JPH0486461A - 吸収式冷凍機の制御装置 - Google Patents

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、高温再生器温度の
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（Ｉ
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　１ｓＰＢＡＮＤ　Ｂ　１ｓＺＲ
ＡＮＤＣｉｓ　ＮＢ ＴＨＥＮ　　Ｄ　　ｉｓ　　ＺＲ （但し、ＰＢ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。そして吸
収式冷凍機の場合、入力変数として実際の冷水出口温度
の設定値からの偏差を用いて、蒸発器の燃料供給を制御
する場合が多い。

（ハ）発明が解決しようとする課題 こうした装置において、冷水出口温度が設定値近くにな
った場合、制御の精度が悪くなるという問題があった。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明はこのような点に鑑みてなれたものであり、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、発生器の加熱量を冷水出口温度を含む外的
条件によってファジィ推論を用いて制御する吸収式冷凍
機の制御装置に於て、上記冷水出口温度が設定値にに近
い部分においてはファジィ・ルールを細かく設定すると
ともに発生器の加熱量のゼロ近傍における結論部のメン
バー・シップ関数を細かく設定している。

（ホ）作用 本発明装置により冷水出口温度が設定値近くにおいては
細かい制御が行われる。

（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ｌＢ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、１１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１７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、−，と操作量ＫＱゎとにより新たな開度情報Ｑ
。＝Ｑ−＋＋ＫＱ−を設定する。即ち、この実施例では
ファジィ推論プロツセサ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
高温再生盤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（ｅ　ｔ　ｏ） ｅｔｏ＝現在値−目標値 ■冷水出口温度の偏差の変化率（ｄｔＯ）ｄｔｏ＝現在
値−前の値 ■冷却水入口温度の変化率（ｄｔｃｉ）ｄｔｃｉ＝現在
値−前の値 ■冷水入口温度の変化率（ｄｔｉ） ｄｔｉ＝現在値−前の値 ■ｅｔｏの過去４０サンプルの平均１ｉ（ｅ）ｅ７＝（
Σ　ｅｔｏ、）／４０ ■高温再生器温度変化率（ｄ　ｔ　ｇ）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は上記演算部７３０から
のデータｅｔｏ、ｄｔｏ、ｄ、　ｔ　ｃｉ、　ｄｔ　ｉ
、ｅ、ｄｔｇ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、ｃ
ｌｔｉ、ｄｔｃｉ、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、ｄｔｃ
ｉ、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、ｄｔｇ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、ｅｔａ、ｄｔｏについては第１Ｏ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シている。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・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（ｄｔｃｉ）
、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（ｄ　
ｔ　ｇ）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。

として出力される。

弁の制御装置２６はこの操作量ＫＱ、と今までの開度情
報Ｑ　＊　−１に基すいて新たな開度情報Ｑ、＝Ｑ−−
＋＋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、凝縮器などを接統して冷凍サイ
クルを形成し、発生器の加熱量を冷水出口温度を含む外
的条件によってファジィ推論を用いて制御する吸収式冷
凍機の制御装置に於て、上記冷水出口温度が設定値にに
近い部分においてはファジィ・ルールを細かく設定する
とともに発生器の加熱量のゼロ近傍における結論部のメ
ンバー・シップ関数を細かく設定しているので、冷水出
口温度が設定値近傍であっても振動したりすることがな
く、安定して保たれる。

【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・・・マイクロプロツセサ、２６・・・制
御装置、２７・・・ファジィ推論プロツセサ、２８・・
・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 (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、発生器の加熱量を冷水出口温度
   を含む外的条件によってファジィ推論を用いて制御する
   吸収式冷凍機の制御装置に於て、上記冷水出口温度が設
   定値にに近い部分においてはファジィ・ルールを細かく
   設定するとともに発生器の加熱量のゼロ近傍における結
   論部のメンバー・シップ関数を細かく設定したことを特
   徴とする冷凍機の制御装置。