JP2002287804A - 規範モデル適応型制御システムおよび規範モデル適応型制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多くのセンサおよびケーブル類を要すること
なく、かつ、オーバーシュートや定常偏差がなく、しか
も、チャタリングを励起し易い非線形入力項の振幅を抑
えて目的の制御特性を得ることが可能となる規範モデル
適応型制御システムおよび規範モデル適応型制御方法を
提供する。 【解決手段】 規範モデル適応型制御システムは、状態
量ｘを含む状態方程式による対象モデルに基づき外乱ｄ
および状態量ｘを推定値として出力する外乱オブザーバ
２と、制御対象１の動作の規範を規定する規範モデル３
と、外乱ｄおよび状態量ｘの推定値ならびに参照値ｒに
基づき、推定値と規範値との間の偏差ｅを収束させるよ
うに制御入力ｕを出力する規範モデル適応型制御器４と
を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は規範モデル適応型制
御システムおよび規範モデル適応型制御方法に係わり、
特に、多くのセンサおよびケーブル類を要することな
く、かつ、オーバーシュートや定常偏差がなく、しか
も、チャタリングを励起し易い非線形入力項の振幅を抑
えて目的の制御特性を得ることが可能となる規範モデル
適応型制御システムおよび規範モデル適応型制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、規範モデル適応型スライディング
モード制御法が提案されている（「スライディングモー
ド制御」（野波健蔵・田好奇）（コロナ社）等）。ま
た、制御対象の入力端外乱を推定できるオブザーバの設
計法及びその応用法が知られ、外乱オブザーバと言われ
ている（大西公平、大石 潔、宮地邦夫：「状態観測器
を用いた他励直流機の一制御法」，電気学会論文誌B104
-6,pp.373-379,1984）。

【０００３】これまで、スライディングモード制御と外
乱オブザーバを組み合わせた制御法は提案されたことが
あったが、ロボット等のモータ駆動系への特殊な設計法
であったり（河村篤男、伊藤博：スライディングモード
とオブザーバを組み合わせたサーボ設計法、機械設計臨
時増刊号Vol35,No.8，p.68-73，日刊工業新聞社，199
1）、外乱を特定周波数を有する正弦波に限定した磁気
軸受系に対する設計法（Hongqi Tian,Kenzo Nonami,Yon
gwei Shi,Akira Shimada：Sliding Mode Servo Control
ler Design for Sensorless Flexible Rotor-Magnetic
Bearing Systems with VSS Disturbance Observer,計測
自動制御学会論文集Vol.32,No.8，pp.1242-1251，199
6）に限られていた。

【０００４】一方、冷凍空調システムにおいて、空気温
度や特定箇所の圧力を制御量と呼び、制御量を所望の値
に維持するために、気体圧縮機の容量を外部からの信号
により制御する技術が知られている。これは外部容量制
御と呼ばれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、規範モ
デル適応型スライディングモード制御法は、制御対象の
全ての状態の観測を前提としており、センサによる全状
態観測が不可能な場合には適用することができなかっ
た。一方、制御対象をシステム同定によりモデル化する
ことも可能であるが、この場合には状態量が物理的な性
質を伴わないため、状態量を観測すること自体不可能で
あった。

【０００６】また、外乱オブザーバは古典制御法や現代
制御法と併用して利用されてきた経緯があり、その活用
目的はあくまでも外乱の推定にあった。このため、外乱
オブザーバに、外乱以外の状態量も外乱を考慮すること
により、精度良く推定する機能を有する特徴があるにも
関わらず、それに着目した利用法が実施されることはな
かった。

【０００７】一部、利用されることがあっても、モータ
駆動系に対し、位置と外乱を推定するオブザーバ（大西
公平、大石 潔、宮地邦夫：「状態観測器を用いた他励
直流機の一制御法」，電気学会論文誌B104-6,pp.373-37
9,1984）に関し、位置情報から、外乱と共に速度を推定
することを利用した例（島田 明：外乱トルク・速度推
定オブザーバの推定誤差に関する解析、電気学会産業応
用部門誌Vol.113No.7，pp.874-882，1993）があるだけ
である。

【０００８】更に、上述の冷凍空調システムの制御に
は、古典的なＰＩＤ制御や現代制御理論などが適用され
る（西保幸、桜井正雄、高木正支：自動車用冷凍サイク
ル制御装置、特許1746774号、松井克雅、筧享、大羽勝
広、西沢和敏：冷凍サイクル制御装置、特許2086982
号）。

【０００９】しかしながら、応答性は良くなく、制御量
以外の気体圧縮機の回転速度情報などを観測して、その
情報を利用する制御方式が採用されてきた。この方法は
多くのセンサおよびケーブル類の増加を伴う欠点があっ
た。

【００１０】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、多くのセンサおよびケーブル類を要する
ことなく、かつ、オーバーシュートや定常偏差がなく、
しかも、チャタリングを励起し易い非線形入力項の振幅
を抑えて目的の制御特性を得ることが可能となる規範モ
デル適応型制御システムおよび規範モデル適応型制御方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、制御
入力及び観測出力の間の関係が所定の状態量を含む状態
方程式によってモデル化された制御対象と、前記制御入
力に加えられる外乱と、前記制御入力および前記観測出
力に基づき前記外乱および前記状態量を推定し、外乱推
定値および状態量推定値として出力する外乱オブザーバ
と、前記観測出力の目標とすべき値である参照値と、該
参照値と前記観測出力に対応する規範出力の間の関係を
所定の規範状態量を含む状態方程式によってモデル化
し、規範特性を実現する規範モデルと、前記状態量推定
値と前記規範状態量との間の偏差を算出する偏差算出手
段と、該偏差算出手段で算出された偏差を収束させ、か
つ前記外乱を打ち消すように前記外乱推定値、前記状態
量推定値および前記参照値に基づき前記制御入力を演算
し出力する規範モデル適応型制御手段とを備えて構成し
た。

【００１２】規範特性は、出力の時間経過に伴う最終値
が入力値に一致し、かつ振動せず出力が滑らかに変化を
する特性である。但し、振動しない限りにおいて、多少
のオーバーシュート等を含んで設定することも可能であ
る。

【００１３】規範モデル適応型制御手段で状態量推定値
を規範状態量に一致させる制御を行うことで、結果とし
て観測出力を規範出力に精度よく追従させることが可能
である。従って、観測出力は、滑らかでオーバーシュー
トや振動がなく、または極力振動等が制限される。

【００１４】また、外乱は、外乱オブザーバで算出した
外乱推定値と相殺することが可能である。従って、未知
外乱の下でも定常偏差のない制御系が実現される。その
ため、製品の動作は信頼性に富むものとなる。

【００１５】更に、外乱推定値を演算する際、同時に算
出される状態量推定値をも利用することができ、情報の
有効利用に繋がる。この状態量推定値はもともと物理的
な性質を有しないものである。

【００１６】このため、運動方程式や回路方程式等から
制御対象のモデル化を図り、状態量が物理的な性質を有
する場合のみならず、制御対象のモデル化をシステム同
定により実現し、状態量に物理的な意味を有しない場合
であっても制御情報として有効に活用可能である。状態
量推定値はコンピュータにより精度よく演算されるた
め、観測出力は規範出力に精度よく一致する。

【００１７】このように状態量推定値を用いることで、
余分なセンサを必要とせず、製品の廉価化や信頼性向上
に役立つ。制御系は一見複雑であるが、従来例に比べる
と設計手順は直接的かつ容易となる。

【００１８】また、本発明は、前記規範モデル適応型制
御手段は、線形入力と非線形入力を用い、超平面に沿っ
て前記偏差を収束させるスライディングモード制御であ
ることを特徴とする。

【００１９】外乱オブザーバと規範モデル適応型スライ
ディングモード制御を組み合わせる。スライディングモ
ード制御は、線形入力と非線形入力を用い、制御対象を
超平面に乗るように拘束し、出力を目標値に収束させる
制御法である。スライディングモード制御の構成要件で
あるマッチング条件を満たすように規範モデルを設計
し、その動作に制御対象が追従するようにスライディン
グモード制御系を設計する。

【００２０】この際、外乱推定値を外乱をキャンセルす
る符号で制御入力に利用するので、スライディングモー
ド制御の非線形入力の振幅は、さらに加わるであろう未
知の外乱や変動を抑制するための振幅に小さく抑えられ
る。このスライディングモード制御により目標値へのロ
バストな追従が確保され、制御精度が一層向上する。

【００２１】さらに本発明は、前記制御対象は容量制御
可能な気体圧縮機を備える冷凍空調システムであり、該
気体圧縮機への容量制御信号を前記制御入力とし、かつ
空気温度または冷媒ガス圧力を前記観測出力としたこと
を特徴とする。

【００２２】以上により、制御対象が冷凍空調システム
のようにユニポーラ特性を有する場合でも、規範モデル
に対する参照値入力の応答に追従し、所望の観測出力が
精度よく実現できる。なお、制御対象のモデル化をシス
テム同定により実現した場合には、設計が簡単に行え
る。

【００２３】さらに本発明は、規範モデル適応型制御方
法であり、制御入力及び観測出力の間の関係を所定の状
態量を含む状態方程式によってモデル化し、前記制御入
力および前記観測出力に基づき外乱および前記状態量を
推定し、外乱推定値および状態量推定値として出力し、
前記観測出力の目標とすべき値である参照値と該観測出
力に対応する規範出力の間の関係を所定の規範状態量を
含む状態方程式によってモデル化し、前記状態量推定値
と前記規範状態量との間の偏差を算出し、該偏差を収束
させ、かつ前記外乱を打ち消すように前記外乱推定値、
前記状態量推定値および前記参照値に基づき前記制御入
力を演算し出力することを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本発明の実施形態である規範モデル適応型制
御システムのブロック図を図１に示す。

【００２５】図１において、制御対象１は、制御入力ｕ
及び観測出力ｙの間の関係が状態量ｘを含む状態方程式
によってモデル化されたものである。制御対象１には、
また外乱ｄが存在している。外乱オブザーバ２は、制御
入力ｕ及び観測出力ｙに基づき、外乱ｄ及び状態量ｘを
推定するようになっている。

【００２６】規範モデル３は、観測出力ｙが目標となる
参照値ｒに到達するまでの規範特性を規定するようにな
っている。この規範特性は、出力の時間経過に伴う最終
値が入力値である参照値ｒに一致し、かつ振動せず出力
が滑らかに変化をするよう予め設定された特性である。

【００２７】規範モデル３からは規範状態量ｘ_ｍが出力
され、外乱オブザーバ２による状態量の推定値と比較さ
れ、偏差ｅが演算されるようになっている。スライディ
ングモード制御器４は、状態量ｘおよび外乱ｄについて
外乱オブザーバ２により算出された各推定値、ならびに
参照値ｒおよび偏差ｅとに基づいて制御入力ｕを演算
し、出力するようになっている。

【００２８】つぎに、本発明の実施形態である規範モデ
ル適応型制御システムの作用について説明する。

【００２９】外乱オブザーバ２により、外乱及び他の状
態量が推定できる。この場合、用いる制御対象モデルは
システム同定によって得られた状態方程式でも良い。ス
ライディングモード制御の構成要件であるマッチング条
件を満たすように規範モデル３を設計し、その動作に制
御対象１が追従するようにスライディングモード制御系
を設計する。

【００３０】この際、外乱推定値を実外乱ｄをキャンセ
ルする符号で制御入力ｕに利用するので、さらに加わる
であろう未知の外乱や変動を抑制するための非線形入力
に振幅は小さく抑えられる。以上により、制御対象１は
規範モデル３に対する参照値ｒ入力の応答に追従し、所
望の制御量が実現できる。

【００３１】また、本発明においては、外乱オブザーバ
２が外乱ｄ以外の状態量ｘも高精度で推定できる機能を
活かし、外乱オブザーバ２による状態量ｘの推定値を規
範状態量ｘ_ｍに一致するよう制御することで、センサの
数を省略できる。

【００３２】なお、本発明の制御系は一見複雑だが、従
来例に比べると設計手順が直接的かつ簡易である。

【００３３】つぎに、制御対象モデルと等価線形系の設
計方法について説明する。制御対象１がシステム同定に
より数１および数２のように表されるものとする。

【００３４】

【数１】

【００３５】

【数２】

【００３６】但し、１入力１出力系とする。ｘはｎ×１
のベクトルである。システム同定そのものは、従来から
あるモデリング理論および技術である（例えば、足立修
一：MATLABによる制御のためのシステム同定、東京電機
大学出版局、1996）。予測誤差法、最尤推定法、最小自
乗法、部分空間同定法などが知られており、いずれの手
法を用いても良いが、最終的に状態方程式の形式で表現
するものとする。

【００３７】また、同定されたモデルは入出力を用いた
実験からも求められたモデルであるから、可制御・可観
測である（小郷、美多：システム制御理論入門、実教出
版、1979）。逆に、実システムに不可制御・不可観測な
部分があったとしても、その部分は無視されてモデル化
されていることになる。

【００３８】即ち、制御対象１はその入力側に制御入力
ｕを受けるとともに外乱ｄが加算され、この加算結果を
入力として出力ｙがなされる。ｘは制御対象１の内部状
態量である。

【００３９】数１、数２の係数行列Ａ、Ｂ、Ｃは、制御
対象１の物理的な解析またはシステム同定により導き出
されたものとする。実際の制御対象１は必ずしも線形で
はないが、非線形性や不確かさは、見かけ上、外乱ｄの
一部に含まれるものと仮定する。

【００４０】ここで、規範モデル３を数３及び数４のよ
うに表す。この規範モデル３は、観測出力ｙが示された
参照値ｒに効率的に到達するように、オーバーシュート
や過減衰を避けた特性を規範特性として規定するのが好
ましい。

【００４１】

【数３】

【００４２】

【数４】

【００４３】但し、スライディングモード制御による場
合は、Ａ_ｍ−Ａ＝Ｂ・Ｋ_１、Ｂ_ｍ＝Ｂ・Ｋ_２を満足する
ように選ぶ。これを満足する条件をマッチング条件と呼
ぶ。このマッチング条件はスライディングモード制御の
適合条件である。

【００４４】つぎに、偏差ベクトルｅとそれを用いたス
イッチング変数σを数５および数６のように表す。

【００４５】

【数５】

【００４６】

【数６】

【００４７】このとき、数７および数８の関係が成り立
つ。

【００４８】

【数７】

【００４９】

【数８】

【００５０】ところで、以下の数９は超平面を表す。

【００５１】

【数９】

【００５２】制御対象１が超平面に拘束される場合、つ
まり、数９が成り立つとすると、数１０が成り立つと共
に、等価制御入力ｕ_ｒが数１２のように表される。等価
制御入力ｕ_ｒは超平面上における見かけ上の入力であ
る。

【００５３】

【数１０】

【００５４】

【数１１】

【００５５】数１１より数１２が導かれる。

【００５６】

【数１２】

【００５７】数１２を数７の入力ｕに用いると、

【数１３】 を得る。これが適切な安定極を持つようにＳを設計す
る。即ち、漸近安定で速い収束性を満たすように、Ｓを
設定する。

【００５８】つぎに、制御入力の設計方法について説明
する。ここでは超平面に拘束されるための実際の入力を
求める。リアプノフ関数の候補として、Ｖ＝σ^２／２を
考える。σ＝０を除いて、Ｖ＞０である。そして、数１
４となるための入力ｕを考える。

【００５９】

【数１４】

【００６０】例えば、入力ｕを数１５のようにしてみよ
う。

【００６１】

【数１５】

【００６２】ここで、数１６は、後述する外乱オブザー
バの外乱推定値である。

【００６３】

【数１６】

【００６４】外乱オブザーバを用いないときは、数１６
の値を恒等的に０とする。但し、数１７が成立するもの
とする。

【００６５】

【数１７】

【００６６】数１６の値が恒等的に０の場合は、結果的
にＭ値を大きく見積もる。この数１５を数８に代入する
と、

【数１８】 であり、数１９は数２０のようになる。

【００６７】

【数１９】

【００６８】

【数２０】

【００６９】ここで、Ｑ＞Ｍとなるように選べば、

【数２１】 が成り立つため、Ｖはリアプノフ関数となり、Ｖ→０
（ｆｏｒｔ→∞）を得る。

【００７０】すなわち、σ→０（ｆｏｒｔ→∞）が成り
立ち、制御対象は超平面に拘束される。ここで注意すべ
きことは、超平面への拘束と、ｅ→０（ｆｏｒｔ→∞）
とは別だと言うことである。ｅ→０（ｆｏｒｔ→∞）が
成り立つためには、前述の等価線形系が漸近安定でなけ
ればならない。

【００７１】数１５の入力のうちの非線形入力Ｑｓｇｎ
（σ）は、実用的見地から、必ずしもサイン関数である
必要はなく、不連続な部分を滑らかに変化させた関数に
置換しても良い。よく知られている方法としては、同項
を数２２のように平滑化関数を用いて置き換える方法が
知られている。

【００７２】

【数２２】

【００７３】前者ｓｇｎ（σ）が図２の波形になるのに
対し、数２３の特性は図３のように変化する。

【００７４】

【数２３】

【００７５】つぎに、外乱オブザーバの設計方法につい
て説明する。数１、数２で表される制御対象モデルは、
物理的な解析によって求める場合と、システム同定によ
って近似的に求める場合とがある。後者の場合は、状態
量ｘが物理的な変数と対応しないので、センサによって
観測しようがない。

【００７６】そこで、オブザーバを用いて状態量ｘを推
定をする。この状態量の推定値

【数２４】 を用いないと、全ての状態量の情報を必要とするスライ
ディングモード制御系が構成できない。具体的には、数
５、数１５中のｘが求まらない。

【００７７】ところが、通常のオブザーバでは、未知外
乱の影響により、推定誤差を生じるので、本制御系で
は、外乱オブザーバを用いることとする。

【００７８】（ステップ１）拡大系の設計 数１、数２の状態量ｘに加え、外乱ｄも状態量の一つと
する。但し、

【数２５】 と仮定する。すると、新たな状態方程式である数２６、
数２７が得られる。但し、ｘはｎ×１のベクトルであ
る。

【００７９】

【数２６】

【００８０】

【数２７】

【００８１】（ステップ２）オブザーバの設計 この数２６、数２７が可観測であれば、オブザーバが設
計できることが知られており、可観測であるとすると、
オブザーバは数２８および数２９のように構成できる。
ここで、ｋ_１はｘやＢ行列と同じくｎ×１のベクトルで
ある。ｋ_２は外乱をスカラー量としているので、同じく
スカラー量である。

【００８２】

【数２８】

【００８３】

【数２９】

【００８４】この数２８、数２９は、併せて数３０のよ
うに書き換えることも可能である。

【００８５】

【数３０】

【００８６】数３１で示す係数行列の極が安定になるよ
うに、ｋ_１，ｋ_２を選べば、状態推定が可能になる。

【００８７】

【数３１】

【００８８】つぎに、本発明の実現形態について説明す
る。本発明の規範モデル適応型制御システムの実現形態
である制御装置の簡略構成図を図４に示す。

【００８９】図４において、外乱オブザーバ２、規範モ
デル３、スライディングモード制御器４を含む制御装置
１０はコンピュータ上にプログラムとして実装される。
図中のＣＰＵ（またはＤＳＰ）１１がこのプログラムを
実行するハードウェアであり、このプログラムは図示し
ていないメモリ等に保存されている。

【００９０】制御装置１０は特定のサンプリング周期毎
に、制御対象１２からセンサ情報検出装置（または検出
回路）１３によりセンサ情報を検出する。

【００９１】参照値入力手段１４によって示される参照
値ｒに近付けるべく、必要な制御入力を算出して、アク
チュエータ駆動装置（または駆動回路）１５に出力す
る。このアクチュエータ駆動装置１５が実際の操作量ｕ
を制御対象１２に入力として与える。

【００９２】つぎに、本発明の規範モデル適応型制御シ
ステムを適用した具体例について説明する。自動車用冷
凍空調システムにおける可変容量型気体圧縮機の容量制
御について規範モデル適応型制御システムを適用した構
成例を図５に示す。

【００９３】図５において、制御システムは空気系２１
と冷媒系２２の２つのサブシステムが交差する構造を持
ち、その交差点はエバポレータ２３とコンデンサ２４の
２つの熱交換器からなる。この制御システムへの入力と
出力をまとめると表１および表２のようになる。

【００９４】

【表１】

【００９５】

【表２】

【００９６】冷媒系２２には可変容量型の気体圧縮機２
５が配置され、その容量制御のための制御装置２６が接
続される。この制御装置２６は規範モデル適応型制御シ
ステムによるものである。

【００９７】エバポレータ２３は空気系２１に備えたフ
ァン２７により給気を受け、また、コンデンサ２４は車
速度とファン２８により給気を受ける。気体圧縮機２５
は図示せぬエンジンによって回転駆動される。

【００９８】車室の目標温度Ｔrが制御装置２６に参照
値として示されると、観測出力ｙに相当するエバポレー
タ２３の出口空気温度Ｔsensを得て制御装置２６が容量
指令値である制御入力ｕを気体圧縮機２５に出力する。

【００９９】制御入力ｕは、デューティ信号である。外
乱ｄにあたる特定の入力は存在しないが、エバポレータ
２３の入り口空気温度、コンデンサ２４の入り口空気温
度、風量、気体圧縮機２５の回転速度等により、エバポ
レータ２３の出口空気温度が変化するため、それらの原
因を見かけ上、入力端にかかる等価的な外乱ｄと見立て
る。

【０１００】制御入力ｕは、本発明の規範モデル適応型
制御により、外気温度等の外乱を考慮しつつ規範モデル
３の規範特性に従いエバポレータ出口空気温度Ｔsensが
精度よく、かつ速やかに目標温度Ｔrとなるように気体
圧縮機２５の圧縮容量を調節制御する。

【０１０１】このように、制御対象１が冷凍空調システ
ムのようなユニポーラ特性を有するものにあっても本発
明の規範モデル適応型制御システムを適用可能である。
従って、滑らかでオーバーシュートや振動がなく、また
未知外乱の下でも定常偏差のない制御系が実現される。
そのため、製品の動作は信頼性に富むものとなる。

【０１０２】また、回転速度センサ等の余分なセンサを
必要とせず、製品の廉価化や信頼性向上に役立つ。さら
に、システム同定を前提に制御対象モデルを実現した場
合でも、本発明の規範モデル適応型制御システムを利用
可能である。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、規
範モデル適応型制御手段で状態量推定値を規範状態量に
一致させる制御を行うことで、結果として観測出力を規
範出力に精度よく追従させることが可能である。従っ
て、観測出力は、滑らかでオーバーシュートや振動がな
く、または極力振動等が制限される。

【０１０４】また、外乱は、外乱オブザーバで算出した
外乱推定値と相殺することが可能である。従って、未知
外乱の下でも定常偏差のない制御系が実現される。その
ため、製品の動作は信頼性に富むものとなる。

【０１０５】更に、外乱推定値を演算する際、同時に算
出される状態量推定値をも利用することができ、情報の
有効利用に繋がる。このように状態量推定値を用いるこ
とで、余分なセンサやケーブルを必要とせず、製品の廉
価化や信頼性向上に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態である規範モデル適応型制
御システムのブロック図

【図２】 Ｓｇｎ関数を用いた波形

【図３】 平滑化関数を用いた波形

【図４】 本発明の規範モデル適応型制御システムの実
現形態である制御装置の簡略構成図

【図５】 本発明の適用例である自動車用冷凍空調シス
テムの構成図

【符号の説明】

１、１２ 制御対象 ２ 外乱オブザーバ ３ 規範モデル ４ スライディングモード制御器 １０、２６ 制御装置 １１ ＣＰＵ １４ 参照値入力手段 ２３ エバポレータ ２４ コンデンサ ２５ 気体圧縮機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｃ Ｆターム(参考） 3L060 AA03 AA05 CC02 CC03 CC04 DD02 EE02 5H004 GA03 GA08 GB12 GB20 HA01 HB01 JB22 KA74 KC34 LA12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御入力及び観測出力の間の関係が所定
   の状態量を含む状態方程式によってモデル化された制御
   対象と、前記制御入力に加えられる外乱と、前記制御入
   力および前記観測出力に基づき前記外乱および前記状態
   量を推定し、外乱推定値および状態量推定値として出力
   する外乱オブザーバと、前記観測出力の目標とすべき値
   である参照値と、該参照値と前記観測出力に対応する規
   範出力の間の関係を所定の規範状態量を含む状態方程式
   によってモデル化し、規範特性を実現する規範モデル
   と、前記状態量推定値と前記規範状態量との間の偏差を
   算出する偏差算出手段と、該偏差算出手段で算出された
   偏差を収束させ、かつ前記外乱を打ち消すように前記外
   乱推定値、前記状態量推定値および前記参照値に基づき
   前記制御入力を演算し出力する規範モデル適応型制御手
   段とを備えたことを特徴とする規範モデル適応型制御シ
   ステム。
2. 【請求項２】 前記規範モデル適応型制御手段は、線形
   入力と非線形入力を用い、超平面に沿って前記偏差を収
   束させるスライディングモード制御であることを特徴と
   する請求項１記載の規範モデル適応型制御システム。
3. 【請求項３】 前記制御対象は容量制御可能な気体圧縮
   機を備える冷凍空調システムであり、該気体圧縮機への
   容量制御信号を前記制御入力とし、かつ空気温度または
   冷媒ガス圧力を前記観測出力としたことを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載の規範モデル適応型制御システ
   ム。
4. 【請求項４】 制御入力及び観測出力の間の関係を所定
   の状態量を含む状態方程式によってモデル化し、前記制
   御入力および前記観測出力に基づき外乱および前記状態
   量を推定し、外乱推定値および状態量推定値として出力
   し、前記観測出力の目標とすべき値である参照値と該観
   測出力に対応する規範出力の間の関係を所定の規範状態
   量を含む状態方程式によってモデル化し、前記状態量推
   定値と前記規範状態量との間の偏差を算出し、該偏差を
   収束させ、かつ前記外乱を打ち消すように前記外乱推定
   値、前記状態量推定値および前記参照値に基づき前記制
   御入力を演算し出力することを特徴とする規範モデル適
   応型制御方法。