JPS62248917A - ボイラに於ける応答誤差測定装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、制御対象が持つむだ時間を測定するようにし
たボイラに於ける応答誤差測定装置に関するものである
。

［従来の技術］ 例えばボイラ蒸気温度は燃料流量を増加しても直ちには
上昇せず、応答遅れ（以下むだ時間という）がある。し
かし、このむだ時間内に蒸気温度が上昇しないからとい
ってむやみに燃料流量を増加させるとむだ時間経過後に
蒸気温度が上昇しすぎ、蒸気温度を所定の温度に制御す
るのが困難となる。このように、制御系においては、制
御対象が持つむだ時間は制御の安定性に関わる重要な要
素である。

従来、例えばボイラ蒸気温度制御の場合のむだ時間は、
燃料流量をステップ信号として入力し、制御対象である
ボイラの蒸気温度が上昇するまでの時間を測定する動特
性試験を行うことによって求めていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のむだ時間測定手段は、全ての操作
端を手動モードとしく制御Ｉ装置を切離す）、１つの操
作端だけにステップ入力を加える方法であるため、むだ
時間が連続的に変化する場合や実際の制御系を使用した
状態での測定は不可能であった。

本発明は上述の実情に鑑み、実時間（実際に装置を運転
している時間）でむだ時間を測定し得るようにすること
、むだ時間の連続的変化の追跡を可能にすること、制御
装置を使用した状態でのむだ時間の測定を可能にするこ
と、等を目的としてなしたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はランダムノイズを出力するランダムノイズ発生
装置と、該ランダムノイズ発生装置からの信号及びラン
ダムノイズ発生装置より被制御装置へ与えられた信号に
対応して該被制御装置から出力された測定対象の信号を
基に自己回帰モデルの係数を算出するパラメータ算出装
置と、算出した係数から該係数の大小関係を求めその結
果からむだ時間を導くパラメータ比較装置とを設けた構
成を価えている。

［作　　用］ ランダムノイズ発生装置からのノイズ信号は被制御装置
及びパラメータ算出装置へ加えられ、被制御装置からは
ノイズ信号に応じて制御対象の信号が出力されてパラメ
ータ算出装置に与えられ、パラメータ算出装置では制御
対象の信号及びノイズ信号に基いて自己回帰モデルの係
数が求められ、自己回帰モデルの係数はパラメータ比較
装置で大小関係が比較され、その結果からむだ時間が算
出される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明の一実施例で、図中１はボイラ蒸気温度
等の測定対象のある被制御装置、２はむだ時間測定装置
である。むだ時間測定装置２は、外乱を作り出すランダ
ムノイズ発生装置３、自己回帰モデルのパラメータ算出
装置４、パラメータ比較装置５、むだ時間表示装置６か
ら構成され、ランダムノイズ発生装置３は、経過時間主
の推移と共に常に変動している微小な入力信号ｕ（ｋｌ
第２図参照）を被制御装置１及びパラメータ算出装置４
に加えるためのちのであり、パラメータ算出装置４は微
小な入力信号ｕ　（ｋ）及び測定対象１からの出力信号
ｙ　（ｋ）（第３図参照）を基に自己回帰モデルを算出
し自己回帰モデルから各係数を求めるためのものであり
、パラメータ比較装置５はパラメータ算出装置４で得ら
れた自己回帰モデルの各係数からパラメータの大小関係
を比較しむだ時間を算出するためのものであり、むだ時
間表示装置６は求められたむだ時間を表示するためのも
のである。

装置実運転時には、ランダムノイズ発生装置３からは被
制御装置１　（例えば被制御装置１の測定対象がボイラ
蒸気温度の場合は、ボイラバーナへ供給される燃料流量
を制御する制御弁）及びパラメータ算出装置４へ微小な
外乱が入力信号ｕ　（ｋ）として与えられ、被制御装置
１からは、例えばボイラ蒸気温度が出力信＠　ｙ　（ｋ
）としてパラメータ算出装置４へ加えられる。ここで、
成る時間の入力信号ｕ　（ｋ）に対応する出力信号”！
／（ｋ）（１人力１出力）の測定対象は、自己回帰モデ
ルを用いると下記のように表わすことここで　　　　ｍ
；自己回帰モデルの次数に；離散的な時間 ｅ（ｋ）；雑音又は誤差 ａｌ、ｂｌ　：各々ｍ個ずつの係数 又データのサンプリング周期をＡｔとすると、経過時間
ｔ＝Ｒ−Ａｔで表わされる。而して、パラメータ算出装
置４では（１）式の係数ａｉ　、　ｂｌと変換し、雑音
又は誤差ｅ　（ｋ）が最小となるよで表わされる逐次形
最小二乗法を用いて係数ａｔ　ｅ　ｂｉが決定される。

ここで、Ｊは評価関数である。ただし、自己回帰モデル
の次数ｍは、予め測定者が成る程度大きな数ぐむだ時間
りより充分大きくｍ〉〉ＬＺＡｔで表わされる数）をパ
ラメータ算出装置４にセットしておく。

自己回帰モデルの係数ａｉ　、　ｂｉが求められたら、
各係数ａｉ　＊　ｂｌはパラメータ比較装置５に加えら
れ、該パラメータ比較装置５で各係数の大小関係が比較
され、この大小関係からむだ時間りが算出される。すな
わち、むだ時間りが存在するとｂｌ　ｕ（ｋ−ｉ）の係
数す、のうち、ｂｌ、ｂ２．・・・は小さく、むだ時間
を越えた時刻からはｂｌはｂｌより十分大きくなる。

そこで、 ｌ　　ｂ　＋　　　ｌ　　くく　Ｉ　　ｂ　ｉ　　　ｌ
　　・・・σのが成立するｉを探し出し、 Ｌ　＝　（ｉ−１）　＊　Ａ　ｔ　　−（ｖ）からむだ
時間を算出する。求められたむだ時間りはむだ時間表示
部６に表示される。

ただし被制御装置１は第４図に示すように制御装置が接
続されていなくとも或いは第５図に示すように制御装置
７が接続されていても測定対象の測定が可能である。理
由は、制御装置７によるフィードバックループはむだ時
間には影響しないためである。

なお、本発明の実施例においては、被制御装置がボイラ
の場合について説明したが脱硝装置に対しても適用でき
ること、測定対象は温度ではなく圧力としても実施でき
ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々変更を加え得ること、等は勿論である。

［発明の効果１ 本発明のボイラに於ける応答誤差測定装置によれば、 （Ｄ　　被制御装置及びパラメータ算出装置への入力信
号として微小なランダムノイズを用いているため、むだ
時間の測定対象が制御されている場合でもむだ時間の測
定が可能となる、（Ｉ［＞　　むだ時間が連続して変化
する場合、その変化を実時間で追跡することができる、 ■）　数字モデルのパラメータ算出に逐次形最小二乗法
を用いることができるため実際の運転を行いながらむだ
時間の測定が可能となる、等、種々の優れた効果を奏し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボイラに於ける応答誤差測定装置の一
実施例の説明図、第２図は第１図の装置で被制御装置及
びパラメータ算出装置へ入力される入力信号と時間との
関係を表わすグラフ、第３図は第１図の装置で被制御装
置からパラメータ算出装置へ加えられる出力信号と時間
との関係を表わすグラフ、第４図及び第５図は本発明の
ボイラに於ける応答誤差測定装置が適用される被制御装
置の構成例の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ランダムノイズを出力するランダムノイズ発生装置
   と、該ランダムノイズ発生装置からの信号及びランダム
   ノイズ発生装置より被制御装置へ与えられた信号に対応
   して該被制御装置から出力された測定対象の信号を基に
   自己回帰モデルの係数を算出するパラメータ算出装置と
   、算出した係数から該係数の大小関係を求めその結果か
   らむだ時間を導くパラメータ比較装置とを設けたことを
   特徴とするボイラに於ける応答誤差測定装置。