JPH0486462A

JPH0486462A - 吸収式冷凍機の制御装置

Info

Publication number: JPH0486462A
Application number: JP20201490A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ogawa; 淳小川; Kazuhiro Hitomi; 人見　和弘; Masahiro Maekawa; 前川　正弘; Hidekazu Enomoto; 英一榎本
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: JP2815993B2

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、吸収冷温水機、冷凍機においては、冷水出口温度
を検出し設定値からの偏差に基すき、吸収冷温水機、冷
凍機への入熱の制御を行う比例制御、あるいは冷水出口
温度によるＰＩＤ制御が一般的であった。

これらの制御は冷水出口温度という単一の物理量に対し
て一義的に吸収式冷凍機への入熱を制御するため、起動
、停止、緩急の負荷変動などあらゆる条件変化に対して
熟練オペレーターが行う制御に比べると即応性に難点が
あった。その改善のため、吸収冷温水機、吸収冷凍機の
外的条件を表す複数の物理量（冷水出口温度の設定値か
らの偏差、その時間的変化割合など）、及び冷温水機。

冷凍機の内部条件を表す複数の物理１（高温再生器温度
、その時間的変化割合など）と吸収冷温水機、冷凍機へ
の入熱量、吸収液の循環量との間にファジィルール及び
メンバーシップ関数を構成して、それに基ずき吸収式冷
凍機の制御を行う制御方式が提案されている。

その制御方式によると、冷水出口温度のみによるＰＩＤ
制御方式に比べ、吸収冷温水機、吸収冷凍機の内部及び
外部状態とその変化を検知し、それらを統合的に判断し
制御を行うことができるため、熟練オペレーターが行う
制御と同等の即応性のよい制御性能が得られる。

しかしながら、吸収冷温水機、吸収冷凍機が安定に運転
制御されている状！！（冷水出口温度が設定値近傍に制
御できている状態）では、ファジィ制御で一般的に言わ
れている設定値追従性能に問題がある。すなわち、 ■設定値とのオフセットが残る、 ■外乱の影響を受けやすい、などである。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明のは、前述の従来方式において難点のあった設定
値近傍の°制御性能について改善を行うものである。

（ニ）課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、冷温水出口温度
が設定値近傍で、冷温水出口温度の設定値との偏差を有
限一定時間分積算してその平均値をとり、その値により
加熱量との間にファジィルール及びメンバー・シップ関
数を構成している。

（ホ）作用積算するサンプルの回数を：Ａ整することにより冷水出
口温度の設定値への追従性が向上し、夕１乱の影響も受
けにくくなる。

（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、】０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ｆｉｉｉ’１
５の途中に冷媒ポンプ１５Ｐが設けられている。また、
】６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）１
７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、この制御部７２６
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＋ＫＱ、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、３
３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）ｅ　ｔ、　ｏ　＝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０ｅｔＯの過去４０サンプルの平均値（ｅ）ｅ、＝（Σ
　ｅ　ｔ　ｏ　＋　）　／　４０■高温再生器温度変化
率（ｄ　ｔ　ｇ）ｃ！ｔｇ＝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ｅｔｏ、ｄｔｏ、ｄｔｃｉ、ｄｔｉ、ｅ、ｄｔ
ｇ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、ｄｔ
ｃｉ、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、ｃｌｔｉ、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、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、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、ｄｔｉ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ＺＨ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（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・シンプ関数を修正する。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・０１演算部３７で求める。この重心演算
部３７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、、：今までの開度
情報Ｑ、−，に基ずし１て新たな開度情報Ｑ、＝Ｑ　、
−、＋　Ｋ　Ｑヨを算出する。そして、この間度情報Ｑ
、応じて燃料制御弁】７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、冷温水出口温度が設定値近傍で
、冷温水出口温度の設定値との偏差を有限一定時間分積
算してその値により加熱量との間にファジィルール及び
メンバー・シップ関数を構成しているので、冷水出口温
度の設定値への追従性が向上し、外乱の影響も受けにく
くなり、制御の安定性が向上する。

【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・・・マイクロプロッセサ、２６・・制御装置、２
７・・・ファジィ推論プロッセサ、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

【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、冷温水出口温度が設定
値近傍で、冷温水出口温度の設定値との偏差を有限一定
時間分積算してその平均値をとり、その値により加熱量
との間にファジィルール及びメンバー・シップ関数を構
成したことを特徴とした吸収式冷凍機の制御装置。