JPS5925242B2

JPS5925242B2 - 簡易予測制御装置

Info

Publication number: JPS5925242B2
Application number: JP7260778A
Authority: JP
Inventors: 敏勝藤原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1978-06-15
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1984-06-15
Also published as: JPS54163285A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、数学モデルを使つて予測精度を向上させか
つ数学モデル内の情報を有効に利用して、制御対象に加
わる外乱に対処できるようにした簡易予測制御装置に関
する。

第１図は従来から知られている簡易予測制御装置の構成
を示すブロック図である。

この第１図におけるＡは制御対象、Ｂは比例積分動作の
制御器（以下、ＰＩ制御器と云う）である。この制御対
象Ａに外乱Ｕ２（ｔ）とＰＩ制御器Ｂからの操作信号ｕ
１（ｔ）を加えて、制御量ｘ（ｔ）を得るようになつて
おり、この制御量ｘ（ｔ）を予測器Ｃに加えて制御量の
予測値′ｘ（ｔ＋ｌΔｔ）を求める。この予測値′ｘ（
ｔ＋ｌΔｔ）は符号変換器Ｄに加えて符号変換した後、
加算器Ｅに加えるようになつている。加算器Ｅには目標
値設定器ＦからｌΔＴ先の目標値γ（ｔ＋１ＪＴ）も加
えられるようになつている。これにより、加算器Ｅは符
号変換器Ｄの出力とｌΔＴ先の目標値γ（ｔ＋ｌΔＴ）
とを加算して制御偏差′７（ｔ＋１１ＪＴ）を得るよう
にし、これをＰＩ制御器Ｂに加えて操作信号ｕ１（ｔ）
を得るようにしている。このように、制御量ｘ（ｔ）の
情報のみから予測値′ｘ（ｔ＋ｌΔＴ）を求め、この予
測値′ｘ（ｔ＋１ΔＴ）とｌΔＴ先の目標値を比較して
、ＰＩ制御器Ｂを介して操作信号ｕ１（ｔ）を得るよう
にしているものである。

したがつて、現時点までの履歴の延長線上の予測を行な
うため、操作量または外乱が途中で急変すると、極度に
予測の精度が低下する。また、操作量および外乱が途中
で変動しない場合でも、ｌΔＴを大きくとると、精度が
悪い。このため、この第１図に示す従来の簡易予測制御
装置では、制御性能は従来のＰＩ制御に比べて大幅な改
善が望めないものである。この発明は、上記の点にかん
がみなされたもので、少なくとも２系統以上の各系統の
操作量信号と外乱を制御対象に入力することにより変化
する制御対象の制御量と上記各系統の目標値設定器で設
定された目標値とを減算器で減算した制御偏差を各系統
ごとに比例積分微分調節器に入れて上記各系統の操作量
信号を得る比例積分微分制御系と、上記各系統の目標値
設定器の出力を一定にした状態での上記外乱の変動量に
対する上記制御量の変動量を表わす第１の近似伝達特性
のうちのむだ時間特性を含まない要素で構成され、上記
外乱が入力されて外乱変動予測値およびその時間微分値
を出力する各系統ごとの外乱変動予測器と、上記比例積
分微分制御系における所定の系統以外の他の系統の上記
目標値設定器の出力の変動量に対応する所定の系統の上
記制御量の変動量を表わす第２の近似伝達特性のうちむ
だ時間特性を含まない要素で構成され、上記所定の系統
以外の他の系統の上記目標値設定器の出力が入力されて
上記比例積分微分制御系における上記所定の系統以外の
他の系統の目標変動予測値およびその時間微分変動値を
出力する各系統ごとの他のループ目標変動予測器と、上
記所定の系統の上記目標値設定器の出力の変動量に対応
する上記所定の系統の上記制御量の変動量を表わす第３
の近似伝達特性のうちむだ時間特性を含まない要素で構
成され、修正目標値の中間変数が入力され、上記各系統
の目標変動予測値およびその時間微分値を出力する各系
統ごとの目標値変動予測器と、上記各外乱変動予測器か
ら出力される外乱変動予測値の時間微分値と上記各他の
ルーブ目標変動予測器から出力される目標変動予測値の
時間微分値とを加算する各系統ごとの第１の加算器と、
この各第１の加算器の出力と上記目標値変動予測器から
出力される目標値変動予測値の時間微分値との加算結果
を所定の係数倍にして出力する各系統ごとの第１の手段
と、上記各他のループ目標変動予測器から出力される目
標変動予測値と上記各目標値変動予測器から出力される
目標変動予測値とを加算する各系統ごとの第２の加算器
と、この各第２の加算器の出力と上記各外乱変動予測器
で出力される外乱変動予測値との加算結果を所定の係数
倍にして出力する第２の手段と、上記各系統ごとの第１
の手段と第２の手段の出力を加算した結果を符号変換し
て一方を上記各系統ごとの目標値予測器に上記中間変数
として出力しかつ他方を各系統ごとに設けられて上記目
標値設定器の出力を修正するためのむだ時間を発生する
むだ時間発生器に出力する第３の手段と、上記各系統ご
との目標値設定器の出力と上記むだ時間発生器の出力と
を加算してその加算結果を上記減算器および他のループ
目標変動予測器に出力する第３の加算器とよりなること
を要旨とすることにより、予測精度が向上し、高制御性
能が得られるとともに、数学モデルの中のある変数から
微分値に相当する値が微分せずに得られ、特に、むだ時
間が大きな熱プロセスなどに対して制御性能が顕著とな
る簡易予測制御装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の簡易予測制御装置の実施例について図
面に基づき説明する。

第２図はその一実施例の構成を示すプロツク図である。
この第２図において、破線１００で包囲して示す部分は
従来より知られている比例積分微分動作の制御系（以下
、ＰＩＤ制御系と云う）を示すものであり、まず、この
ＰＩＤ制御系１００の部分について概述することにする
。このＰＩＤ制御系１００の上側の部分から述べると、
目標値設定器１で設定された目標値は減算器２で制御対
象３からの制御量４と減算され、制御偏差５が得られる
ようになつている。この制御偏差５はＰＩＤ調節器６（
比例、積分、微分動作をする調節器）に入力するように
なつている。ＰＩＤ調節器６に制御偏差５が入力される
と、ＰＩＤ調節器６は制御対象３を操作する操作量信号
７を出力するようになつている。また、制御対象３では
、操作量信号７と外乱８を受けて、制御量４が変動する
ような関係になつている。このようなＰＩＤ制御系１０
０において、この発明は目標値設定器１と減算器２の間
に加算器９を設け、後述する予測制御回路で計算された
信号１０と目標値設定器１で設定された目標値とを加算
して、従来の目標値を修正しようとするものである。

また、この第２図において、ＰＩＤ制御系１００の下側
のループについては、上述の上側のループと同様である
ので、上側のループと対応する個所には、上側のループ
の各部と同一符号にダツシユを付して、特に変動がない
かぎり、その説明を省略することにする。次に、上述の
予測制御回路の部分について説明するが、この予測制御
回路で計算された信号１０，１０′をカツトし、外乱８
を＝定にしておいて、破線で包囲したＰＩＤ制御系１０
０における目標値設定器１の出力、すなわち、目標値γ
のステツプ変化（変動量Δγ）に対する制御量４（ｙ）
の変動量Δｙと、下側のループの変動量Δｙ′の応答を
調べて、近似伝達特性Ｆ１（Ｄ）ｅ−ＬｌＤ（Ｆ２ｂ）
ｅ−１ｔ０）とする。

ここで、Ｆρ（Ｆ′１Ｄ）はむだ時間特性は含まｄれな
い形とし、Ｄは微分演算子−を意味する。

Ｄｔただし、ｔは時間である。

次に、目標値設定器１による目標値γを一定にしておい
て（信号１０，１０′はカツトしておく）、外乱８（ｗ
）のステツプ変化に対する制御量４（ｙ）の変動量Δｙ
の応答を同様に調べて、近似伝達特性Ｆ３旧ｅ−Ｌ３を
を決定する。

なお、下側のループについても同様に、Ｆ１勧ｅ−Ｌ′
１下、ＦＰ）ｅ−Ｌ２ＤおよびＦ３Ｏ））ｅ−Ｌ３′。
を求めておく。以上の準備のもとに、以下に予測制御回
路の構成について説明する。まず、外乱８の情報を前述
の近似伝達特′性Ｆ３Ｏ））ｅ−Ｌ３の（Ｆ３Ｏ））ｅ
−Ｌ３特）のＦ，？、（Ｆ！（自））部のみで構成した
外乱変動予測器１１，１『に印加し、出力２２（フ，）
，２３（フ，）、〜
さ：（出力２７（Ｙ３つと出力２３″（Ｙ３″）を出す
。

：：ここで、Ｙ３はＹ３の時間微分値であつて次に述べ
るように、外乱変動予測器１１の回路の途中から取り出
せるような予測器の構成にしておく。

なお、予測器の構造は有理関数とし、分子のＤ（微分演
算子）の次数ｍと分母のＤの次数ｎとの間にｍ＜ｎの関
係をもたせ、予測器の出力の微分値が予測器の内部の変
数で表わすことができるようにする。たとえば、簡単な
例として１次遅れ特性は？で、分子の次数ｍ−０、分母
の次数ｎ１＋τＤ１であるため、前記のｍ＜ｎの条件を満足しており、こ
の場合の数字モデルは（Ｘ：入力Ｙ：出力）となる。

また、具体的な計算式は上式を変形してＹ＋τＤＹ−Ｘとし、さらにＺ−ＤＹで表わせばＺ−ー（Ｘ−Ｙ） τ となつて、Ｙは上式のＺを積分することにより求められ
る。

したがつて、中間変数ｚを出力すればそれは出力Ｙの微
分値である。次に、前述の近似伝達特性Ｆ２Ｄ）ｅ−Ｌ２Ｄ（Ｆ２′Ｃｆ））ｅ−Ｌ２′Ｄ）の
ＦＰ（珂（自））部のみで構成した他のループ目標変動
予測器１４，１４′にそれぞれ他のループの加算器９′
，９の出力〜８―
を入力し、出力２５（Ｙ２）と出力１６（Ｙ２）（出力
１５″（フ，″）と出力１６″（Ｊ２″）を出す。

こ＝＝：し、こでＹ２もＹ３と
同様にＹ２の時間微分値であつて、他のループ目標変動
予測器１４，１４′の回路の途中から取り出せるような
予測器の構成にしておく。

また、前述の近似値伝達特性ＦｌＤ）ｅ−Ｌｌ値（Ｆ／
Ｄ）ｅ−Ｌ／０）のＦｌＩ））（Ｆ１〕）部のみで構成
した目標値変動予測器１７，１７′に修正目標値の中間
変数（Δγ※）２０，２０″（Δγ″※）を入力し、出
力１８（Ｖ１）と出力モ
゜、８シ１
９（Ｖ１）、（出力１８″（ｙ１）と出力１９″（ｙ１
″）を出す。

ここで、ｉ１もＶ３と同様に、フ，の時間微分値であつ
て、目標値変動予測器１７の回路の途中から取り出せる
ような予測器の構成にしておく。２１は加算器を示す。

加算器２１は外乱変動予測器１１の出力１２（フ、）と
加算器２３の出力２２を加算するようになつている。加
算器２３はループ目標変動予測器１４の出力１５（す，
）と目標値変動予測器１７の出力１８（？１）とを加算
するようになつている。加算器２Ｖ，２３′についても
同様である。また、加算器２４は外乱変動予測器１１の
出力１３（Ｙ３）と他のループ目標変動予測器１４の出
力１６（？２）を加算して、出力２５を加算器２６に送
出するようになつている。

この加算器２６は加算器２４の出力２５と目標値変動予
測器１７の出力１９（？１）を加算するものである。加
算器２４′，２６′も同様である。上記加算器２１の出
力は係数器２７に送出されるようになつている。

この係数器２７により、加算器２１の出力が導入される
と、そこで、係数倍されて加算器２８に送られるように
なつている。また、加算器２６の出力は係数器２９に導
入され、そこで係数倍された後に、加算器２８に加えら
れるようになつている。したがつて、加算器２８は係数
器２７と２９の出力を加算し、その加算結果は符号変換
器３０に伝達するようになつている。この符号変換器３
０の出力（修正目標値の中間変数）のうち、一方は上記
目標値変動予測器１７に伝達され、他方はむだ時間発生
器３１に送出されるように構成されている。このむだ時
間発生器３１は信号１０を出力し、加算器９に送るよう
になつている。これにより、加算器９は目標値設定器１
の出力とこのむだ時間発生器３１の出力１０とを加算し
、その加算結果は下側のループにおけるループ目標変動
予測器１４′および減算器２に送出するようになつてい
る。なお、むだ時間発生器３１の設定値Ｌは（σ３Ｌ３＋σ２Ｌ２−Ｌ１）で、Ｌが零または負の場
合はむだ時間の設定値を零にするかバイパスさせる。

ここで、σ２，σ３はウエイトで、σ２＋σ３１を満足
し、σ２，σ３とも非負なものを選ぶ。そして、設定値
Ｌが負にならないように、近似伝達特性の段階で考慮し
た方が得策な場合があるが、そのときはむだ時間発生器
３１を、バイパスさせる必要はない。また、係数発生器
２ｒ，２９″、加算器２８″、符号変換器３０′、むだ
時間発生器３１′の場合も同様である。

次に、以上のように構成されたこの発明の簡易予測制御
装置の動作について説明する。

まず、外乱８が増加した場合を想定すると、制御量４，
４″は目標値設定器１，１″とずれるが、ずれを極力少
なくするために、この発明は次のように動作する。まず
、外乱８の値を外乱変動予測器１１，１１′に入力し、
この外乱変動予測器１１，１１′は出力１２，１２″と
、出力１３，１３″を出力する。次に、目標値設定器１
，１′の変動量とむだ時間発生器３１，３『の出力１０
，１０′を加算器９，９′で加算する。このうち、加算
器９の出力は他のループ目標変動予測器１４″に入力す
る。この他のループ目標変動予測器１４′は加算器９の
出力を受けると、出力１５″，１６′を出力する。また
、加算器９″の出力は他のループ目標変動予測器１４に
入力され、この他のループ目標変動予測器１４は出力１
５，１６を出力する。そこで、外乱変動予測器１１，１
１７の出力１２，１２′と他のループ目標変動予測器１
４，１４′の出力１５，１５′は加算器２１，２１１を
通り、係数器２７，２７″、加算器２８，２８′、符号
変換器３０，３０′を通して、一方はむだ時間発生器３
１，３１′に、他方は目標値変動予測器１７，１７″に
加えられる。

そして、この目標値変動予測器１７，１７′は符号変換
器３０，３０′の出力を受けると、出力１８，１８″と
１９，１９′を出す。この出力１８，１８′は加算器２
３，２３′に加えられる。加算器２３，２３′には他の
ループ目標変動予測器１４，１４″の出力１５，１５′
も加えられており、したがつて、加算器２３，２３″は
この両出力１８，１８″と１５，１５′を加算し、出力
２２，２２′を加算器２１，２１′に加える。加算器２
１，２『はこの出力と、外乱変動予測器１１，１『の出
力１２，１２′とを加算し、その加算結果を係数器２７
，２７″で係数倍した後、加算器２８，２８″に加える
。また、加算器２４，２４′は外乱変動予測器１１，１
１′の出力１３，１３！とループ目標変動予測器１４，
１４′の出力１６，１６′とを加算し、その加算結果に
よる出力２５，２５′が加算器２６，２６′に送られる
。加算器２６，２６″は目標値変動予測器１７の出力１
９，１９′と加算器２４，２４′の出力２５，２５′と
を加算して、出力を係数器２９，２９″に送る。係数器
２９，２９′ではこの出力を係数倍した後、加算器２８
，２８′に加える。加算器２８，２８″は係数器２７，
２７″と２９，２９″の出力を加算して、符号変換器３
０，３０′へ伝達される。すなわち、外乱変動予測器１
１，１『の出力１２，１２″、他のループ目標変動予測
器１４，１４″の出力１５，１５″および目標値変動予
測器１７，１７″の出力１８，１８″を加算して後、係
数倍して目標値変動予測器１７，１７′にフィードバツ
クする系統と、外乱変動予測器１１，１『の出力１３，
１３″、他のループ目標変動予測器１４，１４７の出力
１６，１６′および目標値変動予測器１７，１７″の出
力１９，１９′を加算した後、係数器２９，２９′で係
数倍して目標値変動予測器１７，１７′にフイードバツ
クする系統から成り立つており、加算器２１，２『と加
算器２６，２６′の各出力を零に近づける働きをする。

前述の符号変換器３０，３０″の出力の一方がむだ時間
発生器３１，３ｆに加わると、このむだ時間発生器３１
，３『から信号１０，１０″が出力され、この信号１０
，１０′は加算器９，９′に加えられる。

この信号１０，１０′は加算器９，９′で目標値設定器
１，１″の出力と加算され、本来の目標値設定器１，『
の出力を修正する。ここで、むだ時間発生器３１，３『
のむだ時間の設定値Ｌ，Ｌ′はσ３Ｌ３＋σ２Ｌ２−Ｌ
ｌ，σ３″Ｌ《＋σ６Ｌ４−Ｌｌで、Ｌ，Ｌ′が負のと
きはむだ時間の設定値を零にするか、またはバイパスさ
せる。なお、修正された目標値（加算器９，９′の出力
は減算器２，２′に伝達され、制御量４，４′と比較さ
れ、外乱８により乱された制御量４，４′が目標値より
小さいときにはＰＩＤ調節器６，６′の入力が増し、Ｐ
ＩＤ調節器６，６′の出力、すなわち、操作量信号７，
７″が増え、制御量４，４″を増やし、徐々に制御偏差
５，５′を零にもつて行くようになつている。

このようにして、制御性能は格段に上昇するわけである
が、ここで、第３図を参照してさらに詳述することにす
る。

なお、この場合も上側のループについて行ない、下側の
ルーブについては同様であるので、説明を省略する。ま
ず、修正目標値Δγの信号１０が加算器９に入力される
ようになつていない従来のＰＩＤ制御系１００で外乱８
が変化すると、制御量４がＹ３のように変動する場合を
考える。

予測制御回路（ＰＩＤ制御系１００を除く部分）は外乱
８の変化を外乱変動予測器１１で受けて第３図に示すよ
うに、マ。の値とＶ３の値を出力する。ただし、第●●
●′Ｚｊ″Ｊｊ″ｊ−― ３図にはＹ３と後述するＹ２，ｙｌは明記していない。

次に、下側のループで目標値の変動または修正目標値Δ
γ″が変化したことによる制御量４への影響をＹ２で表
わし、外乱８と下側ループから上側ループへの干渉を加
え合わせると、Ｙ２＋Ｙ３となる。

そして他のループ目標変動予測器１４からは７２とマ，
が出力される。そこで、（マ，＋Ｖ３）および（マ，＋
Ｙ３）は係数器２７および係数器２９を通つて、加算器
２８ならびに符号変換器３０に伝達され、目標値変動予
測器１７に印加される。その結果、？１および７１が目
標値変動予測器１７戸ご―声ｊ〆′Ｚ−′ｊ〆から出力
され、（Ｙ２＋Ｙ３）および（Ｙ２＋Ｙ３）とそれぞれ
に加算ならびに係数倍される。

目標値変動予測器１７にフイードバツクされる。このフ
イードバツクされる値は第３図にΔγ※で示されている
。この値Δｒ※をさらにむだ時間発生器３１を通して得
られる値が修正目標値で、第３図Ｅの破線でΔγとして
示されている。

従来のＰＩＤ制御系１００はこの修正目標値Δγを受け
て、目標値変動による応答として、ｙ１の挙動を示し、
先の外乱によるＹ３と他のループ目標変動によるＹ２が
加算された形で制御量４（ｙ）が現われる。このｙの値
は従来のＰＩＤ制御系１００での制御性能に相当するＹ
３に比べて非常に小さい。なお、以上では２入力制御系
を取り上げて述べてきたが、多変数系に対しても同様に
拡張することができる。

以上のように、この発明では、従来のＰＩＤ調節器から
なる多変数フイードバツク系を、そのままの形で残し、
かつ従来の系の目標値設定器１？『の値をこの発明にお
ける予測制御回路で操作しようとしているものであり、
この予測制御回路は制御対象の挙動を近似した簡単な数
学モデル部とその数学モデルの変数のフイードバツクル
ープから構成され、従来の予測制御では得られなかつた
高制御性能が得られるものである。

したがつて、この発明は制御対象一般に適用できるもの
であるが、特に、遅れが大きいプロセスなどに有効であ
る。以上詳述したように、この発明の簡易予測制御装置
によれば、少なくとも２系統以上の各系統の操作量信号
と外乱を制御対象に入力することにより変化する制御対
象の制御量と上記各系統の目標値設定器で設定された目
標値とを減算器で減算した制御偏差を各系統ごとに比例
積分微分調節器に入れて上記各系統の操作量信号を得る
比例積分微分制御系と、上記各系統の目標値設定器の出
力を一定にした状態での上記外乱の変動量に対する上記
制御量の変動量を表わす第１の近似伝達特性のうちのむ
だ時間特性を含まない要素で構成され、上記外乱が入力
されて外乱変動予測値およびその時間微分値を出力する
各系統ごとの外乱変動予測器と、上記比例積分微分制御
系における所定の系統以外の他の系統の上記目標値設定
器の出力の変動量に対応する所定の系統の上記制御量の
変動量を表わす第２の近似伝達特性のうちむだ時間特性
を含まない要素で構成され、上記所定の系統以外の他の
系統の上記目標値設定器の出力が入力されて上記比例積
分微分制御系における上記所定の系統以外の他の系統の
目標変動予測値およびその時間微分変動値を出力する各
系統ごとの他のループ目標変動予測器と、上記所定の系
統の上記目標値設定器の出力の変動量に対応する上記所
定の系統の上記制御量の変動量を表わす第３の近似伝達
特性のうちむだ時間特性を含まない要素で構成され、修
正目標値の中間変数が入力され、上記各系統の目標変動
予測値およびその時間微分値を出力する各系統ごとの目
標値変動予測器と、上記各外乱変動予測器から出力され
る外乱変動予測値の時間微分値と上記各他のループ目標
変動予測器から出力される目標変動予測値の時間微分値
とを加算する各系統ごとの第１の加算器と、この各第１
の加算器の出力と上記目標値変動予測器から出力される
目標値変動予測値の時間微分値との加算結果を所定の係
数倍にして出力する各系統ごとの第１の手段と、上記各
他のループ目標変動予測器から出力される目標変動予測
値と上記各目標値変動予測器から出力される目標変動予
測値とを加算する各系統ごとの第２の加算器と、この各
第２の加算器の出力と上記各外乱変動予測器で出力され
る外乱変動予測値との加算結果を所定の係数倍にして出
力する第２の手段と、上記各系統ごとの第１の手段と第
２の手段の出力を加算した結果を符号変換して一方を上
記各系統ごとの目標値予測器に上記中間変数として出力
しかつ他方を各系統ごとに設けられて上記目標値設定器
の出力を修正するためのむだ時間を発生するむだ時間発
生器に出力する第３の手段と、上記各系統ごとの目標値
設定器の出力と上記むだ時間発生器の出力とを加算して
その加算結果を上記減算器および他のループ目標変動予
測器に出力する第３の加算器とよりなることを要旨とし
ているもので、予測精度が向上し、高制御性能が得られ
るとともに、数学モデルの中のある変数から微分値に相
当する値が得られ、特にむだ時間が大きな熱プロセスな
どに対して制御性能が顕著となる効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の簡易予測制御装置の構成を示すプロツク
図、第２図はこの発明の簡易予測制御装置の一実施例の
構成を示すプロツク図、第３図は同実施例の動作を説明
するためのタイムチヤートである。１，１″・・・・・・目標値設定器、２，２″・・・・
・・減算器、３，３′・・・・・・制御対象、６，６ξ
・・・・・ＰＩＤ調節器、８・・・・・・外乱、９，２
１，２３，２４，２６，２８，９７，２１″，２３′，
２４″，２６″，２８′・・・・・・加算器、１１，１
『・・・・・・外乱変動予測器、１４，１４′・・・・
・・他のループ目標変動予測器、１７，１７′・・・・
・・目標値変動予測器、２７，２９，２７″，２９′・
・・・・・係数器、３０，３０′・・・・・・符号変換
器、３１，３１′・・・・・・むだ時間発生器。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも２系統以上の各系統の操作量信号と外乱
を制御対象に入力することにより変化する制御対象の制
御量と上記各系統の目標値設定器で設定された目標値と
を減算器で減算した制御偏差を各系統ごとに比例積分微
分調節器に入れて上記各系統の操作量信号を得る比例積
分微分制御系と、上記各系統の目標値設定器の出力を一
定にした状態での上記外乱の変動量に対する上記制御量
の変動量を表わす第１の近似伝達特性のうちのむだ時間
特性を含まない要素で構成され、上記外乱が入力されて
外乱変動予測値およびその時間微分値を出力する各系統
ごとの外乱変動予測器と、上記比例積分微分制御系にお
ける所定の系統以外の他の系統の上記目標値設定器の出
力の変動量に対応する所定の系統の上記制御量の変動量
を表わす第２の近似伝達特性のうちむだ時間特性を含ま
ない要素で構成され、上記所定の系統以外の他の系統の
上記目標値設定器の出力が入力されて上記比例積分微分
制御系における上記所定の系統以外の他の系統の目標変
動予測値およびその時間微分変動値を出力する各系統ご
との他のループ目標変動予測器と、上記所定の系統の上
記目標値設定器の出力の変動量に対応する上記所定の系
統の上記制御量の変動量を表わす第３の近似伝達特性の
うちむだ時間特性を含まない要素で構成され、修正目標
値の中間変数が入力され、上記各系統の目標変動予測値
およびその時間微分値を出力する各系統ごとの目標値変
動予測器と、上記各外乱変動予測器から出力される外乱
変動予測値の時間微分値と上記各他のループ目標変動予
測器から出力される目標変動予測値の時間微分値とを加
算する各系統ごとの第１の加算器と、この各第１の加算
器の出力と上記目標値変動予測器から出力される目標値
変動予測値の時間微分値との加算結果を所定の係数倍に
して出力する各系統ごとの第１の手段と、上記各他のル
ープ目標変動予測器から出力される目標変動予測値と上
記各目標変動予測器から出力される目標変動予測値とを
加算する各系統ごとの第２の加算器と、この各第２の加
算器の出力と上記各外乱変動予測器で出力される外乱変
動予測値との加算結果を所定の係数倍にして出力する第
２の手段と、上記各系統ごとの第１の手段と第２の手段
の出力を加算した結果を符号変換して一方を上記各系統
ごとの目標値予測器に上記中間変数として出力しかつ他
方を各系統ごとに設けられて上記目標値設定器の出力を
修正するためのむだ時間を発生するむだ時間発生器に出
力する第３の手段と、上記各系統ごとの目標値設定器の
出力と上記むだ時間発生器の出力とを加算してその加算
結果を上記減算器および他のループ目標変動予測器に出
力する第３の加算器とよりなる簡易予測制御装置。