JP2000003206A - 制御対象モデル変更装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の第１の目的は、モデル変更操作が容易
な制御対象モデル変更装置を提供することにある。 【解決手段】応答特性値計算部１１によって求められた
制御対象のモデルの応答特性値は、画面表示部１４に表
示される。範囲・個数設定手段１６を用いて、表示され
た応答特性値からの範囲を設定し、また、構築する候補
モデルの個数を設定することにより、候補モデル構築部
１２は、設定された範囲及び個数の値を応答特性値とし
てもつ候補モデルを構築する。候補モデル応答計算部１
３は、構築された候補モデルについて所定の入力に対す
る応答を計算し、表示部１４に表示し、応答選択部１５
により、表示部１４に表示される応答の中から任意の応
答を選択することにより、モデルを変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御対象のモデル
を変更する制御対象モデル変更装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラント制御の制御系設計を行うため
に、制御対象となるプラントの入出力時系列データから
プラントの特性を推定しモデルを構築する同定演算で
は、実際の出力時系列データとシミュレーション出力時
系列データとの誤差（予測誤差）を計算し、その予測誤
差を最小とする最適なモデルを構築する。

【０００３】予測誤差を最小とするモデルを構築する方
法としては、例えば、”足立 修一，「ユーザのための
システム同定理論」，平成５年７月３１日，計測自動制
御学会，ｐｐ．３４〜３５”に示されるように、入出力
時系列データから構築される行列およびベクトルを用い
て、最小２乗法により構築するものが知られている。

【０００４】しかしながら、予測誤差を最小とするモデ
ルを最適なモデルとして構築する同定演算方法では、構
築された制御対象モデルはあくまでも予測誤差を最小に
するモデルであり、使用した入出力時系列データが同定
演算に適切なデータでない場合や、入出力時系列データ
の前処理が適切に行われなかった場合には、制御対象モ
デルとして明らかに不適当なモデルを構築する場合があ
る。

【０００５】そこで、従来は、例えば、特開平７−８４
６０９号公報に記載されているように、同定演算により
求めた伝達関数の入力応答特性グラフを変更し、変更さ
れた入力応答特性グラフから伝達関数を計算し直すこと
により、同定演算により求めた制御対象のモデルを変更
する方法が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−８４６０９号公報に記載されている制御対象のモデ
ルを変更する方法では、時間応答値を直接変更するもの
であるため、適切なモデルを構築するためには、変更操
作が制御対象モデルの特性（所定の入力に対する応答）
に及ぼす影響を理解した上で操作を行う必要があった。
従って、モデル変更操作が容易でないという第1の問題
があった。

【０００７】また、オペレータが時間応答値の変更処理
を繰り返し行うことによりモデルを探索する必要がある
ため、適切なモデルを構築するためには、適切な変更処
理手順を習得していない場合には、変更処理を長時間繰
り返す必要があり、変更処理に時間を要するという第２
の問題があった。

【０００８】本発明の第１の目的は、モデル変更操作が
容易な制御対象モデル変更装置を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、変更処理を短時間
に行える制御対象モデル変更装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）上記第１の目的を
達成するために、本発明は、制御対象のモデルを変更す
る制御対象モデル変更装置において、制御対象のモデル
の応答特性値を計算する応答特性値計算手段と、この応
答特性値計算手段によって求められた応答特性値を表示
する表示手段と、この表示手段に表示された応答特性値
に基づいて変更された応答特性値を有する制御対象モデ
ルを構築する制御対象モデル構築手段と、上記構築され
た制御対象モデルについて所定の入力に対する応答を計
算する制御対象モデル応答計算手段とを備え、上記制御
対象モデル応答計算手段によって求められた応答と、上
記所定の入力に対する制御対象の実際の応答とを上記表
示手段に同時に表示するようにしたものである。かかる
構成により、表示手段に表示された制御対象モデル応答
計算手段によって求められた応答と所定の入力に対する
制御対象の実際の応答とに基づいて、モデルの変更操作
を行えるため、モデル変更操作が容易になし得るものと
なる。

【００１１】（２）上記（１）において、好ましくは、
さらに、この表示手段に表示された応答特性値を変更す
る応答特性変更手段を備え、上記制御対象モデル構築手
段は、この応答特性変更手段によって変更された応答特
性値を有する制御対象モデルを構築するとともに、上記
応答特性変更手段は、制御対象のモデルの時定数，むだ
時間，定常ゲインの少なくとも１つを変更するようにし
たものである。

【００１２】（３）上記第２の目的を達成するために、
本発明は、制御対象のモデルを変更する制御対象モデル
変更装置において、制御対象のモデルの応答特性値を計
算する応答特性値計算手段と、この応答特性値計算手段
によって求められた応答特性値を表示する表示手段と、
この表示手段に表示された応答特性値に基づいて変更さ
れた応答特性値を有する複数の制御対象モデルを候補モ
デルとして構築する候補モデル構築手段と、上記構築さ
れた候補モデルについて所定の入力に対する応答を計算
する候補モデル応答計算手段と、上記表示手段に表示さ
れる上記候補モデル応答計算手段によって求められた応
答の中から任意の応答を選択する応答選択手段とを備え
るようにしたものである。かかる構成により、複数の候
補モデルに対する複数の応答を求めて表示するため、こ
れらの複数の応答から最適なモデルを選択でき、変更処
理を短時間に行い得るものとなる。

【００１３】（４）上記（３）において、好ましくは、
上記候補モデル構築手段は、上記表示手段に表示された
応答特性値から所定の範囲内にある値を応答特性値とし
てもつ候補モデルを構築するようにしたものである。

【００１４】（５）上記（４）において、好ましくは、
上記応答特性値として定常ゲイン，時定数，むだ時間を
用いるようにしたものである。

【００１５】（６）上記（４）において、好ましくは、
さらに、上記応答特性値からの範囲を設定し、また、構
築する候補モデルの個数を設定する範囲個数設定手段を
備え、上記候補モデル構築手段は、上記範囲個数設定手
段によって設定された範囲及び個数の値を応答特性値と
してもつ候補モデルを構築するようにしたものである。
かかる構成により、範囲及び個数を設定するだけで候補
モデルの変更を行えるため、複数の候補モデルの選定が
容易に行い得るものとなる。

【００１６】（７）上記（３）において、好ましくは、
上記表示手段は、上記所定の入力に対する制御対象の実
応答を表示するようにしたものである。

【００１７】（８）上記（３）において、好ましくは、
候補モデル応答計算手段は、上記所定の入力に対する制
御対象の実応答と、この所定の入力に対する候補モデル
の応答との誤差を計算するとともに、この誤差を上記表
示手段に表示するようにしたものである。かかる構成に
より、表示された誤差を参照することにより、最適な候
補モデルの選択が容易に行い得るものとなる。

【００１８】（９）上記（３）において、好ましくは、
さらに、各入出力間の特性を示すモデルの結合からなる
制御対象のモデルを構築する同定演算手段を備え、上記
応答特性値計算手段は、この同定演算手段によって構築
されたモデルの応答特性値を計算するようにしたもので
ある。かかる構成により、制御対象モデルの構築をし、
かつ、このモデルを変更し得るものとなる。

【００１９】（１０）上記（３）において、好ましく
は、候補モデル構築手段は、制御対象の入出力時系列デ
ータから上記候補モデルを構築するようにしたものであ
る。かかる構成により、選択された入出力間の応答特性
を変更する操作により、それ以外の入出力間のモデルパ
ラメータについても、出力誤差を最小にする候補モデル
を構築し得るものとなる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を用いて、本発
明の第１の実施形態による制御対象モデル変更装置につ
いて説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態によ
る制御対象モデル変更装置の全体構成について説明す
る。

【００２１】本実施形態による本制御対象モデル変更装
置は、記憶媒体７１と、計算機７２と、表示装置７３
と、入力装置７４とから構成されている。記憶媒体７１
には、予め計測された制御対象の入出力データが保存さ
れており、また、予め他の装置により計算された制御対
象モデルのモデルパラメータ値データも保存されてい
る。

【００２２】計算機７２は、記憶媒体７１から入出力デ
ータや制御対象モデルのモデルパラメータ値データを読
込み、制御対象モデルのステップ応答値やシミュレーシ
ョン出力値を計算した後、表示装置７３にグラフ表示す
る。ここで、ユーザがグラフを確認し、入力装置７４を
用いて現在の制御対象モデルに対する変更要求内容を指
示すると、計算機７２は、指示された変更要求内容に適
合する複数の候補モデルを構築し、候補モデルに対する
シミュレーション出力値を計算した後に、そのシミュレ
ーション出力グラフを表示装置７３に表示する。

【００２３】ここで、ユーザが、入力装置７４を用いて
表示されたグラフの中から満足するグラフを選択する
と、選択された候補モデルのモデルパラメータ値データ
が新たな制御対象モデルのモデルパラメータ値データと
して、記憶媒体７１に保存される。その後、再び計算機
７２は、制御対象モデルのステップ応答値やシミュレー
ション出力値を計算し、表示装置７３にグラフ表示する
ことになる。これらの一連の処理は、ユーザが入力装置
７４を用いて終了を指示するまで繰り返される。

【００２４】本実施形態による制御対象モデル変更装置
を用いることにより、ユーザは表示装置７３の画面を見
ながら、容易に制御対象モデルを変更することが可能と
なり、このユーザにより変更されたモデルのモデルパラ
メータ値データは、記憶媒体７１を通して他の装置（例
えば、制御パラメータを計算する装置）にて使用される
こととなる。

【００２５】次に、図２を用いて、本実施形態による制
御対象モデル変更装置の詳細なブロック構成について説
明する。本実施形態においては、制御対象モデル変更装
置による変更要求内容を、制御対象の応答特性値がある
範囲内の何れかの値となる様にユーザが指示できるよう
にしているものである。ここで、制御対象の応答特性値
の範囲とは、例えば、むだ時間は２０〜３０分の範囲を
５等分した何れかの値や、時定数は３０〜６０分の範囲
を１０等分した何れかの値などである。本実施形態によ
り、ユーザは、経験的に習得した制御対象の応答特性情
報を基に、制御対象モデルをその情報に則したモデルへ
と変更することが可能となる。

【００２６】図２に示すように、本実施形態による制御
対象モデル変更装置は、制御対象モデル応答特性値計算
部１１と、候補モデル構築部１２と、候補モデル応答計
算部１３と、画面表示部１４と、応答選択手段１５と、
範囲・個数設定手段１６とから構成されている。これら
の各処理部・処理手段は、図１に示した計算機７２の中
にプログラムとして組み込まれている。また、以下の説
明における「画面」とは、図１の表示装置７３に表示さ
れる画面であり、「マウスポインタ」や「キーボード」
とは、図１の入力装置７４に相当するものである。

【００２７】最初に、各部の概略の処理内容について説
明する。制御対象モデル応答特性値計算部１１は、制御
対象モデルのモデルパラメータ値から各入出力間の応答
特性値（定常ゲイン・時定数・むだ時間）と、各入出力
間の応答特性を示すステップ応答値とを計算し、画面表
示部１４により、ステップ応答値と応答特性値を画面に
表示する。（但し、初期状態では、予め計算された初期
制御対象モデルのモデルパラメータ値が記憶媒体７１に
保存されている。） 候補モデル構築部１２は、制御対象モデル応答特性値計
算部１１によって求められた応答特性値に基づいて、ユ
ーザーが範囲・個数設定手段１６から指示した範囲・個
数により、候補モデルを複数構築する。

【００２８】候補モデル応答計算部１３は、予め、記憶
媒体７１に保存されていた制御対象の実際の入力データ
に対する候補モデルの応答値を計算し、画面表示部１４
により、応答値のグラフを画面に表示する。さらに、ユ
ーザが、応答選択手段１５により１つの応答値グラフを
選択すると、選択された候補モデルのモデルパラメータ
値が新たな制御対象モデルのモデルパラメータ値とし
て、記憶媒体７１に更新・保存する。

【００２９】次に、本実施形態の詳細な処理内容につい
て説明する。本実施形態による制御対象モデル変更装置
の制御対象は、多入力多出力（１入力１出力を含む）の
ものであり、制御対象モデルは、以下の（数１）に表さ
れる数学モデルである。

【００３０】

【数１】

【００３１】ここで、ｎは制御対象の入力数を示し、Ｌ
は分母多項式のαjmの次数を示し、Ｈは分子多項式のβ
jmの次数を示している。

【００３２】制御対象が、多出力系（ｙ1(k)、 ｙ2
(k)、 ｙ3(k)…）である場合は、各出力ごとに（数１）
の様な数学モデルを構築し、連立したモデルが制御対象
モデルとなる。また、入出力データは、離散データであ
り、ｋはサンプル開始を１としてサンプルの順番を示
す。（ここでは、サンプル時間を１分とする。例えばｋ
＝１０ならば、ｙ(k)は、サンプリング開始から１０分
後の出力データである。） さらに、最初の状態では、予め計算された初期制御対象
モデルのモデルパラメータ行列Ａ＝［Ａ11 Ａ12 Ａ …
Ａ21 Ａ22 … …］，Ｂ＝［Ｂ11 Ｂ12 … Ｂ21Ｂ22 …
…］が与えられている。（但し、この行列を構築する各
入出力間のモデルパラメータベクトルは、Αjm＝［ａjm
1 ａjm2… ａjmL］，Βjm＝［bjm1 bjm2 bjm3 …ｂjm
H]］である。） 但し、以下に説明する本実施形態による制御対象モデル
変更装置は、ユーザが選択した１つの入出力間（ｉ番目
出力・ｍ番目入力）に注目し、その入出力間の応答特性
（定常ゲイン・むだ時間・時定数）を変更する処理を行
う。つまり、（数１）においては、ユーザが選択した入
出力間の特性を示す伝達関数（βjm／αjm）に注目し、
候補モデル構築部１２での候補モデル構築とはβjmとα
jmに対応するモデルパラメータ値のみを変更する処理と
なる。なお、他は現行の制御対象モデルのモデルパラメ
ータ値と同じ値となる。また、候補モデル応答計算部１
３の候補モデル応答（シミュレーション出力）計算は、
実際の入力データＵ＝［ｕ1 ｕ2 ｕ3 … ｕm … ｕn]］
を用いて、（数１）上で注目した伝達関数（βim／αi
m）のみを変更（正確には、そのモデルパラメータ値を
変更）した場合の出力ｙiを計算する処理となり、その
値と実際の出力値とをグラフ上で比較する処理となる。

【００３３】次に、各部の詳細な処理について説明す
る。制御対象モデル応答特性値計算部１１は、制御対象
モデルのモデルパラメータ値から、各入出力間の時間応
答特性値（定常ゲイン・時定数・むだ時間）と各入出力
間のステップ応答値を計算し、画面表示部１４により、
図３に示すように、全入出力間のステップ応答グラフと
時間応答特性値を画面に表示する。

【００３４】次に、各入出力間の時間応答特性値と各入
出力間のステップ応答値の計算方法について説明する。
制御対象モデルの任意の入出力間の特性は、（数１）に
おいて、以下の（数２）のような数学モデルで表され
る。

【００３５】

【数２】

【００３６】ここで、ｊは制御対象が多出力系の時のｊ
番目の出力を意味しており、（数２）は制御対象に対し
てｍ番目の入力のみが変動した時のｊ番目の出力の応答
を得るモデル式である。以下の説明における「定常ゲイ
ン・時定数・むだ時間」とは、この任意の入出力間の応
答特性（定常ゲイン・時定数・むだ時間）である。

【００３７】定常ゲインGainは、（数２）において、以
下の（数３）により求まる。

【００３８】

【数３】

【００３９】むだ時間Ｔdelayは、分子多項式の項か
ら、以下の（数４）の関係により求まる。

【００４０】

【数４】

【００４１】時定数Ｔconstは、ステップ入力Ｕ(k)（最
初の値が０で残りの値が全て１）に対する（数２）のモ
デルのステップ応答値を、（数５）により計算し、

【００４２】

【数５】

【００４３】このステップ応答値ｙi(k)と定常ゲインGa
inから、以下の（数６）の不等式が成り立つ最初のｋの
値Ｔ（ステップ応答が最初に定常ゲインの62.3％に達す
る時間）を求め、

【００４４】

【数６】

【００４５】最初のｋの値Ｔとむだ時間Ｔdelayを用い
て、以下の（数７）により求まる。

【００４６】

【数７】

【００４７】以上のように、制御対象モデル応答特性値
計算部１１は、（数３），（数４），（数７）から、各
入出力間の定常ゲイン・むだ時間・時定数を計算し、
（数５）から各入出力間のステップ応答値を計算する。

【００４８】次に、例えば、ユーザがマウスポインタな
どを用いて図３の画面上で対象となる入出力間のステッ
プ応答グラフを選択する等の操作により、応答特性を変
更したい入出力が選択されると、候補モデル構築部１２
は、画面表示部１４により、図４に示すような画面を表
示する。図４は、図３に示した全入出力間のステップ応
答グラフと時間応答特性値の中の入力３，出力２に対応
するステップ応答グラフを選択して表示した例を示して
いる。

【００４９】選択されたステップ応答グラフの表示画面
には、出力比較・出力誤差選択画面２１と、応答特性範
囲・範囲個数指定画面２２とが表示される。ユーザが、
応答特性範囲・範囲個数指定画面２２から候補モデルの
範囲・個数を設定すると、その範囲・個数に従って候補
モデルを構築し、候補モデルのモデルパラメータを計算
する。なお、範囲・個数がユーザにより設定されない場
合はデフォルト値を持ち、ここでは、定常ゲインはGain
±１０％の範囲を５個に等分割、むだ時間はＴdelay±
１０分の範囲を５個に等分割、時定数はＴconst±１０
分の範囲を５個に等分割という範囲・個数をデフォルト
値としている。

【００５０】なお、本実施形態においては、選択された
入出力間の応答特性だけを変更する処理，即ち、図３に
示す画面において、選択された入出力以外のステップ応
答グラフ・応答特性値は変更されない処理について説明
するので、選択された入出力以外に関しては、候補モデ
ルのモデルパラメータ値と制御対象モデルのモデルパラ
メータ値とは同じである。そこで、選択された入出力に
関して、（数２）に示す数学モデルを考え、候補モデル
のモデルパラメータ値としてもその数学モデルのモデル
パラメータ値Ａ'jm＝［ａ'jm1 ａ'jm2 ａ'jm3 …］，
Ｂ'jm＝［ｂ'jm1ｂ'jm2 ｂ'jm3 …］のみを計算する。

【００５１】次に、選択された入出力間の候補モデルの
モデルパラメータ値ａ'jmk(k＝1,2,3,…)・ｂ'jmk(k＝
1,2,3,…)を計算する方法について説明する。但し、以
下で説明する「定常ゲイン・時定数・むだ時間」は、選
択された入出力間の応答特性（定常ゲイン・時定数・む
だ時間）である。

【００５２】定常ゲインGainに関して、範囲（±x％）
・個数（ｙ個）が与えられた場合、候補モデルの定常ゲ
インGain'が取りうる値は、以下の（数８）により与え
られ、

【００５３】

【数８】

【００５４】この候補モデルの定常ゲインGain'と制御
対象モデルの定常ゲインGainから、候補モデルの分子多
項式Ｂ'(q)のモデルパラメータｂ'jmkは、以下の（数
９）により、求められる。

【００５５】

【数９】

【００５６】次に、むだ時間Ｔdelayに関して、範囲
（±ｘ分）・個数（ｙ個）が与えられた場合、候補モデ
ルのむだ時間Ｔdelay'が取りうる値は、以下の（数１
０）により与えられ、

【００５７】

【数１０】

【００５８】この候補モデルのむだ時間Ｔdelay'と制御
対象モデルのむだ時間Ｔdelayの差から、候補モデルの
分子多項式Ｂ'(q)のモデルパラメータｂ'jmkは、以下の
（数１１）により、求められる。

【００５９】

【数１１】

【００６０】次に、時定数Ｔconstに関して、範囲（±
ｘ分）・個数（ｙ個）が与えられた場合、候補モデルの
時定数Ｔconst'が取りうる値は、以下の（数１２）によ
り与えられ、

【００６１】

【数１２】

【００６２】この候補モデルの時定数Ｔconst'の制御対
象モデルの時定数Ｔconstに対する比率ｄ＝（Ｔconst'
／ Ｔconst）が求められる。

【００６３】制御対象モデルをＳ領域で考えると、候補
モデルの制御対象モデルに対する時定数の比率がｄであ
る場合、制御対象モデルのＳ領域での極ΦＳa、零点Φ
Ｓbから候補モデルのＳ領域での極ΦＳ'a、零点ΦＳ'b
は、以下の（数１３）によって、計算される。

【００６４】

【数１３】

【００６５】しかし、ここで、制御対象モデルは離散モ
デルであるから、（数１３）のＳ領域での極・零点変更
をＺ領域における極・零点変更に置き換える必要があ
る。そのため、以下の（数１４）に示す双１次変換によ
り１度Ｚ領域の極ΦZa，零点ΦZbをＳ領域の極ΦSa、零
点ΦSbに変換し、（数１３）の処理を行った後に、再び
（数１４）に示す逆双１次変換により、Ｓ領域の極ΦS'
a，零点ΦS'bをＺ領域の極ΦZ'a、零点ΦZ'bに戻す操作
を行う。

【００６６】

【数１4】

【００６７】（数１３）の処理と（数１４）の処理をま
とめると、制御対象モデルのＺ領域での極ΦZa、零点Φ
Zbから、候補モデルのＺ領域での極ΦZ'a、零点ΦZ'b
は、以下の（数１５）により、求まる。

【００６８】

【数１５】

【００６９】次に、制御対象のモデルのＺ領域での極・
零点を求めるために、まず、（数２）のモデル式を、以
下の（数１６）の様なＺ表現のモデル式に変形し、

【００７０】

【数１６】

【００７１】（数１６）の分母多項式ｆa(z)と分子多項
式ｆb(z)を、以下の（数１７）のように、極ΦZa＝［φ
Za(1) φZa(2)…φZa(L)］と、零点ΦZｂ＝［φZｂ(1)
φZｂ(2)…φZｂ(L-H)]］とに分解する。

【００７２】

【数１７】

【００７３】但し、この極・零点は、近似的な方法とし
て、Durand-Kernel法の一定数回繰り返しを用いて求め
る。Durand-Kernel法については、例えば、”岩波講座
応用数学 基礎代数”に記載されている。

【００７４】次に、（数１７）で求めた制御対象のモデ
ルのＺ領域での極ΦZa，零点ΦZbを用いて、（数１５）
の処理により、候補モデルのＺ領域での極ΦZ'a，零点
ΦZ'bを求める。これにより、時定数Ｔconstと範囲・個
数が与えられた場合のモデルパラメータａ'mk ・ｂ'mk
の値は、以下の（数１８）の分母分子を展開することに
より、求まる。

【００７５】

【数１８】

【００７６】以上の説明したように、候補モデル構築部
１２は、設定された範囲・個数に対して、（数８），
（数１０），（数１２）を用いることにより、応答特性
（定常ゲイン・むだ時間・時定数）の取りうる値を組み
合わせた複数の候補モデルを構築する。さらに、（数
９），（数１１），（数１８）を用いることにより、各
候補モデルのモデルパラメータ値ａ'jmk ・ｂ'jmkを計
算する。

【００７７】次に、候補モデル応答計算部１３は、候補
モデル構築部１２によって計算された候補モデルのモデ
ルパラメータ値により、予め記憶媒体７１に保存されて
いる制御対象の実際の入出力データを用いて、その入力
データに対する候補モデルの応答値（シミュレーション
出力）と、そのシミュレーション出力と実際の出力との
差からなる出力誤差を計算し、図４に示す出力比較・出
力誤差選択画面２１上にグラフ表示する。さらに、ユー
ザが、応答選択手段１５により１つの出力比較グラフま
たは出力誤差グラフをマウスポインタを用いて選択する
ことにより、選択された候補モデルのモデルパラメータ
値を新たな制御対象モデルのモデルパラメータ値として
置き換える。

【００７８】以下に、候補モデルの応答値（シミュレー
ション出力）と出力誤差の計算方法について説明する。
前述した通り、候補モデル構築部１２で構築された候補
モデルのモデルパラメータ値は、選択された入出力以外
は制御対象モデルのモデルパラメータ値と同じであるか
ら、候補モデルのモデルパラメータ行列は、Ａ'＝［Ａ1
1 Ａ12 Ａ …Ａ21 Ａ22 … Ａ'jm…］，Ｂ＝［Ｂ11 Ｂ1
2 … Ｂ21 Ｂ22 … Ｂ'jm …]］となる。

【００７９】ここで、予め記憶媒体７１に保存されてい
る制御対象の実際の出力データｙjと入力データＵ＝
［ｕ1 ｕ2 ｕ3 …］を用いると、候補モデルの応答値
（シミュレーション出力）ｙj'(k)と出力誤差ej(k)は、
以下の（数１９）のように計算できる。なお、ｊ番目以
外の出力に関しては、モデルパラメータの変更が無いこ
とから変化しないため計算する必要もなく、また、図４
に示した出力比較・出力誤差選択画面２１上に表示する
必要もないものである。

【００８０】

【数１９】

【００８１】以上のように、候補モデル応答計算部１３
は、（数１９）を用いることにより、候補モデルの応答
値（シミュレーション出力）ｙj'(k)と出力誤差ej(k)を
計算する。

【００８２】画面表示部１４は、上述したように、ま
ず、制御対象モデル応答特性値計算部１１によって計算
された時間応答特性値（定常ゲイン・時定数・むだ時
間）とステップ応答値から、図３に示したように、全入
出力間のステップ応答グラフと時間応答特性値を画面に
表示する。例えば、図３では、縦方向の並びが入力に横
方向の並びが出力に対応し、入出力の位置に対応したス
テップ応答グラフを表示する。また、グラフ右下のテキ
スト表示として、時間応答特性値（定常ゲイン・時定数
・むだ時間）を表示する。さらに、図３に表示されたグ
ラフの１つをマウスポインタで選択すると、図４に示す
ような画面が表示される。

【００８３】図４に示した画面は、出力比較・出力誤差
選択画面２１と応答特性範囲・個数指定画面２２から構
成されており、応答特性範囲・個数指定画面２２には、
制御対象モデル応答特性値計算部１１によって計算され
たステップ応答値から、選択された入出力間の制御対象
モデルのステップ応答グラフが表示される。また、出力
比較・出力誤差選択画面２１には、候補モデル応答計算
部１３によって計算された制御対象の実際の入出力デー
タに対する候補モデルの応答値（シミュレーション出
力）とその出力誤差がグラフ表示される。

【００８４】応答選択手段１５は、出力比較・出力誤差
選択画面２１に表示された応答グラフあるいは出力誤差
グラフをマウスポインタにより選択する。図４に示した
出力比較・出力誤差選択画面２１を詳細に示すと、図５
のような画面になる。

【００８５】出力比較グラフ３１には、太い実線で示す
制御対象の実際の出力グラフに重ねて、細い実線で示す
候補モデルの応答（シミュレーション出力）グラフが複
数表示される。また、出力誤差グラフ３２には、制御対
象の実際の出力と各候補モデルの応答（シミュレーショ
ン出力）との差を示す出力誤差グラフを表示する。な
お、実際の画面上への表示にあたっては、候補モデルご
とに応答グラフの色として異なる色を用いるようにして
もよく、また、同じ候補モデルから計算された応答グラ
フと出力誤差グラフは同じ色で表示するようにしてもよ
いものである。ユーザが、マウスポインタを用いてそれ
ら応答グラフと誤差グラフの何れかを選択すると、選択
された候補モデルのモデルパラメータ値が新たな制御対
象モデルのモデルパラメータ値に設定される。

【００８６】また、範囲・個数設定手段１６は、図１に
示した表示装置７３が、図４に示す画面の時、その応答
特性範囲・候補個数指定画面２２上でマウスポインタな
どを用いて応答特性（定常ゲイン・むだ時間・時定数）
の範囲・個数を設定する。図４の応答特性範囲・個数指
定画面２２を詳細に示すと、図６に示すような画面にな
る。

【００８７】ここで、図６を用いて、この画面における
操作・処理内容について説明する。応答特性範囲・個数
指定エディットボックス４１には、各応答特性に対応し
て「基準値」，「範囲」，「分割個数」のエディットボ
ックスが存在し、マウスポインタで指定されたエディッ
トボックスに対してキーボードから数値をユーザが入力
・設定する。「定常ゲイン」に対しては、基準となる定
常ゲインGain＊と、その範囲±ｘ％と、その分割数ｙ個
とを設定し、「むだ時間」に対しては、基準となるむだ
時間Ｔdelay＊と、その範囲±ｘ分と、その分割数ｙ個
とを設定し、「時定数」に対しては、基準となる時定数
Ｔconst＊と、その範囲±ｘ分と、その分割数ｙ個とを
設定する。なお、範囲・個数設定手段１６による設定が
行われるまでは、デフォルト値を持ち、「基準値」には
制御対象モデルの各応答特性値が表示され、また。「範
囲」，「分割数」にはデフォルト値が予め表示・設定さ
れている。

【００８８】応答特性範囲指定画面４２は、制御対象モ
デルのステップ応答グラフが表示されており、各応答特
性ごとに設定された「基準値」，「範囲（上限・下
限）」を示す直線が、図６に示すように、グラフ表示し
ている。ユーザは、マウスポインタで基準値・範囲を示
す直線のいずれかを選択し、その位置を移動させること
によって、基準値（Gain＊，Ｔdelay＊，Ｔconst＊）あ
るいは範囲を変更することができる。なお、位置の移動
は、定常ゲインに関しては上下方向であり、むだ時間及
び時定数に関しては左右方向である。基準値の直線を移
動した場合には、上限・下限の直線も平行して移動し、
上限・下限のいずれかの直線を移動した場合には、基準
値の直線を軸に線対称に上限・下限の直線が移動する。

【００８９】基準値が変更された場合の候補モデル構築
部１２の処理は、（数８），（数１０），（数１２）で
用いた（Gain、Ｔdelay、Ｔconst）の各値を（Gain＊、
Ｔdelay＊、Ｔconst＊）に置き換えることにより同様に
行われる。

【００９０】以上説明したように、制御対象モデル応答
特性値計算部１１と、候補モデル構築部１２と、候補モ
デル応答計算部１３との処理を、画面表示部１４と応答
選択手段１５と範囲・個数設定手段１６を通して繰り返
し行うことにより、表示装置７３の画面を見ながらユー
ザが制御対象モデルを容易に変更することが可能とな
る。従って、モデル変更操作を容易に行い得るものとな
る。また、複数のモデル候補の応答グラフを同時に表示
し、その中から満足するモデルを選択することにより、
変更処理を長時間繰り返すことなく、変更処理手順を習
得することなく、制御対象モデルを適切なモデルに変更
することができる。従って、変更処理を短時間に行える
ものとなる。

【００９１】次に、図７及び図８を用いて、本発明の第
２の実施形態による制御対象モデル変更装置について説
明する。上述した第１の実施形態においては、範囲・個
数設定手段１６を用いて図４に示した画面上から範囲・
個数を設定し、設定された範囲・個数から、候補モデル
構築部１２を用いて候補モデルを複数構築している。そ
れに対して、本実施形態では、画面上から制御対象モデ
ルの応答特性値を直接変更し、新たな制御対象モデルを
構築するようにしている。これにより、候補モデル構築
とそのシミュレーション出力の計算量が減るため、計算
負荷は軽減される。また、シミュレーション出力と実出
力の出力比較グラフを一致させるような変更操作が容易
に行える。

【００９２】図７に示すように、本実施形態による制御
対象モデル変更装置は、制御対象モデル応答特性値計算
部９５と、制御対象モデル構築部９２と、制御対象モデ
ル応答計算部９３と、画面表示部９４と、応答特性選択
手段９１とから構成されている。また、図８に示すよう
に、表示画面としては、制御対象モデルのステップ応答
グラフを表示した応答特性変更画面５１と、実際の出力
とシミュレーション出力の出力比較グラフやその出力誤
差グラフを表示した出力比較・出力誤差表示画面５２が
表示される。これらの各処理部・処理手段は、図１に示
した計算機７２の中にプログラムとして組み込まれてい
る。また、以下の説明における「画面」とは、図１の表
示装置７３に表示される画面であり、「マウスポイン
タ」や「キーボード」とは、図１の入力装置７４に相当
するものである。

【００９３】以下、本実施形態による各部の概略の処理
内容について説明する。制御対象モデル応答特性値計算
部９５は、制御対象モデルの応答特性値とステップ応答
値を計算し、画面表示部９４により、図８に示す応答特
性変更画面５１上にステップ応答グラフを表示する。ユ
ーザが、応答特性変更画面５１のステップ応答グラフ上
でマウスポインタあるいはスライダーなどにより応答特
性値を変更すると、制御対象モデル構築部９２により変
更された応答特性値から新たな制御対象モデルのモデル
パラメータ値を計算する。さらに、制御対象モデル応答
計算部９３は、新たな制御対象モデルの応答値（シミュ
レーション出力）と実際の出力との誤差を計算し、出力
比較・出力誤差表示画面５２の各グラフに表示する。

【００９４】さらに、本実施形態による各部の処理内容
について、以下に、詳述する。応答特性変更手段９１
は、応答特性変更画面５１の制御対象モデルのステップ
応答グラフに示したむだ時間直線５１１・時定数直線５
１２をマウスポインターにより左右に移動することによ
り、制御対象モデルのむだ時間Ｔdelay＊・時定数Ｔcon
st＊を変更し、定常ゲイン直線５１３を上下に移動する
ことにより定常ゲインGain＊が変更す。なお、本実施形
態においては、図６に示したようなグラフ上の直線の代
りに、定常ゲイン，むだ時間直線，時定数を変えられる
スライダーを用いている。

【００９５】制御対象モデル構築部９２は、応答特性変
更手段９１により変更された応答特性値（定常ゲインGa
in＊・むだ時間Ｔdelay＊・時定数Ｔconst＊）から新た
な制御対象モデルのモデルパラメータ値を計算するが、
第１の実施形態の候補モデル構築部１２において用いた
（数８），（数１０），（数１２）のGain'，Ｔdela
y'，Ｔconst'の代りに、応答特性修正手段９１によって
得られたGain＊，Ｔdelay＊，Ｔconst＊を使用する処理
により求める。

【００９６】制御対象モデル応答計算部９３は、第１の
実施形態の候補モデル応答計算部１３の（数１９）にお
いて候補モデルのモデルパラメータ値を用いる代りに、
制御対象モデル構築部９２によって計算された新たな制
御対象モデルのモデルパラメータ値を用いることによ
り、制御対象モデルの応答（シミュレーション出力）や
出力誤差が計算でき、画面表示部９４により、出力比較
・出力誤差表示画面５２の出力比較グラフや出力誤差グ
ラフを表示する。

【００９７】また、ここでは、ユーザが、ステップ応答
グラフをマウスポインタやスライダーで変更する際に、
随時、制御対象モデル構築部９２で新たな制御対象モデ
ルのモデルパラメータ値を計算することにより、随時応
答（シミュレーション出力）や出力誤差を計算でき、随
時出力比較・出力誤差表示画面５２の出力比較グラフや
出力誤差グラフの表示が変更される。

【００９８】制御対処モデル応答特性値計算部９５は、
第１の実施形態の制御対処モデル応答特性値計算部１１
と同様の処理により、応答特性値やステップ応答値を計
算する。なお、応答特性値に関しては、最初以外は、応
答特性修正手段９１で変更した値，定常ゲインGain＊・
むだ時間Ｔdelay＊・時定数Ｔconst＊をそのまま用いれ
ば良いので計算する必要はないものである。

【００９９】また、ここでは、ユーザが、ステップ応答
グラフをマウスポインタやスライダーで変更する際に、
随時、制御対象モデル構築部９２で新たな制御対象モデ
ルのモデルパラメータ値を計算することにより、随時ス
テップ応答値を計算でき、随時応答特性変更画面５１の
ステップ応答グラフの表示が変更される。

【０１００】以上説明したように、本実施形態において
は、ユーザは、出力比較・出力誤差表示画面５２を監視
しながらステップ応答グラフ上から応答特性値変更操作
を行うことができ、制御対象モデルの応答特性値変更が
シミュレーション出力に及ぼす影響を視覚的に把握しな
がら操作を行えるため、従来に比べて安全なモデルに変
更するモデル変更操作が可能となる。また、シミュレー
ション出力と実出力の出力比較グラフを一致させる変更
操作が容易に行える。従って、本実施形態によれば、モ
デル変更操作が容易になるものである。

【０１０１】次に、図９を用いて、本発明の第３の実施
形態による制御対象モデル変更装置について説明する。
上述した第１及び第２の実施形態においては、画面を通
して変更することが可能となったが、何れの場合も初期
の制御対象モデルは予めユーザにより計算され記憶媒体
７１に保存されているものであった。それに対して、本
実施形態においては、初期の制御対象のモデルを構築す
るために同定演算手段を追加し、制御対象の実際の入出
力データから初期の制御対象のモデルを構築するように
したものである。本実施形態においては、図２に示した
構成にくわえて、同定演算部６１を備えている。図９に
示した各処理部・処理手段は、図１に示した計算機７２
の中にプログラムとして組み込まれている。

【０１０２】同定演算部６１は、制御対象の入出力デー
タから数１に示したような制御対象モデルのモデルパラ
メータ値を推定するものである。以下、同定演算部６１
の処理について、詳しく説明する。同定演算部６１は、
制御対象の入力データＵ＝｛ｕ1(k),ｕ2(k),…ｕn(k)：
k＝1,2,3,…｝および制御対象の出力データＹ＝｛ｙ1
(k),ｙ2(k),…ｙm(k)：k＝1,2,3,…｝が与えられた時、
以下に説明する出力誤差モデルの同定演算方法により、
制御対象モデルのモデルパラメータ値を推定する。な
お、制御対象が多入力系である場合は、各出力ごとに
（数１）のような数学モデルを連立するため、以下で
は、ｊ番目の出力に関する数学モデルとそのモデルパラ
メータ値についてのみ考えるものとする。

【０１０３】出力誤差モデルの同定演算方法として、ま
ず、モデルパラメータ値の初期値を定め、シミュレーシ
ョン出力と実出力との差（出力誤差）が小さくなるよう
にモデルパラメータ値を繰り返し計算で求めていく方法
を用い、以下にその方法を説明する。モデルパラメータ
値の初期値を定めるため、（数１）のモデル式におい
て、全ての分母多項式のパラメータ値が同じであると仮
定する。これにより、（数１）の出力誤差モデルは、以
下の（数２０）のような式誤差モデルに、変更すること
ができる。

【０１０４】

【数２０】

【０１０５】式誤差モデルのモデルパラメータ値は、最
小２乗法により求められることから、（数２０）のモデ
ルパラメータ値［ａj1,ａj2,…,ｂj11,ｂj12,…,ｂj21,
ｂj22,…,…,ｂjn1,ｂjn2,…］は、制御対象の実際の入
出力データから、以下の（数２１）のように、求められ
る。

【０１０６】

【数２１】

【０１０７】これにより、（数１）のモデルパラメータ
値［ａj11,ａj12,…, ａj21,ａj22,…, ａj31,ａj32,
…, …,ｂj11,ｂj12,…,ｂj21,ｂj22,…,…,ｂjn1,ｂjn
2,…］の初期値が定まり、以下の（数２２）のように、
各入力ごとのシミュレーション出力ｘm(k)と出力誤差ｅ
(k)が計算できる。

【０１０８】

【数２２】

【０１０９】次に、各入力ごとのシミュレーション出力
ｘm(k)と出力誤差ｅ(k)を用いた（数２３）のような数
学モデルを構築すると、

【０１１０】

【数２３】

【０１１１】ｘm(k)とｕm(k)を入力と考え、ｅ(k)を出
力と考えた場合、（数２３）は、（数２０）と同様に式
誤差モデルと見ることができ、（数２１）に示した最小
２乗法を用いて、パラメータ値［ｃ11,ｃ12,…,ｃ21,ｃ
22,…,ｄ11,ｄ12,…,ｄ21,ｄ22,…］が推定できる。こ
のパラメータ値［ｃ11,ｃ12,…,ｃ21,ｃ22,…,ｄ11,ｄ1
2,…,ｄ21,ｄ22,…］は、現在のモデルパラメータ値
［ａj11,ａj12,…, ａj21,ａj22,…, …, ａjn1,ａjn2,
…,ｂj11,ｂj12,…,ｂj21,ｂj22,…,…,ｂjn1,ｂjn2,
…］に対して、出力誤差をより小さくする方向を示すベ
クトルであり、次に取りうるモデルパラメータ値とし
て、以下の（数２４）を考える。

【０１１２】

【数２４】

【０１１３】但し、ｋの値は、（数２４）から得られる
モデルパラメータ値の中で出力誤差を最小とするモデル
パラメータ値を構築する値とし、その時のモデルパラメ
ータ値を、新たに制御対象のモデルのモデルパラメータ
値とする。

【０１１４】この（数２２）から（数２４）までの処理
を、繰り返し回数が一定回数（例えば、２０回）以上ま
たは出力誤差が一定値（例えば、最初の出力誤差の１０
分の１）以下になるまで繰り返すことにより、制御対象
モデルのモデルパラメータ値［ａj11,ａj12,…, ａj21,
ａj22,…, …, ａjn1,ａjn2,…,ｂj11,ｂj12,…,ｂj21,
ｂj22,…,…,ｂjn1,ｂjn2,…］が推定され、推定された
モデルパラメータ値を持つモデルを初期の制御対象モデ
ルとして、図１に示した記憶媒体７１に保存し、制御対
象モデル応答特性値計算部１１で使用する。

【０１１５】なお、以上の説明では、図２に示した実施
形態に、同定演算部６１を追加するものとして説明した
が、図８に示した実施形態の制御対象モデル応答特性計
算部９５の前段に同定演算部６１を設け、同定演算部６
１によって求められた初期制御モデルに基づいて、制御
対象モデル応答特性計算部９５が応答特性値を求めるよ
うにしてもよいものである。

【０１１６】以上説明したように、制御対象モデル応答
特性値計算部１１と、候補モデル構築部１２と、候補モ
デル応答計算部１３との処理を、画面表示部１４と応答
選択手段１５と範囲・個数設定手段１６を通して繰り返
し行うことにより、表示装置７３の画面を見ながらユー
ザが制御対象モデルを容易に変更することが可能とな
る。従って、モデル変更操作を容易に行い得るものとな
る。また、複数のモデル候補の応答グラフを同時に表示
し、その中から満足するモデルを選択することにより、
変更処理を長時間繰り返すことなく、変更処理手順を習
得することなく、制御対象モデルを適切なモデルに変更
することができる。従って、変更処理を短時間に行える
ものとなる。さらに、本実施形態においては、同定演算
部６１を加えることにより、制御対象の入出力データが
記憶媒体７１に保存されていれば、制御対象モデルを構
築しかつその制御対象モデルを変更できるものとなる。

【０１１７】次に、図１０を用いて、本発明の第４の実
施形態による制御対象モデル変更装置について説明す
る。上述した第１及び第２の実施形態においては、選択
された入出力間の応答特性だけを変更し、それ以外の入
出力間のモデルパラメータ値は変更されない方法であっ
た。つまり、図３に示した画面上で考えると、ある入出
力を選択し変更操作をおこなった場合、その入出力以外
のステップ応答グラフは変化しない方法である。この方
法は、例えば、全ての入出力間の特性がある程度分かっ
ており、構築した制御対象のモデルにおいて変更操作を
行う入出力以外の特性は固定である方が望ましい場合に
は有効である。しかし、特性がある程度分かっている入
出力と、特性がまったく分かっていない入出力が混在し
ている場合、前述の手法では不十分である。そこで、本
実施形態においては、ある入出力間の特性の変更操作に
伴い、他の入出力間のモデルパラメータ値も随時同定演
算処理により求め変更していくようにしたものである。
以下、ある入出力間の応答特性を変更した場合、それ以
外の入出力間のモデルパラメータ値についても、同定演
算処理により出力誤差が最小となるように変更する実施
形態について説明する。

【０１１８】図２に示した候補モデル構築部１２は、選
択された入出力間の候補モデルのモデルパラメータ値
ａ'jmk・ｂ'jmkを計算し、選択された入出力以外のモデ
ルパラメータ値ａjik・ｂjik（i≠ｍ,k＝1,2,3,…)につ
いては、現行の制御対象モデルのモデルパラメータ値を
用いて候補モデルのモデルパラメータ値としていた。そ
れに対して、本実施形態では、図１０に示すように図１
に示した候補モデル構築部１２の処理に同定演算を追加
した同定演算付き候補モデル構築部１０１の処理を用い
ることにより、まず選択された入出力のモデルパラメー
タ値ａ'jmk・ｂ'jmkを計算し、さらに選択された入出力
以外のモデルパラメータ値ａjik・ ｂjikは制御対象の
実際の入出力データから同定演算処理により求め変更す
るようにしている。

【０１１９】なお、図１０に示す実施形態において、各
ブロックの処理は、同定演算付き候補モデル構築部１０
１の処理以外は、図２の対応するブロックの処理と同じ
であるので、ここでは、同定演算付き候補モデル構築部
１０１についてのみ詳細を説明する。

【０１２０】同定演算付き候補モデル構築部１０１は、
選択された入出力のモデルパラメータ値ａ'jmk・ｂ'jmk
の求めかたは、図２に示した候補モデル構築部１２の処
理と同じであるから、以下には、選択された入出力以外
の候補モデルのモデルパラメータ値ａjik・ ｂjikの求
めかたについて説明する。

【０１２１】まず、（数１）において、選択された入出
力に対応する項（αjm(q)／βjm(q)×ｕm(k)）を左辺に
移動することにより、以下の（数２５）に示すような数
式に、変形する。

【０１２２】

【数２５】

【０１２３】選択された入出力のモデルパラメータ値
｛ａ'jmk・ｂ'jmk：k＝1,2,3,…｝が計算された場合、
実際の制御対象の入力データＵ＝｛ｕ1(k),ｕ2(k),…ｕ
n(k)：k＝1,2,3,…｝および制御対象の出力データＹ＝
｛ｙ1(k),ｙ2(k),…ｙm(k)：k＝1,2,3,…｝から（αjm
(q)／βjm(q)×ｕm(k)）が計算され、（数２５）の左辺
ｙj'(k)が求まる。

【０１２４】ここで、ｙj'(k)を新たな出力データ、入
力データＵからｕm(k)を取り除いた入力Ｕ'＝｛ｕ1(k),
ｕ2(k),…,ｕ(m-1)(k), ｕ(m+1)(k),…,ｕn(k)：k＝1,
2,3,…｝を新たな入力データと考えると、（数２５）の
左辺と右辺からなる式は、（数１）と同様に、出力誤差
モデル（但し、入力数が ｎ−１個）である。そこで、
図９において説明した同定演算処理（（数２０）から
（数２４）を用いて示した）を用いることにより （数
２５）のモデルパラメータ値 ｛ａjik・ ｂjik：ｉ＝1,
2,…,m-1,m+1,…n；k＝1,2,…｝が求まる。

【０１２５】なお、以上の説明では、図２に示した実施
形態の候補モデル構築部１２を、同定演算付き候補モデ
ル構築部１０１に置き換えたものとして説明したが、図
８に示した実施形態の制御対象モデル構築部９２を同定
演算付き候補モデル構築部１０１に置き換えるようにし
てもよいものである。

【０１２６】以上説明したように、制御対象モデル応答
特性値計算部１１と、候補モデル構築部１２と、候補モ
デル応答計算部１３との処理を、画面表示部１４と応答
選択手段１５と範囲・個数設定手段１６を通して繰り返
し行うことにより、表示装置７３の画面を見ながらユー
ザが制御対象モデルを容易に変更することが可能とな
る。従って、モデル変更操作を容易に行い得るものとな
る。また、複数のモデル候補の応答グラフを同時に表示
し、その中から満足するモデルを選択することにより、
変更処理を長時間繰り返すことなく、変更処理手順を習
得することなく、制御対象モデルを適切なモデルに変更
することができる。従って、変更処理を短時間に行える
ものとなる。さらに、本実施形態においては、図２に示
した候補モデル構築部１２に同定演算処理を追加するこ
とにより、選択された入出力間の応答特性を変更する操
作を行った場合に、それ以外の入出力間のモデルパラメ
ータについても、出力誤差を最小とするような候補モデ
ルを構築することが可能であり、特性がある程度分かっ
ている入出力と、特性がまったく分かっていない入出力
が混在している場合に対応することが可能となる。

【０１２７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、制御対象モデル変更装置において、モデル変更操作
が容易になる。

【０１２８】また、本発明によれば、制御対象モデル変
更装置において、変更処理を短時間で行えるものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による制御対象モデル
変更装置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態による制御対象モデル
変更装置の詳細な構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施形態による制御対象モデル
変更装置による全入出力間のステップ応答グラフと時間
応答特性値の表示例の説明図である。

【図４】本発明の第１の実施形態による制御対象モデル
変更装置による選択されたステップ応答グラフの表示例
の説明図である。

【図５】本発明の第１の実施形態による制御対象モデル
変更装置により表示される出力比較・出力誤差選択画面
の詳細な表示例の説明図である。

【図６】本発明の第１の実施形態による制御対象モデル
変更装置により表示される応答特性範囲・個数指定画面
の詳細な表示例の説明図である。

【図７】本発明の第２の実施形態による制御対象モデル
変更装置の詳細な構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第２の実施形態による制御対象モデル
変更装置による選択されたステップ応答グラフの表示例
の説明図である。

【図９】本発明の第３の実施形態による制御対象モデル
変更装置の詳細な構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態による制御対象モデ
ル変更装置の詳細な構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１，９５…制御対象モデル応答特性値計算部 １２…候補モデル構築部 １３…候補モデル応答計算部 １４，９４…画面表示部 １５，９１…応答選択手段 １６…範囲・個数指定手段 ６１…同定演算部 ７１…記憶媒体 ７２…計算機 ７３…表示装置 ７４…入力装置 ９２…制御対象モデル構築部 ９３…制御対象モデル応答計算部 １０１…同定演算付き候補モデル構築部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬古沢 照治 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 Ｆターム(参考） 5H004 GA30 KA32 KC28 KC44 KC45 LA01 LA03 LA12 MA40 MA49 MA50

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御対象のモデルを変更する制御対象モデ
   ル変更装置において、 制御対象のモデルの応答特性値を計算する応答特性値計
   算手段と、 この応答特性値計算手段によって求められた応答特性値
   を表示する表示手段と、 この表示手段に表示された応答特性値に基づいて変更さ
   れた応答特性値を有する制御対象モデルを構築する制御
   対象モデル構築手段と、 上記構築された制御対象モデルについて所定の入力に対
   する応答を計算する制御対象モデル応答計算手段とを備
   え、 上記制御対象モデル応答計算手段によって求められた応
   答と、上記所定の入力に対する制御対象の実際の応答と
   を上記表示手段に同時に表示することを特徴とする制御
   対象モデル変更装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の制御対象モデル変更装置に
   おいて、さらに、 この表示手段に表示された応答特性値を変更する応答特
   性変更手段を備え、 上記制御対象モデル構築手段は、この応答特性変更手段
   によって変更された応答特性値を有する制御対象モデル
   を構築するとともに、 上記応答特性変更手段は、制御対象のモデルの時定数，
   むだ時間，定常ゲインの少なくとも１つを変更すること
   を特徴とする制御対象モデル変更装置。
3. 【請求項３】制御対象のモデルを変更する制御対象モデ
   ル変更装置において、 制御対象のモデルの応答特性値を計算する応答特性値計
   算手段と、 この応答特性値計算手段によって求められた応答特性値
   を表示する表示手段と、 この表示手段に表示された応答特性値に基づいて変更さ
   れた応答特性値を有する複数の制御対象モデルを候補モ
   デルとして構築する候補モデル構築手段と、 上記構築された候補モデルについて所定の入力に対する
   応答を計算する候補モデル応答計算手段と、 上記表示手段に表示される上記候補モデル応答計算手段
   によって求められた応答の中から任意の応答を選択する
   応答選択手段とを備えたことを特徴とする制御対象モデ
   ル変更装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の制御対象モデル変更装置に
   おいて、 上記候補モデル構築手段は、上記表示手段に表示された
   応答特性値から所定の範囲内にある値を応答特性値とし
   てもつ候補モデルを構築することを特徴とする制御対象
   モデル変更装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の制御対象モデル変更装置に
   おいて、 上記応答特性値として定常ゲイン，時定数，むだ時間を
   用いることを特徴とする制御対象モデル変更装置。
6. 【請求項６】請求項４記載の制御対象モデル変更装置に
   おいて、さらに、 上記応答特性値からの範囲を設定し、また、構築する候
   補モデルの個数を設定する範囲個数設定手段を備え、 上記候補モデル構築手段は、上記範囲個数設定手段によ
   って設定された範囲及び個数の値を応答特性値としても
   つ候補モデルを構築することを特徴とする制御対象モデ
   ル変更装置。
7. 【請求項７】請求項３記載の制御対象モデル変更装置に
   おいて、 上記表示手段は、上記所定の入力に対する制御対象の実
   応答を表示することを特徴とする制御対象モデル変更装
   置。
8. 【請求項８】請求項３記載の制御対象モデル変更装置に
   おいて、 候補モデル応答計算手段は、上記所定の入力に対する制
   御対象の実応答と、この所定の入力に対する候補モデル
   の応答との誤差を計算するとともに、この誤差を上記表
   示手段に表示することを特徴とする制御対象モデル変更
   装置。
9. 【請求項９】請求項３記載の制御対象モデル変更装置に
   おいて、さらに、 各入出力間の特性を示すモデルの結合からなる制御対象
   のモデルを構築する同定演算手段を備え、 上記応答特性値計算手段は、この同定演算手段によって
   構築されたモデルの応答特性値を計算することを特徴と
   する制御対象モデル変更装置。
10. 【請求項１０】請求項３記載の制御対象モデル変更装置
    において、 候補モデル構築手段は、制御対象の入出力時系列データ
    から上記候補モデルを構築することを特徴とする制御対
    象モデル変更装置。