JPS6366602A - デイジタル制御装置 - Google Patents
デイジタル制御装置Info
- Publication number
- JPS6366602A JPS6366602A JP61211012A JP21101286A JPS6366602A JP S6366602 A JPS6366602 A JP S6366602A JP 61211012 A JP61211012 A JP 61211012A JP 21101286 A JP21101286 A JP 21101286A JP S6366602 A JPS6366602 A JP S6366602A
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- JP
- Japan
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- control system
- controlled object
- controlled
- output
- error
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- Safety Devices In Control Systems (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
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。
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〕
この発明ｒ！、％制御対象の計測環境、データ変換器及
びデータ伝送経路等の外囲環境の異常を検出し、制御系
の暴走を抑止することのできるディジタル制御装置に関
するものでろる。
びデータ伝送経路等の外囲環境の異常を検出し、制御系
の暴走を抑止することのできるディジタル制御装置に関
するものでろる。
〔従来の技術１
一般にディジタル制御装置は、第３図に示すような構成
でるる。第３図において（１）は目標位置データＸｎ、
（２１は制御対象位ｗＬＵ ｎでるり、（３）はＸｎ１
ｌ）とσｎ（２）の偏差Ｍｎで、（４）ノサーボ制御回
路は、偏差Ｅｎ ｆ３１に応じて（５）の制御量Ｉｎを
出力する。
でるる。第３図において（１）は目標位置データＸｎ、
（２１は制御対象位ｗＬＵ ｎでるり、（３）はＸｎ１
ｌ）とσｎ（２）の偏差Ｍｎで、（４）ノサーボ制御回
路は、偏差Ｅｎ ｆ３１に応じて（５）の制御量Ｉｎを
出力する。
ｆ発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、制御対象位置Ｕｎ（２１を計測する手段
に異常が生じた場合、もしくは、計測されたデータを伝
達する手段に異常が生じた場合、制御量Ｉ ｎ ｔ５１
が不適肖なまま出力式れ続は制御系の暴走を引き起こす
という問題がめった。
に異常が生じた場合、もしくは、計測されたデータを伝
達する手段に異常が生じた場合、制御量Ｉ ｎ ｔ５１
が不適肖なまま出力式れ続は制御系の暴走を引き起こす
という問題がめった。
例えば、制御対象位置θｎ（２）を計測する手段に異常
が生じ、制御対象が作動しても制御対象位置θｎ（２）
が一定値となってしまう場合には、目標位置データＸｎ
ｆｉｌと制御対象位置ｔＩｎ＋２１の偏差Ｅｎ（３１
は一定となり、これに対応する制御量Ｉｎ（５）もまた
一定値が出力され続け、制御系は一定方向へ糸走してし
まう。
が生じ、制御対象が作動しても制御対象位置θｎ（２）
が一定値となってしまう場合には、目標位置データＸｎ
ｆｉｌと制御対象位置ｔＩｎ＋２１の偏差Ｅｎ（３１
は一定となり、これに対応する制御量Ｉｎ（５）もまた
一定値が出力され続け、制御系は一定方向へ糸走してし
まう。
この問題を解決するためには、制御系のモデルを作成し
、このモデルの出力と実際の制御系との出力の違いが許
容誤差の範囲であるか否かを判定することによって異常
の検出を行うことが必要であるが、モデルを自動的に作
成する場合には実際の制御系との適合性が常に異なり、
事前に与えた一定値の許容誤差範囲では、制御系の異常
を的確に判定することは、非常に困難な問題でめった。
、このモデルの出力と実際の制御系との出力の違いが許
容誤差の範囲であるか否かを判定することによって異常
の検出を行うことが必要であるが、モデルを自動的に作
成する場合には実際の制御系との適合性が常に異なり、
事前に与えた一定値の許容誤差範囲では、制御系の異常
を的確に判定することは、非常に困難な問題でめった。
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
のであり、制御系のモデルを制御対象への入力と制御対
象からの出力から制御系のモデルを作成する際にモデリ
ングの誤差から許容誤差範囲を決定し、このモデルの出
力と制御対象の出力との誤差が決定された許容誤差範囲
であるか否かを判定することにより、外囲環境の異常を
検出して、制御系の暴走を抑止することを目的とするも
のである〔問題を解決するための手段〕 この発明のディジタル制御装置は９作動中の制御対象の
モデルを推定するモデル推定器と、モデリングの許容誤
差範囲を決定する許容誤差決定器と、許容誤差範囲とモ
デルの出力と匍」呻対象の出力との誤差を比較すること
により９外囲環境の異常を検出する異常検出器と、上記
異常検出器によって、出力されるエラー４５号によって
制御対象への出力を切り換える選択器とを設けたもので
ある。
のであり、制御系のモデルを制御対象への入力と制御対
象からの出力から制御系のモデルを作成する際にモデリ
ングの誤差から許容誤差範囲を決定し、このモデルの出
力と制御対象の出力との誤差が決定された許容誤差範囲
であるか否かを判定することにより、外囲環境の異常を
検出して、制御系の暴走を抑止することを目的とするも
のである〔問題を解決するための手段〕 この発明のディジタル制御装置は９作動中の制御対象の
モデルを推定するモデル推定器と、モデリングの許容誤
差範囲を決定する許容誤差決定器と、許容誤差範囲とモ
デルの出力と匍」呻対象の出力との誤差を比較すること
により９外囲環境の異常を検出する異常検出器と、上記
異常検出器によって、出力されるエラー４５号によって
制御対象への出力を切り換える選択器とを設けたもので
ある。
この発明においては、異常検出器で制御系が適当な動作
をしているか否かを決定し、適当な動作をしている場合
にはサーボ制御回路の出力を制御量とし制御系の動作が
不適当ならば、制御量を“０”として制御系を停止させ
るものでおる。
をしているか否かを決定し、適当な動作をしている場合
にはサーボ制御回路の出力を制御量とし制御系の動作が
不適当ならば、制御量を“０”として制御系を停止させ
るものでおる。
以下第１図、第２図に示す一実施例によってこの発明を
具体的に説明する。
具体的に説明する。
第１図は、この発明によるディジタル制御装置を含む制
御系の全体構成図である。
御系の全体構成図である。
第１図において、（６）は目標位置データＸｎ（１）と
制御対象位置θｎ（２）から制御量Ｉｎ（５）を出力す
るこの発明によるディジタル″ＩＩＩ御装置であり、制
御量Ｉｎ（５１は（７）のディジタルアナログ変換器に
よってアナログ量（二変換され（８）の増幅器によって
適当（二増幅され、制御対象である（９）の駆動機への
入力となり制御量に応じて駆動機（９）が作動する。
制御対象位置θｎ（２）から制御量Ｉｎ（５）を出力す
るこの発明によるディジタル″ＩＩＩ御装置であり、制
御量Ｉｎ（５１は（７）のディジタルアナログ変換器に
よってアナログ量（二変換され（８）の増幅器によって
適当（二増幅され、制御対象である（９）の駆動機への
入力となり制御量に応じて駆動機（９）が作動する。
駆動機（９）が作動すると、接続されたＯｅのシンクロ
発蚕器によって位置を検出し、αυのシンクロディジタ
ル変換器を介し制御対象位置Ｕｎ（２１となりフィード
バックされる。
発蚕器によって位置を検出し、αυのシンクロディジタ
ル変換器を介し制御対象位置Ｕｎ（２１となりフィード
バックされる。
第２図は、ディジタル制御装置（３）を具体的に示した
図であり、 ｍ、 ＋２１． （５１は第１図と同じで
ろる〇 第２図において、（３）は目標位置データＸｎ（１）と
制御対象位置Ｏｎ （２１との偏差Ｅｎであり。
図であり、 ｍ、 ＋２１． （５１は第１図と同じで
ろる〇 第２図において、（３）は目標位置データＸｎ（１）と
制御対象位置Ｏｎ （２１との偏差Ｅｎであり。
（１３はサーボ制御回路でろり、偏差Ｅｎ （３１を入
力とし、システムに依存する評価関数を最適にする制御
量Ｉｎ（５１を決定する制御則を芙現するものである。
力とし、システムに依存する評価関数を最適にする制御
量Ｉｎ（５１を決定する制御則を芙現するものである。
ａ３はモデル推定回路であり、制御対象位置θｎ（２）
と制御ｔＩｎ （５）から制御対象のモデルを推定する
ものでるる。
と制御ｔＩｎ （５）から制御対象のモデルを推定する
ものでるる。
すなわち、サンプリング量である制御対象位置ｆｉｎ
＋２１と制御量Ｉｎ（５）の間には１次のモデルを考え
ることができる。
＋２１と制御量Ｉｎ（５）の間には１次のモデルを考え
ることができる。
θｎ＝ｆ（Ｉｎ）
ここで ｎ；サンプリング時刻
θｎ；サンプリング時刻ｎのｔ：ｊ御対象位置
Ｉｎ；サンプリング時刻ｎのＦｉ′Ｊ倒債ｆ（Ｉｎ）；
Ｉｎの関数 モデル推定回路αＳでは、 Ｉｎｔ５）の関数でおる
ｆ（Ｉｎ）を制御対象位＠ （／ｎ （２１と制御量Ｉ
ｎ（５）を使用し【次のようにして求める。
Ｉｎの関数 モデル推定回路αＳでは、 Ｉｎｔ５）の関数でおる
ｆ（Ｉｎ）を制御対象位＠ （／ｎ （２１と制御量Ｉ
ｎ（５）を使用し【次のようにして求める。
現在時刻をサンプリング時刻ｎとした場合、 １Ｊｌｌ
ｉ Ｉｎ （５１のｍ＋１のサンプリング時間遅れの値
Ｉｎ−ｍ−１は制御対象位置θｎ（２）に影響を及ぼさ
ないとすると、 ｆ（Ｉｎ）はＩｎ。
ｉ Ｉｎ （５１のｍ＋１のサンプリング時間遅れの値
Ｉｎ−ｍ−１は制御対象位置θｎ（２）に影響を及ぼさ
ないとすると、 ｆ（Ｉｎ）はＩｎ。
Ｉｎ−１，Ｉｎ−２、Ｉｎ−３，−＝−Ｉｎ−ｍの非−
形関数として次のように記述することかできる。
形関数として次のように記述することかできる。
ｆ （Ｉｎ）＝ｆ（Ｉｎ、 Ｉｎ−１，Ｉｎ−２，Ｉｎ
−３，−Ｉｎ−ｍ）ｆ（Ｉｎ、 Ｉｎ−ｘ、 Ｉｎ−２
，Ｉｎ−３，−＝ Ｉｎ−ｍ）の推定のためζ二Ｉｎ、
Ｉｎ−１，Ｉｎ−２，Ｉｎ −３，・−Ｉｎ−ｍのう
ち２個Ｉｎ−１，Ｉｎ−ｊの２次式ｙｋを考える。
−３，−Ｉｎ−ｍ）ｆ（Ｉｎ、 Ｉｎ−ｘ、 Ｉｎ−２
，Ｉｎ−３，−＝ Ｉｎ−ｍ）の推定のためζ二Ｉｎ、
Ｉｎ−１，Ｉｎ−２，Ｉｎ −３，・−Ｉｎ−ｍのう
ち２個Ｉｎ−１，Ｉｎ−ｊの２次式ｙｋを考える。
ｙｋ＝ ａｏｋ＋ａｌｈ Ｉｎ ｉ＋ａ２ｍ Ｉｎ−ｊ
ｔａ３ｈＩｎ−７２十ａ４ｋＩｎ−ｐ＋ ａ５ｈ Ｉ
ｎ−１・Ｉｎ−ｊｙｋに対して、現＝Σ（（Ｉｎ−Ｂ）
２が最小となるよう（二最小自乗法を適用してａＯ＊
ａｌ ＋ ａｌ ｍ’３＋ａ４＊”ｌｉを決定する。
ｔａ３ｈＩｎ−７２十ａ４ｋＩｎ−ｐ＋ ａ５ｈ Ｉ
ｎ−１・Ｉｎ−ｊｙｋに対して、現＝Σ（（Ｉｎ−Ｂ）
２が最小となるよう（二最小自乗法を適用してａＯ＊
ａｌ ＋ ａｌ ｍ’３＋ａ４＊”ｌｉを決定する。
”Ｏｓ ”１ｗ ａｌ、ａ３＊ ａ４．ａＳのうち次の
条件な満足する係数ａｉを探索する。
条件な満足する係数ａｉを探索する。
ＭＡＸ（ａＯ９ａ１．ａｌ、ａ３＋ ａ４＋ ａＳ ）
＞ １０００−ａｔ係数ａｉを持つ項を削除した後再び
Ｒｋ＝（１！ｊｎ−ｙＪ”が最小となるよう（二最小自
乗法を適用して係数を決定する。
＞ １０００−ａｔ係数ａｉを持つ項を削除した後再び
Ｒｋ＝（１！ｊｎ−ｙＪ”が最小となるよう（二最小自
乗法を適用して係数を決定する。
このｍ（３ｗ個の中間変数ｙｋのうち亀の小さい順に１
個選択する。
個選択する。
さらに１選択きれた１個の中間変数にｍ個のＩｎ、 Ｉ
ｎ−１，Ｉｎ−２，Ｉｎ−３，・−・−４ｎ−ｍの制御
量を加えた１＋ｍ個のうち、２個を選択して２次式を考
え、この１＋ｍ０２個の２次式に対してΣ（θｎ−ｙｋ
）２が最小となるように最小自乗法を適用し１ ＋ｍ
０２個の中間変数を得た後Ｒｋの小さい順に１個選択す
ることを繰り返す。
ｎ−１，Ｉｎ−２，Ｉｎ−３，・−・−４ｎ−ｍの制御
量を加えた１＋ｍ個のうち、２個を選択して２次式を考
え、この１＋ｍ０２個の２次式に対してΣ（θｎ−ｙｋ
）２が最小となるように最小自乗法を適用し１ ＋ｍ
０２個の中間変数を得た後Ｒｋの小さい順に１個選択す
ることを繰り返す。
中間変数を得ることを繰り返すことによって、１（ｋが
減少しなくなった時点で繰り返しを終了し、この時点で
ルｋを最小とする中間変数をｆ （Ｉｎ、 Ｉｎ−１，
Ｉｎ−２，Ｉｎ−３，−−−−・・Ｉｎ−ｍ ）とする
。
減少しなくなった時点で繰り返しを終了し、この時点で
ルｋを最小とする中間変数をｆ （Ｉｎ、 Ｉｎ−１，
Ｉｎ−２，Ｉｎ−３，−−−−・・Ｉｎ−ｍ ）とする
。
予測出力Ｓｎは、求めた制御系の非線形モデルから次の
ようにし【与えられる。
ようにし【与えられる。
８ｎ ＝ ｆ（Ｉｎ）
α４＃ｉモデル推定回路αりの予測誤差Ｐｎであり、予
測出力Ｓｎから次のようにして与えられる。
測出力Ｓｎから次のようにして与えられる。
Ｐｎ ＝θｎ −５ｎ
ａＳは許容誤差決定器でるり、推定回路１１３の予測誤
差Ｐｎを入力として 次のよう（二して許容誤差値ｅα
Ｑを決定する。
差Ｐｎを入力として 次のよう（二して許容誤差値ｅα
Ｑを決定する。
Ｇｎ ＝ Ｇｎ−１＋Ｐｎ”
σ” ＝ Ｇｎ ／（ｎ−１）
ｅ＝３０
（１ηは異常検出器でるり、予測誤差Ｐｎ Ｑ４と許容
誤差値ｅαＧから １Ｐｎｌ（ｅ を満足すれば制御系は正常とし°Ｏ“を、そうでなけれ
ば異常とし“ｌ”をα＆のエラー信号として出力する。
誤差値ｅαＧから １Ｐｎｌ（ｅ を満足すれば制御系は正常とし°Ｏ“を、そうでなけれ
ば異常とし“ｌ”をα＆のエラー信号として出力する。
エラー信号ａ８は、制御系が正常制御系が異常の場合＋
１９の選択器へ入力される。
１９の選択器へ入力される。
選択器α９は、エラー信号ａＳが°Ｏ′の場合サーボ制
御回路α邊の出力■を選択し、エラー信号ａＳが”１“
の場合ｒ！制御！（５）をＱυの“Ｏ″に切り換え制御
対象を停止させることにより、制御系の暴走を抑止する
。
御回路α邊の出力■を選択し、エラー信号ａＳが”１“
の場合ｒ！制御！（５）をＱυの“Ｏ″に切り換え制御
対象を停止させることにより、制御系の暴走を抑止する
。
なお、上記実施例ではモデル推定方法として非線形モデ
ルを用いているが、単純な最小自乗法等の線形モデル推
定であっても、全く同様にしてこの発明を適用できる。
ルを用いているが、単純な最小自乗法等の線形モデル推
定であっても、全く同様にしてこの発明を適用できる。
以上のように、この発明によればモデルのシステムへの
適合している状態に応じて、制御対象の位置計測手段、
シンクロディジタル変換器、ディジタルアナログ変換器
のいずれかに異常が生じた場合にもこれを的確に検出し
、制御系の暴走を抑止するという利点を持つ。
適合している状態に応じて、制御対象の位置計測手段、
シンクロディジタル変換器、ディジタルアナログ変換器
のいずれかに異常が生じた場合にもこれを的確に検出し
、制御系の暴走を抑止するという利点を持つ。
第１図は、この発明によるディジタル制御装置を含む制
御系の全体構成図、第２図は、デイジタル制御装置を具
体的に示した図、第３図は従来のディジタル制御装置を
示した図である。 図中、（１）は目標位置データＸｎ、 ｆ２＋は制御対
象位置θｎ、 （３１は偏差Ｂｎ、 （４）はサーボ制
御回路、（５）は制御量Ｉｎ、 （６１はディジタル制
御装置、（７）はディジタルアナログ変換器、（８）は
増幅器、（９）は駆動機、ｕＩはシンクロ発振器、ｌｌ
υはシンクロディジタル変換器、α２はサーボ制御回路
、αＪはモデル推定器、α４１はモデル推定回路ｕ３の
予測誤差Ｐｎ、αＳは計容誤差決定器、 ｕｅは許容誤
差値ｅ、Ｑ７１は異常検出器、α８はエラー信号、ａｇ
は選択器。 ■、ｃｌυは出力値である。 なお１図中同一るるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
御系の全体構成図、第２図は、デイジタル制御装置を具
体的に示した図、第３図は従来のディジタル制御装置を
示した図である。 図中、（１）は目標位置データＸｎ、 ｆ２＋は制御対
象位置θｎ、 （３１は偏差Ｂｎ、 （４）はサーボ制
御回路、（５）は制御量Ｉｎ、 （６１はディジタル制
御装置、（７）はディジタルアナログ変換器、（８）は
増幅器、（９）は駆動機、ｕＩはシンクロ発振器、ｌｌ
υはシンクロディジタル変換器、α２はサーボ制御回路
、αＪはモデル推定器、α４１はモデル推定回路ｕ３の
予測誤差Ｐｎ、αＳは計容誤差決定器、 ｕｅは許容誤
差値ｅ、Ｑ７１は異常検出器、α８はエラー信号、ａｇ
は選択器。 ■、ｃｌυは出力値である。 なお１図中同一るるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
Claims (1)
- 目標値からの誤差を入力として、制御対象への制御量を
出力とするサーボ制御回路と、制御対象への入力と制御
対象からの出力から上記サーボ制御回路の外囲環境及び
制御対象を数式モデルとして推定するモデル推定器と、
上記モデル推定器における推定誤差によって許容誤差範
囲を決定する許容値決定器と、上記モデル推定器及び許
容誤差決定器によって決定された誤差範囲からサーボ制
御回路の外囲環境及び制御対象の異常を検出する異常検
出器と、上記異常検出器によって、出力されるエラー信
号によって制御対象への出力を切り換える選択器とを有
し、外囲環境の異常及び制御対象による制御系の暴走を
抑止することを特徴とするディジタル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61211012A JPS6366602A (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | デイジタル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61211012A JPS6366602A (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | デイジタル制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366602A true JPS6366602A (ja) | 1988-03-25 |
Family
ID=16598874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61211012A Pending JPS6366602A (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | デイジタル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6366602A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0452708A (ja) * | 1990-06-14 | 1992-02-20 | Fanuc Ltd | 誤動作チェック方式 |
-
1986
- 1986-09-08 JP JP61211012A patent/JPS6366602A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0452708A (ja) * | 1990-06-14 | 1992-02-20 | Fanuc Ltd | 誤動作チェック方式 |
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