JPH03201103A - 複合制御方法 - Google Patents

複合制御方法

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JPH03201103A
JPH03201103A JP1343339A JP34333989A JPH03201103A JP H03201103 A JPH03201103 A JP H03201103A JP 1343339 A JP1343339 A JP 1343339A JP 34333989 A JP34333989 A JP 34333989A JP H03201103 A JPH03201103 A JP H03201103A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プロセス制御等に用いる複合制御方法に関し
、特に、ＰＩＤ制御とファジィ制御を組合わせた複合制
御方法に関する。
［従来の技術］ 一般に、自動制御において必要とされる連応性と安定性
という要素は、相反する関係にある。
最も一般的に用いられているＰＩＤ制御においても、連
応性を求めるため制御系のゲインを高くすると、連応性
はよくなるもののハンチング現象等を起して安定性が悪
くなるという問題がある。
一方、近年種々の分野において、ファジィ理論の研究が
盛んに行なわれるようになり、自動制御の分野において
も応用研究が盛んに行なわれるようになってきた。
このようなことから、ＰＩＤ制御とファジィ制御を組合
せた制御方法がいろいろと提案されており、特開昭６２
−２４１００４　、同６２−２４１００５　、同６２−
２４１００６　、同６３−１２３１０２　、同６３−２
４７８０１及び「計装Ｊ　１９８８　Ｖｏｌ、３１　、
　Ｎｏ、５　ｐＨ〜１５．　　Ｐ２１〜２５等において
、ＰＩＤ制御にお゛ける制御パラメータをファジィ推論
によって変化させる方法が提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、入力変数をファジィ推論制御によって補
正してＰＩＤ制御のパラメータとし、このＰＩＤ制御の
出力値のみを制御装置の出力値とする上記従来の制御方
法は、ファジィ推論におけるルールが複雑になり、実用
化がきわめて困難であるという問題があった。
本発明は、上記の問題点にかんがみてなされたもので、
ＰＩＤ制御による操作量をファジィ推論で演算した補正
量で補正することにより、ファジィ推論のルールが簡単
でしかも制御精度の良好な複合制御方法の提供を目的と
する。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明の複合制御方法は、制御
対象からのデータにもとづいてＰＩＤ制御演算を行なっ
て操作量を求めるとともに、制御対象からのデータにも
とづいてファジィ演算を行なって補正量を求め、かつ上
記操作量を上記補正量で補正して制御出力量とする方法
としである。
［作用］ この複合制御方法によれば、ＰＩＤ制御によって連応性
をよくし、かつファジィ推論による補正で安定性もよく
なるので、従来１両立が難しいとされていた連応性と安
定性を兼備した制御を行なうことが可能となる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照しつつ説明
する。
第１図は本方法を実施する制御系のブロック図を示す。
同図において、ｌは制御対象となるプロセスであり、本
実施例の場合は水素製造装置の原料加熱炉を制御対象と
している。２はセンサ部で、ＪＩ料加熱炉ｌの出口温度
と排ガス温度を測定する。
３は非常用ＰＩＤ制御演算部であり、連応性よりも安定
性を重視したＰＩＤの制御を行なう、４はファジィ用Ｐ
ＩＤ制御演算部であり、安定性よりも連応性を重視した
ＰＩＤ制御を行ない、この演算部のみの場合は、制御系
がハンチングを生じる程度に連応性を高くしである。た
だし、非常用ＰＩＤ制御演算部３と同一の連応性、安定
性であっても本発明への適用は可能である。
５はファジィ推論にもとづき補正量の演算を行なうファ
ジィ演算部であり、上記ファジィ用ＰＩＤ制御演算部４
のみで系を制御する際、系が目標値より外れる場合に、
ファジィ推論を用いて補正量を計算する。
６は判断部であり、ファジィ用ＰＩＤ制御演算部４にお
いて演算した操作量と、ファジィ演算部５において求め
た補正量を加味（例えば、加算。
積算等）して制御出力量とする。
７は第一の異常検知部であり、センサ部２で測定したプ
ロセスの出力値が予め設定した制御可能範囲から外れて
いる場合にスイッチ部９へ切換信号を送る。
８は第二異常検知部であり、ファジィ演算部５で演算を
行なっている際に、ゼロで割る演算を生じた場合等に異
常を検知してスイッチ部９へ切換信号を送る。
スイッチ部９は、第−及び第二の異常検りｎ毬７．８か
らの信号にもとづき、判断部６からの出力に変えて、非
常用ＰＩＤ制御演算部３からの出力を操作部１０へ出力
するよう切り替える。
操作部ｌＯは、スイッチ部９よりの出力にもとづいて、
プロセスｌへの入力量をＷＲｆｔＩする。
次に１本発明の一実施例方法を第２図に示すフローチャ
ートにもとづいて説明する。
■スイッチ＠９を切り替えて判断部６からの信号を操作
部１０へ送れるようにする。
■センサ部２を介してプロセスｌよりのデータを、非常
用ＰＩＤ制御演算部３及び第一異常検知部７に読み込む
。
■非常用ＰＩＤ制御演算部３によって非常時のＰＩＤ制
御演算を行ない、操作量（操作部１０への出力）を算出
する。この場合、次式にもとづいて演算を行なう。
ここで、Ｋ、：比例感度　　　　Ｙ：操作量ＴＩ＝微分
時間　　　　２：制御偏差 ＴＤ：積算時間 ■第一異常検知部７で、センサ部２を介して読み込んだ
データにもとづいて、ファジィ用ＰＩＤ制御演算及びフ
ァジィ演算を行なえるか否かのデータチェックを行なう
。
■読み込んだデータに異常が有る場合には、第一異常検
知ｆｉ７よりスイッチ部９に切替え信号を送り、非常用
ＰＩＤ制御演算部３からの操作量を操作部１０へ送るよ
うにする。
すなわち、プロセスｌの出力値が制御可能範囲より外れ
ている場合には、ファジィ用ＰＩＤ制御及びファジィ演
算によらず、非常用ＰＩＤ制御によってプロセスの制御
を行なう。
■読み込んだデータに異常が無い場合には、ファジィ用
ＰＩＤ制御演算部４によってファジィ用のＰＩＤ制御演
算を行ない操作量を算出する。
このファジィ用のＰＩＤ制御は、遠心性を高めるために
比例感度に□微分時間Ｔ、積算時間Ｔｏを適宜な値に設
定しであるが、操作量の算出は非常用ＰＩＤ制御と同様
、 は、ファジィ演算部５において、補正量を求める。この
場合のファジィ推論は次のようにして行なう。
水素製造装置の加熱炉制御を行なう本実施例の場合、プ
ロセス出力温度と設定値との偏差二Ｔ、今回測定した温
度と前回測定した温度との差：　ＤＴ、今回測定した加
熱炉排ガス温度と前回測定した加熱炉排ガス温度との差
：　ＤＴＦ　、燃料ガスコントロール弁開度操作量（フ
ァジィ用ＰＩＤ制御の出力値への補正値）：ｌｌＶの大
きさを定性的に評価するため第３図（ａ）　　　（ｂ）
　　　（ｃ）。
（ｄ）に示すようなメンバーシップ関数を定義する。
なお、第３図において。
の式によって行なわれる。
■また、読み込んだデータに異常が無い場合にを意味す
る。
上述したメンバーシップ関数を用いてルールを作成する
例を示すと。
ｉｆ　　Ｔ　　ｉｓ　　ＰＳ　　ａｎｄ　　ＤＴ　　ｉ
ｓ　　ＰＨｔｈｅｎ　　ＭＶ　　ｉｓ　　Ｎ５ ｉｆ　　Ｔ　　ｉｓ　　ＰＨａｎｄ　　ＤＴＦ　　ｉｓ
　　ＮＢｔｈｅｎ　　ＭＶ　　ｉｓ　　Ｚ ’ｉｆ　　Ｔ　　ｉｓ　　ＰＳ　　ａｎｄ　　ＤＴ　　
ｉｓ　　Ｎ５ｔｈｅｎ　　ＭＶ　　ｉｓ　　Ｚ ｉｆ　　ｔ　　ｉｓ　　ＰＨａｎｄ　　ＤＴＦ　　ｉｓ
　　ＰＨｔｈｅｎ　　ＭＶ　　ｉｓ　　ＮＢ 等となる。
そして、このルールにもとづいて補正量を求める。
■ファジィ推論により補正量を求める際に、ゼロで割る
演算が生じる等の異常の有無を第二異常検知部８でチエ
ツクする。
■ファジィ推論中に異常を検知すると、第二異常検知部
８はスイッチ９に切替え信号を送り、非常用ＰＩＤ制御
演算部３からの操作量を操作部ｌＯへ送るようにする。
［株］一方、ファジィ推論中に異常を検知しない場合は
、判断部６において、ファジィ用ＰＩＤ制御演算部４で
算出した操作量に、ファジィ演算部５で求めた補正値を
加算あるいは積算等して操作量の補正を行なう。
■スイッチ部９が判断部６偏に切り替っているかどうか
確認する。
＠スイッチ部９が判断部６側に切り替っている場合には
１判断部６からの操作量信号を操作部１０に出力し、プ
ロセスへの入力量を調節する。すなわち１本実施例の加
熱炉制御の場合は、操作部１０である燃料ガス弁の開閉
量を判断部６からの信号で調節し、加熱炉へのガス供給
量を変化させる。
〇一方、スイッチ部９が判断部６側に切り替っていない
ときは、判断部６偏に切り替えるか否か判別する。
そして、異常信号が出力されておらず判断部６側に切り
替える必要がある場合には、スイッチ部９を判断部６側
に切り替えて、再度上述した方法を行なう。
［株］また。異常信号が出力されていて１、スイッチ部
９を判断部６側に切り替える必要のない場合には、非常
用ＰＩＤＩＤ制御演算部らの操作量信号を操作部１０に
出力してプロセス１への入力量を調節する。
このように、ＰＩＤ制御によって連応性をよくするとと
もに、連応性をよくしたために生じる不安定さをファジ
ィ制御によって補正することにより、連応性がよくしか
も安定した制御を行なうことが可能となる。
なお、本発明の複合制御方法は上記実施例に限定される
ものではなく、ファジィ制御によって連応性をよくし、
ＰＩＤ制御によって安定性をよくするようにした方法、
また、非常用ＰＩＤ制御とファジィ用ＰＩＤ制御を同一
のＰＩＤ制御演算部で行なわせるようにした方法等をも
包含するものである。
また本発明の複合制御方法は、上述した水素製造装置の
原料加熱炉以外の種々の制御対象に適用できる。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、連応性がよくしかも安定
性に優れた制御を行なえる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法を実施するための一制御系を示すブ
ロック図、第２図は本発明一実施例方法のフローチャー
ト、第３図（ａ）〜（ｄ）はメンバーシップ関数表を示
す。 ｌ：プロセス　　　　　２：センサ一部３：非常用ＰＩ
Ｄ制御演算部 ４：ファジィ用ＰＩＤ制御演算部 ５：ファジィ演算部　　６：判断部 ７：第一異常検知部　　８：第二異常検知部９：スイッ
チ部　　　　１０：操作部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御対象からのデータにもとづいてＰＩＤ制御演算を行
    なって操作量を求めるとともに、制御対象からのデータ
    にもとづいてファジィ演算を行なって補正量を求め、か
    つ上記操作量を上記補正量で補正して制御出力量とする
    ことを特徴とした複合制御方法。
JP1343339A 1989-12-28 1989-12-28 複合制御方法 Expired - Lifetime JP2647217B2 (ja)

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