JP2010198508A - Device, method and program for determining parameter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パラメータ決定装置及び方法並びにプログラムに関するものである。 The present invention relates to a parameter determination apparatus and method, and a program.
従来、例えば、潜水艇のような航走体では、ピッチ制御及び深度制御等の複数の制御器を備えており、これらの制御器を切替ながら航走を行うことが知られている。制御器を切替える場合、切替後の制御器に所定の初期値を与えることが必要となる。従来、初期値は各制御器が予め保有している演算式を用いて算出していた。 Conventionally, for example, a traveling body such as a submersible has been provided with a plurality of controllers such as pitch control and depth control, and it is known to travel while switching these controllers. When switching the controller, it is necessary to give a predetermined initial value to the controller after switching. Conventionally, the initial value has been calculated using an arithmetic expression previously held by each controller.
従来、上記初期値を求めるための演算式として、主として2つの演算式が知られている。一の演算式を用いて初期値を設定した場合には、切替動作をスムーズに行うことができるが、追従性に劣るということが知られており、他の演算式を用いて初期値を設定した場合には、追従性は向上するが、切替動作がスムーズに行えないということが知られている。
従来、制御器は、いずれか一方の演算式を保有しており、この演算式を用いて制御切替時における初期値を設定していたため、切替動作の円滑性と、制御の追従性とを同時に満足するような初期値を与えることができないという問題があった。
Conventionally, two arithmetic expressions are mainly known as arithmetic expressions for obtaining the initial value. When the initial value is set using one arithmetic expression, the switching operation can be performed smoothly, but it is known that followability is inferior, and the initial value is set using another arithmetic expression. In such a case, it is known that the followability is improved, but the switching operation cannot be performed smoothly.
Conventionally, the controller has either one of the arithmetic expressions, and since the initial value at the time of control switching is set using this arithmetic expression, the smoothness of the switching operation and the control followability are simultaneously achieved. There is a problem that an initial value that satisfies the condition cannot be given.
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、制御器の切替時において、切替後の制御の特徴を調整することのできるパラメータ決定装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a parameter determination apparatus, method, and program capable of adjusting the characteristics of control after switching at the time of switching of a controller. .
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
本発明は、複数の制御器を備えるシステムにおいて、処理を行う制御器を切り替える場合に、切替後の前記制御器で用いるパラメータを決定するパラメータ決定装置であって、異なる特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなるとともに、該異なる特徴の重みづけを変更可能とするパラメータ算出演算式を備え、該パラメータ算出演算式を用いることにより、切替後の制御器において使用されるパラメータを決定することを特徴とするパラメータ決定装置を提供する。 The present invention is a parameter determination device for determining parameters used in a controller after switching when switching a controller to perform processing in a system including a plurality of controllers, and a plurality of arithmetic expressions having different characteristics And a parameter calculation calculation formula that enables the weighting of the different features to be changed, and the parameter calculation calculation formula is used to determine parameters used in the controller after switching. A parameter determination device is provided.
このような構成によれば、パラメータ算出演算式は、異なる特徴を有する複数の演算式が組み合わせられ、かつ、異なる特徴の重みづけを変更可能にされている。このパラメータ算出演算式を用いて切替後の制御器において使用されるパラメータ(例えば、初期値)が決定される。このように、異なる特徴を有する複数の演算式を組み合わせてパラメータ算出演算式が構成されているので、様々な特徴を併せ持つパラメータ(例えば、初期値)を設定することが可能となる。更に、パラメータ算出演算式を構成する各演算式の重み付けを調整することにより、各特徴の利き方を調整することができ、状況に応じたパラメータ(例えば、初期値)を決定することが可能となる。 According to such a configuration, the parameter calculation calculation formula is configured by combining a plurality of calculation formulas having different features and changing the weights of the different features. Using this parameter calculation formula, a parameter (for example, initial value) used in the controller after switching is determined. Thus, since the parameter calculation calculation formula is configured by combining a plurality of calculation formulas having different characteristics, it is possible to set parameters (for example, initial values) having various characteristics. Furthermore, by adjusting the weighting of each calculation formula constituting the parameter calculation calculation formula, it is possible to adjust how each feature works, and to determine a parameter (for example, an initial value) according to the situation. Become.
上記パラメータ決定装置における前記パラメータ算出演算式は、相反する特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなることを特徴とすることとしてもよい。 The parameter calculation calculation formula in the parameter determination device may be a combination of a plurality of calculation formulas having conflicting characteristics.
このように、相反する特徴を有する複数の演算式を組み合わせることにより、より広範な特徴を持たせることができる。 In this manner, a wider range of characteristics can be provided by combining a plurality of arithmetic expressions having conflicting characteristics.
上記パラメータ決定装置における前記パラメータ算出演算式は、前記異なる特徴を有する複数の演算式をそれぞれ多項式で表し、該異なる特徴を有する複数の演算式を線形結合し、該多項式のそれぞれの項に変更可能な係数を設けた演算式であることを特徴とすることとしてもよい。 The parameter calculation arithmetic expression in the parameter determination apparatus can be changed to each term of the polynomial by linearly combining the arithmetic expressions having the different features by linearly combining the arithmetic expressions having the different features. It is good also as being characterized by it being an arithmetic expression which provided the various coefficient.
このように、多項式のそれぞれの項に設定された係数を変更することで、特徴の重みづけを容易に変更できる。 In this way, the weighting of features can be easily changed by changing the coefficient set for each term of the polynomial.
本発明は、複数の制御器を備えるシステムにおいて、処理を行う制御器を切り替える場合に、切替後の前記制御器で用いるパラメータを決定するパラメータ決定方法であって、異なる特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなり、該異なる特徴の重みづけを変更可能とするパラメータ算出演算式を備え、該パラメータ算出演算式に切替前の制御器におけるパラメータを用いることにより、切替後の制御器において使用されるパラメータを決定するパラメータ決定方法を提供する。 The present invention relates to a parameter determination method for determining a parameter to be used in a controller after switching when switching a controller for processing in a system including a plurality of controllers, and a plurality of arithmetic expressions having different characteristics A parameter calculation formula that can change the weighting of the different features, and the parameter calculation formula is used in the controller after switching by using the parameter in the controller before switching. Provided is a parameter determination method for determining a parameter.
本発明は、複数の制御器を備えるシステムにおいて、処理を行う制御器を切り替える場合に、切替後の前記制御器で用いるパラメータを決定するパラメータ決定プログラムであって、異なる特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなり、該異なる特徴の重みづけを変更可能とするパラメータ算出演算式を備え、該パラメータ算出演算式に切替前の制御器におけるパラメータを用いることにより、切替後の制御器において使用されるパラメータを決定することをコンピュータに実行させるパラメータ決定プログラムを提供する。 The present invention is a parameter determination program for determining a parameter to be used in a controller after switching when switching a controller for processing in a system including a plurality of controllers, and a plurality of arithmetic expressions having different characteristics A parameter calculation formula that can change the weighting of the different features, and the parameter calculation formula is used in the controller after switching by using the parameter in the controller before switching. A parameter determination program for causing a computer to determine a parameter is provided.
本発明によれば、制御器の切替時において、切替後の制御の特徴を調整することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to adjust the characteristics of the control after switching when switching the controller.
以下に、本発明に係るパラメータ決定装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態においては、3つの制御器の切替を制御する制御器切替システムに適用されるパラメータ決定装置を例に挙げて説明する。また、本実施形態において制御器切替システムの制御対象となる制御器は3つであるが、制御器の個数は特に限定されない。また、本実施形態においては、潜水艇のような航走体に備えられた制御器を例に挙げて説明するが、これに限定されない。例えば、自動車等の車両に設けられることとしてもよい。 Hereinafter, an embodiment of a parameter determination device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a parameter determination device applied to a controller switching system that controls switching of three controllers will be described as an example. In the present embodiment, there are three controllers to be controlled by the controller switching system, but the number of controllers is not particularly limited. In the present embodiment, a controller provided in a traveling body such as a submersible will be described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, it may be provided in a vehicle such as an automobile.
図1は、本実施形態に係る複数の制御器の切替を制御する制御器切替システム1の概略構成を示したブロック図である。
制御器切替システム1は、3台の制御器A、B、Cの切替を制御するシステムであって、初期パラメータ設定部10、データ読込部11、制御器判定部12、パラメータ設定装置13、指令値算出部14、第1前回値設定部15、第2前回値設定部16、および演算継続判定部17を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a controller switching system 1 that controls switching of a plurality of controllers according to the present embodiment.
The controller switching system 1 is a system that controls switching of the three controllers A, B, and C, and includes an initial
初期パラメータ設定部10は、制御器が切り替えられる前に使用されていた制御器(以下「切替前の制御器」という。)を示す切替前フラグCflag_oldを設定する。例えば、制御器切替システム1が初期起動の場合は、制御器の切り替えが行われておらず、切替前の制御器はないので、切替前フラグCflag_oldには初期起動であることを示す「0」が設定される。また、初期起動の場合には、制御器A、B、およびCの制御量は起動時の制御量を設定し、yaold=ya、ybold=yb、ycold=ycとする。
The initial
初期パラメータ設定部10は、Cflag_old、yaold、ybold、およびycoldをデータ読込部11に出力する。
The initial
データ読込部11は、切替前の制御器におけるパラメータ(以下「切替前パラメータ」という。)を読み込む。この切替前パラメータは、切替後の制御器に対する指令値を算出するのに必要とされる。また、切替後の制御器として選択された制御器の情報を読み取り、切替後の制御器を示すフラグCflagに設定する。なお、データ読込部11が取得する切替前パラメータは、初期パラメータ設定部10または継続判定部17から入力されるデータである。
The
具体的には、指令値を算出するのに必要とされる切替前パラメータは、例えば、Cflag_old、切替後の制御器として選択された制御器における操作量を検知するセンサの値us、制御量の目標である目標値ra、制御器A、BおよびCのそれぞれの制御量yaold、ybold、ycold等である。また、データ読込部11において、切替後の制御器として選択された制御器を示すフラグCflagは、例えば、制御器Aである場合には1、制御器Bである場合は2、制御器Cである場合には3とのように、数値で設定される。
Specifically, the parameter before switching required to calculate the command value is, for example, Cflag_old, the value u s of the sensor that detects the operation amount in the controller selected as the controller after switching, the control amount Target value r a , and control amounts y aold , y bold , y cold, etc. of the controllers A, B, and C, respectively. In the
このようにデータ読込部11に読み込まれた制御器の切替前パラメータ、および制御器のフラグCflagは、制御器判定部12に出力される。
Thus, the controller pre-switch parameter and the controller flag Cflag read into the
制御器判定部12は、制御器フラグCflagに基づいて、切替後の制御器として選択された制御器を識別する。また、データ読込部11から取得した切替前フラグCflag_oldと、選択された制御器フラグCflagとを比較し、Cflag_old=Cflagが成立するか否かを判定する。成立する場合には、制御器の切り替えが行われていないので、データ読込部11から取得した切替前パラメータをそのまま指令値算出部14に出力する。また、成立しない場合には、制御器の切り替えが行われているため、データ読込部11から取得した切替前パラメータと該成立しない旨を指令値算出部14とパラメータ設定装置13とに出力する。
The
例えば、初期起動であることからCflag_old=0であり、選択された制御器が制御器Aである場合にCflag=1とすると、Cflag_old≠Cflagとなる。これにより、制御器判定部12は、制御器の切り替えが行われたと判定し、指令値算出部14とパラメータ設定装置13とに対しCflag_old=0およびCflag=1であること、および切替前パラメータを出力する。
For example, Cflag_old = 0 because it is an initial activation, and Cflag = 1 when the selected controller is the controller A, Cflag_old ≠ Cflag. Thereby, the
パラメータ決定装置13は、制御器判定部12からCflag_old=0およびCflag=1である旨を取得すると、指令値算出部14において算出される制御器A(例えば、Cflag=1に基づいて制御器Aである。)の指令値に用いられるパラメータを算出する。具体的には、パラメータ決定装置13は、異なる特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなり、異なる特徴の重みづけを変更可能とするパラメータ算出演算式を備えており、該パラメータ算出演算式を用いることにより、切替後の制御器において使用される初期値を決定する。
When the
なお、パラメータ算出演算式は、相反する特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなる。例えば、パラメータ算出演算式は、異なる特徴を有する複数の演算式をそれぞれ多項式で表し、この異なる特徴を有する複数の演算式を線形結合し、多項式のそれぞれの項に変更可能な係数を設けた演算式である。本実施形態においては、相反する特徴を有する複数の演算式とは方式1および方式2の2つの演算式が与えられているものとする。 The parameter calculation calculation formula is a combination of a plurality of calculation formulas having conflicting characteristics. For example, a parameter calculation formula is a formula in which a plurality of formulas having different characteristics are represented by polynomials, and a plurality of formulas having different characteristics are linearly combined, and a changeable coefficient is provided for each term of the polynomial. It is a formula. In the present embodiment, it is assumed that two arithmetic expressions of method 1 and method 2 are given as a plurality of arithmetic expressions having conflicting characteristics.
以下に、パラメータ決定装置13が備える方式1および方式2のそれぞれの多項式と特徴とを説明する。
切替後の制御器の指令値を算出する指令値算出部14(詳細は後述する。)において用いられる初期値をxaoldとすると、方式1に基づいて算出される初期値xaoldは(1)式のように示される。ここで、(1)式において、usは切替後の制御器として選択された制御器におけるセンサの操作量、raは目標値、yaは制御量、eaは目標値raと制御量yaとの偏差、Kap1およびKap2は比例ゲイン、Kad1およびKad2は微分ゲインとする。
If the initial value used in the command value calculation unit 14 (details will be described later) for calculating the command value of the controller after switching is x aold , the initial value x aold calculated based on the method 1 is (1). It is shown as an expression. Here, in equation (1), u s is the amount of operation of the sensor in selected control unit as the control unit after the switching, r a is the target value, y a control amount, e a control target value r a deviation between the amount y a, K ap1 and K ap2 is a proportional gain, K ad1 and K ad2 is a derivative gain.
このように、方式1に基づいて算出される初期値xaoldは、目標値raと制御量yaとの偏差eaに基づいて算出されるので、偏差eaを考慮した制御が行われる。つまり、後段の指令値算出部14において、(1)式のxaoldに基づいて切替後の制御器の指令値を算出すると、この指令値によって切り替えた場合に、偏差を考慮した制御が行われる。具体的には、切り替えがスムーズに行われるが、追従性が悪くなるという切替動作が行われる。
Thus, the initial value x Aold calculated based on the method 1, because it is calculated on the basis of the deviation e a between the target value r a control amount y a, the control in consideration of the deviation e a is performed . That is, when the command
一方、方式2に基づいて算出される初期値をxaoldとすると、xaoldは(5)式のように示される。
上記(5)式である方式2に基づいて算出される初期値xaoldを用いて、後段の指令値算出部14において切替後の制御器の指令値を算出する。これにより、この指令値に基づいて制御器を切り替えた場合に、切替の追従性がよくなるがスムーズでない切替動作となる。
Using the initial value x aold calculated based on method 2 that is the above equation (5), the command value of the controller after switching is calculated in the command
続いて、パラメータ決定装置13は、前述した方式1の多項式と方式2の多項式とを線形結合し、多項式のそれぞれの項に変更可能な係数を設ける。具体的には、上記(1)式と上記(5)式とを線形結合し、各項に係数を設け、以下の(6)式とする。ここで、xaoldは初期値、usは切替後の制御器として選択された制御器におけるセンサの操作量、Kap1およびKap2は比例ゲイン、Kad1およびKad2は微分ゲインとする。
Subsequently, the
また、多項式のそれぞれの項に設けられる変更可能な係数は、Kap1ini、Kad1ini、Kap2ini、Kad2iniとする。なお、本実施形態においては、それぞれの係数は0以上1以下で設定し、整数でない値としてもよい。また、それぞれの係数は、全て同じ値としても良いし、それぞれ異なる値としてもよい。
ここで、raは目標値、yaは制御量、eaは目標値と制御量との偏差、eaoldは制御器が制御器Aに切り替えられる前の制御器Aの制御量の偏差、DTはサンプリング周期、Kap1、Kap2は比例ゲイン、Kad1、Kad2は微分ゲインである。
また、多項式の各項に設けられた係数Kap1ini、Kad1ini、Kap2ini、Kad2iniは、例えば、外部から入力装置を介してユーザによってそれぞれ設定される。これらの係数は、それぞれの重み付けを変更すると、(6)式により算出されるxaoldから得られる指令値uの特徴の利き方が変更されることとなる。例えば、4つの係数Kap1ini、Kad1ini、Kap2ini、Kad2iniを全て1に設定すれば、方式1によって算出されるxaoldと等しいxaold(換言すると、このxaoldに基づいて行われる切り替えは、スムーズであるが、追従性が悪くなる)が得られる。 Also, the coefficients K ap1ini , K ad1ini , K ap2ini , and K ad2ini provided in each term of the polynomial are set by the user from the outside via an input device, for example. When the weights of these coefficients are changed, the way of using the feature of the command value u obtained from x aold calculated by the equation (6) is changed. For example, four coefficients K ap1ini, K ad1ini, K ap2ini , by setting all the K Ad2ini 1, when the the x Aold equal x Aold (in other words calculated by scheme 1, switching is performed based on the x Aold is Is smooth, but the follow-up property is deteriorated).
なお、Kap1ini、Kad1iniを0に設定し、Kap2ini、Kad2iniを1に設定すると、方式2によって算出されるxaoldと等しいxaold(換言すると、このxaoldに基づいて行われる切り替えは、追従性が良くなるが、スムーズでない)が得られる。また、各係数を0以上1以下の整数でない値(例えば、4つ全ての係数を0.5とする)に設定した場合には、方式1と方式2との特徴を混合した特徴(つまり、ある程度スムーズであり、ある程度追従性が良い)となる。このように、上記(6)式に与えられた係数Kap1ini、Kad1ini、Kap2ini、Kad2iniの重み付けを調整することにより、制御器を切り替える場合の特徴の利き方を調整することができる。 Incidentally, K Ap1ini, the K Ad1ini set to 0, setting K Ap2ini, the K Ad2ini to 1 and is the x Aold equal x Aold (in other words calculated by scheme 2, switching is performed based on the x Aold is , Followability is improved, but not smooth). Further, when each coefficient is set to a non-integer value of 0 or more and 1 or less (for example, all four coefficients are set to 0.5), a feature obtained by mixing the features of the method 1 and the method 2 (that is, It is smooth to some extent and has good followability to some extent). In this way, by adjusting the weights of the coefficients K ap1ini , K ad1ini , K ap2ini , and K ad2ini given in the above equation (6), it is possible to adjust how to use the characteristics when switching the controller.
なお、本実施形態に係るパラメータ決定装置13が備える複数の特徴を持つ演算式を線形結合し、この線形結合された演算式の各項に設けられる係数は、それぞれユーザによって設定されることとしていたが、これに限定されない。例えば、各項に設けられる係数は、所定の指標の大小により設定されることとしてもよい。
Note that the arithmetic expressions having a plurality of features included in the
このようにパラメータ決定装置13は初期値xaoldを算出すると、指令値算出部14に出力する。
As described above, the
指令値算出部14は、切替後の制御器に対する指令値uを算出する。例えば、図2に示されるように指令値の演算はブロック図で示され、IP−PD制御に基づいて目標値raと制御量yaとから指令値uが算出される。
The command
図2に示されるように、目標値raと制御量yaとの差分eaは、PID制御部によって積分され、比例ゲインを与えられ、および微分ゲインを与えて微分され、それぞれ加算される。また、この結果から、制御量yaに比例ゲインを与えられた値と制御量yaに微分ゲインを与えて微分された値とを減算した結果を指令値uとする。 As shown in FIG. 2, the difference e a between the target value r a and the controlled variable y a is integrated by the PID controller, given a proportional gain, and is differentiated by giving a differential gain, are respectively added . Further, from this result, a command value u is obtained by subtracting a value obtained by giving a proportional gain to the control amount ya and a value obtained by giving a differential gain to the control amount ya.
より具体的には、指令値算出部14による指令値uは、下記(11)〜(14)式に基づいて、(15)式により算出される。
上記(15)式において、前述した(6)式に基づいて算出された初期値xaoldが用いられる。このように、指令値算出部14において指令値uを算出し、切替後の制御器Aに指令値uを出力する。また、この算出結果を第1前回値設定部15に出力する。
In the above equation (15), the initial value x aold calculated based on the above-described equation (6) is used. In this way, the command value u is calculated by the
次に、本実施形態に係る制御器切替システムについて、より具体的に説明する。ここでは、潜水艇等の操縦における制御をピッチ角制御(例えば、ピッチ角制御をする制御器B。)から深度制御(例えば、深度制御をする制御器A。)に切り替える場合について、図3を用いて説明する。例えば、ピッチ角を−10度の角度に制御を行っている状態から、図3(d)に示されるタイミングでピッチ角制御器から深度制御器に切り替える場合について説明する。 Next, the controller switching system according to the present embodiment will be described more specifically. Here, FIG. 3 shows a case where the control in the maneuvering of the submersible craft is switched from pitch angle control (for example, controller B that performs pitch angle control) to depth control (for example, controller A that performs depth control). It explains using. For example, a case where the pitch angle is controlled to an angle of −10 degrees and the pitch angle controller is switched to the depth controller at the timing shown in FIG. 3D will be described.
制御器の切り替えを行う場合には切替後の制御器である深度制御(制御器A)の初期値xaoldを上記(6)式により演算する。例えば、図3には、(6)式の各係数Kap1ini、Kad1ini、Kap2ini、Kad2iniを全て「1」に設定して演算された初期値xaoldに基づいて制御器の切り替えを行った場合と、(6)式の係数であるKap1ini、Kad1iniに「0」を設定し、係数Kap2ini、Kad2iniを「1」に設定して演算された初期値xaoldに基づいて制御器の切り替えを行った場合について示す。 When the controller is switched, the initial value x aold of depth control (controller A), which is the controller after switching, is calculated by the above equation (6). For example, in FIG. 3, the controller is switched based on the initial value x aold calculated by setting all the coefficients K ap1ini , K ad1ini , K ap2ini , and K ad2ini in equation (6) to “1”. and if, (6) the coefficients a is K Ap1ini, "0" is set to the K Ad1ini, coefficient K Ap2ini, controlled on the basis of the K Ad2ini set to the calculated initial value x Aold to "1" The case where the device is switched will be described.
(6)式の各係数に全て「1」を設定した場合は、上記(1)式と同じ演算式となるので、図3のグラフには方式1ラインとして示す。また、係数Kap1ini、Kad1iniに「0」を設定し、係数Kap2ini、Kad2iniに「1」を設定した場合は、上記(5)式と同じ演算式となるので、図3のグラフには方式2ラインとして示す。 When all the coefficients in equation (6) are set to “1”, the calculation equation is the same as equation (1) above, so the graph of FIG. The coefficient K Ap1ini, "0" is set to the K Ad1ini, coefficient K Ap2ini, if you set the "1" to the K Ad2ini, since the same calculation formula as the equation (5), the graph of FIG. 3 Is shown as scheme 2 line.
図3(a)は、方式1と方式2とから算出される初期値に基づく制御による深度変化を示している。図3(b)は、方式1と方式2とから算出される初期値に基づく制御によるピッチ角の変化を示している。図3(c)は、方式1と方式2とから算出される初期値に基づく制御による舵角変化を示している。 FIG. 3A shows a change in depth due to control based on the initial value calculated from method 1 and method 2. FIG. FIG. 3B shows a change in pitch angle by the control based on the initial value calculated from the method 1 and the method 2. FIG. 3C shows the steering angle change by the control based on the initial value calculated from the method 1 and the method 2.
図3(a)および(c)に示されるように、方式1ラインと比較して方式2ラインは、追従性が良いが水平舵角の変動が大きく、切り替えが円滑でない。また、図3(e)は、方式1ラインと方式2ラインとの深度の偏差の大きさを時系列に示した図である。図3(e)に示されるように、方式2は、方式1と比較して、速く目標値に追従している。このように、係数の重み付けを変更することにより、初期値xaoldを調整することができるので、各方式の特徴の利き方を状況に応じて簡便に調整することが可能となる。また、図3においては係数に0か1かの整数を与えていたが、0以上1以下の数値を設定することにより、特徴の利き具合を調整できるので、方式1と方式2との特徴を少しずつ混合した切り替えを行うことができる。 As shown in FIGS. 3A and 3C, the method 2 line has better followability than the method 1 line, but the fluctuation of the horizontal rudder angle is large, and the switching is not smooth. FIG. 3E is a diagram showing the magnitude of the depth deviation between the method 1 line and the method 2 line in time series. As shown in FIG. 3 (e), the method 2 follows the target value faster than the method 1. In this way, the initial value x aold can be adjusted by changing the weighting of the coefficients, so that it is possible to easily adjust how the features of each method are used according to the situation. In FIG. 3, an integer of 0 or 1 is given to the coefficient, but by setting a numerical value between 0 and 1 inclusive, the degree of advantage of the feature can be adjusted. Switching can be performed with little mixing.
第1前回値設定部15は、選択された制御器において次回演算を行う場合の前回値(切替前パラメータ)の設定として、偏差eaoldと偏差eaoldの積分値であるxaoldを第2前回値設定部16に出力する。例えば、切替後の制御器が制御器Aである場合には、次回演算を行うために制御器Aの切替前の偏差であるeaoldはeaを設定し、偏差eaの積分xaの切替前の値としてxaold=xaを設定し、第2前回値設定部16に出力する。
The first previous
第2前回値設定部16は、選択された制御器に関わらず次回演算を行う場合の制御量と、切替前フラグCflag_old、および切替前指令値uoldを設定する。具体的には、第2前回値設定部16は、yaold=ya、ybold=yb、ycold=yc、Cflag_old=Cflag、およびuold=uに設定し、これらの切替前パラメータを演算継続判定部17に出力する。
The second previous
演算継続判定部17は、演算を継続するか否かを判定し、継続する場合には第1前回値設定部15と第2前回値設定部16とから出力された情報をデータ読込部11に出力する。また、演算を継続しない場合には、処理を終了する。
The calculation
次に、本実施形態に係る制御器切替システム1の作用について図4を用いて説明する。
まず、制御器切替システム1が初期起動してから、制御器Aが選択される場合について説明する。
制御器切替システム1が起動されると、制御器切替システム1が有する制御器A、制御器B、制御器Cが起動され、初期パラメータ設定部10において、切替前フラグCflag_oldが「0」に設定される。また、切替前の制御器Aの制御量yaold=yaに設定され、制御器Bおよび制御器Cも同様にybold=yb、ycold=ycが設定される(ステップSA1)。このように設定されたCflag_old=0、yaold=ya、ybold=yb、ycold=ycは、データ読込部11に出力される。データ読込部11において、Cflag_old=0、yaold、ybold、およびycoldが取得されるとともに、選択された制御器Aが識別され、制御器フラグCflagがCflag=1に設定される。Cflag_old=0、yaold、ybold、ycold、およびCflag=1の切替前パラメータは、制御器判定部12に出力される(ステップSA2)。
Next, the operation of the controller switching system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, a case where the controller A is selected after the controller switching system 1 is initially activated will be described.
When the controller switching system 1 is activated, the controller A, controller B, and controller C included in the controller switching system 1 are activated, and the pre-switching flag Cflag_old is set to “0” in the initial
制御器判定部12において、Cflag=1であることに基づいて選択された制御器が制御器Aであると識別され(ステップSA3)、Cflag_old≠Cflagである場合には以前と異なる制御器が選択されたことと判定される(ステップSA4)。異なる制御器が選択されたと判定された場合には、制御器判定部12に備えられているパラメータ算出演算式において、制御器Aに切り替えられる以前の制御器Aの前回値を用い、制御器Aの指令値に使用される初期値xaが決定される。また、ここで算出された初期値xaは、指令値算出部14に出力される(ステップSA5)。
In the
指令値算出部14において、所定のパラメータ算出演算式に基づいて初期値xaを用い指令値uが算出され、指令値uは、切替後の制御器Aに出力される(ステップSA6)。第1前回値設定部15において、制御器Aが選択されている場合には、目標値raと制御量yaとの偏差eaは、次回の演算のためにeaoldと設定され、xaは、次回の演算のためにxaoldと設定される(ステップSA7)。第2前回値設定部16において、各制御器における制御量が次回の演算のために設定され、yaold=ya、ybold=yb、ycold=yc、Cflagold=Cflag、uold=uと設定される(ステップSA8)。
In the command
このような演算が一通り終了すると、演算を継続するか否かが判定され、継続する場合には第1前回値設定部15および第2前回値設定部16で設定された前回値(切替前)である前回値をデータ読込部11に出力する。また、演算を中止する場合には、本処理を終了する(ステップSA9)。なお、制御器判定部12において、以前と異なる制御器でないと判定された場合には、初期値xaの算出は行わず、指令値算出部14に進み、指令値算出部14以降の処理を行う。
When such calculation is completed, it is determined whether or not the calculation is to be continued. If the calculation is to be continued, the previous values set by the first previous
続いて、制御器が制御器Aから制御器Bに切り替えられる場合について図4および図5を用いて説明する。
データ読込部11において、制御器Aから制御器Bに切り替えられる前のパラメータであるCflag_old=1、yaold=ya、ybold=yb、ycold=ycを取得する。また、制御器Bに切り替えが行われた場合には、制御器フラグCflag=2が識別される(図4のステップSA2)。選択された制御器が制御器Bである場合には、制御器判定部12において、切替前の制御器が制御器Bか否かが判定される(図4のステップSA3、図5のステップSA10)。前回と同じ制御器か否かが判定され、Cflag_old=1およびCflag=2であるため、Cflag_old≠Cflagとなる(図5のステップSA11)。
Subsequently, a case where the controller is switched from the controller A to the controller B will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
In the
切替前の制御器が異なる制御器である場合には、パラメータ決定装置13において、切替後の制御器である制御器Bにおいて使用される初期値xbが算出される(図5のステップSA12)。算出された初期値xbを用いて、指令値算出部14において制御器Bの指令値uが算出され、切替後の制御器Bに指令値uが出力される(図5のステップSA13)。第1前回値設定部15において、ebold=ebおよびxaold=xaが設定され、第2前回値設定部16に出力される(図5のステップSA14)。第2前回値設定部16において、yaold=ya、ybold=yb、ycold=ycCflagold=Cflag=2、uold=uと設定される(図4のステップSA8)。演算継続判定部17によって演算を継続するか否かが判定され、継続する場合には第1前回値設定部15と第2前回値設定部16とから出力された前回値はデータ読込部11に入力され、本処理が継続される。また、継続しない場合には本処理を終了する(図4のステップSA9)。
When the controller before switching is a different controller, the
また、制御器が制御器Aから制御器Cに切り替えられる場合については、上記ステップSA10からステップSA14の処理を、ステップSA15からステップSA19の処理に置き換え、同様の処理とする。なお、ステップSA15は、制御器Cを使用しているか否かを判定していない。これは制御器が制御器A、B、Cの3つである場合を例に挙げており、ステップSA3において制御器Aでなく、かつ、ステップSA10において制御器Bでないことから、制御器Cと判断されるためである。 When the controller is switched from the controller A to the controller C, the processing from step SA10 to step SA14 is replaced with the processing from step SA15 to step SA19, and the same processing is performed. Note that step SA15 does not determine whether or not the controller C is used. This is an example in which there are three controllers A, B, and C. Since controller A is not controller A in step SA3 and controller B is not controller B in step SA10, controller C and This is because it is judged.
以上説明してきたように、本実施形態に係る制御器切替システムにおけるパラメータ決定装置が有するパラメータ算出演算式は、異なる特徴を有する複数の多項式の演算式が組み合わせられ、パラメータ算出演算式の各項に備えられた係数が変更されることにより、制御器を切り替える場合の切替後の制御器の初期値xi(iは制御器を示す符号)が設定される。このように、係数を調整することにより算出される制御器の初期値が変更されるので、制御器を切り替える場合に得られる切り替え時の特徴を、ユーザにより簡便に調整することができ、様々な特徴を併せ持つ切り替え方式を設定することが可能となる。 As described above, the parameter calculation arithmetic expression included in the parameter determination device in the controller switching system according to the present embodiment is a combination of arithmetic expressions of a plurality of polynomials having different characteristics, and each parameter calculation arithmetic expression includes By changing the provided coefficient, the initial value x i of the controller after switching when the controller is switched (i is a code indicating the controller) is set. Thus, since the initial value of the controller calculated by adjusting the coefficient is changed, the characteristics at the time of switching obtained when switching the controller can be easily adjusted by the user. It is possible to set a switching method having both characteristics.
これにより、例えば、従来は、動作をスムーズに行うことを優先させる切替方法を選択した場合には応答性が悪くなり、逆に応答性を優先させる切替方法を選択すると動作がスムーズに行えないといった異なる特徴を有する切替方法があった場合に、いずれか一つを選択する必要があった。本実施形態に係る制御器切替システムにおけるパラメータ決定装置では、このように複数の特徴を持つ切替方法を含み、係数の持たせ方に応じて重み付けを設定することができるので、状況に応じた切り替え方法の調整が可能となる。また、従来のように、いずれか一つの特徴を持つ切り替え方法だけを選択するのでなく、複数の特徴をブレンドさせた切り替えを行うことも可能となる。 As a result, for example, conventionally, when a switching method that prioritizes smooth operation is selected, the responsiveness deteriorates, and conversely, when a switching method that prioritizes responsiveness is selected, the operation cannot be performed smoothly. When there was a switching method having different characteristics, it was necessary to select one of them. The parameter determination device in the controller switching system according to the present embodiment includes a switching method having a plurality of features as described above, and weights can be set according to how coefficients are given. The method can be adjusted. Further, instead of selecting only a switching method having any one feature as in the prior art, it is possible to perform switching by blending a plurality of features.
また、上述した実施形態では、制御器切替システムに適用されるパラメータ決定装置としてハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。この場合、パラメータ決定装置は、CPU、RAM等の主記憶装置、上記処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、CPUが上記記憶媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述のパラメータ決定装置と同様の処理を実現させる。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the parameter determination device applied to the controller switching system is premised on processing by hardware, but it is not necessary to be limited to such a configuration. For example, a configuration in which processing is performed separately by software is also possible. In this case, the parameter determination device includes a main storage device such as a CPU and a RAM, and a computer-readable recording medium on which a program for realizing all or part of the above processing is recorded. Then, the CPU reads out the program recorded in the storage medium and executes information processing / calculation processing, thereby realizing processing similar to that of the parameter determination device described above.
Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
なお、本実施形態にかかるパラメータ算出演算式は、複数の演算式は2つの方式であり、それぞれの方式が相反する特徴であるものを使用していたが、これに限定されない。例えば、複数の演算式は式の個数は特に限定されないし、それぞれの方式の特徴は相反していなくても、それぞれ異なる特徴を有していればよいこととする。 In the parameter calculation calculation formula according to the present embodiment, a plurality of calculation formulas are two types, and the respective formulas have characteristics that conflict with each other. However, the present invention is not limited to this. For example, the number of expressions in the plurality of arithmetic expressions is not particularly limited, and the characteristics of the respective methods may be different from each other even if they are not contradictory.
また、本実施形態に係るパラメータ決定装置13が備える複数の方式の演算式を線形結合した演算式の各項のそれぞれの係数は、0以上1以下で設定することとしていたが、これに限定されない。例えば、1より大きな値とすることとしてもよい。
Moreover, although each coefficient of each term of the arithmetic expression obtained by linearly combining the arithmetic expressions of the plurality of methods included in the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
1 制御器切替システム
10 初期パラメータ設定部
11 データ読込部
12 制御器判定部
13 パラメータ設定装置
14 指令値算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
異なる特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなるとともに、該異なる特徴の重みづけを変更可能とするパラメータ算出演算式を備え、該パラメータ算出演算式を用いることにより、切替後の制御器において使用されるパラメータを決定することを特徴とするパラメータ決定装置。 In a system including a plurality of controllers, when switching a controller for processing, a parameter determination device that determines parameters used in the controller after switching,
It is composed of a combination of a plurality of arithmetic expressions having different features, and is provided with a parameter calculation arithmetic expression that can change the weighting of the different features, and is used in the controller after switching by using the parameter calculation arithmetic expression. A parameter determining device for determining a parameter.
異なる特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなり、該異なる特徴の重みづけを変更可能とするパラメータ算出演算式を備え、該パラメータ算出演算式に切替前の制御器におけるパラメータを用いることにより、切替後の制御器において使用されるパラメータを決定するパラメータ決定方法。 In a system including a plurality of controllers, when switching a controller for processing, a parameter determination method for determining parameters used in the controller after switching,
It is composed of a combination of a plurality of arithmetic expressions having different features, and includes a parameter calculation arithmetic expression that enables the weighting of the different features to be changed. By using the parameter in the controller before switching to the parameter calculation arithmetic expression, switching is performed. A parameter determination method for determining parameters used in a later controller.
異なる特徴を有する複数の演算式の組み合わせからなり、該異なる特徴の重みづけを変更可能とするパラメータ算出演算式を備え、該パラメータ算出演算式に切替前の制御器におけるパラメータを用いることにより、切替後の制御器において使用されるパラメータを決定することをコンピュータに実行させるパラメータ決定プログラム。
In a system including a plurality of controllers, when switching a controller for processing, a parameter determination program for determining parameters used in the controller after switching,
It is composed of a combination of a plurality of arithmetic expressions having different features, and includes a parameter calculation arithmetic expression that enables the weighting of the different features to be changed. By using the parameter in the controller before switching to the parameter calculation arithmetic expression, switching is performed. A parameter determination program for causing a computer to determine parameters used in a later controller.
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