(57)【要約】【課題】駆動装置における回転ムラの低減を容易に行うことができるようにする。【解決手段】本発明の回転ムラ制御装置１０は、制御指令信号が入力されて駆動装置５の回転を制御する制御装置７を備えており、駆動装置５の回転ムラを打ち消す補正信号を算出して当該補正信号を制御装置７の制御指令信号に加える補正制御装置１０を備えている。駆動装置５の回転数を検出する回転検出器９を備え、補正制御装置１０は、回転検出器９により検出された回転数を分析することで回転ムラの周波数、振幅及び位相を求める周波数分析部１１と、回転ムラの周波数、振幅及び位相に基づいて回転ムラを打ち消す補正信号を求める補正信号算出部１２とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された制御指令信号に基づいて回転が制御される駆動装置に発生する回転ムラを低減する回転ムラ低減方法において、
前記駆動装置の回転を検出し、
検出された回転を基に、前記駆動装置の回転ムラの周波数、位相及び振幅を求め、
求められた回転ムラの周波数、位相及び振幅に基づいて、前記回転ムラを打ち消す補正信号を算出し、
算出した補正信号を前記制御指令信号に加えることを特徴とする回転ムラ低減方法。
【請求項２】
前記駆動装置の回転に対する回転ムラの次数が非整数値である場合には、
前記回転ムラの次数の逆数を減速比とする仮想的な仮想減速機を設定し、
前記仮想減速機の出力する仮想Ｚ相パルスと回転ムラとの位相を求め、
求められた位相と回転ムラの周波数及び振幅に基づいて、前記回転ムラを打ち消す補正信号を算出することを特徴とする請求項１に記載の回転ムラ低減方法。
【請求項３】
前記回転ムラの次数と前記駆動装置の回転に対する仮想減速機の次数との差に起因する補正信号の位相誤差を求め、
前記位相誤差が許容値を超えたときに、前記補正信号の位相を前記位相誤差だけシフトし修正することを特徴とする請求項２に記載の回転ムラ低減方法。
【請求項４】
前記回転ムラの次数と前記仮想減速機の次数との差である次数誤差を求め、
前記次数誤差が許容値を超えたときに、前記仮想減速機の次数を前記次数誤差だけ修正することを特徴とする請求項３に記載の回転ムラ低減方法。
【請求項５】
入力された制御指令信号に基づいて回転が制御される駆動装置に発生する回転ムラを低減する回転ムラ制御装置であって、
前記駆動装置の回転を検出し、検出された回転を基に、前記駆動装置の回転に含まれる回転ムラである回転ムラの周波数、位相及び振幅を求め、求められた回転ムラの周波数、位相及び振幅に基づいて、前記回転ムラを打ち消す補正信号を算出し、算出した補正信号を前記制御指令信号に加える補正制御装置を備えていることを特徴とする回転ムラ制御装置。
【請求項６】
前記補正制御装置は、前記駆動装置の回転に対する回転ムラの次数が非整数値である場合には、前記回転ムラの次数の逆数を減速比とする仮想的な仮想減速機を設定しておき、前記仮想減速機の出力する仮想Ｚ相パルスと回転ムラとの位相を求め、求められた位相と回転ムラの周波数及び振幅に基づいて、前記回転ムラを打ち消す補正信号を算出するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の回転ムラ制御装置。
【請求項７】
前記補正制御装置は、前記回転ムラの次数と前記駆動装置の回転に対する仮想減速機の次数との差に起因する補正信号の位相誤差を求め、前記位相誤差が許容値を超えたときに、前記仮想減速機の位相を前記位相誤差だけシフトし修正するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の回転ムラ制御装置。
【請求項８】
前記補正制御装置は、前記回転ムラの次数と前記仮想減速機の次数との差である次数誤差を求め、前記次数誤差が許容値を超えたときに、前記仮想減速機の次数を前記次数誤差だけ修正するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の回転ムラ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、サーボモータのような駆動装置とその制御装置、減速機やカップリング等の動力伝達系、金属板巻取りリールのような負荷装置から構成される装置において回転ムラを低減する技術に関するものであり、さらに詳しくは、薄板などの圧延材の圧延プロセス、焼鈍プロセス、表面処理プロセス、脱脂ライン、スリッタライン等において、圧延材を巻き出す巻出リール、又は圧延材を巻き取る巻取リールを回転させる装置の回転ムラを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、例えば鋼、アルミニウム、銅等の金属帯を連続処理するプロセスラインにおいては、金属帯がライン内を通板されながら処理される。そのラインの先頭と最後にはそれぞれ巻取リール及び巻出リールが設置されている。このようなリールは、金属帯の連続処理ラインに限らず、紙や布等の金属帯以外の帯状体を連続処理するラインにおいても、さらには、帯状体に限らず、線材、棒材、条鋼等の連続体を処理するラインにおいても同様に配設されている。
【０００３】
このような巻取リール、巻出リールに関し、連結されている駆動モータの回転は、当該駆動モータから生じるトルクリップルや、その減速機やカップリング等の動力伝達系の回転抵抗ムラにより速度変動が生じる。その結果、製造ラインで移送される圧延材に張力変動が生じ、張力変動の振動数と圧延材の固有振動数が近接すると、通板中の板にバタツキ等の大きな振動が発生する。この振動により、圧延材の蛇行や近接する設備との接触等のトラブルが発生する恐れがある。
【０００４】
このようなトラブルの原因である振動の発生を防止すべく、製造ラインでの移送速度を下げると、生産性が低下するという問題が生じることとなる。また、通板中の板にバタツキ等の大きな振動が発生すると、圧延材の表面に疵が生じ品質へ悪影響を及ぼす。
上述したような「駆動モータで発生する回転ムラ」を低減する方法として、特許文献１に開示されたものがある。
【０００５】
特許文献１は、駆動対象を駆動するとともに交番磁極と可動部を有する駆動力発生手段と、前記駆動力発生手段が発生すべき推力指令もしくはトルク指令に基づいて前記駆動力発生手段を電流で駆動する駆動手段と、前記駆動対象もしくは前記駆動力発生手段の発生する振動を検出する振動検出手段と、前記交番磁極と前記可動部の電気角を検出する電気角検出手段と、前記電気角検出手段の出力に関する一次関数を演算するとともに当該一次関数の切片を調整可能に設定する位相調整部を備えた電気角一次関数演算部と、前記電気角一次関数演算部の出力値に関する正弦値あるいは余弦値を演算する三角関数演算部と、前記三角関数演算部の演算結果を入力し振幅ゲインを乗じて前記三角関数演算部出力の振幅を調整する振幅調整部とを備えたトルク補正手段と、前記トルク補正手段の出力に基づいて前記駆動力発生手段を励磁するトルク補正駆動手段とを備えたモータ駆動装置において、前記振動検出手段の出力信号を時間微分もしくは時間積分して位相シフト信号を生成し、前記電気角一次関数演算部出力値の所定の間隔毎に前記位相シフト信号をサンプリングし、所定の時刻から一周期前までの前記位相シフト信号サンプリング値の総和に加算するとともに加算結果に所定の位相調整ゲインを乗じた周期的位相偏差積分値を前記位相調整部の位相調整値とし、当該位相調整値が所定の範囲内に収束するように前記位相調整ゲインを調整する位相自動調整手段を具備したことを特徴とするモータ駆動装置を開示する。
【０００６】
つまり、特許文献１の技術では、磁極対数がｎの電動モータで発生するトルクリップルＡｓｉｎ（ｎθ＋ψ）に正弦波状の補正トルクリップルＢｓｉｎ（ｎθ＋φ）を加えて、その合成トルクリップルの時間微分値または積分値をサンプリングし、その積算値に適当なゲインをかけてφまたはＢとすることで、モータを運転しながらトルクリップルが０となるようにφまたはＢを収束させていく方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０４７７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術で低減しようとしているトルクリップルは、モータ回転数の磁極対数倍、すなわち次数が整数倍となるような波形であり、モータの基準回転座標に対しトルクリップルの位相は常に一定であるという前提に立っている。回転ムラの周波数がモータ回転の周波数の整数倍でない場合、例えば１．２倍であるような場合は、モータの基準回転座標に対してトルクリップルの位相が回転するごとに変化し、前述の手法では補正トルクリップルの位相の基準が定まらないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、駆動装置における回転ムラの低減を容易に行うことができ、特に、回転ムラの次数（駆動装置の回転に対する次数）が整数値でない場合でも確実に回転ムラを低減可能な回転ムラ低減方法及び回転ムラ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る回転ムラ低減方法は、入力された制御指令信号に基づいて回転が制御される駆動装置に発生する回転ムラを低減する回転ムラ低減方法において、前記駆動装置の回転を検出し、検出された回転を基に、前記駆動装置の回転ムラの周波数、位相及び振幅を求め、求められた回転ムラの周波数、位相及び振幅に基づいて、前記回転ムラを打ち消す補正信号を算出し、算出した補正信号を前記制御指令信号に加えることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記駆動装置の回転に対する回転ムラの次数が非整数値である場合には、前記回転ムラの次数の逆数を減速比とする仮想的な仮想減速機を設定し、前記仮想減速機の出力する仮想Ｚ相パルスと回転ムラとの位相を求め、求められた位相と回転ムラの周波数及び振幅に基づいて、前記回転ムラを打ち消す補正信号を算出するとよい。
さらに好ましくは、前記回転ムラの次数と前記駆動装置の回転に対する仮想減速機の次数との差に起因する補正信号の位相誤差を求め、前記位相誤差が許容値を超えたときに、前記補正信号の位相を前記位相誤差だけシフトし修正するとよい。
【００１２】
加えて、前記回転ムラの次数と前記仮想減速機の次数との差である次数誤差を求め、前記次数誤差が許容値を超えたときに、前記仮想減速機の次数を前記次数誤差だけ修正してもよい。
本発明に係る回転ムラ制御装置は、入力された制御指令信号に基づいて回転が制御される駆動装置に発生する回転ムラを低減する回転ムラ制御装置であって、前記駆動装置の回転を検出し、検出された回転を基に、前記駆動装置の回転に含まれる回転ムラである回転ムラの周波数、位相及び振幅を求め、求められた回転ムラの周波数、位相及び振幅に基づいて、前記回転ムラを打ち消す補正信号を算出し、算出した補正信号を前記制御指令信号に加える補正制御装置を備えていることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記補正制御装置は、前記駆動装置の回転に対する回転ムラの次数が非整数値である場合には、前記回転ムラの次数の逆数を減速比とする仮想的な仮想減速機を設定しておき、前記仮想減速機の出力する仮想Ｚ相パルスと回転ムラとの位相を求め、求められた位相と回転ムラの周波数及び振幅に基づいて、前記回転ムラを打ち消す補正信号を算出するように構成されているとよい。
【００１４】
さらに好ましくは、前記補正制御装置は、前記回転ムラの次数と前記駆動装置の回転に対する仮想減速機の次数との差に起因する補正信号の位相誤差を求め、前記位相誤差が許容値を超えたときに、前記仮想減速機の位相を前記位相誤差だけシフトし修正するように構成されているとよい。
加えて、前記補正制御装置は、前記回転ムラの次数と前記仮想減速機の次数との差である次数誤差を求め、前記次数誤差が許容値を超えたときに、前記仮想減速機の次数を前記次数誤差だけ修正するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、駆動装置における回転ムラの低減を容易に行うことができ、特に、回転ムラの次数（駆動装置の回転に対する次数）が整数値でない場合でも確実に回転ムラを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は圧延材を圧延する圧延ラインの概念図であり、（ｂ）はこの圧延ラインに配備された巻き取り機及び電動モータの概念図である。
【図２】本発明に係る回転ムラ制御装置のブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る回転ムラの波形図である。
【図４】第１実施形態に係る回転ムラ低減方法を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る回転ムラの波形図である（修正前）。
【図６】第２実施形態に係る仮想減速機を設けた場合の構成図である。
【図７】第２実施形態に係る回転ムラの波形図である（修正後）。
【図８】第２実施形態に係る回転ムラ低減方法を示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態に係る回転ムラ低減方法を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態に係る回転ムラの波形図である。
【図１１】第４実施形態に係る回転ムラ低減方法を示すフローチャートである。
【図１２】第４実施形態に係る回転ムラの波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）は、圧延材（例えば薄鋼板）を圧延製造する圧延ライン１を示している。なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図１（ａ）に示すように、圧延ライン１には、複数の圧延スタンド２と、各圧延スタンド２，２間の張力を検出するルーパ３、巻き取り機４が配置されている。
【００１８】
このような圧延ライン１では、加熱されたスラブや元板を圧延スタンド２に導入して、所望の板厚、板幅、板クラウンへと圧延し、巻き取り機４で巻き取ることによって、薄板を製造することができる。
図１（ｂ）に示すように、巻き取り機４を駆動する電動モータ５の駆動軸は、減速機６に接続され、減速機６の駆動軸（出力軸）は巻き取り機４に接続されている。この電動モータ５は、回転数や回転トルクが一定となるように制御装置７で制御される。本実施形態の場合、制御装置７には、制御指令信号として目標トルクが入力されて当該目標トルクとなるように制御装置７によって電動モータ５が制御される。
【００１９】
さらに、本実施形態の場合、制御装置７に入力される制御指令信号に対し、回転ムラを打ち消す補正信号に加える補正制御装置１０が備えられている。この補正制御装置１０は、駆動装置の回転を検出し、検出された回転を基に、駆動装置の回転に含まれる回転ムラの次数、周波数、振幅及び位相を求め、求められた回転ムラの次数、周波数、振幅及び位相に基づいて、回転ムラを打ち消す補正信号を算出し、算出した補正信号を制御装置７への制御指令信号に加える。
【００２０】
図１（ａ）の圧延ライン１においては、巻き取り機４を電動モータ５（駆動装置）によって回転駆動させることにより、圧延材を巻き取ることになるが、補正制御装置１０は、電動モータ５の回転ムラを低減するように作動する。
以下、補正制御装置１０にて行われる回転ムラの低減処理について、第１実施形態〜第４実施形態を例示して、詳しく説明する。
[第１実施形態］
まず、第１実施形態として、「検出された回転ムラの周波数」が「電動モータ５の回転の周波数」の整数倍、言い換えるならば、検出された回転ムラの次数（電動モータ５の回転に対する次数）が整数値である場合の回転ムラ低減処理について述べる。
【００２１】
図２は、電動モータ５の回転ムラを制御する装置のブロック図を示すものである。
この図に示すように、電動モータ５には回転を検出する回転検出器、即ち、ロータリーエンコーダ８（ＰＬＧ）が設けられている。ロータリエンコーダ９は、Ａ相及びＢ相のパルスが出力すると共に、電動モータ５の１回転毎にＺ相のパルスを出力する。
ロータリエンコーダ９からの信号（Ａ相パルス、Ｂ相パルス、Ｚ相パルス）が制御装置７にフィードバックされると共に、制御装置７に目標トルクが入力され、制御装置７は、目標トルクとなるように電動モータ５をトルク制御するようになっている。
【００２２】
さて、電動モータ５を回転させている際には、コギングによるトルクリップル、減速機６の摩擦や設置誤差による軸ズレに起因する負荷変動が生じ、電動モータ５の回転数の変動、即ち、回転ムラが生じてしまう。本発明によれば、補正制御装置１０によって、電動モータ５の回転ムラを抑制している。本明細書では、このような電動モータ５回転に含まれる回転変動を「実回転ムラ」と呼ぶこともある。
【００２３】
図３は、電動モータ５の回転（Ｚ相パルスの出現状況）と回転ムラ（実回転ムラ）との関係を示したものである。この図から明らかなように、検出された回転ムラの次数は電動モータ５の回転に対して整数倍となっており、検出された回転ムラの位相（Ｚ相パルスに対するズレ量）は常に一定値となっている。
このような状況下で、電動モータ５の回転に含まれる回転ムラを低減する処理について述べる。
【００２４】
図４に示すように、まず、実際に電動モータ５が駆動している状態において、電動モータ５のＺ相パルスを補正制御装置１０にて検出しつつ、電動モータ５の回転（回転波形）を検出し、計測された回転波形と目標値との差を求めることで、回転ムラを算出する（Ｓ１，Ｓ２）。
その後、求めた回転ムラを補正制御装置１０に備えられた周波数分析部１１に送り、回転ムラ＝Ａｓｉｎ（ｎθ＋φini）と正弦波で表現した上で周波数分析して、回転ムラの振幅ＡとＺ相パルスに対する位相φiniを求める（Ｓ３）。
【００２５】
次に、Ｓ３にて求めた回転ムラを打ち消すための補正信号をＢｓｉｎ（θ＋ψini）とし、補正制御装置１０に備えられた補正信号算出部１２により、回転ムラを低減可能な振幅Ｂと位相ψiniを求める（Ｓ４）。
そして、得られた補正信号Ｂｓｉｎ（θ＋ψini）を制御装置７の入力値である目標トルク（具体的には、目標トルクにするための電圧値）に加算して、制御装置７に入力する目標トルクを補正する。補正後に、回転ムラが低減しないようであれば、振幅Ｂ及び／又は位相ψの値を変更し、再度、制御装置７の目標トルクに加算する（トライアンドエラー法）。
【００２６】
回転ムラの制御を終了しない場合（Ｓ５、Ｎｏ）は、Ｓ４に戻り制御を繰り返す。
以上述べたＳ１〜Ｓ５の処理を行うことで、電動モータ５における回転ムラの低減を容易に実施することができる。
[第２実施形態］
次に、「検出された回転ムラの周波数」が「電動モータ５の回転の周波数」の非整数倍、言い換えるならば、検出された回転ムラの次数が整数値でなく少数点以下の値を有する場合の回転ムラ低減処理について述べる。
【００２７】
図５に示すように、検出された回転ムラの次数（電動モータ５の回転に対する次数）が整数値でない場合には、検出された回転ムラは、電動モータ５の回転に対する位相（Ｚ相パルスに対する位相）が変動するような波形となる。例えば、回転ムラの次数が１．２次（ｎ＝１．２）の場合、電動モータ５のＺ相パルスに対して回転ムラの位相φは一定とならず、仮に、初期位相φiniを求めても電動モータ５が回転するごとに、φ1、φ2、φ3のように位相がズレてしまい、上述したように、位相を一定として補正信号を求めることができない。
【００２８】
そこで、図６に示すように、「検出された回転ムラ（実回転ムラ）の次数」の逆数を減速比とする仮想的な減速機６ａを設けたとする。詳しくは、「減速比が１／１．２となる仮想的な減速機６ａ」を電動モータ５と減速機６との間に設けたと仮定し、この仮想減速機６ａの出力回転を検出し、仮想減速機６ａの出力軸が一回転するごとに計算機上で仮想的なＺ相パルスを出力させるようにする。この仮想Ｚ相パルスを基準とすれば、図７に示すように回転ムラの位相は、初期位相φiniで一定の値となる。
【００２９】
この仮想減速機６ａは、計算を行うにあたっての仮想的なものであって、補正制御装置１０に計算上のプログラムとして組み込まれているものである。
なお、仮想減速機６ａにおける出力側の回転角度は、式（１）又は式（２）となる。
【００３０】
【数１】
2011091914.tif 000003
【００３１】
図８には、検出された回転ムラの次数が整数値でない場合の回転ムラ低減処理が示されている。
まず、実際に電動モータ５が駆動している状態において、電動モータ５のＺ相パルスを補正制御装置１０にて検出しつつ、電動モータ５の回転を検出し、計測された回転と目標値との差を求めることで、回転ムラを算出する（Ｓ１０，Ｓ１１）。
【００３２】
その後、求めた回転ムラを補正制御装置１０に備えられた周波数分析部１１に送り、回転ムラ＝Ａｓｉｎ（ｎθ＋φini）と正弦波で表現した上で周波数分析して、回転ムラの振幅ＡとＺ相パルスに対する位相φを求める（Ｓ１２）。
次に、「回転ムラの周波数／電動モータ５の回転の周波数」の値の逆数を、仮想減速機６ａの減速比とする（Ｓ１３）。
【００３３】
その後、電動モータ５のＡ相、Ｂ相、Ｚ相のパルスより電動モータ５の回転角度θを求める（Ｓ１４）。
得られた電動モータ５の回転角度θと、次数比ｆｎとに基づき、ｆｎθが２π以下であるか否かを判定する（Ｓ１５）。ｆｎθ＜２πであれば、式（１）を用いて仮想減速機６ａの出力側の回転角度を求める（Ｓ１６）。ｆｎθ＜２πでなければ、式（２）を用いて仮想減速機６ａの出力側の回転角度を求める（Ｓ１７）。
【００３４】
次に、仮想減速機６ａの出力軸が１回転する毎に、仮想Ｚ相パルスを出力する（Ｓ１８）。具体的には、実際に駆動している電動モータ５において、Ａ相又はＢ相のパルスを補正制御装置１０にて検出し、式（３）を満たすタイミングにて仮想Ｚ相パルスを出力する。
【００３５】
【数２】
2011091914.tif 000004
【００３６】
この際、計算機上でのカウント値のオーバフローを防止するためＣ＝Ｃ−ｃ×Ｒ又はθ’＝ｆｎθ−２ｃπと計算してもよい。ただし、ｃはＣ又はθ’がオーバフローしない任意の整数である。
その後、得られた仮想Ｚ相パルスを基に、回転ムラを計測する（Ｓ１９）。
Ｓ１９にて計測された回転ムラを周波数分析部１１にて周波数分析して、仮想Ｚパルスに対する回転ムラの振幅Ａと位相φini（＝一定値）を求める（Ｓ２０）。
【００３７】
次に、第１実施形態と同様に、Ｓ２０にて求めた回転ムラを打ち消すための補正信号Ｂｓｉｎ（θ＋ψini）を補正信号算出部１２にて求め、補正信号Ｂｓｉｎ（θ＋ψini）を目標トルクに加算して、制御装置７に入力する目標トルクを補正する（Ｓ２１）。なお、補正後に、回転ムラが低減しないようであれば、振幅Ｂ及び／又は位相ψの値を変更し、再度、制御装置７の目標トルクに加算する（トライアンドエラー法）。
【００３８】
回転ムラの制御を終了しない場合（Ｓ２２、Ｎｏ）は、Ｓ１４に戻り制御を繰り返す。
[第３実施形態］
第２実施形態の回転ムラ低減方法は、検出された回転ムラの次数が非整数倍である場合の手法であり、仮想減速機６ａの出力回転という新しい考えを取り入れたものであった。言い換えるならば、第２実施形態は、仮想減速機６ａの出力回転に含まれる、実回転ムラに同期した仮想Ｚ相パルスを考え、この仮想Ｚ相パルスを基に、電動モータ５に発生している回転ムラを低減する方法である。
【００３９】
しかしながら、実際には、電動モータ５における回転ムラの次数（実回転ムラの次数）と、仮想減速機６ａの次数（減速比の逆数）との間に計算上の誤差が発生する場合が往々にしてある。その場合、補正信号によって回転ムラを低減しようとしたとしても、図９に示すように、補正信号の「仮想Ｚ相パルスに対する位相φ」が時間経過と共にズレてゆくようになり、第２実施形態の手法では、正しい補正ができない状況となる。
【００４０】
そこで、式（４）に示すように、「電動モータ５における回転ムラの次数」と「仮想減速機６ａの次数」との差に起因する「位相誤差」を式（４）で算出し、この位相誤差を考慮して補正信号自体を補正することが好ましい。
【００４１】
【数３】
2011091914.tif 000005
【００４２】
図９を用いて、式（４）で示される位相誤差を考慮した回転ムラ低減処理について説明する。
図９には、第３実施形態に係る処理のフローチャートが示されている。なお、図９のフローチャートにおいて、Ｓ１４〜Ｓ１９の処理は第２実施形態のものと略同様であり、まずはその処理を行う。
【００４３】
その後、式（４）にて求められる位相誤差ｅφが許容値以下であるか否かを判断する。具体的には、位相誤差ｅφが大きくなると、計測される回転ムラが顕著になり、その振幅が大きなものとなるので、その振幅が許容値以下か否かを判断する（Ｓ３１）。
回転ムラの振幅が予め設定した許容値よりも大きい場合、仮想減速機６ａにおける回転ムラの位相を位相誤差ｅφだけシフトし、シフト後の回転ムラを基に補正信号を求める。なお、補正信号Ｂｓｉｎ（θ＋ψini）における位相を位相誤差ｅφだけずらしたＢｓｉｎ（θ＋ψini'）を目標トルクに加える補正信号とすることでも同じ作用効果を奏する（Ｓ３２）。
【００４４】
そして、得られた補正信号を目標トルクに加算して、制御装置７に入力する目標トルクを補正する（Ｓ３３）。
振幅誤差が許容値よりも小さい場合は、補正信号における位相はそのままとする。回転ムラの制御を終了しない場合（Ｓ３４、Ｎｏ）は、Ｓ１４に戻り制御を繰り返す。
図１０には、上記した処理を行った結果が示されている。
【００４５】
図１０において、４つめのＺ相パルスが出力されるまでは、電動モータ５における回転の次数と、仮想減速機６ａの出力回転の次数との間に計算上の誤差があり、回転ムラの位相が回転ムラに対して位相ズレを起こした状態となっていた。しかしながら、式（４）で算出される位相誤差ｅφは許容値以下であった。
しかし、４つめのＺ相パルスが出力された時点で、位相誤差ｅφが予め設定した許容値よりも大きくなったと判断し、位相誤差を含む補正信号を位相誤差ｅφだけシフトさせ、位相誤差修正後の補正信号としている。
【００４６】
このように、補正信号の位相を適宜シフトすることで、補正信号の位相が回転ムラと同じになり、実回転ムラを確実に抑制することができる。
[第４実施形態］
第３実施形態の回転ムラ低減方法は、補正信号の位相差を適宜シフトし、修正後の補正信号により、電動モータ５における回転ムラ低減を図るものであった。しかしながら、仮想減速機６ａに生じている次数誤差自体を修正していないため、しばらく時間が経過すると、再び、回転ムラの「仮想Ｚ相パルスに対する位相φ」がズレてゆくようになる。
【００４７】
第４実施形態では、このような状況を回避した上で、実際に生じている回転ムラを確実に抑制可能な補正信号を得る方法を説明する。
図１１には、第４実施形態に係る処理のフローチャートが示されている。なお、図１１のフローチャートにおいて、Ｓ１４〜Ｓ１９の処理は第２実施形態のものと略同様であり、まずはその処理を行う。
【００４８】
その後、式（４）にて求められる位相誤差ｅφが許容値以下であるか否かを判断する。具体的には、位相誤差ｅφが大きくなると、計測される回転ムラが顕著になり、その振幅が大きなものとなるので、その振幅が許容値以下か否かを判断する（Ｓ４０）。
回転ムラの振幅が予め設定した許容値よりも大きい場合、電動モータ５の回転初期の回転ムラの初期位相φiniと現在の回転ムラの位相φnとの差である位相誤差ｅφを求める（Ｓ４１）。
【００４９】
位相誤差ｅφと式（５）とを用いて、実際の電動モータ５における回転ムラの次数と、仮想減速機６ａの次数との次数誤差ｅfを求める（Ｓ４２）。
【００５０】
【数４】
2011091914.tif 000006
【００５１】
次に、求まった次数誤差ｅfの値を用いて、仮想減速機６ａの次数ｆｎ’を式（６）のように修正する（Ｓ４３）。
【００５２】
【数５】
2011091914.tif 000007
【００５３】
式（６）中のｆｎ’（ｉ）は、仮想減速機６ａに関する修正前の次数であり、ｆｎ’（ｉ＋１）は修正後の次数である。ｉは修正回数を表す値で修正を行うごとにインクリメントされる。なお、式（６）の計算は、複数周期分に亘りデータを採取し、それを平均することでｆｎ’の精度を向上させることができる。
その後、次数が修正された仮想減速機６ａの仮想Ｚ相パルスを基に補正信号を求め、求めた補正信号を目標トルクに加算して、制御装置７に入力する目標トルクを補正する（Ｓ４４）。
【００５４】
回転ムラの制御を終了しない場合（Ｓ４５、Ｎｏ）は、Ｓ１４に戻り制御を繰り返す。
以上述べた第１実施形態〜第４実施形態の技術によれば、電動モータ５の回転ムラを打ち消す補正信号を算出し、算出した補正信号を制御装置７の制御指令信号に加えて、制御指令信号自体を変化させているため、簡単に電動モータ５の回転ムラを抑制することができる。
【００５５】
また、回転ムラが電動モータ５の回転数の整数倍ではない次数で発生するような場合には、仮想減速機６ａを用いて回転ムラの位相を一定にして回転ムラの位相の変化を抑えているため、補正信号を求め易くしている。
回転ムラに関して電動モータ５における次数による位相と、仮想減速機６ａにおける次数による位相との位相誤差を求めて、当該位相誤差を補正信号に反映しているために、補正信号によって抑制されている回転ムラが時間的に次第に大きくなることを防止することができる。
【００５６】
実際の電動モータ５における回転ムラの次数と、仮想的に考えた減速機６ａにおける回転ムラの次数とが異なり、補正信号によって補正された回転ムラが次第に大きくなる場合であっても、次数誤差を補正信号に反映しているために、補正信号によって抑制されている回転ムラが時間的に次第に大きくなることを防止することができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５７】
なお、本明細書の各実施形態では、巻き取り機４を駆動する電動モータ５を例にとり説明したが、圧延材の巻き出しを行う巻き出し機の電動モータ５であっても、その他の電動モータ５であってもよい。減速機６の出力軸の回転ムラを低減するにあたり、本技術を採用してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１ 圧延ライン
２ 圧延スタンド
３ ルーパ
４ 巻き取り機
５ 電動モータ
６ 減速機
６ａ 仮想減速機
７ 制御装置
９ ロータリエンコーダ
１０ 補正制御装置
１１ 周波数分析部
１２ 補正信号算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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