(57)【要約】【課題】被圧延材を圧延するロールの偏心に限らず、圧延された被圧延材に現れる周期的な板厚変動を効果的に抑制すること。【解決手段】被圧延材をロール対で圧延する圧延機を制御する圧延制御装置であって、ロール対で圧延された後の被圧延材の板厚の検知結果に基づき、被圧延材の搬送方向長さにおいて周期的に生じている板厚変動の周波数を複数抽出する板厚変動周波数抽出部と、ロール対で圧延された後の被圧延材の板厚の検知結果の時系列の変動成分に応じた値のうち、複数抽出された周波数の成分の値のみを選択して出力する変動成分選択出力部と、抽出された複数の周波数の成分の値に基づき、圧延後の被圧延材の板厚を制御するための制御出力を行う板厚制御部とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
2015166093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材をロール対で圧延する圧延機を制御する圧延制御装置であって、
前記ロール対で圧延された後の前記被圧延材の板厚の検知結果に基づき、前記被圧延材の搬送方向長さにおいて周期的に生じている板厚変動の周波数を複数抽出する板厚変動周波数抽出部と、
前記ロール対で圧延された後の前記被圧延材の板厚の検知結果の時系列の変動成分に応じた値のうち、複数抽出された前記周波数の成分の値のみを選択して出力する変動成分選択出力部と、
抽出された複数の前記周波数の成分の値に基づき、圧延後の前記被圧延材の板厚を制御するための制御出力を行う板厚制御部とを含むことを特徴とする圧延制御装置。
【請求項２】
前記変動成分選択出力部は、複数抽出された前記周波数の整数倍の成分を抑制するための処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の圧延制御装置。
【請求項３】
前記変動成分選択出力部は、
前記ロール対で圧延された後の前記被圧延材の板厚の検知結果に応じた値を、前記被圧延材の搬送方向における所定間隔毎に記憶媒体に格納し、
格納した前記値を所定間隔毎に平滑化することによって複数抽出された前記周波数の整数倍の成分の抽出を抑制するための処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の圧延制御装置。
【請求項４】
前記板厚変動周波数抽出部は、前記ロール対で圧延された後の前記被圧延材の板厚の検知結果の時系列の値に対して高速フーリエ変換処理を行い、周波数成分の大きい周波数から順に、前記被圧延材の搬送方向長さにおいて周期的に生じている板厚変動の周波数を所定数抽出することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の圧延制御装置。
【請求項５】
前記変動成分選択出力部は、
前記被圧延材の板厚の検知結果の時系列の変動成分に応じた値を、選択して出力する周波数の１周期分を所定数に分割した分割位相毎に記憶媒体に格納し、
前記被圧延材の板厚の検知結果に応じて新たに入力される前記時系列の変動成分に応じた値と、前記選択して出力する周波数の周期における位相の検知結果に応じて前記記憶媒体から読み出した値とを重みづけして出力することにより、前記周波数の成分の値のみを選択して出力し、
前記ロール対を構成するロールの回転位相の検知結果を、前記ロールの回転周期及び前記選択して出力する周波数の１周期に基づいて補正することにより、前記選択して出力する周波数の周期における位相を取得することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の圧延制御装置。
【請求項６】
被圧延材をロール対で圧延する圧延機を制御する圧延制御方法であって、
前記ロール対で圧延された後の前記被圧延材の板厚の検知結果に基づき、前記被圧延材の搬送方向長さにおいて周期的に生じている板厚変動の周波数を複数抽出し、
前記ロール対で圧延された後の前記被圧延材の板厚の検知結果の時系列の変動成分に応じた値のうち、複数抽出された前記周波数の成分の値のみを選択して出力し、
抽出された複数の前記周波数の成分の値に基づき、圧延後の前記被圧延材の板厚を制御するための制御出力を行うことを特徴とする圧延制御方法。
【請求項７】
被圧延材をロール対で圧延する圧延機を制御する圧延制御プログラムであって、
前記ロール対で圧延された後の前記被圧延材の板厚の検知結果に基づき、前記被圧延材の搬送方向長さにおいて周期的に生じている板厚変動の周波数を複数抽出するステップと、
前記ロール対で圧延された後の前記被圧延材の板厚の検知結果の時系列の変動成分に応じた値のうち、複数抽出された前記周波数の成分の値のみを選択して出力するステップと、
抽出された複数の前記周波数の成分の値に基づき、圧延後の前記被圧延材の板厚を制御するための制御出力を行うステップとを情報処理装置に実行させることを特徴とする圧延制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延制御装置、圧延制御方法および圧延制御プログラムに係わり、より詳細には、被圧延材に発生する周期的な板厚変動の抑制制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機は、いくつかのロールより構成されるが、各ロールの偏心によって圧延機出側板厚変動が発生する場合がある。そのような場合、ロール偏心制御が適用される。ロール偏心制御は、計算機のソフト処理により出側板厚偏差に含まれるロール偏心に対応する周波数成分を抽出し、それが除去される方向にロールギャップを操作することで行われる。
【０００３】
図４に、一般的なシングルスタンド圧延機の制御構成を示す。シングルスタンド圧延機は、圧延機１の圧延方向に対して入側に入側ＴＲ（テンションリール）２、出側に出側ＴＲ３が設けられ、入側ＴＲ２から巻き出された被圧延材を圧延機１で圧延した後、出側ＴＲ３で巻き取る事により被圧延材が圧延される。圧延機１には、ロールギャップを変更する事で被圧延材の板厚を制御する事を可能とするためのロールギャップ制御装置７と圧延機１の速度を制御するためのミル速度制御装置４が接続されている。入側ＴＲ２および出側ＴＲ３は電動機にて駆動されるが、その電動機を駆動するための装置として、入側ＴＲ制御装置５および出側ＴＲ制御装置６が設置される。
【０００４】
圧延時は、圧延速度設定装置１０よりミル速度制御装置４に対して速度指令が出力され、ミル速度制御装置４は、圧延機１の速度を一定とするような制御を実施する。圧延機１の入側、出側では、被圧延材に張力をかける事で圧延を安定かつ効率的に実施する。そのために必要な張力を計算するのが入側張力設定装置１１および出側張力設定装置１２である。
【０００５】
入側張力電流変換装置１５および出側張力電流変換装置１６は、入側張力設定装置１１および出側張力設定装置１２にて計算された入側および出側張力設定値に基づき、設定張力を被圧延材に加えるために必要な電動機トルクを得るための電流値を計算して、入側ＴＲ制御装置５および出側ＴＲ制御装置６に入力する。入側ＴＲ制御装置５および出側ＴＲ制御装置６では、入側張力電流変換装置１５および出側張力電流変換装置１６から入力された電流となるように電動機電流を制御する。これにより、電動機電流より入側ＴＲ２および出側ＴＲ３に与えられる電動機トルクにより被圧延材に所定の張力が与えられる。
【０００６】
張力電流変換装置１５、１６は、ＴＲ機械系およびＴＲ制御装置のモデルに基き張力設定値となるような電流設定値（電動機トルク設定値）を演算する。この制御モデルは誤差を含むため、圧延機１の入側および出側に設置された入側張力計８および出側張力計９で測定された実績張力を用いて、入側張力制御１３および出側張力制御１４により張力設定値に補正を加えて張力電流変換装置１５、１６に与える。これにより、入側ＴＲ制御装置５および出側ＴＲ制御装置６へ設定される電流値の誤差が補正される。
【０００７】
また、被圧延材の板厚は製品品質上重要であるため、板厚制御が実施される。圧延機１出側の板厚は、出側板厚計１７にて検出された実績板厚より出側板厚制御装置１８が圧延機１のロールギャップをロールギャップ制御装置７を用いて操作することで制御される。
【０００８】
ロール偏心とは、圧延機の作業ロール、中間ロール、バックアップロール各ロールの偏心のことであり、その原因は、例えば、ロールの研磨精度に起因するロールの回転方向半径の不均一等である。そのため、ロール１回転に対応する周波数の整数倍でフィルタリング処理を行い、ロール偏心周波数成分の板厚偏差を抽出してロールギャップを操作する事で制御を行う。
【０００９】
偏心に関する制御としては、従来よりコイルの半径変動の影響による圧延機出側板圧変動を抑制するためのリール偏心抑制制御が行なわれている（例えば、特許文献１、２参照）。コイルとは、円筒形状に巻かれた状態の被圧延材の事である。この半径変動は、即ち被圧延材を巻出し、若しくは巻き取るテンションリールの半径変動であり、リール偏心と呼ばれる。リール偏心抑制制御の方法としては、圧延機出側板厚変動の実測値や、圧延機入出側の張力変動からのリールの半径変動に起因する出側板厚変動の予測値に基づく方法が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２７７６１８号公報
【特許文献２】特開２０００−８４６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のロール偏心制御は、ロールに起因する周波数成分を制御対象としているため、被圧延材の母材に既に含まれている周期的変動は除去できない。母材に既に含まれている周期的変動としては、圧延の前工程において発生した周期的変動等が考えられる。これに対して、現工程のロールの周波数成分に加えて、前工程のロールの周波数成分など、発生する可能性のある周波数成分をすべて制御対象としてフィルタリングする態様が考えられるが、夫々の周波数成分について偏心が発生しているとは限らず、その場合、無駄な処理となってしまう。
【００１２】
本発明の目的は、被圧延材を圧延するロールの偏心に限らず、圧延された被圧延材に現れる周期的な板厚変動を効果的に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、被圧延材をロール対で圧延する圧延機を制御する圧延制御装置であって、ロール対で圧延された後の被圧延材の板厚の検知結果に基づき、被圧延材の搬送方向長さにおいて周期的に生じている板厚変動の周波数を複数抽出する板厚変動周波数抽出部と、ロール対で圧延された後の被圧延材の板厚の検知結果の時系列の変動成分に応じた値のうち、複数抽出された周波数の成分の値のみを選択して出力する変動成分選択出力部と、抽出された複数の周波数の成分の値に基づき、圧延後の被圧延材の板厚を制御するための制御出力を行う板厚制御部とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の態様は、被圧延材をロール対で圧延する圧延機を制御する圧延制御方法であって、ロール対で圧延された後の被圧延材の板厚の検知結果に基づき、被圧延材の搬送方向長さにおいて周期的に生じている板厚変動の周波数を複数抽出し、ロール対で圧延された後の被圧延材の板厚の検知結果の時系列の変動成分に応じた値のうち、複数抽出された周波数の成分の値のみを選択して出力し、抽出された複数の周波数の成分の値に基づき、圧延後の被圧延材の板厚を制御するための制御出力を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の更に他の態様は、被圧延材をロール対で圧延する圧延機を制御する圧延制御プログラムであって、ロール対で圧延された後の被圧延材の板厚の検知結果に基づき、被圧延材の搬送方向長さにおいて周期的に生じている板厚変動の周波数を複数抽出するステップと、ロール対で圧延された後の被圧延材の板厚の検知結果の時系列の変動成分に応じた値のうち、複数抽出された周波数の成分の値のみを選択して出力するステップと、抽出された複数の周波数の成分の値に基づき、圧延後の被圧延材の板厚を制御するための制御出力を行うステップとを情報処理装置に実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被圧延材を圧延するロールの偏心に限らず、圧延された被圧延材に現れる周期的な板厚変動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る圧延制御装置における偏心制御の制御構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る出側板厚変動の周波数成分を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る圧延制御における速度変動を示す図である。
【図４】一般的な圧延制御装置の制御構成を示す図である。
【図５】一般的な圧延制御装置における偏心制御の制御構成を示す図である。
【図６】定長フィルターの構成を示す図である。
【図７】定長フィルターの特性を示す図である。
【図８】ロールギャップ制御装置の応答特性を示す図である。
【図９】定長フィルターのフィルターテーブルの構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る圧延制御装置のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、１台の圧延機に本発明を適用する場合につき説明する。１台の圧延機は、シングルスタンド圧延機でも、タンデム圧延機の特定のスタンドでも良い。本実施形態に係る圧延制御装置を説明するための前提として、従来技術に係るロール偏心制御の態様について説明する。図５は、従来技術に係るロール偏心制御の制御構成を示すブロック図である。一般的なロール偏心制御においては、圧延機１の出側に設置された出側板厚計１７によって検知された板厚偏差を、ソフトフィルター１０１によりフィルタリング処理することで被圧延材上の一定長さ周期の板厚偏差を抽出する。
【００１９】
そして、出側板厚の検知結果に基づいて圧延機１のロールギャップの指令値を出力する出側板厚制御装置１８が、ソフトフィルター１０１による抽出結果に基づき、ロールギャップ制御装置７に入力する指令値を調整する。これにより、被圧延材において一定長さ周期で発生している板厚偏差に応じたロールギャップ制御が実現される。
【００２０】
出側板厚計１７は、圧延機１から離れた位置に設置されるため、圧延機１にて圧延された被圧延材の板厚を検知するまでに無駄時間が生じる。そのため、出側板厚計１７にて測定された出側板厚偏差を圧延機１におけるロール角度に変換する位相合わせが必要となる。それを行うのが位相合わせ装置１１０である。
【００２１】
位相合わせ装置１１０によって圧延機１のロール角度と位相が合わせられた出側板厚計１７の検知結果は、出側板厚偏差−ロールギャップ換算装置１１１に入力される。出側板厚偏差−ロールギャップ換算装置１１１は、出側板厚計１７の検知結果、即ち板厚をロールギャップの制御量に換算して、ソフトフィルター１０１に入力する。これにより、ソフトフィルター１０１が、ロール周長に対応する長さで定長フィルタリング処理を行う。
【００２２】
ここで、周波数でなく長さでフィルタリング処理を実施するのは、圧延機１は停止状態から最大速度まで加速し、減速して停止するといった速度を変更する操業を実施するためである。圧延機１の加減速中であっても、ロール偏心制御を実施するためには、一定長さでフィルタリング処理を実施する必要がある。また、圧延は上下ロール間で被圧延材を潰す事で行われるが、その時の上下ロール間隔の機械的振動により発生する板厚変動を除去するのがロール偏心制御の目的であるから、一定長さでフィルタリングする必要がある。
【００２３】
ソフトフィルター１０１においては、回転検知器１９によって検知される圧延機１のワークロールの回転角度θに基づいてフィルタリングを行う。定長フィルターであるソフトフィルター１０１の構成を図６に示す。ブロック図に示すように、ソフトフィルター１０１は、一定長の無駄時間要素ｅ−ＴＳと、フィルターゲインＧ１、Ｇ２、Ｇ３より構成される。一定長の無駄時間Ｔに応じて、入力ｘから出力ｙまでの、ゲインおよび位相が図６下部の式で定まる。
【００２４】
ソフトフィルター１０１のゲイン特性、位相特性の一例を図７に示す。横軸の規格化周波数は、無駄時間Ｔの逆数を１とした場合の周波数である。規格化周波数が整数のところでゲインが１となっており、ソフトフィルター１０１は、無駄時間Ｔに相当する周波数の整数倍の周波数成分も抽出する。
【００２５】
従来制御においては、バックアップロール（以下ＢＵＲと省略）のロール偏心の除去が目的であったことから、ＢＵＲ径ＤＢＵＲと圧延速度Ｖから決定されるＢＵＲ回転周波数ｆＢＵＲでフィルタリング処理を実施していた。ＢＵＲは、表面が傷ついた場合等、研磨処理して使用される。研磨処理の不均一がロール偏心の一因である。この場合、ロール偏心の周波数は、ＢＵＲ径の１倍の周波数となる。
【００２６】
また、圧延加工により発熱したＢＵＲが、不均一に冷却されることでもロール偏心が発生する。この場合、ロール偏心の周波数は、ＢＵＲ径の２倍周波数となる。ソフトフィルター１０１により、ＢＵＲ径に対応する周波数成分のフィルターを構成した場合、その整数倍の周波数についても抽出されるため、２倍以上の周波数成分についても制御が行われることになる。
【００２７】
図８にロールギャップ制御装置７の、応答特性の一例を示す。図８に示すように、周波数に応じて、ゲインおよび位相が変化する。そのため、出力タイミング調整装置１２０が、ＢＵＲ偏心周波数に応じて、制御出力の位相を調整してロールギャップ制御装置７に制御出力を行う。例えば、ＢＵＲ偏心周波数が１Ｈｚの場合、実績の位相が５０度、ゲインが１であることから、ロールギャップ制御装置７はロールギャップ指令に対して、５０度手前のロールギャップ指令を取り出して出力すれば良い。その結果、実際のロールギャップが、当該位置がロール直下となった時に目的となるようにすることができる。
【００２８】
ソフトフィルター１０１は、図９に示すように、ロール1回転をｎ分割し、各々の分割点に対応するｎ個のメモリ領域を確保する。そして、ロールの回転に応じて、ロール直下に圧延材が来た時点で、１回転前のデータと今回のデータを用いて図６に示すような演算を行い、その結果をロール直下位置のメモリに書き戻すことでフィルタリングを実施する。図９の場合、ロール直下位置に対応する１番のメモリからデータを読み出し、今回の板厚偏差から図６に示す演算を行い、１番のメモリに書き戻す。この操作を繰り返すことにより、ｎ個のメモリより構成されるフィルターテーブル１２１上には、ロール１回転に対応したフィルタリング結果が格納される。
【００２９】
出力タイミング調整装置１２０は、図８において説明したような周波数に対する応答特性に応じた位相遅れの設定値に応じて、ロール直下位置のメモリから、何個手前のメモリのデータを制御出力として出力するかを判定する。ロール直下位置に対応するメモリが１番である場合において、２個手前のメモリと判断されたら、３番のメモリの内容を取り出し、制御ゲインを乗算して出側板厚制御装置１８へ出力する。
【００３０】
ソフトフィルター１０１では、ＢＵＲ偏心周波数成分を抽出した場合、その整数倍の周波数成分も抽出される。その場合、整数倍の周波数成分についてはロールギャップ制御装置７のゲイン、位相共に１倍の場合と異なる。そのため、例えば４倍周波数成分については、位相が１倍周波数に比べて９０度以上ずれてしまう。位相が９０度以上ずれた状態で偏心抑制のための制御を加えると、偏心による板厚偏差をむしろ増大させてしまうこととなる。即ち、４倍周波数成分が増大してしまう場合がある。
【００３１】
被圧延材は、圧延機に来るまでに複数段階の加工が施されている。それぞれの加工装置においては、種々の直径を持つロールにより加工が実施されるため、被圧延材には種々の周波数成分の板厚変動が印加されることになる。
【００３２】
これらは、板厚変動のみならず、硬さの変動や表面状態の変動となって被圧延材上に、定長周期変動として残る。従って、圧延機においては、入側板厚偏差として、上工程での加工結果による定長周期変動が存在するため、複数の定長周期板厚変動成分が存在することになる。被圧延材の条件によっては、圧延機のロール偏心成分よりも、上工程で被圧延材に作りこまれた、定長周期の板厚変動成分の方が大きい場合も存在する。
【００３３】
その様な場合、圧延機１の入側に板厚計が設置されている場合は、入側板厚偏差を用いたフィードフォワード制御が可能である。しかしながら、入側に板厚計が設置されていない場合は、フィードフォワード制御を行うことができない。また、上述したソフトフィルター１０１では、予め設定された周波数成分前提としてフィルタリング処理を行う。図５の説明においては、ＢＵＲ偏心周波数成分を前提としてフィルタリング処理を行っている。
【００３４】
これに対して、上工程において発生した周期的な板厚変動を抑制する場合、夫々の板厚変動の原因となっているロール等の周期、即ち円周長に基づいて周波数成分を設定することとなる。しかしながら、被圧延材は圧延加工により押しつぶされるため、板厚だけでなく板長さも変化する。ある加工段階において、その加工装置に含まれるロールのロール径に応じた板厚変動が発生した場合、次の加工において被圧延材自体が伸びるため、既に被圧延材に発生していた板厚変動の周期が変化する。従って、上工程において用いられているロールの円周長は、現工程において被圧延材に発生している周期的板厚変動の正確な周波数に対応していない。
【００３５】
これに対して、圧延機１の出側板厚計１７で測定した出側板厚偏差に含まれる板厚変動成分の周波数を抽出できれば、入側板厚計が設置されていない場合や、被圧延材に既に発生している板厚偏差の周期が、上工程において用いられているロールの円周長に対応していない場合であっても、フィードフォワード制御が可能となる。それを実現するのが本発明であり、以下どのようにして実現するかを説明する。
【００３６】
図１は、本実施形態に係る圧延制御装置のうち、圧延後の被圧延材において周期的に発生する板厚変動を抑制するための制御構成を示すブロック図である。本実施形態に係る圧延制御装置は、複数の周波数成分について、板厚の変動を抑制するものであり、多定長周期変動制御装置と呼ぶことができる。
【００３７】
本実施形態に係る多定長周期変動制御装置による周期的な変動の抑制処理は、圧延機１の出側板厚計１７によって測定された出側板厚偏差から、定長周期の板厚変動成分を抽出してロールギャップ制御装置７に制御出力を行うことで実現される。ここで、定長フィルター６０−１、定長フィルター６０−２、・・・定長フィルター６０−ｎ（以降、総じて「定長フィルター６０」とする）は、図５において説明したソフトフィルター１０１と同じ構成であり、１つの定長フィルター６０で、１つの周波数成分のみフィルタリング処理する。
【００３８】
ここで、本実施形態に係る定長フィルター６０は、フィルタリングする周波数成分の周期が、圧延機１のロールの円周長に対応しているとは限らない。そのため、回転検知器１９によって検知される圧延機１のワークロールの回転角度θでは、フィルタリング対象の周波数成分に対応した位相とはならない。そのため、図１に示すように、圧延機１のワークロールのロール径Ｄｗｏｒｋと、フィルタリング対象の周波数成分のフィルタリング周期Ｌｎとに基づいて、回転検知器１９の検知結果の補正を行う。この、回転検知結果の補正処理により、定長フィルタ６０におけるフィルターテーブル１２１の構成は、図９に示す構成と同一の構成を用いることが可能となる。
【００３９】
前述したように、ソフトフィルター１０１は、設定周波数の整数倍の周波数成分も抽出し、周波数によって位相遅れ量が異なるため、位相遅れ補正が困難である。そこで、本実施形態に係る圧延制御において、定長フィルター６０は、フィルタリング結果が格納されているフィルターテーブル１２１に対して処理を行うことで１倍周波数成分以外のｎ倍周波数成分を抑制する。
【００４０】
例えば、定長フィルター６０は、２倍周波数に対応する周期で移動平均処理を実施する。これは、フィルターテーブル１２１の各メモリに対して、前後ｎ／４個のメモリーの和をとってｎ／２＋１で除算し、該当するメモリに書き込むことで実現できる。これにより、１倍周波数成分以外のｎ倍周波数成分を抑制する事が可能である。
【００４１】
このように、ｎ倍周波数成分の抑制機能を設けることにより、定長フィルター６０として、単一長さの定長フィルターを構成する事が出来る。この定長フィルターを、予め必要ｎ個用意しておく。ここで、ｎ個は出側板厚偏差に含まれる主な周波数成分が何個くらいあるかに従って決定する。
【００４２】
周波数分析装置５１は、圧延機１の搬送方向出側に配置された出側板厚計１７によって測定された時系列の測定結果を周波数分析する。周波数分析装置５１は、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理により、出側板厚偏差に含まれる周波数成分とその大きさを求める。図２にその一例を示す。図２においては、出側板厚偏差の周波数成分を実線で示すと共に、入側板厚偏差の周波数成分を破線で示している。図２に示すように、出側板厚偏差には、様々な周波数成分が含まれており、その多くが入側板厚偏差に起因している、即ち、入側板厚偏差の周波数成分と同一の周波数成分である。
【００４３】
周波数成分選択装置５２においては、周波数分析装置５１の周波数分析結果から、制御対象とすべき出側板厚偏差の周波数成分を決定する。種々の方法が考えられるが、ここでは最も単純な方法として、周波数成分の大きな順にｎ個選択する。これにより、板厚変動に大きな影響を及ぼしている周波数成分を選択することができる。結果として、周波数ｆ１、ｆ２、・・・ｆｎが選択される。即ち、本実施形態においては、周波数分析装置５１及び周波数成分選択装置５２が連動して、板厚変動周波数抽出部として機能する。
【００４４】
フィルタリング長さ設定装置５３においては、周波数成分選択装置５２にて選択した周波数ｆ１、ｆ２、・・・ｆｎ夫々について、その際の圧延速度Ｖから、定長フィルタ６０に設定するフィルタリング長さＬ１、Ｌ２、…、Ｌｎを演算する。また、圧延速度が異なると先進率（ｆｏｒｗａｒｄ  ｓｌｉｐ：ｆｓ）が変化するため、フィルタリング長さの演算に際しては、周波数分析の際の圧延速度における先進率ｆｓ１と、定長フィルタ６０によるフィルタリング時の圧延速度における先進率ｆｓ２とを考慮する必要がある。従って、フィルタリング長さＬｉは、ｉ＝１、２、・・・ｎとして、以下の式（１）により求められる。このようにして求められたＬｉが、回転検知器１９によって検知される圧延機１のワークロールの回転角度を補正するためのパラメータとして設定される。
2015166093.tif 000003
【００４５】
図３は、本実施形態に係る多定長周期変動制御の制御タイミングを示す図である。圧延は、圧延速度を変化させて実施される。そのため、圧延速度一定の状態で、前述したように定長フィルタ６０に設定するフィルタリング長さを演算し、それを複数の定長フィルタ６０夫々に設定する。これにより、夫々の定長フィルタ６０において、設定されたフィルタリング長さでのフィルタリング処理が実行され、制御出力が行われることによって多定長周期変動制御が実現される。
【００４６】
図３に示すように、制御中は圧延速度が変化するため、出力周波数演算装置５４においては、実際の圧延速度をＶ´として、以下の式（２）により、各定長フィルタ６０の設定長さの周波数ｆｉ´を求める。
2015166093.tif 000004
【００４７】
位相遅れ設定装置５５は、上記式（２）によって夫々求められた定長フィルタ６０の設定長さの周波数ｆｉ´夫々に応じて、図８において説明したロールギャップ制御装置の応答特性を考慮し、出力タイミング設定装置１２０への位相遅れ設定値を出力する。図８において説明したような、周波数に応じた位相遅れ設定値は、周波数応答ＤＢ５６に予め格納されている。このような構成により、圧延機１の出側板厚計１７にて測定した、出側板厚偏差より、一定長さの周期的変動を抽出して制御する事が可能となる。
【００４８】
このような周波数分析装置５１〜位相遅れ設定装置５５の機能により、定長フィルター６０は、出側板厚計１７によって検知された出側板厚から換算されたロールギャップ換算値のうち、設定された周波数の成分の値のみを出力する。即ち、定長フィルター６０が、変動成分選択出力部として機能する。また、そのようにして出力されたロールギャップ換算値に基づいてロールギャップ制御装置７への制御出力を行う出側板厚制御装置１８が、板厚制御部として機能する。
【００４９】
本実施形態に係る圧延制御装置によれば、出側板厚の検知結果の時系列変動を周波数解析することによって、被圧延材に発生している板厚変動の周波数成分を周期変動周波数として抽出する。そして、出側板厚の検知結果に応じて得られたロールギャップの制御量を、周期変動周波数に基づいてフィルタリングして、出側板厚制御装置１８に入力する。
【００５０】
これにより、出側板厚制御装置１８は、出側板厚の検知結果に基づくリアルタイムのフィードバック制御に加えて、複数の定長フィルター６０から入力される周期変動周波数に応じたロールギャップ制御量に基づくフィードフォワード制御を行うこととなる。従って、本実施形態に係る圧延制御装置によれば、被圧延材を圧延する圧延機１のワークロールの円周長の周期に応じた周期変動に限らず、被圧延材に既に発生している周期変動を抑制することが可能となる。
【００５１】
尚、上記実施形態においては、出側板厚制御装置１８を通じてロールギャップ制御装置７を制御操作端とする場合を例として説明した。ここで、出側板厚は、出側板厚計１７によって制御される圧延機１のロールギャップの他、マスフロー一定則に従えば、被圧延材の搬送速度にも影響される。従って、ロールギャップではなく、入側ＴＲ２若しくは出側ＴＲ３の回転を制御操作端としても良い。入側ＴＲ２、出側ＴＲ２の回転の制御態様としては、入側ＴＲ２の速度や回転トルクを制御する態様がある。尚、マスフロー一定則とは、圧延の前後において、板厚と搬送速度との積が一定である法則である。
【００５２】
また、図１において説明した、圧延制御装置の構成は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって実現される。ここで、本実施形態に係る圧延制御装置の各機能を実現するためのハードウェアについて、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る圧延制御装置を構成する情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１０に示すように、本実施形態に係る圧延制御装置は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成を有する。
【００５３】
即ち、本実施形態に係る圧延制御装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）３０４およびＩ／Ｆ３０５がバス３０８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ３０５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）３０６および操作部３０７が接続されている。
【００５４】
ＣＰＵ３０１は演算手段であり、圧延制御装置全体の動作を制御する。ＲＡＭ３０２は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ３０１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ３０３は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。
【００５５】
ＨＤＤ３０４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ３０５は、バス３０８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。また、Ｉ／Ｆ３０５は、夫々の装置が情報をやり取りし、若しくは圧延機に対して情報を入力するためのインタフェースとしても用いられる。
【００５６】
ＬＣＤ３０６は、オペレータが圧延制御装置の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部３０７は、キーボードやマウス等、オペレータが圧延制御装置に情報を入力するためのユーザインタフェースである。このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ３０３やＨＤＤ３０４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ３０２に読み出され、ＣＰＵ３０１がそのプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る圧延制御装置の機能が実現される。
【符号の説明】
【００５７】
１  圧延機
２  入側ＴＲ
３  出側ＴＲ
４  ミル速度制御装置
５  入側ＴＲ制御装置
６  出側ＴＲ制御装置
７  ロールギャップ制御装置
８  入側張力計
９  出側張力計
１０  圧延速度設定装置
１１  入側張力設定装置
１２  出側張力設定装置
１３  入側張力制御装置
１４  出側張力制御装置
１５  入側張力電流変換装置
１６  出側張力電流変換装置
１７  出側板厚計
１８  出側板厚制御装置
１９  回転検知器
５１  周波数分析装置
５２  周波数成分選択装置
５３  フィルタリング長さ設定装置
５４  出力周波数演算装置
５５  位相遅れ設定装置
５６  周波数応答ＤＢ
６０、６０−１、６０−２、６０−ｎ  定長フィルター
１０１  ソフトフィルター
１１０  位置合わせ装置
１１１  出側板厚偏差−ロールギャップ換算装置
１２０  出力タイミング調整装置
１２１  フィルターテーブル
３０１  ＣＰＵ
３０２  ＲＡＭ
３０３  ＲＯＭ
３０４  ＨＤＤ
３０５  Ｉ／Ｆ
３０６  ＬＣＤ
３０７  操作部
【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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