JP2019098370A - ゲージメータ板厚誤差の推定方法、板厚制御方法、被圧延材の製造方法および板厚制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲージメータ式の板厚制御において、急峻なライン速度変化があっても板厚精度誤差を小さく抑えることが可能な板厚制御を提供する。
【解決手段】金属製の被圧延材２を圧延する圧延機１のロール開度と圧延荷重の測定値とから圧延機１出側のゲージメータ板厚を求める際に、上記圧延機１のワークロール１ａのロール周速と、圧延機１入側での被圧延材２の張力と、圧延機１出側での被圧延材２の張力とに基づいて、真の板厚に対する上記ゲージメータ板厚Δｈの板厚誤差Δｄを推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゲージメータ式の板厚制御によって、金属板を圧延機で目標板厚に圧延する技術に関する。

鋼帯を連続で圧延するラインにおいて、鋼帯の仕上がり板厚精度を公差内に抑えるため、自動板厚制御を実施している。
自動板厚制御には、例えば、圧延機出側に設置されている板厚計実績値の目標値からの偏差を制御入力とするフィードバック制御(モニタＡＧＣ)、ゲージメータ式板厚制御（ゲージメータＡＧＣ）、圧延機入側の板厚偏差に基づくフィードフォワード制御などがある。この板厚制御は、圧延荷重(圧下制御量)や、スタンド間張力(張力制御量)を変化させることで行われる。

上記のゲージメータ式の板厚制御は、いわば圧延機自体を板厚計として扱って板厚制御を行うものである。すなわち、ゲージメータ式の板厚制御は、ロール開度Ｓと圧延荷重Ｐの測定値に基づき、下記式で表されるゲージメータの式から、ロール間隙を出た直後の板厚であるゲージメータ板厚ｈの基準値からのΔｈを推定して、ロール開度を操作する。ゲージメータ式の板厚制御では、ロール開度Ｓを操作量として圧延荷重を変化させて板厚を調整する。
ｈ＝Ｓ＋（Ｐ／Ｍ）
若しくは
Δｈ ＝ΔＳ ＋（ΔＰ／Ｍ）
ここで、Ｍはミル剛性係数である。

また、Δｈ＝ｈ_０−ｈ、ΔＳ＝Ｓ_０−Ｓ、ΔＰ＝Ｐ_０−Ｐであり、ｈ_０，Ｓ_Ｏ、Ｐ_０は、それぞれ予め設定した基準値である。
ゲージメータ式に対し、下記式のように逸脱項Δｄを付加して、板厚推定の精度を向上させることも行われる。
Δｈ ＝ΔＳ ＋（ΔＰ／Ｍ） ＋Δｄ
また、板厚制御の精度向上を目的とした従来技術として特許文献１に記載の板厚制御方法がある。この板厚制御では、出側板厚偏差を、入側板厚偏差と制御量の偏差との線形和で表現し、入側板厚偏差と制御量の偏差にカルマンフィルタを適用することで、出側板厚偏差を最小とする入側板厚影響係数および制御量影響係数を算出する。そして、入側板厚影響係数および制御量影響係数を修正（逐次更新）することで、板厚偏差の推定精度を向上させている。ここで、上記の入側板厚影響係数および制御量影響係数を算出する際において、圧下量で制御する場合には制御量は圧下制御量となる。また、張力及び圧下量の両方で制御する場合には、制御量は張力制御量及び圧下制御量となる。

特開昭６１−１９３７１６号公報

ゲージメータ式に付加する逸脱項Δｄは、例えば張力を変数とした固定関数で表現されるが、ゲージメータ板厚は、圧延油の吹きつけ量や圧延材料の変形抵抗の違いなどに起因する外乱成分の影響を受ける。このため、従来の固定関数による逸脱項では、板厚を精度良く推定することは出来ない場合も想定され、ライン速度の加減速等に起因する板厚公差外れが残存するおそれがある。このとき、フィードバック制御と組み合わせることで、公差外れを抑制することはできるが、圧延機出口側板厚計までの被圧延材の搬送遅れが存在するため、加減速の瞬間に発生する板厚公差外れを打ち消すことはできない。

また、特許文献１の方法では、被圧延材の搬送遅れに起因する板厚偏差推定時（時変ステップ）と板厚偏差観測時（イノベーションステップ）のタイミング差について考慮されていないため、搬送時間の変化が大きくなるケースには対応できないおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ゲージメータ式の板厚制御において、急峻なライン速度変化があっても板厚精度誤差を小さく抑えることが可能な板厚制御を提供することを目的とする。

課題を解決するために、本発明の一態様は、金属製の被圧延材を圧延する圧延機のロール開度と圧延荷重の測定値とから圧延機出側のゲージメータ板厚を求める際に、上記圧延機の圧延ロールのロール周速と、圧延機入側での被圧延材の張力と、圧延機出側での被圧延材の張力とに基づいて、真の板厚に対する上記ゲージメータ板厚の板厚誤差を推定することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、板厚誤差を推定する際に、ロール周速、圧延機入側及び出側での被圧延材の各張力を変数とすることで、急峻なライン速度変化があっても、それによる板厚誤差への影響を小さく抑えることが可能となる。この結果、圧延機出側直下の板厚を精度良く推定できることで、板厚制御の精度を向上させることが可能となる。

本発明に基づく実施形態に係る制御方法を説明する図である。 板厚誤差を張力から求めた場合のライン速度との関係を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る装置構成を説明する図である。 実施例の結果を説明する図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜板厚制御方法＞
まず、本実施形態の板厚制御方法について、図１を参照しつつ説明する。
ゲージメータ板厚ｈ_ＧＭは、下記（１）式のゲージメータ式で表現される。
ｈ_ＧＭ ＝Ｓ＋（Ｐ／Ｍ） ・・・（１）
また、ゲージメータ板厚ｈ_ＧＭを基準値ｈ_ＧＭ０からの偏差Δｈ_ＧＭで表現する場合には、ゲージメータ式は下記式で表現される。
Δｈ_ＧＭ ＝ΔＳ ＋（ΔＰ／Ｍ）
ここで、圧延開始時のロール開度の設定は予め計算され、被圧延材２が圧延機１に噛み込んだ瞬間のロール開度設定及び観測圧延荷重が、基準値（ロックオン値とも呼ぶ）として記憶され、圧延中はそのロックオン値からの偏差で制御系の操作量等が計算される。

ロックオン時（基準時）のロール開度をＳ_０、圧延荷重Ｐ_０とすると、ロックオン時のゲージメータ板厚ｈ_ＧＭ０は下記で記述される。
ｈ_ＧＭ０ ＝ Ｓ_０ ＋ Ｐ_０／Ｍ ・・・（２）
そして、（１）式及び（２）式から、基準とするゲージメータ板厚ｈ_ＧＭ０に対するゲージメータ板厚ｈ_ＧＭの偏差Δｈ_ＧＭは、ロール開度Ｓ、観測した圧延荷重Ｐによって、
Δｈ_ＧＭ ＝ ｈ_ＧＭ − ｈ_ＧＭ０ ＝ （Ｓ −Ｓ_０） ＋（Ｐ −Ｐ_０）／Ｍ
＝ΔＳ ＋（ΔＰ／Ｍ）
と表現される。
ここで、目標板厚をｈｒとし、基準とするゲージメータ板厚ｈ_ＧＭ０に対する目標板厚ｈｒの偏差Δｈｒを板厚目標値と定義すると、板厚目標値Δｈｒと現在のゲージメータ板厚偏差Δｈ_ＧＭとの偏差Δｈｅは下記の式であらわされる。
Δｈｅ ＝ （ｈｒ− ｈ_ＧＭ０）−Δｈ_ＧＭ ＝Δｈｒ − Δｈ_ＧＭ

そして、このゲージメータ板厚の目標値からの偏差Δｈｅを用いて板厚制御が行われ、例えば下記（３）式によって、操作量であるロール開度ΔＳ_ｒが設定される（図１中、符号２２参照）。
ΔＳｒ ＝α・（（Ｍ＋Ｑ）／Ｍ）・Δｈｅ ・・・（３）
ここで、
Ｑ：塑性係数、
α：ゲイン（０〜１）
である。

なお、上記制御とは別に、ＰＩＤ制御などの汎用制御系によって操作量ΔＳｒを定めることもできる。また、圧延機１出側の圧延機１から少し離れた場所にＸ線板厚計などの板厚計が設置され、板厚の真値に基づくフィードバック制御がＰＩ制御などで構成され、板厚目標値と板厚実績値の偏差により圧延機１のロール開度が操作されるフィードバック制御もある。このフィードバック制御は無駄時間を含み、また、板厚の真値（実測値）に基づくフィードバックのため、積分主体の制御系が構成されることが多い。
本実施形態の制御系は、上述のゲージメータ板厚によるワークロール１ａ直下の板厚推定値（ｈ_ＧＭ０＋Δｈ_ＧＭ）と真の板厚との差（板厚誤差）を推定するモデル（誤差推定式）を設定し、その推定した板厚誤差を板厚制御に反映する。

次に、板厚誤差（ゲージメータ板厚の誤差）を推定する方法を説明する。
ゲージメータ板厚の板厚誤差をΔｄとし、真の板厚をｈとすると、板厚誤差Δｄは下記で記述される。
Δｄ ＝ ｈ− ｈ_ＧＭ ＝ ｈ −（ Ｓ ＋ Ｐ／Ｍ）
この式は、下記式に置き換えることができる。
ｈ ＝ ｈ_ＧＭ ＋Δｄ ＝ Ｓ ＋ Ｐ／Ｍ ＋ Δｄ
また、基準ゲージメータ板厚ｈ_ＧＭ０に対する真の板厚ｈの偏差Δｈは、次の（４）式で表すことができる。そして、この(４)式でも求められたΔｈが、(３)式のΔｈｅとして使用される（図１中、符号２１，２２参照）。
Δｈ ＝ Δｈ_ＧＭ ＋ Δｄ
＝ Δｓ ＋ ΔＰ／Ｍ ＋ Δｄ ・・・（４）
この板厚誤差Δｄをなんらかの方法で推定できれば、板厚直下の板厚推定であるゲージメータ板厚の推定精度が向上し、ゲージメータ式を使用した板厚制御精度が向上する。

本実施形態では、板厚誤差Δｄを（５）式のような誤差推定式で表す。
Δｄ ＝ ａ×ΔＭＲＨ ＋ｂ×ΔＴｕｉ ＋ｃ×ΔＴｕｏ ・・・（５）
この誤差推定式は、板厚誤差Δｄを、予め設定した基準ロール周速に対する圧延機１のワークロール１ａのロール周速の偏差ΔＭＲＨと、予め設定した基準入側張力に対する圧延機１入側での被圧延材２の張力の偏差ΔＴｕｉと、予め設定した基準出側張力に対する圧延機１出側での被圧延材２の張力の偏差ΔＴｕｏを時変パラメータａ，ｂ，ｃで線形結合した式で表したものである。
ここで、予め設定した基準ロール周速ΔＭＲＨ０、予め設定した基準入側張力ΔＴｕｉ０、予め設定した基準出側張力ΔＴｕｏ０は、基準値である。本実施形態では、各基準値はロックオン時に取得した値とする。

板厚誤差Δｄをロール周速、張力を変数とした関数とすることで、被圧延材２の搬送速度の加減速に対応した推定値を求めることが可能となる。ここで、ゲージメータ板厚の誤差要因として、圧延機入側、出側の板張力の変化があることは従来から知られている。しかし、発明者らが確認したところ、ゲージメータ板厚の板厚誤差を入側張力及び出側張力だけを変数として推定した場合、推定した板厚誤差は、ライン速度を変更する度に大きく変化するとの知見を得た（図２参照）。そこで、本実施形態では、板厚誤差Δｄを、張力に加え、ライン速度の線形結合で推定することとした。これは、ライン速度が変化すると板厚とワークロール１ａとの動摩擦係数も変化し、荷重にも影響があり、板厚が変動すると考えられるからである。

ただし、係数ａ，ｂ，ｃとして固定値を用いると推定精度が必ずしも推定精度が良くない可能性がある。このため、本実施形態では、係数ａ，ｂ，ｃを時変パラメータとして、係数ａ，ｂ，ｃを、カルマンフィルタを用いて逐次推定することした（図１中符号２０参照）。係数ａ，ｂ，ｃの最適化は、カルマンフィルタ以外の最適化手法を採用しても良い。
板厚誤差Δｄの係数ａ，ｂ，ｃを、カルマンフィルタを用いて逐次推定(逐次更新)することで、板厚誤差の推定精度を向上させることができる。さらに、本実施形態では、板厚実績値計測の無駄時間補償を組み合わせて、圧延機１のワークロール１ａ直下の正しい板厚を推定しながら板厚制御を行うことで制御を更に向上させる。

本実施形態では、圧延機１出側の板厚測定値ｈｍを観測値とすることで、カルマンフィルタで逐次推定する係数ａ，ｂ，ｃを適用した板厚誤差Δｄで補償したゲージメータ板厚と、圧延機１出側の板厚測定値との差を使用してカルマンゲインを調整する（図１中符号２０参照）。このとき、板厚実績値の計測に対し無駄時間補償を行って、圧延機１のワークロール１ａ直下の板厚Δｄ（ｔ-Ｌ）を推定している。
以下に、その適用方法の例を記載する。
カルマンフィルタでは、［ ａ ｂ ｃ ］^Ｔ を推定する。

時刻ｋにおけるａ，ｂ，ｃをａ（ｋ），ｂ（ｋ），ｃ（ｋ）とし、パラメータベクトルθ（ｋ）を下記式により定義する。
θ（ｋ）＝［ａ（ｋ） ｂ（ｋ） ｃ（ｋ）］^Ｔ
また、パラメータ推定のための離散状態方程式は次のようになる。
θ（ｋ＋１） ＝θ（ｋ） ＋ｂ_ｐｖ（ｋ）
ｙ（ｋ） ＝ φ（ｋ）^Ｔθ（ｋ） ＋ｗ（ｋ）
ここで
φ（ｋ）^Ｔ ＝［ΔＭＲＨ（ｋ） ΔＴｕｉ（ｋ） ΔＴｕｏ（ｋ）］
ｙ（ｋ）＝Δｄ（ｋ）
である。

また、ｖ（ｋ），ｗ（ｋ）はシステム雑音各分散σ_ｖ ^２，σ_ｗ ^２を規定する。
ここで、観測値ｙ（ｋ）は、圧延機１出側から所定距離だけ離れた位置に設置された板厚計５によって観測されることから、圧延機１出側での推定値であるゲージメータ板厚に対し無駄時間を有することとなる。
圧延機１直下での板厚ｈ（ｔ）に対して、板厚計５での測定位置を板厚ｈ_ｍ（ｔ）とすると、観測までの無駄時間Ｌを用いれば下記の関係が成り立つ。
ｈ_ｍ（ｔ） ＝ｈ（ｔ−Ｌ）
このように、推定する板厚誤差の観測も無駄時間がある。
Δｄ（ｔ）の実績値Δｄｍ（ｔ）、圧延機１直下での板厚誤差Δｄ（ｔ）とし、無駄時間Ｌとすると
Δｄ_ｍ（ｔ） ＝Δｄ（ｔ-Ｌ）
と表すことが出来る。

ここで、無駄時間は、伝達関数ではｅ^-Ｌｓと記載できるが（ｓはラプラス演算子）、Ｐａｄｅの近似多項式を用いれば有理関数として記載され、線形モデルとしてあらわすことができる。なお、無駄時間補償は、Ｐａｄｅ近似に限定されず。公知の状態予測法を用いて補償するようにしても良い。
有理関数の次数は１次から設定できるが、Ｐａｄｅ近似を例えば３次で近似するとすれば下記のようになる。

この例では３次系であるので、状態方程式は３次の状態量を持ち、直達項を有する下記の形式で表現できる。

これを、離散化すると下記で記載される。
ｘ_ｐ（ｋ＋１） ＝Ａ_ｄｘ_ｐ（ｋ） ＋Ｂ_ｄｕ（ｋ）
ｙ_ｐ（ｋ）＝Ｃ_ｄｘ_ｐ（ｋ） ＋Ｄ_ｄｕ（ｋ）
ここでＡ_ｄ，Ｂ_ｄ，Ｃｄ，Ｄ_ｄは離散化された状態方程式の係数行列である。
拡大状態方程式は、次のようになる。
θ（ｋ＋１） ＝ θ（ｋ） ＋ｂ_ｐｖ（ｋ）
ｘ_ｐ（ｋ＋１） ＝Ａ_ｄｘ_ｐ（ｋ） ＋Ｂ_ｄｕ（ｋ）
＝Ａ_ｄｘ_ｐ（ｋ）＋Ｂ_ｄｄ_ｍ（ｋ）
＝Ａ_ｄｘ_ｐ（ｋ）＋Ｂ_ｄ（φ（ｋ）^Ｔθ（ｋ） ＋ｗ（ｋ））
＝Ａ_ｄｘ_ｐ（ｋ）＋Ｂ_ｄφ（ｋ）^Ｔθ（ｋ） ＋Ｂ_ｄｗ（ｋ）
ｙ_ｐ（ｋ） ＝Ｃ_ｄｘ_ｐ（ｋ） ＋Ｄ_ｄｄ_ｍ（ｋ）
＝Ｃ_ｄｘ_ｐ（ｋ） ＋Ｄ_ｄ（φ（ｋ）^Ｔθ（ｋ） ＋ｗ（ｋ））
＝Ｃ_ｄｘ_ｐ（ｋ） ＋Ｄ_ｄφ（ｋ）^Ｔθ（ｋ） ＋Ｄ_ｄｗ（ｋ）

ここで、ｘ（ｋ）をカルマンフィルタによる下記の更新ステップでｘ＾（ｋ）
として逐次推定する。
ここで、

である

推定されたｘ＾（ｋ）に含まれるパラメータ（ａ（ｋ），ｂ （ｋ），ｃ（ｋ））の
推定値（ａ＾（ｋ）、ｂ＾（ｋ）、ｃ＾（ｋ））を用いて、
板厚誤差Δｄの推定値Δｄ＾（ｋ）を下記式にて推定する。

これを（４）式のΔｄとして与えてゲージメータ板厚を補償（更新）しながら、板厚制御に用いることで、ゲージメータ板厚の誤差を最小化でき、板厚制御系の精度が向上する。
すなわち、カルマンフィルタによって、ゲージメータ板厚の板厚誤差を推定するパラメータａ，ｂ，ｃが逐次推定でき、ゲージメータ板厚式の板厚誤差が解消できる。
また、本実施形態では、無駄時間補償モデルも使用することで、真の板厚に基づきゲージメータ板厚の板厚誤差が推定できている。また、ゲージメータ板厚の誤差を推定しているので、圧延直下の制御系を直接的に精度向上するため、無駄時間の遅れなく補償量が算出でき、高速な応答を確保できることになる。

＜装置＞
次に、本実施形態の板厚制御方法を適用した装置構成の例を、図３を参照しながら説明する。
本実施形態では被圧延材２として鋼帯を、複数段の圧延機１で圧延する場合を例に挙げて説明する。
各圧延機１は、一対のワークロール１ａと、バックアップロール１ｂと、ワークロール１ａのワークロール１ａギャップを操作するための圧下装置６とを備える。

また、圧延機１の出側に、鋼帯（被圧延材２）の板厚を測定する出側板厚測定部５が配置されている。出側板厚測定部５は、例えばＸ線板厚計などから構成される。入側板厚測定部及び出側板厚測定部５は、測定した板厚検出情報を板厚制御部１０に出力する。
また、圧延機１入側及び出側に、鋼帯２の張力を測定する入側張力測定部３及び出側張力測定部４を備える。入側張力測定部３及び出側張力測定部４は、例えば張力検出用ロールからなる。入側張力測定部３及び出側張力測定部４は、測定した測定張力情報を板厚制御部１０に出力する。

圧延機１のワークロール１ａのロール周速を測定するロール周速測定部８を備える。ロール周速測定部８は、例えばエンコーダなどから構成され、例えば上側のワークロール１ａの回転数を検出して板厚制御部１０に出力する。
また、圧延機１の圧延荷重を測定する圧延荷重測定部７を備える、圧延荷重測定部は、例えばロードセルなどからなり、測定した荷重情報を板厚制御部１０に出力する。
板厚制御部１０は、制御開始時情報取得部１０Ａ、ゲージメータ板厚算出部１０Ｂ、板厚誤差推定部１０Ｃ及びロール開度操作部１０Ｄを備える。

制御開始時情報取得部１０Ａは、制御開始のロックオン時に制御のための各基準値を記憶する。
ゲージメータ板厚算出部１０Ｂは、圧延荷重測定部７が測定する圧延荷重に基づき、ゲージメータ板厚を求める。
ロール開度操作部１０Ｄは、制御部本体であり、ゲージメータ板厚算出部１０Ｂが求めるゲージメータ板厚を、板厚誤差推定部１０Ｃが推定する板厚誤差で修正した修正値に基づき圧延機１のロール開度を操作する。
板厚誤差推定部１０Ｃは、真の板厚に対する、ゲージメータ板厚算出部１０Ｂが求めるゲージメータ板厚の板厚誤差を推定する処理を行う。
本実施形態の板厚誤差推定部１０Ｃは、入側張力測定部３、出側張力測定部４およびロール周速測定部８が測定する各測定と、誤差推定式とから板厚誤差を推定する。

誤差推定式は、下記式のように、板厚誤差Δｄを、予め設定した基準ロール周速に対する圧延機１のワークロール１ａのロール周速の偏差ΔＭＲＨと、予め設定した基準入側張力に対する圧延機１入側での被圧延材２の張力の偏差ΔＴｕｉと、予め設定した基準出側張力に対する圧延機１出側での被圧延材２の張力の偏差ΔＴｕｏを時変パラメータａ，ｂ，ｃで線形結合した式で表される。
Δｄ ＝ ａ×ΔＭＲＨ ＋ｂ×ΔＴｕｉ ＋ｃ×ΔＴｕｏ
ここで、予め設定した基準ロール周速ＭＲＨ０、予め設定した基準入側張力Ｔｕｉ０、予め設定した基準出側張力Ｔｕｏ０は、例えば、対象とする被圧延材２の圧延開始時の値とする。
また、Ｍはミル剛性係数である。Δｈ＝ｈ_０−ｈ、ΔＳ＝Ｓ_０−Ｓ、ΔＰ＝Ｐ_０−Ｐであり、ｈ_０，Ｓ_Ｏ、Ｐ_０は、それぞれ被圧延材２の圧延開始時の値である。

また板厚制御部１０は、パラメータ最適化部１０Ｅ及び板厚補償部１０Ｆを有する。
パラメータ最適部は、ゲージメータ板厚算出部１０Ｂが求めるゲージメータ板厚に板厚誤差推定部１０Ｃが推定する板厚誤差を加算した値と出側板厚測定部５が測定した圧延機１出側での被圧延材２の板厚測定値との差に基づき、時変パラメータである係数ａ，ｂ，ｃを最適化する。
本実施形態のパラメータ最適化部１０Ｅでは、時変パラメータａ，ｂ，ｃを、圧延機１出側での被圧延材２の板厚測定値を観測量としたカルマンフィルタを構成して推定することで最適化する。
板厚補償部１０Ｆは、出側板厚測定部５が測定した板厚測定値に対し無駄時間補償を行って、圧延機１位置での板厚に変換する。

＜効果その他＞
本実施形態によれば、入側張力、出側張力及びライン速度から、推定する板厚誤差の係数（時変パラメータ）を推定して、板厚誤差を打ち消す方向にロール開度を操作することで、加減速が発生する時における板厚公差外れを抑制することが可能となる。
また、板厚測定値に対し無駄時間補償を行うことで、板搬送遅れを考慮しつつ、推定する板厚誤差の係数（時変パラメータ）、つまり板厚誤差をカルマンフィルタにより逐次推定することで、さらに制御の精度が向上する。
なお、本実施形態の板厚制御を、圧延機１出側に設置されている板厚計実績値の目標値からの偏差を制御入力とするフィードバック制御(モニタＡＧＣ)などと組み合わせて実施しても良い。

本発明の制御方法の実用性を以下条件にて、第１スタンドに適用した場合をシミュレーション検討した。
・入側板厚設定値：０．２ｍｍ
・出側板厚設定値：０．１６ｍｍ
・入側ユニット張力設定値：９ｋｇｆ／ｍｍ^２
・出側張力設定値：１４ｋｇｆ／ｍｍ^２
・圧延ライン速度：１００ｍ／ｍｉｎ〜７００ｍ／ｍｉｎ

検討結果を図４に示す。
図４から分かるように、加減速にて変化するゲージメータ板厚の板厚誤差を±５％以内の精度で逐次推定出来ていることが分かる。
ここで、図４に記載の推定結果では、第１スタンド直下のゲージメータ式の誤差を上記推定方法で推定した結果を示している。図４中、誤差実績は第１スタンド出側に設置した板厚計に基づく誤差を評価しており、誤差推定値（圧延機１直下）は観測に要する無駄時間だけ早く推定値が算出できていることが分かる。
また、「±５％以内の精度」とは、目標板厚（出側板厚設定値：０．１６ｍｍ）に対して５％以下（０．００８ｍｍ）という意味である。

１ 圧延機
１ａ ワークロール
２ 被圧延材
３ 入側張力測定部
４ 出側張力測定部
５ 出側板厚測定部
６ 圧下装置
７ 圧延荷重測定部
８ ロール周速測定部
１０ 板厚制御部
１０Ａ 制御開始時情報取得部
１０Ｂ ゲージメータ板厚算出部
１０Ｃ 板厚誤差推定部
１０Ｄ ロール開度操作部
１０Ｅ パラメータ最適化部
１０Ｆ 板厚補償部
Ｐ 圧延荷重
Ｓ ロール開度
ａ，ｂ，ｃ 時変パラメータ(係数)
ｈ_ＧＭ ゲージメータ板厚
Δｄ 板厚誤差

Claims (10)

1. 金属製の被圧延材を圧延する圧延機のロール開度と圧延荷重の測定値とから圧延機出側のゲージメータ板厚を求める際に、
   上記圧延機の圧延ロールのロール周速と、圧延機入側での被圧延材の張力と、圧延機出側での被圧延材の張力とに基づいて、真の板厚に対する上記ゲージメータ板厚の板厚誤差を推定することを特徴とするゲージメータ板厚誤差の推定方法。
2. 上記板厚誤差を、予め設定した基準ロール周速に対する圧延ロールのロール周速の偏差と、予め設定した基準入側張力に対する圧延機入側での被圧延材の張力の偏差と、予め設定した基準出側張力に対する圧延機出側での被圧延材の張力の偏差を時変パラメータで線形結合した誤差推定式で表し、
   上記推定した板厚誤差によって補償した上記ゲージメータ板厚と、圧延機出側での被圧延材の板厚測定値との偏差に基づき、上記時変パラメータを最適化することを特徴とする請求項１に記載したゲージメータ板厚誤差の推定方法。
3. 上記時変パラメータを、圧延機出側での被圧延材の板厚測定値を観測量としたカルマンフィルタを構成して推定することで最適化することを特徴とする請求項２に記載したゲージメータ板厚誤差の推定方法。
4. 圧延機出側での被圧延材の上記板厚測定値について無駄時間補償を行って、上記板厚測定値を圧延機位置での板厚に変換することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載したゲージメータ板厚誤差の推定方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のゲージメータ板厚誤差の推定方法で推定する板厚誤差によってゲージメータ板厚を逐次修正し、修正したゲージメータ板厚に基づきロール開度を操作することを特徴とする板厚制御方法。
6. 請求項５に記載の板厚制御方法により板厚を制御する被圧延材の製造方法。
7. 圧延機の入側での被圧延材の張力を測定する入側張力測定部と、
   圧延機の出側での被圧延材の張力を測定する出側張力測定部と、
   上記圧延機の圧延ロールのロール周速を測定するロール周速測定部と、
   上記圧延機の圧延荷重を測定する圧延荷重測定部と、
   上記圧延荷重測定部が測定する圧延荷重に基づき、ゲージメータ板厚を求めるゲージメータ板厚算出部と、
   上記ゲージメータ板厚算出部が求めるゲージメータ板厚の板厚誤差を推定する板厚誤差推定部と、
   上記ゲージメータ板厚算出部が求めるゲージメータ板厚を、上記板厚誤差推定部が推定する板厚誤差で修正した修正値に基づき圧延機のロール開度を操作するロール開度操作部と、を備え、
   上記板厚誤差推定部は、
   上記板厚誤差を、予め設定した基準ロール周速に対する圧延ロールのロール周速の偏差と、予め設定した基準入側張力に対する圧延機入側での被圧延材の張力の偏差と、予め設定した基準出側張力に対する圧延機出側での被圧延材の張力の偏差を時変パラメータで線形結合した誤差推定式で表し、
   上記入側張力測定部、上記出側張力測定部および上記ロール周速測定部が測定する各測定値と、上記誤差推定式とから板厚誤差を推定する
   ことを特徴とする板厚制御装置。
8. 圧延機出側での被圧延材の板厚を測定する出側板厚測定部と、
   上記ゲージメータ板厚算出部が求めるゲージメータ板厚に上記板厚誤差推定部が推定する板厚誤差を加算した値と上記出側板厚測定部が測定した圧延機出側での被圧延材の板厚測定値との差に基づき、上記時変パラメータを最適化するパラメータ最適化部と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載した板厚制御装置。
9. 上記パラメータ最適化部は、上記時変パラメータを、圧延機出側での被圧延材の板厚測定値を観測量としたカルマンフィルタを構成して推定することで最適化することを特徴とする請求項８に記載した板厚制御装置。
10. 上記出側板厚測定部が測定した板厚測定値に対し無駄時間補償を行って、圧延機位置での板厚に変換する板厚補償部を備えることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載した板厚制御装置。

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