JPH0222702A - プロセス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は中間プロセスにおける外乱の質的変化によるプ
ロセス・ゲイン変化に対応して、フィードバック制御お
よびフィードフォワード制御を常に最適に維持し得るよ
うにしたプロセス制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、プロセス制御においては、製品需要（量１品種９
品質等）の変動に伴う負荷変化、環境変化等に対してフ
レキシブルに応答し得るように、従来のプロセス制御の
基本であったフィードバック（Ｆ　Ｂ）制御に、負荷変
化等の外乱による影響を予測先行制御するフィードフォ
ワード（ＦＦ）制御を組合わせて、外乱に対する応答速
度の向上を図ることが行なわれている。

第７図は、この種のフィードバック制御とフィードフォ
ワード制御とを組合わせたフィードフォワード／フィー
ドバック制御の基本構成を示すブロック図である。第７
図に示すように、フィードフォワード制御において負荷
変化等の外乱を検出し、この外乱による影響をフィード
フォワード制御モデルからのフィードフォワード制御出
力（外乱補償信号）によって補償しながらプロセスを予
Ｍ１先行制御し、この結果によって生じる制御偏差をフ
ィードバック制御において修正制御するものである。す
なわち、フィードフォワード／フィードバック制御にお
いて、フィードバック制御はフィードフォワード制御の
結果として制御偏差が発生した場合に、この制御偏差を
零とするようにフィードバック制御出力（調節信号）を
出力するものであり、フィードフォワード制御が理想的
な予測先行制御動作を実現していればフィードバック制
御機能は必要が無くなる。しかし、実際にプロセスをフ
ィードフォワード／フィードバック制御する場合には、
（ａ）フィードフォワード制御モデルの誤差、（ｂ）経
時変化、環境変化、（ｃ）未検出の外乱要素による影響
、（ｄ）その他の不確定要素等の影響を受けて、フィー
ドフォワード制御を理想的に実現することは困難であり
、フィードバック制御の補助が必要になる。

すなわち、第８図に示すように、フィードフォワード／
フィードバック制御の操作出力信号ＭＶは、フィードバ
ック制御出力とフィードフォワード制御出力との合成と
なっており、フィードフォワード制御が理想的に実行さ
れていると、（操作出力信号ＭＶ）　督ｃフィードフォ
ワード制御出力）で、フィードバック制御出力はほぼ零
近傍となっている。従って、フィードフォワード／フィ
ードバック制御におけるフィードバック制御の寄与度、
すなわちフィードバック制御出力が大きくなればなる程
、外乱の影響の抑制特性が低下するということになる。

そこで、基本的には（操作出力信号ＭＶ）−（フィルド
フォワード制御出力）となるように、すなわち（フィー
ドバック制御出力）−〇となるように、フィードフォワ
ード制御モデルのゲインを修正することになる。

ところが、（操作出力信号ＭＶ）−（フィードフォワー
ド制御出力）となるように、どのようにゲインを修正す
るかは、プロセスの特性によって変わってくる。この区
分を第９図に示す。第９図の中で、ゲイン適応形フィー
ドフォワード／フィードバック制御方式としては、従来
からタイプ１とタイプ３、すなわち非混合プロセス用と
混合プロセス用はｑるが、これらの中間に位置するタイ
プ２、すなわち中間プロセス（外乱の「量」を中心とし
ているが、質も関係してくるボイラ蒸気圧力等）用のゲ
イン適応形フィードフォワード／フィードバック制御方
式はまだ無い。しかし最近では、特に微粉炭とか工場内
で発生する副生燃料等の単位発熱量が大きく変化する低
品位燃料（Ｗｉｌｄ　　Ｆｕｅｌ）を利用するボイラが
増えてきており、これらの制御性の高度化が強く要請さ
れてきている。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来では、中間プロセス用として最適なプ
ロセス制御装置が無いという問題があった。

本発明の目的は、中間プロセスにおける外乱の質的変化
によるプロセス・ゲインの変化に対応して、フィードバ
ック制御およびフィードフォワード制御を常に最適に維
持することが可能な信頼性の高いプロセス制御装置を提
供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、制御対象から
のプロセス量とこのプロセス量の目標値信号とを入力し
、この両者の偏差が零となるように：Ａ節演算を行ない
速度形フィードバック調節信号を出力するフィードバッ
ク制御手段と、外乱信号を入力し、この外乱信号に所定
のフィードフォワード・ゲインを乗じて得られる位置形
外乱補償信号を速度形信号に変換し速度形外乱補償信号
として出力するフィードフォワード制御手段と、フィー
ドバック制御手段からの速度形フィードバック調節信号
とフィードフォワード制御手段からの速度形外乱補償信
号とを加算合成して得られる速度形操作出力信号を位置
形信号に変換し位置形操作出力信号として制御対象に出
力する手段と、位置形操作出力信号と位置形外乱補償信
号との比に基づいて、速度形操作出力信号の変化分のゲ
インを修正するゲイン修正手段とを備えて構成している
。

（作用） 従って、本発明では位置形操作出力信号と位置形外乱補
償信号との比に基づいて、フィードバック制御出力であ
る速度形フィードバック調節信号とフィードフォワード
制御出力である速度形外乱補償信号とを加算合成して得
られる速度形操作出力信号の変化分のゲインを修正して
いることにより、中間プロセスにおける外乱の質的変化
による制御対象のゲインの変化に対応して、フィードフ
ォワード制御とフィードバック制御のゲインを自動的に
修正して、常に最適な制御性を得ることができる。これ
により、常に安定でかつ最適な制御特性を維持すること
が可能となる。

（実施例） まず、本発明の考え方について説明する。なおここでは
、ボイラの蒸気圧力を検出し、蒸気流量の変化に対して
蒸気圧力が一定となるようにボイラへの燃料流量を調整
するプロセスに適用する場合について述べる。

まず、ボイラのプロセス値の各諸元を下表のように決め
る。

ｉｓ　：蒸気のエンタルピ（Ｋｃａｌ／１ｏｎ）。

ｉｗ：給水のエンタルピ（Ｋｃａｌ　／１ｏｎ）。

η：ボイラ効率 ＦＰ：燃料単位発熱量（Ｋｃａｌ／Ｎｍ３）次に、ボイ
ラ蒸気圧力制御のような中間プロセスでは、外乱の質的
変化に対応して、フィードバック制御ゲインもフィード
フォワード制御ゲインも変化することについて述べる。

ボイラ蒸気圧力Ｐは次式で表わされる。

ｄＰ／ｄｔ−ＰＲ（７７Ｑｐ　　Ｑｓ−Ｐｃ）／Ｔ−Ｑ
Ｒ・・・・・・（１） ここで、Ｐ：ボイラ蒸気圧力、ＰＦＬ：定格圧力、Ｔ：
ボイラ時定数、Ｑ８　：定格蒸発量、η：効率、Ｑ、：
供給熱量、Ｑ、：蒸気が持出す熱量、Ｐｃ：蒸気圧力調
節出力。

（１）式により、負荷であるＱｓが変化してもボイラ蒸
気圧力Ｐが不変であるためには、ｄＰ／ｄｔ−０、すな
わち （ηＱｐ　−Ｑｓ　−Ｐｃ　）　−０□”−（２）とな
らなければならない。（２）式より、Ｑｐ　−（Ｑｓ　
十Ｐ。）／η ＝　（Ｑｓ　／η）　十（Ｐｃ　／η）・・・・・・　
（３） が得られる。ここで、（Ｑｓ／η）はフィードフォワー
ド制御出力を、（Ｐｃ／η）はフィードバック制御出力
をそれぞれ表わす。さらに、前表の諸元を用いて、 Ｑｐ　−Ｆｐ　ＸＣｐ　−Ｆｐｓ×Ｃｐ−ｆ　ｐｓＸ　
Ｆ　Ｐ（ＭＡＸ）Ｘ　ＣｐＱｓ　　＝Ｆｓ　　Ｘ　　（
ｉｓ−ｉｗ）−ｆｓＸＦｓｔｕＡｘ＋Ｘ（ｉ５　　　ｉ
ｗ）・・・・・・　（５） が得られる。この（４）式および（５）式を（３）式に
代入すると、 ｆ　ｐｓＸ　Ｆ　Ｐ（ＭＡＸＩＸ　ＣＦ＝　　（（ｆｓ
　　ＸＦＳＩＭＡＸＩＸ　　（ｉｓ　　　ｉｗ）　　ｌ
　　／７７）＋（Ｐｃ／η） 故に、 ｆｐｓ＝　　ｆＦｓ＋ｕＡｘ＋Ｘ　（ｉｓ−ｆｗ）　ｘ
ｉｓ　１／（ηＸ　Ｃｐ　Ｘ　Ｆ　ｐ＋ＭＡｘ＋１＋　
（Ｐｃ　／　（７７×Ｃｐ　Ｘ　Ｆｐ＋ｕＡｘ＋）　）
＝　（ＫＩ　Ｘ　ｆｓ　）　／　（ηＸＣｐ）十（Ｋ２
　ＸＰＣ）　／　（７７ＸＣＰ　）・・・・・・　（６
） となる。ここで、（Ｋｚ　Ｘ　ｆｓ　）　／　（７７Ｘ
Ｃｐ　）はフィードフォワード制御出力を、（Ｋ：ｚＸ
Ｐｃ）／（ηＸＣｐ）はフィードバック制御出力をそれ
ぞれ表わす。また Ｋｔ−Ｆｓ＋ｕＡｘ＋Ｘ（ｉｓ　　　ｉｗ）／　Ｆ　Ｐ
（ＭＡＸ）％　Ｋ　２　＝　１　／　Ｆ　Ｐ（ＭＡＸ＋
は定数である。（６）式から明らかなように、フィード
フォワード制御出力もフィードバック制御出力も、ボイ
ラの効率ηおよび燃料の単位発熱量ＣＦが変化すると、
そのゲインが同じように影響を受けることがわかる。

ボイラの効率は、負荷の大小によって環境条件および経
時的に変化し、燃料の単位発熱量も低品位燃料程変動が
大きいので、これらの変化の影響を自動的に補償しなけ
れば、フィードフォワード制御もフィードバック制御も
最適点からずれて制御性が劣化してしまう。ここで、（
６）式を変形すると、 ｆ　ＰＳ””　（ＫＩ　Ｘ　ｆ　Ｓ　＋に２　Ｘ　Ｐ（
、）／　（η　ＸＣｐ）　　　　　　　　　・・・・・
・　（７）が得られる。（７）式により、フィードフォ
ワード制御とフィードバック制御のゲインは、全く同じ
ように修正すればよいことがわかる。

次に、ゲインをどのように修正すれば良いかを示すゲイ
ン適応式を求める。第２図は、操作出力信号ＭＶと位置
形外乱補償信号ＦＦの時間的動きを示す図で、Ａが操作
出力信号ＭＶ、Ｂが位置形外乱補償信号ＦＦである。前
述したように、操作出力信号ＭＹと位置形外乱補償信号
ＦＦとの比に基づいて、ゲインを修正すれば良い。すな
わち、いま（ｎ−１）時点において、フィードフォワー
ド制御出力Ｆ　Ｆ　ｎ−１を操作出力信号Ｍ　Ｖ　ｎ−
１（−ｎ−１時点の最適出力信号Ｘｎ−１）に等しくす
るための最適修正係数、すなわちゲイン適応係数をｋ　
ｎ−１とすると、 ＭＶｎ−１−ｋ　ｎ−Ｉ　Ｘ　Ｆ　Ｆ　ｎ−１となり、 ｋｎ−１−ＭＶｎ−１／Ｆ　Ｆｎ−１−（８）が成立す
る。

次に、フィードフォワード制御出力Ｆ　Ｆ　ｎ−１がＦ
Ｆｎに変化した時の最適出力信号Ｘｎは、 Ｘｎ−（ｎ−１時点のゲイン適応係数）ｘ（１時点のフ
ィードフォ ワード制御出力） ＝ｋｎ−ＩＸＦＦｎ −ＭＶｎ−１ｘ　Ｆ　Ｆｎ　／　Ｆ　Ｆｎ−１となる。

この（９）式は位置形演算式であるので、これを速度形
演算式に変換する。

Ｘｎ−Ｘｎ−１＋ΔＸｎ 故に、 ΔＸｎ　　＝Ｘｎ　　−Ｘｎ−１ ＝　　（ＭＶｎ−Ｉ　　Ｘ　Ｆ　Ｆｎ　　／Ｆ　Ｆｎ−
１）ＭＶｎ−１ ＝　（ＭＶｎ−１／　Ｆ　Ｆ　ｎ−１）ｘ　　（Ｆ　　
Ｆｎ　　−Ｆ　　Ｆｎ−１）＝　　（ＭＶｎ−１／　Ｆ
　Ｆ　ｎ−１）　　Ｘ　ΔＦＦｎ・・・・・・　（１０
） −ｋｎ−ＬＸ　ΔＦ　　Ｆｎ　　　　　　　・・・・・
・（１１）すなわち、今回の変化分ΔＦＦｎに前回のゲ
イン適応係数ｋ　ｎ−１を乗ずればよいことになり、（
７）式で得られたフィードフォワード制御もフィードバ
ック制御も同一のゲイン適応係数で良いことを考え合せ
ると、 ΔＭＶｎ　　−ｋｎ−Ｉ　　Ｘ　　（ΔＦＦｎ　　＋Δ
Ｃｎ）・・・・・・（１２） とすればよいことになる。ここで、ΔＦＦｎはフィード
フォワード制御出力、ΔＣｎフィードバック制御出力で
ある。

以上のように本発明は、フィードフォワード／フィード
バック制御系において、位置形演算と速度形演算とを巧
みに組合わせて、フィードフォワード制御とフィードバ
ック制御のゲインを自動修正しようとするものである。

以下、上述のような考え方に基づく本発明の一実施例に
ついて図面を参照して説明する。

第１図は、本発明をボイラ蒸気圧力制御装置に適用した
場合の構成例を示すブロック図である。

第１図において、制御対象であるボイラ１のバーナ１−
１には、図示しない燃料供給源から燃料輸送管２を介し
て燃料が供給されると共に、図示しない空気供給源から
空気輸送管３を介して空気が供給される。そして、この
バーナ１−１で燃料が空気とともに燃焼してボイラ１の
蒸発管１−２が加熱され、被加熱流体である水を加熱蒸
発させて蒸気が発生し、この蒸気は蒸気バイブ４を介し
て図示しない負荷（需要家）側に供給される。

一方、ボイラ１から発生するプロセス量である蒸気の圧
力を圧力検出器５で検出し、この蒸気圧力信号Ｐ■をフ
ィードバック信号としてフィードバック調節手段６に人
力する。また、蒸気圧力目標値信号Ｐｓをフィードバッ
ク調節手段６に入力する。さらに、フィードバック調節
手段６では、圧力検出器５からの蒸気圧力信号ｐｖと蒸
気圧力目標値信号Ｐｓとを比較し、この両者の偏差が零
となるようにＰＩＤ：Ａ節演算等を行なって、フィード
バック制御出力である速度形フィードバック調節信号Δ
Ｃｎを得、これを加算手段７に入力する。以上により、
フィードバック制御手段を構成している。

一方、ボイラ１から発生する蒸気の流量を流量検出器８
で検出し、この蒸気流量信号Ｆｓを開平演算手段９によ
り線形化して信号ｆｓを得、これを外乱信号としてフィ
ードフォワード制御モデル１０に入力する。このフィー
ドフォワード制御モデル１０は、一般に設定係数Ｋによ
る静的補償のみの場合と、この静的補償に外乱の急激な
変化に対する影響をその伝達関数により補償する動的補
償とを組合わせる場合とがあり、本実施例では説明を容
易とするため前者の場合について説明するが、後者の場
合にもその静的補償部に対して同様に適用できるもので
ある。すなわち、フィードフォワード制御モデル１０で
は、蒸気流量信号ｆｓに静的補償係数Ｋを乗じて位置形
外乱補償信号ＦＦｎを得、これを差分演算手段１１に入
力してその変化分である速度形外乱補償信号ΔＦＦｎ（
−Ｆ　Ｆ　ｎ　−Ｆ　Ｆ　ｎ−１）を求め、これをフィ
ードフォワード制御出力として加算手段７に入力する。

以上により、フィードフォワード制御手段を構成してい
る。

一方、加算手段７では、フィードバック調節手段６から
の速度形フィードバック調節信号ΔＣｎと、差分演算手
段１１からの速度形外乱補償信号ΔＦＦｎとを加算合成
し、この出力信号（ΔＣｎ＋ΔＦＦｎ）を速度形操作出
力信号として乗算手段１２に入力する。また、乗算手段
１２では、加算手段７からの速度形操作出力信号に後述
するゲイン適応係数ｋ　ｎ−１を乗じ、ゲインの自動修
正を行なって信号ΔＭＶｎ　−ｋｎ−Ｉ　Ｘ　（ΔＣｎ
＋ΔＦＦｎ）を得る。さらに、この信号ΔＭ　Ｖ　ｎを
速度形／位置形信号変換手段１３に入力して、位置形操
作出力信号ＭＶｎ＝ＭＶｎ−１＋ΔＭ　Ｖ　ｎに変換し
、これを燃料流量指令信号ｆＦｓとして燃料流量調節手
段１４に入力する。

一方、ボイラ１に供給される燃料の流量を流量検出器１
５で検出し、この燃料流量信号ＦＦを開平演算手段１６
により線形化して信号ｆＦを得、これを燃料流ｍ調節手
段１４に入力する。また、燃料流量調節手段１４では、
速度形／位置形信号変換手段１３からの燃料流量指令信
号ｆＦｓと。

開平演算手段１６からの燃料流量信号ｆＦとを比較し、
この両者の偏差が零となるようにＰｌ調節演算等を行な
い、この出力信号をボイラ１の燃料指令信号として燃料
調節弁１７に与えることにより、燃料流量を調整して全
体としてボイラ１の発生する蒸気圧力が所定値となるよ
うに制御するように構成している。

一方、差分演算手段１１からの位置形外乱補償信号ＦＦ
ｎと、速度形／位置形信号変換手段１３からの位置形操
作出力信号Ｍ　Ｖ　ｎとを除算手段１８に入力し、両者
の比を求めてゲイン適応係数ｋｎ　−ＭＶｎ　／ＦＦｎ
を演算し、さらにこれを遅れ手段１９に人力して１回前
、すなわち前回（ｎ−１）のゲイン適応係数ｋ　ｎ−１
を求め、これを上記乗算手段１２に乗算要素として入力
する。

ここで、除算手段１８と遅れ手段１９とからゲイン適応
手段２０を構成し、さらにこのゲイン適応手段２０と乗
算手段１２とからゲイン修正手段を構成している。

以上の如く構成したボイラ蒸気圧力制御装置においては
、ボイラーから発生する蒸気の圧力が圧力検出器５で検
出され、その蒸気圧力信号ＰＶがフィードバック調節手
段６に入力される。フィードバック調節手段６では、蒸
気圧力信号Ｐ■と蒸気圧力目標値信号Ｐｓとを比較して
、両者の偏差が零となるようにＰＩＤ調節演算等を行な
い、フィードバック制御出力である速度形フィードバッ
ク調節信号ΔＣｎが加算手段７に入力される。また、ボ
イラーから発生する蒸気の流量が流量検出器８で検出さ
れ、その蒸気流量信号Ｆｓは開平演算手段９を通し、外
乱信号としてフィードフォワード制御モデル１０に入力
゛される。フィードフォワード制御モデル１０では、蒸
気流量信号ｆｓに静的補償係数Ｋを乗じて位置形外乱補
償信号ＦＦｎを得、これが差分演算手段１１に入力され
て速度形外乱補償信号ΔＦＦｎ（−ＦＦｎ−ＦＦｎ−１
）が得られ、これがフィードフォワード制御出力として
加算手段７に入力される。

一方、加算手段７では、フィードバック調節手段６から
の速度形フィードバック調節信号ΔＣｎと、差分演算手
段１１からの速度形外乱補償信号ΔＦＦｎとを加算合成
して速度形操作出力信号（ΔＣｎ＋ΔＦＦｎ）が得られ
、これに乗算手段１２でゲイン適応手段２０からのゲイ
ン適応係数ｋ　ｎ−１が乗じられて、信号ΔＭＶｎ　−
ｋｎ−Ｉ　Ｘ（ΔＣｎ＋ΔＦＦｎ）が得られる。そして
、この信号ΔＭ　Ｖ　ｎは速度形／位置形信号変換手段
１３で位置形操作出力信号ＭＶｎ−ＭＶｎ−１＋ΔＭＶ
ｎ１．：変換され、燃料流量指令信号ｆ’ｓとして燃料
流量調節手段１４に入力される。また、ボイラ１に供給
される燃料の流量が流量検出器１５で検出され、この燃
料流量信号ＦＦが開平演算手段１６を通して燃料流量調
節手段１４に入力される。燃料流ｆｆｉ調節手段１４で
は、燃料流量指令信号ｆ’ｓと燃料流量信号ｆＦとを比
較して、両者の偏差が零となるようにＰＩ調節演算等が
行なわれ、燃料指令信号を燃料調節弁１７に与えること
により、ボイラ１への燃料流量を調整してボイラ１の発
生する蒸気圧力が所定値となるように制御される。

この場合、乗算手段１２においては、速度形操作出力信
号（ΔＣｎ＋ΔＦＦｎ）に対して、次のようなゲイン適
応係数ｋ　ｎ−１が乗じられる。すなわち、ゲイン適応
係数ｋ　ｎ−１は、位置形外乱補償信号ＦＦｎと位置形
操作出力信号Ｍ　Ｖ　ｎとの比（ＭＶｎ／ＦＦｎ）をｋ
ｎとして除算手段１８で求め、さらにこれを遅れ手段１
９に入力することにより、前回（ｎ　−１）のゲイン適
応係数ｋ　ｎ−１として求められる。従って、ボイラ１
における外乱の質的変化が無い時には、位置形外乱補償
信号ＦＦｎと位置形操作出力信号Ｍ　Ｖ　ｎとの大きさ
が等しいことから、その比（ＭＶｎ／ＦＦｎ）は１とな
り、乗算手段１２では速度形操作出力信号（ΔＣｎ＋Δ
ＦＦｎ）に対して１なるゲイン適応係数ｋ　ｎ−１が乗
じられる、すなわち加算手段１２からの速度形操作出力
信号（ΔＣｎ＋ΔＦＦｎ）が、そのままの大きさで速度
形／位置形信号変換手段１３に入力されることになる。

一方、ボイラ１における外乱の質的変化によって、制御
対象であるボイラ１のゲインが変化した時には、位置形
外乱補償信号ＦＦｎと位置形操作出力信号Ｍ　Ｖ　ｎと
の大きさが異なることから、両者の比（Ｍ　Ｖ　ｎ／　
Ｆ　Ｆ　ｎ　）は１以外の大きさとなり、乗算手段１２
では速度形操作出力信号（ΔＣｎ＋ΔＦＦｎ）に対して
、両者の比に応じた大きさのゲイン適応係数ｋ　ｎ−１
が乗じられる、すなわち加算手段１２からの速度形操作
出力信号（ΔＣｎ＋ΔＦＦｎ）の変化分のゲインが修正
されて、速度形／位置形信号変換手段１３に入力される
ことになる。

上述したように、本実施例のボイラ蒸気圧力制御装置で
は、中間プロセスにおける外乱の質的変化による制御対
象としてのボイラ１のゲインの変化に対応して、フィー
ドバック制御出力である速度形フィードバック調節信号
ΔＣｎと、フィードフォワード制御出力である速度形外
乱補償信号ΔＦＦｎとを加算合成して得られる速度形操
作出力信号（ΔＣｎ＋ΔＦＦｎ）に、ゲイン適応係数ｋ
　ｎ−１を乗じてその変化分のゲインを修正するように
しているので、 （ａ）フィードフォワード制御モデル１０のゲインをよ
り速く最適化することができ、フィードフォワード制御
機能を常に最大限に発揮させることが可能となる。

（ｂ）フィードバック制御ゲインも同時に修正すること
により、制御の安定性を確保し、制御性の低下を防止す
ることが可能となる。

という極めて優れた効果を得ることができる。

以上によって、ボイラ蒸気圧力制御装置の高度化を実現
することができ、この高度化により安定で品質の高い蒸
気供給を行なうことが可能となる。

また、今後石油資源の有限性、エネルギーコストの高騰
等から、微粉炭、副生燃料等の低品位燃料の利用が増加
することが予測されるが、本実施例のボイラ蒸気圧力制
御装置を適用することにより、制御性を改善することが
でき、産業界の発展に大いに貢献することが期待できる
ものである。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにしても同様に実施できるものである。

（ａ）ゲイン適応手段は第１図の構成に限られるもので
はなく、例えば第３図に示すようにゲイン適応手段２０
を２つの遅れ手段２１．２２と、除算手段１８とから構
成し、位置形操作出力信号の前回値Ｍ　Ｖ　ｎ−１を位
置形外乱補償信号の前回値Ｆ　Ｆ　ｎ−１で除したもの
（ＭＶｎ−１／　Ｆ　Ｆ　ｎ−１）を、ゲイン適応係数
ｋ　ｎ−１として出力するように（７てもよい。

（ｂ）ゲイン適応手段は第１図の（を成に限られるもの
ではなく、例えば第４図に示すようにゲイン適応手段２
０を除算手段１８と、遅れ手段１９とから構成すると共
にフィルタ手段２３を備え、ゲイン適応手段２０からの
出力信号であるゲイン適応係数ｋ　ｎ−１を平滑してｋ
　ｎ−１とし、これをゲイン適応係数ｋｎ−１として出
力するようにしてもよい。これにより、ゲイン修正を徐
々に行なうことかで・きる。

（Ｃ）ゲイン適応手段は第１図の構成に限られるもので
はなく、例えば第５図に示すように第３図の構成を何す
るゲイン適応手段２０の出力段にフィルタ手段２４を備
え、ゲイン適応手段２０の出力信号であるゲイン適応係
数ｋ　ｎ−１を平滑してｋ　ｎ−１とし、これをゲイン
適応係数ｋ　ｎ−１として出力するようにしてもよい。

これにより、ゲイン修正を徐々に行なうことができる。

（ｄ）上記実施例では、フィードフォワード制御モデル
１０は外乱の静特性補償のみとした場合について述べた
が、これに限らず動特性補償を付加するようにしてもよ
く、その構成例を第６図に示す。すなわち、外乱静的補
償信号ＦＦｎを動特性補償手段２５に入力して不完全微
分した出力信号に、乗算手段２６でゲイン適応手段２０
の出力信号であるゲイン適応係数ｋ　ｎ−１を乗じた後
、加算手段２７で位置形操作出力信号Ｍ　Ｖ　ｎに加算
ｊ７成するようにしてもよい。

（ｅ）上記実施例では本発明をボイラ蒸気圧力制御装置
に適用した場合について述べたが、これに限らず中間プ
ロセスを制御対象とするその他のプロセス制御装置につ
いても同様に適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、フィードバック制
御出力である速度形フィードバック１″Ｊ８節信号と、
フィードフォワード制御出力である速度形外乱補償信号
とを加算合成して得られる速度形操作出力信号の変化分
のゲインを、位置形操作出力信号と位置形外乱補償信号
との比に基づいて修正するようにしたので、中間プロセ
スにおける外乱の質的変化によるプロセス−ゲインの変
化に対応して、フィードバック制御およびフィードフォ
ワード制御を常に最適に維持することが可能な極めて信
頼性の高いプロセス制御装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をボイラ蒸気圧力制御装置に適用した場
合の一実施例を示すブロック図、第２図は同実施例にお
ける作用を説明するための図、第３図乃至第６図は本発
明をボイラ蒸気流量制御装置に適用した場合の他の実施
例をそれぞれ示す要部ブロック図、第７図はフィードフ
ォワード／フィードバック制御の基本構成を示すブロッ
ク図、第８図はフィードフォワード／フィードバック制
御の操作出力信号の構成を示す図、第９図は従来の問題
点を説明するための図である。 １・・・ボイラ、１−１・・・バーナ、１−２・・・蒸
発管、２・・・燃料輸送管、３・・・空気輸送管、４・
・・蒸気バイブ、５・・・圧力検出器、６・・・フィー
ドバック調節手段、７・・・加算手段、８・・・流量検
出器、９・・・開平演算手段、１０・・・フィードフォ
ワード制御モデル、１１・・・差分演算手段、１２・・
・乗算手段、１３・・・速度形／位置形信号変換手段、
１４・・・燃料流量調節手段、１５・・・流量検出器、
１６・・・開平演算手段、１７・・・燃料調節弁、１８
・・・除算手段、１９・・・遅れ手段、２０・・・ゲイ
ン適応手段、２１．２２・・・遅れ手段、２３．２４・
・・フィルタ手段、２５・・・動特性補償手段、２６・
・・乗算手段、２７・・・加算手段。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １００シ。 第２図 第１図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御対象からのプロセス量とこのプロセス量の目標値信
   号とを入力し、この両者の偏差が零となるように調節演
   算を行ない速度形フィードバック調節信号を出力するフ
   ィードバック制御手段と、外乱信号を入力し、この外乱
   信号に所定のフィードフォワード・ゲインを乗じて得ら
   れる位置形外乱補償信号を速度形信号に変換し速度形外
   乱補償信号として出力するフィードフォワード制御手段
   と、 前記フィードバック制御手段からの速度形フィードバッ
   ク調節信号と前記フィードフォワード制御手段からの速
   度形外乱補償信号とを加算合成して得られる速度形操作
   出力信号を位置形信号に変換し位置形操作出力信号とし
   て前記制御対象に出力する手段と、 前記位置形操作出力信号と位置形外乱補償信号との比に
   基づいて、前記速度形操作出力信号の変化分のゲインを
   修正するゲイン修正手段と、を備えて成ることを特徴と
   するプロセス制御装置。