JPH02230402A - 適応コントローラ - Google Patents
適応コントローラInfo
- Publication number
- JPH02230402A JPH02230402A JP1050110A JP5011089A JPH02230402A JP H02230402 A JPH02230402 A JP H02230402A JP 1050110 A JP1050110 A JP 1050110A JP 5011089 A JP5011089 A JP 5011089A JP H02230402 A JPH02230402 A JP H02230402A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- controller
- control
- controlled object
- fuzzy
- adaptive
- Prior art date
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- Pending
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- Feedback Control In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は特性の異る複数の制御対象や、特性の変化す
る制御対象に対して、良好な制御を実現する適応コント
ローラに関するものである。
る制御対象に対して、良好な制御を実現する適応コント
ローラに関するものである。
第４図は、例えば田村、『モデル規範形適応制御とセル
フチューニングレギュレータ』計測と制御、Ｖｏｌ．２
３，Ｎｏ．５，Ｐ．４２８〜Ｐ．４３２（１９８８）に
示された従来の適応コントローラを示すブロック図であ
り、図において、ｌは制御対象、２は適応コントローラ
、１１は制御対象ｌの目標値、１２は適応コントローラ
２から出力され、制御対象１へ入力される操作量、１３
は制御対象１から出力される制御量、また、前記適応コ
ントローラ２はパラメータ調整機構５２と制御器５１と
から構成されている。
フチューニングレギュレータ』計測と制御、Ｖｏｌ．２
３，Ｎｏ．５，Ｐ．４２８〜Ｐ．４３２（１９８８）に
示された従来の適応コントローラを示すブロック図であ
り、図において、ｌは制御対象、２は適応コントローラ
、１１は制御対象ｌの目標値、１２は適応コントローラ
２から出力され、制御対象１へ入力される操作量、１３
は制御対象１から出力される制御量、また、前記適応コ
ントローラ２はパラメータ調整機構５２と制御器５１と
から構成されている。
次に動作について説明する。まず、適応コントローラ２
の制御器５１ぱ目標値１１と制御量１３とを制御入力情
報として取り込み制御対象１への入力信号である操作量
１２を計算する。パラメータ調整機構５２では、制御対
象１の入力、及び出力信号である操作量１２及び制御量
１３とを取り込み制御対象１の特性を推定する。そして
前記推定した特性に適した制御器５１での操作量計算の
だめのパラメータを求め、変更を行う。なお、パラメー
タ調整機構５２と制御器５１からなる適応コントローラ
２では、予め制御対象１の次数やむだ時間の大きさ等を
仮定しておく必要がある。
の制御器５１ぱ目標値１１と制御量１３とを制御入力情
報として取り込み制御対象１への入力信号である操作量
１２を計算する。パラメータ調整機構５２では、制御対
象１の入力、及び出力信号である操作量１２及び制御量
１３とを取り込み制御対象１の特性を推定する。そして
前記推定した特性に適した制御器５１での操作量計算の
だめのパラメータを求め、変更を行う。なお、パラメー
タ調整機構５２と制御器５１からなる適応コントローラ
２では、予め制御対象１の次数やむだ時間の大きさ等を
仮定しておく必要がある。
次にファジィルールを用いた適応コントローラの例につ
いて説明する。第５図は、例えば、森、『ファジィ理論
によるＰＩＤ （比例、積分、微分）汎用形ワンルーブ
コントローラＪ計装、Ｖｏｌ３１Ｎｏ．５Ｐ．２１〜Ｐ
．２５に示された従来の適応コントローラを示すブロッ
ク図であり、図において、１は制御対象、２は適応コン
トローラ、１ｌは目標値、１２は適応コントローラ２か
ら出力され制御対象１へ入力される操作量、１３は制御
対象１から出力される制御量であり、適応コントローラ
２はＰＩＤ制御部５３とファジィ推論部５４とから構成
されている。
いて説明する。第５図は、例えば、森、『ファジィ理論
によるＰＩＤ （比例、積分、微分）汎用形ワンルーブ
コントローラＪ計装、Ｖｏｌ３１Ｎｏ．５Ｐ．２１〜Ｐ
．２５に示された従来の適応コントローラを示すブロッ
ク図であり、図において、１は制御対象、２は適応コン
トローラ、１ｌは目標値、１２は適応コントローラ２か
ら出力され制御対象１へ入力される操作量、１３は制御
対象１から出力される制御量であり、適応コントローラ
２はＰＩＤ制御部５３とファジィ推論部５４とから構成
されている。
次に動作について説明する。まず、ＰＩＤ制御部５３で
は、外部から指定された目標値１１と操作量１２との偏
差値に対してＰＩＤ演算を実行し、制御対象１への操作
量１２を計算する。ファジイ推論部５４では、目標値１
１と制御量１３及び操作量１２とを夫々入力情報として
取り込み制御対象１の特性に好適な前記ＰＩＤ制御部５
３へのＰＩＤパラメータをファジィ推論によって求め、
ＰＩＤ制御部５３で用いるＰＩＤパラメータを順次変更
して制御対象１への操作量１２を出力する。
は、外部から指定された目標値１１と操作量１２との偏
差値に対してＰＩＤ演算を実行し、制御対象１への操作
量１２を計算する。ファジイ推論部５４では、目標値１
１と制御量１３及び操作量１２とを夫々入力情報として
取り込み制御対象１の特性に好適な前記ＰＩＤ制御部５
３へのＰＩＤパラメータをファジィ推論によって求め、
ＰＩＤ制御部５３で用いるＰＩＤパラメータを順次変更
して制御対象１への操作量１２を出力する。
［発明が′解決しようとする課題］
従来の適応コン１・ローラは以上のように構成されてい
るので、制御対象１を適応制御するために必要な演算の
次数や制御のむだ時間の大きさが予め仮定した制御対象
モデルと異っている場合には良好な制御量１３を出力す
ることができないという課題があった。
るので、制御対象１を適応制御するために必要な演算の
次数や制御のむだ時間の大きさが予め仮定した制御対象
モデルと異っている場合には良好な制御量１３を出力す
ることができないという課題があった。
また、従来のファジィルールを用いた適応コントローラ
の場合には、制御対象１の特性が最初の仮定から大きく
外れるとファジィルールの決定が困難となり、良好な操
作量を出力することができず制御対象の範囲が限定され
るという課題があった。
の場合には、制御対象１の特性が最初の仮定から大きく
外れるとファジィルールの決定が困難となり、良好な操
作量を出力することができず制御対象の範囲が限定され
るという課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、制御対象の特性が大きく異るような場合でも、
良好な操作量を出力し安定した制御特性が実現可能な適
応コントローラを得ることを目的とする。
もので、制御対象の特性が大きく異るような場合でも、
良好な操作量を出力し安定した制御特性が実現可能な適
応コントローラを得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る適応コントローラは操作量と制御量とを
取り込み、複数の適応制御器の中から制御対象に適した
ものを選択する制御器判定部と、制御対象の全体の特性
を複数の特性に分類した場合に、それぞれの特性に対応
して設けられた複数個の適応制御器、及び制御器判定部
からの出力により、選択された適応制御器を制御対象に
接続する切換部とを備えたものである。
取り込み、複数の適応制御器の中から制御対象に適した
ものを選択する制御器判定部と、制御対象の全体の特性
を複数の特性に分類した場合に、それぞれの特性に対応
して設けられた複数個の適応制御器、及び制御器判定部
からの出力により、選択された適応制御器を制御対象に
接続する切換部とを備えたものである。
［作用］
この発明における適応コントローラは目標値と制御量と
を取り込み、複数個の適応制御器、例えば（Ａ）パラメ
ータ調整機構と制御器、（Ｂ）ファジィ制御部、又は（
Ｃ）ファジィ推論部から、制御対象の入出力情報である
操作量と制御量を取り込んだ制御器判定部、例えば、（
Ａ）モデル分類部、（Ｂ）ファジィ制御決定部、又は（
Ｃ）ファジィ推論決定部が最適のものを選択することに
より良好な制御を実現する（但し、上記（Ａ）〜（Ｃ）
は互いに対応関係にあるものとする）。
を取り込み、複数個の適応制御器、例えば（Ａ）パラメ
ータ調整機構と制御器、（Ｂ）ファジィ制御部、又は（
Ｃ）ファジィ推論部から、制御対象の入出力情報である
操作量と制御量を取り込んだ制御器判定部、例えば、（
Ａ）モデル分類部、（Ｂ）ファジィ制御決定部、又は（
Ｃ）ファジィ推論決定部が最適のものを選択することに
より良好な制御を実現する（但し、上記（Ａ）〜（Ｃ）
は互いに対応関係にあるものとする）。
〔発明の実施例］
以下、この発明の第１の実施例を図について説明する。
図中、第４図と同一の部分は同一の符号をもって図示し
た第１図において、２ａはこの発明における適応コント
ローラで操作量ｌ２と制御量１３とを取り込み制御対象
１を予め定めた複数個のモデルのいずれかに分類するモ
デル分類部２１ａ、前記それぞれのモデルに対応して作
られたパラメータ調整機構と制御器２２、及びモデル分
類部２１ａからの出力により採用するパラメータ調整機
構と制御器２２を切換える切換部２３とによって構成さ
れている。なお、複数のパラメータ調整機構と制御器２
２で適応制御器が、また、モデル分類部２ １． ａで
制御器判定部が実現されている。
た第１図において、２ａはこの発明における適応コント
ローラで操作量ｌ２と制御量１３とを取り込み制御対象
１を予め定めた複数個のモデルのいずれかに分類するモ
デル分類部２１ａ、前記それぞれのモデルに対応して作
られたパラメータ調整機構と制御器２２、及びモデル分
類部２１ａからの出力により採用するパラメータ調整機
構と制御器２２を切換える切換部２３とによって構成さ
れている。なお、複数のパラメータ調整機構と制御器２
２で適応制御器が、また、モデル分類部２ １． ａで
制御器判定部が実現されている。
次にこの発明の動作について説明する。まず、制御対象
１のモデルを、むだ時間の大きさによって分類する場合
には、該むだ時間の異るものを複数個考える。ここで、
パラメータ調整機構と制御器２２として制御対象モデル
に適した特性を有するものを作り、それぞれのパラメー
タ調整機構と制御器２２を従来の適応コントローラ２と
同様に動作させる。モデル分類部２１ａでは切換部２３
から出力された操作量１２と制御対象１から出力された
制御量１３とから、むだ時間の大きさを固定し、現在の
制御対象１がどのモデルに対応するかを決定する。そし
て、切換部２３ではモデル分類部２１ａで決定されたモ
デルに対する制御器からの出力を操作量１２として制御
対象ｌに加えるようにする。このようにすることにより
予め設定した制御対象１のむだ時間の大きさが実際と大
きく異る場合でも良好な制御を行うことが可能となる。
１のモデルを、むだ時間の大きさによって分類する場合
には、該むだ時間の異るものを複数個考える。ここで、
パラメータ調整機構と制御器２２として制御対象モデル
に適した特性を有するものを作り、それぞれのパラメー
タ調整機構と制御器２２を従来の適応コントローラ２と
同様に動作させる。モデル分類部２１ａでは切換部２３
から出力された操作量１２と制御対象１から出力された
制御量１３とから、むだ時間の大きさを固定し、現在の
制御対象１がどのモデルに対応するかを決定する。そし
て、切換部２３ではモデル分類部２１ａで決定されたモ
デルに対する制御器からの出力を操作量１２として制御
対象ｌに加えるようにする。このようにすることにより
予め設定した制御対象１のむだ時間の大きさが実際と大
きく異る場合でも良好な制御を行うことが可能となる。
なお、上記実施例では制御対象１のモデルをむだ時間の
大きさで分類する場合について述べたが、むだ時間と応
答時間の比で分類する場合、あるいは制御対象１の演算
式の次数で分類する場合、それらを混合したモデルに分
類する場合など１つの出力を操作量１２として採用する
例について述べたが、モデル分類部２１ａで中間的なモ
デルであると認識した場合には、例えば荷重平均をとる
方法や、ファジィ合成による方法などで複数のパラメー
タ調整機構と制御器２２の出力を合成して操作量１２と
して決定するようにしてもよい。
大きさで分類する場合について述べたが、むだ時間と応
答時間の比で分類する場合、あるいは制御対象１の演算
式の次数で分類する場合、それらを混合したモデルに分
類する場合など１つの出力を操作量１２として採用する
例について述べたが、モデル分類部２１ａで中間的なモ
デルであると認識した場合には、例えば荷重平均をとる
方法や、ファジィ合成による方法などで複数のパラメー
タ調整機構と制御器２２の出力を合成して操作量１２と
して決定するようにしてもよい。
次に、この発明の第２の実施例を図について説明する。
第２図において、２ｂはこの発明における適応コントロ
ーラでファジィ制御決定部２１ｂ、切換部２３、複数個
のファジィ制御部２６とから構成されている。この例で
は、ファジィ制御部２６で適応制御器が、また、ファジ
ィ制御決定部２ｌｂで制御器判定部が実現されている。
ーラでファジィ制御決定部２１ｂ、切換部２３、複数個
のファジィ制御部２６とから構成されている。この例で
は、ファジィ制御部２６で適応制御器が、また、ファジ
ィ制御決定部２ｌｂで制御器判定部が実現されている。
次に動作について説明する。まず、ファジィルールを用
いてファジィ制御を行う場合、制御対象１の特性に大き
なばらつきがあると一組のファジィ制御部２６ですべて
の制御対象１を良好に制御することは大変困難である。
いてファジィ制御を行う場合、制御対象１の特性に大き
なばらつきがあると一組のファジィ制御部２６ですべて
の制御対象１を良好に制御することは大変困難である。
そこで、本実施例では特性の異る制御対象１に適したフ
ァジィルールによる複数個のファジィ制御部２６を構え
、ファジィ制御決定部２ｌｂで制御対象１の入出力であ
る操作量１２と制御量１３とを取り込んで現在の制御対
象１に適したファジィ制御部２６を決定し切換部２３で
ファジィ制御決定部２ｌｂの結果をもとに制御対象１へ
の操作量１２を切換える。このようなシステム構成のフ
ァジィ制御を基本とした適応コントローラ２ｂとするこ
とにより、より広範囲の制御対象１に良好な制御を実現
できる。
ァジィルールによる複数個のファジィ制御部２６を構え
、ファジィ制御決定部２ｌｂで制御対象１の入出力であ
る操作量１２と制御量１３とを取り込んで現在の制御対
象１に適したファジィ制御部２６を決定し切換部２３で
ファジィ制御決定部２ｌｂの結果をもとに制御対象１へ
の操作量１２を切換える。このようなシステム構成のフ
ァジィ制御を基本とした適応コントローラ２ｂとするこ
とにより、より広範囲の制御対象１に良好な制御を実現
できる。
さらに、この発明の第３実施例を図について説明する。
第３図において、２ｃはこの発明における適応コントロ
ーラで複数個のファジィ推論部２４とファジィ推論決定
部２１ｃ、切換部２３、ＰＩＤ制御部２５とから構成さ
れている。この例では、ファジィ推論部２４とＰＩＤ制
御部２５とで適応制御器が、また、ファジィ推論決定部
２１Ｃで制御器判定部が実現されている。
ーラで複数個のファジィ推論部２４とファジィ推論決定
部２１ｃ、切換部２３、ＰＩＤ制御部２５とから構成さ
れている。この例では、ファジィ推論部２４とＰＩＤ制
御部２５とで適応制御器が、また、ファジィ推論決定部
２１Ｃで制御器判定部が実現されている。
本実施例では、制御対象１の特性が時間によって大きく
変動する場合、あるいはこの適応コントローラ２ｃが用
いられる制御対象１の特性のばらつきが大きい場合を考
慮し、いかなる場合にも制御対象１に対し良好なＰＩＤ
制御が行えるようにする。複数個のファジィ推論部２４
はそれぞれ特性の異る制御対象に適した、異ったファジ
ィルールを有しており、目標値１１、操作量１２及び制
御量１３をもとにＰＩＤのバラメークを決定するファジ
ィ推論を行う。
変動する場合、あるいはこの適応コントローラ２ｃが用
いられる制御対象１の特性のばらつきが大きい場合を考
慮し、いかなる場合にも制御対象１に対し良好なＰＩＤ
制御が行えるようにする。複数個のファジィ推論部２４
はそれぞれ特性の異る制御対象に適した、異ったファジ
ィルールを有しており、目標値１１、操作量１２及び制
御量１３をもとにＰＩＤのバラメークを決定するファジ
ィ推論を行う。
ファジィ推論決定部２１ｃでは制御対象１への人出力で
あ．る操作量ｌ２と制御量１３を取り込んで制御対象１
の特性を推定し、ＰＩＤパラメータとしてどのファジィ
推論部２４で得られた結果を用いるかを決定する。切換
部２３ではファジィ推論決定部２１ｃからの結果をもと
にＰＩＤ制御部２５に採用したＰＩＤをパラメータを送
る。ＰＩＤ制御部２５では送られたＰＩＤパラメータを
用いて通常のＰＩＤ制御を行う。
あ．る操作量ｌ２と制御量１３を取り込んで制御対象１
の特性を推定し、ＰＩＤパラメータとしてどのファジィ
推論部２４で得られた結果を用いるかを決定する。切換
部２３ではファジィ推論決定部２１ｃからの結果をもと
にＰＩＤ制御部２５に採用したＰＩＤをパラメータを送
る。ＰＩＤ制御部２５では送られたＰＩＤパラメータを
用いて通常のＰＩＤ制御を行う。
以上、第２及び第３の実施例では、切換部２３の動作と
して一つのファジィ推論部２４あるいはファジィ制御部
２６の出力を採用する場合について述べたが、ファジィ
推論決定部２１ｃ、あるいはファジィ制御決定部２ｌｂ
の出力により、複数のファジィ推論部２４あるいはファ
ジィ制御部２６の出力をファジィ合成による方法などで
合成するようにしてもよい。また、上記実施例で述べた
ファジィ推論として、ファジィルールを用いた再帰型フ
ァジィ推論法を採用するようにしてもよい。さらに、上
記の第２及び第３の実施例におけるファジィ推論決定部
２１ｃあるいはファジィ制御決定部２ｌｂとして、第１
の実施例で述べたモデルの概念を持ったモデル分類部を
用いるようにしてもよい。
して一つのファジィ推論部２４あるいはファジィ制御部
２６の出力を採用する場合について述べたが、ファジィ
推論決定部２１ｃ、あるいはファジィ制御決定部２ｌｂ
の出力により、複数のファジィ推論部２４あるいはファ
ジィ制御部２６の出力をファジィ合成による方法などで
合成するようにしてもよい。また、上記実施例で述べた
ファジィ推論として、ファジィルールを用いた再帰型フ
ァジィ推論法を採用するようにしてもよい。さらに、上
記の第２及び第３の実施例におけるファジィ推論決定部
２１ｃあるいはファジィ制御決定部２ｌｂとして、第１
の実施例で述べたモデルの概念を持ったモデル分類部を
用いるようにしてもよい。
［発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、適応コントローラを
、複数の選択可能な適応制御Ｂ．＝、制御対象が有する
特性によって適応制御器を選択するだめの制御器判定部
と、前記適応制御語の出力を切換える切換部とを備えた
構成としたので、制御対象の特性が時間によって大きく
変動する場合、あるいは用いられる制御対象の特性のば
らつきが大きい場合等にも容易に対応が可能で、かつ、
汎用性の高い適応コンｌ・ローラを安価に提供できる効
果がある。
、複数の選択可能な適応制御Ｂ．＝、制御対象が有する
特性によって適応制御器を選択するだめの制御器判定部
と、前記適応制御語の出力を切換える切換部とを備えた
構成としたので、制御対象の特性が時間によって大きく
変動する場合、あるいは用いられる制御対象の特性のば
らつきが大きい場合等にも容易に対応が可能で、かつ、
汎用性の高い適応コンｌ・ローラを安価に提供できる効
果がある。
第］図はこの発明における第１の実施例による適応コン
トローラを示すブロック図、第２図はこの発明の第２の
実施例による適応コントローラを示すブロック図、第３
図はこの発明の第３の実施例による適応コントローラを
示すブロック図、第４及び第５図は従来の適応コントロ
ーラを示すブロック図である。 図において、１は制御対象、２ａ，２ｂ，２ｃは適応コ
ントローラ、１１ぱ目標値、１２は操作量、１３は制御
量、２１ａはモデル分類部（制御器判定部），２ｌｂは
ファジィ制御決定部（制御器判定部）．２１ｃぱファジ
ィ推論決定部（制御器判定部）、２２はパラメータ調整
機構および制御器（適応制御器）、２３は切換部、２４
はファジィ推論部（適応制御器）、２５はＰＩＤ制御部
（適応制御器）、２６はファジィ制御部（適応制御器）
。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
トローラを示すブロック図、第２図はこの発明の第２の
実施例による適応コントローラを示すブロック図、第３
図はこの発明の第３の実施例による適応コントローラを
示すブロック図、第４及び第５図は従来の適応コントロ
ーラを示すブロック図である。 図において、１は制御対象、２ａ，２ｂ，２ｃは適応コ
ントローラ、１１ぱ目標値、１２は操作量、１３は制御
量、２１ａはモデル分類部（制御器判定部），２ｌｂは
ファジィ制御決定部（制御器判定部）．２１ｃぱファジ
ィ推論決定部（制御器判定部）、２２はパラメータ調整
機構および制御器（適応制御器）、２３は切換部、２４
はファジィ推論部（適応制御器）、２５はＰＩＤ制御部
（適応制御器）、２６はファジィ制御部（適応制御器）
。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 目標値と制御対象から出力された制御量を取り込んで該
制御対象への操作量を特性に応じて計算式、あるいは計
算パラメータを変更して制御する適応コントローラにお
いて、前記制御対象の全体の特性を複数の特性に分類し
、該分類された特性に対して設計された複数個の適応制
御器と、前記制御対象からの入出力情報を取り込み前記
複数個の適応制御器の中から該制御対象に適したものを
選択する制御器判定部と、前記制御器判定部からの情報
により適応制御器を切換える切換部とを備えたことを特
徴とする適応コントローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1050110A JPH02230402A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 適応コントローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1050110A JPH02230402A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 適応コントローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230402A true JPH02230402A (ja) | 1990-09-12 |
Family
ID=12849953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1050110A Pending JPH02230402A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 適応コントローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02230402A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643905A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Yamatake Honeywell Co Ltd | プロセス制御装置 |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP1050110A patent/JPH02230402A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643905A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Yamatake Honeywell Co Ltd | プロセス制御装置 |
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