JP2000214903A - 摂動を用いた制御器のパラメ―タ調整方式 - Google Patents
摂動を用いた制御器のパラメ―タ調整方式Info
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- JP2000214903A JP2000214903A JP11015698A JP1569899A JP2000214903A JP 2000214903 A JP2000214903 A JP 2000214903A JP 11015698 A JP11015698 A JP 11015698A JP 1569899 A JP1569899 A JP 1569899A JP 2000214903 A JP2000214903 A JP 2000214903A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の制御器の最適なパラメータは、一般に
は、制御対象の特性の解析あるいは試行から決定されて
おり、制御対象の特性が変化に対応したり、特性の解析
ができない場合には適切な係数を求めることができなか
ったので、これを解決する制御器のパラメータの自動設
定法を提供する。 【解決手段】 すべてのパラメータに同時に摂動を加え
た場合と加えない場合の評価関数の差を利用して、評価
関数の値が小さくなるよう各パラメータの値を修正する
ことにより、適切なパラメータを求める。
は、制御対象の特性の解析あるいは試行から決定されて
おり、制御対象の特性が変化に対応したり、特性の解析
ができない場合には適切な係数を求めることができなか
ったので、これを解決する制御器のパラメータの自動設
定法を提供する。 【解決手段】 すべてのパラメータに同時に摂動を加え
た場合と加えない場合の評価関数の差を利用して、評価
関数の値が小さくなるよう各パラメータの値を修正する
ことにより、適切なパラメータを求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 この発明は、制御系におけ
る制御器のパラメータの、摂動を用いた自動調節方式に
関する。
る制御器のパラメータの、摂動を用いた自動調節方式に
関する。
【０００２】
【従来の技術】 制御系では、制御の対象となるプラン
トの出力ｙが、その目標値ｒにできるだけ速やかに一致
するように制御器内のゲインなどのパラメータｐを調節
したい。
トの出力ｙが、その目標値ｒにできるだけ速やかに一致
するように制御器内のゲインなどのパラメータｐを調節
したい。
【０００３】従来、制御器の適切なパラメータは、制御
系の解析を行い、様々な理論に基づいて決定されるのが
一般的である。このため、この決定には、解析の手間な
どが多く、また、制御対象の特性が変わると、再調節が
必要となることが多い。
系の解析を行い、様々な理論に基づいて決定されるのが
一般的である。このため、この決定には、解析の手間な
どが多く、また、制御対象の特性が変わると、再調節が
必要となることが多い。
【０００４】図４に、一般に良く用いられるＰＩＤ制御
系の構成図を示す。ここでは、制御器に含まれるＫＰ、
ＴＩ、ＴＤのゲインといわれるパラメータを適切に調節
することにより、プラントの出力ｙが、その目標値ｒに
できるだけ速やかに一致するようにする。これらのパラ
メータは人が経験則に基づいて調整することが多く、手
間がかかる。
系の構成図を示す。ここでは、制御器に含まれるＫＰ、
ＴＩ、ＴＤのゲインといわれるパラメータを適切に調節
することにより、プラントの出力ｙが、その目標値ｒに
できるだけ速やかに一致するようにする。これらのパラ
メータは人が経験則に基づいて調整することが多く、手
間がかかる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の手法では、パラ
メータの調整や決定にはプラントの解析や人の経験に基
づく部分が多く、手間がかかった。この発明は、ある評
価関数を最適とするような制御器のパラメータを、摂動
を用いて、自動的に求める方法を提供することを課題と
する。
メータの調整や決定にはプラントの解析や人の経験に基
づく部分が多く、手間がかかった。この発明は、ある評
価関数を最適とするような制御器のパラメータを、摂動
を用いて、自動的に求める方法を提供することを課題と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
制御器に含まれるゲインなどのパラメータを自動的に適
切な値に調節する方式であって、すべてのパラメータに
同時に微小な摂動を与えたときの制御系全体の評価を表
す評価関数の値と、摂動を与えないときの評価関数の値
との差に基づいて、これらのパラメータを適切な値に調
節する機能を特徴とする制御器のパラメータ調整方式よ
り構成される。
制御器に含まれるゲインなどのパラメータを自動的に適
切な値に調節する方式であって、すべてのパラメータに
同時に微小な摂動を与えたときの制御系全体の評価を表
す評価関数の値と、摂動を与えないときの評価関数の値
との差に基づいて、これらのパラメータを適切な値に調
節する機能を特徴とする制御器のパラメータ調整方式よ
り構成される。
【０００７】また、請求項２に係る発明は、制御器に含
まれるゲインなどのパラメータを自動的に適切な値に調
節する方式であって、摂動をパラメータの調節時に重畳
することを特徴とする請求項１に記載の制御器のパラメ
ータ調整方式より構成される。
まれるゲインなどのパラメータを自動的に適切な値に調
節する方式であって、摂動をパラメータの調節時に重畳
することを特徴とする請求項１に記載の制御器のパラメ
ータ調整方式より構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明が適用される同時摂動型
最適化法を用いた制御器のパラメータの自動調節方式の
一実施形態を示すフローチャートを図１に示す。請求項
２に係る時間差分同時摂動型最適化法を用いた制御器の
パラメータの自動調節方式の一実施形態を示すフローチ
ャートを図２に示す。
最適化法を用いた制御器のパラメータの自動調節方式の
一実施形態を示すフローチャートを図１に示す。請求項
２に係る時間差分同時摂動型最適化法を用いた制御器の
パラメータの自動調節方式の一実施形態を示すフローチ
ャートを図２に示す。
【０００９】図１および図２において、評価関数Ｊ
（ｐ）は、制御系全体が望ましい動作をしているかを表
す評価の指標で、一般には、プラントの出力とその目標
値との誤差で与えられる。また、これは、制御器のパラ
メータの関数となっている。
（ｐ）は、制御系全体が望ましい動作をしているかを表
す評価の指標で、一般には、プラントの出力とその目標
値との誤差で与えられる。また、これは、制御器のパラ
メータの関数となっている。
【００１０】図１では、あるパラメータベクトルの初期
数値ｐを制御器に用いて、制御系を動作させ、評価関数
の値Ｊ（ｐ）を求める。つぎに、パラメータｐに摂動ベ
クトルｃを加え、ｐ＋ｃのパラメータ値を用いて、評価
関数Ｊ（ｐ＋ｃ）を求める。この二つの評価関数の値よ
り、パラメータｐの更新量Δｐを計算し、パラメータｐ
の値を更新する。更新のアルゴリズムを第（１）式およ
び第（２）式に示す。
数値ｐを制御器に用いて、制御系を動作させ、評価関数
の値Ｊ（ｐ）を求める。つぎに、パラメータｐに摂動ベ
クトルｃを加え、ｐ＋ｃのパラメータ値を用いて、評価
関数Ｊ（ｐ＋ｃ）を求める。この二つの評価関数の値よ
り、パラメータｐの更新量Δｐを計算し、パラメータｐ
の値を更新する。更新のアルゴリズムを第（１）式およ
び第（２）式に示す。
【００１１】
【数１】
【００１２】ただし、Δｐｉはパラメータベクトルの更
新ベクトルΔｐの第ｉ要素を示し、αは正数、ｃｉは摂
動ベクトルｃの第ｉ要素である。また、ｔは時刻を表
す。
新ベクトルΔｐの第ｉ要素を示し、αは正数、ｃｉは摂
動ベクトルｃの第ｉ要素である。また、ｔは時刻を表
す。
【００１３】パラメータ調節機構において、前記したア
ルゴリズムに基づいて制御器のパラメータを逐次的に更
新することによって、パラメータの値は最適な評価関数
の値を示すように調整される。
ルゴリズムに基づいて制御器のパラメータを逐次的に更
新することによって、パラメータの値は最適な評価関数
の値を示すように調整される。
【００１４】パラメータの値の更新アルゴリズムは、第
（１）式および第（２）式に限ることなく、つぎの第
（３）式および第（４）式とすることもできる。
（１）式および第（２）式に限ることなく、つぎの第
（３）式および第（４）式とすることもできる。
【００１５】
【数２】
【００１６】ここで、各係数は第（１）式および第
（２）式のときと同じである。
（２）式のときと同じである。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、制御
系における制御器のパラメータの調節を、制御対象の特
性の解析や人の経験や試行によらず、自動的に適切な値
に調節することができる。
系における制御器のパラメータの調節を、制御対象の特
性の解析や人の経験や試行によらず、自動的に適切な値
に調節することができる。
【図１】この発明の一実施形態を表すフローチャートで
ある。
ある。
【図２】この発明の一実施形態を表すフローチャートで
ある。
ある。
【図３】制御系に、この発明を用いたときのステップ応
答の一例の図である。
答の一例の図である。
【図４】一般的なＰＩＤ制御系のブロック図である。
ｙ 制御対象の出力 ｒ 出力の目標値 ｃ 摂動ベクトル ｐ 制御器に含まれるパラメータベクトル Ｊ（ｐ） 評価関数 ｔ 時刻 α 正数
Claims (2)
- 【請求項１】制御器に含まれるゲインなどのパラメータ
を自動的に適切な値に調節する方式であって、前記パラ
メータのすべてに同時に微小な摂動を与えたときの制御
系全体の評価を表す評価関数の値と、摂動を与えないと
きの評価関数の値との差に基づいて、これらのパラメー
タを適切な値に調節する機能を特徴とする制御器のパラ
メータ調整方式。 - 【請求項２】制御器に含まれるゲインなどのパラメータ
を自動的に適切な値に調節する方式であって、摂動をパ
ラメータの調節時に重畳することを特徴とする請求項１
に記載の制御器のパラメータ調整方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015698A JP2000214903A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 摂動を用いた制御器のパラメ―タ調整方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015698A JP2000214903A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 摂動を用いた制御器のパラメ―タ調整方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000214903A true JP2000214903A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11896001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11015698A Pending JP2000214903A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 摂動を用いた制御器のパラメ―タ調整方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000214903A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1373822A4 (en) * | 2001-04-03 | 2008-01-09 | Aai Corp | METHOD AND SYSTEM FOR CORRECTING THE CURING IN DETERMINING THE FLIGHT GATE OF A PROJECTILE |
| JP2012024877A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Toshiba Corp | ロボット制御装置 |
| CN105938361B (zh) * | 2015-03-04 | 2018-09-21 | 西门子公司 | 用于监控调节回路的运行的诊断装置和诊断方法 |
-
1999
- 1999-01-25 JP JP11015698A patent/JP2000214903A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1373822A4 (en) * | 2001-04-03 | 2008-01-09 | Aai Corp | METHOD AND SYSTEM FOR CORRECTING THE CURING IN DETERMINING THE FLIGHT GATE OF A PROJECTILE |
| JP2012024877A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Toshiba Corp | ロボット制御装置 |
| CN105938361B (zh) * | 2015-03-04 | 2018-09-21 | 西门子公司 | 用于监控调节回路的运行的诊断装置和诊断方法 |
| US10175685B2 (en) | 2015-03-04 | 2019-01-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Diagnostic device and method for monitoring the operation of control loops |
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Effective date: 20050325 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061011 |