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JPH0777647B2 - Dimension control method in wire rod and bar rolling - Google Patents
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JPH0777647B2 - Dimension control method in wire rod and bar rolling - Google Patents

Dimension control method in wire rod and bar rolling

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JPH0777647B2
JPH0777647B2 JP61087706A JP8770686A JPH0777647B2 JP H0777647 B2 JPH0777647 B2 JP H0777647B2 JP 61087706 A JP61087706 A JP 61087706A JP 8770686 A JP8770686 A JP 8770686A JP H0777647 B2 JPH0777647 B2 JP H0777647B2
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deviation
stand
vector
control
value
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幸雄 野口
邦彦 岡村
誠之 荒木
晴俊 大貝
直樹 田中
博 萩原
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Nippon Steel Corp
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    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は,線材あるいは棒材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,線材あるいは棒材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,P841〜849
(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,積分制御を行っている. 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ッ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
より比例制御を行っている。
The present invention relates to a dimensional control method in continuous rolling of wire rods or bars. [Prior Art] Conventionally, the following examples have been given as the dimension control method for a wire rod or a rod. As a first example, "Plasticity and processing" vol20, No.224, P841-849
As shown in (1979-9), the deviation of the measured value of the tension from the target value was obtained by the direct tension detection of the steel bar mill.
Taking into account the mutual influence between stands, the proportional and integral control of tension is performed with the roll rotation speed as the manipulated variable. As a second example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 54-128469, using the coefficient of influence of reduction on the product width dimension,
The top and bottom dimensions of the product are controlled by the roll reduction of the final stand of the common drive block mill of the wire, the product width dimension is controlled by the reduction of the first stand, and proportional control is performed by the deviation of the actual measurement value from the target value.

第3例として,特開昭57-88908号公報に示されているよ
うに,線材の仕上げブロックミルのNo.1スタンドとNo.2
〜nスタンド間の相対速度を変化させることにより,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4例として,本発明者等が出願した特願昭59-218111
号に示されているように,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,対象とする圧延機能の最終スタンド出側に
おける圧延材高さ,幅を多変数制御理論に基づき,状態
ベクトルフィードバックにより制御している. しかし,第1〜4例の制御方法には次にあげるような問
題点がある.すなわち, 第1例の方法では,ゲインの決定は試行錯誤により行っ
ており,その最適化には限度がある. また,温度,寸法外乱が大きい場合,外乱によりロール
間隙が変化して高寸法精度化には限度がある. 第2例の方法では,圧下が製品寸法におよぼす影響係数
の逆数を比例制御のゲインとしているが,制御性能は不
明である. この場合,仕上げスタンドから圧延材断面寸法計までの
距離に起因するむだ時間だけ制御動作が遅れるという問
題点がある. 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. この場合も,仕上げスタンドから圧延材断面寸法計まで
の距離に起因するむだ時間だけ制御動作が遅れるという
問題点がある. 第4例の方法では,張力と仕上げ寸法のフィードバック
多変数制御であり,第1例の張力の非干渉制御に比較し
て高応答で,かつ仕上げ寸法計による実測値をフィドバ
ック制御するため,目標値に制御可能である.しかしな
がら,第1例〜第3例と同様に,スタンド出側における
圧延材断面寸法計までの距離に起因するむだ時間だけ制
御動作が遅れるという問題点がある. [発明が解決しようとする問題点] 第1例に示した張力の非干渉制御あるいは従来のループ
制御のように1ループ毎の1入力1出力制御の組み合わ
せでは,すべての張力あるいはループを同時に高応答・
高精度で目標値に制御するには限度がある.これらの方
法では,温度,寸法外乱が大きい場合,外乱によりロー
ル間隙が変化して,高寸法精度化には限度がある. 第4例の張力と仕上げ寸法の多変数制御では,すべての
張力を高応答・高精度で目標値に制御可能であり,仕上
げ寸法もミル出側寸法計による実測値のフィードバック
制御により目標値に制御可能である. 一方,スタンド間がループレスあるいはループがある独
立駆動方式のミルの圧延速度は最大10m/s前後である. したがって,第4例の方法では,制御される迄にミル出
側の材料は10m前後通過してしまい,材料全長にわたる
高寸法精度化が不可能である. [問題を解決するための手段] 本発明は,線材あるいは棒材の連続圧延の動的現象を表
す状態方程式(圧延モデル)を作成し,それを用いて多
変数制御理論を応用し,各スタンドの出側材料高さとル
ープ高さの多変数制御(ループ高さの偏差はスタンド間
張力の偏差に比例するため,出側材料高さと張力制御の
多変数制御と同等である)によりミル出側の仕上げ材料
高さと幅を高応答・高精度で目標値に制御する方法であ
る. 上記の各スタンドの出側材料高さとループ高さの多変数
制御では,すべてのループ高さが高応答・高精度で基準
値に制御されるとともに,各スタンド出側材料高さがそ
のスタンドのロール間隙と圧延荷重の実測値から計算さ
れ(ゲージメータ計算高さと呼ぶ),そのフィードバッ
ク制御のため,従来のミル出側寸法計による仕上げ寸法
の実測値を用いたフィードバック制御に比較して高応答
である. また上記の各スタンドの出側材料高さとループ高さの多
変数制御では,ループ制御あるいは張力制御と最終2ス
タンド以上のスタンドにわたり出側材料高さ(ゲージメ
ータ計算高さ)の制御を実施したとき,ミル出側(仕上
げ)の材料高さと幅を基準値に長手方向に一定に制御可
能であることが,計算と実験により確認された.(モニ
タAGC補償なし) 前記各スタンドの出側材料高さとループ高さの多変数制
御によりミル出側の仕上げ材料高さと幅を目標値に制御
する方法では,出側材料高さの基準値が目標値からずれ
た場合,ミル出側材料高さと幅は目標値からずれる. そこで,ゲージメータ計算高さに,ミル出側の材料寸法
の実測値の目標値からの偏差を,各スタンドの出側材料
高さの偏差がミル出側の材料寸法の偏差の関係(影響係
数と呼ぶ)を表す計算式あるいは実測値により各スタン
ドの出側材料高さの偏差に換算して,加算した量を出側
材料高さの偏差として,それを0に制御することによ
り,出側材料高さの基準値が目標値からずれている場合
でも,仕上げ高さと幅を目標値に制御可能である(モニ
タAGC補償あり). 本発明では,多段スタンドからなるミルにより線材ある
いは棒材を圧延する際に,連続圧延の動的現象を線材圧
延の非線形非定常モデルを圧延の基準状態のまわりで線
形化して導出される,)張力(状態ベクトル)のダイナ
ミックな変化(連続時間系では,時刻tにおける張力
(状態ベクトル)の時間微分値,離散時間系では,時
刻k+1における張力(状態ベクトル)の値)を連続
時間系では,時刻tにおける,離散時間系では,時刻
kにおける,状態ベクトル,入力ベクトル,外乱ベクト
ルの値を用いて表したダイナミックモデルおよび出力ベ
クトルと状態ベクトル,外乱ベクトルのスタティックな
関係を表した出力方程式から構成される圧延の状態方程
式で表し,それとミル駆動系モデルを総合して各スタン
ドの系全体の状態方程式を作成し,制御方式に応じた制
御系設計時に使用する系全体の状態方程式を構成し,制
御量を表す出力ベクトルと操作量を表す入力ベクトルか
らなる評価関数を導入し,その評価関数の値を最小にす
るフィードバック多変数制御系の最適ゲインを算出し
た. 実プロセスにおいては,オンライン制御用コンピュータ
(以下プロコンと略す)に,上記の最適ゲインを記憶
し,プロコンを用いて,オンラインで,以下の寸法制御
を行う. その評価関数の値を最小にする最適操作量(入力ベクト
ル)を,あらかじめオフラインで計算したフィードバッ
ク最適ゲインおよびオンラインで実測される状態ベクト
ルと出力ベクトルから,オンラインで演算して求め,そ
れにより,ミルの最終スタンドから放出される圧延材の
寸法(出力ベクトル)を目標値に制御する. ここで,ロール間隙,圧延荷重,ループ高さ,ミル出側
寸法の測定周期とロール間隙とロール回転数の操作の制
御周期は0.05〜0.5s程度であり,短周期ほど,きめ細か
な制御が可能になる. [作用] 本発明は,線材の連続圧延の動的現象を,線材圧延の非
線形非定常モデルを圧延の基準状態のまわりで線形化し
て導出される,張力(状態ベクトル)のダイナミックな
変化(連続時間系では,時刻tにおける張力(状態ベ
クトル)の時間微分値,離散時間系では,時刻k+1
における張力(状態ベクトル)の値)を連続時間系で
は,時刻tにおける,離散時間系では,時刻kにおけ
る,状態ベクトル,入力ベクトル,外乱ベクトルの値を
用いて表したダイナミックモデルおよび出力ベクトルと
状態ベクトル,外乱ベクトルのスタティックな関係を表
した出力方程式から構成される圧延の状態方程式で表
し,それと前記ミル駆動系モデルを総合して各スタンド
の系全体の状態方程式を作成し,制御方式に応じた制御
系設計時に使用する系全体の状態方程式を構成し,制御
量を表す出力ベクトルと操作量を表す入力ベクトルから
なる評価関数を導入し,その評価関数の値を最小にする
フィードバック多変数制御系の操作量(入力ベクトル)
を求め,ミルの最終スタンドから放出される圧延材の寸
法(出力ベクトル)を目標値に制御するようにしたこと
を特徴とする寸法制御方法である. 説明に使用する記号を第1表に示すとともに以下のよう
に定義する. また,多変数から構成する各ベクトルを以下のように定
義する.ここで,スタンド番号を表す添字i,jは, i=1,2,………,n, j=1,2,………,n−1 (n:最終スタンドNo.) の値をとり,スタンドNo.を表す添字i,jの使い分けは,
以下のとおりである. 最終スタンドNo.nでの値が常に0となる変数,例えば,
ロール回転数目標値の偏差,実測値の偏差,スタンド間
張力の偏差,ループ高さの偏差の添字としてjを用い
る. 最終スタンドNo.nでの値が0以外の値にもなる変数,例
えばロール間隙目標値の偏差,実測値の偏差の添字とし
てiを用いる. 以下,離散時間系で,時刻を表示する. 1) Δsi *(k): 離散時間系の時刻kにおける前記ミルの各スタンドにお
ける圧延ロール間隙の偏差,すなわち, [{(実測値si(k)−(基準値soi(k))}/{No.
iスタンド出側における圧延材断面の高さ寸法の基準値h
0i(k)}] ここで,基準値とは,パススケジュール値(設計値)の
ことである. Δi *(k):ロックオン値Δsli *からの偏差 =Δsi *(k)−Δsli * Δsli *:ロックオン値=(sli−soi)/s0i以下の記載
する変数xのロックオン値からの偏差も第1表に示すよ
うに Δ*=Δx*−Δxl* で表す. 2) Δtfj *(k): 離散時間系の時刻kにおける前記ミルの各スタンドにお
ける張力の偏差,すなわち, [{(実測値tfj(k))−(基準値tfoj(k))}/
{No.jスタンドにおける圧延材の平均変形抵抗の基準値
kfmoj(k)}] 3) Δyhj *(k): 離散時間系の時刻kにおける前記ミルの各スタンドにお
けるループ高さの偏差,すなわち, [{(実測値yhj(k))−(基準値yhoj(k))}/
{No.jスタンド出側におけるループ高さの基準値y
hoj(k)}] 4) Δsref,i *(k): No.iスタンドにおけるロール間隙目標値の偏差,すなわ
ち, [{(目標値sref,i(k))−(基準値so,i(k))}
/{No.iスタンド出側における圧延材断面の高さ寸法の
基準値hoi(k)}] 5) ΔNref,j *(k): No.jスタンドにおけるロール回転数目標値の偏差,すな
わち, [{(目標値Nref,j(k))−(基準値No,j(k))}
/{No.jスタンドにおけるロール回転数の基準値N
oj(k)}] ここで,入力ベクトルの目標値とは,入力ベクトルとし
て与えられる操作量で,プロコンから制御装置に出力さ
れる指令値である. 6) Δhn *(k),Δbn *(k): 最終スタンド(n番目のスタンド)出側における圧延材
断面高さの偏差および圧延材幅の偏差,すなわち, {(実測値hn(k))/(目標値hon(k))−1, (実測値bn(k))/(目標値bon(k))−1} ここで,出力ベクトルの目標値とは,その値を目標とし
て制御される値である. 7) ΔTm,i *(k),ΔHi *(k),Δ*Bi(k): No.iスタンド入側における材料平均温度,材料断面高さ
および材料断面幅の偏差{(実測値Tm,i(k))/(基
準値Tmo,i(k))−1,(実測値Hi(k))/(基準値H
o,i(k))−1,(実測値Bi(k))/(基準値B
o,i(k))−1} 8) Δn *(k),Δn *(k): 最終スタンド(n番目のスタンド)出側における圧延材
断面高さの偏差および圧延材幅の偏差の積分値 j:離散時間系の時刻 Δt:制御周期 9) Δfj *(k): No.jスタンド出側におけるスタンド間張力の偏差の積分
j:離散時間系の時刻 Δt:制御周期 10) Δhj *(k): No.jスタンド出側におけるループ高さの偏差の積分値 j:離散時間系の時刻 Δt:制御周期 11) (k): 状態ベクトルを示し,プロセスの状態を決める基本的な
物理量. ここでは,現在の時刻kにおける各スタンドのロール間
隙のロックオン値からの偏差,ループ高さの偏差,ロー
ル回転数の偏差およびその微分値で構成する.すなわ
ち, (k)=[Δi *(k),Δyhj *(k),ΔN
j *(k),Δj *(k)]T ここで,上付き添字T:行列ベクトルの転置 12) (k): 出力ベクトルを示し,そのベクトルの各要素の値を目標
値として制御される物理量. ここでは,各スタンド出側材料高さのロックオン値から
の偏差と各スタンドのループ高さの偏差で構成する.す
なわち, (k)=[Δi *(k),Δyhj *(k)]T 13) (k): 入力ベクトルを示し,操作量とする物理量. ここでは,各スタンドのロール間隙の目標値のロックオ
ン値からの偏差,ロール回転数の目標値の基準値からの
偏差で構成する.すなわち, (k)=[Δref,i *(k),ΔNref,j *(k)]T 14) (k): 外乱ベクトルを示し,プロセスに外から影響を及ぼす物
理量. ここでは,各スタンド入側の寸法,温度変動で構成す
る.すなわち, (k)=[ΔTmi *(k),ΔHi *(k),ΔB
i *(k)]T 一般に,外乱は未知の場合が多く,従来のフィードバッ
ク多変数制御理論ではそれを考慮しないで設計する. 以下,本発明の詳細を4スタンドミル(n=4)を例に
説明する. 第1図にスタンド間にあるループの構造を示す. 1,2は,各々No.i,No.i+1スタンドのロールを示す. 3,4は,ガイドロール,5は蹴り出しロールを示す. 6は,ループ高さ検出器,7はパスライン,8は材料を示
す. 第2図(a)に対象とする4スタンドミルと本発明の制
御システムを示し、第2図(b)にループ高さ制御+ゲ
ージメータAGC+モニタAGC補償の制御系を示す. 9,11は水平ロール,10,12は垂直ロールを示す 13はミル出側の寸法計を示す. 14は制御用プロセスコンピュータである. 15は材料を示す. 第3図に本発明の制御方法のオフラインの計算処理とオ
ンライン制御のフローチャートを示す. オフラインの処理は,線材連続圧延現象と制御装置のダ
イナミックスを数式モデル(状態方程式)で表わすモデ
ル化(本明細書では,このようによぶ)と本発明者が連
続圧延に応用した多変数制御理論を用いた制御系設計か
ら構成される. この処理により,最適操作量を決定する最適ゲインが決
定される. オンラインの処理は,実測データの収集,オフラインで
計算された最適ゲインの記憶,実測データを用いた最適
操作量の演算,および最適操作量の操作端への出力から
構成され,プロセスコンピュータで計算される. 次に,オフライン計算処理,オンライン計算処理の内容
を述べる. まず,オフライン計算処理の各項目を説明する. ここで,第3図に示すフローチャートの欄外の番号はス
テップNo.である. 最適な多変数制御を実現するには,取り得るすべての圧
延状態の中から最適な条件を決定するために,圧延現象
と制御装置の実現可能なすべての状態を表す数式モデル
(状態方程式)が必要である. ここで,多変数制御理論は線形であるから,数式モデル
も線形で表す必要がある. 本発明の対象について,モデル化は以下のようになる. 制御装置(ロール圧下系,ロール回転系)のモデル化
(ステップ1):(ミル駆動系モデル) ロール圧下制御系を一次遅れ系で近似すると, Δsi *(s)=Δsref,i *(s)/(1+T・s) i:スタンドNo.,Ts:時定数 ここで,s:ラプラス変換で連続時間系の時刻tに対応す
る変数 sをd/dtと置いて,連続時間系で表すと dΔsi *(t)/dt=−Δsi *(t)/Ts +Δsref,i *(t)/Ts 制御周期Δtで離散化した離散時間系で表現すると,時
刻kでは Δsi *(k+1)=asiΔsi *(k)+bsiΔs
ref,i *(k) (1) ここで,( )内のkは正の整数で離散時間系における
時刻,k+1はkより制御周期Δt後の時刻を表す.ま
た,asi,bsiは時定数Tと離散化により決定される係数
を表す. つぎに,ロール回転制御系を二次系近似すると, ΔNi *(s)/ΔNref,i *(s) =ωni 2/(1+2ξωnis+ωni 2) ここで,ωn:固有各速度,ξ:減衰係数 離散時間系で表現すると,時刻kでは Δi *(k+1)=aNiΔNi *(k)+bNiΔi *(k)
+cNiΔNref,i *(k) (2) ここで,aNi,bNi,cNiは固有各速度ωn,減衰係数ξと離
散化により決定される係数を表す. 圧延現象のダイナミックスのモデル化と系全体の状態方
程式(ステップ2): 線材圧延現象は,入側材料,温度変化(外乱)と圧下操
作、ロール回転操作の動的変化により,各スタンドのス
タンド間張力と出側材料高さ,幅が動的に変化し,それ
らが材料移送時間を経て下流スタンドへ伝達されていく
複雑な動的現象である. 各スタンドにおける圧延の動的現象を,変形・負荷・温
度よりなる非線形の連続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(時間のみ有次元)す
ることにより導出される,張力(状態ベクトル)のダイ
ナミックな変化(連続時間系では,時刻tにおける張
力(状態ベクトル)の時間微分値,離散時間系では,
時刻k+1における張力(状態ベクトル)の値)を連
続時間系では,時刻tにおける,離散時間系では,時
刻kにおける,状態ベクトル,入力ベクトル,外乱ベク
トルの値を用いて表したダイナミックモデルおよび出力
ベクトルと状態ベクトル,外乱ベクトルのスタティック
な関係を表した出力方程式から構成される圧延の状態方
程式(線形圧延モデル)で表す. 線形圧延モデルの詳細は公知文献(1984年度 塑性加工
春季講演会p533〜536「線材圧延の状態方程式」)に記
載されている. それを制御周期Δtで離散化し,上記(1),(2)式
のミル駆動系と総合すると,系全体の状態方程式がつぎ
のように得られる. x(k+1)=A′x(k)+B′u(k)+E′w
(k) (3) y(k)=C′x(k)+F′w(k) (4) ここで,状態ベクトルx,出力ベクトルy,入力ベクトルu,
外乱ベクトルwはつぎのようである. x(k)=[Δsi *(k),Δtfj *(k),ΔN
j *(k),Δj *(k)]T (5) y(k)=[Δhn *(k),Δbn *(k),Δt
fj *(k)]T (6) u(k)=[Δsref,i *(k),ΔNref,j *(k)]
T (7) w(k)=[ΔTmi *(k),ΔHi *(k),ΔB
i *(k)]T (8) ここで,添字i=1,…,n,j=1,…,n−1,n:スタンド数. 係数行列A′〜F′は,圧延特性・駆動系特性の偏微分
係数を要素とする行列である. さらに,No,iスタンドからNo.i+1スタンド間の材料移
送時間tdiの近似ステップ数をli(liはtdi≒li・Δtと
なるような0または正の整数)とするとき,スタンド間
の材料移送遅れ式は ΔTmi+i *(k)=αiΔTmi *(k−li) (9) ΔHi+i *(k)=Δbi *(k−li) (10) ΔBi+i *(k)=Δhi *(k−li) (11) i=1,2,…,n−1 で与えられる.ここで,係数αiは材料の温度変化を表
す係数で非線形圧延モデルを用いたコンピュータシミュ
レーションにより求められる. 第1図に示すようにスタンド間にループがある場合,弾
性論における1)ループに作用する曲げモーメントと曲
率の関係および2)フックの法則から張力tfiとループ
長さlsiの関係は tfi−tfoi=C1i(lsi−lsoi)/lsoi (12) ここで,添字0:基準状態,C1i:圧延状態により決まる
定数である. ループ高さyhiとループ長さlsiの関係は幾何学的に求め
られ (yhi−yhoi)/yhoi=C2i(lsi−lsoi)/lsoi (13) ここで,C2i:圧延状態により決まる定数(12),(1
3)式からループの高さΔyhj *と張力Δtfj *の関数は Δyhj *(k)=C2i/Cij×kfmoj・Δtfj *(k) (14) 制御系設計時のモデル化(制御系設計時の状態方程式)
(ステップ3): 圧延とミル駆動系の動的現象を表すオリジナルの状態方
程式からミル形式と制御方式に応じて適当な変数を制御
量,操作量に選定して構成する制御系設計時に使用する
状態方程式を制御系設計時の状態方程式と呼ぶ. 本制御系では,各スタンドの出側材料高さおよび張力に
対応するループ高さを制御量(出力ベクトル)とする. そこで,システム(3)〜(8)式の張力Δtfj *を(1
4)式の関係を用いてループ高さΔyhj *に置き換え,さ
らに,出力ベクトルを出側材料高さのロックオン値から
の偏差とループ高さの基準値からの偏差にして,設定ロ
ール間隙とその目標値をロックオン値からの偏差で表す
と,制御系設計時の状態方程式は(15)〜(20)式のよ
うになる. (k+1)=A(k)+B(k)+E(k)
(15) (k)=C(k)+F(k) (16) ここで,状態ベクトル,出力ベクトル,入力ベクト
ル,外乱ベクトルはつぎのようである. (k)=[Δi *(k),Δyhj *(k),ΔN
j *(k),Δj *(k)]T (17) (k)=[Δn *(k),Δyhj *T (18) (k)=[Δref,i *(k),ΔNref,j *(k)]
T (19) (k)=[ΔTmi *(k),ΔHi *(k),ΔB
i *(k)]T(20) ここで,添字i=1,…,n,j=1,…,n−1,n:スタンド数. 他の制御方式の場合,処理方法は同様だが,各ベクトル
を構成する変数が異なる.例えば,各スタンド出側のル
ープ高さのみを制御量とする場合,操作量は,ロール回
転数の目標値のみで制御可能になる.したがって,(1
7)式の状態ベクトルから,ロール間隙の実測値の偏
差,(18)式の出力ベクトルから出側材料高さの偏差,
(19)式の入力ベクトルからロール間隙目標値の偏差を
除いて,制御系設計時の状態方程式を構成する. 制御系設計(ステップ4): 以下に制御系設計の手順を説明する. 制御系設計時の状態方程式(15)〜(20)式を用いて評
価関数を最小化する最適入力ベクトルuopt(k)を,出
力ベクトルと部分状態ベクトルのフィードバックで実現
する方法を導出する. 以下に,実際のプロセスでの調整が簡単な離散時間系の
多変数制御理論を説明する. 状態方程式(15),(16)に対し,評価関数 を最小にするような最適制御を考える.ここで,は制
御偏差,は入力の差分で次式で与えられる. (k)=(k)−(k)=−(k) (22) (∵(k)=0,目標値) (k)=(k)−(k−1) (23) また,Q,Rは重み行列,(k)はステップ状外乱と仮定
する. 制御入力を制御偏差,部分状態ベクトルsのフィ
ードバック (k)=−F1(k−1)−F2[(k)−(k−
1)]−F3s(k)−s(k−1)]+(k−
1) (24) で実現する. 部分状態sこのとき最適ゲインF1,F2,F3は F=[F1|F2|F3]=(R+ΓTSΓ)-1ΓTSΦ(26) S=HTQH+ΦTSΦ−ΦTSΓ(R+ΓTSΓ)-1・ΓT
SΦ (27) で与えられる. ここでΦ,Γ,Hは状態方程式(15),(16)のエラーシ
ステムe (k+1)=Φe(k)+Γ(k) (28) (k)=He(k) (29) の係数行列である. (17)式の出側材料高さ偏差は,モニタAGC補償なし,
ありの各場合について以下のとおり計算される. (1)モニタAGC補償なしのとき ゲージメータ式 Δi *=Δi *+αi・ΔPi */Mi *(i=1〜4or3,4)
(31a) (2)モニタAGC補償ありのとき ゲージメータ式 Δi *=Δi *+αi・ΔPi */Mi *+ΔhM,i *(i=1〜
4or3,4) (31b) ただし,Mi *は無次元ミル定数(Mi *=hoi・Mi・Poi),
αiはスケールファクタである. (31a)式,(31b)式の右辺第1項〜第2項は公知のゲ
ージメータ式である. (31b)式の右辺第3項のΔhM,i *は,圧延機出側の寸法
の実測値の目標値からの偏差を,No.3,No.4スタンド出側
材料高さが圧延機出側の材料寸法の偏差におよぼす影響
係数を用いてNo.3,No.4スタンド出側材料高さの偏差に
換算し,ゲインをかけて,積分して得られるモニタAGC
補償項である. モニタAGC補償ΔhM,i *はつぎの手順で得られる. 寸法計13の仕上げスタンド出側高さΔh4 *,出側幅Δh4 *
のサンプル値から,リーダスタンド(最終から2番目)
および仕上げスタンド(本実施例ではNo.3,No.4スタン
ド)の出側材料高さモニタ修正量Δhx,3 *,Δhx,4 *を Δhx,3 *=(k2・Δh4 *−Δb4 *)/k1 (32) Δhx,4 *=Δh4 * (33) により計算する. ただし,k1,k2は影響係数を用いて k1=(∂Δb4 */∂Δs3 *)/(∂Δh3 */∂Δs3 *(34) k2=(∂Δh4 */∂Δs4 *)/(∂Δh4 */∂Δs4 *(35) で与えられる. つぎに,モニタAGC補償ΔhM,i *(k)は,リーダスタン
ド(i=3),仕上げスタンド(i=4)出側材料高さ
モニタ修正量Δhx,3 *(k),Δhx,4 *(k)を積分して により求められる.ただし,TiはNo.iスタンドから出側
寸法計までの材料移送時間,KM,iはモニタ積分ゲインで
ある. 最適制御ゲインの決定(ステップ5): (26),(27)式の重み行列Q,Rおよび(36)式のモニ
タ補償積分ゲインKM,iはシミュレーションを繰り返すこ
とにより決定した. ここで,制御量の偏差に乗算される重み行列Qは多変数
の制御量の中で,高応答で小偏差の要求される制御量ほ
どそれに乗算されるQの要素の大きさを大きくする.ま
た,操作量の偏差に乗算される重み行列Rは多変数の操
作量の中で,その操作量で制御される制御量の要求され
る応答速度が大きいほどその操作量に乗算されるRの要
素の大きさを小さくする. ただし,重みQ,Rの大きさについて,同一の物理量に掛
かる要素間では,要素の大小関係はそれに対応する制御
量の応答速度あるいは操作量の変化速度の大小関係に対
応するが,異なる物理量間では,対応しない. このとき,最適入力uopt(k)は,opt (k)=−F1(k−1)−F2[(k)−
(k−1)]−F3s(k)−s(k−1)]+
opt(k−1) (24) で実現する. また,(24)式のF1,F2,F3は,最適フィードバックゲイ
ンであり,オンライン処理時に,プロセスコンピュータ
に組み込んで記憶しておく. 次に,オンライン計算処理を説明する. この処理は,プロセスコンピュータにより実行される. オフライン処理で求め,プロセスコンピュータに記憶さ
れた最適フィードバックゲインおよびオンラインで実測
される状態ベクトルと出力ベクトルを用いて,最適制御
入力を演算し,その値を操作量として制御装置に出力し
て,公知のフィードバック多変数制御のオンライン処理
と同様な方法で,オンライン制御を実行する. この公知のオンライン処理は,例えば,公知文献:昭和
60年度 塑性加工春季講演会p101〜104「線材圧延の多
変数制御(2)(線材の圧延特性に関する研究 第9
報)」(特に第3章および表3参照)に記載されている
ものである. [実施例] 第1図にスタンド間にあるループの構造を示す. 第2図に対象とする4スタンドミルと本発明の制御シス
テムを示す. 第2表に示した圧延条件の4スタンドミルで,No.1スタ
ンド入側材料平均温度,入側材料高さ・幅がΔTm1 *=−
0.028,ΔH1 *=ΔB1 *=0.007だけステップ状に変化した
場合について検討した. (1)モニタAGC補償なしの場合の実施例 ゲージメータのロックオン値が基準状態に一致している
場合: 第4図〜第6図は,制御なしの場合の各スタンド出側材
料高さΔhi *,出側材料幅Δbi *,ループ高さΔyhj *のス
テップ応答の例示図である. ここで,素材温度および素材寸法変動がNo.1スタンドに
到達した時刻をt=3秒とする. 第7図〜第11図はループ制御+全4スタンドAGCによる
制御ありの場合の各スタンド出側高さΔhi *,出側幅Δb
i *,ループ高さΔyhj *,ロール間隙Δsi *およびロール
回転数ΔNi *のステップ応答の例示図である. このとき,モニタ補償は行わず(31)式でΔhM,i *=0
とおいている. 重み行列Q,Rは Q=diag(1,1,1,1,0.001,0,002,0.005) (37) R=diag(10,10,10,10,1,1.2,1.5) (38) とした.ただし,diagは行列の対角成分を表す. ループ高さ,仕上げスタンド出側高さ・幅が短い整定時
間でオフセット=0に制御されていることがわかる. (2)モニタAGC補償なしの場合の実施例 ゲージメータのロックオン値が基準状態からずれている
場合: 素材温度と寸法の外乱が材料先端からΔTmi *=−0.028,
ΔHi *=ΔBi *=0.007だけ付加されている場合を考え
る. 第12図〜第14図はモニタ補償なしの場合のループ制御+
全4スタンドAGCによる各スタンド出側高さΔhi *,出側
幅Δbi *,ループ高さΔyhj *の応答の例示図である. ゲージメータのロックオン値が基準状態からずれている
ため,仕上げスタンド出側材料高さ・幅にオフセットが
生じている.ここで,No.1スタンドに材料先端が到達し
た時刻をt=0.2秒としている. (3)モニタAGC補償ありの場合の実施例 ゲージメータのロックオン値が基準状態からずれている
場合: 素材温度と寸法の外乱が材料先端からΔTm1 *=−0.028,
ΔH1 *=ΔB1 *=0.007だけ付加されている場合を考え
る. 第15図〜第17図はモニタ補償ありの場合のループ制御+
全4スタンドAGCによる各スタンド出側高さΔhi *,出側
幅Δbi *,ループ高さΔyhj *の応答の例示である.この
場合,モニタ補償積分ゲインはKM,3=0.025,KM,4=0.01
0とおいた.仕上げスタンド出側材料高さと幅のオフセ
ットが0に制御されていることがわかる. なお,この実施例では,スタンド間にサイドループ(材
料の自重を無視できる)を有する連続圧延について示し
たが,スタンド間にアップループまたはダウンループが
ある場合についても,材料の自重を考慮したループ高さ
と圧延材に作用する張力の関係式を用いて状態方程式を
構成すれば,上記実施例と同様の方法で寸法制御が可能
である. また,スタンド間にループが存在しないループレス圧延
では,ループ高さの代わりに張力を制御量として同様の
方法で寸法制御が可能である. なお,この実施例では,第2図に示す線材・棒材の2ロ
ールミルにおける寸法制御方法を示したが,1スタンド当
たり各々3本,4本のロールが設置される3ロールミル,4
ロールミルにおける寸法制御も,状態方程式の係数行列
A〜Fの値をそのミルの値に置換すれば,本発明の方法
で高応答かつ高精度で目標値に制御可能である. また,形鋼ミル,鋼管ミルのループレス圧延の場合の寸
法制御も,ループ高さの代わりに張力を制御量として,
状態方程式の係数行列A〜Fの値をそのミルの値に置換
すれば,本発明の方法で高応答かつ高精度で目標値に制
御可能である. また,熱間帯板ミル,冷間帯板ミルの寸法制御も,同様
に状態方程式の係数行列A〜Fの値をそのミルの値に置
換すれば,本発明の方法で高応答かつ高精度で目標値に
制御可能である. なお,この実施例では,制御係設計時に使用する評価関
数の形式として,2次形式を用いたが,他の形式の関数に
定義して,同様な方法でフィードバック制御の多変数制
御系を構成し,最適ゲインを算出すれば,本実施例と同
様にオンラインの寸法制御が可能である. [発明の効果] 以上,説明したように,本発明によるこの実施例の場
合,多変数制御理論に基づく制御は,以下のように制御
性能が優れていることが明らかになった. (1)ループ高さ制御および各スタンド出側ゲージメー
タ計算高さ制御は整定時間が短く,オフセット=0に制
御可能である. (2)仕上げスタンド出側材料高さ,幅はオフセット=
0に制御可能である.
A third example is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-88908.
Sea urchin, No.1 stand and No.2 of finishing block mill of wire
No. by changing the relative speed between ~ stand.
By changing the tension between 1 to No. 2 stands,
Deviation of the measured value of the exit width of any one stand from the target value
The product width is controlled according to. As a fourth example, Japanese Patent Application No. 59-218111 filed by the present inventors
As shown in No. 3, the pressure that consists of deformation, load, and temperature.
The roll speed and roll gap are
The operation amount is set to the output side of the final stand of the target rolling function.
Based on the multivariable control theory, the height and width of rolled material in
It is controlled by vector feedback. However, the control methods of the first to fourth examples have the following problems.
There is a point. That is, in the method of the first example, the gain is determined by trial and error.
There is a limit to the optimization. If the temperature and dimensional disturbance are large, the roll may be
There is a limit to high dimensional accuracy due to changes in the gap. In the method of the second example, the coefficient of influence that the reduction has on the product dimensions
Although the reciprocal of is used as the gain of proportional control, the control performance is not
It is clear. In this case, from the finishing stand to the cross-section gauge of rolled material
The problem that the control operation is delayed by the dead time due to the distance.
There is a point. In the method of the third example, a concrete method for determining the gain is shown.
The control performance is unknown. In this case as well, from the finishing stand to the rolled material cross-sectional dimension meter
The control operation is delayed by the dead time due to the distance
There is a problem. In the method of the fourth example, feedback of tension and finish size
It is a multi-variable control, and compared with the non-interference control of tension in the first example.
And high response, and the measured value by the finishing dimension meter
Since it is a clock control, it can be controlled to the target value. But
In the same way as in the first to third examples,
Controls only the dead time due to the distance to the cross-sectional dimension gauge of the rolled material
There is a problem that the operation is delayed. [Problems to be Solved by the Invention] Non-interference control of tension shown in the first example or a conventional loop
Combination of 1 input and 1 output control for each loop like control
In the case, all tensions or loops are
There is a limit to controlling the target value with high accuracy. Those of these
In the method, if the temperature and dimensional disturbance are large, the
There is a limit to the high dimensional accuracy due to the change in the clearance. In the fourth example of multivariable control of tension and finish size, all
The tension can be controlled to the target value with high response and high accuracy,
The feedback of the actual measurement value of the gauge size by the mill exit side dimension meter
The target value can be controlled by control. On the other hand, there is a loopless or loop between stands.
The maximum rolling speed of the vertical drive type mill is around 10 m / s. Therefore, in the method of the fourth example, the mill is ejected before it is controlled.
The material on the side has passed about 10 m, and the entire length of the material has passed.
It is impossible to achieve high dimensional accuracy. [Means for Solving the Problem] The present invention shows a dynamic phenomenon of continuous rolling of a wire rod or bar.
A state equation (rolling model) is created and
Applying the variable control theory, the material height and
Multi-variable control of loop height (loop height deviation between stands
Since it is proportional to the deviation of tension,
It is equivalent to multi-variable control)
It is a method to control the height and width to target values with high response and high accuracy.
The Multi-variables of material height and loop height of each stand above
In control, all loop heights are standard with high response and high accuracy.
The height of the material on the outlet side of each stand is
Calculated from the measured values of roll gap and rolling load of the stand
(Called gauge gauge calculation height)
Finishing dimension by the conventional mill exit side dimension meter for control
Higher response than feedback control using measured value of
Is. Also, the height of the material on the exit side of each stand and the height of the loop are
In variable control, loop control or tension control and
The material height on the outlet side (gauge gauge
When the machine control height is controlled, the mill exit side (finish
The height and width of the material can be controlled to be constant in the longitudinal direction with reference values.
It was confirmed by calculation and experiment that it was capable. (Moni
(No AGC compensation) Multi-variable control of material height and loop height of each stand
Controls the height and width of finishing material on the mill exit side to target values
In this method, the reference value of the material height on the delivery side deviates from the target value.
If the mill exit material height and width deviate from the target values. Therefore, at the gauge meter calculation height, the material size on the mill exit side
The deviation of the measured value of
The relationship between the height deviation and the deviation of the material size on the mill exit side
Each stun is calculated by using a formula that expresses
Output side of the material is converted to the deviation of material height and the added amount is output
By controlling it to 0 as the deviation of the material height
And the reference value of the material height on the delivery side deviates from the target value.
However, the finishing height and width can be controlled to the target values.
(With AGC compensation). In the present invention, the wire rod is formed by the mill including the multi-stage stand.
When rolling a bar or rod, the dynamic phenomenon of continuous rolling is
A non-linear unsteady model of rolling is drawn around the rolling reference state.
Deriving tension (state vector), which is derived by shaping
Mick change (in continuous time system, tension at time t
Time derivative of (state vector), time in discrete time system
Continuous tension (state vector value) at time k + 1
In the time system, at time t, in the discrete time system, the time
state vector, input vector, disturbance vector at k
Dynamic model and output vector
Statics of cuttle, state vector, and disturbance vector
Rolling process consisting of output equations that express relationships
It is expressed by a formula, and by combining it with the mill drive system model,
A state equation for the entire system is created, and the control according to the control method is performed.
Configure the state equation of the entire system used during system design and control
An output vector that represents the control amount and an input vector that represents the manipulated variable
Introduce an evaluation function consisting of and minimize the value of the evaluation function
Calculate the optimum gain of the feedback multivariable control system
It was. In actual process, online control computer
The above optimum gain is stored in (hereinafter abbreviated as "procon")
Then, the following dimension control is performed online using a process controller.
I do. Optimal operation amount (input vector) that minimizes the value of the evaluation function
Is calculated in advance offline.
Optimal gain and state vector measured online
From the output vector and the output vector
As a result, of the rolled material released from the mill's final stand
The size (output vector) is controlled to the target value. Here, roll gap, rolling load, loop height, mill exit side
Control of dimensional measurement cycle and operation of roll gap and roll speed
The cycle is about 0.05 to 0.5 s, and the shorter the cycle, the more detailed
Various controls are possible. [Operation] The present invention is intended to take a dynamic phenomenon of continuous rolling of a wire rod into
Linearizing a linear unsteady model around the rolling reference state
Dynamics of tension (state vector)
Change (in a continuous-time system, the tension (state-based
Time derivative, the time k + 1 in the discrete time system
Value of tension (state vector) at
Is at time k in the discrete time system at time t.
The state vector, input vector, and disturbance vector
And the dynamic model and output vector
Show the static relationship between the state vector and the disturbance vector
The rolling equation of state composed of the output equations
Then, by combining it with the mill drive system model, each stand
Create a state equation for the entire system and control according to the control method.
Configure and control the state equation of the entire system used during system design
From the output vector that represents the quantity and the input vector that represents the manipulated value
Introduce an evaluation function of and minimize the value of the evaluation function
Feedback multi-variable control system operation amount (input vector)
Of the rolled material released from the mill's final stand
Method (output vector) is controlled to the target value
Is a dimension control method characterized by. The symbols used for the explanation are shown in Table 1 and as follows.
Define to. In addition, each vector composed of multiple variables is defined as follows.
I mean. Here, the subscript i, j representing the stand number takes a value of i = 1,2, ..., n, j = 1,2, ... , The usage of the subscripts i and j that represent the stand No.
It is as follows. A variable whose value at the last stand No. n is always 0, for example,
Roll speed target deviation, measured deviation, stand-to-stand deviation
Use j as a subscript for the deviation of tension and the deviation of loop height
The A variable whose value at the final stand No. n is a value other than 0, eg
For example, use the subscripts for the deviation of the roll gap target value and the deviation of the actual measurement value.
And use i. Below, the time is displayed in a discrete time system. 1) Δsi *(K): At each stand of the mill at time k in the discrete time system
Deviation of the rolling roll gap, that is, [{(actual measurement si(K)-(reference value soi(K))} / {No.
i Standard value of the height of the cross section of the rolled material at the stand exit side h
0i(K)}] Here, the reference value is the path schedule value (design value)
That is.Δi *(K): Lock-on value Δsli *Deviation from = si *(K) -Δsli * Δsli *: Lock-on value = (sli−soi) / S0iThe following description
The deviation of the variable x from the lock-on value is also shown in Table 1.
Sea urchin Δ*= Δx*−Δxl* It is represented by. 2) Δtfj *(K): At each stand of the mill at time k in the discrete time system
Deviation of tension, that is, [{(actual measurement tfj(K))-(reference value tfoj(K))} /
{Standard value of average deformation resistance of rolled material in No.j stand
kfmoj(K)}] 3) Δyhj *(K): At each stand of the mill at time k in the discrete time system
Deviation of the loop height, that is, [{(actual measurement yhj(K))-(reference value yhoj(K))} /
{No.j Reference value y of loop height at stand exit side
hoj(K)}] 4) Δsref, i *(K): Deviation of roll gap target value at No.i stand, that is,
Then, [{(target value sref, i(K))-(reference value so, i(K))}
/{No.i of the height of the cross section of the rolled material on the stand exit side
Reference value hoi(K)}] 5) ΔNref, j *(K): Deviation of roll speed target value at the No.j stand,
There, [{(target value Nref, j(K))-(reference value No, j(K))}
/{No.j Stand rotation speed reference value N
oj(K)}] where the target value of the input vector is the input vector
Output from the process controller to the control unit with an operation amount given by
This is the command value to be sent. 6) Δhn *(K), Δbn *(K): Rolled material on the exit side of the final stand (n-th stand)
Deviation of cross-sectional height and deviation of rolled material width, ie, {(measured value hn(K)) / (target value hon (k))-1, (measured value bn(K)) / (target value bon (k))-1} Here, the target value of the output vector is the target value
Is a value controlled by. 7) ΔTm, i *(K), ΔHi *(K), Δ*Bi(K): Average material temperature and material cross-sectional height at the No.i stand entrance side
And deviation of material cross-section width {(measured value Tm, i(K)) / (group
Quasi-value Tmo, i(K))-1, (measured value Hi(K)) / (reference value H
o, i(K))-1, (measured value Bi(K)) / (reference value B
o, i(K))-1} 8) Δn *(K), Δn *(K): Rolled material on the exit side of the final stand (n-th stand)
Integral value of cross-section height deviation and rolling material width deviation j: Discrete time time Δt: Control cycle 9) Δfj *(K): Integral of deviation of tension between stands at No.j stand exit side
value  j: time in discrete time system Δt: control cycle 10) Δhj *(K): Integral value of the deviation of the loop height at the No.j stand exit side j: time in discrete time system Δt: control cycle 11) (k): Shows the state vector and determines the basic state of the process.
Physical quantity. Here, between the rolls of each stand at the current time k
Deviation from lock-on value of gap, deviation of loop height, low
It consists of the deviation of the rotational speed and its derivative. Sanawa
Then, (k) = [Δi *(K), Δyhj *(K), ΔN
j *(K), Δj *(K)]T Here, superscript T: transpose of matrix vector 12) (k): indicates the output vector, and the value of each element of the vector is the target
Physical quantity controlled as a value. Here, from the lock-on value of the material height at the stand exit side,
It is composed of the deviation of and the deviation of the loop height of each stand. You
That is, (k) = [Δi *(K), Δyhj *(K)]T 13) (k): A physical quantity that represents the input vector and is the manipulated variable. Here, the lock value of the target value of the roll gap of each stand is
From the reference value of the target value of roll speed
It is composed of the deviation. That is, (k) = [Δref, i *(K), ΔNref, j *(K)]T 14) (k): An object that shows the disturbance vector and affects the process from the outside.
Reason. Here, it is configured by the dimensions and temperature fluctuations on the entrance side of each stand.
The That is, (k) = [ΔTmi *(K), ΔHi *(K), ΔB
i *(K)]T In general, disturbances are often unknown, and conventional feedback
(4) In the multivariable control theory, the design is done without considering it. Hereinafter, the details of the present invention will be described by taking a 4-stand mill (n = 4) as an example.
explain. Figure 1 shows the structure of the loop between the stands. Numbers 1 and 2 indicate No.i and No.i + 1 stand rolls, respectively. 3 and 4 are guide rolls, and 5 is a kick roll. 6 is the loop height detector, 7 is the pass line, and 8 is the material.
I will. Fig. 2 (a) shows a four-stand mill as an object and the control of the present invention.
The control system is shown in Fig. 2 (b).
-It shows the control system of the AGC + monitor AGC compensation. 9 and 11 are horizontal rolls, 10 and 12 are vertical rolls, and 13 is a dimensional gauge on the mill exit side. 14 is a control process computer. 15 indicates the material. FIG. 3 shows an off-line calculation process and an operation of the control method of the present invention.
The flowchart of online control is shown below. The off-line processing is the continuous rolling phenomenon of the wire and the controller
A model that represents the internal mix with a mathematical model (state equation)
Conversion (this way in this specification) and the inventor
Control system design using multivariable control theory applied to continuous rolling?
It is composed of This process determines the optimum gain that determines the optimum manipulated variable.
Is determined. Online processing is the collection of measured data, offline
Storage of calculated optimum gain, optimum using measured data
From operation amount calculation and output of the optimum operation amount to the operation end
It is constructed and calculated by the process computer. Next, the contents of offline calculation processing and online calculation processing
I will describe. First, each item of offline calculation processing is explained. Here, the numbers outside the margin of the flowchart shown in FIG.
It is No. To achieve optimal multivariable control, all possible pressures are
In order to determine the optimum condition from the rolled state, rolling phenomenon
Mathematical model that represents all feasible states of the controller and controller
(State equation) is required. Here, since the multivariable control theory is linear, the mathematical model
Also needs to be expressed linearly. For the subject of the present invention, the modeling is as follows. Modeling of control devices (roll reduction system, roll rotation system)
(Step 1): (mill drive system model) When the roll reduction control system is approximated by a first-order lag system, Δsi *(S) = Δsref, i *(S) / (1 + T ・ s) i: Stand No., Ts: Time constant where s: corresponds to time t of continuous time system by Laplace transform.
If the variable s is set as d / dt and expressed in a continuous time system, dΔsi *(T) / dt = -Δsi *(T) / Ts + Δsref, i *(T) / Ts When expressed in a discrete time system discretized with a control period Δt,
At time k, Δsi *(K + 1) = asiΔsi *(K) + bsiΔs
ref, i *(K) (1) where k in () is a positive integer in the discrete time system.
Time, k + 1 is the time after the control cycle Δt from k. Well
Asi, bsiIs the coefficient determined by the time constant T and discretization
Represents. Next, when the roll rotation control system is approximated by a quadratic system, ΔNi *(S) / ΔNref, i *(S) = ωni 2/ (1 + 2ξωnis + ωni 2) Where ωn: Each velocity, ξ: Damping coefficient When expressed in discrete time system, Δ at time ki *(K + 1) = aNiΔNi *(K) + bNiΔi *(K)
+ CNiΔNref, i *(K) (2) where aNi, bNi, cNiIs each velocity ωn, Damping coefficient ξ and separation
Represents the coefficient determined by the dispersion. Modeling the dynamics of rolling phenomena and the overall state of the system.
Equation (Step 2): The wire rolling phenomenon depends on the material on the inlet side, temperature change (disturbance), and reduction operation.
Due to the dynamic changes in the roll rotation operation
The inter-tand tension and the height and width of the material on the outlet side dynamically change.
Are transmitted to the downstream stand after the material transfer time
It is a complex dynamic phenomenon. The dynamic phenomena of rolling at each stand are analyzed by
The non-linear continuous rolling model consisting of degrees
Around the table) and make it dimensionless (dimensional only in time)
Die of tension (state vector) derived by
Namic change (in continuous time system, at time t
Time derivative of force (state vector), in discrete time system,
The tension (state vector value) at time k + 1 is
In continuous time system, at time t, in discrete time system, time
State vector, input vector, disturbance vector at time k
Dynamic model and output expressed using toll values
Vector, state vector, static of disturbance vector
State of rolling consisting of output equations expressing various relationships
It is expressed by the equation (linear rolling model). For details of the linear rolling model, please refer to
Spring Lecture p533-536 "Equation of state of wire rod rolling")
It is listed. It is discretized with the control period Δt, and the above equations (1) and (2) are used.
When combined with the mill drive system of, the equation of state of the entire system is
Is obtained as. x (k + 1) = A'x (k) + B'u (k) + E'w
(K) (3) y (k) = C′x (k) + F′w (k) (4) where state vector x, output vector y, input vector u,
The disturbance vector w is as follows. x (k) = [Δsi *(K), Δtfj *(K), ΔN
j *(K), Δj *(K)]T (5) y (k) = [Δhn *(K), Δbn *(K), Δt
fj *(K)]T (6) u (k) = [Δsref, i *(K), ΔNref, j *(K)]
T (7) w (k) = [ΔTmi *(K), ΔHi *(K), ΔB
i *(K)]T (8) Here, the subscripts i = 1, ..., N, j = 1, ..., N−1, n: the number of stands. Coefficient matrices A ′ to F ′ are partial derivatives of rolling characteristics and drive system characteristics.
This is a matrix whose elements are coefficients. Furthermore, the material transfer from No, i stand to No.i + 1 stand
Sending time tdiThe approximate number of steps of li(LiIs tdi≒ li・ Δt and
0 or a positive integer such that
The material transfer delay formula is ΔTmi + i *(K) = αiΔTmi *(K-li) (9) ΔHi + i *(K) = Δbi *(K-li) (10) ΔBi + i *(K) = Δhi *(K-li) (11) It is given by i = 1,2, ..., n-1. Where the coefficient αiRepresents the temperature change of the material
Computer simulation using a nonlinear rolling model with a coefficient
It is calculated by the rate. If there is a loop between the stands as shown in Fig. 1,
1) Bending moment and bending acting on loop
From the relationship of the ratio and 2) Hooke's law, the tension tfiAnd loop
Length lsiThe relationship is tfi−tfoi= C1i(Lsi-Lsoi) / Lsoi (12) where subscript 0: reference state, C1i: Determined by rolling condition
Is a constant. Loop height yhiAnd loop length lsiRelationship is geometrically determined
(Yhi−yhoi) / Yhoi= C2i(Lsi-Lsoi) / Lsoi (13) where C2i: Constants determined by rolling conditions (12), (1
From formula 3) loop height Δyhj *And tension Δtfj *The function of is Δyhj *(K) = C2i/ Cij× kfmoj・ Δtfj *(K) (14) Modeling during control system design (state equation during control system design)
(Step 3): Original state method expressing dynamic phenomena of rolling and mill drive system
Control appropriate variables according to mill type and control method from equation
Used when designing a control system that is configured by selecting the amount of operation and the amount of operation
The state equation is called the state equation when designing the control system. In this control system, the material height and tension on the outlet side of each stand are adjusted.
The corresponding loop height is the control amount (output vector). Therefore, the tension Δt in the systems (3) to (8) isfj *To (1
Loop height Δyhj *Replaced with
In addition, the output vector is calculated from the lock-on value of the output material height.
Of the loop height and the deviation of the loop height from the reference value.
The gap between the radius and its target value by the deviation from the lock-on value
And the equation of state when designing the control system is given by equations (15) to (20).
Growls. (K + 1) = A (k) + B (k) + E (k)
 (15) (k) = C (k) + F (k) (16) where, state vector, output vector, input vector
The disturbance vector is as follows. (K) = [Δi *(K), Δyhj *(K), ΔN
j *(K), Δj *(K)]T (17) (k) = [Δn *(K), Δyhj *]T (18) (k) = [Δref, i *(K), ΔNref, j *(K)]
T (19) (k) = [ΔTmi *(K), ΔHi *(K), ΔB
i *(K)]T(20) where the subscripts i = 1, ..., N, j = 1, ..., N−1, n: Number of stands. For other control methods, the processing method is the same, but each vector
The variables that make up are different. For example, the
When only the loop height is the controlled variable, the manipulated variable is the roll speed.
Control is possible only with the target value of the number of turns. Therefore, (1
From the state vector of Eq. (7), the deviation of the measured value of the roll gap is
Difference, deviation of the material height on the output side from the output vector of Eq. (18),
The deviation of the roll gap target value from the input vector of equation (19)
Exclude the equation of state when designing the control system. Control system design (step 4): The control system design procedure is described below. Evaluation using equations of state (15) to (20) when designing the control system
Optimal input vector u that minimizes the valence functionoptOut (k)
Realized by feedback of force vector and partial state vector
Derive the method. Below is a description of a discrete-time system that is easy to adjust in the actual process.
The multivariable control theory is explained. Evaluation function for state equations (15) and (16)Consider optimal control that minimizes. Where is
The deviation is the difference between the inputs and is given by the following equation. (K) = (k) − (k) = − (k) (22) (∵ (k) = 0, target value) (k) = (k) − (k−1) (23) Also, Q, Assume that R is a weight matrix and (k) is a step disturbance
Do. Control input is control deviation, partial state vectorsThe fi
Feedback (k) =-F1(K-1) -F2[(K)-(k-
1)]-F3[s(K)-s(K-1)] + (k-
1) It is realized by (24). Partial statesIsAt this time, the optimum gain F1, F2, F3Is F = [F1| F2| F3] = (R + ΓTSΓ)-1ΓTSΦ (26) S = HTQH + ΦTSΦ-ΦTS Γ (R + ΓTSΓ)-1・ ΓT
It is given by SΦ (27). Here, Φ, Γ, H are error equations of the state equations (15) and (16).
Steme (K + 1) = Φe(K) + Γ (k) (28) (k) = He(K) (29)Here is the coefficient matrix of. The deviation of the material height on the output side of Eq. (17) does not include monitor AGC compensation,
It is calculated as follows for each case. (1) Without monitor AGC compensation Gauge meter type Δi *= Δi *+ Αi・ ΔPi */ Mi *(I = 1 to 4 or 3,4)
(31a) (2) With monitor AGC compensation Gauge meter type Δi *= Δi *+ Αi・ ΔPi */ Mi *+ ΔhM, i *(I = 1 to 1
4or3,4) (31b) where Mi *Is the dimensionless Mill constant (Mi *= Hoi・ Mi・ Poi),
αiIs the scale factor. The first and second terms on the right side of the equations (31a) and (31b) are known
It is a pedometer type. Δh of the third term on the right side of equation (31b)M, i *Is the dimension on the delivery side of the rolling mill
The deviation from the target value of the measured value of No.3, No.4 stand
Effect of material height on deviation of material size on the delivery side of rolling mill
Use the coefficient to determine the deviation of the material height of the No. 3 and No. 4 stand outlets.
Monitor AGC obtained by converting, multiplying by gain, and integrating
This is a compensation term. Monitor AGC compensation ΔhM, i *Is obtained by the following procedure. Height of exit side of finishing stand of dimension meter 13 ΔhFour *, Outside width ΔhFour *
From the sample value of, the reader stand (second from the last)
And finishing stand (No.3, No.4 stamp in this embodiment)
De) Outer material height monitor correction amount Δhx, 3 *, Δhx, 4 *Δhx, 3 *= (K2・ ΔhFour *−ΔbFour *) / K1 (32) Δhx, 4 *= ΔhFour * Calculate with (33). Where k1, k2Is the influence coefficient k1= (∂ΔbFour */ ∂Δs3 *) / (∂Δh3 */ ∂Δs3 *(34) k2= (∂ΔhFour */ ∂ΔsFour *) / (∂ΔhFour */ ∂ΔsFour *It is given by (35). Next, monitor AGC compensation ΔhM, i *(K) is a leader stun
De (i = 3), finishing stand (i = 4) Outlet side material height
Monitor correction amount Δhx, 3 *(K), Δhx, 4 *Integrate (k)Is calculated by. However, TiGoes out from the No.i stand
Material transfer time to size meter, KM, iIs the monitor integral gain
is there. Determination of optimum control gain (step 5): Weighting matrices Q and R of equations (26) and (27) and moni of equation (36)
Compensation integral gain KM, iRepeats the simulation
It was decided by and. Here, the weight matrix Q by which the deviation of the control amount is multiplied is a multivariable
Of the control variables that require high response and small deviation.
Increase the size of the element of Q by which it is multiplied. Well
In addition, the weight matrix R by which the deviation of the manipulated variable is multiplied is a multivariable operation.
In the amount of work, the amount of control that is controlled by the operation amount is required.
The higher the response speed is, the more important R
Reduce the size of the prime. However, the weights Q and R are multiplied by the same physical quantity.
Among the elements, the magnitude relation of the elements is controlled by the corresponding control.
The magnitude response speed or the manipulated variable change speed.
However, it does not correspond between different physical quantities. At this time, the optimum input uopt(K) isopt (K) =-F1(K-1) -F2[(K)-
(K-1)]-F3[s(K)-s(K-1)] +
opt(K-1) It is realized by (24). In addition, F1, F2, and F3 in equation (24) are the optimum feedback gains.
Process computer during online processing
It is embedded in and memorized. Next, the online calculation process is explained. This process is executed by the process computer. Obtained by offline processing and stored in the process computer
Optimal feedback gain and online measurement
The optimal control using the state vector and output vector
Calculate the input and output the value to the controller as the manipulated variable
Online processing of known feedback multivariable control
Perform online control in the same way as. This publicly-known online process is performed, for example, in the well-known document: Showa.
60th Plastic Working Spring Lecture p101-104
Variable control (2) (Study on rolling characteristics of wire rod 9
Report) ”(see especially Chapter 3 and Table 3)
It is a thing. [Example] Fig. 1 shows the structure of a loop between stands. Fig. 2 shows the target 4-stand mill and the control system of the present invention.
System. The No. 1 star mill with the 4-stand mill under the rolling conditions shown in Table 2
Input side material average temperature, input side material height / width is ΔTm1 *=-
0.028, ΔH1 *= ΔB1 *= 0.007 changed in steps
We examined the case. (1) Example without monitor AGC compensation The lock-on value of the gauge meter matches the standard state.
Case: Figures 4 to 6 show the stand outlet materials without control.
Fee height Δhi *, Outer material width Δbi *, Loop height Δyhj *Su
It is an illustration of a step response. Here, material temperature and material dimensional fluctuations are No. 1 stand
The arrival time is t = 3 seconds. 7 to 11 are based on loop control + 4-stand AGC
Height of each stand output side with control Δhi *, Output width Δb
i *, Loop height Δyhj *, Roll gap Δsi *And roll
Rotation speed ΔNi *FIG. 6 is an exemplary diagram of a step response of. At this time, monitor compensation is not performed and ΔhM, i *= 0
I said. The weight matrix Q, R is set to Q = diag (1,1,1,1,0.001,0,002,0.005) (37) R = diag (10,10,10,10,1,1.2,1.5) (38) . Where diag represents the diagonal elements of the matrix. At the time of settling with short loop height and exit stand height / width
It can be seen that the offset is controlled to 0 between. (2) Example without monitor AGC compensation The lock-on value of the gauge meter deviates from the reference state.
Case: Material temperature and dimensional disturbance is ΔT from the material tipmi *= -0.028,
ΔHi *= ΔBi *Consider the case where only = 0.007 is added
The Figures 12 to 14 show loop control without monitor compensation +
Outer height of each stand by all 4 stands AGC Δhi *, Outside
Width Δbi *, Loop height Δyhj *FIG. The lock-on value of the gauge meter deviates from the standard state.
Therefore, there is an offset in the height and width of the material on the exit side of the finishing stand.
Has occurred. Here, the material tip reaches the No. 1 stand.
The time at which t was set is t = 0.2 seconds. (3) Example with monitor AGC compensation The lock-on value of the gauge meter deviates from the reference state.
Case: Material temperature and dimensional disturbance is ΔT from the material tipm1 *= -0.028,
ΔH1 *= ΔB1 *Consider the case where only = 0.007 is added
The Figures 15 to 17 show loop control with monitor compensation +
Outer height of each stand by all 4 stands AGC Δhi *, Outside
Width Δbi *, Loop height Δyhj *Here is an example of the response of. this
, The monitor compensation integral gain is KM, 3= 0.025, KM, 4= 0.01
I set it to 0. Finishing stand Outside material height and width offset
It can be seen that the dot is controlled to 0. In this embodiment, a side loop (material
Showing continuous rolling with the weight of the material can be ignored)
However, there is an up-loop or down-loop between the stands.
Even in some cases, the loop height considering the weight of the material
And the tension acting on the rolled material
If configured, dimension control is possible in the same way as in the above embodiment
Is. In addition, loopless rolling with no loops between stands
Then, instead of the loop height, the tension is controlled as a controlled variable.
The size can be controlled by the method. In this embodiment, the wire rod and rod 2 shown in FIG.
The dimensional control method in the mill is shown, but one stand
3 roll mill with 4 or 3 rolls each, 4 rolls
Dimension control for roll mills is also a coefficient matrix of equation of state
Substituting the values of AF for the values of the mill, the method of the invention
The target value can be controlled with high response and high accuracy. In addition, the dimensions of loopless rolling of shaped steel mills and pipe mills
Also in legal control, tension is used as a controlled variable instead of loop height,
Replace the values of the coefficient matrices A to F of the equation of state with the values of the mill
Then, the method of the present invention can control the target value with high response and high accuracy.
It is possible. The same applies to the dimension control of hot strip mills and cold strip mills.
The values of the coefficient matrices A to F of the equation of state are placed in the mill values.
In other words, according to the method of the present invention, the target value can be set with high response and high accuracy.
It is controllable. In this example, the evaluation function used when designing the controller is used.
Although the quadratic form was used as the form of the number,
Defined and feedback controlled multivariable system in the same way.
If the control system is configured and the optimum gain is calculated, it is the same as this embodiment.
Like this, online dimension control is possible. [Effect of the Invention] As described above, in the case of this embodiment according to the present invention,
In this case, the control based on the multivariable control theory is controlled as follows.
It was revealed that the performance was excellent. (1) Loop height control and gauge gauge for each stand
The settling time is short and the offset height is limited to 0.
It is possible. (2) Offset material height and width of finishing stand
It can be controlled to 0.

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

第1図はスタンド間ループの構造を示す図である. 第2図(a),(b)は本発明の実施例を示す構成図で
ある. 第3図は本発明のモデル化から多変数制御理論に基づく
最適フィードバック制御ゲインの決定までを示すオフラ
イン計算処理とオンライン制御から構成されるフローチ
ャートを示す図である. 第4図〜第6図は制御なしの場合の出側材料高さΔ
hi *,出側材料幅Δbi *,ループ高さΔyhj *のステップ応
答の例示図である. 第7図〜第11図はループ高さ制御+全4スタンドAGC
(モニタ補償なし)の場合の出側材料高さΔhi *,出側
材料幅Δbi *,ループ高さΔyhj *,ロール間隙Δsi *およ
びロール回転数ΔNi *のステップ応答の例示図である. 第12図〜第14図はゲージメータ計算のロックオン値が基
準状態よりずれた場合のループ高さ制御+全4スタンド
AGC(モニタ補償なし)による出側材料高さΔhi *,出側
材料幅Δbi *,ループ高さΔyhj *のステップ応答の例示
図である. 第15図〜第17図はゲージメータ計算のロックオン値が基
準状態よりずれた場合のループ高さ制御+全4スタンド
AGC(モニタ補償あり)による出側材料高さΔhi *,出側
材料幅Δbi *,ループ高さΔyhj *のステップ応答の例示
図である. 第1図の番号は以下のとおりである. 1:No.iスタンドロール,2:No.i+1スタンドロール,3,4:
ガイドロール,5:蹴り出しロール,6:ループ高さ検出器,
7:パスライン,8:材料 第2図の番号は以下のとおりである. 9,11:水平ロール,10,12:垂直ロール,13:出側寸法計,14:
制御用計算機,15:材料
Figure 1 shows the structure of the loop between stands. 2 (a) and 2 (b) are configuration diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a flowchart composed of off-line calculation processing and online control showing from the modeling of the present invention to the determination of the optimum feedback control gain based on the multivariable control theory. FIGS. 4 to 6 show the outlet material height Δ without control.
It is an illustration of the step response of h i * , exit material width Δb i * , loop height Δy hj * . Figures 7 to 11 show loop height control + 4-stand AGC.
Example of step response of output material height Δh i * , output material width Δb i * , loop height Δy hj * , roll gap Δs i * and roll rotation speed ΔN i * when (without monitor compensation) Is. 12 to 14 show loop height control when the lock-on value of gauge meter calculation deviates from the standard state + 4 stands in total
It is an illustration of step response of outgoing material height Δh i * , outgoing material width Δb i * , loop height Δy hj * by AGC (without monitor compensation). Figures 15 to 17 show loop height control when the lock-on value of gauge meter calculation deviates from the standard state + all 4 stands
It is an illustration of step response of output material height Δh i * , output material width Δb i * , loop height Δy hj * by AGC (with monitor compensation). The numbers in Figure 1 are as follows. 1: No.i stand roll, 2: No.i + 1 stand roll, 3, 4:
Guide roll, 5: kicking roll, 6: loop height detector,
7: Pass line, 8: Material The numbers in Fig. 2 are as follows. 9,11: Horizontal roll, 10, 12: Vertical roll, 13: Output side dimension gauge, 14:
Control Calculator, 15: Material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大貝 晴俊 福岡県北九州市八幡東区枝光1−1−1 新日本製鐵株式会社第3技術研究所内 (72)発明者 田中 直樹 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 会社室蘭製鐵所内 (72)発明者 萩原 博 岩手県釜石市鈴子町23−15 新日本製鐵株 式会社釜石製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭62−244508(JP,A) 特開 昭62−244510(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Harutoshi Ogai Harutoshi Ogai 1-1-1, Edamitsu, Hachimanto-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Inside the 3rd Technical Research Laboratories, Nippon Steel Corporation (72) Naoki Tanaka 12 Nakamachi, Muroran-shi, Hokkaido Address Nippon Steel Co., Ltd. Muroran Works (72) Inventor Hiroshi Hagiwara 23-15, Suzuko-cho, Kamaishi City, Iwate Prefecture Kanaishi Works, Nippon Steel Co., Ltd. (56) Reference JP 62-244508 JP, A) JP-A-62-244510 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多段スタンドからなるミルにより線材ある
いは棒材を圧延するに際し,ロール間隙とロール回転数
のミル駆動系線形モデルを作成し,各スタンド入側の材
料寸法,温度の実測値と基準値から偏差(外乱ベクト
ル)を求め,各スタンドのロール間隙の基準値からの偏
差,ループ高さの実測値の基準値からの偏差,ロール回
転数の基準値からの偏差から圧延状態量(状態ベクト
ル)を構成し,各スタンドのロール間隙の偏差と圧延荷
重の実測値の基準値からの偏差から求めた出側材料高さ
の偏差とスタンド間のループ高さの偏差から制御量(出
力ベクトル)を構成し,各スタンドのロール間隙とロー
ル回転数の目標値と基準値から求まる偏差から操作量
(入力ベクトル)を構成し,連続圧延の動的現象を前記
外乱ベクトル,状態ベクトル,出力ベクトル,入力ベク
トルを用いた状態方程式で表し,それとミル駆動系モデ
ルを総合して系全体の状態方程式を作成し,ミルの形式
と制御方式に応じた制御量,操作量を選定して制御系設
計時に使用する系全体の状態方程式を構成し,制御量を
表す出力ベクトルと操作量を表す入力ベクトルからなる
評価関数を導入し,その評価関数の値を最小にするフィ
ードバック多変数制御系の操作量(入力ベクトル)を求
め,ミルの最終スタンドから放出される圧延材の寸法を
目標値に制御するようにしたことを特徴とする寸法制御
方法. ここで,ミル駆動系モデルとは,制御装置(ロール圧下
系,ロール回転系)の目標値に対する実測値の時間遅れ
の関係を表すモデルである.
1. When rolling a wire rod or bar with a mill consisting of a multi-stage stand, a mill drive system linear model of the roll gap and roll speed is created, and the measured values and reference of material dimensions and temperature at the entrance side of each stand. The deviation (disturbance vector) is calculated from the value, and the deviation of the roll gap of each stand from the reference value, the deviation of the measured loop height from the reference value, and the deviation from the reference value of the roll rotation speed Vector), and the control amount (output vector) from the deviation of the material height on the delivery side obtained from the deviation of the roll gap of each stand and the deviation of the actual measured value of the rolling load from the reference value and the deviation of the loop height between the stands. ), The operation amount (input vector) is constructed from the deviation of the roll gap of each stand and the target value of the roll speed and the reference value, and the dynamic phenomenon of continuous rolling is defined by the disturbance vector and the state vector. It is represented by a state equation using the control vector, output vector, and input vector, and it is combined with the mill drive system model to create a state equation for the entire system, and the control variables and manipulated variables are selected according to the mill type and control method. Feedback multivariable control that minimizes the value of the evaluation function by constructing the state equation of the entire system used in designing the control system and introducing an evaluation function consisting of an output vector that represents the controlled variable and an input vector that represents the manipulated variable. A dimension control method characterized in that the manipulated variable (input vector) of the system is obtained and the dimension of the rolled material released from the final stand of the mill is controlled to a target value. Here, the mill drive system model is a model that represents the relationship between the time delay of the measured value and the target value of the control device (roll reduction system, roll rotation system).
【請求項2】多段スタンドからなるミルによる線材ある
いは棒材を圧延するに際し,ロール間隙とロール回転数
のミル駆動系線材モデルを作成し,各スタンド入側の材
料寸法,温度の実測値と基準値から偏差(外乱ベクト
ル)を求め,各スタンドのロール間隙の基準値からの偏
差,ループ高さの実測値の基準値からの偏差,ロール回
転数の基準値からの偏差から圧延状態量(状態ベクト
ル)を構成し,前記各スタンドの出側材料高さの偏差
に,圧延機出側の材料寸法の実測値の目標値からの偏差
を,各スタンドの出側材料高さ偏差と圧延機出側の材料
寸法の偏差の関係を表す計算式あるいは実測値により各
スタンドの出側材料高さの偏差に換算して,加算した量
を出側材料高さの偏差として,それと前記各スタンドの
ループ高さの偏差から制御量(出力ベクトル)を構成
し,各スタンドのロール間隙とロール回転数の目標値と
基準値から求まる偏差から操作量(入力ベクトル)を構
成し,連続圧延の動的現象を前記外乱ベクトル,状態ベ
クトル,出力ベクトル,入力ベクトルを用いた状態方程
式で表し,それとミル駆動系モデルを総合して系全体の
状態方程式を作成し,ミルの形式と制御方式に応じた制
御量,操作量を選定して制御系設計時に使用する系全体
の状態方程式を構成し,制御量を表す出力ベクトルと操
作量を表す入力ベクトルからなる評価関数を導入し,そ
の評価関数の値を最小にするフィードバック多変数制御
系の操作量(入力ベクトル)を求め、ミルの最終スタン
ドから放出される圧延材の寸法を目標値に制御するよう
にしたことを特徴とする寸法制御方法. ここで,ミル駆動系モデルとは,制御装置(ロール圧下
系,ロール回転系)の目標値に対する実測値の時間遅れ
の関係を表すモデルである.
2. When rolling a wire rod or a bar rod by a mill consisting of multi-stage stands, a mill drive system wire rod model of roll gap and roll speed is created, and the measured value and standard of material size and temperature at the entrance side of each stand. The deviation (disturbance vector) is calculated from the value, and the deviation of the roll gap of each stand from the reference value, the deviation of the measured loop height from the reference value, and the deviation from the reference value of the roll rotation speed Vector) and the deviation of the material height on the delivery side of each stand from the target value of the measured value of the material size on the delivery side of the rolling mill, It is converted to the deviation of the material height on the outlet side of each stand by the calculation formula or the measured value that expresses the relationship of the deviation of the material dimension on the side, and the added amount is taken as the deviation of the material height on the outlet side and the loop of each of the stands. Controlled by height deviation Quantity (output vector), and the operation amount (input vector) is constructed from the deviation of the roll gap of each stand and the target value of roll speed and the reference value, and the dynamic phenomenon of continuous rolling is defined by the disturbance vector and state. It is expressed by a state equation using a vector, an output vector, and an input vector, and by combining it with a mill drive system model, a state equation of the entire system is created, and a control amount and an operation amount according to the mill type and control method are selected. Feedback multivariable control that minimizes the value of the evaluation function by constructing the state equation of the entire system used in designing the control system and introducing an evaluation function consisting of an output vector that represents the controlled variable and an input vector that represents the manipulated variable. A dimension control method characterized in that the manipulated variable (input vector) of the system is obtained and the dimension of the rolled material released from the final stand of the mill is controlled to a target value. Here, the mill drive system model is a model that represents the relationship between the time delay of the measured value and the target value of the control device (roll reduction system, roll rotation system).
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