JPH0283703A - プロセス制御システム - Google Patents
プロセス制御システムInfo
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- JPH0283703A JPH0283703A JP23499488A JP23499488A JPH0283703A JP H0283703 A JPH0283703 A JP H0283703A JP 23499488 A JP23499488 A JP 23499488A JP 23499488 A JP23499488 A JP 23499488A JP H0283703 A JPH0283703 A JP H0283703A
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- control
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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〕
本発明は、目標値に制御ｈｔをフィーＩ〜バックしＰ
ｒ Ｉ） （比例、積分、微分）制御を行なう制御要素
を水平、垂直分散配置するように構成されたプロセス制
御システムに係り、特に複数のＩ’ Ｔ Ｉ’ｌもしく
はＩ） １制御要素の制御パラメータのオーＩ−ザユー
ニング可能にしたプロセス制御システムに関する。
ｒ Ｉ） （比例、積分、微分）制御を行なう制御要素
を水平、垂直分散配置するように構成されたプロセス制
御システムに係り、特に複数のＩ’ Ｔ Ｉ’ｌもしく
はＩ） １制御要素の制御パラメータのオーＩ−ザユー
ニング可能にしたプロセス制御システムに関する。
従来、Ｐ Ｉ ｌ）制御要素の制御パラメータのチュニ
ングは運転員が制御量応答を観ａ＋１＋ Ｌなから「４
動で試行錯誤的に行っていた。このためＰ Ｔ ｌ’１
制御要素が水平、垂直状に分散配置するように構成され
たプロセス制御システムにおいては制御ルプ間が部分的
に或いは相互に干渉するため、これらの制御パラメータ
のチューニング作業の多くの労力と時間を費やしていた
。
ングは運転員が制御量応答を観ａ＋１＋ Ｌなから「４
動で試行錯誤的に行っていた。このためＰ Ｔ ｌ’１
制御要素が水平、垂直状に分散配置するように構成され
たプロセス制御システムにおいては制御ルプ間が部分的
に或いは相互に干渉するため、これらの制御パラメータ
のチューニング作業の多くの労力と時間を費やしていた
。
一方、Ｐ Ｉ ｌ）制御要素の制御パラメータのチュニ
ング方法としては、制御理論面から、制御対象に同定用
テスト信号を印加して制御対象の動特性を同定し、その
結果に基づき制御パラメータを最適値にチューニングす
る方式が数多く提案されているが、同定用テスト信号の
印加により制御量を動揺させるため、品質低下や非線形
性の高いプラントでは異常状態に陥るなどの問題が予想
される。又、制御対象の動特性変化に対しては、その都
度、同定テストを実施しないと制御パラメータの最適値
が得られない等、使い勝での面で問題があった。
ング方法としては、制御理論面から、制御対象に同定用
テスト信号を印加して制御対象の動特性を同定し、その
結果に基づき制御パラメータを最適値にチューニングす
る方式が数多く提案されているが、同定用テスト信号の
印加により制御量を動揺させるため、品質低下や非線形
性の高いプラントでは異常状態に陥るなどの問題が予想
される。又、制御対象の動特性変化に対しては、その都
度、同定テストを実施しないと制御パラメータの最適値
が得られない等、使い勝での面で問題があった。
さらに、１つのＰＩＤ制御要素のみを対象にしたこの種
の方法としては、制御量応答形状をみて、制御パラメー
タをチューニングするヒュウーリステツクな方法（エキ
スパート法）があり、「計測技術： （昭和６１年９月
）、エキスパー１−・セルフ・チューニング調節計（ｐ
６６−ｐ７２）Ｊに述べられてる。この方法は、実応答
形状を予め用意した複数の基本応答形状と照合し、合致
した基本応答形状に対する複数の調整ルールの中から実
応答形状又はその遷移傾向に応して最適ルールを選択し
、ＰＩＤ制御パラメータを修正する方法である。この他
に１例えば「計測技術： （昭和６１年９月）、エキス
パート法によるＰＩＤセルフ・チューニング（ｐ５２−
ｐ５９）Ｊが挙げられる。
の方法としては、制御量応答形状をみて、制御パラメー
タをチューニングするヒュウーリステツクな方法（エキ
スパート法）があり、「計測技術： （昭和６１年９月
）、エキスパー１−・セルフ・チューニング調節計（ｐ
６６−ｐ７２）Ｊに述べられてる。この方法は、実応答
形状を予め用意した複数の基本応答形状と照合し、合致
した基本応答形状に対する複数の調整ルールの中から実
応答形状又はその遷移傾向に応して最適ルールを選択し
、ＰＩＤ制御パラメータを修正する方法である。この他
に１例えば「計測技術： （昭和６１年９月）、エキス
パート法によるＰＩＤセルフ・チューニング（ｐ５２−
ｐ５９）Ｊが挙げられる。
しかし、これらの方法では、例えばカスケードコントロ
ーラのようにＰＩＤ制御要素が垂直分散配置された場合
には、上位のＰＩＤ制御要素の出力を下位のＰＩＤ制御
要素の目標値に含むように構成されるため、下位のＰ
Ｉ Ｉ）制御要素をチューニングするに際し」三位のＰ
Ｔ Ｉ’）制御要素を手りｊに切替るなどの操作が必
要となり、チューニング作業に時間を要する、運転員の
手を煩わせるなどの問題があった。
ーラのようにＰＩＤ制御要素が垂直分散配置された場合
には、上位のＰＩＤ制御要素の出力を下位のＰＩＤ制御
要素の目標値に含むように構成されるため、下位のＰ
Ｉ Ｉ）制御要素をチューニングするに際し」三位のＰ
Ｔ Ｉ’）制御要素を手りｊに切替るなどの操作が必
要となり、チューニング作業に時間を要する、運転員の
手を煩わせるなどの問題があった。
一ヒ記従来技術の問題を解決するため、本発明の目的は
、運転員の手を煩せずに、しかも、制御対象に同定用テ
スト信号を印加することなく、水平。
、運転員の手を煩せずに、しかも、制御対象に同定用テ
スト信号を印加することなく、水平。
垂直分散配置された複数のＰ Ｉ Ｄ制御要素の制御パ
ラメータを並列的に最適化するオートチュー二ンク方式
を備えたプロセス制御システムを提供することにある。
ラメータを並列的に最適化するオートチュー二ンク方式
を備えたプロセス制御システムを提供することにある。
上記目的は、ｐｒもしくはＰｒＤ制御要素毎に制御パラ
メータを最適調整するオートチューニング手段を設け、
各々が自律的に機能することにより達成される。さらに
は、他の制御要素の出力を含まない第１の制御要素に設
ける第１のオートチューニング手段として、目標値変化
時又は外乱印加時の制御量応答形状を観測し、制御性能
の評価指標としてオーバーシュート量、振幅減衰比及び
振動周期の前回値と今回値との比である振動周期比を求
めるための制御応答形状認識手段と、これらの評価指標
を定性的に評価し、調整ルールに基づきファジィ推論に
より制御パラメータの修正係数を推定する制御パラメー
タ修正係数推定手段と、」二足オーバーシュート量及び
振幅減衰比から評価ルールに基づき、ファジィ推論によ
り１］標制御仕様に対する不満足度に応じた重み係数を
求める制御性能不満足度評価手段、前記制御パラメータ
の修正係数、前記重み係数及び制御パラメータの呪・在
値の積に制御パラメータの現在値を加算して制御パラメ
ータの調整値を求める制御パラメータ調整値演算手段、
上記オーバーシュー１へ埴及び減衰比が目標制御仕様を
満足しないときに１−記制御性能不満足度評価手段と制
御パラメータ修正係数＃１１定手段と制御パラメータ調
整値演Ｓ１丁−段とを機能させる制御性能判定手段を設
け、 他の制御要素の出力を１−１標値に含む第２の制御要素
に設ける第２のオートチューニング手段として、目標値
変化時又は外乱印加時の制御量応答形状をｙ目１りし、
制御性能の評価指標として制御偏差の絶対値の時間積分
値に基づく制御面積減衰比及び整定時間の前回値と今回
値との比である整定時間比を求めるための制御量答形状
認１１我「−段と、これらの評価指標を定性的に評価し
、調整ルールに基づきファジィ推論により制御パラメー
タの修正係数を推定する制御パラメータ修正係数推定手
段と、上記制御面積減衰比から評価ルールに基づき、フ
ァジィ推論により目標制御仕様に対する不満足度に応じ
た重み係数を求める制御性能不満足度評価手段、前記制
御パラメータの修正係数、前記重み係数及び制御パラメ
ータの現在値の積に制御パラメータの現在値を加算して
制御パラメータの調整値を求める制御パラメータ調整値
演算手段、」−記制御面積減衰比が１−１標制御仕様を
満足しないときに−１−記制御性能不満足度評価手段と
制御パラメータ修正係数推定手段と制御パラメータ調整
値演算手段とを機能させる制御性能判定手段を設けるこ
とにより達成される。
メータを最適調整するオートチューニング手段を設け、
各々が自律的に機能することにより達成される。さらに
は、他の制御要素の出力を含まない第１の制御要素に設
ける第１のオートチューニング手段として、目標値変化
時又は外乱印加時の制御量応答形状を観測し、制御性能
の評価指標としてオーバーシュート量、振幅減衰比及び
振動周期の前回値と今回値との比である振動周期比を求
めるための制御応答形状認識手段と、これらの評価指標
を定性的に評価し、調整ルールに基づきファジィ推論に
より制御パラメータの修正係数を推定する制御パラメー
タ修正係数推定手段と、」二足オーバーシュート量及び
振幅減衰比から評価ルールに基づき、ファジィ推論によ
り１］標制御仕様に対する不満足度に応じた重み係数を
求める制御性能不満足度評価手段、前記制御パラメータ
の修正係数、前記重み係数及び制御パラメータの呪・在
値の積に制御パラメータの現在値を加算して制御パラメ
ータの調整値を求める制御パラメータ調整値演算手段、
上記オーバーシュー１へ埴及び減衰比が目標制御仕様を
満足しないときに１−記制御性能不満足度評価手段と制
御パラメータ修正係数＃１１定手段と制御パラメータ調
整値演Ｓ１丁−段とを機能させる制御性能判定手段を設
け、 他の制御要素の出力を１−１標値に含む第２の制御要素
に設ける第２のオートチューニング手段として、目標値
変化時又は外乱印加時の制御量応答形状をｙ目１りし、
制御性能の評価指標として制御偏差の絶対値の時間積分
値に基づく制御面積減衰比及び整定時間の前回値と今回
値との比である整定時間比を求めるための制御量答形状
認１１我「−段と、これらの評価指標を定性的に評価し
、調整ルールに基づきファジィ推論により制御パラメー
タの修正係数を推定する制御パラメータ修正係数推定手
段と、上記制御面積減衰比から評価ルールに基づき、フ
ァジィ推論により目標制御仕様に対する不満足度に応じ
た重み係数を求める制御性能不満足度評価手段、前記制
御パラメータの修正係数、前記重み係数及び制御パラメ
ータの現在値の積に制御パラメータの現在値を加算して
制御パラメータの調整値を求める制御パラメータ調整値
演算手段、」−記制御面積減衰比が１−１標制御仕様を
満足しないときに−１−記制御性能不満足度評価手段と
制御パラメータ修正係数推定手段と制御パラメータ調整
値演算手段とを機能させる制御性能判定手段を設けるこ
とにより達成される。
上記第１及び第２のオートチューニングにおいて、制御
応答形状認識手段は、制御偏差が所定値を越えたときに
制御量応答形状の観測を開始する。
応答形状認識手段は、制御偏差が所定値を越えたときに
制御量応答形状の観測を開始する。
これにより、各々の制御要素は自律的に制御対象の動特
性変化を速やかに検出できる。制御パラメータ修正係数
推定手段は、熟練運転員の思考と似た方法で制御パラメ
ータをチューニングさせろために、ファジィ推論を適用
している９、第１の第１へチューニング手段ではステッ
プ状もしくはランプ状の独立した目標値がｒｊえられる
ため制御量応答形状のオーバーシュート量、振幅減衰比
、振動周期の前回値と今回値との比である振動周期比を
定性的に評価することにより、制御パラメータの最適値
を推定する方法を採り、第２のオートチューニング手段
では他の制御要素の出力に従属した目標値が与えられる
ため制御偏差の時間積分値から求めた制御面積減衰比及
び、整定時間のｒｒｆＨ飴と今回値との比である整定時
間比を定性的に評価することにより、制御パラメータの
最適値を推定する方法を採っている。これにより、制御
パラメータの最適チューニングを熟練運転員が行なった
と同様に実現できる。制御性能不満ｊｐ度評価−Ｆ段は
、現在の制御性能が「］標制御仕様に対してどの程度不
満足かを評価し、その度合で制御パラメタの修正係数の
ファジィ推論νｌ果を補ｉＬする。これにり、制御パラ
メータを安定に収束できる。さらに、制御性能判定手段
により、制御性能を最適状態に紐持てきる。
性変化を速やかに検出できる。制御パラメータ修正係数
推定手段は、熟練運転員の思考と似た方法で制御パラメ
ータをチューニングさせろために、ファジィ推論を適用
している９、第１の第１へチューニング手段ではステッ
プ状もしくはランプ状の独立した目標値がｒｊえられる
ため制御量応答形状のオーバーシュート量、振幅減衰比
、振動周期の前回値と今回値との比である振動周期比を
定性的に評価することにより、制御パラメータの最適値
を推定する方法を採り、第２のオートチューニング手段
では他の制御要素の出力に従属した目標値が与えられる
ため制御偏差の時間積分値から求めた制御面積減衰比及
び、整定時間のｒｒｆＨ飴と今回値との比である整定時
間比を定性的に評価することにより、制御パラメータの
最適値を推定する方法を採っている。これにより、制御
パラメータの最適チューニングを熟練運転員が行なった
と同様に実現できる。制御性能不満ｊｐ度評価−Ｆ段は
、現在の制御性能が「］標制御仕様に対してどの程度不
満足かを評価し、その度合で制御パラメタの修正係数の
ファジィ推論νｌ果を補ｉＬする。これにり、制御パラ
メータを安定に収束できる。さらに、制御性能判定手段
により、制御性能を最適状態に紐持てきる。
以下、本発明の実施例により説明する。第１図は本発明
の係るプロセス制御システムの例としてカスケードコン
トローラにおける制御パラメータのオー１へチューニン
グ方式に関する機能構成を示す。１次ＰＩＤ制御要素１
は目標値ＳＶＩとプロセス４の制御ｉ １） Ｖ 、、
ｌとの比較により得られた制御偏差をＰ Ｔ Ｉ）演算
し、その出力となる操作量ＭＶＩに負荷などの外乱Ｄ
’１” Ｂが加算され目標値ＳＶ２か得られる。２次１
）Ｉ Ｄ制御要素２は２次ＩＩ標値ＳＶ２とプロセス３
の制御量）） Ｖ ２との比較により得られた制御偏差
ｅをＰ Ｉ １１）演算し、その出力となる操作量ＭＶ
２がプロセス３に入力される２、第１のオートチューニ
ング機能５は目標値ＳＶＩ、制御量ＰＶＩ及び操作量Ｍ
Ｖ、１を入力し、制御パラメータの調整値をＰ Ｉ Ｉ
）制御要素１に出力する。オートチューニング機能６は
目標（直Ｓｖ２、制御量ＰＶ２及び操作ｂ１ＭＶ２を入
力し、制御パラメータの調整値をＰ ｒ Ｄ制御要素２
に出力する。
の係るプロセス制御システムの例としてカスケードコン
トローラにおける制御パラメータのオー１へチューニン
グ方式に関する機能構成を示す。１次ＰＩＤ制御要素１
は目標値ＳＶＩとプロセス４の制御ｉ １） Ｖ 、、
ｌとの比較により得られた制御偏差をＰ Ｔ Ｉ）演算
し、その出力となる操作量ＭＶＩに負荷などの外乱Ｄ
’１” Ｂが加算され目標値ＳＶ２か得られる。２次１
）Ｉ Ｄ制御要素２は２次ＩＩ標値ＳＶ２とプロセス３
の制御量）） Ｖ ２との比較により得られた制御偏差
ｅをＰ Ｉ １１）演算し、その出力となる操作量ＭＶ
２がプロセス３に入力される２、第１のオートチューニ
ング機能５は目標値ＳＶＩ、制御量ＰＶＩ及び操作量Ｍ
Ｖ、１を入力し、制御パラメータの調整値をＰ Ｉ Ｉ
）制御要素１に出力する。オートチューニング機能６は
目標（直Ｓｖ２、制御量ＰＶ２及び操作ｂ１ＭＶ２を入
力し、制御パラメータの調整値をＰ ｒ Ｄ制御要素２
に出力する。
第２図に第１のオー１−チューニング機能５の機能構成
を示す。オー１−チューニング機能５は制御応答形状認
識機能１１．制御性能判定機能１２゜制御パラメータ修
正機能１３．制御性能不満足度評価機能１４及び制御パ
ラメータ調整値演算機能１５から構成される。さらに、
制御パラメータ修正機能１３は制御パラメータ修正係数
４１ｉ定機能１、３ ａと調整ルール１３１）から構成
される。
を示す。オー１−チューニング機能５は制御応答形状認
識機能１１．制御性能判定機能１２゜制御パラメータ修
正機能１３．制御性能不満足度評価機能１４及び制御パ
ラメータ調整値演算機能１５から構成される。さらに、
制御パラメータ修正機能１３は制御パラメータ修正係数
４１ｉ定機能１、３ ａと調整ルール１３１）から構成
される。
次に、上記した各機能について説明する９、制御応答形
状認識手段１１は、目標値ＳＶＩ及び制御量ＰＶＩｋ常
時監視し、制御ＥｉｌＰＶ１が目標値ＳＶＩに整定した
後１、目標値ＳＶｉと制御１１ＰＶＩとの差として得る
制御偏差が所定値を越えた時点で目標値ＳＶＩ、制御量
Ｐ Ｖ １及び操作量ＭＶＩを観測し始める。観測開始
と同時に制御量１） Ｖ ］の極値探索を行ない、制御
−ｔｉｌｌ Ｐ Ｖ １が目標値Ｓ■１に整定した時点
で観測を終了する。観測過程で操作量ＭＶＩが予め設定
された操作量ＭＶ１の制限値に達していない場合に、得
られた複数の極値及び発生時間からオーバーシュート量
、振幅減衰比及び振動周期を求める。これらの求め方を
第２図を参照して説明する。同図（ａ）は目標値ＳＶＩ
が時間ｔｏでＹｏからＹｌへステップ変化した時の制御
量ｐｖの時間応答例であり、時間ｔ＋、ｔｚ、ｔａで極
値Ｘｓ、ＸＩ Ｘ３が現れ、時間ｔ４で整定した場合を
示す。オーバーシュート量Ｅ、振幅減衰比Ｉ）及び振動
周期１゛は次式で求められる。
状認識手段１１は、目標値ＳＶＩ及び制御量ＰＶＩｋ常
時監視し、制御ＥｉｌＰＶ１が目標値ＳＶＩに整定した
後１、目標値ＳＶｉと制御１１ＰＶＩとの差として得る
制御偏差が所定値を越えた時点で目標値ＳＶＩ、制御量
Ｐ Ｖ １及び操作量ＭＶＩを観測し始める。観測開始
と同時に制御量１） Ｖ ］の極値探索を行ない、制御
−ｔｉｌｌ Ｐ Ｖ １が目標値Ｓ■１に整定した時点
で観測を終了する。観測過程で操作量ＭＶＩが予め設定
された操作量ＭＶ１の制限値に達していない場合に、得
られた複数の極値及び発生時間からオーバーシュート量
、振幅減衰比及び振動周期を求める。これらの求め方を
第２図を参照して説明する。同図（ａ）は目標値ＳＶＩ
が時間ｔｏでＹｏからＹｌへステップ変化した時の制御
量ｐｖの時間応答例であり、時間ｔ＋、ｔｚ、ｔａで極
値Ｘｓ、ＸＩ Ｘ３が現れ、時間ｔ４で整定した場合を
示す。オーバーシュート量Ｅ、振幅減衰比Ｉ）及び振動
周期１゛は次式で求められる。
Ｅ＝（Ｘｔ Ｙｌ）／（Ｙｌ−Ｙｏ）Ｄ＝（Ｘｔ−Ｘ
２）／（Ｘｌｌ Ｘ２）Ｔ＝ｔａｔ、ｘ 従って、振動周期比Ｒは振動周期の前回値を１゛１ と
すると次式で求められる。
２）／（Ｘｌｌ Ｘ２）Ｔ＝ｔａｔ、ｘ 従って、振動周期比Ｒは振動周期の前回値を１゛１ と
すると次式で求められる。
Ｒ＝Ｔｉ／Ｔ
また、同図（ｂ）は目標値がＹｏの下でステップ外乱Ｉ
） Ｔ Ｂが印加されたときの制御量ＰＶＩの時間応答
例であり時間ｔ、１． ｔ２． ｔ、ｓ） ｔａで極値
Ｘｌｌ Ｘ２１ Ｘ３１ Ｘｌが現れ、時間Ｌ５で整定
した場合を示す。オーバーシュー１−量Ｅ、振幅減衰比
り及び振動周期Ｔは次式で求められる。
） Ｔ Ｂが印加されたときの制御量ＰＶＩの時間応答
例であり時間ｔ、１． ｔ２． ｔ、ｓ） ｔａで極値
Ｘｌｌ Ｘ２１ Ｘ３１ Ｘｌが現れ、時間Ｌ５で整定
した場合を示す。オーバーシュー１−量Ｅ、振幅減衰比
り及び振動周期Ｔは次式で求められる。
Ｅ ＝（Ｙｏ Ｘｌ）／ （Ｘｓ −Ｙｏ）Ｄ＝ＣＸ
ｓ−Ｘｌ）／（Ｘ３−Ｘ２） Ｔ ＝ ｔ ４− ｔ ２ 目標値変化時の制御量応答形状に極値が現れない場合も
しくは外乱印加時の制御量応答形状に第２の極値が現れ
ない場合には、オーバーシュート量を負の値、振動周期
を零に各々設定する。また、目標値変化時の制御量応答
形状に極値が１つだけ現れた場合もしくは外乱印加時の
制御量応答形状に極値が２つだけ現れた場合には、整定
時間との時間差を振動周期として用いる。
ｓ−Ｘｌ）／（Ｘ３−Ｘ２） Ｔ ＝ ｔ ４− ｔ ２ 目標値変化時の制御量応答形状に極値が現れない場合も
しくは外乱印加時の制御量応答形状に第２の極値が現れ
ない場合には、オーバーシュート量を負の値、振動周期
を零に各々設定する。また、目標値変化時の制御量応答
形状に極値が１つだけ現れた場合もしくは外乱印加時の
制御量応答形状に極値が２つだけ現れた場合には、整定
時間との時間差を振動周期として用いる。
制御性能判定機能１２は、得られたオーバーシュート量
及び振幅減衰比が各々目標制御仕様を満足すれば制御パ
ラメータは最適値にあるものとし、チューニングを終結
する。オーバーシュー１〜量及び振幅減衰比が各々の目
標制御仕様をどちらか１つでも満足しない場合には、制
御パラメータ修正機能１３及び制御性能不満足度評価機
能１４を動作させる。
及び振幅減衰比が各々目標制御仕様を満足すれば制御パ
ラメータは最適値にあるものとし、チューニングを終結
する。オーバーシュー１〜量及び振幅減衰比が各々の目
標制御仕様をどちらか１つでも満足しない場合には、制
御パラメータ修正機能１３及び制御性能不満足度評価機
能１４を動作させる。
次に、ファジィ推論を用いた制御パラメータ修正係数推
定機能１３ａについて説明する。オーバーシュート量、
振幅減衰比及び振動周期比の大きさを定性的に評価する
ために第４図に示すようなメンバーシップ関数を定義す
る。図中のＥ（ｉ）い＝１〜５）、Ｄ（ｉ）（ｉ＝１〜
３）及びＲ（ｉ）（ｊ−１〜３）はメンバーシップ関数
を規定する定数であり、ＰＢ、ＰＭ、ＺＥ、ＮＢは大き
さを定性的に評価するためにメンバーシップ関数に与え
た名称であり、各々、下記の意味を持つ。
定機能１３ａについて説明する。オーバーシュート量、
振幅減衰比及び振動周期比の大きさを定性的に評価する
ために第４図に示すようなメンバーシップ関数を定義す
る。図中のＥ（ｉ）い＝１〜５）、Ｄ（ｉ）（ｉ＝１〜
３）及びＲ（ｉ）（ｊ−１〜３）はメンバーシップ関数
を規定する定数であり、ＰＢ、ＰＭ、ＺＥ、ＮＢは大き
さを定性的に評価するためにメンバーシップ関数に与え
た名称であり、各々、下記の意味を持つ。
Ｐ Ｂ ： Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ ｆ３ｉｇＰＭ ：
Ｐｏ５ｉｔｊ、ｖｅ Ｍｅｄ、ｉｕｍＺＥ：Ｚ
ｅｒ。
Ｐｏ５ｉｔｊ、ｖｅ Ｍｅｄ、ｉｕｍＺＥ：Ｚ
ｅｒ。
Ｎ Ｂ ： ＮｅｇａｔｉｖｅＢ ｉｇまた、図の縦軸
はメンバーシップ値であり、定性的な度合を表す。これ
らのメンバーシップ関数を用いて作成した種々の制御応
答形状に対するＰ。
はメンバーシップ値であり、定性的な度合を表す。これ
らのメンバーシップ関数を用いて作成した種々の制御応
答形状に対するＰ。
Ｉ、Ｄの各制御パラメータの調整ルール１３ｂの一例を
第５図に示す。例えば、ルール２の場合は、ｉｆ （
Ｅ ｉｓ ＰＢ ａｎｄ Ｄ ｊｓ Ｉ’
Ｍ ａｎｄ Ｒｉｓ ＰＢ）ｔｈｅｎ （ＣＰＩ
ｉｓ ＮＢ ａｎｄ ＣＩＩ ｊｓ Ｎｌ’ｌ ａｎ
ｄ ＣＤＩ ｉｓ ＺＫ）という意味であり、ｉｆの部
分を条件部、ｔ ｈ ｅ ｎの部分を結論部と称する。
第５図に示す。例えば、ルール２の場合は、ｉｆ （
Ｅ ｉｓ ＰＢ ａｎｄ Ｄ ｊｓ Ｉ’
Ｍ ａｎｄ Ｒｉｓ ＰＢ）ｔｈｅｎ （ＣＰＩ
ｉｓ ＮＢ ａｎｄ ＣＩＩ ｊｓ Ｎｌ’ｌ ａｎ
ｄ ＣＤＩ ｉｓ ＺＫ）という意味であり、ｉｆの部
分を条件部、ｔ ｈ ｅ ｎの部分を結論部と称する。
ここに、Ｅはオーバーシュート量、Ｄは振幅減衰比、Ｒ
は振動周期比であり、ＣＰＩは比例ゲイン、ＣＩＩは積
分時間及びＣＤＩは微分時間に関する各々の修正係数を
示す。
は振動周期比であり、ＣＰＩは比例ゲイン、ＣＩＩは積
分時間及びＣＤＩは微分時間に関する各々の修正係数を
示す。
第６図は定性的に決定された制御パラメータの修正係数
を定量的な値に変換するためのメンバーシップ関数であ
る。図中のＣ（ｉ）（ｊ＝１〜４）はメンバーシップ関
数の形を規定する定数である。
を定量的な値に変換するためのメンバーシップ関数であ
る。図中のＣ（ｉ）（ｊ＝１〜４）はメンバーシップ関
数の形を規定する定数である。
ＰＢ、ＺＥ、ＮＢは制御パラメータ修正係数の大きさを
定性的に表すためにメンバーシップ関数に与えた名称で
あり、第４図の中で使用している名称に対応している。
定性的に表すためにメンバーシップ関数に与えた名称で
あり、第４図の中で使用している名称に対応している。
また、図の縦軸はメンバーシップ値である。以下、第５
図に示したルール２及びルール３を適用した場合を例に
とり、制御パラメータの修正係数の求め方について説明
する。第７図にファジィ推論により比例ゲインの修正係
数Ｃ１，）−１の決定方法を示す。制御応答形状認識機
能］］で得られたオーバーシュー１へ量Ｅ（＋、振幅減
衰比Ｉ）ｏ及び振動周期比Ｒｔｌの定性的な度合を第４
図の各メンバーシップ関数を用いて求める。ルール２て
（才Ｇ ｔ！ｐ 、 Ｃ： ｃｌ ｍ 、 Ｇ Ｉ’
ｐ、ルールはＧ （！ Ｉ） 、 Ｇ （ｌ ｒｎ 、
Ｇ ｒ ｙとなる。ルール毎に粘集合（最小値）演算
を行い、各ルールの適合度を求める。ルール２てはＧ
ｔ・ＩＪ、ルール３ではＧｒ・ｌが各々の適合度どし，
て得られる。次に、各ルールの結論部のメンバーシップ
関数を各ルールの適合度で重み付けし、そ九らの和集合
（最大値）演算を行い、その重心の値を比例ケイン修士
係数Ｃ Ｐ ］ ＋．１とする。積分時間及び微分時間
の各修正係数ＣＩＪ 、 ＣＩ） Ｉについても同様に
して求める。
図に示したルール２及びルール３を適用した場合を例に
とり、制御パラメータの修正係数の求め方について説明
する。第７図にファジィ推論により比例ゲインの修正係
数Ｃ１，）−１の決定方法を示す。制御応答形状認識機
能］］で得られたオーバーシュー１へ量Ｅ（＋、振幅減
衰比Ｉ）ｏ及び振動周期比Ｒｔｌの定性的な度合を第４
図の各メンバーシップ関数を用いて求める。ルール２て
（才Ｇ ｔ！ｐ 、 Ｃ： ｃｌ ｍ 、 Ｇ Ｉ’
ｐ、ルールはＧ （！ Ｉ） 、 Ｇ （ｌ ｒｎ 、
Ｇ ｒ ｙとなる。ルール毎に粘集合（最小値）演算
を行い、各ルールの適合度を求める。ルール２てはＧ
ｔ・ＩＪ、ルール３ではＧｒ・ｌが各々の適合度どし，
て得られる。次に、各ルールの結論部のメンバーシップ
関数を各ルールの適合度で重み付けし、そ九らの和集合
（最大値）演算を行い、その重心の値を比例ケイン修士
係数Ｃ Ｐ ］ ＋．１とする。積分時間及び微分時間
の各修正係数ＣＩＪ 、 ＣＩ） Ｉについても同様に
して求める。
次に、制御性能不満足度８１′価機能」４について説明
する。
する。
オーバーシュート量及び振幅減衰比の１−１標制御仕様
に対する不満足度を第８図中のフロック１４Ｈ１及びｌ
Ａ ｈに示すようなメンバーシップ関数で定遠し、そ
の名称をＮ ７．どして、次の評価ルールを設けた。
に対する不満足度を第８図中のフロック１４Ｈ１及びｌ
Ａ ｈに示すようなメンバーシップ関数で定遠し、そ
の名称をＮ ７．どして、次の評価ルールを設けた。
ｉｆ（Ｅ ］ｓ ＮＺ ｏｒ ｌ） ｉｓ
ＮＺ） ｔｈｅｎ Ｗｌ ＝ｋ （１ →−
ｋ−１ ・Ｇここに．ｋＯ，ｋｌは係数、Ｇは条件部
口１′部）の出力である。第８図はオーバーシューＩ−
ｊｉｉ及び振幅減衰比の観測値から上記評価ルールに」
、（づきファジィ推論により重み係数Ｗ１を求める処理
ブロック図（ｋｏ＝ｏ，ｋｌ＝１とした）である、。
ＮＺ） ｔｈｅｎ Ｗｌ ＝ｋ （１ →−
ｋ−１ ・Ｇここに．ｋＯ，ｋｌは係数、Ｇは条件部
口１′部）の出力である。第８図はオーバーシューＩ−
ｊｉｉ及び振幅減衰比の観測値から上記評価ルールに」
、（づきファジィ推論により重み係数Ｗ１を求める処理
ブロック図（ｋｏ＝ｏ，ｋｌ＝１とした）である、。
なお、図中のＥ Ｒ １１．、及びＩ・： Ｒ Ｈはオ
ーバーシュー１−破の目標制御仕様１；限値及び−Ｊ−
限値、１冊くは減衰比の目標制御仕様上限値（下限値は
零）である。図の縦軸はメンバーシップ値であり、不満
足度の大きさを表す。ｌｊｔ記制御応答形状Ｊ，ｇ識機
能１１て得られたオーバーシュー１− 、＆ｔ Ｉ＝：
及び振幅減衰比Ｉ〕をブロック１４５１及び］、、’］
．ｂに各々入力し、各々の目標制御仕様に対する不満足
度を求め、−ノロツク１． ４． ｃてこれらの最大値
を選択し制御・＋／ｌ能不満足度を得る。この制御性能
不満足度とΦツノ係数下限値Ｗ １．、、 １とをフロ
ツタ１４（ｌて比較しその最大値を重み係数Ｗ１として
出力する，、ド限値Ｗｌ、は制御パラメータの収束が緩
慢になるのを防止するためのものである。
ーバーシュー１−破の目標制御仕様１；限値及び−Ｊ−
限値、１冊くは減衰比の目標制御仕様上限値（下限値は
零）である。図の縦軸はメンバーシップ値であり、不満
足度の大きさを表す。ｌｊｔ記制御応答形状Ｊ，ｇ識機
能１１て得られたオーバーシュー１− 、＆ｔ Ｉ＝：
及び振幅減衰比Ｉ〕をブロック１４５１及び］、、’］
．ｂに各々入力し、各々の目標制御仕様に対する不満足
度を求め、−ノロツク１． ４． ｃてこれらの最大値
を選択し制御・＋／ｌ能不満足度を得る。この制御性能
不満足度とΦツノ係数下限値Ｗ １．、、 １とをフロ
ツタ１４（ｌて比較しその最大値を重み係数Ｗ１として
出力する，、ド限値Ｗｌ、は制御パラメータの収束が緩
慢になるのを防止するためのものである。
制御パラメータ調整値演算機能１５ては、前記制御（’
ｌ能不ｉ２４足度評価機能１／１で′４１）えれた屯み
係数と前記制御パラメータ修止機能１３て得られた制御
パラメータの修ｉｌ−係数と制御パラメータの呪在仙と
を乗して得た制御パラメータの修ＩＩ−値に、Ｐ ｌ
１．）制御パラメータの現在値を加算して今回の調整値
を決定する。
ｌ能不ｉ２４足度評価機能１／１で′４１）えれた屯み
係数と前記制御パラメータ修止機能１３て得られた制御
パラメータの修ｉｌ−係数と制御パラメータの呪在仙と
を乗して得た制御パラメータの修ＩＩ−値に、Ｐ ｌ
１．）制御パラメータの現在値を加算して今回の調整値
を決定する。
第′Ｏ］図に第２のオーＩ・チューニング機能（３の機
能構成をボず。オー １〜チユ一ニング機能６は制御応
答形仄認識機ｆｉｌ： ２ １ 、制御性能判定機能２
２。
能構成をボず。オー １〜チユ一ニング機能６は制御応
答形仄認識機ｆｉｌ： ２ １ 、制御性能判定機能２
２。
制御パラメータ修止機能２３，制御性能不満足度足度評
価機能２／］、及び制御パラメータ調整値演算機能２５
から構成される。さらに、制御パラメータ修」］機能２
３は制御パラメータ修正係数推定機能２７３ａ及び調
整ルール２ ３ ｂから構成される。
価機能２／］、及び制御パラメータ調整値演算機能２５
から構成される。さらに、制御パラメータ修」］機能２
３は制御パラメータ修正係数推定機能２７３ａ及び調
整ルール２ ３ ｂから構成される。
次に、上記した各機能について説明する，、制御応答形
状１１，２識毛段２１は、１−Ｉ標値ＳＶ２及び制御量
Ｐ Ｖ ２を常時監視し、制御部Ｐ Ｖ ２が１−１標
値ＳＶ２に整定した後、制御偏差か所定（ｌｌ′ｌを越
え）時点で目標値Ｓ Ｖ ２ 、制御＋ｔｉ ｐ Ｖ
２及び操イ’ｌｔ ：ｊ、ＭＶ２を観ｉｉ＋！Ｉ Ｌ始
める，、観ｉｔｌｌ＋開始と同時に制御（１）６差の絶
対値の時間積分値を同極４ノ１の制御（Ｇｌｌ 、ｒ’
＋’：か粗読する期間だけ、順ｔく、求め、制御ｈ（１
）＼１２か標植ＳＶ２に整定した時点で観測４終１′す
る、。
状１１，２識毛段２１は、１−Ｉ標値ＳＶ２及び制御量
Ｐ Ｖ ２を常時監視し、制御部Ｐ Ｖ ２が１−１標
値ＳＶ２に整定した後、制御偏差か所定（ｌｌ′ｌを越
え）時点で目標値Ｓ Ｖ ２ 、制御＋ｔｉ ｐ Ｖ
２及び操イ’ｌｔ ：ｊ、ＭＶ２を観ｉｉ＋！Ｉ Ｌ始
める，、観ｉｔｌｌ＋開始と同時に制御（１）６差の絶
対値の時間積分値を同極４ノ１の制御（Ｇｌｌ 、ｒ’
＋’：か粗読する期間だけ、順ｔく、求め、制御ｈ（１
）＼１２か標植ＳＶ２に整定した時点で観測４終１′す
る、。
Ｗｌ ｉｌｌｌｌ過程で操作！ｉ） Ｍ Ｖ ２かｒめ
１投定さ肛た操作量ＭＶ２の制限イ＋ｌｉに達していｌ
」゛い場合に、ｔ！； 、：、 Ｊシた複数の時間積分
値から制φＩｆ １１＋ｉ ｆ／ｉ減食比夕１くめろ、
。
１投定さ肛た操作量ＭＶ２の制限イ＋ｌｉに達していｌ
」゛い場合に、ｔ！； 、：、 Ｊシた複数の時間積分
値から制φＩｆ １１＋ｉ ｆ／ｉ減食比夕１くめろ、
。
第１０図を参照して制御面ｆＬｌｉ減〜“速比の求め）
ｉ ’ｒ説明する。同図はＩＮＶＡ値ＳＶ ２．ど制御
’ｌｌＩ” ｖ２どの差である制御部；＜０の時間応答
例Ｃ１１りり、Ｉ１１１目１１１１ｏて観測を開始し、
時間Ｌ＋， １２， １．：＋て制御偏差の極性が
切り替わり、ＩＪ．’ｌ’ ｌｔｔｌ Ｌ ４ て整定
した場合Ｒ７バす。この場合制御偏差の絶ｉｔ ｌ＋ｌ
′ｉの時間ＩＪ置）値としテｒ’ Ｉ 、 Ｐ ２ 、
Ｉ’ ３， Ｔ’ ４ カ求メ＋７＋ し、制御面積
減衰比Ｓを次式て求める，。
ｉ ’ｒ説明する。同図はＩＮＶＡ値ＳＶ ２．ど制御
’ｌｌＩ” ｖ２どの差である制御部；＜０の時間応答
例Ｃ１１りり、Ｉ１１１目１１１１ｏて観測を開始し、
時間Ｌ＋， １２， １．：＋て制御偏差の極性が
切り替わり、ＩＪ．’ｌ’ ｌｔｔｌ Ｌ ４ て整定
した場合Ｒ７バす。この場合制御偏差の絶ｉｔ ｌ＋ｌ
′ｉの時間ＩＪ置）値としテｒ’ Ｉ 、 Ｐ ２ 、
Ｉ’ ３， Ｔ’ ４ カ求メ＋７＋ し、制御面積
減衰比Ｓを次式て求める，。
Ｓ＝（＋’２＋Ｐ４）／（＋’ ！ −１ １’３）ま
た、整定時間はし４てあり、１：γ定時量比Ｑは整定時
間の１′Ｉｊ回値と今回植との比とじて求める．。
た、整定時間はし４てあり、１：γ定時量比Ｑは整定時
間の１′Ｉｊ回値と今回植との比とじて求める．。
制御性能判定機能２２は、得られた制御面積減衰比Ｓが
目標仕様を満足しない場合に、制御パラメータ修正機能
２３及び制御性能不満足度評価機能２４を動作させる。
目標仕様を満足しない場合に、制御パラメータ修正機能
２３及び制御性能不満足度評価機能２４を動作させる。
次に、ファジィ推論を用いた制御パラメータ修正係数推
定機能２３ａについて説明する。制御面積減衰比Ｓ及び
整定時間比Ｑの大きさを定性的に評価するために第１１
図に示すようなメンバーシップ関数を定義する。図中の
Ｓ（」）（ｉ＝１〜３）及びＱ（ｊ）（ｉ＝ｉ〜５）は
メンバーシップ関数を規定する定数である。Ｐｒ３，１
）Ｍ、ＺＥ、ＮＢはメンバーシップ関数に与えた名称で
あり、前述したような意味を持つ。また、図の縦軸はメ
ンバーシップ値であり定性的な度合を表す。これらのメ
ンバーシップ関数を用いて作成したＰ、Ｉの各制御パラ
メータの調整ルール２３ｂの一例を、第１２図に示す。
定機能２３ａについて説明する。制御面積減衰比Ｓ及び
整定時間比Ｑの大きさを定性的に評価するために第１１
図に示すようなメンバーシップ関数を定義する。図中の
Ｓ（」）（ｉ＝１〜３）及びＱ（ｊ）（ｉ＝ｉ〜５）は
メンバーシップ関数を規定する定数である。Ｐｒ３，１
）Ｍ、ＺＥ、ＮＢはメンバーシップ関数に与えた名称で
あり、前述したような意味を持つ。また、図の縦軸はメ
ンバーシップ値であり定性的な度合を表す。これらのメ
ンバーシップ関数を用いて作成したＰ、Ｉの各制御パラ
メータの調整ルール２３ｂの一例を、第１２図に示す。
例えば、ルール１の場合は、ｊｆ （Ｓ ｉｓ Ｐ Ｂ
ａｎｄ Ｑ 、ｉｓ Ｐ Ｂ）ｔｈｅｎ （ＣＰ ２
ｉｓ ＮＢａｎｄ ＣＩ ２ ｉｓ ＰＢ）という、
意味である。ここに、ＣＰ２は比例ゲイン。
ａｎｄ Ｑ 、ｉｓ Ｐ Ｂ）ｔｈｅｎ （ＣＰ ２
ｉｓ ＮＢａｎｄ ＣＩ ２ ｉｓ ＰＢ）という、
意味である。ここに、ＣＰ２は比例ゲイン。
ＣＩ２は積分時間に関する各々の修正係数を丞す１゜第
１３図は定性的に決定された制御パラメータの修正係数
の大きさを定量的な値に変換するためのメンバーシップ
関数である。図中のＣ（ｉ）（ｉ１〜４）はメンバーシ
ップ関数を規定する定数である。ＰＢ、ＺＥ、ＮＢは制
御パラメータ修止係数の大きさを定性的に表すためにメ
ンバーシップ関数に与えた名称であり、第１２図の中で
使用している名称に対応している。また、図の縦軸はメ
ンバーシップ値である。第７図で述べたと同様な方法を
用い、制御応答形状認識機能２１で得られた制御面積減
衰比Ｓ及び整定時間比Ｑから第１２図に示した調整ルー
ルに基づき、ファジィ推論により比例ゲイン及び積分時
間の修正係数Ｃ］１２ 。
１３図は定性的に決定された制御パラメータの修正係数
の大きさを定量的な値に変換するためのメンバーシップ
関数である。図中のＣ（ｉ）（ｉ１〜４）はメンバーシ
ップ関数を規定する定数である。ＰＢ、ＺＥ、ＮＢは制
御パラメータ修止係数の大きさを定性的に表すためにメ
ンバーシップ関数に与えた名称であり、第１２図の中で
使用している名称に対応している。また、図の縦軸はメ
ンバーシップ値である。第７図で述べたと同様な方法を
用い、制御応答形状認識機能２１で得られた制御面積減
衰比Ｓ及び整定時間比Ｑから第１２図に示した調整ルー
ルに基づき、ファジィ推論により比例ゲイン及び積分時
間の修正係数Ｃ］１２ 。
ＣＩ２を求める。
次に、制御性能不満足度評価機能２４では、制御面積減
衰比Ｓの目標仕様に対する不満足度を第１４図中のブロ
ック２４． ａに示すメンバーシップ関数で定義し、そ
の名称をＮＺとして、次の評価ルールを設けた。
衰比Ｓの目標仕様に対する不満足度を第１４図中のブロ
ック２４． ａに示すメンバーシップ関数で定義し、そ
の名称をＮＺとして、次の評価ルールを設けた。
、（１
ｉｆ（Ｓ ｊｓ ＮＺ） ｔｈｅｎ Ｗ２＝ｋＯ＋ｋ
ｌ・Ｇここに、ｋｏ、ｋｌは係数、Ｇは条件部（ｊｆ
部）の出力である。第１４図は制御面積減衰比の観測値
から上記評価ルールに基づきファジィ推論により重み係
数Ｗ２を求める処理ブロック図（ｋＯ＝Ｏ，ｋｌ＝１と
した）である。図中のＳＲは制御面積減衰比の目標仕様
」−限値（下限値は零）である。図の縦軸はメンバーシ
ップ値であり、不満足度の大きさを表す。ｆｌｉＪ記制
御応答形状認識機能２１で得られた制御面積減衰比Ｓを
ブロック２４ａに入力し、その［１標仕様に対する不満
足度を求め、ブロック２４ｂで重み係数下限値Ｗ Ｌ
２と比較しその最大値を重み係数Ｗ２として出力する。
ｌ・Ｇここに、ｋｏ、ｋｌは係数、Ｇは条件部（ｊｆ
部）の出力である。第１４図は制御面積減衰比の観測値
から上記評価ルールに基づきファジィ推論により重み係
数Ｗ２を求める処理ブロック図（ｋＯ＝Ｏ，ｋｌ＝１と
した）である。図中のＳＲは制御面積減衰比の目標仕様
」−限値（下限値は零）である。図の縦軸はメンバーシ
ップ値であり、不満足度の大きさを表す。ｆｌｉＪ記制
御応答形状認識機能２１で得られた制御面積減衰比Ｓを
ブロック２４ａに入力し、その［１標仕様に対する不満
足度を求め、ブロック２４ｂで重み係数下限値Ｗ Ｌ
２と比較しその最大値を重み係数Ｗ２として出力する。
下限値ＷＬ２は制御パラメータの収束が緩慢になるのを
防止するだめのものである。
防止するだめのものである。
制御パラメータ調整値演算機能２５では、前記制御性能
不満足度評価機能２４で得られた重み係数と前記制御パ
ラメータ修正機能２３で得られた制御パラメータの修正
係数と制御パラメータの現在値とを乗して得た制御パラ
メータの修正値に制；（ｚ 御パラメータの現在値を加算して今回の調整値を決定す
る。
不満足度評価機能２４で得られた重み係数と前記制御パ
ラメータ修正機能２３で得られた制御パラメータの修正
係数と制御パラメータの現在値とを乗して得た制御パラ
メータの修正値に制；（ｚ 御パラメータの現在値を加算して今回の調整値を決定す
る。
第１５図に前記オー１−チューニング機能５及び６の概
略処理フロー図を示す。ブロック１１０により一定周期
でＳ■及びｒ］■を入力し、その都度、ブロック１１０
で前記オー１〜チユーニンク機能の処理状態を示す状態
フラグを判別する。状態フラグがＯの場合は制御応答の
監視状態、状態フラグが１の場合は制御応答の観測評価
状態、状態フラグが２の場合は制御パラメータ計算状態
を意味する。状態フラグがＯの場合はブロック１２０に
より、制御偏差が所定値を超えたか否かを判定する。
略処理フロー図を示す。ブロック１１０により一定周期
でＳ■及びｒ］■を入力し、その都度、ブロック１１０
で前記オー１〜チユーニンク機能の処理状態を示す状態
フラグを判別する。状態フラグがＯの場合は制御応答の
監視状態、状態フラグが１の場合は制御応答の観測評価
状態、状態フラグが２の場合は制御パラメータ計算状態
を意味する。状態フラグがＯの場合はブロック１２０に
より、制御偏差が所定値を超えたか否かを判定する。
制御偏差が所定値を超えたときにはブロック１；（０に
より状態フラグを１に設定し、制御応答の観測状態に移
る。制御偏差が所定値を超えないときは制御応答の監視
状態を維持する。ブロック＋ １．０で状態フラグが１
の場合はブロック１４０の処理を行う。ブロック］４０
では前記第１のオー１−チューニング機能５の場合はＰ
Ｖの極値探索及びＭＶと予め設定された制限値との比較
を行い、前記憶２のオートチューニング機能６の場合は
制御偏差の極性が前回と同一・のときは制御偏差の絶対
値の時間積分処理を継続し、制御偏差の極性が前回と異
なるときに前回の時間積分値を記憶し、さらにＭＶと予
め設定された制限値との比較を行う。
より状態フラグを１に設定し、制御応答の観測状態に移
る。制御偏差が所定値を超えないときは制御応答の監視
状態を維持する。ブロック＋ １．０で状態フラグが１
の場合はブロック１４０の処理を行う。ブロック］４０
では前記第１のオー１−チューニング機能５の場合はＰ
Ｖの極値探索及びＭＶと予め設定された制限値との比較
を行い、前記憶２のオートチューニング機能６の場合は
制御偏差の極性が前回と同一・のときは制御偏差の絶対
値の時間積分処理を継続し、制御偏差の極性が前回と異
なるときに前回の時間積分値を記憶し、さらにＭＶと予
め設定された制限値との比較を行う。
ブロック１４０の処理はブロック１．５０によりＰＶが
Ｓ■に整定する（観測完了）まで続けられる。観測が完
了するとブロック１４０の結果より、ブロック１６０で
ＭＶが制限値に達したか否かを判定する。ＭＶが制限値
に達した場合にはブロック２３０で状態フラグをＯにリ
セットする。ＭＶが制限値に達しない場合に、前述した
評価指標をブロック１７０で求め、ブロック１８０で状
態フラグを２に設定し、制御パラメータ計算状態に移る
。ここまでの処理フローは前記制御応答形状認識機能１
１及び２１に対応する。
Ｓ■に整定する（観測完了）まで続けられる。観測が完
了するとブロック１４０の結果より、ブロック１６０で
ＭＶが制限値に達したか否かを判定する。ＭＶが制限値
に達した場合にはブロック２３０で状態フラグをＯにリ
セットする。ＭＶが制限値に達しない場合に、前述した
評価指標をブロック１７０で求め、ブロック１８０で状
態フラグを２に設定し、制御パラメータ計算状態に移る
。ここまでの処理フローは前記制御応答形状認識機能１
１及び２１に対応する。
次に、ブロック］１０ての判定結果５状態フラグが２の
場合はブロック１９０により観測した制御応答が最適状
態にあるか否かを、」ユ記ブロック１７０で求めた評価
指標が１」標制御仕様を満足するか否かを判定する。こ
の処理は前記制御性判定機能１２及び２２に対応する。
場合はブロック１９０により観測した制御応答が最適状
態にあるか否かを、」ユ記ブロック１７０で求めた評価
指標が１」標制御仕様を満足するか否かを判定する。こ
の処理は前記制御性判定機能１２及び２２に対応する。
制御応答が最適状態に達していない場合に、ブロック２
００により重み係数を、ブロック２．１−０により制御
パラメータの修正係数を、ブロック２２０により制御パ
ラメータの調整値を順次求める。得られた制御パラメー
タの調整値は前記Ｐ Ｉ Ｉ）制御要素１及びＰ Ｔ制
御要素２の制御演算に各々用いられる１、ブロック２０
０は前記制御性能不満足度評価機能１４及び２４、ブロ
ック２ ］−０は前記制御パラメータの修正係数推論機
能１３ ａ ＋ ２３ Ｌ＋及び調整ルール１３ｂ、２
３ｂに！Ｊ打杯し、ブロック２２０はｌ’ｌ’ｌ １ｆ
己制御パラメ一タ調整値演算機能１５．２５に対応する
。ブロック１９０て最適状態であると判定された場合及
びブロック２２０の処理が終ると、ブロック２３０によ
り状態フラグを０にリセッ１−シ。
００により重み係数を、ブロック２．１−０により制御
パラメータの修正係数を、ブロック２２０により制御パ
ラメータの調整値を順次求める。得られた制御パラメー
タの調整値は前記Ｐ Ｉ Ｉ）制御要素１及びＰ Ｔ制
御要素２の制御演算に各々用いられる１、ブロック２０
０は前記制御性能不満足度評価機能１４及び２４、ブロ
ック２ ］−０は前記制御パラメータの修正係数推論機
能１３ ａ ＋ ２３ Ｌ＋及び調整ルール１３ｂ、２
３ｂに！Ｊ打杯し、ブロック２２０はｌ’ｌ’ｌ １ｆ
己制御パラメ一タ調整値演算機能１５．２５に対応する
。ブロック１９０て最適状態であると判定された場合及
びブロック２２０の処理が終ると、ブロック２３０によ
り状態フラグを０にリセッ１−シ。
整定状態を経た後、制御応答の監視状態に戻る。
次に、本発明によるプロセス制御システムの実施例とし
て−１−述したカスケードロン１ヘローラを、プロセス
４及び３の伝達関数Ｇ １．（Ｓ ）＋ ０２（Ｓ ）
がで表わされる制御対象に対して適用したシミュレーシ
ョン結果を第１６図に示す。］次及び２次ともにＰＩ制
御要素とした場合である。本図（ａ）は目標値ＳＶＩの
ステップ変化を繰り返した時の制御ＩＪ、ＰＶ１．＋」
標値Ｓ Ｖ 、１及び制御量ＰＶ２（７）時間応答、（
ｂ）は１次及び２次ＰＩ制御パラメータの遷移過程を示
す。１次側は３回の試行で目標制御仕様（オーバーシュ
ー（・量；３〜７％、振幅減衰比；Ｏ−０，５）に安定
に達しており、１次側は２回１１の試行で［１標制御仕
様（制御面積減衰比；０〜０．２）に達していることが
分かる。
て−１−述したカスケードロン１ヘローラを、プロセス
４及び３の伝達関数Ｇ １．（Ｓ ）＋ ０２（Ｓ ）
がで表わされる制御対象に対して適用したシミュレーシ
ョン結果を第１６図に示す。］次及び２次ともにＰＩ制
御要素とした場合である。本図（ａ）は目標値ＳＶＩの
ステップ変化を繰り返した時の制御ＩＪ、ＰＶ１．＋」
標値Ｓ Ｖ 、１及び制御量ＰＶ２（７）時間応答、（
ｂ）は１次及び２次ＰＩ制御パラメータの遷移過程を示
す。１次側は３回の試行で目標制御仕様（オーバーシュ
ー（・量；３〜７％、振幅減衰比；Ｏ−０，５）に安定
に達しており、１次側は２回１１の試行で［１標制御仕
様（制御面積減衰比；０〜０．２）に達していることが
分かる。
このように、本実施例によれば、複数のＩ） Ｉ Ｄも
しくはＰ Ｉ制御要素の制御パラメータのオートチュー
ニングを並列的に行うことが可能になるとともに繰返し
試行時における制御パラメータの収束を安定に行える効
果がある。
しくはＰ Ｉ制御要素の制御パラメータのオートチュー
ニングを並列的に行うことが可能になるとともに繰返し
試行時における制御パラメータの収束を安定に行える効
果がある。
第１７１ＡＩは、本発明による他の実施例であるプロセ
ス制御システムにおける制御パラメータの第１−チュー
ニング機能５，６に関する機能構成を示し、第１８図は
該オー１−チューニング機能の概略処理フロー図を示す
。第１７図及び第１８図１１の記号、＋ｎ８号は第２図
、第９図及び第１５１’２１と回しである。第２図、第
９図と異なるところは制御性判定機能１２．２２を除き
、制御応答形状認識機能１。２４］で得られた評価指標
が１■標制御仕様を満足している場合にも制御パラメー
タ修１１′機能１３，２３、制御性能不満尺度ｄ′ｆ、
価機能１／ｌ。
ス制御システムにおける制御パラメータの第１−チュー
ニング機能５，６に関する機能構成を示し、第１８図は
該オー１−チューニング機能の概略処理フロー図を示す
。第１７図及び第１８図１１の記号、＋ｎ８号は第２図
、第９図及び第１５１’２１と回しである。第２図、第
９図と異なるところは制御性判定機能１２．２２を除き
、制御応答形状認識機能１。２４］で得られた評価指標
が１■標制御仕様を満足している場合にも制御パラメー
タ修１１′機能１３，２３、制御性能不満尺度ｄ′ｆ、
価機能１／ｌ。
２４及び制御パラメータ調整値演算機能１５゜２５を機
能させるようにしたものである。
能させるようにしたものである。
本実施例によれば、前記実施例と同等の効果を得ること
ができるが、制御性能が目標制御仕様を満足していると
きにも全ての機能を実行するため前記実施例に比べてマ
イコンの負荷率が高くなる欠点があるが発明の本質が変
オ）ろものではない。
ができるが、制御性能が目標制御仕様を満足していると
きにも全ての機能を実行するため前記実施例に比べてマ
イコンの負荷率が高くなる欠点があるが発明の本質が変
オ）ろものではない。
［変形例コ
第１のオー１−チューニング機能５に才９いては、制御
応答形状識機能１ ］において、第３の評価指標として
、制御量のＶ７−１−り峙１ｆｆｆ （例えば（１標値
変化時は第１の極値発生時間）もしくは制御量の整定時
間の前回値と今回値との比である整定時間比を用いても
、さらには、Ｐ■の極値探索とあわせて、第２のオー１
−チューニング機能６の制御応答波形認識機能２１のよ
うな制御偏差の絶対値の時間積分値を求め、第２の評価
指標に第１の時間積分値を除いた奇数番目の時間積分値
の総和を偶数番目の時間積分値の総和で除して得る制御
面積減衰比を用いても本発明の本質が変わるものではな
い。第２のオートチューニング機能６においては、第２
の評価指標に制御偏差の絶対値の時間積分値の総和を求
め、その前回値と今回値との比とした総制御面積比を用
いても本発明の本質が変わるものではない。また、制御
パラメータ修正機能１３及び２３において、メンバーシ
ップ関数は三角型としたが、必ずしもこの形にこだわる
必要はなく、２次曲線や指数曲線を採用しても、本発明
の本質は変わるものではない。また、メンバーシップ関
数の形だけでなく、その数を任意に設定しても、同様で
ある。さらには、制御性能判定機能１２．２２並びに制
御性能不満足度評価機能１４゜２４では全ての評価指標
を用いて評価をより厳密にしても本発明の本質が変わる
ものではない。
応答形状識機能１ ］において、第３の評価指標として
、制御量のＶ７−１−り峙１ｆｆｆ （例えば（１標値
変化時は第１の極値発生時間）もしくは制御量の整定時
間の前回値と今回値との比である整定時間比を用いても
、さらには、Ｐ■の極値探索とあわせて、第２のオー１
−チューニング機能６の制御応答波形認識機能２１のよ
うな制御偏差の絶対値の時間積分値を求め、第２の評価
指標に第１の時間積分値を除いた奇数番目の時間積分値
の総和を偶数番目の時間積分値の総和で除して得る制御
面積減衰比を用いても本発明の本質が変わるものではな
い。第２のオートチューニング機能６においては、第２
の評価指標に制御偏差の絶対値の時間積分値の総和を求
め、その前回値と今回値との比とした総制御面積比を用
いても本発明の本質が変わるものではない。また、制御
パラメータ修正機能１３及び２３において、メンバーシ
ップ関数は三角型としたが、必ずしもこの形にこだわる
必要はなく、２次曲線や指数曲線を採用しても、本発明
の本質は変わるものではない。また、メンバーシップ関
数の形だけでなく、その数を任意に設定しても、同様で
ある。さらには、制御性能判定機能１２．２２並びに制
御性能不満足度評価機能１４゜２４では全ての評価指標
を用いて評価をより厳密にしても本発明の本質が変わる
ものではない。
本発明によれば、次のような効果がある。
（１）複数のＰＩＤもしくはＰＩ制御要素の制御パラメ
ータを並列的にオートチューニングできるので、運転員
による調整作業を大幅に削減できると共に、調整結果の
個人差を解消できる。
ータを並列的にオートチューニングできるので、運転員
による調整作業を大幅に削減できると共に、調整結果の
個人差を解消できる。
（２）同定信号を用いないので、制御対象を乱さずに制
御パラメータを最適チューニングできる。
御パラメータを最適チューニングできる。
（３）制御対象の動特性変化を、人手を煩わすことなく
速やかに検出できるため、常に最適な制御特性に維持で
きる。
速やかに検出できるため、常に最適な制御特性に維持で
きる。
第１図は本発明によるプロセス制御システムの例として
カスケードコントローラにおける制御パラメータのオー
トチューニング方式の機能構成を示す図、第２図は他の
出力を目標値に含まないＰＩＤ制御要素のオートチュー
ニング機能の機能；）９ 構成図、第３図は制御量応答形状から極値探索に基づき
評価指標を求めるための説明図、第４図はオーバーシュ
ート量評価用メンバーシップ関数。 振幅減衰比評価用メンバーシップ関数及び振動周期比評
価用メンバーシップ関数を示す図、第５図はオーバーシ
ュート量、振幅減衰比、振動周期比と制御パラメータの
修正係数との関係を定性的に表わした調整ルールの一例
を示す図、第６図は制御パラメータ修正係数用メンバー
シップ関数を示す図、第７図はファジィ推論による制御
パラメータ修正係数の求め方を示す図、第８図はオーバ
ーシュート量、振幅減衰比を用いた制御性能不満足度評
価機能の処理ブロック図、第９図は他の出力を目標値に
含むＰＩ制御要素のオートチューニング機能の機能構成
を示す図、第１０図は制御応答形状から制御偏差の時間
積分値に基づき評価指標を求めるための説明図、第１１
図は制御面積減衰比評価用メンバーシップ関数及び整定
時間比評価用メンバーシップ関数を示す図、第１２図は
調整ルールの一例を示す図、第１３図は制御パラメータ
修正係数用メンバーシップ関数を示す図、第１４図は制
御面積減衰比を用いた制御性能不満足度評価機能の処理
ブロック図、第１５図は本発明による第１．第２のオー
トチューニング機能の概略処理フロー図、第１６図は本
発明によるプロセス制御システムの例としてカスケード
コントローラにおける制御パラメータのオートチューニ
ング結果を示す図、第１７図は本発明による他の実施例
であるオートチューニング機能の機能構成を示す図、第
１８図は本発明による他の実施例におけるオートチュー
ニング機能の概略処理フ自−図である。 １・・１次ＰＩＤ制御要素、２・・・２次ＰＩ制御要素
、３．４・・・制御対象となるプロセス、５．６・・第
１゜第２のオートチューニング機能、１。２４１・・制
御応答形状認識機能、１２．２２・制御性能判定機能、
１３．２３・・制御パラメータ修正機能、１３ａ、２３
ａ・・・制御パラメータ修正係数推定機能、１３ｂ、２
３ｂ・・調整ルール、１４．２４制御性能不満足度評価
機能、１５．２５・・制御パラメータ調整値演算機能。 区 と 古 Φ Ｃつ 区
カスケードコントローラにおける制御パラメータのオー
トチューニング方式の機能構成を示す図、第２図は他の
出力を目標値に含まないＰＩＤ制御要素のオートチュー
ニング機能の機能；）９ 構成図、第３図は制御量応答形状から極値探索に基づき
評価指標を求めるための説明図、第４図はオーバーシュ
ート量評価用メンバーシップ関数。 振幅減衰比評価用メンバーシップ関数及び振動周期比評
価用メンバーシップ関数を示す図、第５図はオーバーシ
ュート量、振幅減衰比、振動周期比と制御パラメータの
修正係数との関係を定性的に表わした調整ルールの一例
を示す図、第６図は制御パラメータ修正係数用メンバー
シップ関数を示す図、第７図はファジィ推論による制御
パラメータ修正係数の求め方を示す図、第８図はオーバ
ーシュート量、振幅減衰比を用いた制御性能不満足度評
価機能の処理ブロック図、第９図は他の出力を目標値に
含むＰＩ制御要素のオートチューニング機能の機能構成
を示す図、第１０図は制御応答形状から制御偏差の時間
積分値に基づき評価指標を求めるための説明図、第１１
図は制御面積減衰比評価用メンバーシップ関数及び整定
時間比評価用メンバーシップ関数を示す図、第１２図は
調整ルールの一例を示す図、第１３図は制御パラメータ
修正係数用メンバーシップ関数を示す図、第１４図は制
御面積減衰比を用いた制御性能不満足度評価機能の処理
ブロック図、第１５図は本発明による第１．第２のオー
トチューニング機能の概略処理フロー図、第１６図は本
発明によるプロセス制御システムの例としてカスケード
コントローラにおける制御パラメータのオートチューニ
ング結果を示す図、第１７図は本発明による他の実施例
であるオートチューニング機能の機能構成を示す図、第
１８図は本発明による他の実施例におけるオートチュー
ニング機能の概略処理フ自−図である。 １・・１次ＰＩＤ制御要素、２・・・２次ＰＩ制御要素
、３．４・・・制御対象となるプロセス、５．６・・第
１゜第２のオートチューニング機能、１。２４１・・制
御応答形状認識機能、１２．２２・制御性能判定機能、
１３．２３・・制御パラメータ修正機能、１３ａ、２３
ａ・・・制御パラメータ修正係数推定機能、１３ｂ、２
３ｂ・・調整ルール、１４．２４制御性能不満足度評価
機能、１５．２５・・制御パラメータ調整値演算機能。 区 と 古 Φ Ｃつ 区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、目標値に制御量をフィードバック制御する少なくと
も比例、積分（ＰＩ）動作を行なう制御要素を水平、垂
直分散配置するように構成されたプロセス制御システム
において、各々の該制御要素の制御パラメータを最適調
整するオートチューニング手段を個別に設け、該オート
チューニング手段がプラントの自動運転中に自律的に機
能することを特徴とするプロセス制御システム。 ２、目標値に制御量をフィードバック制御する少なくと
も比例、積分（ＰＩ）動作を行なう制御要素を水平、垂
直分散配置するように構成されたプロセス制御システム
において、他の制御要素の出力を目標値に含まない制御
要素の制御パラメータを該制御応答形状の極値探索値を
用いて最適調整するオートチューニング手段と、他の制
御要素の出力を目標値に含む制御要素の制御パラメータ
を該制御要素の目標値と制御量との制御偏差の時間積分
値を用いて最適調整するオートチューニング手段とを設
けたことを特徴とするプロセス制御システム。 ３、特許請求の範囲１項記載のプロセス制御システムに
おいて、他の制御要素の出力を目標値に含まない第１の
制御要素に第１のオートチューニング手段を設け、他の
制御要素の出力を目標値に含む第２の制御要素に第２の
オートチューニング手段を設けたことを特徴とするプロ
セス制御システム。 ４、特許請求の範囲３項記載の第１のオートチューニン
グ手段において、前記第１の制御要素の入力となる目標
値、制御量及び該出力となる操作量を入力し、該目標値
変化時もしくは外乱印加時の制御応答形状から第１、第
２及び第３の評価指標を求める制御応答形状認識手段と
、該第１、第２及び第３の評価指標を入力し、該第１、
第２及び第３の評価指標の大きさと前記第１の制御要素
の制御パラメータの修正係数の大きさとの関係を定性的
に表した調整ルールに基づきファジィ推論により該制御
パラメータの修正係数を求める制御パラメータ修正係数
推定手段、少なくとも前記第１及び第２の評価指標から
評価ルールに基づき、ファジィ推論により目標制御性能
に対する不満足度に応じた重み係数を求める制御性能不
満足度評価手段、前記制御パラメータの修正係数、前記
重み係数及び制御パラメータの現在値より制御パラメー
タの調整値を求める制御パラメータ調整値演算手段とを
設けたことを特徴とするプロセス制御システム。 ５、特許請求の範囲３項記載の第２のオートチューニン
グ手段において、前記第２の制御要素の入力となる目標
値、制御量及び該出力となる操作量を入力し、該目標値
変化時もしくは外乱印加時の制御応答形状から第１及び
第２の評価指標を求める制御応答形状認識手段と、該第
１及び第２の評価指標を入力し、該第１及び第２の評価
指標の大きさと前記第１の制御要素の制御パラメータの
修正係数の大きさとの関係を定性的に表した調整ルール
に基づきファジィ推論により該制御パラメータの修正係
数を求める制御パラメータ修正係数推定手段、少なくと
も前記第１の評価指標から評価ルールに基づき、ファジ
ィ推論により目標制御性能に対する不満足度に応じた重
み係数を求める制御性能不満足度評価手段、前記制御パ
ラメータの修正係数、前記重み係数及び制御パラメータ
の現在値より制御パラメータの調整値を求める制御パラ
メータ調整値演算手段とを設けたことを特徴とするプロ
セス制御システム。 ６、特許請求の範囲４項記載の第１のオートチューニン
グ手段において、前記制御応答形状認識手段は、第１の
制御要素の目標値と制御量とを常時監視し、制御偏差が
所定値を超えてから目標値に制御量が整定するまでの目
標値、制御量及び操作量を観測し、該操作量の観測値が
予め設定された制限値に達していない時に前記第１、第
２及び第３の評価指標を求め、該前記制御パラメータ修
正係数推定手段、制御性能不満足度評価手段及び制御パ
ラメータ調整値演算手段を機能させることを特徴とする
プロセス制御システム。 ７、特許請求の範囲５項記載の第２のオートチューニン
グ手段において、前記制御応答形状認識手段は、第２の
制御要素の目標値と制御量とを常時監視し、制御偏差が
所定値を超えてから目標値に制御量が整定するまでの目
標値、制御量及び操作量を観測し、該操作量の観測値が
予め設定された制限値に達していない時に前記第１及び
第２の評価指標を求め、該前記制御パラメータ修正係数
推定手段、制御性能不満足度評価手段及び制御パラメー
タ調整値演算手段を機能させることを特徴とするプロセ
ス制御システム。 ８、特許請求の範囲４項記載の制御性能不満足度評価手
段において、前記第１の評価指標の目標仕様に対する該
評価指標の観測値の不満足度と前記第２の評価指標の目
標仕様に対する該評価指標の観測値の不満足度とを比較
し、それらの最大値として重み係数を決定することを特
徴とするプロセス制御システム。 ９、特許請求の範囲第４項記載の制御応答形状認識手段
において、第１の評価指標がオーバーシュート量、第２
の評価指標が振幅減衰比、第３の評価指標が振動周期の
前回値と今回値との比とした振動周期比であることを特
徴とするプロセス制御システム。 １０、特許請求の範囲第９項記載の制御応答形状認識手
段において、第３の評価指標が立上り時間の前回値と今
回値との比とした立上り時間比であることを特徴とする
プロセス制御システム。 １１、特許請求の範囲第９項記載の制御応答形状認識手
段において、第３の評価指標が整定時間の前回値と今回
値との比とした整定時間比であることを特徴とするプロ
セス制御システム。 １２、特許請求の範囲第９項記載の制御応答形状認識手
段において、制御応答の観測過程における制御偏差の絶
対値の時間積分値を、同極性の制御偏差が継続する期間
だけ、順次、求め、第２の評価指標が該第１番目の時間
積分値を除いた該奇数番目の時間積分値の総和を該偶数
番目の時間積分値の総和で除して得る制御面積減衰比、
第３の評価指標が該時間積分値の総和の前回値と今回値
との比とした総制御面積比であることを特徴とするプロ
セス制御システム。 １３、特許請求の範囲第５項記載の制御応答形状認識手
段において、制御応答の観測過程における制御偏差の絶
対値の時間積分値を、同極性の制御偏差が継続する期間
だけ、順次、求め、第１の評価指標が該偶数番目の時間
積分値の総和を該奇数番目の時間積分値の総和で除して
得る制御面積減衰比、第２の評価指標が該時間積分値の
総和の前回値と今回値との比とした総制御面積比である
ことを特徴とするプロセス制御システム。 １４、特許請求の範囲第１３項記載の制御応答形状認識
手段において、第２の評価指標が整定時間の前回値と今
回値との比とした整定時間比があることを特徴とするプ
ロセス制御システム。 １５、特許請求の範囲３項記載の第１のオートチューニ
ング手段において、前記第１の制御要素の入力となる目
標値、制御量及び該出力となる操作量を入力し、該目標
値変化時もしくは外乱印加時の制御応答形状から第１、
第２及び第３の評価指標を求める制御応答形状認識手段
、該第１、第２及び第３の評価指標を入力し、前記第１
、第２及び第３の評価指標の大きさと前記第１の制御要
素の制御パラメータの修正係数の大きさとの関係を定性
的に表した調整ルールに基づきファジィ推論により該制
御パラメータの修正係数を求める制御パラメータ修正係
数推定手段、少なくとも前記第１及び第２の評価指標か
ら評価ルールに基づき、ファジィ推論により目標制御性
能に対する不満足度に応じた重み係数を求める制御性能
不満足度評価手段、前記制御パラメータの修正係数、前
記重み係数及び制御パラメータの現在値より制御パラメ
ータの調整値を求める制御パラメータ調整値演算手段、
少なくとも前記第１及び第２の評価指標が該目標仕様を
満足しない場合に前記制御パラメータ修正係数推定手段
、制御性能不満足度評価手段及び制御パラメータ調整値
演算手段を機能させる制御性能判定手段とを設けたこと
を特徴とするプロセス制御システム。 １６、特許請求の範囲３項記載の第２のオートチューニ
ング手段において、前記第２の制御要素の入力となる目
標値、制御量及び該出力となる操作量を入力し、該目標
値変化時もしくは外乱印加時の制御応答形状から第１及
び第２の評価指標を求める制御応答形状認識手段、該第
１及び第２の評価指標を入力し、前記第１及び第２の評
価指標の大きさと前記第１の制御要素の制御パラメータ
の修正係数の大きさとの関係を定性的に表した調整ルー
ルに基づきファジィ推論により該制御パラメータの修正
係数を求める制御パラメータ修正係数推定手段、少なく
とも前記第１の評価指標から評価ルールに基づき、ファ
ジィ推論により目標制御性能に対する不満足度に応じた
重み係数を求める制御性能不満足度評価手段、前記制御
パラメータの修正係数、前記重み係数及び制御パラメー
タの現在値より制御パラメータの調整値を求める制御パ
ラメータ調整値演算手段、少なくとも前記第１の評価指
標が該目標仕様を満足しない場合に前記制御パラメータ
修正係数推定手段、制御性能不満足度評価手段及び制御
パラメータ調整値演算手段を機能させる制御性能判定手
段とを設けたことを特徴とするプロセス制御システム。 １７、特許請求の範囲１５項記載の第１のオートチュー
ニング手段において、前記制御応答形状認識手段は、第
１の制御要素の目標値と制御量とを常時監視し、制御偏
差が所定値を超えてから目標値に制御量が整定するまで
の目標値、制御量及び操作量を観測し、該操作量の観測
値が予め設定された制限値に達していない時に前記第１
、第２及び第３の評価指標を求め、前記制御パラメータ
修正係数推定手段、制御性能不満足度評価手段及び制御
パラメータ調整値演算手段を機能させることを特徴とす
るプロセス制御システム。 １８、特許請求の範囲１６項記載の第２のオートチュー
ニング手段において、前記制御応答形状認識手段は、第
２の制御要素の目標値と制御量とを常時監視し、制御偏
差が所定値を超えてから目標値に制御量が整定するまで
の目標値、制御量及び操作量を観測し、該操作量の観測
値が予め設定された制限値に達しない時に前記第１及び
第２の評価指標を求め、前記制御パラメータ修正係数推
定手段及び制御性能不満足度評価手段及び制御パラメー
タ調整値演算手段を機能させることを特徴とするプロセ
ス制御システム。 １９、特許請求の範囲１５項記載の制御性能不満足度評
価手段において、前記第１の評価指標の目標仕様に対す
る該評価指標の観測値の不満足度と前記第２の評価指標
の目標仕様に対する該評価指標の観測値の不満足度とを
比較し、それらの最大値として重み係数を決定すること
を特徴とするプロセス制御システム。 ２０、特許請求の範囲第１５項記載の制御応答形状認識
手段において、第１の評価指標がオーバーシュート量、
第２の評価指標が振幅減衰比、第３の評価指標が振動周
期の前回値と今回値との比とした振動周期比であること
を特徴とするプロセス制御システム。 ２１、特許請求の範囲第２０項記載の制御応答形状認識
手段において、制御応答の観測過程における制御偏差の
絶対値の時間積分値を、同極性の制御偏差が継続する期
間だけ、順次、求め、第２の評価指標が、第１番目の時
間積分値を除いた該奇数番目の時間積分値の総和を偶数
番目の時間積分値の総和で除して得る制御面積減衰比、
第３の評価指標が該時間積分値の総和の前回値と今回値
との比とした総制御面積比であることを特徴とするプロ
セス制御システム。 ２２、特許請求の範囲第２０項記載の制御応答形状認識
手段において、制御応答の観測過程における制御偏差の
絶対値の時間積分値を、同極性の制御偏差が継続する期
間だけ、順次、求め、第２の評価指標が、第３番目と第
４番目の時間積分値の和を第２番目と第３番目の時間積
分値の和で除して得る制御面積減衰比であることを特徴
とするプロセス制御システム。 ２３、特許請求の範囲第２０項記載の制御応答形状認識
手段において、第３の評価指標が立上り時間の前回値と
今回値との比とした立上り時間比であることを特徴とす
るプロセス制御システム。 ２４、特許請求の範囲第２０項記載の制御応答形状認識
手段において、第３の評価指標が整定時間の前回値と今
回値との比とした整定時間比であることを特徴とするプ
ロセス制御システム。 ２５、特許請求の範囲第１６項記載の制御応答形状認識
手段において、制御応答の観測過程における制御偏差の
絶対値の時間積分値を、同極性の制御偏差が継続する期
間だけ、順次、求め、第１の評価指標が該偶数番目の時
間積分値の総和を該奇数番目の時間積分値の総和で除し
て得る制御面積減衰比、第２の評価指標が該時間積分値
の総和の前回値と今回値との比とした総制御面積比であ
ることを特徴とするプロセス制御システム。 ２６、特許請求の範囲第２５項記載の制御応答形状認識
手段において、第２の評価指標が整定時間の前回値と今
回値との比とした整定時間比があることを特徴とするプ
ロセス制御システム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23499488A JPH0283703A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | プロセス制御システム |
| EP19890117274 EP0360206A3 (en) | 1988-09-21 | 1989-09-19 | Self-tuning controller apparatus and process control system |
| US07/714,344 US5153807A (en) | 1988-09-21 | 1991-06-12 | Self-tuning controller apparatus and process control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23499488A JPH0283703A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | プロセス制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283703A true JPH0283703A (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=16979484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23499488A Pending JPH0283703A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | プロセス制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0283703A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04259004A (ja) * | 1990-10-16 | 1992-09-14 | Rockwell Internatl Corp | フィードバック制御方法 |
| DE4210091A1 (de) * | 1991-03-29 | 1992-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | Vorrichtung und verfahren zur automatischen nachstellung von steuerparametern bei einer nc-steuerung |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55102004A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Optimum parameter search unit for control unit |
| JPS61245203A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | ザ フオツクスボロ カンパニ− | パタ−ン認識型自己調整制御器 |
| JPS62135902A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの最適制御方法 |
| JPS62143103A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Hitachi Ltd | プラント制御装置 |
| JPS62194507A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Yokogawa Electric Corp | カスケ−ド調節装置 |
| JPS62236004A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-16 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 自動調整制御方法 |
| JPS62241006A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | オ−ト・チユ−ニング・コントロ−ラ |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP23499488A patent/JPH0283703A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55102004A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Optimum parameter search unit for control unit |
| JPS61245203A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | ザ フオツクスボロ カンパニ− | パタ−ン認識型自己調整制御器 |
| JPS62135902A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの最適制御方法 |
| JPS62143103A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Hitachi Ltd | プラント制御装置 |
| JPS62194507A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Yokogawa Electric Corp | カスケ−ド調節装置 |
| JPS62236004A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-16 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 自動調整制御方法 |
| JPS62241006A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | オ−ト・チユ−ニング・コントロ−ラ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04259004A (ja) * | 1990-10-16 | 1992-09-14 | Rockwell Internatl Corp | フィードバック制御方法 |
| DE4210091A1 (de) * | 1991-03-29 | 1992-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | Vorrichtung und verfahren zur automatischen nachstellung von steuerparametern bei einer nc-steuerung |
| US5285378A (en) * | 1991-03-29 | 1994-02-08 | Mitsubishi Denki K.K. | Apparatus for and method of automatically tuning and setting control parameters for a numerical control unit |
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