JPH06250706A - ファジィフィードバック制御装置 - Google Patents
ファジィフィードバック制御装置Info
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- JPH06250706A JPH06250706A JP5057900A JP5790093A JPH06250706A JP H06250706 A JPH06250706 A JP H06250706A JP 5057900 A JP5057900 A JP 5057900A JP 5790093 A JP5790093 A JP 5790093A JP H06250706 A JPH06250706 A JP H06250706A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プロセス遅れ時間、無駄時間が長いためオー
バーシュートが大きくなる制御対象を効果的に制御す
る。 【構成】 ファジィ演算部２１は制御対象の設定値Ｓ
Ｖ、プロセス値ＰＶが入力されるとその偏差および偏差
の変化量を求めるとともにＰＶの変動をも参照しながら
ＰＩ形制御の速度形操作量をファジィ推論により算出し
て操作量変換部２２へ出力する。操作量変換部２２は操
作量を位置形に変換する。また、微分動作部２３は同様
にＳＶ、ＰＶから偏差および偏差の変化量を求めＰＶの
変動をも参照しながら位置形の微分操作を行いＤ操作量
を算出する。算出されたＰＩ操作量およびＤ操作量は加
算されてプロセスへ送られる。また、プロセス値の変化
量についても制御に用いられる。このようにプロセス変
動の変化により操作量が決定されることにより制御特性
が向上する。
バーシュートが大きくなる制御対象を効果的に制御す
る。 【構成】 ファジィ演算部２１は制御対象の設定値Ｓ
Ｖ、プロセス値ＰＶが入力されるとその偏差および偏差
の変化量を求めるとともにＰＶの変動をも参照しながら
ＰＩ形制御の速度形操作量をファジィ推論により算出し
て操作量変換部２２へ出力する。操作量変換部２２は操
作量を位置形に変換する。また、微分動作部２３は同様
にＳＶ、ＰＶから偏差および偏差の変化量を求めＰＶの
変動をも参照しながら位置形の微分操作を行いＤ操作量
を算出する。算出されたＰＩ操作量およびＤ操作量は加
算されてプロセスへ送られる。また、プロセス値の変化
量についても制御に用いられる。このようにプロセス変
動の変化により操作量が決定されることにより制御特性
が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、温度調節計のように遅
れ時間、無駄時間が大きいプロセス制御に用いられるフ
ァジィフィードバック制御装置に関する。
れ時間、無駄時間が大きいプロセス制御に用いられるフ
ァジィフィードバック制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プロセス制御において、プロセス値を目
標値と一致させるようにファジィ推論により制御出力を
決定するファジィフィードバックコントローラを、本出
願人が特願平３−２５０４５０号として出願している。
標値と一致させるようにファジィ推論により制御出力を
決定するファジィフィードバックコントローラを、本出
願人が特願平３−２５０４５０号として出願している。
【０００３】このコントローラは、制御対象のプロセス
値をフィードバックし、設定値とこのプロセス値との偏
差、およびこの偏差の変化量を用いてプロセス値を設定
値と一致させる制御出力をファジィ推論により決定し出
力するものである。そのためのファジィ制御規則は、偏
差および偏差の変化量を座標軸とする位相平面において
ＰＩ制御の速度形制御出力変化量がゼロとなる基準直線
を考え、この直線およびこれに対する平行直線上に頂点
が位置するように上記位相平面を等大の長方形により分
割し、同符号である前記偏差および偏差の変化量の絶対
値に比例するように、前記基準直線と前記平行直線との
間の距離に応じた大きさの制御出力変化量を規定する。
値をフィードバックし、設定値とこのプロセス値との偏
差、およびこの偏差の変化量を用いてプロセス値を設定
値と一致させる制御出力をファジィ推論により決定し出
力するものである。そのためのファジィ制御規則は、偏
差および偏差の変化量を座標軸とする位相平面において
ＰＩ制御の速度形制御出力変化量がゼロとなる基準直線
を考え、この直線およびこれに対する平行直線上に頂点
が位置するように上記位相平面を等大の長方形により分
割し、同符号である前記偏差および偏差の変化量の絶対
値に比例するように、前記基準直線と前記平行直線との
間の距離に応じた大きさの制御出力変化量を規定する。
【０００４】また、前件部メンバシップ関数は、前記長
方形の中心座標のうち偏差成分および偏差の変化量成分
が、ファジイ変数としての偏差および偏差の変化量に関
する前件部メンバーシップ関数の二等辺三角形の各々の
中心となるように規定する。さらに、後件部メンバシッ
プ関数は、前記基準直線と前記平行直線との間の距離
が、ファジィ変数としての制御出力変化量に関する後件
部メンバーシップ関数の二等辺三角形の中心となるよう
に規定する。
方形の中心座標のうち偏差成分および偏差の変化量成分
が、ファジイ変数としての偏差および偏差の変化量に関
する前件部メンバーシップ関数の二等辺三角形の各々の
中心となるように規定する。さらに、後件部メンバシッ
プ関数は、前記基準直線と前記平行直線との間の距離
が、ファジィ変数としての制御出力変化量に関する後件
部メンバーシップ関数の二等辺三角形の中心となるよう
に規定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このフ
ァジィフィードバックコントローラをプロセス遅れ時
間、無駄時間が大きい制御対象に用いた場合、設定値変
更に対して生じるオーバーシュートの抑制が少ない。そ
のためこのコントローラはオーバーシュートを極度に嫌
う制御対象に使用することができない。さらには、外乱
が印加された時の抑制効果についても、速応性の点で従
来のＰＩＤ制御より劣っている。本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、その目的とするところ
は、プロセス遅れ時間、無駄時間が大きくてオーバーシ
ュートの大きい制御対象であっても、効果的に制御する
ことができるファジィフィードバック制御装置を提供す
ることにある。
ァジィフィードバックコントローラをプロセス遅れ時
間、無駄時間が大きい制御対象に用いた場合、設定値変
更に対して生じるオーバーシュートの抑制が少ない。そ
のためこのコントローラはオーバーシュートを極度に嫌
う制御対象に使用することができない。さらには、外乱
が印加された時の抑制効果についても、速応性の点で従
来のＰＩＤ制御より劣っている。本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、その目的とするところ
は、プロセス遅れ時間、無駄時間が大きくてオーバーシ
ュートの大きい制御対象であっても、効果的に制御する
ことができるファジィフィードバック制御装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、制御対象からフィードバックされた
プロセス値と設定値との偏差、およびこの偏差の変化量
を座標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に基づ
き、プロセス値を設定値に一致させる制御出力をファジ
ィ推論により決定するファジィフィードバック制御装置
において、プロセス値の変化量について微分動作して操
作量を算出する手段を備えたことを特徴とする。
に、第１の発明は、制御対象からフィードバックされた
プロセス値と設定値との偏差、およびこの偏差の変化量
を座標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に基づ
き、プロセス値を設定値に一致させる制御出力をファジ
ィ推論により決定するファジィフィードバック制御装置
において、プロセス値の変化量について微分動作して操
作量を算出する手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】第２の発明は、第１の発明において、微分
動作により算出された演算値を制限する上下限リミッタ
と、評価時間内の微分動作から得られた操作量により上
下限リミッタの範囲を変更する手段とを備えたことを特
徴とする。
動作により算出された演算値を制限する上下限リミッタ
と、評価時間内の微分動作から得られた操作量により上
下限リミッタの範囲を変更する手段とを備えたことを特
徴とする。
【０００８】第３発明は、制御対象からフィードバック
されたプロセス値と設定値との偏差、およびこの偏差の
変化量を座標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に
基づき、プロセス値を設定値に一致させる制御出力をフ
ァジィ推論により決定するファジィフィードバック制御
装置において、プロセス値と設定値とによりプロセスパ
ラメータを同定するとともにプロセスパラメータから正
規化パラメータを算出する手段と、正規化パラメータに
より偏差および偏差の変化量を正規化する手段とを備え
たことを特徴とする。
されたプロセス値と設定値との偏差、およびこの偏差の
変化量を座標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に
基づき、プロセス値を設定値に一致させる制御出力をフ
ァジィ推論により決定するファジィフィードバック制御
装置において、プロセス値と設定値とによりプロセスパ
ラメータを同定するとともにプロセスパラメータから正
規化パラメータを算出する手段と、正規化パラメータに
より偏差および偏差の変化量を正規化する手段とを備え
たことを特徴とする。
【０００９】第４発明は、制御対象からフィードバック
されたプロセス値と設定値との偏差、およびこの偏差の
変化量を座標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に
基づき、プロセス値を設定値に一致させる制御出力をフ
ァジィ推論により決定するファジィフィードバック制御
装置において、設定値を変更する際の補正値を制御ゲイ
ンと現状のプロセス値および設定値より算出する手段を
備えたことを特徴とする。
されたプロセス値と設定値との偏差、およびこの偏差の
変化量を座標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に
基づき、プロセス値を設定値に一致させる制御出力をフ
ァジィ推論により決定するファジィフィードバック制御
装置において、設定値を変更する際の補正値を制御ゲイ
ンと現状のプロセス値および設定値より算出する手段を
備えたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】第１の発明においては、プロセス値の変化量に
ついての微分動作が追加されたことにより、無駄時間、
遅れ時間が長いプロセスに対しても、設定値変更時およ
び外乱抑制時の速応性が向上する。
ついての微分動作が追加されたことにより、無駄時間、
遅れ時間が長いプロセスに対しても、設定値変更時およ
び外乱抑制時の速応性が向上する。
【００１１】第２の発明においては、微分動作の演算値
を制限する上下限リミッタが設定されるとともに、評価
時間内の微分動作から得られた操作量により上下限リミ
ッタの範囲が変更される。それにより、例えば、無駄時
間が短いプロセスにおいて、設定値変更時にプロセス値
が設定値に追従を始めるときに操作量が減少されるが上
下限リミッタの範囲が拡大され、速応性が保たれる。
を制限する上下限リミッタが設定されるとともに、評価
時間内の微分動作から得られた操作量により上下限リミ
ッタの範囲が変更される。それにより、例えば、無駄時
間が短いプロセスにおいて、設定値変更時にプロセス値
が設定値に追従を始めるときに操作量が減少されるが上
下限リミッタの範囲が拡大され、速応性が保たれる。
【００１２】第３の発明においては、プロセス値と設定
値とによりプロセスパラメータが同定され、プロセスパ
ラメータから正規化パラメータが算出される。さらに、
正規化パラメータにより偏差および偏差の変化量が正規
化される。それにより、対象プロセスの特性に応じて基
準変動幅が決定される。
値とによりプロセスパラメータが同定され、プロセスパ
ラメータから正規化パラメータが算出される。さらに、
正規化パラメータにより偏差および偏差の変化量が正規
化される。それにより、対象プロセスの特性に応じて基
準変動幅が決定される。
【００１３】第４の発明においては、設定値を変更する
ための補正値が、制御ゲイン、プロセス値および設定値
より算出される。それにより、操作量が過剰になった
り、緩慢になったりすることを防止できる。
ための補正値が、制御ゲイン、プロセス値および設定値
より算出される。それにより、操作量が過剰になった
り、緩慢になったりすることを防止できる。
【００１４】
【実施例】先ず、第１の発明に係るファジィフィードバ
ック制御装置の概要を、従来のＰＩ形ファジィフィード
バック制御装置と比較しながら説明する。従来のＰＩ形
ファジィ制御は、プロセスの遅れ時間、無駄時間が大き
くなると、振動的になったり、応答が遅くなったりし
た。そこで、本発明では、ＰＩＤ制御でのＤ動作（微分
動作）を追加してＰＩＤ形によるファジィ制御とした。
すなわち、従来のＰＩ形ファジィ制御の演算式は以下の
通りである。
ック制御装置の概要を、従来のＰＩ形ファジィフィード
バック制御装置と比較しながら説明する。従来のＰＩ形
ファジィ制御は、プロセスの遅れ時間、無駄時間が大き
くなると、振動的になったり、応答が遅くなったりし
た。そこで、本発明では、ＰＩＤ制御でのＤ動作（微分
動作）を追加してＰＩＤ形によるファジィ制御とした。
すなわち、従来のＰＩ形ファジィ制御の演算式は以下の
通りである。
【００１５】ΔＵi＝Ｆ（ｅi，Δｅi） Ｕi＝Ｕi-1＋ΔＵi 但し、Ｕは制御出力、ΔＵは制御出力変化量、Ｆはファ
ジィ関数、ｅは偏差、Δｅは偏差の変化量、添字ｉはサ
ンプリング番号である。
ジィ関数、ｅは偏差、Δｅは偏差の変化量、添字ｉはサ
ンプリング番号である。
【００１６】上式に位置形のＤ動作を追加すると、次式
のようにＰＩＤ位置形の演算式が得られる。 ΔＵi＝Ｆ（ｅi，Δｅi） Ｕi＝Ｕi-1＋ΔＵi Ｕi＝Ｕi＋Ｕdi 但し、ＵdiはＤ動作による操作量である。
のようにＰＩＤ位置形の演算式が得られる。 ΔＵi＝Ｆ（ｅi，Δｅi） Ｕi＝Ｕi-1＋ΔＵi Ｕi＝Ｕi＋Ｕdi 但し、ＵdiはＤ動作による操作量である。
【００１７】なお、操作量Ｕdiは微分演算式であり、例
えば次式に示す不完全微分演算式を用いる。
えば次式に示す不完全微分演算式を用いる。
【００１８】
【数１】
【００１９】このように、位置形Ｄ動作の演算式として
は、微分先行形ＰＩＤの式が用いられる。
は、微分先行形ＰＩＤの式が用いられる。
【００２０】図１は、第１の発明に係るファジィフィー
ドバック制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図において、ファジィ演算部２１は，制御対象の設定値
ＳＶ、プロセス値ＰＶが入力されるとその偏差および偏
差の変化量を求めるとともにＰＶの変動をも参照しなが
らＰＩ形・速度形のＰＩ操作量をファジィ推論により算
出して操作量変換部２２へ出力する。操作量変換部２２
は、速度形のＰＩ操作量を位置形に変換する。
ドバック制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図において、ファジィ演算部２１は，制御対象の設定値
ＳＶ、プロセス値ＰＶが入力されるとその偏差および偏
差の変化量を求めるとともにＰＶの変動をも参照しなが
らＰＩ形・速度形のＰＩ操作量をファジィ推論により算
出して操作量変換部２２へ出力する。操作量変換部２２
は、速度形のＰＩ操作量を位置形に変換する。
【００２１】また、微分動作部２３は、同様に入力され
たＳＶ、ＰＶから偏差および偏差の変化量を求めるとと
もに、ＰＶの変動をも参照しながら、位置形の微分操作
を行いＤ操作量を算出する。算出されたＰＩ操作量およ
びＤ操作量は加算されてから操作量として出力される。
このように構成されたＰＩＤ形ファジィ制御では、プロ
セス値の変化量も用いられる。そのため、遅れ時間、無
駄時間が長いプロセスにおける設定値変更時、外乱抑制
時でも、プロセス変動の変化により操作量が決定される
ことから、従来のＰＩ形ファジィ制御よりも速応性が向
上する。
たＳＶ、ＰＶから偏差および偏差の変化量を求めるとと
もに、ＰＶの変動をも参照しながら、位置形の微分操作
を行いＤ操作量を算出する。算出されたＰＩ操作量およ
びＤ操作量は加算されてから操作量として出力される。
このように構成されたＰＩＤ形ファジィ制御では、プロ
セス値の変化量も用いられる。そのため、遅れ時間、無
駄時間が長いプロセスにおける設定値変更時、外乱抑制
時でも、プロセス変動の変化により操作量が決定される
ことから、従来のＰＩ形ファジィ制御よりも速応性が向
上する。
【００２２】次に、第２の発明に係るファジィフィード
バック制御装置の概要を説明する。従来のＰＩ形ファジ
ィ制御では、制御演算内部リミッタ、制御出力リミッタ
とも０−１００％としていた。第１の発明に係るＰＩＤ
形ファジィ制御ではＤ動作がなされるため、遅れ時間、
無駄時間が短いプロセスに対しての設定値変更時に、Ｄ
動作の逆操作により立ち上がりの速応性が損なわれる。
そこで本発明は、制御演算内部リミッタの０−１００％
の範囲を拡大して、Ｄ動作の逆操作の下げしろを確保す
るようにした。下げしろの目安はＤ動作の値を逆算して
決定する。
バック制御装置の概要を説明する。従来のＰＩ形ファジ
ィ制御では、制御演算内部リミッタ、制御出力リミッタ
とも０−１００％としていた。第１の発明に係るＰＩＤ
形ファジィ制御ではＤ動作がなされるため、遅れ時間、
無駄時間が短いプロセスに対しての設定値変更時に、Ｄ
動作の逆操作により立ち上がりの速応性が損なわれる。
そこで本発明は、制御演算内部リミッタの０−１００％
の範囲を拡大して、Ｄ動作の逆操作の下げしろを確保す
るようにした。下げしろの目安はＤ動作の値を逆算して
決定する。
【００２３】下げしろをαとすると、上限リミッタは１
００％＋αとなり、下限リミッタは０％−αとなる。こ
こで、Ｄ動作による操作量算出式でＰＶの変化量をプロ
セスゲインＫｐとプロセス遅れ時間Ｔｐの比として、評
価時間内のＤ動作の操作量を次式により逆算して下げし
ろαが得られる。
００％＋αとなり、下限リミッタは０％−αとなる。こ
こで、Ｄ動作による操作量算出式でＰＶの変化量をプロ
セスゲインＫｐとプロセス遅れ時間Ｔｐの比として、評
価時間内のＤ動作の操作量を次式により逆算して下げし
ろαが得られる。
【００２４】
【数２】
【００２５】なお、γは定数である。
【００２６】このようにして、ＰＩＤ形ファジィ制御に
おいて、従来通り０−１００％の内部演算リミッタを用
いた場合、プロセスの遅れ時間および無駄時間が短い
と、設定値変更時にＰＶがＳＶに追従し始めるときに操
作量を減らすことになるが内部演算リミッタを０−α％
〜１００＋α％と拡大することにより、初期の減量によ
り速応性が損なわれることがなくなる。
おいて、従来通り０−１００％の内部演算リミッタを用
いた場合、プロセスの遅れ時間および無駄時間が短い
と、設定値変更時にＰＶがＳＶに追従し始めるときに操
作量を減らすことになるが内部演算リミッタを０−α％
〜１００＋α％と拡大することにより、初期の減量によ
り速応性が損なわれることがなくなる。
【００２７】次に、第３の発明に係るファジィフィード
バック制御装置の概要を説明する。従来のＰＩ形ファジ
ィ制御では、プロセス変動の大小を判断するため、プロ
セスに印加される外乱を測定してその基準変動幅により
判断していた。すなわち、プロセスの基準変動幅につい
ての入力データを手入力により設定していた。そのた
め、プロセス変動がどのくらいか不明のときには、１
％，１０％・・・というようにおおまかにしか設定でき
なかった。
バック制御装置の概要を説明する。従来のＰＩ形ファジ
ィ制御では、プロセス変動の大小を判断するため、プロ
セスに印加される外乱を測定してその基準変動幅により
判断していた。すなわち、プロセスの基準変動幅につい
ての入力データを手入力により設定していた。そのた
め、プロセス変動がどのくらいか不明のときには、１
％，１０％・・・というようにおおまかにしか設定でき
なかった。
【００２８】そこで本発明では、ＰＩ制御におけるプロ
セスの通常変動幅が比例帯に相当するものとし、プロセ
スの基準変動幅を比例帯のβ％（例えば５０％程度）と
して、リミットサイクル法によるプロセス同定結果を利
用して算出する。ここで基準変動幅をＡとすると、Ａは
次式により算出される。
セスの通常変動幅が比例帯に相当するものとし、プロセ
スの基準変動幅を比例帯のβ％（例えば５０％程度）と
して、リミットサイクル法によるプロセス同定結果を利
用して算出する。ここで基準変動幅をＡとすると、Ａは
次式により算出される。
【００２９】
【数３】
【００３０】なお、Ｌはプロセス無駄時間であり、Ｋｐ
／ＴｐおよびＬがリミットサイクル法により求められ
る。このように第３の発明では、ＰＩＤ制御パラメータ
の算出用として、プロセス同定結果をもとに、基準変動
幅がＰ動作の比例帯幅に依存するものとして基準変動幅
を算出するようにした。基準変動幅を、例えば、Ｐ幅の
５０％等として出力するようことにより、プロセスの特
性に応じて基準変動幅を決定することができる。
／ＴｐおよびＬがリミットサイクル法により求められ
る。このように第３の発明では、ＰＩＤ制御パラメータ
の算出用として、プロセス同定結果をもとに、基準変動
幅がＰ動作の比例帯幅に依存するものとして基準変動幅
を算出するようにした。基準変動幅を、例えば、Ｐ幅の
５０％等として出力するようことにより、プロセスの特
性に応じて基準変動幅を決定することができる。
【００３１】次に、第４の発明に係るファジィフィード
バック制御装置の概要を説明する。従来のＰＩ形ファジ
ィ制御では、設定値の変更に対する補正量ΔＵrefは、
次式に示すように、比例ゲインおよび設定値変更幅にそ
れぞれ比例するようにして決定されていた。 ΔＵref＝Ｋc×ΔＳＶ×ＫcEX この場合、ＰＶとＳＶとが一致していないときの設定値
の変更に際しては操作が過剰になったり、あるいは緩慢
になったりすることがある。
バック制御装置の概要を説明する。従来のＰＩ形ファジ
ィ制御では、設定値の変更に対する補正量ΔＵrefは、
次式に示すように、比例ゲインおよび設定値変更幅にそ
れぞれ比例するようにして決定されていた。 ΔＵref＝Ｋc×ΔＳＶ×ＫcEX この場合、ＰＶとＳＶとが一致していないときの設定値
の変更に際しては操作が過剰になったり、あるいは緩慢
になったりすることがある。
【００３２】そこで第４の発明では、補正量を比例ゲイ
ン、設定値変更幅、ＳＶとＰＶの偏差にそれぞれ比例す
るように決定する。すなわち、補正量ΔＵrefは、次式
により求める。
ン、設定値変更幅、ＳＶとＰＶの偏差にそれぞれ比例す
るように決定する。すなわち、補正量ΔＵrefは、次式
により求める。
【００３３】
【数４】
【００３４】なお、上式では、ＰＶとＳＶが一致してい
る場合に従来方式と同じになる。ＰＶとＳＶが一致して
いない場合は、新しいＳＶと現在のＰＶとの偏差に比例
する操作量が補正されるため、操作量が過剰になった
り、緩慢になったりすることがなくなる。
る場合に従来方式と同じになる。ＰＶとＳＶが一致して
いない場合は、新しいＳＶと現在のＰＶとの偏差に比例
する操作量が補正されるため、操作量が過剰になった
り、緩慢になったりすることがなくなる。
【００３５】次に、本発明の実施例をさらに詳細に説明
する。図２は、本発明に係るファジィフィードバック制
御装置の実施例のブロック図である。図では、制御対象
プロセスの設定値ＳＶおよび制御対象のプロセス値ＰＶ
が制御器に入力される。プロセスパラメータ同定装置３
は、ＰＶ、ＳＶを用いて、プロセスパラメータの同定を
行い、得られたプロセスパラメータを制御パラメータ算
出装置４および制御パラメータ変換装置５へ送る。
する。図２は、本発明に係るファジィフィードバック制
御装置の実施例のブロック図である。図では、制御対象
プロセスの設定値ＳＶおよび制御対象のプロセス値ＰＶ
が制御器に入力される。プロセスパラメータ同定装置３
は、ＰＶ、ＳＶを用いて、プロセスパラメータの同定を
行い、得られたプロセスパラメータを制御パラメータ算
出装置４および制御パラメータ変換装置５へ送る。
【００３６】制御パラメータ算出装置４は、プロセス同
定パラメータからＰＩＤ制御パラメータを算出して制御
パラメータ変換装置５へ送る。制御パラメータ変換装置
５は、プロセスパラメータおよびＰＩＤ制御パラメータ
からファジィ制御パラメータを求めてＰＶ値偏差正規化
装置１１，ＰＶ値変化量正規化装置１２，速度形操作量
変換装置１４へ送る。
定パラメータからＰＩＤ制御パラメータを算出して制御
パラメータ変換装置５へ送る。制御パラメータ変換装置
５は、プロセスパラメータおよびＰＩＤ制御パラメータ
からファジィ制御パラメータを求めてＰＶ値偏差正規化
装置１１，ＰＶ値変化量正規化装置１２，速度形操作量
変換装置１４へ送る。
【００３７】なお、正規化装置１１へ送られるパラメー
タＡは次式により算出される。
タＡは次式により算出される。
【００３８】
【数５】
【００３９】同様に、正規化装置１２へ送られるパラメ
ータＢは次式により算出される。 Ｂ＝（τ／Ｔi）・６６ 同様に、変換装置１４へ送られるパラメータＣは次式に
より算出される。 Ｃ＝Ｋc・Ｂ
ータＢは次式により算出される。 Ｂ＝（τ／Ｔi）・６６ 同様に、変換装置１４へ送られるパラメータＣは次式に
より算出される。 Ｃ＝Ｋc・Ｂ
【００４０】ＳＶ値変化量算出装置６は、前回と今回の
ＳＶ値からＳＶ値の変化量を算出し設定値変更補正操作
量算出装置９へ送る。ＰＶ値偏差算出装置７は、ＳＶ値
とＰＶ値の偏差を算出しＰＶ値偏差正規化装置１１へ送
る。ＰＶ値変化量算出装置８は、前回と今回のＰＶ値か
らＰＶ値の変化量を算出し微分動作操作量演算装置１
０、ＰＶ値変化量正規化装置１２へ送る。設定値変更補
正操作量算出装置９は、設定値変更に対する制御出力の
補正値を算出して速度形操作量変換装置１４へ送る。
ＳＶ値からＳＶ値の変化量を算出し設定値変更補正操作
量算出装置９へ送る。ＰＶ値偏差算出装置７は、ＳＶ値
とＰＶ値の偏差を算出しＰＶ値偏差正規化装置１１へ送
る。ＰＶ値変化量算出装置８は、前回と今回のＰＶ値か
らＰＶ値の変化量を算出し微分動作操作量演算装置１
０、ＰＶ値変化量正規化装置１２へ送る。設定値変更補
正操作量算出装置９は、設定値変更に対する制御出力の
補正値を算出して速度形操作量変換装置１４へ送る。
【００４１】微分動作操作量演算装置１０は、ＰＶ値の
変化量および前回のＤ動作操作量から、微分動作操作量
を算出して内部演算上下限リミット装置１６へ送る。Ｐ
Ｖ値偏差正規化装置１１は、ファジィ制御パラメータに
よりＰＶ値の偏差を正規化してファジィ推論演算装置１
３へ送る。ＰＶ値変化量正規化装置１２は、ファジィ制
御パラメータによりＰＶ値の変化量を正規化してファジ
ィ推論演算装置１３へ送る。
変化量および前回のＤ動作操作量から、微分動作操作量
を算出して内部演算上下限リミット装置１６へ送る。Ｐ
Ｖ値偏差正規化装置１１は、ファジィ制御パラメータに
よりＰＶ値の偏差を正規化してファジィ推論演算装置１
３へ送る。ＰＶ値変化量正規化装置１２は、ファジィ制
御パラメータによりＰＶ値の変化量を正規化してファジ
ィ推論演算装置１３へ送る。
【００４２】ファジィ推論演算装置１３は、正規化され
たＰＶ値の偏差およびその変化量に基づきファジィ推論
を行いＰＩ形、速度形の操作量を算出して速度形操作量
変換装置１４へ送る。速度形操作量変換装置１４は、フ
ァジィ制御パラメータにより速度形操作量を変換（逆正
規化）し、さらに補正値を加算して操作量変換装置１５
へ送る。操作量変換装置１５は、速度形操作量を位置形
操作量に変換して内部演算上下限リミット装置１６へ送
る。
たＰＶ値の偏差およびその変化量に基づきファジィ推論
を行いＰＩ形、速度形の操作量を算出して速度形操作量
変換装置１４へ送る。速度形操作量変換装置１４は、フ
ァジィ制御パラメータにより速度形操作量を変換（逆正
規化）し、さらに補正値を加算して操作量変換装置１５
へ送る。操作量変換装置１５は、速度形操作量を位置形
操作量に変換して内部演算上下限リミット装置１６へ送
る。
【００４３】内部演算上下限リミット装置１６は、位置
形操作量に対して上下限チェックを行い、さらに微分動
作操作量を加算して制御出力上下限リミット装置１７へ
送る。制御出力上下限リミット装置１７は、操作量の上
下限チェックを行い、プロセスパラメータ同定装置３へ
送るとともに制御対象へ出力する。
形操作量に対して上下限チェックを行い、さらに微分動
作操作量を加算して制御出力上下限リミット装置１７へ
送る。制御出力上下限リミット装置１７は、操作量の上
下限チェックを行い、プロセスパラメータ同定装置３へ
送るとともに制御対象へ出力する。
【００４４】図３は、本発明の実施例と従来のＰＩＤ制
御とを比較したグラフである。図において、実線が本発
明の実施例による制御結果であり、破線が従来のＰＩＤ
制御による制御結果を示す。図からも明らかなように、
本発明の実施例は立ち上がり時のオーバシュートがほと
んど発生せず、また、外乱に対しての速応性にもすぐれ
ている。
御とを比較したグラフである。図において、実線が本発
明の実施例による制御結果であり、破線が従来のＰＩＤ
制御による制御結果を示す。図からも明らかなように、
本発明の実施例は立ち上がり時のオーバシュートがほと
んど発生せず、また、外乱に対しての速応性にもすぐれ
ている。
【００４５】このように実施例では、従来のＰＩファジ
ィ制御にＤ動作を加えるとともに上下限リミッタによる
微分動作を調整し、また正規化パラメータをプロセスパ
ラメータにより変更を加え、さらには設定値の変更補正
値をプロセス値と設定値とから算出することにより、オ
ーバーシュートが少なく外乱や設定値の変更に対する速
応性すぐれた制御特性のよいファジィフィードバック制
御装置を得ることができる。
ィ制御にＤ動作を加えるとともに上下限リミッタによる
微分動作を調整し、また正規化パラメータをプロセスパ
ラメータにより変更を加え、さらには設定値の変更補正
値をプロセス値と設定値とから算出することにより、オ
ーバーシュートが少なく外乱や設定値の変更に対する速
応性すぐれた制御特性のよいファジィフィードバック制
御装置を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】以上述べたように第１の発明によれば、
プロセス値の変化量についての微分動作が追加されたこ
とにより、無駄時間、遅れ時間が長いプロセスに対して
も、設定値変更時および外乱抑制時の速応性および整定
性が向上する。それにより、ＰＩＤ制御と同等以上の制
御特性を得ることができる。
プロセス値の変化量についての微分動作が追加されたこ
とにより、無駄時間、遅れ時間が長いプロセスに対して
も、設定値変更時および外乱抑制時の速応性および整定
性が向上する。それにより、ＰＩＤ制御と同等以上の制
御特性を得ることができる。
【００４７】第２の発明によれば、微分動作の演算値を
制限する上下限リミッタが設定されるとともに、評価時
間内の微分動作から得られた操作量より上下限リミッタ
の範囲が変更される。それにより、例えば、無駄時間が
短いプロセスでは、設定値変更時にプロセス値が設定値
に追従を始めるときに操作量が減少されるが上下限リミ
ッタの範囲が拡大されて速応性が保たれ、良好な制御特
性を得ることができる。
制限する上下限リミッタが設定されるとともに、評価時
間内の微分動作から得られた操作量より上下限リミッタ
の範囲が変更される。それにより、例えば、無駄時間が
短いプロセスでは、設定値変更時にプロセス値が設定値
に追従を始めるときに操作量が減少されるが上下限リミ
ッタの範囲が拡大されて速応性が保たれ、良好な制御特
性を得ることができる。
【００４８】第３の発明によれば、プロセス値と設定値
とによりプロセスパラメータが同定され、プロセスパラ
メータから正規化パラメータが算出される。さらに、正
規化パラメータにより偏差および偏差の変化量が正規化
される。それにより、対象プロセスの特性に応じて基準
変動幅が決定され、良好な制御特性を得ることができ
る。
とによりプロセスパラメータが同定され、プロセスパラ
メータから正規化パラメータが算出される。さらに、正
規化パラメータにより偏差および偏差の変化量が正規化
される。それにより、対象プロセスの特性に応じて基準
変動幅が決定され、良好な制御特性を得ることができ
る。
【００４９】第４の発明によれば、設定値を変更するた
めの補正値が、制御ゲイン、プロセス値および設定値よ
り算出される。それにより、操作量が過剰になったり、
緩慢になったりすることが防止され、良好な制御特性を
得ることができる。
めの補正値が、制御ゲイン、プロセス値および設定値よ
り算出される。それにより、操作量が過剰になったり、
緩慢になったりすることが防止され、良好な制御特性を
得ることができる。
【図１】第１の発明に係る実施例の概略構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】本発明の実施例を詳細に示すブロック図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例と従来のＰＩＤ制御との制御結
果を比較したグラフである。
果を比較したグラフである。
３ プロセスパラメータ同定装置 ４ 制御パラメータ算出装置 ５ 制御パラメータ変換装置 ６ ＳＶ値変化量算出装置 ７ ＰＶ値偏差算出装置 ８ ＰＶ値変化量算出装置 ９ 設定値変更補正操作量算出装置 １０ 微分動作操作量演算装置 １１ ＰＶ値偏差正規化装置 １２ ＰＶ値変化量正規化装置 １３ ファジィ推論演算装置 １４ 速度形操作量変換装置 １５ 操作量変換装置 １６ 内部演算上下限リミット装置 １７ 制御出力上下限リミット装置 ２１ ファジィ演算部 ２２ 操作量変換部 ２３ 微分動作部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川浦 正人 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 制御対象からフィードバックされたプロ
セス値と設定値との偏差、およびこの偏差の変化量を座
標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に基づき、プ
ロセス値を設定値に一致させる制御出力をファジィ推論
により決定するファジィフィードバック制御装置におい
て、 プロセス値の変化量について微分動作して操作量を算出
する手段を備えたことを特徴とするファジィフィードバ
ック制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のファジィフィードバック
制御装置において、 微分動作により算出された演算値を制限する上下限リミ
ッタと、 評価時間内の微分動作から得られた操作量により上下限
リミッタの範囲を変更する手段と、 を備えたことを特徴とするファジィフィードバック制御
装置。 - 【請求項３】 制御対象からフィードバックされたプロ
セス値と設定値との偏差、およびこの偏差の変化量を座
標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に基づき、プ
ロセス値を設定値に一致させる制御出力をファジィ推論
により決定するファジィフィードバック制御装置におい
て、 プロセス値と設定値とによりプロセスパラメータを同定
するとともにプロセスパラメータから正規化パラメータ
を算出する手段と、 正規化パラメータにより偏差および偏差の変化量を正規
化する手段と、 を備えたことを特徴とするファジィフィードバック制御
装置。 - 【請求項４】 制御対象からフィードバックされたプロ
セス値と設定値との偏差、およびこの偏差の変化量を座
標軸とする位相平面におけるＰＩ制御方式に基づき、プ
ロセス値を設定値に一致させる制御出力をファジィ推論
により決定するファジィフィードバック制御装置におい
て、 設定値を変更する際の補正値を制御ゲインと現状のプロ
セス値および設定値より算出する手段を備えたことを特
徴とするファジィフィードバック制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5057900A JPH06250706A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | ファジィフィードバック制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5057900A JPH06250706A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | ファジィフィードバック制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250706A true JPH06250706A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=13068876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5057900A Pending JPH06250706A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | ファジィフィードバック制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06250706A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114153139A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-08 | 天津市英贝特航天科技有限公司 | 一种压印设备中薄膜平行度控制方法及装置 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP5057900A patent/JPH06250706A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114153139A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-08 | 天津市英贝特航天科技有限公司 | 一种压印设备中薄膜平行度控制方法及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000606 |