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JPH0259002B2 - - Google Patents
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JPH0259002B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0259002B2
JPH0259002B2 JP59218111A JP21811184A JPH0259002B2 JP H0259002 B2 JPH0259002 B2 JP H0259002B2 JP 59218111 A JP59218111 A JP 59218111A JP 21811184 A JP21811184 A JP 21811184A JP H0259002 B2 JPH0259002 B2 JP H0259002B2
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JP
Japan
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stand
rolled material
value
deviation
width
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59218111A
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Japanese (ja)
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JPS6195712A (en
Inventor
Yukio Noguchi
Harutoshi Ookai
Katsu Maejima
Tadayoshi Yoshioka
Tooru Yamaguchi
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0259002B2 publication Critical patent/JPH0259002B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/165Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions responsive mainly to the measured thickness of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/18Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は線材・棒鋼の連続圧延における寸法制
御方法に関する。 〔従来の技術〕 従来、線材・棒鋼の寸法制御方法としては以下
の例がある。 第1例として、「塑性と加工」vol20,No.224
(1979−9)に示されているように、棒鋼ミルの
直接張力検出により、張力の実測値の目標値から
の偏差を求め、スタンド間の相互影響を考慮し
て、ロール回転数を操作量とした張力の比例、積
分制御を行なつている。 第2例として、特開昭54−128469号公報に示さ
れているように、圧下が製品幅寸法に及ぼす影響
係数を用いて、線材のコモンドライブブロツクミ
ルの最終スタンドのロール圧下により製品天地寸
法を最初のスタンドの圧下により製品幅寸法を寸
法実測値の目標値からの偏差により比例制御を行
なつている。 第3例として、特開昭57−88908号公報に示さ
れているように、線材の仕上げブロツクミルのNo.
1スタンドとNo.2〜nスタンド間の相対速度を変
化することにより、No.1〜No.2スタンド間張力を
変化させ、No.2〜nスタンドの任意の1スタンド
の出側幅の実測値の目標値からの偏差に応じて製
品幅を制御している。 第1例の方法では、ゲインの決定は試行錯誤に
より行なつており、その最適化には限定がある。 第2例の方法では、影響係数を比例ゲインとし
ているが、制御性能は不明である。 第3例の方法では、具体的なゲインの決定方法
が示されてなく、制御性能は不明である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は線材・棒鋼の連続圧延において、最終
スタンド出側高さ、出側幅について、整定時間が
短く、オフセツトがゼロの制御性能良好な多変数
制御を行なうことを目的としている。 〔問題を解決するための手段〕 本発明は、変形、負荷、温度からなる圧延の状
態方程式を用いて、ロール回転数とロール間隙を
操作量とし、対象とする圧延機群の最終スタンド
出側高さ、出側幅を最適レギユレータ理論に基づ
き、状態ベクトルフイードバツクにより制御する
方法において、圧延機列による線材・棒鋼の連続
圧延において、圧延機列を構成する各スタンドに
おける、 ロール間隙の偏差 〔((実測値)−(基準値))/ (圧延材出側高さの基準値)〕を ΔSi *,i=1,2,…,n 圧延材の前方張力の偏差 〔((実測値)−(基準値))/ (平均変形抵抗の基準値)〕を Δtfj *,j=1,2,…,n−1 ロール回転数の偏差 〔(実測値)/(基準値)−1〕を ΔNi *,i=1,2,…,n 出側での圧延材断面高さ、圧延材幅の偏差 〔(実測値)/(目標値)−1〕を Δhi *,Δbi *,i=1,2,…,n 入側材料平均温度、入側での圧延材断面高さ寸
法、入側での圧延材幅それぞれの偏差 〔(実測値)/(基準値)−1〕を ΔTni *,ΔHi *,ΔBi *,i=1,2,…,n また、第k番目のスタンドにおける出側での圧
延材高さ寸法、出側での圧延材幅それぞれの偏差
の積分値を∫Δhk *dt,∫Δbk *dtで表わし、 状態ベクトルxを x=(ΔSi *,Δtfj *,ΔNi *,Δhk *,Δbk *,∫Δhk
dt,∫Δbk *dt)′ (′は転置行列を意味する) 出力 y=(Δhi *,Δbi *,Δtfj *,ΔNi *,∫Δhk *dt,
∫Δbk *dt)′ 入 力 u=(dΔSi */dt,dΔNj */dt)′ 外 乱 w=(ΔTni *,ΔHi *,ΔBi *)′i=1,2,…,
n,j=1,2,…,n−1 ここで k:出側での圧延材高さ寸法、圧延材幅寸法が測
定されるスタンド番号 n:圧延機列におけるスタンド数 とするとき、 圧延の状態方程式 dx/dt=Ax+Bu y=Cx を用いて、 評価関数 J=∫ 0(y′Qy+u′Ru)dt (Q,Rは重み行列) を最小にせしめる最適入力uppt=−R-1B′Px(行
列Pは、A′P+PA−PBR-1B′P+C
′QC
=0の解)の状態ベクトルフイードバツクによ
り、圧延機列における最終スタンド(第n番目ス
タンド)から放出される圧延材の高さ寸法および
圧延材の幅寸法を制御するようにしたことを特徴
とする線材および棒鋼圧延における寸法制御方法
である。 〔ここで、制御入力u=(dΔSi */dt,dΔNj */dt) におけるスタンド番号i,jはi=0〜n,j
=0〜nの範囲内で任意の組合せをとれるもの
とする。 i=0のとき、ロール間隙を操作量としない j=0のとき、ロール回転数を操作量としない j≠0のとき、j=1〜nのうちの何れかの1
スタンドはピボツトスタンドとしてロール
回転数は操作量としない i=0かつj=0の場合(1〜nスタンドのど
のスタンドでもロール間隙も、ロール回転数も
操作量としない場合)はない。〕 〔作用〕 本発明は、評価関数 J=∫ 0(y′Qy+u′Ru)dt
を最小とするような最適入力upptが状態ベクトル
フイードバツク uppt=−R-1B′Px (行列Pは、A′P+PA−PBR-1B′P

C′QC=0の解)として同時に複数の入力が求ま
るため、制御性能が良好な制御系設計が比較的容
易にできる。 〔実施例〕 以下、本発明の詳細を実施例に基づき詳細に説
明する。 非線形圧延モデルを基準状態(第2表)のまわ
りで線形化、無次元化するとつぎの状態方程式を
得る。ここで、Δxはパススケジユール値x0より
の変動、Δx*≡Δx/x0と定義する。 (ただし、ΔS*=ΔS/h,Δtf *=Δtf/kfn) ここで、記号の定義は以下のとおりである。 ΔSi *:i番目のスタンドにおけるロール間隙
の偏差([(実測値)−(基準値)]/[スタ
ンド出側における圧延材高さの基準値]) ΔStj *:j番目のスタンドの前方(J番目スタン
ドの出側)における材料の張力の偏差
([(実測値)−(基準値)]/[圧延材の平均
変形抵抗基準値]) ΔNj *:j番目のスタンドにおけるロール回転数
の偏差([(実測値)−(基準値)]/[基準
値]) Δhi *:i番目のスタンドの出側における材料高さ
の偏差([(実測値)−(基準値)]/[基準値]) Δbi *:i番目のスタンドの出側における材料幅の
偏差([(実測値)−(基準値)]/[基準
値]) ΔTni *:i番目のスタンドの入側における材料平
均温度の偏差([(実測値)−(基準値)]/
[基準値]) ΔHi *:i番目のスタンドの入側における材料高
さの偏差([(実測値)−(基準値)]/[基
準値]) ΔBi *:i番目のスタンドの入側における材料幅
の偏差([(実測値)−(基準値)]/[基準
値]) dΔSi */dt:ΔSi *の時間微分 dΔNj */dt:ΔNj *の時間微分 x〓=Ax+Bu+Dw (1) y=Cx+Ew (2) ただし、状態ベクトルx、出力y、入力u、外
乱wはつぎのようである。 x=(ΔSi *,Δtfj *,ΔNj *)′ (3) y=(Δhi *,Δbi *,Δtfj *,ΔNj *)′ (4) u=(dΔSi */dt,dΔNj */dt)′ (5) w=(ΔTni *,ΔHi *,ΔBi *)′ (6) i=1〜n,j=1〜n−1,n:スタンド数 A,B,C,D,Eは圧延特性の偏微分係数を
要素とする行列である。 スタンド間の遅れ式は ΔTni+1 *(t)=ΔTni *(t−tdi+1)+Δ∫t t-td
i+1
∂T′ni */∂tdt (7) ここで、tは或時刻、tdi+1は、i番目のスタン
ドからi+1番目のスタンドに材料が移送される
のに要する時間を表す。 また、Δ∫t t-tdi+1∂T′ni */∂tdtは、i番目の
スタ
ンドからi+1番目のスタンドまでの間での山料
平均温度低下量の偏差を表す。 ΔHi+1 *(t)=Δbi *(t−tdi+1) (8) ΔBi+1 *(t)=Δhi *(t−tdi+1) (9) 4スタンドミルにおける第2表の圧延の基準状態
での行列A〜Eの値は第3表のようになる。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a dimensional control method in continuous rolling of wire rods and steel bars. [Prior Art] Conventionally, there are the following examples of dimensional control methods for wire rods and steel bars. As a first example, “Plasticity and Processing” vol20, No.224
(1979-9), the deviation of the actual measured tension value from the target value is determined by direct tension detection in the steel bar mill, and the roll rotation speed is adjusted by the manipulated variable by taking into account the mutual influence between the stands. Proportional and integral control of the tension is performed. As a second example, as shown in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 128469/1983, using the influence coefficient of rolling reduction on the product width dimension, the product vertical dimension is determined by the roll reduction of the final stand of a common drive block mill for wire rods. The width of the product is proportionally controlled by the deviation of the actual measurement value from the target value by the reduction of the first stand. As a third example, as shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-88908, No. 1 of a finishing block mill for wire rods is shown.
By changing the relative speed between stand 1 and stands No. 2 to n, the tension between stands no. The product width is controlled according to the deviation of the value from the target value. In the method of the first example, the gain is determined by trial and error, and the optimization thereof is limited. In the method of the second example, the influence coefficient is a proportional gain, but the control performance is unknown. In the method of the third example, a specific method for determining the gain is not shown, and the control performance is unknown. [Problems to be Solved by the Invention] The present invention provides multivariable control with short settling time, zero offset, and good control performance for the exit height and exit width of the final stand in continuous rolling of wire rods and steel bars. is intended to do. [Means for Solving the Problem] The present invention uses the equation of state for rolling consisting of deformation, load, and temperature, and uses the roll rotation speed and roll gap as manipulated variables, and calculates the output side of the final stand of the target rolling mill group. In the method of controlling the height and exit width using state vector feedback based on the optimal regulator theory, the deviation of the roll gap in each stand that makes up the rolling mill row during continuous rolling of wire rods and bars by the rolling mill row. [((Actual measurement value) - (Reference value))/(Reference value of rolled material exit height)] as ΔS i * , i=1, 2,...,n Deviation of forward tension of rolled material [((Actual measurement) value) - (reference value)) / (reference value of average deformation resistance)] as Δt fj * , j = 1, 2,..., n-1 Deviation of roll rotation speed [(actual value) / (reference value) - 1] as ΔN i * , i=1, 2,...,n Deviation of the cross-sectional height of the rolled material and the width of the rolled material at the exit side [(actual value)/(target value) - 1] as Δh i * , Δb i * , i = 1, 2, ..., n Deviations of the average temperature of the material at the entrance, the cross-sectional height of the rolled material at the entrance, and the width of the rolled material at the entrance [(Actual value) / (Reference value) - 1] as ΔT ni * , ΔH i * , ΔB i * , i=1, 2,..., n Also, the height dimension of the rolled material at the exit side of the k-th stand and the width of the rolled material at the exit side, respectively. The integral value of the deviation of is expressed as ∫Δh k * dt , ∫Δb k * dt , and the state vector x is expressed as
* dt, ∫Δb k * dt)′ (′ means transposed matrix) Output y=(Δh i * , Δb i * , Δt fj * , ΔN i * , ∫Δh k * dt,
∫Δb k * dt)' Input u = (dΔS i * /dt, dΔN j * /dt)' Disturbance w = (ΔT ni * , ΔH i * , ΔB i * )'i=1, 2,... ,
n, j = 1, 2, ..., n-1 where k: stand number at which the height and width of the rolled material at the exit side are measured; n: the number of stands in the rolling mill row; Using the state equation dx/dt=Ax+Bu y=Cx, the optimal input u ppt that minimizes the evaluation function J=∫ 0 (y′Qy+u′Ru)dt (Q, R are weight matrices) = −R - 1 B'Px (matrix P is A'P+PA-PBR -1 B'P+C
'QC
= 0 solution), the height dimension and width dimension of the rolled material discharged from the final stand (nth stand) in the rolling mill row are controlled by state vector feedback. This is a dimensional control method for wire rod and steel bar rolling. [Here, the stand numbers i, j at the control input u = (dΔS i * /dt, dΔN j * /dt) are i = 0 to n, j
It is assumed that any combination can be taken within the range of =0 to n. When i = 0, the roll gap is not used as the manipulated variable. When j = 0, the roll rotation speed is not used as the manipulated variable. When j≠0, j = any one of 1 to n.
The stand is a pivot stand, and the roll rotation speed is not used as the manipulated variable. There is no case where i=0 and j=0 (in which case neither the roll gap nor the roll rotation speed is used as the manipulated variable in any of the stands 1 to n). ] [Operation] The present invention uses the evaluation function J=∫ 0 (y′Qy+u′Ru)dt
The optimal input u ppt that minimizes the state vector feedback u ppt = -R -1 B'Px (matrix P is A'P + PA - PBR -1 B'P
+
Since a plurality of inputs can be found simultaneously as solutions for C'QC=0, it is relatively easy to design a control system with good control performance. [Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on Examples. When the nonlinear rolling model is linearized around the reference state (Table 2) and made dimensionless, the following state equation is obtained. Here, Δx is defined as a variation from the pass schedule value x 0 , Δx * ≡ Δx/x 0 . (However, ΔS * = ΔS/h, Δt f * = Δt f /k fn ) Here, the definitions of the symbols are as follows. ΔS i * : Deviation of the roll gap at the i-th stand ([(actual value) - (standard value)] / [standard value of the height of rolled material at the exit side of the stand]) ΔS tj * : In front of the j-th stand Deviation of material tension at (output side of J-th stand) ([(actual measurement value) - (reference value)]/[average deformation resistance reference value of rolled material]) ΔN j * : Roll rotation speed at j-th stand Deviation ([(actual value) - (reference value)] / [reference value]) Δh i * : Deviation of material height at the exit side of the i-th stand ([(actual value) - (reference value)] / [Reference value]) Δb i * : Deviation of material width at the exit side of the i-th stand ([(actual value) - (reference value)]/[reference value]) ΔT ni * : Input side of the i-th stand Deviation of material average temperature at ([(actual value) - (reference value)]/
[Reference value]) ΔH i * : Deviation of material height at the entry side of the i-th stand ([(actual value) - (reference value)]/[Reference value]) ΔB i * : Deviation of the material height at the entry side of the i-th stand Deviation of material width on the side ([(actual value) - (reference value)] / [reference value]) dΔS i * /dt: Time derivative of ΔS i * dΔN j * /dt: Time derivative of ΔN j * x〓 =Ax+Bu+Dw (1) y=Cx+Ew (2) However, the state vector x, output y, input u, and disturbance w are as follows. x=(ΔS i * , Δt fj * , ΔN j * )′ (3) y=(Δh i * , Δb i * , Δt fj * , ΔN j * )′ (4) u=(dΔS i * /dt , dΔN j * /dt)′ (5) w=(ΔT ni * , ΔH i * , ΔB i * )′ (6) i=1 to n, j=1 to n-1, n: number of stands A, B, C, D, and E are matrices whose elements are partial differential coefficients of rolling characteristics. The delay formula between stands is ΔT ni+1 * (t)=ΔT ni * (t−t di+1 )+Δ∫ t t−td
i+1
∂T′ ni * /∂tdt (7) Here, t is a certain time, and t di+1 represents the time required for the material to be transferred from the i-th stand to the i+1-th stand. Further, Δ∫ t t-tdi+1 ∂T′ ni * /∂ t dt represents the deviation of the average temperature drop of the mountain material from the i-th stand to the i+1-th stand. ΔH i+1 * (t)=Δb i * (t−t di+1 ) (8) ΔB i+1 * (t)=Δh i * (t−t di+1 ) (9) In 4-stand mill The values of matrices A to E in the standard state of rolling in Table 2 are as shown in Table 3.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 本システムに最適制御理論を適用して連続時間
制御系を設計した。 線形制御系ではむだ時間を経て外乱として及ぼ
す影響は考慮されない。そこでそれを考慮するた
め、影響係数を加えて状態方程式を以下のように
変更した。 仕上スタンド出側高さ、出側幅についての積分
制御ありの場合、状態ベクトルx、出力y、入力
uを以下のようにする。 ここで、記号の定義は以下のとおりである。 ∫Δh4 *dt:第4番目のスタンドの出側における材
料高さの偏差Δh4 *の時間積分値 ∫Δb4 *dt:第4番目のスタンドの出側における材
料幅の偏差Δb4 *の時間積分値 ΔSi *:i番目のスタンドにおけるロール間隙の
偏差([(実測値)−(基準値)]/[スタン
ド出側における圧延材高さの基準値]) Δtfj *:j番目のスタンドの前方(j番目スタン
ドの出側)における材料の張力の偏差
([(実測値)−(基準値)]/[圧延材の平均
変形抵抗基準値]) ΔNj *:j番目のスタンドにおけるロール回転数
の偏差([(実測値)−(基準値)]/[基準
値]) Δhi *:i番目のスタンドの出側における材料高さ
の偏差([(実測値)−(基準値)]/[基準
値]) Δbi *:i番目のスタンドの出側における材料幅の
偏差([(実測値)−(基準値)]/[基準
値]) ΔTni *:i番目のスタンドの入側における材料平
均温度の偏差([(実測値)−(基準値)]/
[基準値]) ΔHi *:i番目のスタンドの入側における材料高
さの偏差([(実測値)−(基準値)]/[基
準値]) ΔBi *:i番目のスタンドの入側における材料幅
の偏差([(実測値)−(基準値)]/[基準
値]) dΔSi */dt:ΔSi *の時間微分 dΔNj */dt:ΔNj *の時間微分 x=(ΔSi *,Δtfj *,ΔNj *,∫Δh4 *dt,∫Δb4 *
dt)′ (10) y=(Δhi *,Δbi *,Δtfj *,ΔNj *、∫Δh4 *dt,
∫Δb4 *dt)′ (11) u=(dΔSi */dt,dΔNj */dt)′ (12) 行列A,B,Cは以下のように影響係数を追加
する。 ここで、行列はBに制御入力が張力の時間微
分に及ぼす影響係数を追加する。 b〜i+1,j=∂i+1Δtfi */∂ΔSj *=ai+4,j(16) b〜i+4,j+4=∂i+1Δtfi */∂ΔNj *=ai+4,j+7(17
) 行列C〜はCにロール隙が出側高さ、出側幅に及
ぼす影響係数を追加する。 C〜i,j=∂Δhi */∂ΔSj * (18) C〜i+4,j=∂Δbi */∂ΔSj * (19) 最適制御を求めるための状態方程式は x〓=Ax+Bu (20) y=Cx (21) (20),(21)式で示されるシステムにおいて評
価関数 J=∫ 0(y′Qy+u′Ru)dt (22) を最小とする最適入力upptは uppt=−R-1B′Px (23) である。ただし、行列Pは A′P+PA−PBR-′B′P+C′QC
=0
(24) で示されるRiccati方程式の解である。重みQ,
Rはシミユレーシヨンを繰り返すことにより決定
した。 以下に本発明の寸法制御方法により制御した結
果を示す。 ここで、第1表は線材および棒鋼連続圧延にお
ける物理量の変数の記号である。 4スタンドミルで、No.1スタンド入側材料平均
温度、入側高さ、入側幅がΔTni *=−0.055,ΔHi
=ΔBi *=0.033ステツプ状に変化した場合につい
て検討した。
[Table] A continuous-time control system was designed by applying optimal control theory to this system. In a linear control system, the influence of disturbances after dead time is not considered. Therefore, in order to take this into account, an influence coefficient was added and the state equation was changed as shown below. When integral control is provided for the exit height and width of the finishing stand, the state vector x, output y, and input u are set as follows. Here, the definitions of the symbols are as follows. ∫Δh 4 * dt: Time integral value of the material height deviation Δh 4 * at the exit side of the fourth stand ∫Δb 4 * dt: Time integral value of the material width deviation Δb 4 * at the exit side of the fourth stand Time integral value ΔS i * : Deviation of the roll gap at the i-th stand ([(actual value) - (reference value)] / [reference value of the height of the rolled material at the exit side of the stand]) Δt fj * : Deviation of the roll gap at the i-th stand Deviation of material tension at the front of the stand (exit side of the j-th stand) ([(actual value) - (reference value)]/[average deformation resistance reference value of rolled material]) ΔN j * : at the j-th stand Deviation of roll rotation speed ([(actual value) - (reference value)] / [reference value]) Δh i * : Deviation of material height at the exit side of the i-th stand ([(actual value) - (reference value) )] / [Reference value]) Δb i * : Deviation of material width at the exit side of the i-th stand ([(actual value) - (reference value)] / [reference value]) ΔT ni * : i-th stand Deviation of material average temperature at the entrance side ([(actual value) - (reference value)]/
[Reference value]) ΔH i * : Deviation of material height at the entry side of the i-th stand ([(actual value) - (reference value)]/[Reference value]) ΔB i * : Deviation of the material height at the entry side of the i-th stand Deviation of material width on the side ([(actual value) - (reference value)] / [reference value]) dΔS i * /dt: Time derivative of ΔS i * dΔN j * /dt: Time derivative of ΔN j * x= (ΔS i * , Δt fj * , ΔN j * , ∫Δh 4 * dt, ∫Δb 4 *
dt)′ (10) y=(Δh i * , Δb i * , Δt fj * , ΔN j * , ∫Δh 4 * dt,
∫Δb 4 * dt)′ (11) u=(dΔS i * /dt, dΔN j * /dt)′ (12) Influence coefficients are added to matrices A, B, and C as follows. Here, the matrix adds to B the influence coefficient that the control input has on the time derivative of tension. b~ i+1,j = ∂i+1Δt fi * /∂ΔS j * =a i+4,j (16) b~ i+4,j+4 = ∂i+1Δt fi * /∂ΔN j * =a i+ 4,j+7 (17
) Matrix C~ adds to C the influence coefficient of the roll gap on the exit height and exit width. C~ i,j = ∂Δh i * /∂ΔS j * (18) C~ i+4,j = ∂Δb i * /∂ΔS j * (19) The state equation for finding optimal control is x〓= Ax+Bu (20) y=Cx (21) In the system shown by equations (20) and (21), the optimal input u ppt that minimizes the evaluation function J=∫ 0 (y′Qy+u′Ru)dt (22) is u ppt = −R −1 B′Px (23). However, the matrix P is A'P+PA-PBR - 'B'P+C'QC
=0
(24) This is the solution of the Riccati equation shown by. Weight Q,
R was determined by repeating simulations. The results of control using the dimensional control method of the present invention are shown below. Here, Table 1 shows symbols of variables of physical quantities in continuous rolling of wire rods and steel bars. In a 4-stand mill, the average temperature of the material at the entrance of No. 1 stand, the height at the entrance, and the width at the entrance are ΔT ni * = −0.055, ΔH i
* = ΔB i * = 0.033 A case where the change occurs in a stepwise manner was studied.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、説明したように、本発明によるこの実施
例の場合、積分形最適レギユレータによる制御
は、以下のように制御性能が優れていることが明
らかになつた。 (1) 張力制御は整定時間が短く、オフセツト=0
(ゼロ)に制御可能である。 (2) 仕上スタンド出側高さ、出側幅はオフセツト
=0(ゼロ)に制御可能である。 尚、この実施例では、ルーパレス連続圧延につ
いて示したが、スタンド間にルーパがある場合に
ついてもルーパ高さと圧延材張力の関係式を用い
て状態方程式を構成すれば、上記実施例における
と同様の方法で寸法制御が可能である。
As explained above, in the case of this embodiment according to the present invention, it has been revealed that the control using the integral type optimal regulator has excellent control performance as described below. (1) Tension control has short settling time and offset = 0.
(zero). (2) The height and width of the exit side of the finishing stand can be controlled to offset = 0 (zero). In this example, looperless continuous rolling was shown, but even when there is a looper between stands, if the equation of state is constructed using the relational expression between the looper height and the tension of the rolled material, the same result as in the above example can be obtained. Dimensional control is possible with this method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第3図は入力0(ゼロ)のときの張力
Δtfj *、出側高さΔhi *、出側幅Δbi *のステツプ応
答の例示図、第4図〜第8図は仕上スタンド出側
高さ、出側幅について積分制御ありの場合の張力
Δtfj *、出側高さΔhi *、出側幅Δbi *、ロール回転
数ΔNj *、ロール隙ΔSi *のステツプ応答の例示図
である。
Figures 1 to 3 are illustrative diagrams of the step response of tension Δt fj * , exit height Δh i * , and exit width Δb i * when the input is 0 (zero), and Figures 4 to 8 are Tension force Δt fj * , exit height Δh i *, exit width Δb i * , roll rotation speed ΔN j * , roll gap ΔS i * when integral control is used for finishing stand exit height and exit width. FIG. 6 is an exemplary diagram of a step response.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧延機列による線材・棒鋼の連続圧延におい
て、圧延機列を構成する各スタンドにおける、 ロール間隙の偏差 〔((実測値)−(基準値))/ (圧延材出側高さの基準値)〕を ΔSi *,i=1,2,…,n 圧延材の前方張力の偏差 〔((実測値)−(基準値))/ (平均変形抵抗の基準値)〕を Δtfj *,j=1,2,…,n−1 ロール回転数の偏差 〔(実測値)/(基準値)−1〕を ΔNi *,i=1,2,…,n 出側での圧延材断面高さ、圧延材幅の偏差 〔(実測値)/(目標値)−1〕を Δhi *,Δbi *,i=1,2,…,n 入側材料平均温度、入側での圧延材断面高さ寸
法、入側での圧延材幅それぞれの偏差 〔(実測値)/(基準値)−1〕を ΔTni *,ΔHi *,ΔBi *,i=1,2,…,n また、第k番目のスタンドにおける出側での圧
延材高さ寸法、出側での圧延材幅それぞれの偏差
の積分値を∫Δhk *dt,∫Δbk *dtで表わし、 状態ベクトルxを x=(ΔSi *,Δtfj *,ΔNi *,Δhk *,Δbk *,∫Δhk
dt,∫Δbk *dt)′ (′は転置行列を意味する) 出 力 y=(Δhi *,Δbi *,Δtfj *,ΔNi *,∫Δhk *dt,
∫Δbk *dt)′ 入 力 u=(dΔSi */dt,dΔNj */dt)′ 外 乱 w=(ΔTni *,ΔHi *,ΔBi *)′i=1,2,…,
n,j=1,2,…,n−1 ここで k:出側での圧延材高さ寸法、圧延材幅寸法が測
定されるスタンド番号 n:圧延機列におけるスタンド数 とするとき、 圧延の状態方程式 dx/dt=Ax+Bu y=Cx を用いて、 評価関数 J=∫ 0(y′Qy+u′Ru)dt (Q,Rは重み行列) を最小にせしめる最適入力uppt=−R-1B′Px(行
列Pは、A′P+PA−PBR-1B′P+C
′QC
=0の解)の状態ベクトルフイードバツクによ
り、圧延機列における最終スタンド(第n番目ス
タンド)から放出される圧延材の高さ寸法および
圧延材の幅寸法を制御するようにしたことを特徴
とする線材および棒鋼圧延における圧延材断面の
寸法制御方法。 〔ここで、制御入力u=(dΔSi */dt,dΔNj */dt) におけるスタンド番号i,jはi=0〜n,j
=0〜nの範囲内で任意の組合せをとれるもの
とする。 i=0のとき、ロール間隙を操作量としない j=0のとき、ロール回転数を操作量としない j≠0のとき、j=1〜nのうちの何れかの1
スタンドはピボツトスタンドとしてロール
回転数は操作量としない i=0かつj=0の場合(1〜nスタンドのど
のスタンドでもロール間隙も、ロール回転数も
操作量としない場合)はない。〕
[Claims] 1. In continuous rolling of wire rods and steel bars by rolling mill rows, the deviation of the roll gap in each stand that makes up the rolling mill row [((Actual measurement value) - (Reference value))/(Rolled material output Standard value of side height)] is ΔS i * , i = 1, 2, ..., n Deviation of forward tension of rolled material [((actual value) - (standard value)) / (standard value of average deformation resistance) ] as Δt fj * , j=1, 2,..., n-1 Roll rotation speed deviation [(actual value)/(reference value)-1] as ΔN i * , i=1, 2,..., n The deviation of the cross-sectional height of the rolled material and the width of the rolled material at the side [(actual value) / (target value) - 1] is Δh i * , Δb i * , i = 1, 2, ..., n Average temperature of the material on the inlet side , the deviations of the cross-sectional height of the rolled material at the entry side and the width of the rolled material at the entry side [(actual value)/(standard value) - 1] are expressed as ΔT ni * , ΔH i * , ΔB i * , i= 1, 2,..., n Also, the integral values of the deviations of the height dimension of the rolled material at the outlet side and the width of the rolled material at the outlet side of the k-th stand are ∫Δh k * dt, ∫Δb k * dt The state vector x is expressed as _ _ _ _
* dt, ∫Δb k * dt)′ (′ means transposed matrix) Output y=(Δh i * , Δb i * , Δt fj * , ΔN i * , ∫Δh k * dt,
∫Δb k * dt)' Input u = (dΔS i * /dt, dΔN j * /dt)' Disturbance w = (ΔT ni * , ΔH i * , ΔB i * )'i=1, 2,... ,
n, j = 1, 2, ..., n-1 where k: stand number at which the height and width of the rolled material at the exit side are measured; n: the number of stands in the rolling mill row; Using the state equation dx/dt=Ax+Bu y=Cx, the optimal input u ppt that minimizes the evaluation function J=∫ 0 (y′Qy+u′Ru)dt (Q, R are weight matrices) = −R - 1 B'Px (matrix P is A'P+PA-PBR -1 B'P+C
'QC
= 0 solution), the height dimension and width dimension of the rolled material discharged from the final stand (nth stand) in the rolling mill row are controlled by state vector feedback. A method for controlling the dimensions of a cross section of a rolled material during wire rod and steel bar rolling. [Here, the stand numbers i, j at the control input u = (dΔS i * /dt, dΔN j * /dt) are i = 0 to n, j
It is assumed that any combination can be taken within the range of =0 to n. When i = 0, the roll gap is not used as the manipulated variable. When j = 0, the roll rotation speed is not used as the manipulated variable. When j≠0, j = any one of 1 to n.
The stand is a pivot stand, and the roll rotation speed is not used as the manipulated variable. There is no case where i=0 and j=0 (in which case neither the roll gap nor the roll rotation speed is used as the manipulated variable in any of the stands 1 to n). ]
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