JPH0486460A

JPH0486460A - 吸収式冷凍機の制御装置

Info

Publication number: JPH0486460A
Application number: JP2202012A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ogawa; 淳小川; Kazuhiro Hitomi; 人見　和弘; Masahiro Maekawa; 前川　正弘; Kazuhiro Yoshii; 吉井　一寛
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1992-03-19
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2815991B2; IN177665B; US5138846A; KR920003013A

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】（イ）産業上の利用分野本発明はファジィ制御により吸収式冷凍機を制御する吸
収式冷凍機の制御装置に関する。

（ロ）従来の技術従来、各種外部条件、内部条件を表す物理量を用いてフ
ァジィ制御を行う装置が種々考えられている。例えば、
吸収式冷温水機や吸収式冷凍機の場合は、冷水出口温度
の設定値からの偏差、変化率や冷水入口温度の偏差、変
化率などの複数の外部条件に加えて、高温再生盤温度の
変化率、循環ポンプ駆動周波数の変化率などの複数の内
部条件を同時に入力変数として取り込み、ファジィ制御
を行っている。

こうした装置において、ファジィルール（以下ルール）
を作成する場合に、いわゆるプロダクションルールＮ　
Ｆ−ＴＨＥＮルール）で記述するが、入力変数（メンバ
ー・シップ関数）の中には、単独でファジィ推論に取り
込むものもあるが、多くの場合は他の入力変数との論理
積をとり、ファジィ推論を行う。例えば、入力変数をＡ
、Ｂ、Ｃ１出力変数をＤ、とした場合は、ルール１°ＩＦ　Ａ　ｉｓ　ＰＢ　ＡＮＤ　Ｂ　ｉｓ　
ＺＲＡＮＤＣｉｓ　ＮＢＴＨＥＮ　Ｄ　　ｉｓ　ＺＲ（但し、ＦＢは正に大、ＺＲはゼロ、ＮＢは負に大、の
ファジィラベルを示す）のように記述される。ここで、
入力変数Ａ、Ｂ、Ｃがそれぞれ５つのファジィラベル（
以下ラベル）を持つものとすると、ルールの種類は、５
’＝１２５通りある。このルールを全て記述すれば、ル
ールのデータ量、ファジィ演算時間が増加し、演算時間
が制御周期よりも大きい場合はファジィ制御が不可能に
なる。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明の目的は、前述の従来方式において間順のあった
ルールのデータ量、ファジィ演算時間の増加を軽減する
ものである。

（ニ）問題を解決するための手段本発明では、蒸発器、吸収器、発生器、凝縮器などを接
続して冷凍サイクルを形成し、発生器の加熱量を外的条
件によって制御する吸収式冷凍機の制御装置に於て、複
数の入力変数によって設定されるルールを間隔を開けて
定義している。

（ホ）作用ルール数の減少により、複数の入力変数で定義されるフ
ァジィ演算時間の短縮、データ保持の軽減が図られる。

（へ）実施例第１図は冷媒に水、吸収剤（溶液）に臭化リチュウム（
ＬｉＢｒ）水溶液を利用した二重効用吸収式冷凍機を示
し、１はバーナＩＢを備えた高温発生器、２は低温発生
器、３は凝縮器、４は蒸発器、５は吸収器、６は吸収液
ポンプ、７，８はそれぞれ低温熱交換器及び高温熱交換
器、１０は箱板収液配管、１］は中間吸収液配管、１２
は濃縮液配管、１３は冷媒配管、１４は冷媒液流下管、
１５は冷媒液循環管であり、それぞれは第１図に示した
ように接続されている。そして、冷媒液循環管１５の途
中に冷媒ポンプ１５Ｐが設けられている。また、１６は
バーナＩＢに接続された燃料供給管であり、この燃料供
給管１６の途中に燃料制御弁（加熱量制御弁）１７が設
けられている。

また、２０は冷水配管であり、この冷水配管２０の途中
に蒸発器熱交換器２１が設けられている。

さらに、２２は冷却水配管である。

２３は制御部、２４は上記冷水配管２０に設けられた冷
水出口温度検出器であり、この冷水温度検出器２４、及
び燃料制御弁１７が制御盤２３に接続されている。そし
て制御盤２３にはマイクロプロセッサ２５及び燃料制御
弁１７の制御装置２６が設けられている。そして、マイ
クロプロセッ２５はファジィ推論プロッセサ２７と制御
ルールの記憶装置２８とから構成されている。ファジィ
推論プロッセサ２７は燃料制御弁】７への操作量ＫＱを
論理演算し、得た操作量ＫＱを制御装置２６へ出力する
。制御装置２６は上記操作量ＫＱに基すいて燃料制御弁
１７の開度を補正する。具体的には、この制御装置２６
は弁２３の開度情報Ｑを保持していて、この開度情報Ｑ
に応じて燃料制御弁１７の開度を調整する。そして、操
作量ＫＱ、、を受けるごとに、今まで設定されていた開
度情報Ｑ、−１と操作量ＫＱ、とにより新たな開度情報
Ｑ、＝　Ｑ　、−１＋　Ｋ　Ｑ　、を設定する。即ち、
この実施例ではファジィ推論プロッセサ２７からの操作
量ＫＱで燃料制御弁１７の開度が変更される。また制御
ルールの記憶装置２８はファジィ推論プロッセサ２７で
実行されるファジィ論理演算に必要な制御ルール（ファ
ジィ・ルール）、条件部及び結論部メンバ・シップ関数
を記憶する。また、３０は演算装置、３１は蒸発器４の
入口側の冷水配管２０に設けられた冷水入口温度検出器
である。３２は高温再生器温度を検出する高温再生器温
度検出器、３３は冷却水入口温度を検出する冷却水入口
温度検出器である。演算装置３０は上記冷水出口温度検
出器２４、冷水入口温度検出器３１、高温再生器温度検
出器３２、及び冷却水入口温度検出器３３の温度データ
を取り込み次のデータを算出する。

■冷水出口温度の偏差（ｅｔｏ）ｅｔａ−現在値一目標値 ■冷水出口温度の偏差の変化率（ｄｔ、ｏ）ｄｔｏ＝現
在値−前の値 ■冷却水入口温度の変化率（ｄ　ｔ　ｃ　ｉ　）ｄｔｃ
ｉ＝現在値−前の値 ■冷水入口温度の変化率（ｃｌｔｉ）ｃｌｔｉ＝現在値−前の値 ■ｅｔｏの過去４０サンプルの平均値（ｅ）ｅ、＝（Σ
　ｅｔｏ、）／４０ ■高温再生器温度変化率（ｄｔｇ）ｄｔｇ＝現在値−前の値次に、マイクロプロッセサ２５の機能ブロック図を第２
図に示す。同図において、３４は上記演算装置３０から
のデータｅｔ□、ｄｔｏ、ｄｔｃｉ、ｄｔ　ｉ、ｅ、ｄ
ｉｇを受けて、制御ルール記憶装置２８ないに記憶され
ている条件部メンバーシップ関数と制御ルールから、各
制御ルールの適合度を求める適合度算出部であり、複数
の条件部メンバーシップ関数で定義が為されているとき
は最小の適合度をその適合度とする。ここで、条件部メ
ンバーシップ関数として、ｅｔｏ、ｄｔｏ、ｄｔｉ、ｄ
ｔｃｉ、ｄｔｇ、ｅについてそれぞれＮＢ、ＮＳ、ＺＲ
，ＰＳ、ＰＢを用いて第３図乃至第８図のように定義す
る。これから分かるように、ｄｔｉ、ｄｔｃｉ、ｅにつ
いては影響度合い小さくするため、それぞれ０．　４．
０，５．０゜５の重み付けを行っている。

制御ルールとしてはｅｔｏ、ｄｔｏ、ｃｌｔｇについて
は第９図のようにしている。即ち、ここでは隣り合う制
御ルールについて、ルールの定義を行わず、適合度の演
算時間の短縮を図っている。

また、ｅｔｏ、ｄｔｏについては第１０図のように定義
している。ここでは、後述のＮＺやＰＺを結論部メンパ
ン−シップ関数に加え、ｅｔｏが設定値に近付いたとき
の制御量ＫＱの収束度合いを良くしている。ｄｔｃｉに
ついては第１１図、ｄｔｌについては第１２図、ｅにつ
いては第１３図はのものが定義されている。なお、この
ｅについてはｅｔｏがＺＲの近傍の時のみ、上記■で示
すようにｅｔｏの過去４０サンプルの平均を採ることで
制御性能、収束性を向上させている。

３５は上記制御ルール記憶装置２８内の結論部メンバー
シップ関数を上記適合度算出部３４で得られた適合度に
応じて、その上部をカットするように、修正する修正部
である。なお、この結論部メンバーシップ関数のとして
は第１４図のものが定義される。この図から分かるよう
にＺＲ近傍においてはＮＺ及びＰＺを定義して制御を良
くしている。

３６はこの修正部３５で修正された各メンバー・シップ
関数を重ね合わせて論理和を採る論理和部、３７はこの
論理和部３６で生成された関数の重心を演算する重心演
算部であって、この演算値が弁の操作量ＫＱとして制御
装置２６へ与えられる。

このような装置において、吸収式冷凍機の動作中、°演
算装置３０は冷水出口温度検出器２４、冷水入口温度検
出器３１、高温再生器温度検出器３２、及び冷却水入口
温度検出器３３より温度信号を例えば、５秒周期で取り
入れる。そして、こうして得られた温度信号から、上記
冷水出口温度の偏差（ｅｔｏ）、冷水出口温度の偏差の
変化率（ｄｔｏ）、冷却水入口温度の変化率（ｄ　ｔ　
ｃ　ｉ　）、冷水入口温度の変化率（ｄｔｉ）、ｅｔｏ
の過去４０サンプルの平均値（ｅ）、高温再生器温度変
化率（ｄｔｇ）を演算してマイクロコンピュータ２５へ
送る。

このマイクロコンピュータ２５内の適合度演算部３４で
は全ての制御ルールの条件部の適合度を調べる。そして
、この適合度をもちいて修正部３５で第１４図で示す対
応する結論部のメンバー・シップ関数を修正する。即ち
、各メンバー・シップ関数の適合度より上の部分をカッ
トする。こうして修正されたメンバー・シップ関数の論
理和が論理和部３６で採られ、そのメンバー・シップ関
数の重心を重心演算部３７で求める。この重心演算部３
７の出力が燃料制御弁１７の操作量ＫＱ。

とじて出力される。

弁の制御装置２６はこの操作量ＫＱ、と今までの開度情
報Ｑ　ｆｉ−１に基すいて新たな開度情報Ｑ、＝Ｑ、−
１＋ＫＱ。を算出する。そして、この開度情報Ｑ、応じ
て燃料制御弁１７を調整する。

こうした動作は上述した５秒周期で繰り返される。

（ト）発明の効果以上述べた如く本発明の吸収式冷凍機の制御装置は、蒸
発器、吸収器、発生器、凝縮器などを接続して冷凍サイ
クルを形成し、発生器の加熱量を外的条件によって制御
する吸収式冷凍機の制御装置に於て、複数の入力変数に
よって設定されるルールを間隔を開けて定義しているの
で、ルール数が約１７２に減少し、ルールデータ量、フ
ァジィ推論時間の軽減を図ることができる。ファジィ推
論では、隣接したルールが成立するため、はとんどの場
合は問題ない。但し、局所的に制限を受けた個所のルー
ルが必要な場合は、その個所のルールのみを記述すれば
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制御装置が適用された吸収式冷凍機のブ
ロック図、第２図は本発明装置に使用されるマイクロコ
ンピュータの機能ブロック図、第３図乃至第８図は本発
明に用いられる条件部メンバー・シップ関数の特性図、
第９図乃至第１３図は制御ルールの説明図、第１４図は
結論部のメンバー・シップ関数の特性図である。１・・・高温発生器、２・・・低温発生器、３・・凝縮
器、４・・蒸発器、５・・・吸収器、１７・・−燃料制
御弁、２３・・制御部、２４・・・冷水出口温度検出器
、２５・・・マイクロブロンセサ、２６・−・制御装置
、２７・・・ファジィ推論プロンセサ、２計・制御ルー
ルの記憶装置、３０・・・演算装置３１・・・冷水入口
温度検出器、３２・・・高温再生器温度検出器、３３・
・・冷水入口温度検出器３４・・・適合度演算部、３５
・・・修正部、３６・・・論理和部、３７・・・重心演
算部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）蒸発器、吸収器、発生器、凝縮器などを接続して
冷凍サイクルを形成し、発生器の加熱量を外的条件によ
って制御する吸収式冷凍機の制御装置に於て、複数の入
力変数（メンバー・シップ関数）によって設定されるフ
ァジィルールを間隔を開けて定義することを特徴とした
吸収式冷凍機の制御装置。