JPH0695285B2 - 適応制御装置 - Google Patents
適応制御装置Info
- Publication number
- JPH0695285B2 JPH0695285B2 JP60237850A JP23785085A JPH0695285B2 JP H0695285 B2 JPH0695285 B2 JP H0695285B2 JP 60237850 A JP60237850 A JP 60237850A JP 23785085 A JP23785085 A JP 23785085A JP H0695285 B2 JPH0695285 B2 JP H0695285B2
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Links
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 241001123248 Arma Species 0.000 claims 2
- 101100386054 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) CYS3 gene Proteins 0.000 description 10
- 101150035983 str1 gene Proteins 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はPID調節器での制御性能の限界を向上させるた
めに考えられた適応制御装置に関する。
めに考えられた適応制御装置に関する。
［従来の技術］ 従来のこの種の適応制御装置は、一般にセルフチューニ
ングレギュレータ（以下STRと略称する）を用いたもな
っている。
ングレギュレータ（以下STRと略称する）を用いたもな
っている。
第３図はその概念を示すブロック図である。第３図にお
いて１はSTR、２は制御対象である。STR1からの操作量
ｕが制御対象に与えられると、制御対象２はその操作量
ｕに応じて制御される。その制御状態は制御量ｙとして
STR1にフィードバックされる。
いて１はSTR、２は制御対象である。STR1からの操作量
ｕが制御対象に与えられると、制御対象２はその操作量
ｕに応じて制御される。その制御状態は制御量ｙとして
STR1にフィードバックされる。
STR1の操作量ｕは自らの入力端へフィードバックされ
る。
る。
第４図はSTR1の機能をブロック化して示した図である。
第４図においてサンプリング機構11〜操作量算出機構14
がSTR1の機能を有する部分である。
第４図においてサンプリング機構11〜操作量算出機構14
がSTR1の機能を有する部分である。
サンプリング機構11は、制御量ｙ（ｔ）と操作量ｕ
（ｔ）サンプリング時間毎に取込む機構である。
（ｔ）サンプリング時間毎に取込む機構である。
ARMA（Auto-Regressive Moving Average）モデル作
成機構12は、サンプリング機構11によって取込まれたデ
ータに基いてARMAモデルの係数を最小自乗法等で次式で
示す如く決定する機構である。
成機構12は、サンプリング機構11によって取込まれたデ
ータに基いてARMAモデルの係数を最小自乗法等で次式で
示す如く決定する機構である。
ｙ（ｔ）＋a1 y（ｔ−１）＋…＋an y（ｔ−ｎ） ＝b1 u（ｔ−１）＋…＋bn u（ｔ−ｎ）＋ｅ（ｔ） …
（１） ここでｔは現時点、ｔ−ｎはｎステップ時間前、ｅ
（ｔ）は不確定分、a1〜an,b1〜bnはARMAモデルの係
数、ｎはARMAモデルの次数である。
（１） ここでｔは現時点、ｔ−ｎはｎステップ時間前、ｅ
（ｔ）は不確定分、a1〜an,b1〜bnはARMAモデルの係
数、ｎはARMAモデルの次数である。
ARMAモデルの時間シフト機構13は、前記（１）式の
時刻ｔをｔ＋１に置き換え、ｙ−（ｔ−１）を左辺にも
ってきて次式の如く整理する機構である。
時刻ｔをｔ＋１に置き換え、ｙ−（ｔ−１）を左辺にも
ってきて次式の如く整理する機構である。
y(t+1)=−a1 y(t)−a2 y(t-1)−…−an y(t-n+1) +b1 u(t)+b2 u(t-1)+…+bn y(t-n+1) +e(t+1) …（２） 操作量算出機構14は、 ｛ｙ（ｔ＋１）２＋（λｕ（ｔ））２｝の期待値を最小
にする操作量ｕを次式の如く求める機構である。なおλ
はウエイトである。
にする操作量ｕを次式の如く求める機構である。なおλ
はウエイトである。
上記の式（３）のウエイトλの値を大きくしていくと、
操作量ｕ（ｔ）の動きは必然的に小さくなる。ウエイト
λの値を極端に大きくした場合には制御がなされていな
いことを意味しており、制御による不安定な状態はなく
なる。この様にウエイトλを大きくして操作量ｕ（ｔ）
の動きを抑えることを、ここでは操作量の発散を抑制す
ると呼ぶことにする。その抑制の要素となるのが上述し
たウエイトλである。
操作量ｕ（ｔ）の動きは必然的に小さくなる。ウエイト
λの値を極端に大きくした場合には制御がなされていな
いことを意味しており、制御による不安定な状態はなく
なる。この様にウエイトλを大きくして操作量ｕ（ｔ）
の動きを抑えることを、ここでは操作量の発散を抑制す
ると呼ぶことにする。その抑制の要素となるのが上述し
たウエイトλである。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の装置では、操作量ｕを求める第（３）式にお
いて、右辺第２項すなわち 「b2u（ｔ−１）−…−bn u（ｔ−ｎ＋１）」の係数b2
〜bnの値により、操作量ｕが時間と共に発散していくケ
ースがある。この発散を抑えるのがウエイトλである。
λの値を過大にすれば安定化は図れるが、そのようにす
ると、一般に制御性能は劣化し、本来の制御性能の改善
が図れないことになる。
いて、右辺第２項すなわち 「b2u（ｔ−１）−…−bn u（ｔ−ｎ＋１）」の係数b2
〜bnの値により、操作量ｕが時間と共に発散していくケ
ースがある。この発散を抑えるのがウエイトλである。
λの値を過大にすれば安定化は図れるが、そのようにす
ると、一般に制御性能は劣化し、本来の制御性能の改善
が図れないことになる。
そこで本発明は、STRを用いた装置において、常に安定
で高性能な制御状態を維持することのできる適応制御装
置を提供することを目的とする。
で高性能な制御状態を維持することのできる適応制御装
置を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
如き手段を講じたことを特徴とする。
如き手段を講じたことを特徴とする。
（１） 既知外乱に応じた信号を関数発生器で発生さ
せ、これをフィードフォワード信号として制御対象に加
える。
せ、これをフィードフォワード信号として制御対象に加
える。
（２） 既知外乱が変化中の負荷変動時と、既知外乱が
おさまった負荷整定時とを判別手段により判別する。
おさまった負荷整定時とを判別手段により判別する。
（３） 上記判別結果に応じて、既知外乱が変化中の負
荷変動時においては操作量の発散を抑制する為のウエイ
トλを小さく設定し、既知外乱がおさまった負荷整定時
においては上記ウエイトλを大きく設定する。
荷変動時においては操作量の発散を抑制する為のウエイ
トλを小さく設定し、既知外乱がおさまった負荷整定時
においては上記ウエイトλを大きく設定する。
［作用］ 上記手段を講じたことにより、既知外乱が変化中におい
てはλが小さく設定されるので、STRの機能が十分に発
揮され、制御性能の向上に重点が置かれた制御をおこな
える。また負荷整定時においてはλが大きく設定される
ので安定化を重視した制御を行なえる。
てはλが小さく設定されるので、STRの機能が十分に発
揮され、制御性能の向上に重点が置かれた制御をおこな
える。また負荷整定時においてはλが大きく設定される
ので安定化を重視した制御を行なえる。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
り、第２図は同実施例の動作説明用波形図である。なお
第１図中、第３図と同一部分には同一符号を付してあ
る。
り、第２図は同実施例の動作説明用波形図である。なお
第１図中、第３図と同一部分には同一符号を付してあ
る。
STR1で制御対象２を制御する点は従来例と同じである。
21は既知外乱Ｗを入力とする関数発生器であり、この関
数発生器21の出力は加算器22にてSTR1の出力と加算さ
れ、フィードフォワード信号として制御対象２へ供給さ
れる。上記関数発生器21は、制御対象２へ入力する既知
外乱ｗに対応する所要関数の出力信号であって、制御対
象２の定常状態における制御量ｙを一定となすフィード
フォワード信号を発生させるものである。具体的には、
周知の手法を用いることにより制御対象２の制御量ｙが
定常状態で零になるときの操作量ｕを、既知外乱ｗを種
々に変えた状態で求めておき、制御対象２に入力する例
えば負荷指令等の既知外乱ｗに対応し、前述の定常状態
で制御量ｙを零にできる操作量ｕを所要関数の出力信号
として出力可能な如く構成されたものである。
21は既知外乱Ｗを入力とする関数発生器であり、この関
数発生器21の出力は加算器22にてSTR1の出力と加算さ
れ、フィードフォワード信号として制御対象２へ供給さ
れる。上記関数発生器21は、制御対象２へ入力する既知
外乱ｗに対応する所要関数の出力信号であって、制御対
象２の定常状態における制御量ｙを一定となすフィード
フォワード信号を発生させるものである。具体的には、
周知の手法を用いることにより制御対象２の制御量ｙが
定常状態で零になるときの操作量ｕを、既知外乱ｗを種
々に変えた状態で求めておき、制御対象２に入力する例
えば負荷指令等の既知外乱ｗに対応し、前述の定常状態
で制御量ｙを零にできる操作量ｕを所要関数の出力信号
として出力可能な如く構成されたものである。
STR1は以下説明する回路によってウエイトλを設定され
る。このウエイトλは、操作量の発散を抑制する為の操
作量抑制要素である。即ちウエイトλは第（３）式に示
す様に操作量算出式の分母にくるものであり、ウエイト
λが大の時は操作量の動きが小さくなる。
る。このウエイトλは、操作量の発散を抑制する為の操
作量抑制要素である。即ちウエイトλは第（３）式に示
す様に操作量算出式の分母にくるものであり、ウエイト
λが大の時は操作量の動きが小さくなる。
前記既知外乱Ｗは、微分器23で微分されて微分値とな
り、しかるのち絶対値回路24により絶対値｜｜に変換
される。そしてこの変換された絶対値｜｜は閾値回路
25に入力し、設定された閾値δと比較され、第２図に示
すように時点t1で閾値δを越えたとき、図示のような
「１」出力となって乗算器26へ入力する。この入力した
出力信号は、乗算器26においてλmin設定器27にて設定
された設定値を乗じられ、出力される。この出力はリセ
ット付き積分器28のリセット端に入力する。このリセッ
ト付き積分器28は乗算器26の出力が零のときは通常の積
分器として作動し、零でないときには、自らの出力値を
乗算器26の出力λminのレベルにリセットされる機能を
備えたものである。なお、通常の積分器として作動する
ときは、上記リセット値から積分を開始する。
り、しかるのち絶対値回路24により絶対値｜｜に変換
される。そしてこの変換された絶対値｜｜は閾値回路
25に入力し、設定された閾値δと比較され、第２図に示
すように時点t1で閾値δを越えたとき、図示のような
「１」出力となって乗算器26へ入力する。この入力した
出力信号は、乗算器26においてλmin設定器27にて設定
された設定値を乗じられ、出力される。この出力はリセ
ット付き積分器28のリセット端に入力する。このリセッ
ト付き積分器28は乗算器26の出力が零のときは通常の積
分器として作動し、零でないときには、自らの出力値を
乗算器26の出力λminのレベルにリセットされる機能を
備えたものである。なお、通常の積分器として作動する
ときは、上記リセット値から積分を開始する。
一方、λmax設定器29の設定値λmaxと前記リセット付き
積分器28の出力とが減算器30により減算され、その差が
係数器31を通してリセット付き積分器28の入力端に供給
される。したがってリセット付き積分器28が通常の積分
器として作動可能な状態のときは、係数器31の出力を入
力として積分動作が行なわれる。
積分器28の出力とが減算器30により減算され、その差が
係数器31を通してリセット付き積分器28の入力端に供給
される。したがってリセット付き積分器28が通常の積分
器として作動可能な状態のときは、係数器31の出力を入
力として積分動作が行なわれる。
かくしてリセット付き積分器28は、第２図に示すよう
に、乗算器26の出力λminがリセット付き積分器28のリ
セット端に入力している期間すなわち時点t1〜t2および
t3〜t4の期間においてはλminの値にリセットされ、そ
れ以外の期間において通常の積分動作を行なう。そして
上記リセット付き積分器28の出力はウエイトλとなって
前記STR1へ与えられる。
に、乗算器26の出力λminがリセット付き積分器28のリ
セット端に入力している期間すなわち時点t1〜t2および
t3〜t4の期間においてはλminの値にリセットされ、そ
れ以外の期間において通常の積分動作を行なう。そして
上記リセット付き積分器28の出力はウエイトλとなって
前記STR1へ与えられる。
このように本装置においては、既知外乱Ｗが変動中にお
いては、λminがウエイトλとして採用されるので、制
御性がよいものとなる。また整定時においてはλmaxが
ウエイトλとして採用されるので、安定化が図られる。
そしてλminからλmaxへの切り換えは、λmax設定器29,
減算器30,係数器31およびリセット付き積分器28によっ
て、時定数τなる時間遅れをもって徐々に行なわれるの
で、STR1から出力される操作量ｕの動きは円滑なものに
なり、制御対象２への外乱を小さなものとなし得る。な
おλminとλmaxとはλmin《λmaxなる関係に予め設定さ
れる。
いては、λminがウエイトλとして採用されるので、制
御性がよいものとなる。また整定時においてはλmaxが
ウエイトλとして採用されるので、安定化が図られる。
そしてλminからλmaxへの切り換えは、λmax設定器29,
減算器30,係数器31およびリセット付き積分器28によっ
て、時定数τなる時間遅れをもって徐々に行なわれるの
で、STR1から出力される操作量ｕの動きは円滑なものに
なり、制御対象２への外乱を小さなものとなし得る。な
おλminとλmaxとはλmin《λmaxなる関係に予め設定さ
れる。
［発明の効果］ 本発明によれば、既知外乱が変化中の負荷変動時におい
ては、操作量の発散を抑制する為の要素であるウエイト
λが小さく設定されるので、STR機能が十分に発揮さ
れ、高性能な制御を行ない得る。すなわち負荷変動時に
はゲインが大きくなり、積極的な操作量発生が行なわれ
る。また既知外乱がおさまった状態である負荷整定時に
おいては、操作量の発散を抑制する為の要素であるウエ
イトλが大きく設定されるので、STR機能が抑制され、
安定な制御を行ない得る。かくして常に安定で高性能な
制御状態を維持できる適応制御装置を提供できる。
ては、操作量の発散を抑制する為の要素であるウエイト
λが小さく設定されるので、STR機能が十分に発揮さ
れ、高性能な制御を行ない得る。すなわち負荷変動時に
はゲインが大きくなり、積極的な操作量発生が行なわれ
る。また既知外乱がおさまった状態である負荷整定時に
おいては、操作量の発散を抑制する為の要素であるウエ
イトλが大きく設定されるので、STR機能が抑制され、
安定な制御を行ない得る。かくして常に安定で高性能な
制御状態を維持できる適応制御装置を提供できる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は同実施例の動作説明用波形図である。第３図は従
来例の構成を示すブロック図、第４図は第３図のSTRの
機能をブロック化して示すブロック図である。 １……STR（セルフチューニングレギュレータ）、２…
…制御対象、３……比較器、21……関数発生器、22……
加算器、23……微分器、24……絶対値回路、25……閾値
回路、26……乗算器、27……λmin設定器、28……リセ
ット付き積分器、29……λmax設定器、30……減算器、3
1……係数器。
２図は同実施例の動作説明用波形図である。第３図は従
来例の構成を示すブロック図、第４図は第３図のSTRの
機能をブロック化して示すブロック図である。 １……STR（セルフチューニングレギュレータ）、２…
…制御対象、３……比較器、21……関数発生器、22……
加算器、23……微分器、24……絶対値回路、25……閾値
回路、26……乗算器、27……λmin設定器、28……リセ
ット付き積分器、29……λmax設定器、30……減算器、3
1……係数器。
Claims (1)
- 【請求項１】制御量と操作量とを設定されたサンプリン
グ時間毎にサンプリングして取込む手段と、この手段に
て取込まれたデータに基づいてARMAモデルを作成する手
段と、この手段で作成されたARMAモデルの時間シフトを
行ない設定時点から１サンプリング時間後の制御量を前
記設定時点までにサンプリングした前記制御量および操
作量から求める手段と、この手段により求めた制御量と
前記操作量の発散を抑制するための要素であるウエイト
とを計算要素として含む操作量算出式に基づいて操作量
の算出を行なう操作量算出手段と、からなるセルフチュ
ーニングレギュレータによって制御対象を制御するよう
にした装置において、 前記制御対象へ入力する既知外乱に対応する所要関数の
出力信号であって、前記制御対象の定常状態における制
御量を一定となすフィードフォワード信号を発生させる
関数発生器と、 この関数発生器の出力信号を前記セルフチューニングレ
ギュレータから出力される操作量に加えて前記制御対象
へ供給する加算供給手段と、 前記既知外乱が変化中である負荷変動時と、この既知外
乱がおさまった状態である負荷整定時とを判別する手段
と、 この判別手段によって負荷変動時であると判別されたと
きは、前記セルフチューニングレギュレータの操作量算
出手段における前記ウエイトを小さく設定し、前記判別
手段によって負荷整定時であると判別されたときは、前
記セルフチューニングレギュレータの操作量算出手段に
おける前記ウエイトを大きく設定する手段と、 を具備したことを特徴とする適応制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237850A JPH0695285B2 (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | 適応制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237850A JPH0695285B2 (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | 適応制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6297002A JPS6297002A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0695285B2 true JPH0695285B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=17021335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60237850A Expired - Lifetime JPH0695285B2 (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | 適応制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695285B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154004A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-13 | Toshiba Corp | フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラ |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP60237850A patent/JPH0695285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6297002A (ja) | 1987-05-06 |
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