JPH06274202A

JPH06274202A - Ｉｍｃコントローラ

Info

Publication number: JPH06274202A
Application number: JP8382593A
Authority: JP
Inventors: Masahito Tanaka; 雅人田中; Hiroyuki Mitsubuchi; 裕之三渕
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】制御対象プロセスを数式表現した内部モデル
のむだ時間又は時定数に同定誤差があっても再調整が不
要なＩＭＣコントローラを提供する。【構成】目標値ｒが入力された目標値フィルタ部２の
出力からフィードバック量ｅが第１の減算処理部３にて
減算される。減算出力から操作量演算部４にて操作量ｕ
が演算され制御対象プロセスへ出力される。第２の減算
処理部８にて制御対象プロセスの制御量ｙから内部モデ
ル出力演算部６ｂからの参照制御量ｙｍが減算されてフ
ィードバック量ｅとなる。むだ時間誤差検出部１０にて
制御量記憶部９に記憶された制御量ｙが分析されて内部
モデルのむだ時間にモデル同定誤差があるときは修正信
号が出力される。修正信号の出力によりむだ時間修正処
理部１１から誤差修正されたむだ時間が内部モデル記憶
部６ａに出力され、内部モデルのむだ時間が修正され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＩＭＣ（Internal Model
Control）構造の制御アルゴリズムを用いたコントロー
ラに関し、特に内部モデルの同定誤差を修正することが
できるコントローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より汎用コントローラとしてＰＩＤ
制御を用いたものが一般に使用されている。ＰＩＤコン
トローラは、比例動作Ｐ、積分動作Ｉ、微分動作Ｄを加
え合わせた動作を行う操作部によって、目標値（例えば
このコントローラが室内空調機であれば室内温度設定値
に相当する）とフィードバック量との差からこのコント
ローラの出力である操作量（室内空調機から出る温風又
は冷風の温度）を演算し、この操作量を制御対象プロセ
ス（室内環境）へ出力してその制御結果である制御量
（室内温度）をフィードバック量として戻すフィードバ
ック制御系である。しかし、ＰＩＤコントローラには、
操作量が出力されてから制御対象プロセスにおける制御
量に変化が現れるまでの時間（例えば室内空調機ならば
温風が出てから室内温度が上昇するまでの時間）である
むだ時間が大きい場合、本来の動作よりも過大な操作量
を出力し、制御量がオーバーシュートしたり振動したり
するので、むだ時間への対応が困難であるという問題点
があった。

【０００３】そこで、制御対象プロセスを数式表現した
内部モデルを組み込んで制御を行うＩＭＣ構造の制御ア
ルゴリズムを用いたコントローラが提案されている。図
６はこのＩＭＣコントローラを用いた制御系のブロック
線図である。３３は目標値から後述するフィードバック
量を減算する第１の減算処理部、３２は第１の減算処理
部３３の出力の変化が急激に伝わらないようにするため
のフィルタ部、３４はフィルタ部３２の出力に基づいて
操作量を演算する操作部、３６は制御対象プロセスを数
式で近似したものであって制御対象プロセスの制御量に
相当する参照制御量を出力する内部モデル、３８は制御
量から内部モデル３６からの参照制御量を減算してフィ
ードバック量を出力する第２の減算処理部、４０は制御
対象プロセスである。また、Ｆ、Ｇｃ、Ｇｍ、Ｇｐはそ
れぞれフィルタ部３２、操作部３４、内部モデル３６、
制御対象プロセス４０の伝達関数、ｒは目標値、ｕは操
作量、ｄは例えば室内環境に対する室外環境等に相当す
る外乱、ｙは制御量、ｙｍは参照制御量、ｅはフィード
バック量である。

【０００４】次に、このようなＩＭＣコントローラの動
作を説明する。まず、第１の減算処理部３３にて目標値
ｒからフィードバック量ｅが減算され、この結果が目標
値ｒの急激な変化が伝わらないようにするためのフィル
タ部３２に出力される。次いで、操作部３４にてフィル
タ部３２の出力から操作量ｕが演算され、制御対象プロ
セス４０及びコントローラの内部モデル３６へ出力され
る。そして、第２の減算処理部３８にて制御対象プロセ
ス４０の制御量ｙから制御対象プロセス４０の近似的な
動作をする内部モデル３６からの参照制御量ｙｍが減算
され、この結果がフィードバック量ｅとして第１の減算
処理部３３へフィードバックされるフィードバック制御
系が構成されている。

【０００５】このようなＩＭＣコントローラの内部モデ
ル３６は、制御対象プロセス４０と全く同一になるよう
に数式表現されるのが理想的であり、また操作部３４
は、内部モデル３６の伝達関数の逆特性（１／Ｇｍ）に
なるのが理想的であるが、内部モデル３６にあるむだ時
間の要素については逆数化は不可能なので、通常はむだ
時間の要素は無視する。よって、制御量ｙは、このよう
な構成により目標値ｒ、外乱ｄから次式にて求めること
ができる。ｙ＝Ｆ×Ｇｐ×Ｇｃ×ｒ／｛１＋Ｆ×Ｇｃ×（Ｇｐ−Ｇｍ）｝＋（１−Ｆ×Ｇｍ×Ｇｃ）×ｄ／｛１＋Ｆ×Ｇｃ×（Ｇｐ−Ｇｍ）｝・・・（１）ここで、内部モデル３６の伝達関数Ｇｍが制御対象プロ
セス４０の伝達関数Ｇｐに等しく、操作部３４の伝達関
数Ｇｃが内部モデル３６の伝達関数の逆数（１／Ｇｍ＝
１／Ｇｐ）に等しい理想的な状態を仮定すると、式
（１）は次式のようになる。ｙ＝Ｆ×ｒ＋（１−Ｆ）×ｄ・・・（２）

【０００６】更に、目標値ｒに急激な変化がない理想的
な条件であればフィルタ部３２は不要となり、Ｆ＝１に
できるので、制御量ｙは目標値ｒと等しくなり（ｙ＝
ｒ）、外乱ｄの影響が全くない制御を実現できることに
なる。また、図６の制御系で外乱ｄに着目すると、制御
対象プロセス４０と内部モデル３６に大きなむだ時間が
あったとしても、両者は操作量ｕに対して同じ特性を示
すので、第２の減算処理部３８の出力であるフィードバ
ック量ｅは外乱ｄのみとなり、外乱ｄを抑制できること
が分かる。

【０００７】このようなＩＭＣコントローラは、通常、
制御対象プロセス４０と内部モデル３６の誤差が大きく
なったときの安定性を示すロバスト安定性、及び同様に
誤差が大きくなったときの性能を示すロバスト性能につ
いての設計条件に基づいて設計される。また、このよう
なモデル同定技術によって内部モデル３６を決定したと
きに、内部モデル３６の制御対象プロセス４０に対する
モデル同定誤差はある程度避けられないが、このモデル
同定誤差の見積を誤ったときの制御は想定通りの動作に
ならないので、その場合の対策は制御の知識を有する専
門家によって行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のＩＭＣコントロ
ーラは以上のように構成されているので、内部モデル同
定に誤差があってその見積が不適当な場合、コントロー
ラは想定通りの動作にならず、制御の知識を有する専門
家以外のオペレータはＩＭＣコントローラの利用を断念
しなければならないという問題点があった。また、内部
モデルのむだ時間又は時定数にこの同定誤差が生じてそ
れを修正する際は、むだ時間又は時定数の誤差を検出す
る具体的な指標はなく、試行錯誤によらなければならな
いという問題点があった。本発明は、上記課題を解決す
るために、内部モデルのむだ時間又は時定数に同定誤差
があっても修正の必要のない精度の高いＩＭＣコントロ
ーラを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、目標値に基づ
く信号からフィードバック量を減算する第１の減算処理
部と、内部モデルのパラメータに基づいて第１の減算処
理部の出力から操作量を演算する操作量演算部と、内部
モデルのパラメータを記憶し、このパラメータ中の内部
モデルのむだ時間を誤差修正されたむだ時間が入力され
たときはこの誤差修正されたむだ時間に更新する内部モ
デル記憶部と、内部モデルのパラメータに基づいて操作
量演算部から出力された操作量から参照制御量を演算す
る内部モデル出力演算部と、制御対象プロセスの制御量
から内部モデル出力演算部から出力された参照制御量を
減算してフィードバック量を出力する第２の減算処理部
と、制御対象プロセスの制御量を記憶する制御量記憶部
と、制御量記憶部に記憶された制御量に基づいて内部モ
デルのむだ時間に制御対象プロセスとの誤差があるとき
は修正信号を出力する誤差検出部と、誤差検出部から修
正信号が出力されたときは誤差修正されたむだ時間を演
算して内部モデル記憶部に出力する修正処理部とを有す
るものである。また、むだ時間の代わりに時定数を対象
としたものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、第１の減算処理部にて目標値
に基づく信号からフィードバック量が減算され、操作量
演算部にてこの第１の減算処理部の出力から操作量が演
算されて制御対象プロセス及び内部モデル出力演算部へ
出力される。次いで、第２の減算処理部にて制御対象プ
ロセスの制御量から内部モデル出力演算部からの参照制
御量が減算され、この結果がフィードバック量として第
１の減算処理部へフィードバックされるフィードバック
制御系が構成されている。そして、制御量記憶部に記憶
された制御量に基づいて、誤差検出部にて内部モデルの
むだ時間又は時定数に制御対象プロセスとのモデル同定
誤差があるときは修正信号が出力され、次いでこの修正
信号の出力により修正処理部から誤差修正されたむだ時
間又は時定数が内部モデル記憶部に出力されることによ
り、内部モデルのむだ時間又は時定数が修正される。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の１実施例を示すＩＭＣコント
ローラのブロック図、図２はこのＩＭＣコントローラを
用いた制御系のブロック線図である。図１において、１
は図示しないオペレータによって設定された目標値ｒを
このコントローラに入力する目標値入力部、２は目標値
入力部１からの目標値ｒを伝達関数が１次遅れの特性で
出力する目標値フィルタ部、３は目標値フィルタ部２の
出力からフィードバック量ｅを減算する第１の減算処理
部、４は後述する内部モデル記憶部からのパラメータに
基づいて第１の減算処理部３の出力から操作量ｕを演算
する操作量演算部、５は操作量演算部４から出力された
操作量ｕを図１では図示しない制御対象プロセスへ出力
する信号出力部である。

【００１２】また、６ａはこのＩＭＣコントローラの内
部モデルのパラメータを記憶する内部モデル記憶部、６
ｂは内部モデル記憶部６ａから出力されたパラメータに
基づいて内部モデルとしての演算を行い参照制御量ｙｍ
を出力する内部モデル出力演算部、７は制御対象プロセ
スからの制御量ｙをこのＩＭＣコントローラに入力する
制御量入力部、８は制御量入力部７から出力された制御
量ｙから内部モデル出力演算部６ｂから出力された参照
制御量ｙｍを減算してフィードバック量ｅを出力する第
２の減算処理部、９は目標値入力部１にステップ入力で
ある目標値ｒが入力されて制御が開始されてからの制御
量ｙを記憶する制御量記憶部、１０は制御量記憶部９に
記憶された制御量ｙを分析して内部モデルのむだ時間の
誤差を検出したときに修正信号を出力する誤差検出部で
あるむだ時間誤差検出部、１１はむだ時間誤差検出部１
０から修正信号が出力されると、新たなむだ時間を演算
して内部モデル記憶部６ａに記憶された内部モデルのむ
だ時間を修正させる修正処理部であるむだ時間修正処理
部である。

【００１３】図２において、４ａは操作量演算部４の内
部にあって、第１の減算処理部３の出力を伝達関数が１
次遅れの特性で出力する目標値・外乱フィルタ部、４ｂ
は同じくその内部にあって目標値・外乱フィルタ部４ａ
の出力から操作量ｕを演算する操作部、６は内部モデル
記憶部６ａ及び内部モデル出力演算部６ｂからなる内部
モデル、Ｆ１は目標値フィルタ部２の伝達関数、Ｆ２は
目標値・外乱フィルタ部４ａの伝達関数である。なお、
図２は図１のＩＭＣコントローラを制御対象プロセス４
０と外乱ｄを含め、制御量記憶部９、むだ時間誤差検出
部１０、及びむだ時間修正処理部１１を除いて制御系と
して書き直したものである。

【００１４】次に、このようなＩＭＣコントローラの動
作を説明する。目標値ｒは、このＩＭＣコントローラの
オペレータ等によって設定され、目標値入力部１を介し
て目標値フィルタ部２に入力される。目標値フィルタ部
２は、目標値ｒをその時定数をＴ１とする次式のような
伝達関数Ｆ１の特性で出力する。Ｆ１＝１／（１＋Ｔ１×ｓ）・・・（３）次に、第１の減算処理部３は、この目標値フィルタ部２
の出力から第２の減算処理部８から出力されるフィード
バック量ｅを減算する。

【００１５】そして、操作量演算部４内の目標値・外乱
フィルタ部４ａは、第１の減算処理部３の出力をその時
定数をＴ２とする次式のような伝達関数Ｆ２の特性で出
力する。Ｆ２＝１／（１＋Ｔ２×ｓ）・・・（４）また、同じくその内部の操作部４ｂは、目標値・外乱フ
ィルタ部４ａの出力から操作量ｕを演算するが、その伝
達関数Ｇｃは内部モデル記憶部６ａから出力された内部
モデル６のゲイン及び時定数により次式となり、図６の
例と同様にむだ時間Ｌｍの要素を除いた内部モデル６の
伝達関数Ｇｍの逆数となっている。Ｇｃ＝（１＋Ｔｍ×ｓ）／Ｋｍ・・・（５）ここで、Ｋｍ、Ｔｍはそれぞれ内部モデル６のゲイン、
時定数である。

【００１６】よって、操作量演算部４全体としての伝達
関数は次式となる。Ｆ２×Ｇｃ＝（１＋Ｔｍ×ｓ）／｛Ｋｍ×（１＋Ｔ２×ｓ）｝・・・（６）このようにして、第１の減算処理部３の出力から操作量
ｕが演算されて信号出力部５を介して制御対象プロセス
４０へ出力され、また内部モデル出力演算部６ｂへ出力
される。

【００１７】次に、内部モデル６は、内部モデル記憶部
６ａに記憶されたゲインＫｍ、むだ時間Ｌｍ、及び時定
数Ｔｍからなるこれらのパラメータによって、制御対象
プロセス４０を１次遅れとむだ時間の要素を有するもの
として数式表現したものであり、内部モデル出力演算部
６ｂにて操作量演算部４から出力された操作量ｕから参
照制御量ｙｍを演算する。その伝達関数Ｇｍは次式とな
る。Ｇｍ＝Ｋｍ×ｅｘｐ（−Ｌｍ×ｓ）／（１＋Ｔｍ×ｓ）・・・（７）次に、第２の減算処理部８は、制御量入力部７を介して
入力された制御対象プロセス４０からの制御量ｙから内
部モデル出力演算部６ｂからの参照制御量ｙｍを減算し
てフィードバック量ｅを出力する。そして、このフィー
ドバック量ｅが上記のように第１の減算処理部３に入力
される。これで、このＩＭＣコントローラからなるフィ
ードバック制御系が成立する。

【００１８】このような制御系において、内部モデル６
のむだ時間Ｌｍが制御対象プロセス４０のむだ時間より
も大きいというモデル同定誤差があるときは、制御量記
憶部９、むだ時間誤差検出部１０、及びむだ時間修正処
理部１１によって以下のようなアルゴリズムで内部モデ
ル６のむだ時間Ｌｍを修正することができる。図３はこ
のアルゴリズムを説明するために、本実施例のＩＭＣコ
ントローラにおいて内部モデル６のむだ時間Ｌｍにモデ
ル同定誤差があるときの目標値追従性を示す図であり、
縦軸は液面の高さ（制御量ｙ）、横軸は時間である。

【００１９】図３は、本実施例のＩＭＣコントローラを
タンク内の液面の高さの制御に使用したものであり、０
秒にて目標値ｒ（破線）を液面の高さ４ｃｍというステ
ップ入力として入力し、その制御結果の液面の高さであ
る制御量ｙ（実線）を求めたシミュレーション結果であ
る。ここで、内部モデル６のゲインＫｍを４．０、むだ
時間Ｌｍを５０秒、時定数Ｔｍを１０秒とし、タンク内
の液体という制御対象プロセス４０のゲイン、時定数を
内部モデル６と同じとし、制御対象プロセス４０のむだ
時間についてはモデル同定誤差が２０％存在するとして
４０秒とする。また、目標値フィルタ部２の時定数Ｔ
１、目標値・外乱フィルタ部４ａの時定数Ｔ２を１５秒
とする。

【００２０】図３に示すように、内部モデル６のむだ時
間Ｌｍが制御対象プロセス４０のむだ時間よりも大きい
ときは、制御量ｙには目標値ｒに等しくなる前にその変
化が逆向きになる時点（図３において９０〜１００秒、
１６０〜１８０秒、２３０〜２５０秒の付近）が存在す
る。つまり、このような変化の存在が確認できれば、内
部モデル６のむだ時間Ｌｍが制御対象プロセス４０のむ
だ時間よりも大きいというモデル同定誤差があると判定
できることになる。

【００２１】そこで、まず制御量記憶部９は、目標値入
力部１にステップ入力である目標値ｒが入力されて制御
が開始されてからの制御量ｙを本制御系のサンプリング
時間ごとに記憶する。次に、むだ時間誤差検出部１０
は、目標値ｒと制御量ｙが等しくなって制御が整定した
と判断すると、この整定以前に制御量記憶部９に記憶さ
れた図３のような制御量ｙを分析して上記のような変化
があったかどうかを次式にて判定し、そのような変化が
あった場合は修正信号を出力する。ｄｙ×（ｒ−ｙ０）＜０・・・（８）ここで、ｄｙは制御量ｙの１サンプリングの変化量、ｙ
０は制御量ｙの初期値（図３では０ｃｍ）である。図３
において目標値ｒは４ｃｍ、制御量ｙの初期値ｙ０は０
ｃｍで、式（８）の判定を１サンプリングごとに繰り返
すと、式（８）を満たす時点、すなわち制御量ｙの変化
量ｄｙが負になる時点があるので、修正信号を出力す
る。

【００２２】次に、むだ時間修正処理部１１は、むだ時
間誤差検出部１０から修正信号が出力されると、次式の
ように内部モデル記憶部６ａに記憶された内部モデル６
のむだ時間Ｌｍから新たなむだ時間Ｌｍ２を演算して内
部モデル記憶部６ａに出力する。Ｌｍ２＝Ａ×Ｌｍ・・・（９）ここで、Ａはある定数であり、本実施例では例えば０．
９５とする。よって、内部モデル記憶部６ａに記憶され
た内部モデル６のむだ時間ＬｍはこのＬｍ２に更新され
て現在よりも小さい方（０．９５×５０＝４７．５秒）
に修正される。

【００２３】そして、再び上記のような制御が行われて
むだ時間誤差検出部１０にて判定が行われると、まだ内
部モデル６のむだ時間Ｌｍの方が制御対象プロセス４０
よりも大きいので、上記の修正が繰り返される。このよ
うな修正が４回繰り返されると、内部モデル６のむだ時
間Ｌｍは約４０．７秒と誤差が小さくなり、上記のよう
な制御量ｙの変化は認められなくなってむだ時間Ｌｍの
修正は完了する。したがって、制御の知識を有する専門
家によることなく内部モデル６のむだ時間Ｌｍの同定誤
差を修正することができる。また、本実施例は、このよ
うな内部モデル６のむだ時間Ｌｍの修正を制御量記憶部
９、むだ時間誤差検出部１０、及びむだ時間修正処理部
１１を除く図１のような構成のＩＭＣコントローラに適
用しているが、その他のＩＭＣ構造のコントローラに適
用することもできる。

【００２４】なお、本実施例のＩＭＣコントローラによ
る制御系は、図６の例の制御系において、フィルタ部３
２を目標値・外乱フィルタ部４ａにし、目標値ｒに対し
て目標値フィルタ部２を追加した制御系に相当するの
で、式（１）から制御量ｙは次式となる。ｙ＝Ｆ１×Ｆ２×Ｇｐ×Ｇｃ×ｒ／｛１＋Ｆ２×Ｇｃ×（Ｇｐ−Ｇｍ）｝＋（１−Ｆ２×Ｇｍ×Ｇｃ）×ｄ／｛１＋Ｆ２×Ｇｃ×（Ｇｐ−Ｇｍ）｝・・・（１０）

【００２５】すなわち、式（１０）に示すように外乱ｄ
にかかる右辺第２項［（１−Ｆ２×Ｇｍ×Ｇｃ）×ｄ／
｛１＋Ｆ２×Ｇｃ×（Ｇｐ−Ｇｍ）｝］には目標値・外
乱フィルタ部４ａの伝達関数Ｆ２のみが関係しているの
で、設計の際は外乱ｄについては目標値・外乱フィルタ
部４ａで調整する。また、右辺第１項［Ｆ１×Ｆ２×Ｇ
ｐ×Ｇｃ×ｒ／｛１＋Ｆ２×Ｇｃ×（Ｇｐ−Ｇｍ）｝］
から、目標値ｒについては目標値・外乱フィルタ部４ａ
の調整後に目標値フィルタ部２を調整する。つまり、外
乱ｄに対しては伝達関数Ｆ２という１次遅れの特性とな
り、目標値ｒに対しては伝達関数Ｆ１×Ｆ２という２次
遅れの特性となるＩＭＣコントローラとなっている。

【００２６】図１の例では内部モデルのむだ時間にモデ
ル同定誤差が生じている場合を述べたが、内部モデルの
時定数にモデル同定誤差が生じている場合もあり、この
場合も本発明を適用することができる。図４は本発明の
他の実施例を示すＩＭＣコントローラのブロック図であ
り、図１と同様の部分には同一の符号を付してある。２
０は制御量記憶部９に記憶された制御量ｙを分析して内
部モデル６の時定数Ｔｍの誤差を検出したときに修正信
号を出力する誤差検出部である時定数誤差検出部、２１
は時定数誤差検出部２０から修正信号が出力されると、
新たな時定数を演算して内部モデル記憶部６ａに記憶さ
れた内部モデル６の時定数Ｔｍを修正させる修正処理部
である時定数修正処理部である。

【００２７】次に、このようなＩＭＣコントローラの動
作を説明すると、ＩＭＣ構造は図１の例と全く同様で、
したがって制御系としての動作も全く同様である。そこ
で、図３と同様に目標値追従のシミュレーション結果を
求める。図５は本実施例のＩＭＣコントローラにおいて
内部モデル６の時定数Ｔｍにモデル同定誤差があるとき
の目標値追従性を示す図である。図５では内部モデル６
のむだ時間Ｌｍ及び制御対象プロセス４０のむだ時間を
５０秒とし、内部モデル６の時定数Ｔｍを１０秒とし、
制御対象プロセス４０の時定数についてはモデル同定誤
差が５０％存在するとして５秒とする。また、その他の
パラメータは図３の例と同様とする。

【００２８】図３と同様に図５においても、内部モデル
６の時定数Ｔｍが制御対象プロセス４０の時定数よりも
大きいときは、制御量ｙの変化が逆向きになる時点（図
５において１１０〜１２０秒の付近）が存在する。よっ
て、図１の例と同様のアルゴリズムで内部モデル６の時
定数Ｔｍを修正できることになる。

【００２９】つまり、時定数誤差検出部２０は、目標値
ｒと制御量ｙが等しくなって制御が整定したと判断する
と、この整定以前に制御量記憶部９に記憶された図５の
ような制御量ｙを分析して上記のような変化があったか
どうかを式（８）にて判定し、そのような変化があった
場合は修正信号を出力する。次に、時定数修正処理部２
１は、時定数誤差検出部２０から修正信号が出力される
と、次式のように内部モデル記憶部６ａに記憶された内
部モデル６の時定数Ｔｍから新たな時定数Ｔｍ２を演算
して内部モデル記憶部６ａに出力する。Ｔｍ２＝Ｂ×Ｔｍ・・・（１１）ここで、Ｂはある定数であり、本実施例では例えば０．
９とする。

【００３０】すなわち、図１の例と同様に内部モデル６
の時定数Ｔｍの修正が６回繰り返されると、上記のよう
な制御量ｙの変化は認められなくなって時定数Ｔｍの修
正は完了する。したがって、制御の知識を有する専門家
によることなく内部モデル６の時定数Ｔｍの同定誤差を
修正することができる。また、本実施例は、図１の例と
同様にその他のＩＭＣ構造のコントローラに適用するこ
ともできる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、制御量記憶部、誤差検
出部、及び修正処理部を設けることにより、内部モデル
のむだ時間又は時定数にモデル同定誤差があっても、こ
のモデル同定誤差を検出して修正するので、精度と信頼
性の高いＩＭＣコントローラを実現でき、制御の知識を
有しないオペレータであってもＩＭＣコントローラの利
点を生かした制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すＩＭＣコントローラの
ブロック図である。

【図２】図１のＩＭＣコントローラを用いた制御系のブ
ロック線図である。

【図３】図１のＩＭＣコントローラにおいて内部モデル
のむだ時間にモデル同定誤差があるときの目標値追従性
を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例を示すＩＭＣコントローラ
のブロック図である。

【図５】図４のＩＭＣコントローラにおいて内部モデル
の時定数にモデル同定誤差があるときの目標値追従性を
示す図である。

【図６】従来のＩＭＣコントローラを用いた制御系のブ
ロック線図である。

【符号の説明】

２目標値フィルタ部３第１の減算処理部４操作量演算部６ａ内部モデル記憶部６ｂ内部モデル出力演算部８第２の減算処理部９制御量記憶部１０むだ時間誤差検出部１１むだ時間修正処理部２０時定数誤差検出部２１時定数修正処理部Ｌｍ内部モデルのむだ時間Ｔｍ内部モデルの時定数ｒ目標値ｕ操作量ｙ制御量ｙｍ参照制御量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御の目標値から制御対象プロセスに出
力する操作量を演算し、制御対象プロセスを数式表現し
た内部モデルにて制御結果である制御対象プロセスの制
御量に相当する参照制御量を演算し、制御量と参照制御
量との差をフィードバックすることにより制御を行うＩ
ＭＣコントローラにおいて、目標値に基づく信号からフィードバック量を減算する第
１の減算処理部と、内部モデルのパラメータに基づいて前記第１の減算処理
部の出力から操作量を演算する操作量演算部と、前記内部モデルのパラメータを記憶し、このパラメータ
中の内部モデルのむだ時間を誤差修正されたむだ時間が
入力されたときはこの誤差修正されたむだ時間に更新す
る内部モデル記憶部と、前記内部モデルのパラメータに基づいて前記操作量演算
部から出力された操作量から参照制御量を演算する内部
モデル出力演算部と、制御対象プロセスの制御量から前記内部モデル出力演算
部から出力された参照制御量を減算して前記フィードバ
ック量を出力する第２の減算処理部と、前記制御対象プロセスの制御量を記憶する制御量記憶部
と、前記制御量記憶部に記憶された制御量に基づいて前記内
部モデルのむだ時間に制御対象プロセスとの誤差がある
ときは修正信号を出力する誤差検出部と、前記誤差検出部から修正信号が出力されたときは前記誤
差修正されたむだ時間を演算して前記内部モデル記憶部
に出力する修正処理部とを有することを特徴とするＩＭ
Ｃコントローラ。
【請求項２】制御の目標値から制御対象プロセスに出
力する操作量を演算し、制御対象プロセスを数式表現し
た内部モデルにて制御結果である制御対象プロセスの制
御量に相当する参照制御量を演算し、制御量と参照制御
量との差をフィードバックすることにより制御を行うＩ
ＭＣコントローラにおいて、目標値に基づく信号からフィードバック量を減算する第
１の減算処理部と、内部モデルのパラメータに基づいて前記第１の減算処理
部の出力から操作量を演算する操作量演算部と、前記内部モデルのパラメータを記憶し、このパラメータ
中の内部モデルの時定数を誤差修正された時定数が入力
されたときはこの誤差修正された時定数に更新する内部
モデル記憶部と、前記内部モデルのパラメータに基づいて前記操作量演算
部から出力された操作量から参照制御量を演算する内部
モデル出力演算部と、制御対象プロセスの制御量から前記内部モデル出力演算
部から出力された参照制御量を減算して前記フィードバ
ック量を出力する第２の減算処理部と、前記制御対象プロセスの制御量を記憶する制御量記憶部
と、前記制御量記憶部に記憶された制御量に基づいて前記内
部モデルの時定数に制御対象プロセスとの誤差があると
きは修正信号を出力する誤差検出部と、前記誤差検出部から修正信号が出力されたときは前記誤
差修正された時定数を演算して前記内部モデル記憶部に
出力する修正処理部とを有することを特徴とするＩＭＣ
コントローラ。