模拟方法、纤维取向控制方法、以及纤维取向控制装置的制作方法

专利名称：模拟方法、纤维取向控制方法、以及纤维取向控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟方法、纤维取向控制方法、以及纤维取向
控制装置，其用于在造纸机的纤维取向角曲线(profile)的控制中， 进行最佳的纤维取向角控制。
本申请基于2006年9月5日提出的"特願2006 — 240001号" 要求优先权，在这里引用其内容。
背景技术：
当前，已知在利用作为原料的纸浆制作纸的造纸机中，从造纸 机生成的纸的纤维取向性对尺寸稳定性及强度等产生影响。因此，已 知对纤维取向性进行控制很重要。在专利文献1以及非专利文献1 中，记载了对纤维取向性进行控制的造纸机。
专利文献1:特开2000—144597号公报
非专利文献1: "、-3 乂 V工一夕7匕。7 (John Shakespeare)、工 八.二t/^， (Juha Kniivila) 、 7才、U '〕一匕。氺乂 (Anneli Korpinen)、 亍 乇.3八y乂乂 (Timo Johansson) 、 「7乂 才乂，^ 乂 . 〕 乂卜口 一小 、乂7X厶.7才一 .、乂S 二々亍^氺才7 .才7。亍^ S f— 、乂3 7 才7、、 . 、乂7 .々工^f卜.7乂 K .才!J工乂亍一、乂3 乂 ' 7y^、/k ' 7° 口 7 7 Y》乂 (An On-Line Control System for Simultaneous Optimization of Basis Weight and Orientation Angle Profiles)」、7° 口 、乂一f < 乂夕、、.才7' if."77—只卜.工n^ — /《一亍y夕(Proceeding of the First EcopaperTech)、 (7Y"W) " ， 1995年，p. 39 — 50

发明内容
在专利文献1以及非专利文献1中，记载了变更边流(edgeflow) 流量或唇板(slice lip)开度时的纤维取向性的定性变化的特性。但是，在上述文献中，没有记载有关定量地说明边流流量及唇板开度的 变化的内容。因此，在现有技术中，存在难以进行高精度的纤维取向 角控制的问题。
因此，本发明就是鉴于上述情况提出的，其提供一种可以实现 造纸机的高精度纤维取向角控制的模拟方法、纤维取向控制方法、以 及纤维取向控制装置。
本发明为了解决上述课题，具有例如以下几方面。
第1方面是一种模拟方法，其将向造纸网上供给造纸原料时， 由流浆箱的边流流量调整单元和侧泄流量调整单元中的至少某一个 的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将 该数学模型设定为，所述造纸原料的与流动方向正交的速度分量，从 端部开始在规定的响应宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至少某一 个的变化成正比地变化，根据所述数学模型，对宽度方向的纤维取向 角曲线的变化进行预测运算。
第2方面是一种模拟方法，其将向造纸网上供给造纸原料时， 由流浆箱的唇板开度调整单元的操作引起的唇板出口的原料速度分 量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的 流动方向上的速度分量的变化与唇板的开度变化成正比，与所述流动 方向正交的速度分量的变化则与所述唇板的开度变化的宽度方向差 值的平均值成正比，根据所述数学模型，对宽度方向的纤维取向角曲 线的变化进行预测运算。
第3方面是一种模拟方法，其将向造纸网上供给造纸原料时， 由流浆箱的边流流量调整单元和侧泄流量调整单元中的至少某一个、 以及唇板开度调整单元的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变 化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的流动方 向上的速度分量的变化与唇板的开度变化成正比，与所述流动方向正 交的速度分量的变化是下述变化量的加和从端部开始在规定的响应 宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正比的变化 量；以及与所述唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正比的变 化量，根据所述数学模型，对宽度方向的纤维取向角曲线的变化进行
9预测运算。
第4方面是一种纤维取向控制方法，其将向造纸网上供给造纸 原料时，由流桨箱的边流流量调整单元和侧泄流量调整单元中的至少 某一个的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模 型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的与流动方向正交的速度分 量，从端部开始在规定的响应宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至 少某一个的变化成正比地变化，使用根据所述数学模型而对宽度方向 的纤维取向角曲线的变化进行预测运算的预测运算方法计算出评价 函数，基于该评价函数求出最佳的边流流量操作量和最佳的侧泄流量 操作量中的至少某一个。
第5方面是一种纤维取向控制方法，其将向造纸网上供给造纸 原料时，由流浆箱的唇板开度调整单元的操作引起的唇板出口的原料 速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸 原料的流动方向上的速度分量的变化与唇板的开度变化成正比，与所 述流动方向正交的速度分量的变化则与所述唇板的开度变化的宽度 方向差值的平均值成正比，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤 维取向角曲线的变化进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数， 基于该评价函数求出最佳的唇板开度操作量。
第6方面是一种纤维取向控制方法，其将向造纸网上供给造纸
原料时，由流浆箱的边流流量调整单元和侧泄流量调整单元中的至少 某一个、以及唇板开度调整单元的操作引起的唇板出口的原料速度分 量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的 流动方向上的速度分量的变化与唇板的幵度变化成正比，与所述流动 方向正交的速度分量的变化是下述变化量的加和从端部开始在规定 的响应宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正比
的变化量；以及与所述唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正 比的变化量，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤维取向角曲线 的变化进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数，基于该评价函 数求出最佳的边流流量操作量和最佳的侧泄流量操作量中的至少某 一个、以及最佳的唇板开度操作量。第7方面是在上述第4 6方面中任意一项所述的纤维取向控制 方法的基础上，作为用于求出所述最佳的边流流量操作量和所述最佳 的侧泄流量操作量中的至少某一个、以及所述最佳的唇板开度操作量 的所述评价函数，使用控制偏差的平方和。
第8方面是上述第7方面所述的纤维取向控制方法的基础上， 作为求出所述最佳的边流流量操作量和所述最佳的侧泄流量操作量 中的至少某一个、以及所述最佳的唇板开度操作量的方法，使用与所 述评价函数相关的最速下降法。
第9方面是一种纤维取向控制装置，其将向造纸网上供给造纸 原料时，由流浆箱的边流流量调整单元和侧泄流量调整单元中的至少 某一个的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模 型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的与流动方向正交的速度分 量，从端部开始在规定的响应宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至 少某一个的变化成正比地变化，使用根据所述数学模型而对宽度方向 的纤维取向角曲线的变化进行预测运算的预测运算方法计算出评价 函数，基于该评价函数求出最佳的边流流量操作量和最佳的侧泄流量 操作量中的至少某一个，基于该最佳的边流流量操作量和该最佳的侧 泄流量操作量中的至少某一个，对所述边流流量调整单元和所述侧泄 流量调整单元中的至少某一个进行调节。
第IO方面是一种纤维取向控制装置，其将向造纸网上供给造纸 原料时，由流浆箱的唇板开度调整单元的操作引起的唇板出口的原料 速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸 原料的流动方向上的速度分量的变化与唇板的开度变化成正比，与所 述流动方向正交的速度分量的变化则与所述唇板的开度变化的宽度 方向差值的平均值成正比，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤 维取向角曲线的变化进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数， 基于该评价函数求出最佳的唇板开度操作量，基于该最佳的唇板开度 操作量，对所述唇板开度调整单元进行调节。
第11方面是一种纤维取向控制装置，其将向造纸网上供给造纸 原料时，由流浆箱的边流流量调整单元和侧泄流量调整单元中的至少
ii某一个、以及唇板开度调整单元的操作引起的唇板出口的原料速度分 量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的 流动方向上的速度分量的变化与唇板的开度变化成正比，与所述流动 方向正交的速度分量的变化是下述变化量的加和从端部开始在规定 的响应宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正比 的变化量；以及与所述唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正 比的变化量，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤维取向角曲线 的变化进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数，基于该评价函 数求出最佳的边流流量操作量和最佳的侧泄流量操作量中的至少某 一个、以及最佳的唇板开度操作量，基于该最佳的边流流量操作量和 该最佳的侧泄流量操作量中的至少某一个、以及该最佳的唇板开度操 作量，对所述边流流量调整单元和所述侧泄流量调整单元中的至少某 一个、以及所述唇板开度调整单元进行调节。
第12方面是在上述第9 11方面中任意一项所述的纤维取向控 制装置的基础上，作为用于求出所述最佳的边流流量操作量和所述最 佳的侧泄流量操作量中的至少某一个、以及所述最佳的唇板开度操作 量的所述评价函数，使用控制偏差的平方和。
第13方面是在上述第12方面所述的纤维取向控制装置的基础
上，作为用于求出所述最佳的边流流量操作量和所述最佳的侧泄流量
操作量中的至少某一个、以及所述最佳的唇板开度操作量的方法，使
用与所述评价函数相关的最速下降法。
由于本发明具有上述几方面，所以可以得到例如以下的效果。 根据上述第1方面，可以运算对边流流量和侧泄流量中的至少
某一个进行调整时的纤维取向角曲线的变化。因此，具有可以定量地
掌握宽度方向的纤维取向角曲线的变化的效果。
根据上述第2方面，可以运算对唇板开度进行调整时的纤维取 向角曲线的变化。因此，具有可以定量地掌握宽度方向的纤维取向角 曲线的变化的效果。
根据上述第3方面，可以运算对边流流量和侧泄流量中的至少 某一个、以及唇板开度进行调整时的纤维取向角曲线的变化。因此，具有可以定量地掌握宽度方向的纤维取向角曲线的变化的效果。
根据上述第4方面，可以求出最佳的边流流量操作量和最佳的
侧泄流量操作量中的至少某一个。因此，具有可以进行高精度的纤维
取向角控制的效果。
根据上述第5方面，可以求出最佳的唇板开度操作量。因此，
具有可以进行高精度的纤维取向角控制的效果。
根据上述第6方面，可以求出最佳的边流流量操作量和最佳的
侧泄流量操作量中的至少某一个、以及最佳的唇板开度操作量。因此，
具有可以进行更高精度的纤维取向角控制的效果。
根据上述第7方面，可以计算最佳的操作量。因此，具有可以
定量地进行高精度的纤维取向角控制的效果。
根据上述第8方面，可以求出使评价函数以最快速度变小的操
作量。因此，具有可以计算最佳的操作量的效果。
根据上述第9方面，可以调节为最佳的边流流量和最佳的侧泄
流量中的至少某一个。因此，具有可以得到纤维取向一致的产品的效 果。
根据上述第IO方面，可以将唇板调节为最佳的开度。因此，具 有可以得到纤维取向一致的产品的效果。另外，根据上述第IO方面， 可以局部地调整唇板的开度。因此，具有可以局部地控制纤维取向的 效果。
根据上述第ll方面，可以调节为最佳的边流流量和最佳的侧泄 流量中的至少某一个、以及最佳的唇板开度。因此，具有可以得到纤 维取向更加一致的产品的效果。其原因如下。通过控制唇板开度，可 以对局部的纤维取向进行控制。另外，通过控制边流流量和侧泄流量 中的至少某一个，可以对整体的纤维取向进行控制。因此，通过将边 流流量和侧泄流量这两者进行组合，可以进行更高精度的纤维取向控 制。
根据上述第12方面，可以计算最佳的操作量。因此，具有可以 定量地进行高精度的纤维取向角控制的效果。
根据上述第13方面，可以求出使评价函数以最快速度变小的操作量。因此，具有可以计算最佳的操作量的效果。


图1是一个实施方式中的造纸机的概略斜视图。
图2是一个实施方式中的具有纤维取向控制模拟装置的造纸机 的概略结构图。
图3是表示一个实施方式中的纤维取向控制模拟装置的概略结 构的框图。
图4A是一个实施方式中的流浆箱的俯视图。 图4B是一个实施方式中的流浆箱的剖面图。 图5是一个实施方式中的坐标的构成图。
图6是一个实施方式中的dVEF (i)以及dVEB (i)的特性图。 图7是一个实施方式中的唇板螺栓操作时的特性曲线图。(A) 是表示唇板的开度的曲线图。(B)是表示dU和唇板开度变化量之 间的关系的曲线图。(C)是表示dV、唇板开度的差值的移动平均 和唇板开度差值的移动平均的移动平均之间关系的曲线图。
图8A是表示一个实施方式中仅操作唇板螺栓时的初始值和控 制结果(IOO次)的模拟结果的图，示出唇板宽度方向的各点处的取 向角。
图8B是表示一个实施方式中仅操作唇板螺栓时的初始值和控 制结果(100次)的模拟结果的图，示出唇板宽度方向的各点处的唇 板开度。
图9是表示一个实施方式中仅操作边流阀时的初始值和控制结 果(100次)在唇板宽度方向的各点处的模拟结果的图。
图10A是表示一个实施方式中操作唇板螺栓和边流阀这两者时 的初始值和控制结果(100次)的模拟结果的图，示出唇板宽度方向 的各点处的取向角。
图10B是表示一个实施方式中操作唇板螺栓和边流阀这两者时 的初始值和控制结果(100次)的模拟结果的图，示出唇板宽度方向 的各点处的唇板开度。
14符号的说明
1…造纸机
15…唇板
16…唇板螺栓(唇板开度调整单元)
22、 24…边流阀(边流流量调整单元) 32、 34…侧泄阀(侧泄流量调整单元)
41 44
71
72
81
82
83
91
92
93
-流浆箱
*丝网部(造纸网)
-纤维取向测量仪
-控制部
-唇板螺栓操作部
-边流阔操作部
-侧泄阀操作部
-实际纤维取向角曲线生成部
-纤维取向角曲线比较部
-控制运算部
具体实施例方式
下面，参照附图，说明本发明的优选实施方式。但是，本发明 不限定于以下的各实施方式，例如，可以将这些实施方式的结构要素 适当组合。
如图1所示，造纸机1上设置有流浆箱41，其用于供给造纸原 料。在流浆箱41的造纸原料的流动方向下游恻构成有丝网部44，其 对造纸原料在被供给至丝网表面后进行脱水。将射流(造纸原料)最 先到达造纸网的面称为纸的丝网面，将其相反侧的面称为纸的毛毡 面。在丝网部44的下游侧设置有挤压部45。挤压部45使用挤压辊 对造纸原料和毛毡一起进行挤压，压榨水分。另外，在挤压部45的 下游侧设置有干燥部50,其用于使制造出的纸干燥。该干燥部50由 施加预热的预烘机51、和在预烘机51之后促进干燥的复烘机52构成。在干燥部50的下游侧设置有辗压部55，其用于对通过干燥部50 干燥而成为纸的造纸原料进行辗压。在辗压部55的下游侧设置有将 纸巻起的巻筒部53。
图1示出了长网造纸机的例子，但本发明适用于任何形式的造 纸机(夹网成形器(gap former)、叠网成形器(on-top former)等)。
在本实施方式中，在紧邻巻筒部53的上游，配置有作为纤维取 向角测量单元的纤维取向测量仪71。在测量纸的丝网面和毛毡面各 自的纤维取向角的情况下，以与丝网面和毛毡面分别相对的方式，配 置纤维取向测量仪71。另外，在测量纸的丝网面和毛毡面中的一个 面的纤维取向角的情况下，以与这一面相对的方式，配置纤维取向测 量仪71。
此外，在测量所有的层的纤维取向角的情况下，与纸的一侧表 面相对地配置光源，与另一侧表面相对地配置检测器。
在本实施方式中，纤维取向测量仪71支撑在沿造纸机1的宽度 方向往复运动的扫描单元上。纤维取向测量仪71 —边随着扫描单元 移动， 一边获取纤维取向角数据，获取与造纸机1的宽度方向相关的 实际纤维取向角曲线。
另外，如图2所示，造纸机l具有多个操作部。另外，造纸机l 具有控制部72，其用于控制该多个操作部。通过该控制部72对唇板 螺栓操作部81、边流阀操作部82、侧泄阀操作部83、以及其他操作 部84、 85进行操作。
设置在紧邻巻筒部53的上游的纤维取向测量仪71，测定纸面的 纤维取向角数据，并输出至控制部72。控制部72根据该纤维取向角 数据，生成实际纤维取向角曲线，与预先登录的理想纤维取向角曲线 进行比较。
然后，控制部72基于使用数学模型得到的控制运算结果，对唇 板螺栓操作部81、边流阀操作部82、侧泄阀操作部83、以及其他操 作部84、 85进行操作，变更唇板开度及边流阔开度等。控制部72 以使实际纤维取向角曲线收敛至理想纤维取向角曲线的方式进行该 操作。如图3所示，例如，在工厂某处的中央控制室等中设置有以CPU
为主体而构成的控制部72。将通过纤维取向测量仪71获得的纤维取 向角数据发送至控制部72。控制部72的实际纤维取向角曲线生成部 91基于纤维取向角数据，生成实际纤维取向角曲线。
生成的实际纤维取向角曲线，显示在与控制部72连接的CRT 显示器等显示装置73上。另外，在控制部72中预先登录有适用于该 造纸机1制造的纸的理想纤维取向角曲线。该理想纤维取向角曲线也 显示在显示装置73上。
此外，显示装置73也可以不对上述实际纤维取向角曲线、以及 理想纤维取向角曲线这两者进行显示。在此情况下，可以由控制部 72求出上述实际纤维取向角曲线和理想纤维取向角曲线之间的差， 生成纤维取向角偏差曲线，显示装置73显示纤维取向角偏差曲线。
另外，该显示装置73的配置不限定于中央控制室，可以配置在 需要的位置，例如，流浆箱41的附近或纤维取向测量仪71的附近等。
另外，纤维取向角曲线比较部92将实际纤维取向角曲线和理想 纤维取向角曲线进行比较，从而计算纤维取向角偏差曲线。控制运算 部93根据纤维取向角偏差曲线和预先登录的模型参数(系数)，求 出操作变更量。
控制运算部93将操作变更量的信息输出至边流输出部(侧泄输 出部)94、以及唇板螺栓输出部95。边流输出部(侧泄输出部)94 使操作变更量的信息输入，将操作变更量的信息发送至边流阀操作部 82 (侧泄阀操作部83)。边流阀操作部82基于该操作变更量的信息， 调整边流阀22、 24的阀开度。另外，侧泄阀操作部83基于操作变更 量的信息，调整侧泄阀32、 34的阀开度。
另外，同样地，唇板螺栓输出部95使操作变更量的信息输入， 将操作变更量的信息发送至唇板螺栓操作部81。唇板螺栓操作部81 基于该操作变更量的信息，调整唇板15的开度。
作为唇板开度调整单元的唇板螺栓操作部81、作为边流流量调 整单元的边流阀操作部82、以及作为侧泄流量调整单元的侧泄阀操 作部83等，与控制部72连接。在上述各操作部和控制部72之间，
17可以进行规定数据的发送/接收。
另外，如图4A及图4B所示，流浆箱41具有锥形箱ll，其 用于供给造纸原料；以及管束(tube bank) 12，其用于对造纸原料进 行整流。在下游侧，流浆箱41还具有湍流发生器13;以及限流槽 (slice channel) 14，其形成于湍流发生器13的下游。唇板15形成 于限流槽14的造纸原料的流动方向前端。
此外，在这里，采用了从该唇板15向丝网部44喷出造纸原料 的结构。另外，将造纸原料的流动方向前方侧表示为F (操作)侦lj， 将后方侧表示为B (驱动)顶IJ。
边流管21 (23)与锥形箱11的侧壁的B侧(F侧)的一个位置 连接。锥形箱11和湍流发生器13经由边流管21、 23连通。因此， 锥形箱11和湍流发生器13可以不经由管束12而连通。另外，在边 流管21 (23)的中部设有边流阀22(24)。通过调整该边流阀22(24) 的开度，可以调整湍流发生器13出口的速度分布，即，从唇板15 向丝网部44喷出的造纸原料的流速分布。该边流阀22以及24与边 流阀操作部82连接。基于边流阀操作部82发送的电信号，边流阀 22、 24的开度自动地进行调整。
另外，泄流管31 (33)与限流槽14的侧壁的B侧(F侧)的一 个位置连接。可以使限流槽14内的造纸原料，从泄流管31、 33排出。 在该泄流管31 (33)上设有侧泄阀32(34)。通过调整侧泄阀32(34) 的开度，可以改变唇板15出口的流速分布。该侧泄阀32 (34)与侧 泄阀操作部83连接。基于侧泄阀操作部83发送的电信号，侧泄阀 32 (34)的开度自动地进行调整。
此外，通常，仅设置边流管21及23，或泄流管31及33中的某 一种。但是，也可以设置边流管21及23、和泄流管31及33这两者。
另外，唇板螺栓16设置在唇板15的上部。利用唇板螺栓16， 可以调整唇板15的高度方向的开度。另外，该唇板螺栓16与唇板螺 栓操作部81连接。基于唇板螺栓操作部81发送的电信号，唇板螺栓 16自动地动作，而调整唇板15的高度方向的开度。另外，唇板螺栓 16可以局部地进行调整。下面，对作用进行说明。
首先，向造纸机1的流浆箱41供给造纸原料，使造纸原料从唇
板15喷出。将喷出的造纸原料在丝网部44脱水后，输送至挤压部 45。将造纸原料在挤压部45进一步挤压脱水后，输送至干燥部50。 干燥部50分为预烘机51和复烘机52。干燥部50对从挤压部45输 送来的纸(挤压脱水后的造纸原料)进行干燥。随后，干燥后的纸通 过辗压部55进行辗压，然后由巻筒部53巻绕。
在这里，纤维取向测量仪71设置在紧邻巻筒部53的上游。纤 维取向测量仪71 —边沿造纸机1的宽度方向进行扫描， 一边在规定 位置获取纤维取向角数据，将纤维取向角数据发送至控制部72。控 制部72接收纤维取向角数据。在控制部72中，实际纤维取向角曲线 生成部91基于纤维取向角数据，生成实际纤维取向角曲线。纤维取 向角曲线比较部92运算实际纤维取向角曲线和理想纤维取向角曲线 之间的差值，进而生成纤维取向角偏差曲线。在这里，显示装置73 适当地显示必要的信息。
控制运算部93使由纤维取向角曲线比较部92运算出的纤维取 向角偏差曲线输入，判断实际纤维取向角曲线和理想纤维取向角曲线 之间的差值是否为O。在差值不为O的情况下，控制运算部93计算 唇板螺栓16以及边流阀22、 24，或者唇板螺栓16以及侧泄阀32、 34的操作变更量。边流输出部(侧泄输出部)94以及唇板螺栓输出 部95,将操作变更量的数据变换为电信号，并将该电信号发送至边 流阀操作部82 (侧泄阀操作部83)以及唇板螺栓操作部81。由此， 调节各操作部。通过反复进行上述动作，以使纤维取向角偏差曲线收 敛于0的方式进行各操作部的调节。
下面，说明本实施方式中的数学模型的构成以及模型参数(系 数)的计算方法。在本实施方式中，为了表示纤维取向角曲线，而进 行如下定义。在纸的宽度方向上(将唇板15)分割为N个区间，将 各个区间的纤维取向角测定值记作FOPV (i) 。 i为l N的整数值。 N理论上是唇板螺栓16的个数，但实际中是将多个唇板螺栓16划入 一个区间内而进行平均化。假定FOSV (i)为位置i处的控制的纤维取向角控制目标值。 纤维取向角的表示方式有全层平均值、毛毡面值、丝网面值、以及毛
毡面值和丝网面值之间的差值等。在这里，纤维取向角测定值FOPV (i)和纤维取向角控制目标值FOSV (i)采用相同的表示方式。
通过下述式(1)定义纤维取向角偏差FODV (i)。控制的目标 是使该纤维取向角偏差为0。
FODV (i) =FOPV (i) —FOSV (i)… (1)
在本实施方式中，使用数学模型求出唇板15出口的原料速度分 量的变化率，根据该原料速度分量的变化率，对纤维取向角曲线的变 化进行预测运算。另外，在本实施方式中，以使该纤维取向角偏差的 平方和最小的方式，对边流阔22、 24、侧泄阀32、 34、以及唇板螺 栓16进行控制。
因此，如图5所示定义坐标系。此外，对于与图4相同的要素， 标注相同标号，省略详细的说明。在图5中，在限流槽14的前侧配 置唇板15，在限流槽14的后侧配置湍流发生器13。图5的MD方 向是纸流动的方向，CD方向是纸的宽度方向。
在这里，MD方向定义为坐标X， CD方向定义为坐标Y，以及 纸的厚度方向定义为坐标Z。坐标X以纸流动的方向为正，坐标Y 以从B侧朝向F侧的方向为正。在上述坐标系中，将造纸原料的流 动速度的X方向的速度分量记作U (m/s) ， Y方向的速度分量记作 V (m/s) ， Z方向的速度分量记作W (m/s)。
使用唇板15出口处的造纸原料的原料速度分量，如下述式(2) 所示，定义纤维取向角计算值FO (i)。此外，i表示在纸的宽度方 向上将唇板15分割为N个区域时的第i个区域。
纤维取向角受丝网部44中纸层形成时的脱水作用的偏差、或者 干燥部50中由干燥引起的宽度方向收縮的影响。但是，可以近似地 通过式(2)来表示纤维取向角。
FO (i) =arctan (V (i) /UR (i) ) xl80/兀 (2)
在这里，V (i)是第i个区域的唇板15出口处的CD方向的速 度分量(m/s)。UR(i)是第i个区域的MD方向的相对速度分量(m/s)。所谓相对速度，在丝网面取向角的情况下，是指丝网面上的原料速度 与丝网移动速度之间的相对速度，在毛毡面取向角的情况下，是指毛 毡面的原料速度与其正下方的纸层之间的相对速度。通过上述式(2)，
可以求出原料的MD方向以及CD方向的速度，计算纤维取向角。 将操作边流阀22、 24或者侧泄阀32、 34时的U、 V速度分量
的变化进行模型化，以式(3—1) (3 — 3)表示。将该模型称为边
流模型。
<formula>formula see original document page 21</formula>式(3—1)的dUEF (i)是使F侧边流阀24或者F侧侧泄闽34 的开度变更dEFX时，第i个区域的U速度分量的变化量。dUEB (i) 是使B侧边流阀22或者B侧侧泄阀32的开度变更dEBX时，第i 个区域的U速度分量的变化量。式(3_1)示出了即使变更上述阀 开度，U速度分量也不变化这一情况。
式(3 — 2)的dVEF (i)是将F侧边流阀24或者F侧侧泄阀34 的开度变更dEFX时，第i个区域的V速度分量的变化量。式(3 — 3) 的dVEB (i)是将B侧边流阀22或者B侧侧泄阀32的开度变更dEB %时，第i个区域的V速度分量的变化量。另外，KEF、 Keb分別表示 变更F侧的阀、B侧的阀的开度时的V速度分量变化量的过程增益， L表示响应宽度。
图6表示通过式(3 — 2)、式(3 — 3)运算出的dVEF (i)和dVEB (i)。横轴是纸的宽度方向，1、 N—L、 L+l、 N分别表示第l个、 第(N — L)个、第(L+l)个、第N个区域，另外，纵轴表示dVEF (i) 、 dVEB (i)的大小。
对于dVEF (i)，当i=l时为最小值一KEF， i二L+l时为0，在该区间线性变化。另一方面，対于(1Veb (i)，当i二N — L时为O， i = N 时为最大值keb,在该区间线性变化。即，可以使从设置边流管21、 23或者泄流管31、 33的一侧至第L个唇板螺栓16的位置的流速分 量线性地变化。
此外，通常，在改变边流阀22、 24的开度时，系数Kef、 Keb均 为正。另外，在改变侧泄阀32、 34的开度时，系数Kef、 keb均为负。
另外，将操作唇板螺栓16使唇板15的开度变化时的U、 V速 度分量的变化，通过模型进行表示。将该模型称为唇板螺栓模型。U 速度分量的变化dUR (i)可以通过下述式(4)求出。
dUR (i) =KuXdS (i) (i=l， … ， N). (4)
在这里，dS (i)是以pm为单位表示的第i个区域的唇板15的 开度变化，取正或负值。另外，Ku是过程增益，用于根据唇板15的 开度变化来求出U速度分量的变化，取正或负值。
V速度分量的变化可以通过下述式(5—1) (5 — 4)求出。 此外，dT (i)是操作第i个区域的唇板螺栓16时的唇板15的开度 变化(pm) 。 r是计算移动平均的范围。Kv表示过程增益，用于根 据唇板15的开度变化，运算V速度分量的变化。
,)=一 1) 一必(i +1) (!' = 2，
，W-l)
(5-1)
(5-2)
K0 =
+1*:
Fm阔
(2"1):
{邵- (2r +1)) - , + (2r +1))}
(5-4)首先，通过式(5—1)运算第i个区域的唇板15的开度变化的
宽度方向差值dT (i)。然后，使用式(5 — 2)求出开度变化的宽度 方向差值的移动平均dTm(i)。对于移动平均的范围，在以i为中心 的士r的范围内进行计算。然后，通过式(5 — 3)求出移动平均dTm (i)的移动平均dT皿(i)。然后，使用该移动平均的移动平均dTmm (i)，基于式(5 — 4)运算与第i个区域的唇板15的开度变化相伴 的V速度分量的变化dVs (i)。
图7的(A) (C)中基于唇板螺栓模型，示出操作唇板螺栓 16时的U、 V速度分量的变化的计算值。该计算值是使用式(4)、 式(5—1) (5 — 4)计算出的。此外，在式(5 — 2) 、 (5 — 3)中， 假定r二3。
图7 (A)是示意地表示唇板15的开度变化的曲线图。在该曲 线图中，唇板15的开度以"山型"变化。图7的(B)是表示唇板 15的开度变化、和通过流体模拟求出的U相对速度的变化dU的曲 线图。图7的(C)是表示通过式(5 — 2) 、 (5 — 3)计算出的唇板 15的开度差值的移动平均、移动平均的移动平均、以及通过流体模 拟求出的V速度分量的变化量dV的曲线图。
如图7 (B) 、 (C)所示，唇板15的开度的变化量和通过流体 模拟求出的dU，以及通过式(5 — 3)求出的唇板15的开度宽度方向 差值的移动平均的移动平均和通过流体模拟求出的dV的形状良好地 吻合。因此，可知唇板螺栓模型是有效的。
此外，根据图7 (B)的dU和唇板15的开度的变化量，可以得 到Ku=—3.1x10—4 (m/s m)。另外，根据图7(C)的唇板15的开 度宽度方向差值的移动平均的移动平均和dV，可以得到Kv=l.lxl0 —3 (m/s/|xm)。
第i个区域的纤维取向角可以通过式(2)求出。因此，通过计 算式(2)的微分dFO(i)，可以得到纤维取向角的变化。下述式(6) 表示该纤维取向角的变化dFO (i)。 7T
加,.、180 乂 t〖W)、、 ==——xarctanl ~
'，、)
180
3
3rctanl
arctan
1^哉
180 , Z^x争^^,)、
(6)
在这里，dUK(i)是通过式(4)求出的U相对速度分量变化(m/s)，
dV (i)是通过式(3 — 2)、式(3 — 3)以及式(5 — 4)求出的V速
度分量变化的和，利用下述式(7)计算。
dV (i) =dVs (i) +dVEF (i) +dVEB (i) (7)
另外，UR (i) 、 V (i)分别是U速度分量、V速度分量的当前
值(m/s)。另外，如下述式(8)所示，U速度分量的当前信Ur (i)
是通过将式(4)积分而计算出的。
UR (i) 二KuXS (i) +U0 (i=l，.…，N)(8) Uo是U相对速度分量的初始值，是不依赖于位置i的值，在全
层平均、毛毡面、以及差值取向角的情况下通常为负值。另外，在丝
网面取向角的情况下，Uo是例如使用J/W比，通过下述式(9)近似
地计算出的。
U0 (i) 二 (R —A) XWSPD (i=l， ， N) . (9)
R是丝网面纸层的原料的U速度分量和丝网移动速度的比、即 J/W比。A是接近于1.00的某值。WSPD是丝网移动速度。
如下述式(10)所示，V速度分量的当前值可以通过基于式(2) 计算V (i)，且将纤维取向角计算值FO (i)置换为纤维取向角测 定值FOPV (i)而得到。
V (i) =tan (FOPV (i) X兀/180) XUR (i) (10)
UR (i)是U相对速度分量的当前值。
U、 V速度分量和纤维取向角之间的关系，通过式(2)表示。 因此，根据边流模型以及唇板螺栓模型可知，操作边流阀22、 24、 侧泄阀32、34以及唇板螺栓16时的纤维取向角的变化具有如下的特征。此外，在这里，所谓纤维取向角曲线的平均值FOAVE，是指通
过下述式(11)表示的值。<formula>formula see original document page 25</formula>(11)
FOPV (i)是位置i处的纤维取向角测定值。
根据图6可知，在操作边流阀22、 24、侧泄阀32、 34时，通过 将F侧和B侧的阀向相反方向操作，可以使纤维取向角曲线的平均 值变化。另外，可以在与响应宽度L相当的较大宽度内，改变纤维 取向角曲线的形状。
与此相对，根据图7以及式(5 — 1) (5 — 4)可知，在操作 唇板螺栓16时，纤维取向角曲线的平均值几乎不发生变化。但是， 通过对唇板螺栓16的操作，可以使纤维取向角曲线的形状局部地变 化。
根据上述特征，通过将对边流阀22、 24或者侧泄阀32、 34的 操作、和对唇板螺栓16的操作进行组合，可以使纤维取向角曲线整 体形状变化，而且可以使纤维取向角的平均值接近O。。但是，随着 用途的不同，也可以仅进行边流阀22、24或者侧泄阀32、 34的操作。
位置i处的纤维取向角偏差FODV (i)是通过式(1)求出的。 因此，采用下述式(12)所示的纤维取向角偏差的平方和J，作为评 价函数。
h^O,f (12)
如以下所示，讨论将边流阀22、 24或者侧泄阀32、 34、和唇板 螺栓16作为操作端，使式(12)的评价函数最优化的控制方法。因 此，将式(4)和式(5 — 4)代入式(6)，计算纤维取向角曲线的变 化dFO (i)。结果为下述式(13)。[公式6]
，J, 2,)+ ， 2
，2 W)2+曙2
卿(!') ■
180C/及(/)x/^
x必(O
+
(02 + r0.)2)x(2r + l)2 x <f,. - (2r +1))-必(Z + (2/" +1》+ -/t) -必(/ +
+
聽力)
x(c/W)+ (/))
(13)
使用矩阵重写该式(13)，则成为下述式(14) [公式7]
必()
必(2)
=a:
d五F
(14)
其中，x = [/^ 〖e]
式(14)的ks是表示通过变更唇板15的开度而引起的纤维取 向角曲线的变化的NXN矩阵。ks的值是通过下述式(15)计算的。 另外，ke是表示通过变更边流阀22、 24或者侧泄阀32、 34的开度 而引起的纤维取向角曲线的变化的NX2矩阵。ke的值是通过下述式 (16)计算的。[公式8]
<formula>formula see original document page 27</formula>在这里，对式(14)进行积分，则得到下述式(17)。 [公式10]
=+...........................................(17)
.(15)
.(16)
其中，FCW =
—柳
柳
環2)，5 =
五5
= 的初始值
将该式(17)代入式(12)，则评价函数J成为下述式(18)。[公式11]
=《(f x W + 2W x (FO尸r。 - FOSP)+ - FCW冲 x(FCWo-FQSK)................................................(8)
在这里，
a;
■FODF(l) _
a/a/a/ a/ 了
as(2)躯F
如上述所示进行定义，则通过式(18)，得到下述式(19)
:公
式13]
.....................(19)
使用某正数e，通过下述式(20)表示下1步的唇板15开度、 和边流阀22、 24或者侧泄阀32、 34的开度的操作变更量。 [公式14]
.(20)
o^ = —二W1 (￡>0)...............................
- 2
该式(20)是通过最快下降法使评价函数J以最快速度变小的 操作变更量。s相当于操作增益。将式(19)代入该式(20)'则得 到下述式(21)。-(21)
对该式(21)进行变形，则成为下述式(22) 式(15) 、(16)计算的。 [公式16]
Ks、 KE是通过
.(22)
重写该式(22)，则成为下述式(23)。 [公式17]
.卿) 必(2)
必(A0
巡尸
,(23)
实际中，将该式(23)的操作增益分成唇板螺栓16的操作增益 和边流阀22、 24或者侧泄阀32、 34的操作增益，得到下述式(24) [公式18]
必(l) 必(2)
必F
.(24)
其中，￡5是唇板15的开度的操作增益，^是边流阀22、 24或者 侧泄阀32、 34的操作增益。
由该式(24)定义的操作变更量是，为了使由式(12)定义的 评价函数J最优化，将唇板螺栓16和边流阀22、 24或者侧泄阀32、 34作为操作端，进行纤维取向角控制时的操作变更量。
图8A、 B表示仅操作唇板螺栓16的情况下的模拟结果。在这里，假定纤维取向角控制目标值FOSV (i) =0、 N = 56,对纤维取 向角测定值FOPV (i)赋以初始值。此外，i=l N。
另外，对过程增益等进行如下设定。
Ku=_ 0.0003 ( (m/s)/pm )
Kv=0.0006( (m/s)/|xm )
KEF=0.0015 ( (m/s)/0/0 )
KEB = 0.0019 ( (m/s)/% )
ss = 20( jxm/° ) ￡E=0 ( o/o/。)
移动平均的范围为r=l 模拟次数二100次
纤维取向角测定值曲线的初始值的平均值为一r ，其中，该纤
维取向角测定值曲线代表唇板15的宽度方向的各点处的纤维取向角 的分布。根据图8A可知，通过仅对唇板螺栓16进行操作，使纤维 取向角测定值收敛于与其初始值的平均值相同的值。另外，图8B表 示得到图8A的结果时的唇板15的宽度方向的开度。
图9是仅操作边流阀22、 24时的模拟结果。Ku、 Kv、 KEF、 KEB、 r、模拟次数与图5相同。sS以及eE如下所示。
￡S = 0 —/°)
sE=0.01 (%/。)
另外，边流阀22、 24的操作量的初始值如下所示。 EF = EB = 60%
边流阀22、 24的操作量的最终值如下所示。 EF=54.1%， EB = 61.3%
根据图6可知，通过仅对边流阀22、 24进行操作，可以使纤维 取向角测定值曲线的平均值接近于0。。但是，通常，无法使纤维取 向角曲线的各点的值接近于O。。
图IOA、 B是对唇板螺栓16和边流阀22、 24这两者进行控制 的情况的模拟结果。Ku、 Kv、 KEF、 KEB、 r、模拟次数与图6相同。ss 以及sE如下所示。ss = 20 —/。) sE=0.01 (%/°)
另外，边流阀22、 24的操作量的初始值如下所示。 EF = EB = 60%
边流阀22、 24的操作量的最终值如下所示。 EF=56.7%， EB = 61.6%
根据图10A可知，通过对唇板螺栓16和边流阀22、 24这两者 进行控制，可以使纤维取向角控制目标值、即FODV (i)在各点接 近于0。另外，图IOB表示得到图10A的结果时的唇板15的宽度方 向的开度。
根据本实施方式，可以求出用于对通过调整边流流量(侧泄流 量)或唇板开度会使纤维取向角曲线如何变化进行预测运算的数学模 型以及模型参数。
另外，由于用于控制纤维取向角的各操作部的操作量可以由控 制运算部代入纤维取向角测定值和纤维取向角控制目标值之间的差 值而定量地求出，所以可以进行最优控制。另外，通过持续地进行该 控制，可以使纤维取向角测定值收敛于纤维取向角控制目标值。
由于通过控制边流阀及/或侧泄阀的开度，可以使纤维取向角的 宽度方向的平均值接近于0。，所以可以制造高品质的纸。
另外，通过控制唇板螺栓，对唇板的开度局部地进行调整，可 以对纤维取向角局部地进行调整，可以接近目标值。
因此，也可以通过对边流阀及/或侧泄阀的开度、和唇板的开度 这两者进行控制，使纤维取向角的平均值接近于O。，同时，通过局 部地进行调整，使各点处的纤维取向角接近于O。，因此可以制造更 高品质的纸。
此外，本发明并不限于上述实施方式，可以采用例如以下的方式。
在本实施方式中，说明了将纤维取向测量仪配置在紧邻巻筒部 的上游的情况，但也可以将设置位置设在预烘机和复烘机之间。另外， 对于按照所要求的纸质，不需要使正反面的纤维取向角均等化的情况等，也可以测定毛毡面或者丝网面中某一方的纤维取向角或者纤维取 向角的全层平均值。
在本实施方式中，说明了使实际纤维取向角曲线和理想纤维取 向角曲线之间的差值为0的情况，但也适用于使纸的正反面的实际纤 维取向角曲线的差值为0的控制。
工业实用性
可以实现造纸机的高精度的纤维取向角控制。
权利要求
1. 一种模拟方法，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流浆箱的边流流量调整单元和侧泄流量调整单元中的至少某一个的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的与流动方向正交的速度分量，从所述唇板出口的端部开始在规定的响应宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正比地变化，根据所述数学模型，对宽度方向的纤维取向角曲线的变化进行预测运算。
2. —种模拟方法，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流浆箱的唇板开度调整单元 的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的流动方向上的速度分量 的变化与唇板的开度变化成正比，与所述流动方向正交的速度分量的 变化则与所述唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正比，根据所述数学模型，对宽度方向的纤维取向角曲线的变化进行 预测运算。
3. —种模拟方法，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流浆箱的边流流量调整单元 和侧泄流量调整单元中的至少某一个、以及唇板开度调整单元的操作 引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸原料的流动方向上的速度分量 的变化与唇板的开度变化成正比，与所述流动方向正交的速度分量的变化是下述变化量的加和从所述唇板出口的端部开始在规定的响应 宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正比的变化 量；以及与所述唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正比的变化量，根据所述数学模型，对宽度方向的纤维取向角曲线的变化进行 预测运算。
4. 一种纤维取向控制方法，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流桨箱的边流流量调整单元 和侧泄流量调整单元中的至少某一个的操作引起的唇板出口的原料 速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸 原料的与流动方向正交的速度分量，从所述唇板出口的端部开始在规 定的响应宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正 比地变化，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤维取向角曲线的变化 进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数，基于该评价函数求出 边流流量操作量和最佳的侧泄流量操作量中的至少某一个。
5. —种纤维取向控制方法，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流浆箱的唇板开度调整单元 的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将 该数学模型设定为，所述造纸原料的流动方向上的速度分量的变化与 唇板的开度变化成正比，与所述流动方向正交的速度分量的变化则与 所述唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正比，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤维取向角曲线的变化 进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数，基于该评价函数求出 唇板开度操作量。
6. —种纤维取向控制方法，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流浆箱的边流流量调整单元 和侧泄流量调整单元中的至少某一个、以及唇板开度调整单元的操作 引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学 模型设定为，所述造纸原料的流动方向上的速度分量的变化与唇板的开度变化成正比，与所述流动方向正交的速度分量的变化是下述变化 量的加和从所述唇板出口的端部开始在规定的响应宽度内，与边流 流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正比的变化量；以及与所述 唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正比的变化量，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤维取向角曲线的变化 进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数，基于该评价函数求出 最佳的边流流量操作量和最佳的侧泄流量操作量中的至少某一个、以 及唇板开度操作量。
7. 根据权利要求4至6中任意一项所述的纤维取向控制方法， 其特征在于，作为用于求出所述最佳的边流流量操作量和所述最佳的侧泄流 量操作量中的至少某一个、以及所述最佳的唇板开度操作量的所述评 价函数，使用控制偏差的平方和。
8. 根据权利要求7所述的纤维取向控制方法，其特征在于， 作为求出所述最佳的边流流量操作量和所述最佳的侧泄流量操作量中的至少某一个、以及所述最佳的唇板开度操作量的方法，使用 与所述评价函数相关的最速下降法。
9. 一种纤维取向控制装置，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流浆箱的边流流量调整单元 和侧泄流量调整单元中的至少某一个的操作引起的唇板出口的原料 速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，所述造纸 原料的与流动方向正交的速度分量，从所述唇板出口的端部开始在规 定的响应宽度内，与边流流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正 比地变化，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤维取向角曲线的变化 进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数，基于该评价函数求出 边流流量操作量和最佳的侧泄流量操作量中的至少某一个，基于该最佳的边流流量操作量和该最佳的侧泄流量操作量中的 至少某一个，对所述边流流量调整单元和所述侧泄流量调整单元中的 至少某一个进行调节。
10. —种纤维取向控制装置，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流浆箱的唇板开度调整单元 的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将 该数学模型设定为，所述造纸原料的流动方向上的速度分量的变化与 唇板的开度变化成正比，与所述流动方向正交的速度分量的变化则与 所述唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正比，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤维取向角曲线的变化 进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数，基于该评价函数求出 唇板开度操作量，基于该最佳的唇板开度操作量，对所述唇板开度调整单元进行 调节。
11. 一种纤维取向控制装置，其特征在于，将向造纸网上供给造纸原料时，由流桨箱的边流流量调整单元 和侧泄流量调整单元中的至少某一个、以及唇板开度调整单元的操作 引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学 模型设定为，所述造纸原料的流动方向上的速度分量的变化与唇板的 开度变化成正比，与所述流动方向正交的速度分量的变化是下述变化 量的加和从所述唇板出口的端部开始在规定的响应宽度内，与边流 流量和侧泄流量中的至少某一个的变化成正比的变化量；以及与所述 唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成正比的变化量，使用根据所述数学模型而对宽度方向的纤维取向角曲线的变化 进行预测运算的预测运算方法计算出评价函数，基于该评价函数求出 边流流量操作量和侧泄流量操作量中的至少某一个、以及唇板开度操以及该唇板开度操作量，对所述边流流量调整单元和所述侧泄流量调 整单元中的至少某一个、以及所述唇板开度调整单元进行调节。
12. 根据权利要求9至11中任意一项所述的纤维取向控制装置， 其特征在于，作为用于求出所述边流流量操作量和所述侧泄流量操作量中的 至少某一个、以及所述唇板开度操作量的所述评价函数，使用控制偏 差的平方和。
13. 根据权利要求12所述的纤维取向控制装置，其特征在于，作为用于求出所述边流流量操作量和所述侧泄流量操作量中的 至少某一个、以及所述唇板开度操作量的方法，使用与所述评价函数 相关的最速下降法。
14. 一种造纸机，其特征在于，具有流浆箱(41)，其被供给造纸原料，在出口处具有喷出所述造纸原料的唇板(15);唇板螺栓(16)，其用于调整所述唇板的开度；唇板螺栓操作部(81)，其对所述唇板螺栓进行控制；阀(22、 24、 32、 34)，其调整所述流浆箱的出口处的所述造纸原料的流速分布；阀操作部(82、 83)，其对所述阀进行操作； 纤维取向角测量单元(71)，其在所述造纸原料脱水后测量纤维取向角，生成基于所述纤维取向角的纤维取向角数据；第1控制部(72)，其生成基于所述纤维取向角数据的实际纤 维取向角曲线，将所述实际纤维取向角曲线与预先登录的理想纤维取 向角曲线进行比较，计算纤维取向角偏差曲线，根据所述纤维取向角 偏差曲线和预先登录的模型参数，计算操作变更量；以及第2控制部(72)，其基于所述操作变更量，控制所述唇板螺 栓操作部和所述阀操作部，操作所述唇板的开度和所述阀的开度，以使所述实际纤维取向角曲线收敛至所述理想纤维取向角曲线。
15. 根据权利要求14所述的造纸机，其特征在于，所述阀是边流阀(22、 24)， 所述阔操作部是边流阀操作部(82)。
16. 根据权利要求14所述的造纸机，其特征在于， 所述阀是侧泄阀(32、 34)， 所述阀操作部是侧泄阀操作部(83)。
17. 根据权利要求14所述的造纸机，其特征在于， 所述第1控制部，计算与所述唇板的开度变化成正比地变化的所述造纸原料的流 动方向上的速度分量的变化，计算所述造纸原料的与流动方向正交的速度分量的变化，该变 化是通过将下述变化量相加而得到的从所述唇板出口的端部开始在 规定的响应宽度内，与来自所述阀的所述造纸原料的流量的变化成正 比的变化量；以及与所述唇板的开度变化的宽度方向差值的平均值成 正比的变化量，基于所述造纸原料的流动方向上的速度分量的变化、和所述造 纸原料的与流动方向正交的速度分量的变化，计算所述纤维取向角曲 线。
全文摘要
本发明提供一种模拟方法、纤维取向控制方法、以及纤维取向控制装置，其将向造纸网上供给造纸原料时，由流浆箱的边流流量(或者侧泄流量)调整单元的操作引起的唇板出口的原料速度分量的变化，表示为数学模型，将该数学模型设定为，上述造纸原料的流动方向上的速度分量不变，与上述流动方向正交的速度分量，从端部开始在规定的响应宽度内，与上述边流流量(或者上述侧泄流量)的变化成正比地变化，根据上述数学模型对宽度方向的取向角曲线的变化进行预测运算。
文档编号D21F1/06GK101512068SQ200780032
公开日2009年8月19日 申请日期2007年9月4日 优先权日2006年9月5日
发明者佐佐木尚史, 佐野博文, 小野克正, 轰英伸 申请人:横河电机株式会社;日本制纸株式会社