通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠無干擾地控制軋材的速度和張力的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)。通板設(shè)備的控制系統(tǒng)包括：基于軋材的中央速度的目標值與速度測量部所測得的測量值之間的速度偏差，計算出與所述軋材的行進分量相對應的值的行進分量計算部；基于所述軋材的張力的目標值與張力測量部所測得的測量值之間的張力偏差，計算出與垂直于所述軋材的行進分量的拉伸分量相對應的值的拉伸分量計算部；通過對與所述軋材的行進分量相對應的值加上與拉伸分量相對應的值，從而計算出驅(qū)動所述前方輥的前方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值的前方控制器；以及通過從與所述軋材的行進分量相對應的值減去與拉伸分量相對應的值，從而計算出驅(qū)動所述后方輥的后方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值的后方控制器。
【專利說明】通板設(shè)備的控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通板設(shè)備的控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]例如，專利文獻I和2中，提出了無干擾地控制軋材的厚度和形狀的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)。根據(jù)該控制系統(tǒng)，能夠適當?shù)乜刂栖埐牡暮穸群托螤睢?br> 現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
[0003]專利文獻1:日本專利特開2011-147957號公報專利文獻2:國際公開第2006/123394號
專利文獻3:日本專利特開平6-526號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0004]然而，專利文獻I和2中，不能夠無干擾地控制軋材的速度和張力。因此，無法穩(wěn)定地傳送軋材。
[0005]本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的。即，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠無干擾地控制軋材的速度和張力的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0006]本發(fā)明所涉及的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)包括:速度測量部，該速度測量部對在前方輥和后方輥之間行進的軋材的中央速度進行測量；張力測量部，該張力測量部對在所述前方輥和所述后方輥之間行進的軋材的張力進行測量；行進分量計算部，該行進分量計算部基于所述軋材的中央速度的目標值與所述速度測量部所測得的測量值之間的速度偏差，計算出與所述軋材的行進分量相對應的值；拉伸分量計算部，該拉伸分量計算部基于所述軋材的張力的目標值與所述張力測量部所測得的測量值之間的張力偏差，計算出與垂直于所述軋材的行進分量的拉伸分量相對應的值；前方控制器，該前方控制器通過對與所述軋材的行進分量相對應的值加上與拉伸分量相對應的值，從而計算出驅(qū)動所述前方輥的前方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值；以及后方控制器，該后方控制器通過從與所述軋材的行進分量相對應的值減去與拉伸分量相對應的值，從而計算出驅(qū)動所述后方輥的后方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值。
發(fā)明效果
[0007]根據(jù)本發(fā)明，能夠無干擾地控制軋材的速度和張力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是使用了本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的通板設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的速度控制與張力控制的關(guān)系的圖。
圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的前方混合控制器的框圖。
圖4是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的后方混合控制器的框圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的速度控制的框圖。
圖6是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的張力控制的框圖。
圖7是使用了本發(fā)明的實施方式2中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的通板設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的前方輥電動機的框圖。
圖9是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的后方輥電動機的框圖。
圖10是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的速度控制的框圖。
圖11是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的張力控制的框圖。
圖12是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的前方輥電動機的框圖。
圖13是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的后方輥電動機的框圖。
圖14是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的速度控制的框圖。
圖15是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的張力控制的框圖。

【具體實施方式】
[0009]根據(jù)附圖，對用于實施本發(fā)明的實施方式進行說明。此外，對于各圖中相同或相當?shù)牟糠?，標注相同的標號。該部分的重復說明將適當?shù)睾喕蚴÷浴?br> [0010]實施方式1.圖1是使用了本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的通板設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖1中，在軋材I的行進方向的前方側(cè)，設(shè)有前方輥2。在前方輥2的附近，設(shè)有前方傳送棍3。在前方棍2的中心,安裝有前方棍電動機4的輸出軸。在前方棍電動機4的附近，設(shè)有前方速度傳感器5。前方驅(qū)動裝置6與前方棍電動機4和前方速度傳感器5相連接。
[0012]在軋材I的行進方向的后方側(cè)，設(shè)有后方輥7。在后方輥7的附近，設(shè)有后方傳送輥8。在后方輥7的中心，安裝有后方輥電動機9的輸出軸。在后方輥電動機9的附近，設(shè)有后方速度傳感器10。后方驅(qū)動裝置11與后方輥電動機9和后方速度傳感器10相連接。
[0013]在前方輥2與后方輥7之間，在軋材I的中央的上方，設(shè)有激光速度傳感器12以作為速度測量部。張力傳感器13與軋材I的中央的下表面接觸以作為張力測量部。控制器14與激光速度傳感器12和張力傳感器13相連接。控制器14與前方驅(qū)動裝置6和后方驅(qū)動裝置11相連接?？刂破?4包括前方混合控制器、后方混合控制器。
[0014]接下來，使用圖2，說明軋材I的速度控制與張力控制的關(guān)系。
圖2是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的速度控制與張力控制的關(guān)系的圖。
[0015]如圖2所示，控制器14對前方輥電動機4的角速度ω f ( r a d / s )與后方輥電動機9的角速度ω b ( r a d / s )的和分量(1，I)及差分量(1，_1)這兩個變量進行反饋控制。和分量(1，I)及差分量(1，_1)由下式⑴來表示。
[0016][數(shù)學式I]
(φ/+%1=?! 1 )ia>f1 ?ω/+I (I)
M — Ui ?Α J J 2 U -1 人’ (Ob)
[0017]如式(I)所示，和分量(1，I)及差分量(1，_1)是通過使用二次哈達瑪變換矩陣H對角速度ω f和角速度ω b進行變換而計算出的。哈達瑪變換矩陣是正交變換矩陣。在哈達瑪變換矩陣中，行分量的內(nèi)積和列分量的內(nèi)積為O。
[0018]表示和分量(1，I)的向量空間定義為“軋材的行進方向的坐標空間”。表示差分量(1,-1)的空間定義為“軋材的拉伸方向的坐標空間”。
[0019]控制器14在“軋材的行進方向的坐標空間”中決定軋材I的速度。控制器14基于“軋材的拉伸方向的坐標空間”來決定軋材I的張力。此時，和分量(1，I)及差分量(1，-1)是正交的向量的量。因此，獨立地決定軋材I的速度和張力。
[0020]接下來，使用圖3，說明前方混合控制器。
圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的前方混合控制器的框圖。
[0021]如圖3所示，前方混合控制器15包括速度用PI控制器15a、張力用PI控制器15b。
[0022]向速度用PI控制器15a輸入軋材I的中央速度的指令值V r。Hemd (m m/ s)與響應值V r 0丨丨r e s (mm / s )之間的偏差。此時，響應值5從激光速度傳感器12輸入。速度用PI控制器15a作為行進分量計算部，基于該偏差來計算出與軋材I的行進分量相對應的值。
[0023]向張力用PI控制器15b輸入軋材I的張力的指令值T rol !cmdCMP a )與響應值Tr(5ll〃s(MP a)之間的偏差。此時，響應值從張力傳感器13輸入。張力用PI控制器15b作為拉伸分量計算部，基于該偏差來計算出與軋材I的拉伸分量相對應的值。
[0024]前方混合控制器15通過對速度用PI控制器15a的輸出值加上張力用PI控制器15b的輸出值，從而計算出前方輥電動機4的轉(zhuǎn)矩基準值τ fuf。轉(zhuǎn)矩基準值τ f…由下式(2)來表示。
[0025][數(shù)學式2] Tjf = J ■ < = —Cr fc; - T:f y Cy (V: — V=) (2)
[0026]其中，J ( k g.m 2)是前方棍2的轉(zhuǎn)動慣量。co/eyrad / S )是前方棍2的角速度的基準值。CvS速度用PI控制器15a來設(shè)定。C τ由張力用PI控制器15b來設(shè)定。
[0027]轉(zhuǎn)矩基準值τ f 被輸入到電流控制器15c。電流控制器15c基于轉(zhuǎn)矩基準值τ fuf計算出轉(zhuǎn)矩電流值I q(A)。基于轉(zhuǎn)矩電流值I q，決定前方輥電動機4的d軸磁通Cpd (W b )?；谠揹軸磁通fi和轉(zhuǎn)動慣量J，決定前方輥電動機4的角速度的響應值ω fresCrad/ s )0基于角速度的響應值ω fre 5和前方輥2的半徑R，決定前方輥2的圓周速度V f ^e s (m m / s )。此時,前方棍2的圓周速度V f ^e s不反饋。
[0028]接下來，使用圖4，說明后方混合控制器16。
圖4是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的后方混合控制器的框圖。
[0029]如圖4所不,后方混合控制器16包括速度用PI控制器16a、張力用PI控制器16b。
[0030]向速度用PI控制器16a輸入軋材I的中央速度的指令值Vu11m/ s)與響應值V r 0丨丨r e s (mm / s )之間的偏差。此時，響應值5從激光速度傳感器12輸入。速度用PI控制器16a作為行進分量計算部，基于該偏差來計算出與軋材I的行進分量相對應的值。
[0031]向張力用PI控制器16b輸入軋材I的張力的指令值T rol !cmdCMP a )與響應值Tr(5ll〃s(MP a)之間的偏差。此時，響應值從張力傳感器13輸入。張力用PI控制器16b作為拉伸分量計算部，基于該偏差來計算出與軋材I的拉伸分量相對應的值。
[0032]后方混合控制器16通過將速度用PI控制器16a的輸出值減去張力用PI控制器16b的輸出值，從而計算出后方輥電動機9的轉(zhuǎn)矩基準值τ b”f。轉(zhuǎn)矩基準值τ Jef由下式⑶來表示。
[0033][數(shù)學式3]
一}-{'!r ref /"T I?*res nnrmfj \I resvmd I/^\
=J'- =Ct\rmU -Trati j-Cr{ν?η-- -vro? J (3)
[0034]其中，J ( k g.m 2)是后方棍7的轉(zhuǎn)動慣量。/ S )是后方棍7的角速度的基準值。C ￥由速度用PI控制器16a來設(shè)定。C T由張力用PI控制器16b來設(shè)定。
[0035]轉(zhuǎn)矩基準值τ b 〃 f被輸入到電流控制器16c。電流控制器16c基于轉(zhuǎn)矩基準值τ b 計算出轉(zhuǎn)矩電流值I q(A)?；谵D(zhuǎn)矩電流值I q，決定后方輥電動機9的d軸磁通
(W b )?；谠揹軸磁通《N和轉(zhuǎn)動慣量J，決定后方輥電動機9的角速度的響應值ω bresCrad/ s)0基于角速度的響應值ω/6 8和后方輥7的半徑R，決定后方輥7的圓周速度vb〃s(m m / S)。此時，后方輥7的圓周速度Vb〃sF反饋。
[0036]接下來，使用圖5和圖6，說明軋材I的速度控制和張力控制。
圖5是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的速度控制的框圖。圖6是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的張力控制的框圖。
[0037]如圖5所示，軋材I的中央速度的指令值V i ^―與響應值V m / 〃之間的偏差被輸入到速度用PI控制器。速度用PI控制器通過對該偏差進行PI控制，從而計算出“軋材的行進方向的坐標空間”中的轉(zhuǎn)矩基準值(τ f+ τ b) refD轉(zhuǎn)矩基準值(τ f+ τb) 由下式⑷來表示。
[0038][數(shù)學式4]
(Γ, + r6=J~ ((Of +abY = -2C'.— v:丨) (4)
[0039]轉(zhuǎn)矩基準值(τ f+ τ b ) 〃 f被輸入到電流控制器。電流控制器基于轉(zhuǎn)矩基準值(τ f+ τ bY e f計算出轉(zhuǎn)矩電流值Iq?；谵D(zhuǎn)矩電流值Iq來決定d軸磁通f λ 基于該d軸磁通決定“軋材的行進方向的坐標空間”中的角速度的響應值(ω f+ ω b)…。基于角速度的響應值(ω f+ ω b) ，決定“軋材的行進方向的坐標空間”中的輥的圓周速度(V f+V b) 〃s?；谳伒膱A周速度(V f+V b) ，決定軋材I的中央速度的響應值
V PO I I r eS°
[0040]基于軋材I的速度分布和中立點的考慮，假定響應值V rol Je s等于前方輥2的圓周速度的響應值V f u s和后方輥7的圓周速度的響應值Vb^s的平均值。在這種情況下，響應值V r……由下式(5)來表示。
[0041][數(shù)學式5]
vJS + V^s
1 — VmllW

■dt!
[0042]如圖6所示，軋材I的張力的指令值T ^。i i ^-與響應值T\。i / 〃之間的偏差被輸入到張力用PI控制器。張力用PI控制器通過對該偏差進行PI控制，從而計算出“軋材的拉伸方向的坐標空間”中的轉(zhuǎn)矩基準值(τ f- τ b)refD轉(zhuǎn)矩基準值(τ f- τ b)ref由下式(6)來表示。
[0043][數(shù)學式6]
(r,=—2C.V(7；::;—Crf) (6)
[0044]轉(zhuǎn)矩基準值(τ f- τ b ) 〃 f被輸入到電流控制器。電流控制器基于轉(zhuǎn)矩基準值(τ f — τ b) r e f計算出轉(zhuǎn)矩電流值Iq0基于轉(zhuǎn)矩電流值Iq來決定d軸磁通fa ?基于該d軸磁通Φ 〃決定“軋材的拉伸方向的坐標空間”中的角速度的響應值(ω f — ω b)〃s。基于角速度的響應值(ω f- ω b) u s，決定“軋材的拉伸方向的坐標空間”中的輥的圓周速度(V f—V b) 〃s?；谳伒膱A周速度(V f—V b) ，決定軋材I的張力的響應值T\。
res
I I°
[0045]此時，響應值T rol ! re 5基于應力與形變之間的關(guān)系來計算出。在這種情況下，響應值Tri5lZes由下式(7)來表示。
[0046][數(shù)學式7]
=If 作 (7)
[0047]其中，L是前方輥2與后方輥7之間的距離。E是軋材I的楊氏模量。
[0048]轉(zhuǎn)矩基準值τ fref, τ Jef與轉(zhuǎn)矩基準值(τ f + τ b ) 〃 f、( τ f 一 τ b) 〃 f之間的關(guān)系由下式(8)來表示。
[0049][數(shù)學式8]
十b -1jld Id-效I Akf^y)
[0050]如式⑶所示，轉(zhuǎn)矩基準值τ fref, τ b〃f由轉(zhuǎn)矩基準值(τ f+ τ b)ref,( τf- τ b) 〃丨來唯一地決定。
[0051]根據(jù)上述說明的實施方式1，轉(zhuǎn)矩基準值τ fref, τ b 〃 f基于與軋材I的行進分量相對應的值和與拉伸分量相對應的值來計算出。因此，能夠彼此獨立地設(shè)定軋材I的速度增益和張力增益。而且，還能夠彼此獨立地設(shè)計軋材I的速度和張力的響應性。其結(jié)果是，能夠防止軋材I的彎曲行進。
[0052]此外，也可將軋材I的中央速度的響應值V r 0丨丨r e s設(shè)為前方速度傳感器5的輸出值和后方速度傳感器10的輸出值的平均值。
[0053]另外，也可使張力傳感器13的位置相對于激光速度傳感器12的位置錯開。在這種情況下，激光速度傳感器12將軋材I的平面部作為檢測區(qū)域來測量軋材I的速度。其結(jié)果是，能夠準確地測量軋材I的速度。
[0054]實施方式2.圖7是使用了本發(fā)明的實施方式2中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的通板設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。另夕卜，對于與實施方式I相同或相當?shù)牟糠謽俗⑾嗤臉颂枺沂÷云湔f明。
[0055]實施方式I中，激光速度傳感器12及張力傳感器13與控制器14相連接。另一方面，實施方式2中，激光速度傳感器12及張力傳感器13與前方驅(qū)動裝置6及后方驅(qū)動裝置11相連接。
[0056]在這種情況下，實施方式I的前方混合控制器15設(shè)置于前方驅(qū)動裝置6。實施方式I的后方混合控制器16設(shè)置于后方驅(qū)動裝置11。
[0057]根據(jù)上述說明的實施方式2，前方輥電動機4的響應性和后方輥電動機9的響應性比實施方式I更好。
[0058]實施方式3.圖8是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的前方輥電動機的框圖。圖9是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的后方輥電動機的框圖。另外，對于與實施方式I相同或相當?shù)牟糠謽俗⑾嗤臉颂?，且省略其說明。
[0059]如圖8所示，前方輥電動機4上安裝有擾動觀測器17。
[0060]前方輥電動機4的轉(zhuǎn)矩響應值τ 中還包括擾動轉(zhuǎn)矩τ d i s (N.m)。擾動轉(zhuǎn)矩τ d i 5是因軋材I中央的張力所引起的負載轉(zhuǎn)矩、前方輥2的偏心等而產(chǎn)生的。
[0061]向擾動觀測器17輸入轉(zhuǎn)矩基準值τ f 〃 f。向擾動觀測器17輸入前方輥電動機4的角速度的響應值ω f 〃 s。響應值ω f r "從前方速度傳感器5輸入。
[0062]擾動觀測器17基于轉(zhuǎn)矩基準值τ f 〃 f和角速度的響應值ω f 〃 s，計算出擾動轉(zhuǎn)矩的推算值τ disest(N.m)0此時，使用截止頻率g d i s ( r a d / s )和前方輥2的轉(zhuǎn)動慣量的標稱值J n ( k g.m 2)。擾動轉(zhuǎn)矩的推算值Tdis" 1對轉(zhuǎn)矩基準值TfUf進行前饋補償。擾動轉(zhuǎn)矩的推算值τ di/st抵消擾動轉(zhuǎn)矩τ dis。其結(jié)果是，消除擾動的影響。
[0063]如圖9所示，后方輥電動機9上安裝有擾動觀測器17。
[0064]如圖9所示，后方輥電動機9的轉(zhuǎn)矩響應值τ b 〃 s中還包括擾動轉(zhuǎn)矩Tdis(N.m)。擾動轉(zhuǎn)矩τ d i 5是因軋材I中央的張力所引起的負載轉(zhuǎn)矩、后方輥7的偏心等而產(chǎn)生的。
[0065]向擾動觀測器17輸入轉(zhuǎn)矩基準值τ b 〃 f。向擾動觀測器17輸入后方輥電動機9的角速度的響應值ω b 〃 s。響應值ω b r "從后方速度傳感器10輸入。
[0066]擾動觀測器17基于轉(zhuǎn)矩基準值τ b 〃 f和角速度的響應值ω b 〃 s，計算出擾動轉(zhuǎn)矩的推算值τ disest(N.m)0此時，使用截止頻率gdis(r a d / s )和后方輥7的轉(zhuǎn)動慣量的標稱值J n ( k g.m 2)。擾動轉(zhuǎn)矩的推算值Tdis" 1對轉(zhuǎn)矩基準值TbUf進行前饋補償。擾動轉(zhuǎn)矩的推算值τ di/st抵消擾動轉(zhuǎn)矩τ dis。其結(jié)果是，消除擾動的影響。
[0067]接下來，使用圖10和圖11，說明軋材I的速度控制和張力控制。
圖10是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的速度控制的框圖。圖11是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的張力控制的框圖。
[0068]如圖10所示，在“軋材的行進方向的坐標空間”中，擾動觀測器17也進行動作。其結(jié)果是，在“軋材的行進方向的坐標空間”中，也可消除擾動的影響。
[0069]如圖11所示，在“軋材的拉伸方向的坐標空間”中，擾動觀測器17也進行動作。其結(jié)果是，在“軋材的拉伸方向的坐標空間”中，也可消除擾動的影響。
[0070]根據(jù)上述說明的實施方式3，在“軋材的行進方向的坐標空間”中，也可消除擾動的影響。在“軋材的拉伸方向的坐標空間”中，也可消除擾動的影響。因此，對于軋材I的速度控制和張力控制，能夠進行完全的無干擾控制。
[0071]實施方式4.圖12是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的前方輥電動機的框圖。圖13是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)的后方輥電動機的框圖。另外，對于與實施方式3相同或相當?shù)牟糠謽俗⑾嗤臉颂?，且省略其說明。
[0072]如圖12所示,前方棍電動機4上安裝有SFC(Simulator Following Control:模擬器跟蹤控制)18。SFC18包括電流控制模型18a、規(guī)范模型18b、PD控制器18c。
[0073]SFC18中，電流控制模型18a將轉(zhuǎn)矩基準值τ / e丨近似為一次延遲系統(tǒng)。規(guī)范模型18b基于電流控制模型18a的輸出值，計算出前方輥電動機4的角速度的模型值ω fmresCrad/ S)。此時，使用沒有擾動影響的模型。H)控制器18c通過對模型值ω fn/e5與響應值ω f 之間的偏差進行H)控制，從而計算出補償轉(zhuǎn)矩τ cmp(N.m)。補償轉(zhuǎn)矩τ emp對轉(zhuǎn)矩基準值τ f 進行前饋補償。補償轉(zhuǎn)矩τ emp抵消擾動轉(zhuǎn)矩τ dis。其結(jié)果是，消除擾動的影響。
[0074]如圖13所示，后方輥電動機9上安裝有SFC18。SFC18包括電流控制模型18a、規(guī)范模型18b、H)控制器18c。
[0075]SFC18中，電流控制模型18a將轉(zhuǎn)矩基準值τ J e丨近似為一次延遲系統(tǒng)。規(guī)范模型18b基于電流控制模型18a的輸出值，計算出后方輥電動機9的角速度的模型值ω bmresCrad/ S)。此時，使用沒有擾動影響的模型。H)控制器18c通過對模型值ω bmre5與響應值ω b 之間的偏差進行H)控制，從而計算出補償轉(zhuǎn)矩τ cmp(N.m)。補償轉(zhuǎn)矩τ emp對轉(zhuǎn)矩基準值τ b 進行前饋補償。補償轉(zhuǎn)矩τ emp抵消擾動轉(zhuǎn)矩τ dis。其結(jié)果是，消除擾動的影響。
[0076]接下來，使用圖14和圖15，說明軋材I的速度控制和張力控制。
圖14是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的速度控制的框圖。圖15是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)所涉及的軋材的張力控制的框圖。
[0077]如圖14所示，在“軋材的行進方向的坐標空間”中，SFC18也進行動作。其結(jié)果是，在“軋材的行進方向的坐標空間”中，也可消除擾動的影響。
[0078]如圖15所示，在“軋材的拉伸方向的坐標空間”中，SFC18也進行動作。其結(jié)果是，在“軋材的拉伸方向的坐標空間”中，也可消除擾動的影響。
[0079]根據(jù)上述說明的實施方式4，在“軋材的行進方向的坐標空間”中，也可消除擾動的影響。在“軋材的拉伸方向的坐標空間”中，也可消除擾動的影響。因此，對于軋材I的速度控制和張力控制，能夠抑制擾動。
[0080]此外，在與實施方式I?3的設(shè)備等同的設(shè)備中，也可將紙、紙漿、膜作為傳送對象。
標號說明
[0081]I軋材,2前方棍,3前方傳送棍,4前方棍電動機,5前方速度傳感器,6前方驅(qū)動裝置，7后方棍,8后方傳送棍,9后方棍電動機，10后方速度傳感器，11后方驅(qū)動裝置，12激光速度傳感器，13張力傳感器，14控制器，15前方混合控制器，15a速度用PI控制器，15b張力用PI控制器，15c電流控制器，16后方混合控制器，16a速度用PI控制器，16b張力用PI控制器，16c電流控制器，17擾動觀測器，18SFC，18a電流控制模型，18b規(guī)范模型，18cPD控制器。
【權(quán)利要求】
1.一種通板設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 速度測量部，該速度測量部對在前方輥和后方輥之間行進的軋材的中央速度進行測量; 張力測量部，該張力測量部對在所述前方輥和所述后方輥之間行進的軋材的張力進行測量； 行進分量計算部，該行進分量計算部基于所述軋材的中央速度的目標值與所述速度測量部所測得的測量值之間的速度偏差，計算出與所述軋材的行進分量相對應的值； 拉伸分量計算部，該拉伸分量計算部基于所述軋材的張力的目標值與所述張力測量部所測得的測量值之間的張力偏差，計算出與垂直于所述軋材的行進分量的拉伸分量相對應的值； 前方控制器，該前方控制器通過對與所述軋材的行進分量相對應的值加上與拉伸分量相對應的值，從而計算出驅(qū)動所述前方輥的前方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值；以及 后方控制器，該后方控制器通過用與所述軋材的行進分量相對應的值減去與拉伸分量相對應的值，從而計算出驅(qū)動所述后方輥的后方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值。
2.如權(quán)利要求1所述的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 前方驅(qū)動裝置，該前方驅(qū)動裝置控制所述前方輥電動機；以及 后方驅(qū)動裝置，該后方驅(qū)動裝置控制所述后方輥電動機， 所述前方控制器設(shè)置于所述前方驅(qū)動裝置， 所述后方控制器設(shè)置于所述后方驅(qū)動裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 擾動觀測器，該擾動觀測器基于所述前方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值和所述前方輥電動機的角速度的響應值，推算所述前方輥電動機的擾動轉(zhuǎn)矩，并將所述前方輥電動機的擾動轉(zhuǎn)矩的推算值對所述前方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值進行前饋補償，并且基于所述后方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值和所述后方輥電動機的角速度的響應值，推算所述后方輥電動機的擾動轉(zhuǎn)矩，并將所述后方輥電動機的擾動轉(zhuǎn)矩的推算值對所述后方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值進行前饋補償。
4.如權(quán)利要求1或2所述的通板設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 電流控制模型，該電流控制模型將所述前方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值和所述后方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值近似為一次延遲系統(tǒng)； 規(guī)范模型，該規(guī)范模型基于所述電流控制模型的輸出值，計算出所述前方輥電動機的角速度的模型值和所述后方輥電動機的角速度的模型值；以及 PD控制器，該ro控制器基于所述前方輥電動機的角速度的模型值與所述前方輥電動機的角速度的響應值之間的偏差，計算出所述前方輥電動機的補償轉(zhuǎn)矩，并將所述前方輥電動機的補償轉(zhuǎn)矩對所述前方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值進行前饋補償，并且基于所述后方輥電動機的角速度的模型值與所述后方輥電動機的角速度的響應值之間的偏差，計算出所述后方輥電動機的補償轉(zhuǎn)矩，并將所述后方輥電動機的補償轉(zhuǎn)矩對所述后方輥電動機的轉(zhuǎn)矩基準值進行前饋補償。
【文檔編號】B21B37/52GK104174657SQ201310534018
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月20日
【發(fā)明者】鈴木敦 申請人:東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社