JP3253009B2 - 圧延機の予測制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延機の予測制御
方法及び装置に係り、特に、急激な温度変動や板厚変動
が存在する圧延材の最先端に対しても、高精度の板厚制
御を行うことが可能な、入側板厚の予測される履歴に応
じて、出側板厚やスタンド間張力が目標値となるよう、
圧下位置やミル速度を制御する圧延機の予測制御方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】出側板厚やスタンド間張力が目標値とな
るよう、圧下位置やミル速度を制御する方法としては、
例えばスタンド入側に設けたＸ線厚み計等の板厚計で測
定した圧延材長手方向一点の板厚偏差に応じて、全体を
フィードフォワード制御する、いわゆるＸ線ダイナミッ
クセットアップ法（Ｘ線ＤＳＵと称する）、入側のＸ線
板厚計で測定した入側板厚偏差をトラッキングして、ミ
ル直前の入側板厚偏差を計算し、該入側板厚偏差により
発生する出側板厚偏差をフィードフォワードで修正する
フィードフォワード自動板厚制御法（ＦＦ−ＡＧＣ）、
入側の板厚パターンに応じてフィードフォワードで制御
するパターン制御、目標板厚と実績板厚の差を圧下位置
指令にフィードバックする絶対値ＡＧＣ等が行われてい
る。

【０００３】又、特開平７−１６６２５には、予見制御
理論を適用して、入側板厚の予測される履歴に応じて、
出側板厚やスタンド間張力が目標値となるよう、圧下位
置やミル速度を予測制御する、予見制御理論（Ｐreview
Ｃontrol）を適用したＡＧＣ（いわゆるＰＶ−ＡＧ
Ｃ）が提案されている。

【０００４】特開平７−１６６２５で提案されたＰＶ−
ＡＧＣは、図８に示す如く、上流側の第ｉ−１スタンド
Ｆi-1 と当該第ｉスタンドＦi の間に、圧延材１０の板
厚を測定する板厚計１２を設け、該板厚計１２で測定し
た入側板厚偏差の履歴を入側板厚偏差記憶部１４に記憶
し、該入側板厚偏差記憶部１４に記憶された入側板厚偏
差の履歴に基づいて、フィードフォワード制御部１６で
フィードフォワード制御用出力を求める。更に、上流側
第ｉ−１スタンドＦi-1 のワークロール駆動用モータＭ
i-1 から入力されるミル速度実績、スタンド間に配置し
た張力計２０から入力される張力実績、当該第ｉスタン
ドＦi の荷重計２２i の出力から計算されるＦi ゲージ
メータ（ＧＭ）板厚、同じく第ｉスタンドＦi の圧下制
御装置２４i から入力される圧下位置実績に応じて、フ
ィードバック制御部２６でフィードバック制御用出力を
計算する。

【０００５】前記フィードフォワード制御部１６出力の
フィードフォワード制御用出力と、前記フィードバック
制御部２６出力のフィードバック制御用出力は加算さ
れ、上流側スタンドＦi-1 の駆動用モータＭi-1 にミル
速度指令として出力されると共に、当該スタンドＦi の
圧下制御装置２４i に圧下位置指令として出力される。

【０００６】図において、２２i-1 、２４i-1 は、それ
ぞれ、上流側第ｉ−１スタンドＦi-1 の荷重計及び圧下
制御装置である。

【０００７】このように、入側板厚偏差の履歴を記憶し
て、フィードフォワード制御に活用することにより、各
アクチュエータが遅れを持つ場合でも、適切なフィード
フォワード外乱制御が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平７−１６６２５に記載された予測制御では、張力制
御装置（駆動用モータＭi-1 ）と圧下制御装置２４i を
同時に予測制御しているため、フィードフォワード制御
部１６での演算ロジックが非常に複雑になり、実現不可
能な恐れもある。又、フィードフォワード制御部１６の
入力に、板厚計１２で検出した入側板厚偏差を、そのま
ま用いているため、圧延材１０の温度変動が考慮され
ず、温度変動により発生する板厚変動は修正できない等
の問題点を有していた。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、比較的簡単な演算により予測制御を
実現することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、入側板厚の予
測される履歴に応じて、出側板厚やスタンド間張力が目
標値となるよう、圧下位置やミル速度を制御する圧延機
の予測制御方法において、実績を採取する上流側スタン
ドの圧延荷重実績と入出側板厚から、制御対象である当
該スタンドの出側板厚の履歴を予測し、該予測される出
側板厚の履歴をフィードフォワードの入力として、圧下
位置を予見フィードフォワード制御すると共に、圧下速
度にリミットを設けることにより、張力やマスフローの
乱れを防ぐようにして、前記課題を解決したものであ
る。

【００１１】又、当該スタンドに圧延材が噛み込むまで
は、予見フィードフォワード制御のみを行い、圧延材噛
み込み後は、フィードバック制御と予見フィードフォワ
ード制御を併用するようにしたものである。

【００１２】本発明は、又、同様な圧延機の予測制御装
置において、実績を採取する上流側スタンドの圧延荷重
実績及び入出側板厚を記憶するためのデータ記憶部と、
該データ記憶部に格納されたデータ及び上流側スタンド
のゲージメータ板厚から、制御対象である当該スタンド
の出側板厚偏差を計算するゲージメータ板厚偏差演算部
と、前記データ記憶部に格納されたデータ及びスタンド
間に配置した板厚計で検出した板厚から、当該スタンド
の出側板厚偏差を計算する板厚計板厚偏差演算部と、該
板厚偏差演算部で計算された出側板厚偏差の履歴を記憶
するための出側板厚偏差記憶部と、該出側板厚偏差記憶
部に格納されたデータから、予見フィードフォワード制
御用出力を計算するフィードフォワード制御部と、当該
スタンドのゲージメータ板厚に基づいて、フィードバッ
ク制御用出力を計算するフィードバック制御部と、前記
フィードフォワード制御用出力とフィードバック制御用
出力の和にフィルタをかける出力フィルタ部と、該出力
フィルタ部から圧下制御装置に出力される圧下速度や圧
下位置にリミットをかけるリミット処理部と、リミット
処理時にリセットワインドアップを実施するリセットワ
インドアップ処理部とを備えることにより、同じく前記
課題を解決したものである。

【００１３】又、前記フィードフォワード制御部で、板
厚計よりも下流側で板厚計実績を使用できる所は、板厚
計による板厚偏差を用い、板厚計実績の存在しない所
は、ゲージメータ板厚偏差を用いるようにしたものであ
る。

【００１４】本発明に係る予見制御（ＰＶ−ＡＧＣ）
は、図１に機能概念を示すように、従来のＸ線ＤＳＵ、
ＦＦ−ＡＧＣ、パターン制御、絶対値ＡＧＣの機能を足
し合わせて最適化したような動作を行う。又、図２に制
御概念を示すように、上流側スタンドＦi-1 の各種実績
と板厚計１２の実績をトラッキングしたデータから計算
する予見フィードフォワードと、出側板厚実績から計算
する最適フィードバックから構成される、フィードフォ
ワード制御とフィードバック制御の組合せとなってい
る。ここで、予見フィードフォワードがＸ線ＤＳＵ、Ｆ
Ｆ−ＡＧＣ、パターン制御の役割を果たし、最適フィー
ドバックが絶対値ＡＧＣの役割を果たす。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１６】本実施形態は、図３に示す如く、従来例と
同様の板厚計１２、荷重計２２i-1、２２i 及び圧下制
御装置２４i-1 、２４i を備えた圧延機において、上流
側第ｉ−１スタンドＦi-1 の圧延荷重実績及び入出側板
厚を記憶するためのデータ記憶部４０と、該データ記憶
部４０に格納されたデータ及び上流側第ｉ−１スタンド
Ｆi-1 の荷重計２２i-1 の出力から計算される第ｉ−１
スタンドゲージメータ（ＧＭ）板厚から、当該第ｉスタ
ンドＦi の出側板厚偏差を計算するゲージメータ（Ｇ
Ｍ）板厚偏差演算部４２と、前記データ記憶部４０に格
納されたデータ及びスタンド間に配置した板厚計１２で
検出した板厚から、当該第ｉスタンドＦiの出側板厚偏
差を計算する板厚計板厚偏差演算部４４と、該板厚偏差
演算部４２、４４で計算された出側板厚偏差の履歴を、
それぞれ記憶するための出側板厚偏差記憶部４６と、該
出側板厚偏差記憶部４６に格納されたデータから、予見
フィードフォワード制御用出力を計算するフィードフォ
ワード制御部４８と、当該第ｉスタンドＦi の荷重計２
２i の出力から計算される当該第ｉスタンドＦi のゲー
ジメータ（ＧＭ）板厚に基づいて、フィードバック制御
用出力を計算するフィードバック制御部５０と、前記予
見フィードフォワード制御用出力とフィードバック制御
用出力の和にフィルタを掛ける出力フィルタ部５２と、
該出力フィルタ部５２から当該第ｉスタンドＦi の圧下
制御装置２４i に出力される圧下速度にリミットを掛け
る圧下速度リミット処理部５４と、同じく圧下位置にリ
ミットを掛ける圧下位置リミット処理部５６と、リミッ
ト処理時にリセットワインドアップを実施するリセット
ワインドアップ処理部５８とを備えたものである。

【００１７】次に、本実施形態における予見制御（ＰＶ
−ＡＧＣ）の設計方法を説明する。

【００１８】図４は、予見制御の制御ブロックを示した
ものである。ここで、Ｆｅは出力フィードバックゲイ
ン、Ｆｘは状態フィードバックゲイン、Ｆｄは予見フィ
ードフォワードゲイン、Ｍｄは外乱予測ステップ数であ
る。

【００１９】次に、Ｆｅ、Ｆｘ、Ｆｄの導出方法につい
て述べる。まず、圧延プロセスｘ及び出力ｙを次のよう
な状態方程式で表わす。

【００２０】 ｘ（ｋ＋ｌ）＝Ａｘ（ｋ）＋Ｂｕ（ｋ）＋Ｅｄ（ｋ） …（１） ｙ（ｋ）＝Ｃｘ（ｋ） …（２）

【００２１】ここで、Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｃは定数、ｕ（ｋ）
は圧延プロセスへの制御入力、ｄ（ｋ）は外乱である。

【００２２】又、基準値をＲとして、誤差信号ｅを次式
で定義する。

【００２３】 ｅ（ｋ）＝Ｒ−ｙ（ｋ） …（３）

【００２４】ここで、次のようなエラーシステムを導入
する。

【００２５】

【数１】

【００２６】ここで、Ｉｍは単位行列である。

【００２７】この（４）式は、次式のように書き替える
ことができる。但し、（４）式のそれぞれの項は、
（５）式のそれぞれの項に対応する。

【００２８】 Ｘ0 （ｋ＋ｌ）＝ΦＸ0 （ｋ）＋ＧΔｕ（ｋ）＋ＧｄΔｄ（ｋ） …（５）

【００２９】

【数２】

【００３０】（４）式又は（５）式のエラーシステムに
対して、現在時刻からＭｄステップ未来までの外乱ｄが
既知であるとして、次のような誤差項と入力項を含む２
次形式の評価関数Ｊを定義する。

【００３１】

【数３】

【００３２】ここで、Ｑ、Ｈは、それぞれ半正定行列、
正定行列となる、設計者が決めるべき重み行列である。

【００３３】このとき、（６）式を最小化する制御入力
Δｕ（ｋ）は、次式となる。

【００３４】

【数４】

【００３５】但し、 Ｆ0 ＝−［Ｈ＋Ｇ^T ＰＧ］^-1Ｇ^T ＰΦ …（８） Ｆｄ（ｊ）＝−［Ｈ＋Ｇ^T ＰＧ］^-1Ｇ^T （ξ^T ）^j ＰＧｄ …（９） （ｊ≧０） ξ＝Φ＋ＧＦｏ …（１０） であり、Ｐは次のリカッチ方程式の解である。

【００３６】 Ｐ＝Ｑ＋Φ^T ＰΦ−ΦＰＧ［Ｈ＋Ｇ^T ＰＧ］^-1Ｇ^T ＰΦ …（１１） 従って、ＰＶ−ＡＧＣの操作量ｕ（ｋ）は、Ｆ0 ＝［Ｆ
ｅ Ｆｘ］と置くと、次式で表わされる。

【００３７】

【数５】

【００３８】ここで、右辺第１項が出力フィードバック
項、第２項が状態フィードバック項、第３項が予見フィ
ードフォワード項である。

【００３９】次に、仕上ＡＧＣへの適用を考えると、圧
下位置指令から板厚への伝達関数は、次式で与えられ
る。

【００４０】 ｈ（ｔ）＝｛Ｍ／（Ｍ＋Ｑ）｝｛１／（１＋Ｔｓｓ）｝Ｓref （ｔ） ＋ｄpre （ｔ） …（１３）

【００４１】但し、Ｔｓは油圧圧下の時定数、Ｓref は
圧下位置指令、ｈは出側板厚、ｄpre は予見外乱であ
る。

【００４２】各材料によって、重み行列Ｑの値が変化す
るので、この影響をキャンセルするため、特開平７−１
６６２５には記載されていない前置補償器（Ｍ＋Ｑ）／
Ｍと時定数Ｔｆの一次遅れフィルタをおく。通常、Ｔｓ
はＴｆよりも非常に小さいので、油圧圧下の応答遅れは
無視できる。従って、前置補償器及び出力フィルタを付
加したプロセスの圧下位置指令Ｓrsf ′から板厚ｈへの
伝達関数は、次式で与えられる。

【００４３】 ｈ（ｔ）＝｛１／（１＋Ｔｆｓ）｝Ｓref ′（ｔ）＋ｄpre （ｔ）…（１４）

【００４４】これを離散化すると、次式となる。

【００４５】 ｈ（ｋ＋１）＝｛１−（ΔＴ／Ｔｆ）｝ｈ（ｋ） ＋（ΔＴ／Ｔｆ）Ｓref ′＋ｄpre （ｋ＋１） −｛１−（ΔＴ／Ｔｆ）｝ｄpre （ｋ） …（１５） ｈ（ｋ）＝ｈ（ｋ） …（１６）

【００４６】この（１５）式の右辺第３項と第４項の和
を改めてｄ（ｋ）とおくと、（１）式と同じ形となる。
従って、（１５）式及び（１６）式を、（１）式及び
（２）式に代入することにより、最適ゲインを導出する
ことができる。

【００４７】図５に、ステップ状の板厚外乱に対する応
答の比較を示す。なお、制御対象のミル定数を５００ト
ン／ｍｍ、塑性定数を５００トン／ｍｍとし、従来ＡＧ
Ｃの圧下動作速度リミットを１．２ｍｍ／秒、本発明法
のＴｆ＝０．２秒、重み行列を次式とした。

【００４８】

【数６】

【００４９】本発明法では、外乱が発生する前に予め板
厚が修正されるため、板厚偏差の最大値が従来ＡＧＣに
比べ、約１／２になっていることが分かる。

【００５０】本実施形態における操作量の計算ロジック
では、（１２）式に示すように、ｅ（ｋ）、ｘ（ｋ）を
用いている。即ち、板厚偏差の実績値が必要である。と
ころが、圧延機に圧延材が噛み込むメタルイン前には、
当該スタンドの板厚偏差の実績値が存在しないので、ｅ
（ｋ）、ｘ（ｋ）は計算できない。一方、最先端の板厚
偏差を最適化するためには、メタルイン時の圧下位置を
適切にしておく必要がある。そこで、メタルイン前の圧
下位置制御方法について説明する。

【００５１】まず、（１２）式の各項について考える
と、右辺第１項は出力フィードバック項で、定常偏差を
零にする機能を有する。この項では、目標偏差ｅ（ｋ）
を用いている。この項は積分制御であるので、制御開始
時は零から始まる。右辺第２項は状態フィードバック項
で、通常状態量制御系を安定化するために用いられる。
この項では、状態偏差Ｘ（ｋ）を用いている。この状態
偏差Ｘ（ｋ）は、通常制御開始タイミングからの偏差で
あるので、零から始まる。右辺第３項は予見フィードフ
ォワード項で、これが本発明法の最大の特徴であり、未
来の外乱に対する圧下修正量の指令となっている。

【００５２】右辺第１項及び第２項は、制御開始時は零
であるが、第３項は零とならない。従って、右辺第１項
及び第２項のフィードバック制御開始前は、未来の外乱
分のみ圧下を修正しておくと、制御開始時に有利とな
る。制御対象が油圧圧下の場合、圧下装置自身は安定で
あり、状態フィードバックによって安定化する必要がな
い。そこで、図６に示すように、本発明法による制御を
非定常部１モードと非定常部２モードに分割する。非定
常部１では、右辺第３項の予見フィードフォワードのみ
で動作させ、非定常部２では、右辺第１項、第２項のフ
ィードバックと第３項の予見フィードフォワードの併用
で圧下を動作させる。制御タイミングとしては、非定常
部１モードは、当該スタンドのメタルイン前（例えば上
流側スタンドのメタルイン）から動作を開始し、当該ス
タンドがメタルインして非定常部２モードが開始するま
でとする。このメタルイン前の制御ロジックの流れ図を
図７に示す。

【００５３】次に外乱予測ロジックについて説明する。
未来外乱の要因としては、入側板厚変動と温度変動が考
えられる。入側板厚変動の補償は、例えば従来から行っ
ているＸ線ＤＳＵのロジックを用いることができる。入
側板厚変動は、上流側スタンドのゲージメータによる計
算板厚及び当該スタンド直前の板厚計を用いて直接測定
できるが、温度変動に関しては、直接測定できない。そ
こで、温度変動は全て荷重変動として現われると考え、
予測荷重変動を予測板厚変動に変換する。予測荷重変動
は、例えば設定計算で用いている荷重モデル学習のロジ
ックを採用する。当該第ｉスタンド荷重変動ΔＰfiの予
測式を次に示す。

【００５４】 ΔＰfi＝（Ｐpi-1−１）＊Ｐri …（１８）

【００５５】ここで、Ｐriは第ｉスタンド設定荷重、Ｐ
pi-1は次式で計算する。

【００５６】

【数７】

【００５７】ここで、ＰFi-1は、上流側第ｉ−１スタン
ドＦi-1 の圧延荷重実績、ΔＨi-1は、同じく入側板厚
偏差、Δｈi-1 は、同じく出側板厚偏差を示す。

【００５８】（１８）式及びＸ線ＤＳＵの板厚偏差予測
式より、当該第ｉスタンドＦi の出側板厚偏差は、次式
のように予測できる。

【００５９】 Δｄi ＝−１／｛Ｍi −（∂Ｐi ／∂ｈi ）｝ ×｛（∂Ｐi ／∂Ｈi ）［ΔＨi −ΔＨrefi］ ＋ΔＰfi｝ …（２０）

【００６０】ここで、Ｍi は、第ｉスタンドのミル定
数、ΔＨrefiは、同じく目標入側板厚偏差である。

【００６１】（１８）〜（２０）式の計算に用いる板厚
は、ゲージメータ計算板厚を用いる場合と、板厚計実績
を用いる場合の２通りが考えられる。ゲージメータ計算
板厚は、上流側スタンドＦi-1 の出側から使用できる
が、板厚計実績は、直前の板厚計１２の出側からしか使
用できない。従って、予見ステップ数は、ゲージメータ
計算板厚を用いた方が多くなる。一方、精度の面で考え
ると、板厚計実績はゲージメータ計算板厚に比べて精度
がよい。そこで、板厚計１２よりも下流の板厚計実績が
使用できるところでは、板厚計実績を用い、板厚計実績
の存在しないところは、ゲージメータ計算板厚を用いる
ようにすることができる。

【００６２】又、従来ＡＧＣでは、通板性を確保するた
めに、圧下動作リミットを設けているが、本発明法で
も、圧延材１０の塑性定数が大きいときは、圧下動作が
大きくなるため、圧下動作リミットを設ける必要があ
る。本発明法は、従来ＡＧＣと違い、積分制御を含んで
いるため、リミット処理時は、図８に示すようなリセッ
トワインドアップ処理が必要となる。即ち、圧下速度が
所定範囲内の通常時は、計算出力をそのまま出力し、速
度上限又は下限にかかる場合は、通常の圧下を禁止す
る。そして、通常時は偏差積分を実施し、圧下が禁止さ
れているときには積分を行わず、偏差積分値をホールド
する。

【００６３】図９に、塑性定数１５００トン／ｍｍの材
料に対して、リセットワインドアップ処理を行った場合
（実線Ａ）と行わなかった場合（破線Ｂ）の外乱応答を
シミュレーションした結果を示す。なお、圧下速度リミ
ットは０．８ｍｍ／秒とした。シミュレーション結果か
ら、リセットワインドアップ処理を実施することによ
り、オーバーシュートが回避できていることが分かる。

【００６４】次に、出力フィルタを最適化するべく、フ
ィルタ時定数とステップ状板厚外乱に対する応答の関係
をシミュレーションした結果を図１０に示す。フィルタ
の時定数としては、５０ミリ秒、１００ミリ秒、２００
ミリ秒、４００ミリ秒の４水準とした。図１０から、フ
ィルタ時定数が大きいほど予見動作量が大きくなること
が分かるが、重み行列を調整するほどには変化があまり
見られない。従って、フィルタ時定数はあまり大きくせ
ず、例えば２００ミリ秒とすることができる。

【００６５】次に、本発明法で用いる予見ステップ数Ｍ
ｄを決定するため、予見ステップ数とステップ状板厚外
乱に対する応答の関係をシミュレーションした結果を図
１１に示す。図１１から、予見ステップ数Ｍｄ＝３０ま
では、使用ステップ数を多くするほど予見動作量が大き
くなるが、Ｍｄ＝３０（板厚３．０ｍｍの低炭材で約
３．５ｍ）を超えると、応答はほとんど変化しない。つ
まり、あまり遠い未来の情報は必要ないことが分かる。

【００６６】以上のシミュレーション結果より、例えば
前出（１７）式に示したように、重み行列Ｑの一行一列
の項Ｑｅ＝５、Ｈ＝５００、フィルタ時定数Ｔｆ＝２０
０ミリ秒、予見ステップ数Ｍｄ＝３０ステップとするこ
とができる。

【００６７】

【実施例】本発明法の有効性を評価するため、実圧延デ
ータを用いたシミュレーションで、従来制御（Ｘ線ＤＳ
Ｕ＋ＡＧＣ）、ＦＦ−ＡＧＣ、本発明法（ＰＶ−ＡＧ
Ｃ）の比較を行った。まず、実機の入側板厚外乱を用い
て比較したシミュレーションデータを、図１２〜図１４
に示す。図１２がＸ線ＤＳＵ＋ＡＧＣ使用時、図１３が
ＦＦ−ＡＧＣ使用時、図１４が本発明法使用時である。
シミュレーション実施材は、寸法２．０３×１０１８ｍ
ｍの６０Ｋ鋼である。

【００６８】シミュレーション結果より、本発明法で
は、バー内（単一製品内）の板厚変動が従来ＡＧＣに比
べ約４０％改善されることが分かる。又、ＦＦ−ＡＧＣ
に比べても、約３０％の改善効果が見られる。これは、
本発明法が、未来の外乱を用いて、最適な圧下動作を行
っているためである。

【００６９】次に、種々の外乱に対して制御性の比較を
行った結果を図１５に示す。オフセット外乱に対する制
御性の評価は、従来ＡＧＣと本発明法で同じである。こ
れは、外乱にバー内変動がないときは、従来ＡＧＣの動
作が、最適な圧下動作となるためである。又、バー内変
動に対する制御性については、従来ＡＧＣ、ＦＦ−ＡＧ
Ｃ、本発明法の順で良くなる。

【００７０】次に、前記非定常部２モードの実機適用実
験を行った。同一サイクルで２．３×８００ｍｍの圧延
材が連続して１３本圧延されたので、前半８本を本発明
法による制御オン、後半５本をオフとした。本発明法に
よるＰＶ−ＡＧＣオン時のチャートデータを図１６に、
オフ時のチャートデータを図１７に示す。両者の仕上第
６スタンドＦ６−第７スタンドＦ７間板厚偏差と、仕上
出側予測板厚偏差のバー内変動量はほぼ同じであるが、
ＰＶ−ＡＧＣオンでは、予測修正を行っているため、仕
上出側板厚偏差のバー内変動がＰＶ−ＡＧＣオフ時に比
べ低減されていることが分かる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、圧下制御のみ予測制御
し、圧下制御装置への指令に速度リミットを設けて張力
やマスフローが乱れないようにしているので、演算ロジ
ックが簡単になり、実機化が容易である。又、上流側ス
タンドの圧延荷重実績と入出側板厚変動の両方から出側
板厚変動を予測し、該予測出側板厚変動をフィードフォ
ワードの入力としているので、温度変動により発生する
板厚変動も修正できる。更に、出力フィルタを設けるこ
とによって、圧下速度リミットを設けたことによる最適
性の劣化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＰＶ−ＡＧＣの機能を示す概念図

【図２】同じく制御概念図

【図３】本発明の実施形態の全体構成を示すブロック線
図

【図４】ＰＶ−ＡＧＣの制御ブロックを示す線図

【図５】板厚のステップ状外乱に対する従来法と本発明
法の応答を比較して示す線図

【図６】メタルイン前後の制御状態の例を示す線図

【図７】同じく制御ロジックを示す流れ図

【図８】本発明法におけるリセットワインドアップ処理
手順を示す流れ図

【図９】リセットワインドアップの有無による制御結果
を比較して示す線図

【図１０】フィルタ時定数と板厚ステップ外乱応答の関
係の例を示す線図

【図１１】予見外乱の使用ステップ数と板厚ステップ外
乱応答の関係の例を示す線図

【図１２】従来制御使用時の実圧延データを用いたシミ
ュレーション結果を示す線図

【図１３】ＦＦ−ＡＧＣ使用時の実圧延データを用いた
シミュレーション結果の例を示す線図

【図１４】本発明法使用時の実圧延データを用いたシミ
ュレーション結果の例を示す線図

【図１５】従来ＡＧＣ、ＦＦ−ＡＧＣ、本発明法におけ
る、オフセット外乱及びバー内変動に対する制御性を比
較して示す図表

【図１６】本発明法をオンとしたときの実機適用実験に
おけるチャートデータの例を示す線図

【図１７】本発明法をオフとしたときの実機適用実験に
おけるチャートデータの例を示す線図

【図１８】特開平７−１６６２５に記載された従来の予
測制御装置の構成を示すブロック線図

【符号の説明】

Ｆi-1 、Ｆi …スタンド １０…圧延材 １２…板厚計 １６、４８…フィードフォワード制御部 ２２i 、２２i+1 …荷重計 ２４i 、２４i+1 …圧下制御装置 ２６、５０…フィードバック制御部 ４０…データ記憶部 ４２…ゲージメータ板厚偏差演算部 ４４…板厚計板厚偏差演算部 ４６…出側板厚偏差記憶部 ５２…出力フィルタ部 ５４…圧下速度リミット処理部 ５６…圧下位置リミット処理部 ５８…リセットワインドアップ処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−100516（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−100518（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−137507（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−219601（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−309005（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−204718（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 37/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入側板厚の予測される履歴に応じて、出側
   板厚やスタンド間張力が目標値となるよう、圧下位置や
   ミル速度を制御する圧延機の予測制御方法において、実績を採取する 上流側スタンドの圧延荷重実績と入出側
   板厚から、制御対象である当該スタンドの出側板厚の履
   歴を予測し、 該予測される出側板厚の履歴をフィードフォワードの入
   力として、圧下位置を予見フィードフォワード制御する
   と共に、 圧下速度にリミットを設けることにより、張力やマスフ
   ローの乱れを防ぐことを特徴とする圧延機の予測制御方
   法。
2. 【請求項２】請求項１において、当該スタンドに圧延材
   が噛み込むまでは、予見フィードフォワード制御のみを
   行い、圧延材噛み込み後は、フィードバック制御と予見
   フィードフォワード制御を併用することを特徴とする圧
   延機の予測制御方法。
3. 【請求項３】入側板厚の予測される履歴に応じて、出側
   板厚やスタンド間張力が目標値となるよう、圧下位置や
   ミル速度を制御する圧延機の予測制御装置において、実績を採取する 上流側スタンドの圧延荷重実績及び入出
   側板厚を記憶するためのデータ記憶部と、 該データ記憶部に格納されたデータ及び上流側スタンド
   のゲージメータ板厚から、制御対象である当該スタンド
   の出側板厚偏差を計算するゲージメータ板厚偏差演算部
   と、 前記データ記憶部に格納されたデータ及びスタンド間に
   配置した板厚計で検出した板厚から、当該スタンドの出
   側板厚偏差を計算する板厚計板厚偏差演算部と、 該板厚偏差演算部で計算された出側板厚偏差の履歴を記
   憶するための出側板厚偏差記憶部と、 該出側板厚偏差記憶部に格納されたデータから、予見フ
   ィードフォワード制御用出力を計算するフィードフォワ
   ード制御部と、 当該スタンドのゲージメータ板厚に基づいて、フィード
   バック制御用出力を計算するフィードバック制御部と、 前記フィードフォワード制御用出力とフィードバック制
   御用出力の和にフィルタをかける出力フィルタ部と、 該出力フィルタ部から圧下制御装置に出力される圧下速
   度や圧下位置にリミットをかけるリミット処理部と、 リミット処理時にリセットワインドアップを実施するリ
   セットワインドアップ処理部と、 を備えたことを特徴とする圧延機の予測制御装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記フィードフォワー
   ド制御部で、板厚計よりも下流側で板厚計実績を使用で
   きる所は、板厚計による板厚偏差を用い、板厚計実績の
   存在しない所は、ゲージメータ板厚による板厚偏差を用
   いることを特徴とする圧延機の予測制御装置。