking plate thickness in phase with the output of 3 is obtained (d). When the difference ε between the tracking plate thickness and the output of the plate thickness meter 33 is calculated by the adder 73 and noise is removed through the filter 74, the offset e is obtained.
【００９１】このオフセットｅを演算装置７１へフィー
ドバックすると（ｆ）、板厚ｈMFｉの計算が可能にな
る。同図（ｅ）のように、オフセットの発生からオフセ
ットの除去までに無駄時間Ｔｄを生じ、この間のオフセ
ットｅは誤差となるが（ｇ）、実際のオフセットは遅い
変化となるので、前回のオフセットｅからの変化分は微
小であり無視できる。When this offset e is fed back to the arithmetic unit 71 (f), the plate thickness hMFi can be calculated. As shown in (e) of the figure, a dead time Td is generated from the occurrence of the offset to the removal of the offset, and the offset e during this time is an error (g), but since the actual offset changes slowly, the previous offset The change from e is so small that it can be ignored.
【００９２】このように求められたロール直下の板厚ｈ
MFｉを、遅れのない出側板厚ｈｉとして差分機構２６に
与えることができる。ちなみに、無駄時間Ｔｄが約５０
０ｍｓ、制御周期が２０ｍｓの場合に、現時点のロール
直下の板厚は出側板厚計では２５回目の制御指令にフィ
ードバックされるのに対し、本実施例ではリアルタイム
に且つ、オフセットの影響を除外してフィードバックす
ることができるので、出側板厚に対する応答が著しく改
善され製品品質を向上できる。The plate thickness h directly below the roll thus obtained
The MFi can be given to the difference mechanism 26 as the output side plate thickness hi without delay. By the way, the dead time Td is about 50.
When the control period is 0 ms and the control period is 20 ms, the sheet thickness immediately below the roll is fed back to the 25th control command by the delivery side thickness gauge, whereas in the present embodiment, the effect of offset is excluded in real time. Therefore, the response to the outgoing side plate thickness can be remarkably improved and the product quality can be improved.
【００９３】図１５に、本実施例の圧延制御装置による
制御動作を示す。同図（ａ）のように母材に外乱が発生
した場合、前方張力τｆは同図（ｂ）のように変化す
る。従来のように前方張力τｆを状態量として用いた場
合、板厚に対する影響度が小さいため大きな制御指令を
出力しなければならない。しかし、一定値以上の制御指
令に対してはアクチュエータの増幅器が飽和し、制御出
力は同図（ｃ）となる。その結果、出側板厚ｈには同図
（ｄ）のように大きな偏差が残り、充分な制御効果が得
られない。FIG. 15 shows the control operation by the rolling control device of this embodiment. When a disturbance occurs in the base material as shown in FIG. 7A, the front tension τf changes as shown in FIG. When the front tension τf is used as the state quantity as in the conventional case, a large control command must be output because the degree of influence on the plate thickness is small. However, when the control command exceeds a certain value, the actuator amplifier is saturated and the control output is as shown in FIG. As a result, a large deviation remains in the delivery side plate thickness h as shown in FIG. 7D, and a sufficient control effect cannot be obtained.
【００９４】これに対し、後方張力τｂは板厚に対する
影響度が大きいため、同図（ｆ）のように飽和しない線
形領域の制御出力で制御効果を発揮でき、同図（ｇ）に
示すように外乱成分を低減して板厚精度を向上できる。
ちなみに、本実施例を母材板厚２．３ｍｍ、製品板厚
０．２３３ｍｍの圧延スケジュールに適用し、製品板厚
精度（製品板厚分の板厚偏差）を従来ＡＧＣによる０．
６４％から０．３２％と、およそ２倍も向上させること
ができた。On the other hand, since the backward tension τb has a large influence on the plate thickness, the control effect can be exerted by the control output in the linear region where the saturation is not obtained as shown in FIG. Further, the disturbance component can be reduced and the plate thickness accuracy can be improved.
By the way, this embodiment was applied to a rolling schedule with a base material plate thickness of 2.3 mm and a product plate thickness of 0.233 mm, and the product plate thickness accuracy (plate thickness deviation corresponding to the product plate thickness) was set to 0.
It was possible to improve the value from 64% to 0.32%, about twice as much.
【００９５】以上説明したように、本実施例の圧延制御
装置は、状態量として圧下位置、制御効果の大きい後方
張力、後方張力制御のための前スタンドロール速度を用
い、制御量として無駄時間の無いロール直下の板厚と後
方張力を用いて、自スタンドの圧下装置と前スタンド
（または自スタンド）のロール駆動装置に操作指令を出
力する最適サーボ制御系及び、無駄時間のないロール直
下の板厚を求めるためのマスフロー板厚推定装置を組み
合わせることにより、高精度の板厚制御を実現した。As described above, the rolling control device of this embodiment uses the reduction position, the rear tension having a large control effect, and the front stand roll speed for the rear tension control as the state quantity, and the dead time as the control quantity. Optimal servo control system that outputs operation commands to the roll reduction device of the own stand and the roll drive device of the front stand (or the own stand) by using the plate thickness and the rear tension without the roll, and the plate directly below the roll with no dead time. By combining a mass flow plate thickness estimation device for obtaining the thickness, highly accurate plate thickness control was realized.
【００９６】[0096]
【発明の効果】本発明によれば、状態量として圧下位
置、後方張力及び前スタンドのロール速度を用い、制御
量として出側板厚と後方張力を用いた最適サーボ系によ
る圧延制御を実現したので、板厚精度を飛躍的に向上す
ることができる。さらに、制御量の出側板厚には無駄時
間の無いロール直下の推定板厚を用いるので、外乱等に
対するリアルタイムな応答が可能になり、所望の板厚精
度を維持し製品品質を向上することができる。According to the present invention, since the rolling position, the rear tension and the roll speed of the front stand are used as the state quantities, and the rolling control is realized by the optimum servo system using the delivery side plate thickness and the rear tension as the control quantities. It is possible to dramatically improve the plate thickness accuracy. Furthermore, since the estimated thickness immediately below the roll with no dead time is used for the output side thickness of the control amount, it is possible to respond in real time to disturbances, etc., and it is possible to maintain desired thickness accuracy and improve product quality. it can.
【図１】本発明の一実施例である圧延制御装置の構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram of a rolling control device that is an embodiment of the present invention.
【図２】本発明を適用する圧延システムの構成図であ
る。FIG. 2 is a configuration diagram of a rolling system to which the present invention is applied.
【図３】圧延機の機械的構成を説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a mechanical configuration of a rolling mill.
【図４】圧延機の動作を説明する模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the operation of the rolling mill.
【図５】圧延機の動作点の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of operating points of the rolling mill.
【図６】母材変化時の動作点の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of operating points when the base material changes.
【図７】ＤＤＣ制御により外乱を除去する圧延現象の説
明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a rolling phenomenon in which disturbance is removed by DDC control.
【図８】サクセッシブコントロールの説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a successful control.
【図９】図１の構成における制御パラメータと入出力信
号関係の説明図である。9 is an explanatory diagram of the relationship between control parameters and input / output signals in the configuration of FIG.
【図１０】状態フィードバック制御系の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a state feedback control system.
【図１１】制御量フィードバック制御系の説明図であ
る。FIG. 11 is an explanatory diagram of a controlled variable feedback control system.
【図１２】指令生成機構の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a command generation mechanism.
【図１３】マスフロー板厚推定装置の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a mass flow plate thickness estimation device.
【図１４】オフセット除去過程の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of an offset removal process.
【図１５】本実施例の圧延制御動作の有効性をを示す説
明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing effectiveness of the rolling control operation of the present embodiment.
１…圧延機、２…圧延制御装置、３…検出装置、４…セ
ットアップ制御系、５…ＤＤＣコントローラ、６…圧延
機モデル、７…観測装置、８…アクチュエータ、１０…
ワークロール、１３…油圧圧下装置、１４…圧延材、１
６…ロール駆動装置、２０…比例機構、２１…積分機
構、２４…指令生成機構、２５，２６…差分機構、７０
…マスフロー板厚推定装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rolling mill, 2 ... Rolling control device, 3 ... Detection device, 4 ... Setup control system, 5 ... DDC controller, 6 ... Rolling mill model, 7 ... Observation device, 8 ... Actuator, 10 ...
Work rolls, 13 ... Hydraulic pressure reduction device, 14 ... Rolled material, 1
6 ... Roll drive device, 20 ... Proportional mechanism, 21 ... Integral mechanism, 24 ... Command generation mechanism, 25, 26 ... Difference mechanism, 70
... Mass flow board thickness estimation device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 37/12 ＢＢＰ (72)発明者 渡引 高重 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 吉岡 健一 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 片山 恭紀 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 斉藤 裕 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 服部 哲 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 岡田 隆 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 中谷 健治 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 ジン チョル ジェ 大韓民国 慶北 浦項市 槐東洞 １番地 浦項綜合製鐵株式会社内 (72)発明者 イ サン ギル 大韓民国 慶北 浦項市 槐東洞 １番地 浦項綜合製鐵株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI technical display location B21B 37/12 BBP (72) Inventor Takashige Watanabe 5-2 Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture In stock company Hitachi information control system (72) Inventor Kenichi Yoshioka 5-2-1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture In stock company Hitachi information control system (72) Inventor Yasunori Katayama Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 5-2-1 in Hitachi Information Control Systems Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Saito 5-2-1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture In-house Hitachi Ltd. Omika Plant (72) Inventor Satoshi Hattori Ibaraki Hitachi City Omika-cho 52-1 Stock Company Hitachi Omika Factory (72) Inventor Takashi Okada 7-1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Ltd., Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Kenji Nakatani 5-2-1 Omika-cho, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Co., Ltd. Hitachi Ltd. Omika Factory (72) Inventor, Jin Jol Jae, Gyeongbuk, Pohang City, Sotodong 1 Address: Pohang General Steel Co., Ltd. (72) Inventor, Isangil, Gyeongbuk, Republic of Korea, Pohang City, Sokdong-dong, No. 1, Pohang General Steel Co., Ltd.
Claims (14)
量および制御量の実績値を所定周期で検出し、この実績
値とセットアップ制御装置から設定される動作点や目標
等の設定値との誤差が無くなるように多変数制御する圧
延機制御方法において、 圧下位置、後方張力及びロール速度を状態量として各々
の実績値と設定値（動作点）の誤差を無くすようフィー
ドバック制御すると共に、前記制御量の実績値と設定値
（目標値）の誤差を無くすようにフィードバック制御す
ることを特徴とする圧延機制御制御方法。Claim: What is claimed is: 1. Actual values of a plurality of state quantities and control quantities of a rolling mill comprising a plurality of stands are detected in a predetermined cycle, and the actual values are set with operating points, target values, etc. In a rolling mill control method in which multi-variable control is performed to eliminate the error, feedback control is performed to eliminate the error between the actual value and the set value (operating point) using the rolling position, the backward tension, and the roll speed as state quantities, and the control described above is also performed. A rolling mill control control method characterized by performing feedback control so as to eliminate an error between an actual value of a quantity and a set value (target value).
び複数の制御量の実績値を所定周期で検出し、この実績
値とセットアップ制御装置から設定される動作点や目標
等の設定値との誤差が無くなるように多変数制御する圧
延機制御方法において、 前記状態量の実績値と設定値（動作点）の誤差を無くす
ようフィードバック制御すると共に、出側板厚及び張力
を制御量として各々の実績値と設定値（目標値）の誤差
を無くすようにフィードバック制御することを特徴とす
る圧延機制御制御方法。2. A state quantity of a rolling mill comprising a plurality of stands and actual values of a plurality of control quantities are detected in a predetermined cycle, and the actual values and set values of an operating point, a target, etc. set by a setup control unit are set. In a rolling mill control method in which multivariable control is performed so as to eliminate the error, feedback control is performed to eliminate the error between the actual value of the state amount and the set value (operating point), and the actual results for each of the output side plate thicknesses and tensions are used as control amounts. A rolling mill control control method characterized by performing feedback control so as to eliminate an error between a set value and a set value (target value).
量や複数の制御量の実績値を所定周期で検出し、この実
績値とセットアップ制御装置から設定される動作点や目
標の設定値との誤差が無くなるように多変数制御する圧
延機制御方法において、 圧下位置、後方張力及び前スタンドのロール速度を状態
量として各々の実績値と設定値（動作点）の誤差を無く
すようフィードバック制御すると共に、出側板厚及び後
方張力を制御量として各々の実績値と設定値（目標値）
の誤差を無くすようにフィードバック制御することを特
徴とする圧延機制御制御方法。3. A performance value of a plurality of state quantities and a plurality of control quantities of a rolling mill comprising a plurality of stands is detected at a predetermined cycle, and the performance value and an operating point or a target set value set by a setup control device are detected. In a rolling mill control method in which multi-variable control is performed so as to eliminate the error of the above, feedback control is performed so as to eliminate the error between each actual value and the set value (operating point) with the rolling position, the rear tension and the roll speed of the front stand as the state quantities. In addition, the actual value and the set value (target value) of each as the control amount of the outlet plate thickness and the rear tension.
The method of controlling a rolling mill is characterized by performing feedback control so as to eliminate the error of the rolling mill.
と対応する前記設定値（動作点）との偏差を求め、これ
ら偏差に比例ゲインを乗じて、状態量偏差に相応する第
１の操作指令値を生成し、 前記制御量のフィードバック制御は、前記制御量の各々
と対応する前記設定値（目標値）との偏差を求め、これ
ら偏差に積分ゲインを乗じて積分して、制御量偏差に相
応する第２の操作指令値を生成し、 前記第１の操作指令値と前記第２の操作指令値の和を基
に生成した第３の操作指令値をアクチュエータへ出力す
ることを特徴とする圧延機制御制御方法。4. The state quantity feedback control according to claim 3, wherein the deviation between each of the state quantities and the corresponding set value (operating point) is obtained, and these deviations are multiplied by a proportional gain to obtain the state quantity. A first operation command value corresponding to the deviation is generated, and the feedback control of the control amount obtains a deviation between each of the control amounts and the corresponding set value (target value), and these deviations are multiplied by an integral gain. Is integrated to generate a second operation command value corresponding to the control amount deviation, and a third operation command value generated based on the sum of the first operation command value and the second operation command value is generated. A rolling mill control control method characterized by outputting to an actuator.
３の操作指令値の各々は、ロールギャップを変更する圧
下位置指令値とロール速度を変更する速度指令値からな
り、各々成分ごとに求められることを特徴とする圧延機
制御方法。5. The method according to claim 4, wherein each of the first, second and third operation command values comprises a rolling position command value for changing a roll gap and a speed command value for changing a roll speed. A rolling mill control method characterized by being required for each.
圧下装置へ、前記速度指令値はロール駆動装置へ出力す
ることを特徴とする圧延機制御方法。6. The rolling mill control method according to claim 5, wherein the rolling position command value is output to a rolling device and the speed command value is output to a roll driving device.
前スタンドのロール駆動装置であることを特徴とする圧
延機制御方法。7. The roll drive device according to claim 6,
A rolling mill control method comprising a roll driving device of a front stand.
記出側板厚はロール直下板厚の推定値を用いることを特
徴とする圧延機制御方法。8. The rolling mill control method according to claim 3, wherein an estimated value of the plate thickness immediately below the roll is used as the delivery side plate thickness.
推定値は、入側板厚を基にマスフロー一定則による計算
値に、出側板厚計による板厚から前記計算値を前記出側
板厚計までトラッキングしたトラッキング板厚を差分し
たオフセット量をフィードバックして求めることを特徴
とする圧延機制御方法。9. The estimated value of the plate thickness directly below the roll is the calculated value according to the law of constant mass flow based on the incoming plate thickness, and the calculated value from the outgoing plate thickness gauge based on the outgoing plate thickness gauge. A rolling mill control method, characterized in that an offset amount obtained by subtracting a tracking plate thickness that has been tracked to a total is obtained by feedback.
態量や複数の制御量の実績値を所定周期で検出する検出
装置と、セットアップ制御装置で決定される動作点や目
標の設定値と前記実績値の誤差が無くなるように制御す
るＤＤＣ制御装置を備える圧延機制御装置において、 前記ＤＤＣ制御装置は、圧下位置、後方張力及び前スタ
ンドのロール速度を状態量としてフィードバック制御す
る状態フィードバック制御手段と、出側板厚及び後方張
力を制御量としてフィードバック制御する制御量フィー
ドバック制御手段を有する最適サーボ系として構成する
ことを特徴とする圧延機制御装置。10. A detection device for detecting, in a predetermined cycle, actual values of a plurality of state quantities and a plurality of control quantities of a rolling mill comprising a plurality of stands, an operating point and a target set value determined by a setup control device, and In a rolling mill control device including a DDC control device that controls so as to eliminate the error of the actual value, the DDC control device includes a state feedback control unit that feedback-controls the reduction position, the backward tension, and the roll speed of the front stand as state quantities. A rolling mill control device, which is configured as an optimum servo system having a control amount feedback control means for performing feedback control with the delivery side plate thickness and the rear tension as control amounts.
と対応する前記設定値との偏差を求める差分機構と、こ
れら偏差に比例ゲインを乗じて、状態量偏差に相応する
操作指令値を生成する比例機構を有し、 前記制御量フィードバック制御手段は、前記制御量の各
々と対応する前記設定値との偏差を求める差分機構と、
これら偏差に積分ゲインを乗じて積分して、制御量偏差
に相応する操作指令値を生成する積分機構を有し、 前記比例機構と前記積分機構の操作指令値を基にアクチ
ュエータへ出力する操作指令値を決定する指令生成手段
を具備することを特徴とする圧延機制御装置。11. The state feedback control means according to claim 10, wherein the state feedback control means obtains a deviation between each of the state quantities and the corresponding set value, and the deviation is multiplied by a proportional gain to obtain a state quantity deviation. A proportional mechanism for generating a corresponding operation command value, the control amount feedback control means, a difference mechanism for obtaining a deviation between each of the control amount and the corresponding set value,
These deviations are multiplied by an integration gain and integrated to have an integration mechanism that generates an operation command value corresponding to the control amount deviation, and an operation command that is output to an actuator based on the operation command values of the proportional mechanism and the integration mechanism. A rolling mill control device comprising command generation means for determining a value.
び積分機構は圧下位置を変更する圧下指令成分とロール
速度を変更する速度指令成分からなる操作指令を生成
し、前記指令生成手段は成分ごとに加算して圧下位置操
作指令値と速度操作指令値を生成し、前記圧下位置操作
指令値を圧下装置に、前記速度指令値を前スタンドのロ
ール駆動装置に出力するように構成されていることを特
徴とする圧延機制御装置。12. The proportional mechanism and the integral mechanism according to claim 11, which generate an operation command composed of a reduction command component for changing a reduction position and a speed command component for changing a roll speed, and the instruction generation means for each component. The rolling position operation command value and the speed operation command value are added to generate the rolling position operation command value, and the rolling position operation command value is output to the rolling down device, and the speed command value is output to the roll driving device of the front stand. Characteristic rolling mill control device.
て、前記検出装置からの当該スタンドの入側の板厚と板
速および出側の板速より、当該スタンドのロール直下板
厚を推定し、このロール直下板厚を前記出側板厚として
前記制御量フィードバック制御手段の差分機構に入力す
る観測装置を備えることを特徴とする圧延機制御装置。13. The plate thickness immediately below the roll of the stand is estimated from the plate thickness on the entrance side and the plate speed and the plate speed on the exit side of the stand from the detection device. A rolling mill control device comprising an observation device for inputting a plate thickness immediately below a roll as the delivery side plate thickness to a difference mechanism of the control amount feedback control means.
状態量や制御量の実績値を所定周期で検出する検出装置
と、圧延モデルを有して非線形の圧延状態に応じて動作
点を決定するセットアップ制御装置と、セットアップさ
れる動作点や目標等の設定値と前記実績値との偏差を無
くすように、各スタンドの圧延機の圧下装置及びロール
駆動装置に操作指令を出力するＤＤＣ制御装置とを備え
る圧延機制御装置において、 前記ＤＤＣ制御装置は、前記状態量として圧下位置、後
方張力及び前スタンドのロール速度を用い、これら状態
量に対応する圧下位置設定値、後方張力設定値及び前ス
タンドのロール速度設定値との偏差を求め、これら偏差
に第１の比例ゲイン及び第２の比例ゲインを各々乗じて
状態量偏差に相応する圧下位置指令成分と速度指令成分
を生成する状態量フィードバック制御手段と、前記制御
量として出側板厚及び後方張力を用い、これら制御量に
対応する出側板厚設定値及び後方張力設定値との偏差を
求め、これら偏差に第１積分ゲイン及び第２の積分ゲイ
ンを各々乗じて積分し制御量偏差に相応する圧下位置指
令成分と速度指令成分を生成する制御量フィードバック
制御手段と、 前記状態量フィードバック制御手段と前記制御量フィー
ドバック制御手段からの圧下位置指令成分及び速度指令
成分とセットアップ制御装置からの圧下位置目標値及び
速度目標値とを成分ごとに加算して圧下位置操作指令と
速度操作指令を生成し、前者を当該スタンドの圧下装置
に後者を前スタンドのロール駆動装置に出力する指令生
成手段と、を具備してなることを特徴とする圧延機制御
装置。14. A setup having a detection device for detecting the actual values of the state quantity and control amount of a tandem rolling mill consisting of a plurality of stands at a predetermined cycle, and a rolling model to determine an operating point according to a non-linear rolling state. A control device and a DDC control device that outputs an operation command to the rolling reduction device and roll driving device of the rolling mill of each stand so as to eliminate the deviation between the set value of the operating point or target to be set up and the actual value. In the rolling mill control device, the DDC control device uses the rolling position, the rear tension and the roll speed of the front stand as the state quantity, and uses the rolling position set value, the rear tension set value and the front stand corresponding to these state quantities. The deviation from the roll speed set value is obtained, and these deviations are multiplied by the first proportional gain and the second proportional gain, respectively, and the reduction position command component and the speed corresponding to the state amount deviation are calculated. Degree feedback control means for generating the degree command component, and using the outlet side plate thickness and the rear tension as the control amount, the deviation between the outlet side plate thickness set value and the rear tension set value corresponding to these control amounts is obtained, and these deviations are calculated. To the first integral gain and the second integral gain, and integrates them to generate a pressure reduction position command component and a speed command component corresponding to the control amount deviation, and the state amount feedback control unit and the control. The roll-down position command component and speed command component from the amount feedback control means and the roll-down position target value and speed target value from the setup control device are added for each component to generate a roll-down position operation command and a speed operation command, and the former Rolling, characterized in that the rolling device of the stand is provided with command generating means for outputting the latter to the roll driving device of the front stand. Machine control device.
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