JP3041155B2 - ルーパ制御装置 - Google Patents
ルーパ制御装置Info
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- JP3041155B2 JP3041155B2 JP5086217A JP8621793A JP3041155B2 JP 3041155 B2 JP3041155 B2 JP 3041155B2 JP 5086217 A JP5086217 A JP 5086217A JP 8621793 A JP8621793 A JP 8621793A JP 3041155 B2 JP3041155 B2 JP 3041155B2
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Links
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Landscapes
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タンデム熱間圧延機の
スタンド間に配置されたルーパの高さと圧延材のスタン
ド間張力とを同時に制御するルーパ制御装置に関するも
のである。
スタンド間に配置されたルーパの高さと圧延材のスタン
ド間張力とを同時に制御するルーパ制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延や冷間圧延における最終製品の
評価基準のひとつとして板厚および板幅がある。この板
厚や板幅は圧延中に材料にかかる張力の影響を受けるた
め、張力をある値に保つ制御が行われる。
評価基準のひとつとして板厚および板幅がある。この板
厚や板幅は圧延中に材料にかかる張力の影響を受けるた
め、張力をある値に保つ制御が行われる。
【０００３】とくに熱間圧延における圧延材料は加熱処
理されて高温になり、圧延材料の変形抵抗が小さくなっ
ているので、大きな張力がかかると材料の破断を起こし
やすくなっている。この破断を防止するために張力を小
さく設定すると、外乱や誤設定により無張力の状態にな
ることがあり、その状態が続くと圧延機スタンド間に大
きなループが発生して事故を起こすことになりかねな
い。そこで、熱間圧延機ではスタンド間にとくにルーパ
装置が設けられ、このルーパ装置によって張力制御が行
われ、また、材料の通板性を良くするという観点から同
時にルーパの高さ制御が行われる。
理されて高温になり、圧延材料の変形抵抗が小さくなっ
ているので、大きな張力がかかると材料の破断を起こし
やすくなっている。この破断を防止するために張力を小
さく設定すると、外乱や誤設定により無張力の状態にな
ることがあり、その状態が続くと圧延機スタンド間に大
きなループが発生して事故を起こすことになりかねな
い。そこで、熱間圧延機ではスタンド間にとくにルーパ
装置が設けられ、このルーパ装置によって張力制御が行
われ、また、材料の通板性を良くするという観点から同
時にルーパの高さ制御が行われる。
【０００４】しかるに圧延材張力およびルーパ高さを制
御する制御装置においては、圧延材張力からルーパ高さ
への干渉、およびルーパの回転速度から張力への干渉が
生ずる。従来からのルーパ制御では、それらの干渉を抑
える手段をとくに設けることなく、ＰＩＤ（比例積分微
分動作）制御により圧延材張力およびルーパ高さを制御
する方式（以下、「個別制御方式」という）がとられて
いる。
御する制御装置においては、圧延材張力からルーパ高さ
への干渉、およびルーパの回転速度から張力への干渉が
生ずる。従来からのルーパ制御では、それらの干渉を抑
える手段をとくに設けることなく、ＰＩＤ（比例積分微
分動作）制御により圧延材張力およびルーパ高さを制御
する方式（以下、「個別制御方式」という）がとられて
いる。
【０００５】これに対して前記の干渉系を多変数系とし
て扱い、それらの干渉を抑えるような非干渉化補償装置
を付加して圧延材張力およびルーパ高さを互いに独立に
制御する非干渉制御や、圧延材張力およびルーパ高さを
協調して制御するように最適制御理論（ＬＱ）を適用す
る最適制御、ＬＱの逆問題を解いて制御ゲインを数式で
求めることのできるＩＬＱ（逆ＬＱ）制御、制御系のロ
バスト性を考慮することができるＨ∞制御などの多変数
制御が知られており、それぞれ実機に適用されている。
ここでロバスト性とは、制御系にノイズが加わったり、
制御対象が変化したりしても不安定になりにくい性質の
ことである。
て扱い、それらの干渉を抑えるような非干渉化補償装置
を付加して圧延材張力およびルーパ高さを互いに独立に
制御する非干渉制御や、圧延材張力およびルーパ高さを
協調して制御するように最適制御理論（ＬＱ）を適用す
る最適制御、ＬＱの逆問題を解いて制御ゲインを数式で
求めることのできるＩＬＱ（逆ＬＱ）制御、制御系のロ
バスト性を考慮することができるＨ∞制御などの多変数
制御が知られており、それぞれ実機に適用されている。
ここでロバスト性とは、制御系にノイズが加わったり、
制御対象が変化したりしても不安定になりにくい性質の
ことである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記の多変数制御は、
それぞれの特徴を活かすため圧延材張力およびルーパ角
度を検出することを前提としており、そのため張力計を
備えていない圧延機では適用困難である。また、圧延機
の第ｉスタンド（上流側からｉ番目のスタンド）と第ｉ
＋１スタンド間の張力は、圧延材の先端が第ｉ＋１スタ
ンドに噛み込まれてから、すなわち第ｉ＋１スタンド通
板の後に発生する。この通板時は外乱が非常に大きく、
第ｉ＋１スタンド通板後しばらくしないと張力計による
張力検出値が安定せず、この間、多変数制御に必要な張
力の検出値を得ることができないため、張力計を必要と
しない個別制御方式が必要になってくる。
それぞれの特徴を活かすため圧延材張力およびルーパ角
度を検出することを前提としており、そのため張力計を
備えていない圧延機では適用困難である。また、圧延機
の第ｉスタンド（上流側からｉ番目のスタンド）と第ｉ
＋１スタンド間の張力は、圧延材の先端が第ｉ＋１スタ
ンドに噛み込まれてから、すなわち第ｉ＋１スタンド通
板の後に発生する。この通板時は外乱が非常に大きく、
第ｉ＋１スタンド通板後しばらくしないと張力計による
張力検出値が安定せず、この間、多変数制御に必要な張
力の検出値を得ることができないため、張力計を必要と
しない個別制御方式が必要になってくる。
【０００７】さらに圧延材料によっては、多変数制御に
よる張力制御ではカバーしきれず、十分調整された個別
制御方式の方がむしろ良好な制御性能を示す場合もあ
り、個別制御方式はルーパを良好に制御する上で必要な
ものとなっている。
よる張力制御ではカバーしきれず、十分調整された個別
制御方式の方がむしろ良好な制御性能を示す場合もあ
り、個別制御方式はルーパを良好に制御する上で必要な
ものとなっている。
【０００８】従来の個別制御方式は、すでに述べた通り
圧延材張力およびルーパ高さの相互干渉を抑える機能は
持っていないため、速応性や安定性の点で多変数制御に
劣ることがあるが、これは以下の理由によりルーパ高さ
制御の制御応答を十分上げられないことに起因してい
る。
圧延材張力およびルーパ高さの相互干渉を抑える機能は
持っていないため、速応性や安定性の点で多変数制御に
劣ることがあるが、これは以下の理由によりルーパ高さ
制御の制御応答を十分上げられないことに起因してい
る。
【０００９】張力およびルーパ系を伝達関数で表すと２
次の共振系を包含する形になる。２次共振系の特徴は、
共振周波数ωn および減衰定数ζで表され、ルーパ高さ
制御応答の交差角周波数が共振周波数ωn に近付くと、
この周波数の近傍で共振を起こし、減衰定数ζが小さい
と振動的になる。このためルーパ高さ制御の応答は共振
周波数ωn の１／４程度以下に制限され、減衰定数ζの
値いかんによってはさらに低く抑えなければならない。
次の共振系を包含する形になる。２次共振系の特徴は、
共振周波数ωn および減衰定数ζで表され、ルーパ高さ
制御応答の交差角周波数が共振周波数ωn に近付くと、
この周波数の近傍で共振を起こし、減衰定数ζが小さい
と振動的になる。このためルーパ高さ制御の応答は共振
周波数ωn の１／４程度以下に制限され、減衰定数ζの
値いかんによってはさらに低く抑えなければならない。
【００１０】これに対して従来からルーパ回転速度にあ
る定数を乗じて電流基準の変更値に変換したものをルー
パ電流基準値に加算し、等価的にルーパのダンピングを
大きくする考え方の方式もある。しかし、この方式では
ルーパ電動機の応答が遅くなり、圧延材の張力制御に悪
影響を与える。
る定数を乗じて電流基準の変更値に変換したものをルー
パ電流基準値に加算し、等価的にルーパのダンピングを
大きくする考え方の方式もある。しかし、この方式では
ルーパ電動機の応答が遅くなり、圧延材の張力制御に悪
影響を与える。
【００１１】本発明は前述の個別制御方式を基本として
その問題点を解決すべく、張力計を必要とせず、しかも
張力制御とルーパ高さ制御との間の相互干渉を解消し、
高精度かつ安定したルーパ制御を可能とするルーパ制御
装置を提供することを目的とする。
その問題点を解決すべく、張力計を必要とせず、しかも
張力制御とルーパ高さ制御との間の相互干渉を解消し、
高精度かつ安定したルーパ制御を可能とするルーパ制御
装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、タンデム熱間
圧延機のスタンド間に配置されたルーパの高さをルーパ
高さ目標値に一致させるべく主機速度指令値を演算し、
その主機速度指令値に従い主機速度制御手段を介してル
ーパ電動機を駆動制御するルーパ高さ制御手段と、スタ
ンド間の圧延材張力を張力目標値に一致させるべく張力
目標値およびルーパ高さに基づいてルーパ電流指令値を
演算し、そのルーパ電流指令値に従いルーパ電流制御手
段を介してルーパ電動機を駆動制御するルーパ張力制御
手段とを備えたルーパ制御装置であって、ルーパ制御系
の共振周波数を変更するための第１の主機速度変更量指
令値を演算する共振周波数変更手段と、ルーパ制御系に
おける共振周波数の変更による減衰定数の変動を補償す
るようにルーパ制御系の減衰定数を変更するための第２
の主機速度変更量指令値を演算する減衰定数変更手段
と、第１の主機速度変更量指令値と第２の主機速度変更
量指令値とを主機速度指令値に加算し新たな主機速度指
令値として主機速度制御手段に入力する手段とを備えた
ことを特徴とする。
圧延機のスタンド間に配置されたルーパの高さをルーパ
高さ目標値に一致させるべく主機速度指令値を演算し、
その主機速度指令値に従い主機速度制御手段を介してル
ーパ電動機を駆動制御するルーパ高さ制御手段と、スタ
ンド間の圧延材張力を張力目標値に一致させるべく張力
目標値およびルーパ高さに基づいてルーパ電流指令値を
演算し、そのルーパ電流指令値に従いルーパ電流制御手
段を介してルーパ電動機を駆動制御するルーパ張力制御
手段とを備えたルーパ制御装置であって、ルーパ制御系
の共振周波数を変更するための第１の主機速度変更量指
令値を演算する共振周波数変更手段と、ルーパ制御系に
おける共振周波数の変更による減衰定数の変動を補償す
るようにルーパ制御系の減衰定数を変更するための第２
の主機速度変更量指令値を演算する減衰定数変更手段
と、第１の主機速度変更量指令値と第２の主機速度変更
量指令値とを主機速度指令値に加算し新たな主機速度指
令値として主機速度制御手段に入力する手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明においては、共振周波数変更手段におい
てルーパ制御系の共振周波数を変更するための主機速度
変更量指令値を演算し、減衰定数変更手段において共振
周波数の変更による減衰定数の変動を補償するようにル
ーパ制御系の減衰定数を変更するための主機速度変更量
指令値を演算し、それら２つの主機速度変更量指令値に
より主機速度指令値を補正し新たな主機速度指令値とし
て主機速度制御装置に入力する。こうすることにより、
ルーパ制御系の制御応答を上げ、高精度かつ安定したル
ーパ制御を実施することができる。
てルーパ制御系の共振周波数を変更するための主機速度
変更量指令値を演算し、減衰定数変更手段において共振
周波数の変更による減衰定数の変動を補償するようにル
ーパ制御系の減衰定数を変更するための主機速度変更量
指令値を演算し、それら２つの主機速度変更量指令値に
より主機速度指令値を補正し新たな主機速度指令値とし
て主機速度制御装置に入力する。こうすることにより、
ルーパ制御系の制御応答を上げ、高精度かつ安定したル
ーパ制御を実施することができる。
【００１４】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
さらに詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は本発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。図１において、圧延材１は上流側から数え
てｉ番目のスタンドの圧延機すなわち第ｉスタンド圧延
機２およびそれに続く第ｉ＋１スタンド圧延機３の順で
圧延される。ここでタンデム圧延機の全スタンド数をｎ
とすると、ｎ＝５〜７が一般的である。以下に示すルー
パ等の装置は各隣接スタンド間に設置されるが、特定の
隣接２スタンド間の挙動を考察すれば、その考察結果を
他のスタンド間の挙動にも容易に拡張適用することがで
きるので、ここでは第ｉスタンドおよび第ｉ＋１スタン
ド間の挙動についてのみ考察することにする。なお、ｉ
は、１≦ｉ≦ｎ−１ とする。
さらに詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は本発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。図１において、圧延材１は上流側から数え
てｉ番目のスタンドの圧延機すなわち第ｉスタンド圧延
機２およびそれに続く第ｉ＋１スタンド圧延機３の順で
圧延される。ここでタンデム圧延機の全スタンド数をｎ
とすると、ｎ＝５〜７が一般的である。以下に示すルー
パ等の装置は各隣接スタンド間に設置されるが、特定の
隣接２スタンド間の挙動を考察すれば、その考察結果を
他のスタンド間の挙動にも容易に拡張適用することがで
きるので、ここでは第ｉスタンドおよび第ｉ＋１スタン
ド間の挙動についてのみ考察することにする。なお、ｉ
は、１≦ｉ≦ｎ−１ とする。
【００１５】第ｉスタンド圧延機２および第ｉ＋１スタ
ンド圧延機３間にルーパ４が設けられている。ルーパ４
の高さがルーパ高さ検出器５で検出される。ルーパ高さ
検出器５で検出されたルーパ高さはルーパ４のアームす
なわちルーパアームの角度に換算される。ルーパ４を駆
動するルーパ電動機６にはルーパ電流検出器９が設けら
れ、その検出値ＩL をルーパ電流制御手段（ＣＣ）８に
帰還させる。ルーパ電流制御手段８は、検出値ＩL をル
ーパ張力制御手段（ＬＴＣ）１０により設定される電流
指令値ＩLREFに追従させるように制御動作する。また、
ルーパ電動機６には速度検出器７が取り付けられてお
り、その検出信号は後述の共振周波数変更手段１５およ
び減衰定数変更手段１６に送出される。
ンド圧延機３間にルーパ４が設けられている。ルーパ４
の高さがルーパ高さ検出器５で検出される。ルーパ高さ
検出器５で検出されたルーパ高さはルーパ４のアームす
なわちルーパアームの角度に換算される。ルーパ４を駆
動するルーパ電動機６にはルーパ電流検出器９が設けら
れ、その検出値ＩL をルーパ電流制御手段（ＣＣ）８に
帰還させる。ルーパ電流制御手段８は、検出値ＩL をル
ーパ張力制御手段（ＬＴＣ）１０により設定される電流
指令値ＩLREFに追従させるように制御動作する。また、
ルーパ電動機６には速度検出器７が取り付けられてお
り、その検出信号は後述の共振周波数変更手段１５およ
び減衰定数変更手段１６に送出される。
【００１６】両圧延スタンド間の実際の圧延材張力を張
力指令値ｔfREF（kg／mm2 ）に追従させるような電流指
令値ＩLREFをルーパ張力制御手段１０が次の演算式に従
って演算する。 Ｆo * （θ，ｔfREF）＝ｇ［（Ｒ1 ／ｇL ）ｔfREFＡ｛sin(θ＋β） −sin(θ−α）｝＋（Ｒ2 ／ｇL ）ＷS cos θ ＋（Ｒ3 ／ｇL ）ＷL cos θ］×１０-3 …（１） とおいて、 ＩLREF＝Ｆo * （θ，ｔfREF） …（２） ここで、 θ ： ルーパ角度 (rad) ｇ ： 重力加速度（mm/s2 ）＝９．８ Ｒ1 ： ルーパ回転中心からルーパロール中心までの
距離（mm) Ｒ2 ： ルーパロール半径（mm) Ｒ3 ： ルーパ回転中心からルーパ重心までの距離
（mm) ｇL ： ルーパ機械とルーパ電動機の間のギア比 Ａ ： 圧延材の断面積（mm2 ) （板厚と板幅との
積） α ： 第ｉスタンド出側でパスラインと圧延材のな
す角度 (rad) β ： 第ｉ＋１スタンド入側でパスラインと圧延材
のなす角度 (rad) ＷS ： スタンド間の圧延材の質量（kg） （圧延材
の断面積、長さ、および比重から求められる） ＷL ： ルーパ質量（kg） （１），（２）式により、ルーパ角度θと張力指令値ｔ
fREFが設定されれば、電流指令値をＩLREFを計算するこ
とができる。
力指令値ｔfREF（kg／mm2 ）に追従させるような電流指
令値ＩLREFをルーパ張力制御手段１０が次の演算式に従
って演算する。 Ｆo * （θ，ｔfREF）＝ｇ［（Ｒ1 ／ｇL ）ｔfREFＡ｛sin(θ＋β） −sin(θ−α）｝＋（Ｒ2 ／ｇL ）ＷS cos θ ＋（Ｒ3 ／ｇL ）ＷL cos θ］×１０-3 …（１） とおいて、 ＩLREF＝Ｆo * （θ，ｔfREF） …（２） ここで、 θ ： ルーパ角度 (rad) ｇ ： 重力加速度（mm/s2 ）＝９．８ Ｒ1 ： ルーパ回転中心からルーパロール中心までの
距離（mm) Ｒ2 ： ルーパロール半径（mm) Ｒ3 ： ルーパ回転中心からルーパ重心までの距離
（mm) ｇL ： ルーパ機械とルーパ電動機の間のギア比 Ａ ： 圧延材の断面積（mm2 ) （板厚と板幅との
積） α ： 第ｉスタンド出側でパスラインと圧延材のな
す角度 (rad) β ： 第ｉ＋１スタンド入側でパスラインと圧延材
のなす角度 (rad) ＷS ： スタンド間の圧延材の質量（kg） （圧延材
の断面積、長さ、および比重から求められる） ＷL ： ルーパ質量（kg） （１），（２）式により、ルーパ角度θと張力指令値ｔ
fREFが設定されれば、電流指令値をＩLREFを計算するこ
とができる。
【００１７】一方、第ｉスタンドの圧延機主電動機（以
下、圧延機主電動機を主機という）１１の速度ＶM は主
機速度制御手段（ＡＳＲ）１３によって制御される。主
機速度制御手段１３は、主機速度検出器１２によって検
出された主機速度検出値ＶM（後述のロール周速ＶR と
同一次元を持つように換算した速度とする）が速度指令
値ＶMREFに追従するように第ｉスタンド主機１１を電流
制御する。
下、圧延機主電動機を主機という）１１の速度ＶM は主
機速度制御手段（ＡＳＲ）１３によって制御される。主
機速度制御手段１３は、主機速度検出器１２によって検
出された主機速度検出値ＶM（後述のロール周速ＶR と
同一次元を持つように換算した速度とする）が速度指令
値ＶMREFに追従するように第ｉスタンド主機１１を電流
制御する。
【００１８】ルーパ高さ検出器５で検出されたルーパ高
さに対応するルーパ角度θをルーパ高さ目標値θREF に
追従させるように主機速度変更量指令値ΔＶRREFをルー
パ高さ制御手段（ＬＨＣ）１４が演算し、それを当初の
主機速度指令値に代数的に加算し新たな主機速度指令値
として主機速度制御手段１３に設定する。
さに対応するルーパ角度θをルーパ高さ目標値θREF に
追従させるように主機速度変更量指令値ΔＶRREFをルー
パ高さ制御手段（ＬＨＣ）１４が演算し、それを当初の
主機速度指令値に代数的に加算し新たな主機速度指令値
として主機速度制御手段１３に設定する。
【００１９】共振周波数変更手段１５はルーパ電動機速
度検出器７によって検出されたルーパ電動機速度ωL を
入力し、ルーパ制御系の共振周波数を変更するような第
１の主機速度変更量指令値ΔＶR1を演算し、また減衰定
数変更手段１６は同様にルーパ電動機速度ωL を入力
し、ルーパ制御系の減衰定数を変更するような第２の主
機速度変更量指令値ΔＶR2を演算し、主機速度変更量指
令値ΔＶRREFと共に当初の主機速度指令値に代数的に加
算し新たな主機速度指令値として主機速度制御手段１３
に設定する。
度検出器７によって検出されたルーパ電動機速度ωL を
入力し、ルーパ制御系の共振周波数を変更するような第
１の主機速度変更量指令値ΔＶR1を演算し、また減衰定
数変更手段１６は同様にルーパ電動機速度ωL を入力
し、ルーパ制御系の減衰定数を変更するような第２の主
機速度変更量指令値ΔＶR2を演算し、主機速度変更量指
令値ΔＶRREFと共に当初の主機速度指令値に代数的に加
算し新たな主機速度指令値として主機速度制御手段１３
に設定する。
【００２０】次に共振周波数および減衰定数を変更する
方法について述べる。
方法について述べる。
【００２１】図２はルーパの個別制御方式の一例を記述
した制御ブロック図であり、ルーパ高さ制御の制御対象
は破線で囲まれた部分になる。
した制御ブロック図であり、ルーパ高さ制御の制御対象
は破線で囲まれた部分になる。
【００２２】一般に制御すべきルーパ角度θと操作量で
ある主機速度ＶM とは非線形の関係にある。そこで、ル
ーパ角度θを、主機速度ＶM と線形の関係にあるスタン
ド間の圧延材ループ量ＬP に変換し、このループ量ＬP
を用いてルーパ高さ制御系を構成する。ルーパ角度θを
ループ量ＬP に変換する非線形の関数Ｆ2 * （θ）は
（３）式で表される。 Ｆ2 * （θ）＝｛（Ｌ1 ＋Ｒ1 cos θ）／cos α｝ −｛（Ｌ−Ｌ1 −Ｒ1 cos θ）／cos β｝−Ｌ …（３） ループ量ＬP は、 ＬP ＝Ｆ2 * （θ） …（４） ここで、 Ｌ ： スタンド間距離（mm） Ｌ1 ： ルーパ回転中心から第ｉスタンドまでの距離
（mm） この（３），（４）式に従ってブロック１７がルーパ角
度目標値θREF をループ量目標値ＬPREFに変換し、ブロ
ック１８がルーパ角度θをループ量ＬP に変換する。
ある主機速度ＶM とは非線形の関係にある。そこで、ル
ーパ角度θを、主機速度ＶM と線形の関係にあるスタン
ド間の圧延材ループ量ＬP に変換し、このループ量ＬP
を用いてルーパ高さ制御系を構成する。ルーパ角度θを
ループ量ＬP に変換する非線形の関数Ｆ2 * （θ）は
（３）式で表される。 Ｆ2 * （θ）＝｛（Ｌ1 ＋Ｒ1 cos θ）／cos α｝ −｛（Ｌ−Ｌ1 −Ｒ1 cos θ）／cos β｝−Ｌ …（３） ループ量ＬP は、 ＬP ＝Ｆ2 * （θ） …（４） ここで、 Ｌ ： スタンド間距離（mm） Ｌ1 ： ルーパ回転中心から第ｉスタンドまでの距離
（mm） この（３），（４）式に従ってブロック１７がルーパ角
度目標値θREF をループ量目標値ＬPREFに変換し、ブロ
ック１８がルーパ角度θをループ量ＬP に変換する。
【００２３】ループ量ＬP とループ量目標値ＬPREFとの
差すなわちループ量偏差を小さくするようにルーパ高さ
制御手段（ＬＨＣ）１４がロール周速変更量ΔＶRREFを
演算する。ルーパ高さ制御手段１４はＰＩ制御型に構成
され、制御ゲインＴ1 ，Ｔ2をもって表現される。
差すなわちループ量偏差を小さくするようにルーパ高さ
制御手段（ＬＨＣ）１４がロール周速変更量ΔＶRREFを
演算する。ルーパ高さ制御手段１４はＰＩ制御型に構成
され、制御ゲインＴ1 ，Ｔ2をもって表現される。
【００２４】ロール周速変更量ΔＶRREFは主機速度制御
系１９に入力される。主機速度制御系１９は主機の速度
応答を一次遅れ時定数ＴV （Ｓ）を用いて表され、図２
ではロール周速変更量ΔＶRREFからロール周速変化分Δ
ＶR までの伝達関数として表現されている。これは図１
におけるブロック１１，１２，１３で構成される部分に
相当する。
系１９に入力される。主機速度制御系１９は主機の速度
応答を一次遅れ時定数ＴV （Ｓ）を用いて表され、図２
ではロール周速変更量ΔＶRREFからロール周速変化分Δ
ＶR までの伝達関数として表現されている。これは図１
におけるブロック１１，１２，１３で構成される部分に
相当する。
【００２５】ロール周速変化分ΔＶR は先進率をｆとし
た場合のブロック２０により材料速度ΔＶS （mm／ｓ）
に変換され、ブロック２１で表される積分器を通って材
料速度によるループ量変化ΔＬPV（mm）になる。このル
ープ量変化ΔＬPVとルーパによるループ量変化ΔＬPLと
の和がブロック２２を通って張力変化Δｔf に寄与する
分となる。なお、ブロック２２中のＥは圧延材料のヤン
グ率である。また、張力変化による材料速度の変化を表
すため張力フィードバック係数Ｋ10をブロック２３とし
て表す。
た場合のブロック２０により材料速度ΔＶS （mm／ｓ）
に変換され、ブロック２１で表される積分器を通って材
料速度によるループ量変化ΔＬPV（mm）になる。このル
ープ量変化ΔＬPVとルーパによるループ量変化ΔＬPLと
の和がブロック２２を通って張力変化Δｔf に寄与する
分となる。なお、ブロック２２中のＥは圧延材料のヤン
グ率である。また、張力変化による材料速度の変化を表
すため張力フィードバック係数Ｋ10をブロック２３とし
て表す。
【００２６】張力ｔf の変化はルーパ電動機６にかかる
張力分トルクＴT の変化すなわち張力分トルク変化ΔＴ
T として現れる。ブロック２５はこれを線形表現するた
めのもので、それのための関数Ｆ3 （θ）は（５）式で
表される。 Ｆ3 （θ）＝ｄ｛Ｆ3 * （θ）｝／ｄθ …（５） ここで、 Ｆ3 * （θ）＝ｇ（Ｒ1 ／ｇL ）Ａ｛sin （θ＋β） −sin （θ−α）｝×１０-3 …（６） 次のブロック２６はルーパ電動機６に印加されるトルク
の変化分ΔＴT からルーパ電動機の回転速度変化ΔωL
までの伝達関数であり、ＪL はルーパの慣性モーメント
である。回転速度変化ΔωL はルーパ角度変化Δθを起
こすためその表現をブロック２９で行っている。また、
ブロック２７のＺはルーパダンピング、ブロック２８は
ルーパ角度変化Δθからルーパ電動機６のトルク変化Δ
ＴT までの伝達関数Ｆ1 （θ）を示すものであり、
（７）式で表される。 Ｆ1 （θ）＝ｄ｛Ｆ1 * （θ）｝／ｄθ …（７） ここで、 Ｆ1 * （θ）＝ｇ［（Ｒ1 ／ｇL ）ＷS cos θ ＋（Ｒ3 ／ｇL ）ＷL cos θ］×１０-3 …（８） ルーパ角度変化Δθからループ量変化ΔＬPLへの伝達関
数がブロック２４であり、（９）式で表される。 Ｆ2 （θ）＝ｄ｛Ｆ2 * （θ）｝／ｄθ …（９） ただし、Ｆ2 * （θ）は（３）式によるものとする。
張力分トルクＴT の変化すなわち張力分トルク変化ΔＴ
T として現れる。ブロック２５はこれを線形表現するた
めのもので、それのための関数Ｆ3 （θ）は（５）式で
表される。 Ｆ3 （θ）＝ｄ｛Ｆ3 * （θ）｝／ｄθ …（５） ここで、 Ｆ3 * （θ）＝ｇ（Ｒ1 ／ｇL ）Ａ｛sin （θ＋β） −sin （θ−α）｝×１０-3 …（６） 次のブロック２６はルーパ電動機６に印加されるトルク
の変化分ΔＴT からルーパ電動機の回転速度変化ΔωL
までの伝達関数であり、ＪL はルーパの慣性モーメント
である。回転速度変化ΔωL はルーパ角度変化Δθを起
こすためその表現をブロック２９で行っている。また、
ブロック２７のＺはルーパダンピング、ブロック２８は
ルーパ角度変化Δθからルーパ電動機６のトルク変化Δ
ＴT までの伝達関数Ｆ1 （θ）を示すものであり、
（７）式で表される。 Ｆ1 （θ）＝ｄ｛Ｆ1 * （θ）｝／ｄθ …（７） ここで、 Ｆ1 * （θ）＝ｇ［（Ｒ1 ／ｇL ）ＷS cos θ ＋（Ｒ3 ／ｇL ）ＷL cos θ］×１０-3 …（８） ルーパ角度変化Δθからループ量変化ΔＬPLへの伝達関
数がブロック２４であり、（９）式で表される。 Ｆ2 （θ）＝ｄ｛Ｆ2 * （θ）｝／ｄθ …（９） ただし、Ｆ2 * （θ）は（３）式によるものとする。
【００２７】ルーパ張力制御手段１０は線形表現する
と、Ｆo （θ，ｔfREF）／Φで表される。ここで、Φは
トルク定数（Ｎ・ｍ／Ａ）であり、またＦo （θ，ｔ
fREF）は（１０）式で表される。 Ｆo （θ，ｔfREF）＝ｄＦo * （θ，ｔfREF）／ｄθ …（１０） ただし、Ｆo * （θ，ｔfREF）は（１）式によるものと
する。
と、Ｆo （θ，ｔfREF）／Φで表される。ここで、Φは
トルク定数（Ｎ・ｍ／Ａ）であり、またＦo （θ，ｔ
fREF）は（１０）式で表される。 Ｆo （θ，ｔfREF）＝ｄＦo * （θ，ｔfREF）／ｄθ …（１０） ただし、Ｆo * （θ，ｔfREF）は（１）式によるものと
する。
【００２８】ルーパ電流制御手段８はＰＩ動作型に構成
され、制御ゲインＴ1CおよびＴ2Cを用いて表現される。
ブロック３２はサイリスタ装置ゲインＫSCR を表し、ブ
ロック３３はルーパ電動機電機子を表す。ここで、Ｒa
は電機子抵抗、Ｔa は電機子コンダクタンスをそれぞれ
表している。ブロック３０はルーパ電流の変化がトルク
変化に変換される場合の影響係数を表しており、どちら
も同じ値であるので同一符号Φで表している。
され、制御ゲインＴ1CおよびＴ2Cを用いて表現される。
ブロック３２はサイリスタ装置ゲインＫSCR を表し、ブ
ロック３３はルーパ電動機電機子を表す。ここで、Ｒa
は電機子抵抗、Ｔa は電機子コンダクタンスをそれぞれ
表している。ブロック３０はルーパ電流の変化がトルク
変化に変換される場合の影響係数を表しており、どちら
も同じ値であるので同一符号Φで表している。
【００２９】図２のブロック８，３２，３３で表される
部分は図１のルーパ電動機６、ルーパ電流制御手段８、
およびルーパ電流検出器９、並びに図２のブロック２
６、ブロック２７、ブロック３０、およびブロック３１
で表される部分に相当する。
部分は図１のルーパ電動機６、ルーパ電流制御手段８、
およびルーパ電流検出器９、並びに図２のブロック２
６、ブロック２７、ブロック３０、およびブロック３１
で表される部分に相当する。
【００３０】図２で表される個別制御系のうち、ロール
周速変更量ΔＶRREFからルーパ角度変化Δθまでの伝達
関数で表した場合、次の二次共振系の伝達関数Ｇ（Ｓ）
を含む。 Ｇ（Ｓ）＝ωn 2 ／（Ｓ2 ＋２ζ・ωn ・Ｓ＋ωn 2 ） …（１１） ここで、 共振周波数ωn ＝［（Ｅ／ＬＪL ）｛Ｆ2 （θ）・Ｆ3 （θ） ＋Ｋ10Ｚ｝］1/2 （rad/s) …（１２） 減衰定数 ζ ＝１／（２ωn ）［（Ｋ10Ｅ／Ｌ） ＋（Ｚ／ＪL ）］ …（１３） （１２）式において、共振周波数を変更するためには右
辺の各パラメータＥ，Ｌ，ＪL ，Ｆ2 ，Ｆ3 ，Ｋ10およ
びＺのうちの少なくとも一つを変更できればよいことが
分かる。しかし以下に示すように、それらのパラメータ
はＦ2 およびＺが間接的に変更可能である以外はルーパ
の制御系に固有の値を持つものであり、それらの値を直
接変更することはできない。
周速変更量ΔＶRREFからルーパ角度変化Δθまでの伝達
関数で表した場合、次の二次共振系の伝達関数Ｇ（Ｓ）
を含む。 Ｇ（Ｓ）＝ωn 2 ／（Ｓ2 ＋２ζ・ωn ・Ｓ＋ωn 2 ） …（１１） ここで、 共振周波数ωn ＝［（Ｅ／ＬＪL ）｛Ｆ2 （θ）・Ｆ3 （θ） ＋Ｋ10Ｚ｝］1/2 （rad/s) …（１２） 減衰定数 ζ ＝１／（２ωn ）［（Ｋ10Ｅ／Ｌ） ＋（Ｚ／ＪL ）］ …（１３） （１２）式において、共振周波数を変更するためには右
辺の各パラメータＥ，Ｌ，ＪL ，Ｆ2 ，Ｆ3 ，Ｋ10およ
びＺのうちの少なくとも一つを変更できればよいことが
分かる。しかし以下に示すように、それらのパラメータ
はＦ2 およびＺが間接的に変更可能である以外はルーパ
の制御系に固有の値を持つものであり、それらの値を直
接変更することはできない。
【００３１】図３に（１２）式の右辺中のＦ2 （θ）を
等価的に変更する手段を示す。図３においてブロック３
４は図２のブロック２０の符号を変えただけのものであ
り、ブロック３５および３６は図１のブロック２１，２
２，２４を等価変換したものである。ブロック３７は図
１におけるブロック１０および３０をまとめて表現した
ものであり、ブロック３８は図１においてブロック８，
３１，３２，３３で表されるルーパ電流制御系を一次遅
れ時定数ＴCCを用いて表現したものである。
等価的に変更する手段を示す。図３においてブロック３
４は図２のブロック２０の符号を変えただけのものであ
り、ブロック３５および３６は図１のブロック２１，２
２，２４を等価変換したものである。ブロック３７は図
１におけるブロック１０および３０をまとめて表現した
ものであり、ブロック３８は図１においてブロック８，
３１，３２，３３で表されるルーパ電流制御系を一次遅
れ時定数ＴCCを用いて表現したものである。
【００３２】図３のブロック３９におけるＫ1 はルーパ
制御系に固有の値を有するブロック３６の関数Ｆ
2 （θ）と並列に入れた定数制御ゲインであり、このゲ
インＫ1 を入れることにより等価的に関数Ｆ2 （θ）を
変更することができるようにしている。
制御系に固有の値を有するブロック３６の関数Ｆ
2 （θ）と並列に入れた定数制御ゲインであり、このゲ
インＫ1 を入れることにより等価的に関数Ｆ2 （θ）を
変更することができるようにしている。
【００３３】ここで共振周波数は次のように変化する。 共振周波数ωn ＝［（Ｅ／ＬＪL ）｛（Ｆ2 （θ）＋Ｋ1 ）・Ｆ3 （θ） ＋Ｋ10Ｚ｝］1/2 （rad/s) …（１４） 一方、図３にブロック２７で示されているルーパダンピ
ングＺを間接的に変更する方法として、Ｚと並列にブロ
ック４０の補正係数τを加えるが、実際はトルクを直接
変更することはできないので、τ・ΔωL を電流基準の
変更値に換算してルーパ電流基準値に加算することによ
り、等価的にルーパのダンピングを大きくする方法がと
られている。しかし、この方法ではルーパ電動機の応答
が遅くなり、圧延材の張力制御に悪影響を与えるため好
ましくない。
ングＺを間接的に変更する方法として、Ｚと並列にブロ
ック４０の補正係数τを加えるが、実際はトルクを直接
変更することはできないので、τ・ΔωL を電流基準の
変更値に換算してルーパ電流基準値に加算することによ
り、等価的にルーパのダンピングを大きくする方法がと
られている。しかし、この方法ではルーパ電動機の応答
が遅くなり、圧延材の張力制御に悪影響を与えるため好
ましくない。
【００３４】上記のように関数Ｆ2 （θ）を等価的に変
更することが共振周波数の変更に対して有効ではある
が、材料速度ＶS を直接的に変更することは不可能であ
り、ロール周速ＶR を介して材料速度ＶS を変更する。
更することが共振周波数の変更に対して有効ではある
が、材料速度ＶS を直接的に変更することは不可能であ
り、ロール周速ＶR を介して材料速度ＶS を変更する。
【００３５】図４における共振周波数変更手段１５は、
図３におけるブロック３９をそれと同様の機能を有し、
かつ制御をより実際的に実現できるように変更したもの
である。図４におけるブロック１５の関数Ｋ1 * と図３
におけるブロック３９の関数Ｋ1 との関係は、過渡応答
を無視すれば、（１５）式で表される。 Ｋ1 * ＝Ｋ1 ／（１＋ｆ） …（１５） ここで、ｆは先進率であり、正確な値は分からないた
め、関数Ｋ1 * は実圧延機で調整すべき値である。
図３におけるブロック３９をそれと同様の機能を有し、
かつ制御をより実際的に実現できるように変更したもの
である。図４におけるブロック１５の関数Ｋ1 * と図３
におけるブロック３９の関数Ｋ1 との関係は、過渡応答
を無視すれば、（１５）式で表される。 Ｋ1 * ＝Ｋ1 ／（１＋ｆ） …（１５） ここで、ｆは先進率であり、正確な値は分からないた
め、関数Ｋ1 * は実圧延機で調整すべき値である。
【００３６】さて、一般に共振周波数ωn の大きい方
が、ルーパ高さ制御系の応答を速くすることができるた
め、望ましい。ところが、（１３）式からして共振周波
数ωnを大きくすると減衰定数ζが小さくなり、ルーパ
高さ制御系が振動的になる。このため、共振周波数ωn
を大きくする場合は、それに応じて減衰定数ζも大きく
する方策を講じた方がルーパ制御にとっては安定性が増
すことになる。そこで、図１に示す減衰定数変更手段１
６を以上の考え方に従って構成した具体例を以下に示
す。
が、ルーパ高さ制御系の応答を速くすることができるた
め、望ましい。ところが、（１３）式からして共振周波
数ωnを大きくすると減衰定数ζが小さくなり、ルーパ
高さ制御系が振動的になる。このため、共振周波数ωn
を大きくする場合は、それに応じて減衰定数ζも大きく
する方策を講じた方がルーパ制御にとっては安定性が増
すことになる。そこで、図１に示す減衰定数変更手段１
６を以上の考え方に従って構成した具体例を以下に示
す。
【００３７】減衰定数ζを大きくする方法の一つとし
て、特公平３−１０４０６号公報「電動ルーパの制御装
置」に示されている方法がある。これは図４のブロック
４１および４２に示すように、ルーパ回転速度ΔωL を
ブロック４１で微分し、ブロック４２で定数Ｋ2 を乗ず
るものである。この方法により減衰定数ζを実質的に大
きくすることができる。
て、特公平３−１０４０６号公報「電動ルーパの制御装
置」に示されている方法がある。これは図４のブロック
４１および４２に示すように、ルーパ回転速度ΔωL を
ブロック４１で微分し、ブロック４２で定数Ｋ2 を乗ず
るものである。この方法により減衰定数ζを実質的に大
きくすることができる。
【００３８】図５は図１において共振定数変更手段１５
および減衰定数変更手段１６の出力がともになし、すな
わちΔＶR1＝０、かつ、ΔＶR2＝０ とした場合につい
て、図２の主機速度変更量ΔＶRREFからルーパ角度Δθ
までの周波数応答を示すものである。これは図４におい
て、Ｋ1 * ＝０，Ｋ2 ＝０ とした場合に相当する。同
図（ａ）はゲイン線図を、（ｂ）は位相線図をそれぞれ
示すものである。これによると、共振周波数は約４rad/
s であり、ルーパ高さ制御の応答も、４rad/sの１／４
程度以下に抑えられているこいとが分かる。
および減衰定数変更手段１６の出力がともになし、すな
わちΔＶR1＝０、かつ、ΔＶR2＝０ とした場合につい
て、図２の主機速度変更量ΔＶRREFからルーパ角度Δθ
までの周波数応答を示すものである。これは図４におい
て、Ｋ1 * ＝０，Ｋ2 ＝０ とした場合に相当する。同
図（ａ）はゲイン線図を、（ｂ）は位相線図をそれぞれ
示すものである。これによると、共振周波数は約４rad/
s であり、ルーパ高さ制御の応答も、４rad/sの１／４
程度以下に抑えられているこいとが分かる。
【００３９】図６は図１における共振周波数変更手段１
５の出力ΔＶR1を活かし、かつ、減衰定数変更手段１６
の出力なし、すなわちΔＶR2＝０とした場合について、
図２の主機速度変更量ΔＶRREFからルーパ角度Δθまで
の周波数応答を示すものである。これは、図４におい
て、Ｋ1 * ＞０，Ｋ2 ＝０とした場合に相当する。図６
（ａ）はゲイン線図、（ｂ）は位相線図をそれぞれ示す
ものである。図６によれば、共振周波数は約８rad/s と
なり、図５の場合より高くなっている。このためルーパ
高さ制御の応答を図５の場合より速くすることができ
る。しかし、減衰定数も小さくなるため周波数８rad/s
付近のピーク突出量は図５における突出量よりやや大き
くなっている。
５の出力ΔＶR1を活かし、かつ、減衰定数変更手段１６
の出力なし、すなわちΔＶR2＝０とした場合について、
図２の主機速度変更量ΔＶRREFからルーパ角度Δθまで
の周波数応答を示すものである。これは、図４におい
て、Ｋ1 * ＞０，Ｋ2 ＝０とした場合に相当する。図６
（ａ）はゲイン線図、（ｂ）は位相線図をそれぞれ示す
ものである。図６によれば、共振周波数は約８rad/s と
なり、図５の場合より高くなっている。このためルーパ
高さ制御の応答を図５の場合より速くすることができ
る。しかし、減衰定数も小さくなるため周波数８rad/s
付近のピーク突出量は図５における突出量よりやや大き
くなっている。
【００４０】図７は図１における共振周波数変更手段１
５の出力ΔＶR1を活かし、かつ、減衰定数変更手段１６
の出力ΔＶR2も活かした場合について、図２の主機速度
変更量ΔＶRREFからルーパ角度Δθまでの周波数応答を
示すものである。これは図４において、Ｋ1 * ＞０，Ｋ
2 ＞０ とした場合に相当する。図７（ａ）はゲイン線
図、（ｂ）は位相線図をそれぞれ示すものである。図７
によれば、共振周波数は約８rad/s で、図６の場合と変
わらないが、減衰定数が大きくなるため、周波数８rad/
s 付近のピーク突出量はほとんど無くなっており、振動
しにくくなっている。 （第２の実施例）減衰定数を大きくする方法として、特
公平３−１０４０６号公報に開示されている方法を示し
たが、この方法では図４のブロック４１に示すようにル
ーパ回転速度の微分値を使用する。しかし、実際上、完
全微分を達成することは困難であり、ブロック４１は
（１６）式のような不完全微分で行われることが多い。 Ｓ／（１＋ＴD ・Ｓ） …（１６） （１６）式は本来の微分の近似であるため、精度劣化の
影響があり、また実際の測定値に含まれるノイズを増長
する結果となるため、微分を用いることは好ましくない
場合もある。
５の出力ΔＶR1を活かし、かつ、減衰定数変更手段１６
の出力ΔＶR2も活かした場合について、図２の主機速度
変更量ΔＶRREFからルーパ角度Δθまでの周波数応答を
示すものである。これは図４において、Ｋ1 * ＞０，Ｋ
2 ＞０ とした場合に相当する。図７（ａ）はゲイン線
図、（ｂ）は位相線図をそれぞれ示すものである。図７
によれば、共振周波数は約８rad/s で、図６の場合と変
わらないが、減衰定数が大きくなるため、周波数８rad/
s 付近のピーク突出量はほとんど無くなっており、振動
しにくくなっている。 （第２の実施例）減衰定数を大きくする方法として、特
公平３−１０４０６号公報に開示されている方法を示し
たが、この方法では図４のブロック４１に示すようにル
ーパ回転速度の微分値を使用する。しかし、実際上、完
全微分を達成することは困難であり、ブロック４１は
（１６）式のような不完全微分で行われることが多い。 Ｓ／（１＋ＴD ・Ｓ） …（１６） （１６）式は本来の微分の近似であるため、精度劣化の
影響があり、また実際の測定値に含まれるノイズを増長
する結果となるため、微分を用いることは好ましくない
場合もある。
【００４１】そこで、減衰定数を変更する別の方法とし
て、図８に示すように、ルーパ電流検出器９によって検
出されたルーパ電動機電流ＩL に基づいてルーパトルク
推定手段４３により推定したトルクを減衰定数変更手段
１６に入力し、上記と同等の効果を得ることができる。
て、図８に示すように、ルーパ電流検出器９によって検
出されたルーパ電動機電流ＩL に基づいてルーパトルク
推定手段４３により推定したトルクを減衰定数変更手段
１６に入力し、上記と同等の効果を得ることができる。
【００４２】図９は図８の機能ブロック図を伝達関数の
形に表現した図であり、ルーパトルク変化分ΔＴLPにブ
ロック４４で表されるＫ2 ／ＪL を乗じて主機速度変更
量指令値ΔＶR2を演算している。ブロック４４は図１の
減衰定数変更手段１６の別の実現手段である。
形に表現した図であり、ルーパトルク変化分ΔＴLPにブ
ロック４４で表されるＫ2 ／ＪL を乗じて主機速度変更
量指令値ΔＶR2を演算している。ブロック４４は図１の
減衰定数変更手段１６の別の実現手段である。
【００４３】図８のルーパトルク推定手段４３における
ルーパトルクＴLPの推定は、ルーパ電動機電流ＩL およ
びトルク定数Φを用いて次のように行う。 ＴLP＝Φ・ＩL …（１７） ルーパトルクの変化分ΔＴLPは、ルーパ４に対してルー
パ電動機６から与えられるトルクＴL から、張力目標値
分の張力によるトルクＴT 、スタンド間板重量によるト
ルクＴW 、およびルーパの自重によるトルクＴM を差し
引いて求められる。 ΔＴLP＝ＴL −（ＴT ＋ＴW ＋ＴM ） …（１８） ＴT ＝Ｆ3 * （θREF ，ｔfREF）／Φ …（１９） ただし、Ｆ3 * は（５）式による。 ＴW ＋ＴM ＝Ｆ1 * （θREF ）／Φ …（２０） ただし、Ｆ1 * は（８）式による。
ルーパトルクＴLPの推定は、ルーパ電動機電流ＩL およ
びトルク定数Φを用いて次のように行う。 ＴLP＝Φ・ＩL …（１７） ルーパトルクの変化分ΔＴLPは、ルーパ４に対してルー
パ電動機６から与えられるトルクＴL から、張力目標値
分の張力によるトルクＴT 、スタンド間板重量によるト
ルクＴW 、およびルーパの自重によるトルクＴM を差し
引いて求められる。 ΔＴLP＝ＴL −（ＴT ＋ＴW ＋ＴM ） …（１８） ＴT ＝Ｆ3 * （θREF ，ｔfREF）／Φ …（１９） ただし、Ｆ3 * は（５）式による。 ＴW ＋ＴM ＝Ｆ1 * （θREF ）／Φ …（２０） ただし、Ｆ1 * は（８）式による。
【００４４】図９において、Ｋ1 * ＝０，Ｋ2 ＞０（Ｋ
2 は図７のＫ2 と同一値）とした場合につき、図９の主
機速度変更量ΔＶRREFからルーパ角度Δθまでの周波数
応答を図１０に示す。図１０（ａ）はゲイン線図、
（ｂ）は位相線図である。これは図５において、Ｋ2 ＞
０、すなわち減衰定数変更手段１６の出力のみを活かし
た場合に相当する。図５と比較して減衰定数が大きくな
るため、周波数８rad/s 付近のピーク突出量がほとんど
無くなっており、振動しにくくなっていることが分か
る。 （第３の実施例）これに対してルーパ機械あるいはルー
パ電動機に対して加速度計が設置されている場合は、そ
れによって得られた加速度信号を利用することができ
る。ルーパ電動機の加速度を表す加速度信号が得られる
場合、図４においてブロック４２の入力信号としてブロ
ック４１の出力の代わりにルーパ電動機の加速度信号を
使用する。その場合、図４においてブロック４２の入力
信号としてブロック４１の出力の代わりに、ルーパ機械
の加速度信号にルーパギア比を乗じたものを使用すれば
よい。
2 は図７のＫ2 と同一値）とした場合につき、図９の主
機速度変更量ΔＶRREFからルーパ角度Δθまでの周波数
応答を図１０に示す。図１０（ａ）はゲイン線図、
（ｂ）は位相線図である。これは図５において、Ｋ2 ＞
０、すなわち減衰定数変更手段１６の出力のみを活かし
た場合に相当する。図５と比較して減衰定数が大きくな
るため、周波数８rad/s 付近のピーク突出量がほとんど
無くなっており、振動しにくくなっていることが分か
る。 （第３の実施例）これに対してルーパ機械あるいはルー
パ電動機に対して加速度計が設置されている場合は、そ
れによって得られた加速度信号を利用することができ
る。ルーパ電動機の加速度を表す加速度信号が得られる
場合、図４においてブロック４２の入力信号としてブロ
ック４１の出力の代わりにルーパ電動機の加速度信号を
使用する。その場合、図４においてブロック４２の入力
信号としてブロック４１の出力の代わりに、ルーパ機械
の加速度信号にルーパギア比を乗じたものを使用すれば
よい。
【００４５】以上３つの実施例について本発明を説明し
たが、減衰定数変更手段の実現手段としては、ルーパ装
置に設置されている検出器の種類やその精度などによっ
て３つの方式を適宜使い分けることも可能である。例え
ば、加速度計ないし速度計としていかなる種類のものが
設けられているか、あるいは加速度計の検出精度が悪い
ときには速度検出値を微分したものを加速度値として用
いることができる。
たが、減衰定数変更手段の実現手段としては、ルーパ装
置に設置されている検出器の種類やその精度などによっ
て３つの方式を適宜使い分けることも可能である。例え
ば、加速度計ないし速度計としていかなる種類のものが
設けられているか、あるいは加速度計の検出精度が悪い
ときには速度検出値を微分したものを加速度値として用
いることができる。
【００４６】また上記実施例では４重圧延機を例示して
説明したが、本発明はそれと異なる圧延機に対しても適
用可能である。
説明したが、本発明はそれと異なる圧延機に対しても適
用可能である。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、熱間圧延におけるルー
パ高さと張力の制御を、特別に干渉制御手段を設けるこ
となく実施する場合において、共振周波数および減衰定
数を変更してルーパ制御系の制御応答を上げ、高精度か
つ安定したルーパ制御を実現することができる。
パ高さと張力の制御を、特別に干渉制御手段を設けるこ
となく実施する場合において、共振周波数および減衰定
数を変更してルーパ制御系の制御応答を上げ、高精度か
つ安定したルーパ制御を実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施例によるルーパ制御装置の
全体構成を示すブロック図。
全体構成を示すブロック図。
【図２】張力制御およびルーパ制御を干渉抑制策なしの
制御の下で行われる場合の動作を説明するためにルーパ
制御系の構成を伝達関数で示した図。
制御の下で行われる場合の動作を説明するためにルーパ
制御系の構成を伝達関数で示した図。
【図３】共振周波数の変更の原理を示すためにルーパ制
御系の構成を伝達関数で示した図。
御系の構成を伝達関数で示した図。
【図４】本発明の第１の実施例によるルーパ制御装置の
詳細構成を示すブロック図。
詳細構成を示すブロック図。
【図５】干渉抑制策なしの場合の動作を説明するために
主機速度変更量からルーパ角度変化への周波数応答を示
す線図。
主機速度変更量からルーパ角度変化への周波数応答を示
す線図。
【図６】第１の実施例の動作を説明するために主機速度
変更量からルーパ角度変化への周波数応答を示す線図。
変更量からルーパ角度変化への周波数応答を示す線図。
【図７】第１の実施例の動作を説明するために主機速度
変更量からルーパ角度変化への周波数応答を示す線図。
変更量からルーパ角度変化への周波数応答を示す線図。
【図８】本発明の第２の実施例によるルーパ制御装置の
全体構成を示すブロック図。
全体構成を示すブロック図。
【図９】第２の実施例によるルーパ制御装置の詳細な構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図１０】第２の実施例の動作を説明するために主機速
度変更量からルーパ角度変化への周波数応答を示す線
図。
度変更量からルーパ角度変化への周波数応答を示す線
図。
１ 圧延材 ２ 第ｉスタンド圧延機 ３ 第ｉ＋１スタンド圧延機 ４ ルーパ ５ ルーパ高さ検出器 ６ ルーパ電動機 ７ 回転速度検出器 ８ ルーパ電動機電流制御手段 ９ ルーパ電動機電流検出器 １０ ルーパ張力制御手段 １１ 第ｉスタンド主機 １２ 主機速度検出装置 １３ 主機速度制御装置 １４ ルーパ高さ制御手段 １５ 共振周波数変更手段 １６ 減衰定数変更手段
Claims (1)
- 【請求項１】タンデム熱間圧延機のスタンド間に配置さ
れたルーパの高さをルーパ高さ目標値に一致させるべく
主機速度指令値を演算し、その主機速度指令値に従い主
機速度制御手段を介してルーパ電動機を駆動制御するル
ーパ高さ制御手段と、スタンド間の圧延材張力を張力目
標値に一致させるべく張力目標値およびルーパ高さに基
づいてルーパ電流指令値を演算し、そのルーパ電流指令
値に従いルーパ電流制御手段を介してルーパ電動機を駆
動制御するルーパ張力制御手段とを備えたルーパ制御装
置であって、 ルーパ制御系の共振周波数を変更するための第１の主機
速度変更量指令値を演算する共振周波数変更手段と、 ルーパ制御系における共振周波数の変更による減衰定数
の変動を補償するようにルーパ制御系の減衰定数を変更
するための第２の主機速度変更量指令値を演算する減衰
定数変更手段と、 第１の主機速度変更量指令値および第２の主機速度変更
量指令値により主機速度指令値を補正し新たな主機速度
指令値として前記主機速度制御手段に入力する手段とを
設けたことを特徴とするルーパ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5086217A JP3041155B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | ルーパ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5086217A JP3041155B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | ルーパ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06297016A JPH06297016A (ja) | 1994-10-25 |
| JP3041155B2 true JP3041155B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=13880619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5086217A Expired - Lifetime JP3041155B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | ルーパ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041155B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08150408A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-11 | Toshiba Corp | ルーパ制御装置 |
| CN117259446B (zh) * | 2023-09-15 | 2025-03-07 | 常熟市龙腾特种钢有限公司 | 活套控制方法、系统、电子设备及存储介质 |
| CN117718335B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-05-31 | 东北大学 | 一种融合ilq理论和机器学习的活套-厚度控制方法 |
-
1993
- 1993-04-13 JP JP5086217A patent/JP3041155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06297016A (ja) | 1994-10-25 |
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