阅读说明：本技术 机械设备控制装置、机械设备控制方法以及程序 (Machine control device, machine control method, and program ) 是由 服部哲 于 2019-04-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种机械设备控制装置、机械设备控制方法以及程序,在以消除周期性干扰为目的对机械设备进行控制时,尽快得到干扰消除效果。具备：滤波器(101),其从控制对象机械设备获取包含周期性干扰的控制对象状态量,从获取到的控制对象状态量中提取周期性干扰；基准波形表(200),其存储由周期性干扰的频率成分构成的控制对象状态量的波形；以及设定部(250),其将从基准波形表得到的基准波形与从控制对象机械设备获取的包含周期性干扰的控制对象状态量进行比较,求出基准波形与包含周期性干扰的控制对象状态量的衰减量差和相位差,根据求出的衰减量和相位差,预测滤波器的滤波结果,根据预测结果对滤波器进行初始化。(The invention provides a mechanical equipment control device, a mechanical equipment control method and a program, which can obtain an interference elimination effect as soon as possible when the mechanical equipment is controlled for eliminating periodic interference. The disclosed device is provided with: a filter (101) that acquires a control target state quantity containing a periodic disturbance from a control target machine, and extracts the periodic disturbance from the acquired control target state quantity; a reference waveform table (200) which stores waveforms of control target state quantities composed of frequency components of periodic disturbances; and a setting unit (250) that compares the reference waveform obtained from the reference waveform table with the control target state quantity including the periodic disturbance acquired from the control target mechanical equipment, obtains an attenuation amount difference and a phase difference between the reference waveform and the control target state quantity including the periodic disturbance, predicts a filtering result of the filter from the obtained attenuation amount and phase difference, and initializes the filter based on the prediction result.)

机械设备控制装置、机械设备控制方法以及程序

技术领域

本发明涉及一种机械设备控制装置、机械设备控制方法以及程序。

背景技术

在生产各种工业产品的机械设备中，有时以固定时间间隔或固定长度间隔(压轧材料的固定长度)产生周期性干扰，导入了用于消除该干扰的控制装置。以下，作为控制对象机械设备的一例而说明轧钢机，但是在一般机械设备中也相同。

在高效地生产薄金属材料的机械设备即轧钢机中，由辊的旋转方向的半径变动(以下，简称为“辊偏心”)引起产生出料侧板厚变动。

由辊偏心引起的板厚变动成为取决于辊的旋转周期的周期性板厚变动，因此以辊偏心频率成分对出料侧板厚进行滤波，根据辊偏心成分对辊缝进行操作而进行控制(例如参照专利文献1)。

考虑到还使用相同的方式来控制由辊引起的频率成分以外的周期性干扰(例如参照专利文献2)。

在上述现有技术中，为了消除辊偏心等的周期性板厚变动，进行以周期性变动的频率对板厚偏差进行滤波并乘以控制增益而设为控制输出的控制。

作为辊偏心控制的方法，设置用于检测辊的一周旋转的检测器，在辊空转时，从负载变动估计辊缝变动量来决定与辊的旋转方向位置对应的校正量，在压轧中将其输出。辊空转时，是指在上下作业辊之间不具有被轧材料的状态下使辊旋转的状态。

在使用该以往方法的情况下，可消除由辊偏心引起的辊缝变动本身，因此大约能够100％消除辊偏心成分的板厚变动。

然而，在该方法中，虽然能够消除辊偏心成分的板厚变动的效果很好，但是需要用于检测辊的一周旋转的检测器，因此导致设备投资额度增加以及检测器维护作业量增加。另外，由于从负载变动得到辊偏心成分，因此需要辊空转，作业效率相应地下降。

另外，在通过滤波器从板厚偏差检测值取出辊偏心频率成分的情况下，需要用于取出对应的辊偏心频率成分的滤波处理。另外，在使用通过计算机上的软件来实施滤波处理的数字滤波器的情况下，为了得到分辨率高的滤波特性，需要辊偏心频率成分的周期的数十倍的采样时间。

因此，存在以下问题：在通过滤波器取出该辊偏心频率成分的方法中，直到显现控制效果，轧钢机的出料侧板厚偏差减小为止费时。毕竟，轧钢机中的辊偏心，在使轧钢机停止的情况等由于辊的圆周方向上的热分布变得不均匀而产生的情况较多，当压轧开始后过一段时间时，辊的圆周方向上的热分布变得均匀，因此轧钢机出料侧的板厚变动也减小。因此，在直到显现辊偏心控制的控制效果为止费时的情况下，产生在最需要控制的部分无法得到充分的控制效果这种结果。

专利文献1：日本特公昭62-27884号

专利文献2：日本特开2015-166093号

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在控制产生周期性干扰的机械设备来进行消除干扰的控制时能够尽早得到该干扰消除效果的机械设备控制装置、机械设备控制方法以及程序。

为了解决上述问题，例如采用请求专利保护的范围所记载的结构。

本申请包含多个用于解决上述问题的手段，但是如果举出其一例，则具备：滤波器，其从控制对象机械设备获取包含周期性干扰的控制对象状态量，从获取到的控制对象状态量中提取周期性干扰；基准波形表，其存储由周期性干扰的频率成分构成的控制对象状态量的波形；以及设定部，其将从基准波形表得到的基准波形与从控制对象机械设备获取的包含周期性干扰的控制对象状态量进行比较，求出基准波形与包含周期性干扰的控制对象状态量的衰减量差和相位差，根据求出的衰减量和相位差，预测滤波器的滤波结果，根据预测结果对滤波器进行初始化。

根据本发明，能够最大限度地维持对辊偏心等的周期性变动的控制效果，因此能够提高包含周期性干扰的机械设备内的控制精度。通过说明以下的实施方式，能够更加明确上述以外的问题、结构以及效果。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施例的机械设备控制装置(压轧控制装置)中的偏心控制例的结构图。

图2是表示一般压轧控制装置的偏心控制的详细例的结构图。

图3是表示固定长度滤波器的结构的图。

图4是表示固定长度滤波器的特性的图。

图5是表示固定长度滤波器的滤波器表的示例的结构图。

图6是表示一般辊偏心控制例的框图。

图7是表示积分校正辊偏心控制例的框图。

图8是表示积分校正辊偏心控制的特性的图。

图9是表示比例积分校正偏心控制例的框图。

图10是表示积分积分校正偏心控制的特性的图。

图11是表示本发明的一个实施例的压轧控制装置的偏心控制的详细例的结构图。

图12是表示本发明的一个实施例的基准波形表的示例的图。

图13是表示本发明的一个实施例的将基准波形进行了初始设定的示例的图。

图14是表示本发明的一个实施例的滤波器表设定部的示例的框图。

图15是表示本发明的一个实施例的衰减量相位差运算部的输出例的特性图。

图16是表示本发明的一个实施例的修正后的基准波形的示例的图。

图17是表示本发明的一个实施例的衰减量相位差运算部的示例的框图。

图18是表示频率响应法的概要(时间响应)的图。

图19是表示频率响应法的概要(频率响应)的图。

图20是表示本发明的一个实施例的硬度不均抑制控制部的示例的结构图。

图21是表示通过计算机装置构成压轧控制装置的情况下的硬件例的框图。

附图标记说明

1：轧钢机；1a：作业辊；1b：中间辊；1c：支承辊；2：被轧材料；3：进料侧张力卷筒(TR)；3a、3：出料侧TR；4：轧钢机速度控制部；5：进料侧TR控制部；6：出料侧TR控制部；7：辊缝控制部；8：进料侧张力计；9：出料侧张力计；10：压轧速度设定部；11：进料侧张力设定部；12：出料侧张力设定部；13：进料侧张力控制部；14：出料侧张力控制部；15：进料侧张力电流变换部；16：出料侧张力电流变换部；17：出料侧板厚计；18：出料侧板厚控制部；19：旋转检测器；21：压下控制部；101：软件滤波器；110：相位匹配部；111：出料侧板厚偏差-辊缝换算部；120：输出定时调整部；121：滤波器表；121L：下滤波器表；121U：上滤波器表；200：基准波形表；201：基准波形表(1倍表)；202：基准波形表(2倍表)；250：滤波器表设定部；251：衰减量相位差运算部；252：固定周期采样部；255：基准表修正部；256：滤波器表写入部；300：硬度不均抑制控制部；301：频率成分提取部；302：控制输出运算部；C1：CPU；C2：ROM；C3：RAM；C4：非易失性存储装置；C5：接口；C6：输入部；C7：操作部；C8：总线。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的一个实施例。在本实施例中，作为具有周期性变动的机械设备的控制装置，设为应用于轧钢机的控制装置的情况。

[1.压轧控制装置中的偏心控制的结构例]

图1示出单机架(single stand)的轧钢机的结构。

图2示出单机架轧钢机的一般控制结构。如图1所示，单机架轧钢机在轧钢机1的压轧方向上在进料侧具有进料侧张力卷筒(以下，将张力卷筒称为“TR”)3a、在出料侧具有出料侧TR3b。

从进料侧TR3a卷出的金属压轧材料即被轧材料2在由轧钢机1的作业辊1a压轧之后，在出料侧TR3b被卷绕。轧钢机1隔着被轧材料2从接近被轧材料2一侧起由作业辊1a、中间辊1b以及支承辊1c构成。而且，设置有：辊缝控制部7，其通过变更上下作业辊1a之间的辊缝，来控制被轧材料2的板厚；以及轧钢机速度控制部4，其用于控制轧钢机1的速度。进料侧TR3a和出料侧TR3b由电动机进行驱动并设置有进行该电动机的驱动控制的进料侧TR控制部5和出料侧TR控制部6。

在压轧时，从压轧速度设定部10将速度指令输出到轧钢机速度控制部4，轧钢机速度控制部4实施使轧钢机1的速度固定的控制。在轧钢机1的进料侧、出料侧对被轧材料赋予张力，从而稳定且高效地实施压轧。因此，进料侧张力设定部11和出料侧张力设定部12计算所需的张力。进料侧张力电流变换部15和出料侧张力电流变换部16根据由张力设定部11和12计算出的进料侧和出料侧张力设定值，求出用于得到将设定张力赋予被轧材料所需的电动机扭矩的电流值。求出的电流值被提供给进料侧TR控制部5和出料侧TR控制部6。进料侧TR控制部5和出料侧TR控制部6控制电动机电流使得成为提供的电流，通过由电动机电流施加到进料侧TR3a和出料侧TR3b的电动机扭矩，对被轧材料赋予预定的张力。

张力电流变换部15、16根据TR机械系统和TR控制部的模型，运算成为张力设定值的电流设定值(电动机扭矩设定值)。在此的控制模型中包含误差，因此使用由设置于轧钢机1的进料侧和出料侧的进料侧张力计8和出料侧张力计9测量出的实际张力，通过进料侧张力控制部13和出料侧张力控制部14对张力设定值加以校正。

在图1中，通过加法器12b和13b求出通过进料侧张力计8和出料侧张力计9测量出的实际张力与由进料侧张力设定部11和出料侧张力设定部12计算出的进料侧和出料侧张力设定值的偏差。而且，将求出的偏差输入到进料侧张力控制部13和出料侧张力控制部14。由进料侧张力控制部13和出料侧张力控制部14求出的校正量通过加法器12a和13a与进料侧张力设定部11和出料侧张力设定部12的输出相加。

通过加法器12a和13a进行了校正的张力设定值被提供给张力电流变换部15和16，变更设定于进料侧TR控制部5和出料侧TR控制部6的电流值。

另外，被轧材料的板厚在产品质量上较重要，因此实施板厚控制。出料侧板厚控制部18根据由出料侧板厚计17检测出的实际板厚，使用辊缝控制部7对轧钢机1的辊缝进行操作，由此控制轧钢机1出料侧的板厚。

辊偏心为轧钢机1的作业辊1a、中间辊1b、支承辊1c的各辊的偏心，由辊的研磨精度、轴承精度引起的辊的旋转方向半径的不均匀导致产生。通常支承辊1c的辊偏心成分较大，因此对支承辊1c进行辊偏心成分消除控制。

[2.在实施方式中作为前提的结构]

在此，在说明本例的辊偏心控制装置之前，说明作为前提的以往的辊偏心控制装置的结构例。

图2示出以往的辊偏心控制部100。通过软件滤波器101对由设置于轧钢机1的出料侧的出料侧板厚计17检测出的板厚偏差进行滤波处理，提取被轧材料上的固定长度周期性板厚偏差。而且，通过压下控制部21对轧钢机1的辊缝进行操作，由此进行辊偏心的控制。

出料侧板厚计17设置于从轧钢机1离开的位置，因此直到检测出由轧钢机1压轧的被轧材料的板厚为止浪费时间。因此，需要将由出料侧板厚计17测量出的出料侧板厚偏差变换为轧钢机1的辊角度的相位匹配。由相位匹配部110进行该相位匹配。之后，在出料侧板厚偏差-辊缝换算部111中换算为轧钢机的辊缝之后，由软件滤波器101以与辊周长对应的长度来实施固定长度滤波处理。

在此，并非以固定时间间隔，而是以被轧材料的长度来实施滤波处理是由于轧钢机1从停止状态加速到最大速度，并减速而停止这样实施变更速度的作业。即使在轧钢机1的加减速中，为了实施辊偏心控制也需要以固定长度实施滤波处理。另外，压轧是通过在上下辊之间压轧被轧材料来进行，但是辊偏心控制的目的是消除由此时的上下辊间隔的机械振动而产生的板厚变动，因此需要以固定长度进行滤波。在实施支承辊的辊偏心控制的情况下，作为以固定长度进行滤波时的固定长度，使用支承辊的辊周长。

图3示出作为固定长度滤波器的软件滤波器101的结构。如后文中所述，软件滤波器101具有控制上侧的辊的系统(基于在符号末尾附加U的结构要素的系统)以及控制下侧的辊的系统(基于在符号末尾附加L的结构要素的系统)。

如图3所示，软件滤波器101由固定长度的无用时间要素e^-TS的设定部121U、121L、滤波器增益G₁、G₂、G₃的设定部122U、122L、125U、125L、124U、124L以及加法器123U、123L构成。根据固定长度的无用时间T，通过以下示出的式子决定从输入x至输出y为止的增益和相位。

y＝G₂G₃·e^-TS·y+G₁G₃·x

此外，在cos(ωT)＝1时，增益变为最大。为了设最大增益＝1.0，设1-G₂G₃＝G₁G₃即可。在将φ设为相位时，成为以下式。

因而，图3的上侧示出的软件滤波器101能够等效变换为图3的下侧示出的结构。即，软件滤波器101能够通过滤波器增益G₁G₃的设定部131、加法器132、固定长度的无用时间要素e^-TS的设定部133以及滤波器增益G₂G₃的设定部134示出。

图4示出软件滤波器101的增益特性、相位特性的一例。图4的(A)表示增益特性，图4的(B)表示相位特性。在图4中，横轴的标准化频率为将无用时间T的倒数设为1的情况下的频率。图4的(A)的纵轴为增益，图4的(B)的横轴为相位。标准化频率为整数之处增益变为1，软件滤波器101还提取相当于无用时间T的频率的整数倍的频率成分。

在图2示出的以往控制中，目的在于消除支承辊(以下，称为“BUR”)1c的辊偏心，因此，以根据BUR直径D_BUR和压轧速度V决定的BUR旋转频率f_BUR来实施滤波处理。BUR1c的表面受损等情况下进行研磨处理后被使用。辊偏心的一个原因为研磨处理不均匀，通常为BUR直径的1倍频率。另外，辊偏心还通过由于压轧加工而发热的BUR被不均匀地冷却而产生，这通常为BUR直径的2倍频率。因而，在通过软件滤波器101构成与BUR直径对应的频率成分的滤波器的情况下，还提取出其整数倍的频率，因此还控制2倍以上的频率成分。

如图5所示，软件滤波器101将辊一周旋转进行n等分(n为整数)，将与各分割点对应的n个区域设定在滤波器表121中。而且，与辊的旋转相应地，在压轧材料到达辊的正下方的时间点，使用一周旋转前的数据和本次的数据，由输出定时调整部120根据相位滞后设定值和滤波器表121的输出进行在图3中说明的运算。

然后，通过将其结果写回辊正下方位置的滤波器表121的区域来实施滤波处理。在图5示出的结构中，从与辊正下方位置对应的第一个存储器读出数据，根据本次的板厚偏差进行在图3中说明的运算，写回第一个存储器。通过反复进行该操作，在由n个存储器构成的滤波器表121上存储与辊一周旋转对应的滤波结果。

通常，辊直径在很多情况下上下不同，上下支承辊中的固定长度采样长度不同。因此，在图2示出的以往的辊偏心控制装置中，设置与上下辊对应的控制增益G_1U、G_1L、G_2U、G_2L、G_3U、G_3L。并且，关于滤波器表121，也设置上滤波器表121U和下滤波器表121L，能够通过上下辊独立进行控制。

图6示出现状的辊偏心控制的框图。如图5所示，使滤波器表121对应于辊上的辊旋转方向的多个点，但是对该多个点应用图6示出的结构。

即，将辊缝Δs提供给减法器141，对软件滤波器101的输出进行减法运算。然后，通过加法器142还对减法运算输出加上辊偏心干扰(辊缝)ΔS_REC，通过换算部143对该加法器142的输出进行(M+Q·(1-α))/M的运算，得到板厚偏差Δh。

关于该板厚偏差Δh，通过换算部144进行M/(M+Q·(1-α))的运算，还将换算部144的输出提供给软件滤波器101。软件滤波器101的结构为图3所说明的结构。

在此，软件滤波器101能够近似为一次滞后系统140，能够等效变换为图6的下侧示出的结构。图6的下侧示出的结构本身与图3示出的结构相同。

因而，在辊上的辊旋转方向的多个点，以出料侧板厚偏差的一次滞后来实施比例控制。

图7示出为了进行积分校正辊偏心控制而设置了偏差校正表145的情况下的结构。将软件滤波器101的输出通过参数G₄设定部145a和1/S运算部145b的偏差校正表145进行校正后提供给减法器141。

该图7示出的结构的开环传递函数成为下式，

因此，当如图8所示求得交叉频率ωc时，成为下式，

因此，设为下式即可。

图9示出为了进行比例积分校正偏心控制而设置了偏差校正表145的情况下的结构。作为该情况下的偏差校正表145的结构，将软件滤波器101的输出通过参数G₄设定部145a和1/S运算部145b进行校正并提供给加法器146。并且，将软件滤波器101的输出通过参数G₅设定部145c进行校正并提供给加法器146。然后，将加法器146的加法运算输出提供给减法器141，从辊缝Δs进行减法运算。

该图9的结构的开环传递函数成为下式，

因此，当如图10所示求得交叉频率ωc时，设为下式即可。

T＜T_I

根据采样周期ts和滤波处理的参数G₁G₃决定一次滞后的时间常数T，但是在此的采样周期ts成为辊的一周旋转周期。滤波处理的参数G₁G₃根据作为目的的滤波特性来设定0.03～0.3位的值，因此，辊的旋转周期的3～30左右成为出料侧板厚修正的时间常数。

在滤波特性中重要的是邻接频率的分辨率，在辊偏心控制的情况下，理想的是能够将上下辊的频率成分进行分离。将上下辊直径管理成相同，但是有时发生有几个百分比左右的误差的情况。在该情况下，也考虑要使上下偏心频率成分分离。例如在各频率偏离10度(上下辊直径差2.8％)的情况下，当根据滤波特性要将振幅衰减至0.1倍时，需要将滤波处理的参数G₁G₃设定为0.05。此时，具有辊的旋转周期的20倍的出料侧板厚修正时间常数。

因而，直到显现辊偏心控制效果为止，需要辊旋转周期的10倍以上的时间。辊偏心大部分因使轧钢机长时间停止的情况下的辊冷却的不均匀而发生，当由于压轧而辊发热时减小。在压轧开始后的辊偏心引起的出料侧板厚变动最大时，辊偏心控制的效果较小，无法抑制出料侧板厚变动，因此需要在压轧开始后立即得到效果的辊偏心控制方法。

辊偏心控制为预测由辊偏心引起的出料侧板厚变动来对辊缝进行操作的前馈控制，与控制输出量一起，控制输出与出料侧板厚变动的相位关系也较重要。在辊偏心控制中的滤波处理中，与控制输出量一起提取相位关系较为重要。反之，只要通过某种方法来判别对由辊偏心引起的出料侧板厚变动的控制输出量与相位关系，就能够实施有效的控制。

能够通过快速傅里叶变换(FFT)求出进行时间序列变动的信号波形的频率成分(各频率的振幅)，还能够求出两个信号波形间的各频率成分的相位关系和增益关系(某一信号为其它信号的几倍)。在辊偏心控制中，能够将由设置于轧钢机的出料侧的出料侧板厚计17检测出的出料侧板厚偏差信号用作时间序列信号。因此，如果能够提供作为辊偏心频率的基准信号，则能够求出与该基准信号之间的相位关系和增益关系。

基于FFT的频率成分的分析，如果该频率成分为一个周期，则原理上能够进行分析，因此，从控制开始起能够以辊旋转周期的2～3倍的时间来求出辊偏心控制所需的出料侧板厚偏差中的辊偏心成分的相位和振幅。其中，基于FFT的频率成分的分析实际上需要2～3周期程度，通过设定为该程度的周期，能够开始有效的控制。也就是说，如果设定任何一种基准波形并能够通过FFT与包含实际辊偏心成分的出料侧板厚偏差的信号波形进行比较，则能够提前得到辊偏心控制的效果。

[3.实施方式的结构和处理]

图11示出本例的辊偏心控制装置的结构。

在图11示出的辊偏心控制装置中，对与图2示出的辊偏心控制装置相同的结构要素附加相同的附图标记并省略重复说明。

具备基准波形表200和滤波器表设定装置250这一点，图11示出的辊偏心控制部100与图2示出的结构不同。基准波形表200存储作为基准的波形。滤波器表设定装置250进行根据来自基准波形表200的基准波形信号以及将来自出料侧板厚计17的出料侧板厚偏差进行辊缝换算而得的实际信号，设定滤波器表121的初始值的设定处理。

图12示出基准波形表200的示例。基准波形表200与使用图2说明的滤波器表121同样地构成与BUR直径对应地被分割为n个区域的频率成分的滤波器。

在此，如图12所示，使用基准波形表(一次成分)201和基准波形表(二次成分)202将这些表201、202相加而构成基准波形表200。在各表201、202中通过以下说明的基准波形存储处理来存储基准波形。

有可能产生BUR频率成分的整数倍的辊偏心频率成分，但是根据辊偏心控制的操作端即压下控制部21的响应特性，假设仅有效控制至BUR频率成分的2倍左右。因而，作为基准波形表200，使用基准波形表(一次成分)201和基准波形表(二次成分)202，在此准备BUR频率成分及其2倍频率的基准波形。

此外，也可以根据使用于辊偏心控制的计算机的性能以及需要通过控制消除的频率成分，直到超出二次成分的n倍频率成分为止，通过相同的方法来制作基准波形表(n次成分)。在此，在基准波形表200中写入将基准波形表(一次成分)201、基准波形表(二次成分)202相加而得到的结果。

在滤波器表121(上滤波器表121U、下滤波器表121L)上，在被分割成n个的区域内存储有BUR频率成分。在各表的存储区域内，每当BUR的一周旋转时将到目前为止的数据与本次的数据分别乘以滤波器增益后相加而写入。

图13示出基准波形表的初始设定方法。考虑到由出料侧板厚计17测量出的出料侧板厚偏差具有各种频率成分，但是其中理想地取出直到二次为止的BUR频率成分的是表200。表200是将基准波形表(一次成分)201的波形与基准波形表(二次成分)202的波形进行加法运算而得到的。

因而，在软件滤波器101理想地进行工作的状态下，应该取出BUR辊偏心成分的二次成分以下。在图13中绘制了BUR旋转三个周期以便容易理解，但是实际上仅区域(A)示出的BUR旋转一个周期量被写入到滤波器表121。同样地，在基准波形表200、基准波形表(一次成分)201、基准波形表(二次成分)202中也仅写入区域(A)的BUR旋转一个周期量。

首先，作为初始值，制作将滤波器表121的表n设为相位0度、将表1设为相位360的BUR偏心频率的振幅1.0的正弦波(表201)和BUR偏心2倍频率的振幅1.0的正弦波(表202)。而且，将两个波形相加而得到的结果写入到基准波形表200。在此，作为正弦波的振幅的单位，作为出料侧板厚偏差而设为μm。此外，在此设为出料侧板厚偏差1.0μm，但是根据压轧时间表设定适当的数据种类、适当的数值即可。

在存在两个时间序列数据X、Y的情况下，能够使用快速傅里叶变换(FFT)关于某一频率成分求出Y相对于X的衰减量(Y/X)以及Y相对于X的相位差。

图14示出滤波器表设定部250的结构例。能够通过该滤波器表设定部250求出辊偏心频率成分的出料侧板厚偏差以及基准波形表200之间的衰减量、相位差。

为了使用衰减量相位差运算部251，需要以固定周期(时间间隔固定)收集的数据，如果作为数据个数为2的乘方则能够高速地实施FFT运算。在此，固定周期采样部252将相位匹配部110的输出乘以从出料侧板厚偏差向辊偏心量的变换系数，将辊的正下方的辊偏心量检测值设为x(t)，将与基准波形表200的BUR旋转位置相应的输出值设为y(t)。在以下的说明中，将辊的正下方的辊偏心量检测值设为“辊偏心量检测值”，将与基准波形表200的BUR旋转位置相应的输出值设为“基准波形输出值”。

将这些辊偏心量检测值x(t)以及基准波形输出值y(t)从固定周期采样部252获取，提供给衰减量相位差运算部251。

在由衰减量相位差运算部251基于FFT进行的运算中，需要要测量的周期的2～3倍左右的数据，由此需要根据辊偏心频率成分f_BUR来变更固定周期采样方法。

在此，说明了将采样周期设为固定，根据辊偏心频率成分f_BUR变更采样数据数的方法，但是还能够采用数据数固定而变更采样周期或变更数据数和采样周期的两者的方法。

在将采样周期设为ts[秒]的情况下，至少，以下N_S成为数据数。

在固定周期采样部252中，将辊偏心量检测值和基准波形输出值，以采样周期ts[sec]按数据数N_S实施采样，分别写入到x(t)表253、y(t)表254。

在衰减量相位差运算部251中使用该系列数据来实施针对辊偏心量检测值x(t)和基准波形输出值y(t)的FFT运算和复数运算。而且，运算以辊偏心量检测值x(t)为基准的情况下的基准波形输出值y(t)的衰减量G和相位差θ，输出到基准表修正部255。基准表修正部255获取基准波形表并进行修正，由滤波器表写入部256写入到上滤波器表121U和下滤波器表121L。

图15示出衰减量相位差运算部251的输出例。图15的(A)示出衰减量G的变化，图15的(B)示出相位差θ的变化。该图15示出的变化为一例，衰减量、相位差与作业状态相应地变化。为了使辊偏心频率和2倍辊偏心频率成分以外的频率成分包含在辊偏心量检测值中，根据频率连续地输出衰减量G和相位差θ。

而且，在基准表修正部255中，读出辊偏心频率和2倍辊偏心频率中的衰减量G和相位差θ，分别设为G_BUR、G_2BUR、θ_BUR、θ_2BUR。据此，基准波形表修正部255对基准波形表202进行修正。即，基准波形表修正部255使用测量结果的衰减量、相位差对基准波形表(一次成分)201、基准波形表(二次成分)202进行修正。

关于基准表(一次成分)201，衰减量G_BUR＝1.0，因此将正弦波的振幅设为1/G_BUR＝1/1.0倍。另外，相位差θ_BUR＝90度，由此实施使相位错开θ_BUR。同样地，关于基准波形表(二次成分)202，衰减量G_2BUR＝0.7，因此将正弦波的振幅设为1/G_2BUR＝1/0.7倍。另外，相位差θ_2BUR＝60度，由此实施使相位错开θ_BUR。

图16示出实施上述说明的处理并修正后的基准波形表200的示例。即，将图13的初始值与图16的修正后进行比较可知，在图16示出的修正后，基准波形表200的波形与辊偏心量检测值(图16的滤波器表121的波形)一致。

在此，图13和图16示出的滤波器表121的波形为从包含各种频率成分的辊偏心量检测值中提取辊偏心频率成分、2倍辊偏心频率成分而得。如果该滤波器表121的波形与基准波形表200的波形一致，则将滤波器表121用于辊偏心控制的情况下所需的滤波结果再现在基准波形表200中。

返回到图14的说明，在滤波器表写入部256中，将修正后的基准波形表200的内容写入到上滤波器表121U和下滤波器表121L。

图17示出衰减量相位差运算部251的结构例。

辊偏心量检测值x(t)和基准波形输出值y(t)分别在独立的FFT运算部251a和251b中进行FFT运算和复数运算，得到运算输出X(ω)和Y(ω)。这些运算输出X(ω)和Y(ω)在运算部251c中进行[Y(ω)/X(ω)]的运算，得到衰减量G(ω)。而且，在衰减量相位运算部251d中得到衰减量G与相位θ。

在此，当表示频率响应法的概要时，如图18所示，进料侧板厚偏差x(t)基于压轧现象(时间响应)g(t)而成为出料侧板厚偏差y(t)。

另一方面，如图17所示，关于通过FFT运算得到的运算输出X(ω)和Y(ω)，如图19所示，运算输出X(ω)基于压轧现象(频率响应)G(ω)而成为出料侧板厚偏差Y(t)。

如上所述，能够设定将辊偏心频率成分、2倍频率辊偏心成分的振幅和相位差与辊偏心量检测值匹配地使用于辊偏心控制的上滤波器表121U、下滤波器表121L。通过实施该设定，不需要等待滤波器表的学习完成，就能够实施最佳辊偏心控制。在压轧开始之后立即通过滤波器表设定装置250将滤波器表进行初始设定，之后使用通常的数字滤波器功能对滤波器表进行学习的同时实施辊偏心控制。

以在滤波器表设定装置250中将上下支承辊的直径差设为较小，并且使用上下支承辊的平均值作为辊偏心频率成分的前提进行了说明，但是在上下辊直径差较大的情况下，按每个上下辊偏心频率成分来使用衰减量相位差判断部251对上滤波器表和下滤波器表分别进行设定即可。

[4.变形例]

在上述实施方式中，说明了使用FFT求出辊偏心量检测值和基准波形输出值间的衰减量、相位差的方法，但是除了FFT以外还使用波形之间的相关系数等使用其它方法也能够同样地实现。

另外，在上述实施方式中，使用由设置于轧钢机出料侧的板厚计检测出的板厚偏差来实施了辊偏心量检测，但是还能够使用轧钢机的压轧负载来进行检测。

另外，在本实施例中，使用轧钢机的辊间隔作为辊偏心频率成分的出料侧板厚偏差的控制操作端，但是使用作为用于控制轧钢机的出料侧板厚的操作端而通常使用的轧钢机的辊速度、设置于轧钢机的入出料侧的张力发生装置的辊速度中的任一个也是同样的。在此，设置于轧钢机的入出料侧的张力发生装置还包含串联式轧钢机的前级、后级机架的轧钢机。

另外，在本实施例中，说明了轧钢机的支承辊的偏心量，但是能够预测变动频率的轧钢机的各辊(作业辊、中间辊、张力卷筒等)的偏心量也同样。另外，并不限定于辊的偏心量，由被轧材料的硬度不均等在轧钢机的上工序中产生的周期性干扰而产生的板厚变动也同样。

机械设备几乎都使用辊来搬送对象产品，因此在很多情况下在搬送时发生由辊的一周旋转引起的干扰，成为周期性干扰。因此，在实施用于抑制由各种辊的一周旋转引起的干扰的控制的情况下，也能够应用本方法。

另外，被轧材料的硬度不均是由上工序中的产品加工时的温度不均而产生的硬度的不均，在使用轧钢机进行加工时，硬的部分的出料侧板厚变厚，柔软部分变薄，因此作为出料侧板厚偏差而出现。在很多情况下，硬度不均成为周期性变动，通常以干扰周期进行滤波来进行前馈控制。

图20示出构成为该情况下的硬度不均抑制控制装置的情况下的概要。硬度不均抑制控制部300从由设置于轧钢机1的出料侧的出料侧板厚计17检测出的出料侧板厚偏差，通过频率成分提取部301提取硬度不均的频率成分。而且，通过控制输出运算部302运算控制输出，并输出到各控制操作端。在此，作为控制操作端，具有进料侧TR和出料侧TR以及辊间隔。即，由控制输出运算部302得到的控制输出被提供给进料侧TR控制部5、出料侧TR控制部6以及辊缝控制部7。

在此，频率成分提取部301为相当于图11的软件滤波器101的部分，通过执行与上述实施例相同的处理，能够缩短直到提取硬度不均的频率成分为止的时间，能够提高控制效果。

此外，本例的压轧控制装置的结构通过软件与硬件的组合来实现。在此，参照图21说明用于实现本实施方式所涉及的压轧控制装置的各功能的硬件例。图21是表示构成本实施方式所涉及的压轧控制装置的信息处理装置的硬件结构的框图。如图21所示，本实施方式所涉及的压轧控制装置具有与通常的服务器、PC(PersonalComputer：个人计算机)等信息处理终端相同的结构。

即，在本实施方式所涉及的压轧控制装置中，CPU(Central Processing Unit：中央处理器)C1、ROM(Read Only Memory：只读存储器)C2、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)C3、非易失性存储装置C4以及接口C5经由总线C8相连接。另外，在总线C8上连接有输入部C6和显示部C8。

CPU C1为执行运算处理的处理部，控制压轧控制装置整体的动作。ROM C2为读取专用非易失性存储介质，存储有固件等程序。RAM C3为能够高速地读写信息的易失性存储介质，用作CPU C1对信息进行处理时的作业区域。

非易失性存储装置C4为能够读写信息的非易失性的存储介质，存储有OS(Operating System：操作系统)、各种控制程序、应用程序等。接口C5将总线C8与各种硬件、网络等进行连接并控制传送。另外，接口C5还用作各处理部交换信息或用于将信息输入到轧钢机的接口。

显示部C8为操作员用于确认压轧控制装置的状态的可视用户接口。输入部C6为键盘、鼠标等操作员用于将信息输入到压轧控制装置的用户接口。在这种硬件结构中，存储于ROM C2、非易失性存储装置C4的程序被读取到RAM C3，CPU C1按照该程序进行运算，由此构成软件控制部。通过这样构成的软件控制部与硬件的组合，实现本实施方式所涉及的压轧控制装置的功能。

另外，本发明除了能够用于在上述实施例中说明的轧钢机的辊偏心的控制以外，还能够用于消除由周期性干扰引起的各种控制对象机械设备的状态量的周期性变动的控制。

并且，本发明并不限定于上述各实施例，包含各种变形例。例如，为了使本发明更容易理解而详细说明了上述实施例，并不限定于必须具备所说明的所有结构。另外，能够对实施例的结构的一部分进行其它结构的追加、删除、替换。

另外，在上述实施方式的各图的结构中，仅示出认为说明所需的控制线、信息线，并不限定于必须示出产品上的所有控制线、信息线。也可以认为实际上几乎所有结构相连接。