JPH03245203A - 予測制御における予測値のトレンド表示方法及び装置 - Google Patents
予測制御における予測値のトレンド表示方法及び装置Info
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- JPH03245203A JPH03245203A JP4297590A JP4297590A JPH03245203A JP H03245203 A JPH03245203 A JP H03245203A JP 4297590 A JP4297590 A JP 4297590A JP 4297590 A JP4297590 A JP 4297590A JP H03245203 A JPH03245203 A JP H03245203A
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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、プラント等の制御に使用される将来子？ｌｌ
ｌ値のトレンド表示方法とそれを実施する装置に関する
。
ｌ値のトレンド表示方法とそれを実施する装置に関する
。
［従来の技術］
最近、遅れ時間やむだ時間要素の大きいプラントに対し
て有効な制御方式として、予測制御が知られている。
て有効な制御方式として、予測制御が知られている。
予測制御の特徴を要約すると、コントローラの内部に対
象プラントの動特性を数学的に表現するプラントモデル
を持ち、このモデルと過去のプラントへの入力から算出
されるプラント出力の将来値を予測し、この将来値に基
づいてコントローラ出力すなわち制御対象への人力を決
定する。
象プラントの動特性を数学的に表現するプラントモデル
を持ち、このモデルと過去のプラントへの入力から算出
されるプラント出力の将来値を予測し、この将来値に基
づいてコントローラ出力すなわち制御対象への人力を決
定する。
このような予測制御方式では、現在どのような将来予測
をしているかをオペレータに対して示すならば、予測制
御の適否をオペレータが判断できる材料になる。
をしているかをオペレータに対して示すならば、予測制
御の適否をオペレータが判断できる材料になる。
しかし、予測値は、コントローラ内部では離散的なｎ個
の数値の並びであり、これをそのままオベレータに示し
て６、オペレータがプラントの値の変化を実感すること
は困難である。
の数値の並びであり、これをそのままオベレータに示し
て６、オペレータがプラントの値の変化を実感すること
は困難である。
また、予測値の更新は予測制御の制御周期毎に行なわれ
るが、この制御周期は数１０分に及ぶこともあり、その
間、予測値は変化しないことになる。その結果、例えば
「３０分先の予測値」ということでは、実際の制御にお
いて違和感を感じる。
るが、この制御周期は数１０分に及ぶこともあり、その
間、予測値は変化しないことになる。その結果、例えば
「３０分先の予測値」ということでは、実際の制御にお
いて違和感を感じる。
そこで、予測値をトレンド画面で表わすことが考えられ
る。トレンド画面表示は、トレンドメモリに最新値を与
えることにより、その値がトレンドメモリ上を順次シフ
トし、次第に過去のデータを表わすようにすることで実
現される。
る。トレンド画面表示は、トレンドメモリに最新値を与
えることにより、その値がトレンドメモリ上を順次シフ
トし、次第に過去のデータを表わすようにすることで実
現される。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、本来、トレンドメモリ上のデータは、−
旦トレンドメモリに与えられると、そこから排出される
まで内容が変化することはない。
旦トレンドメモリに与えられると、そこから排出される
まで内容が変化することはない。
そのため、上記のトレンド画面を予測制御における予測
値の表示に用いると、次のような不具合が生じる。
値の表示に用いると、次のような不具合が生じる。
予測制御において、予測値と実際の計測値との間には、
計測ノイズ、モデル誤差等の影響によってエラーが生じ
る。このエラーは、ある修正ゲインをもって各制御周期
毎に予測値を修正する形で予測値に反映される。従って
、ｎザンブル先の予測を行なっている場合、その予測値
は実際の計測値と比較されるまで（ｎ−１）回の修正を
受けることになる。このことは、予測値の表示にトレン
ド画面を用いる時、そのトレンドメモリの内容に対して
予測制御の周期毎に修正の書換えをする必要があること
を意味する。ところが、従来のトレンド機能では、トレ
ンドメモリ内の修正書換えは不可能であるため、予測値
の表示にトレンド機能を直接用いることはできないとい
う問題点かあった。
計測ノイズ、モデル誤差等の影響によってエラーが生じ
る。このエラーは、ある修正ゲインをもって各制御周期
毎に予測値を修正する形で予測値に反映される。従って
、ｎザンブル先の予測を行なっている場合、その予測値
は実際の計測値と比較されるまで（ｎ−１）回の修正を
受けることになる。このことは、予測値の表示にトレン
ド画面を用いる時、そのトレンドメモリの内容に対して
予測制御の周期毎に修正の書換えをする必要があること
を意味する。ところが、従来のトレンド機能では、トレ
ンドメモリ内の修正書換えは不可能であるため、予測値
の表示にトレンド機能を直接用いることはできないとい
う問題点かあった。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は、トレンドメモリに代表される予測値記憶手段の
内容を任意のタイミングで修正可能とし、予測値をトレ
ンド表示する方法とそのための装置を提供することであ
る。
目的は、トレンドメモリに代表される予測値記憶手段の
内容を任意のタイミングで修正可能とし、予測値をトレ
ンド表示する方法とそのための装置を提供することであ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明の方法は、予測制御において離散的な時間軸上の
将来予測値を線形補間し、その補間値をもって離散的な
予測値を書き換えることにより、予測値を画面にグラフ
表示することを特徴とする。
将来予測値を線形補間し、その補間値をもって離散的な
予測値を書き換えることにより、予測値を画面にグラフ
表示することを特徴とする。
また、本発明の装置は、制御対象出力の離散的な時間軸
上の将来予測値を生成する予測値生成手段と、その離散
的な予測値を記憶する記憶手段とを含む予測制御装置に
おいて、予測値を線形補間し、その補間値をもって前記
記憶手段に格納されている離散的な予測値を書き換える
演算手段と、前記記憶手段の記憶内容を画面にグラフ表
示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
上の将来予測値を生成する予測値生成手段と、その離散
的な予測値を記憶する記憶手段とを含む予測制御装置に
おいて、予測値を線形補間し、その補間値をもって前記
記憶手段に格納されている離散的な予測値を書き換える
演算手段と、前記記憶手段の記憶内容を画面にグラフ表
示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
［作用１
本発明によれば、プラント等の制御対象出力の離散的な
時間軸上の将来予測値を生成して、それを線形補間する
。線形補間には、直線補間のばか円弧、放物線、スプラ
イン曲線等による補間がある。次に、線形補間した予測
値をもって離散的な時間軸上の将来予測値を書き換える
。これをＣＲＴ等の画面にグラフ表示することにより、
予測値のトレンド表示が実現される。
時間軸上の将来予測値を生成して、それを線形補間する
。線形補間には、直線補間のばか円弧、放物線、スプラ
イン曲線等による補間がある。次に、線形補間した予測
値をもって離散的な時間軸上の将来予測値を書き換える
。これをＣＲＴ等の画面にグラフ表示することにより、
予測値のトレンド表示が実現される。
［実施例］
第１図は、本発明の表示方法を実施する表示制御装置を
示す。これは、演算部１とトレンドメモリ２を備え、ト
レンドメモリ２内のデータをＣＲＴ３で表示するように
構成され、演算部１は、予測値生成部４と線形補間部５
から成る。
示す。これは、演算部１とトレンドメモリ２を備え、ト
レンドメモリ２内のデータをＣＲＴ３で表示するように
構成され、演算部１は、予測値生成部４と線形補間部５
から成る。
ここでいう予測値は、制御周期毎のｎザンブル先までの
ｎ個の離散時間上の数値の並びである。
ｎ個の離散時間上の数値の並びである。
予測値生成部４は、例えば次のようなカルマンフィルタ
を用いた状態観測器で構成される。
を用いた状態観測器で構成される。
カルマンフィルタは、制御対象とするプラントの動作を
表現するモデルに基づき、プラント入力の今回値が入力
されたとき暫定的な推定状態量（予測値）を求め、これ
から今回予測される暫定的な推定プラント出力値を演算
する。次に、その推定プラント出力値と実際に計測した
プラント出力値とを比較し、その差をもって暫定的な推
定状態量を最適修正して最適推定状態量を生成する。
表現するモデルに基づき、プラント入力の今回値が入力
されたとき暫定的な推定状態量（予測値）を求め、これ
から今回予測される暫定的な推定プラント出力値を演算
する。次に、その推定プラント出力値と実際に計測した
プラント出力値とを比較し、その差をもって暫定的な推
定状態量を最適修正して最適推定状態量を生成する。
ここで、最適修正とは最適修正ゲインであるカルマンフ
ィルタゲインを用いることを意味する。
ィルタゲインを用いることを意味する。
カルマンフィルタゲインは、プラント入出力の計測値に
含まれる誤差分散が与えられれば、そのプラントモデル
に最適なゲインとして一意に求められる。
含まれる誤差分散が与えられれば、そのプラントモデル
に最適なゲインとして一意に求められる。
線形補間部５は、予測値生成部４の出力（最適修正した
予測値）に対して線形補間、例えば後述の直線補間を実
行し、トレンドメモリ葛の刻みに応じた補間値を出力す
る演算手段で構成される。
予測値）に対して線形補間、例えば後述の直線補間を実
行し、トレンドメモリ葛の刻みに応じた補間値を出力す
る演算手段で構成される。
次に、本発明による表示動作を説明する。
第２図に示すように、予測制御の実行タイミングになる
と予測値生成部４が動作し、同図ｆＡ）の０→×で示す
ように、上記のカルマンフィルタによる最適修正により
新しい予測値が生成される。
と予測値生成部４が動作し、同図ｆＡ）の０→×で示す
ように、上記のカルマンフィルタによる最適修正により
新しい予測値が生成される。
線形補間部５では、この予測値に対して適当な線形補間
を施す。第２図ｆＢ）に示す例では、次式で表わされる
直線補間を用いている。
を施す。第２図ｆＢ）に示す例では、次式で表わされる
直線補間を用いている。
（Ｘ２ ｘ＋）ｙ
” （ｙ２ ｙ＋ｌｘ ＋ （３’ ｌ Ｘ２ ｙ
ｚｘ＋）なお、他の線形補間（円弧、放物線、スプラ
イン曲線等）を適用することも可能である。
ｚｘ＋）なお、他の線形補間（円弧、放物線、スプラ
イン曲線等）を適用することも可能である。
上記の線形補間後、演算部１は、第２図（Ｃ）に示すよ
うにトレンドメモリの刻みに応した補間値をトレンドメ
モリ２に書き込む。その結果、直前までのトレンドデー
タが全て書き換えられる。
うにトレンドメモリの刻みに応した補間値をトレンドメ
モリ２に書き込む。その結果、直前までのトレンドデー
タが全て書き換えられる。
以後、次の予測制御実行タイミングまで、トレンドメモ
リ２は、従来通りのトレンドメモリとしての機能を果た
す。これにより、ＣＲＴ３の表示画面は、第２図ｆＤｌ
に示すように順次シフトして予測値を表示する。
リ２は、従来通りのトレンドメモリとしての機能を果た
す。これにより、ＣＲＴ３の表示画面は、第２図ｆＤｌ
に示すように順次シフトして予測値を表示する。
なお、本発明で使用するトレンドデータ記憶手段には、
標準的に用意されたトレンド機能を実現するトレンドメ
モリだけでなく、表示すべきトレンドデータな格納でき
るＦ Ｉ Ｆ Ｏ（Ｆｉｒｓｔ ｉｎ −Ｆｉｒｓｔ
ｏｕｔ）のバッファも含まれる。
標準的に用意されたトレンド機能を実現するトレンドメ
モリだけでなく、表示すべきトレンドデータな格納でき
るＦ Ｉ Ｆ Ｏ（Ｆｉｒｓｔ ｉｎ −Ｆｉｒｓｔ
ｏｕｔ）のバッファも含まれる。
第３図及び第４図は、それぞれトレンド表示画面の例を
示す。
示す。
第３図に示すように、予測値のトレンドを過去値と連続
して表示することにより、プラントの過去から将来への
動きが一目で分かる。
して表示することにより、プラントの過去から将来への
動きが一目で分かる。
また、第４図では、６０％のステップ入力に対する実際
のプラント出力の変化幅が６０％であったことが分かる
。このトレンドグラフ中の２本の隣り合う曲線のうち、
左側の曲線は、次サンプル時のプラント出力の予測値の
トレンド、右側の曲線は実際のプラント出力の応答トレ
ンドを示す。
のプラント出力の変化幅が６０％であったことが分かる
。このトレンドグラフ中の２本の隣り合う曲線のうち、
左側の曲線は、次サンプル時のプラント出力の予測値の
トレンド、右側の曲線は実際のプラント出力の応答トレ
ンドを示す。
このように、１サンプル先の予測値を過去値のトレンド
側に同時に表示することにより、プラントモデルの良否
判定の一助とすることもできる。
側に同時に表示することにより、プラントモデルの良否
判定の一助とすることもできる。
以上、実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
ない。例えば、本発明を実施する装置は第１図のように
演算部とメモリで構成するほか、これらをまとめて１つ
のコンピュータで実現することができる。また、演算手
段の構成や表示すべきデータを表わす信号の形等も、制
御対象の構成や機能に応じて任意に定めることができる
。
ない。例えば、本発明を実施する装置は第１図のように
演算部とメモリで構成するほか、これらをまとめて１つ
のコンピュータで実現することができる。また、演算手
段の構成や表示すべきデータを表わす信号の形等も、制
御対象の構成や機能に応じて任意に定めることができる
。
［発明の効果］
上記のように、本発明によれば、離散的な時間軸上の将
来予測値を線形補間し、その補間値をもって離散的な予
測値を書き換えることにより、予測値を画面にグラフ表
示するようにしたから、以下の効果が得られる。
来予測値を線形補間し、その補間値をもって離散的な予
測値を書き換えることにより、予測値を画面にグラフ表
示するようにしたから、以下の効果が得られる。
■予測制御において、各制御周期毎に修正される予測値
をトレンド画面上に表示することが可能となった。
をトレンド画面上に表示することが可能となった。
■本来離散的な予測値のサンプル間の様子を視ることが
できる。
できる。
■予測値を制御時刻（サンプリング時刻）の間で一定に
維持することなく連続的に動かすことができる。
維持することなく連続的に動かすことができる。
■プラント出力の検出端が成分分析計等のように間欠的
な計測器の場合、そのサンプリング間のプラントの動き
をリアルタイムで可視化することができる。
な計測器の場合、そのサンプリング間のプラントの動き
をリアルタイムで可視化することができる。
第１図は本発明の方法を実施する装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は実施例の表示動作を示す図、第３図及
び第４図は表示画面の例を示す図である。 １・・・・演算部、 ２・・・・トレンドメモリ、
０ ３・・・・ＣＲＴ、 ４・・・・予測値生成部、 ５・・・・線形補間部。
ック図、第２図は実施例の表示動作を示す図、第３図及
び第４図は表示画面の例を示す図である。 １・・・・演算部、 ２・・・・トレンドメモリ、
０ ３・・・・ＣＲＴ、 ４・・・・予測値生成部、 ５・・・・線形補間部。
Claims (2)
- （１）制御対象出力の将来値を予測し、その予測値に基
づいて制御対象への入力を決定する予測制御において、
離散的な時間軸上の予測値を線形補間し、その補間値を
もって離散的な予測値を書き換えることにより、予測値
を画面にグラフ表示することを特徴とする、予測値のト
レンド表示方法。 - （２）制御対象出力の離散的な時間軸上の将来予測値を
生成する予測値生成手段と、その離散的な予測値を記憶
する記憶手段とを含む予測制御装置において、前記予測
値を線形補間し、その補間値をもって前記記憶手段に格
納されている離散的な予測値を書き換える演算手段と、
前記記憶手段の記憶内容を画面にグラフ表示する表示手
段とを備えたことを特徴とする予測値表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297590A JPH03245203A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 予測制御における予測値のトレンド表示方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297590A JPH03245203A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 予測制御における予測値のトレンド表示方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03245203A true JPH03245203A (ja) | 1991-10-31 |
Family
ID=12651045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4297590A Pending JPH03245203A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 予測制御における予測値のトレンド表示方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03245203A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0719070A1 (fr) * | 1994-12-21 | 1996-06-26 | France Telecom | Dispositif de prise de sons comprenant un système vidéo pour le réglage de paramètres et procédé de réglage |
| WO2013125671A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 株式会社明治 | 比例混合システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5882310A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-17 | Fanuc Ltd | 位置表示機能を持つ数値制御装置 |
| JPS58223808A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | 予測制御装置 |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP4297590A patent/JPH03245203A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5882310A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-17 | Fanuc Ltd | 位置表示機能を持つ数値制御装置 |
| JPS58223808A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | 予測制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0719070A1 (fr) * | 1994-12-21 | 1996-06-26 | France Telecom | Dispositif de prise de sons comprenant un système vidéo pour le réglage de paramètres et procédé de réglage |
| FR2728753A1 (fr) * | 1994-12-21 | 1996-06-28 | Grenier Yves | Dispositif de prise de sons comprenant un systeme video pour le reglage de parametres et procede de reglage |
| WO2013125671A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 株式会社明治 | 比例混合システム |
| JPWO2013125671A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2015-07-30 | 株式会社明治 | 比例混合システム |
| JP2018001167A (ja) * | 2012-02-23 | 2018-01-11 | 株式会社明治 | 比例混合システム |
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