JP2015225635A - 最適化装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、実際のプロセスは上記の仮定と異なり、式(13)に従った振る舞いをするものばかりではない。例えば、以下の式(14)のように、dが制御変数y1に依存するような、非線形特性を持つプロセスもある。
はじめに、本発明の実施の形態1について、図2,図3を用いて説明する。図2,図3は、本発明の実施の形態1における最適化装置の構成を示す構成図である。この最適化装置は、データ収集部101,将来予測部102,積分系傾き予測部103,モデル記憶部104,目標値演算部105を備える。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2においても、図2に示すように、データ収集部101,将来予測部102,積分系傾き予測部103,モデル記憶部104,目標値演算部105を備える。目標値演算部105以外は、前述した実施の形態1と同様である。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3においても、図2に示すように、データ収集部101,将来予測部102,積分系傾き予測部103,モデル記憶部104,目標値演算部105を備える。目標値演算部105以外は、前述した実施の形態1,2と同様である。
Claims (8)
- 制御対象が制御に用いた操作変数および前記制御対象が出力する制御変数を含む前記制御対象のデータを収集するデータ収集部と、
前記制御対象の数学モデルを記憶するモデル記憶部と、
前記データ収集部に収集されたデータのなかの最適化の対象となる最適化対象変数のうち少なくとも積分要素の出力を含まない制御変数に対して所定の時間後の値を予測する将来予測部と、
積分要素の出力を含む制御変数に対して所定の時間後の単位時間当たりの変化量を予測する積分系傾き予測部と、
最適化対象変数の所定の時間後の値に対して制約を設定する変数制約設定部と、
前記積分要素の出力を含む制御変数の所定の時間後の変化量に対して制約を設定する傾き制約設定部と、
前記変数制約設定部および前記傾き制約設定部で設定された制約を満たしかつ与えられている最適化の評価関数を最適化する前記最適化対象変数の最適解を求める求解演算部と
を備え、
前記傾き制約設定部は、傾き制約が設定される制御変数の収集値または予測値によって傾き制約を変化させ、前記制御変数が変数制約設定部で設定された制約を外れる可能性が低い場合に、前記可能性が高い場合の傾き制約よりも緩和された傾き制約を設定することを特徴とする最適化装置。 - 請求項1記載の最適化装置において、
前記傾き制約設定部は、制御変数の傾きの上下限を制約として設定することを特徴とする最適化装置。 - 請求項2記載の最適化装置において、
前記傾き制約設定部は、制御変数の収集値または予測値からその上下限を引いた差に応じて前記制御変数の傾きの上下限を設定し、前記差の増加に対して前記傾きの上下限が非増加となるように設定することを特徴とする最適化装置。 - 請求項2または3記載の最適化装置において、
前記傾き制約設定部は、制御変数の収集値または予測値とその下限が一致した場合は、傾きの下限を0にし、上限が一致した場合は傾きの上限を0にすることを特徴とする最適化装置。 - 請求項1記載の最適化装置において、
前記傾き制約設定部は、制御変数の傾きに対するペナルティ関数を制約として設定することを特徴とする最適化装置。 - 請求項5記載の最適化装置において、
前記傾き制約設定部は、制御変数の収集値または予測値とその上下限との差に応じてペナルティ関数を設定し、前記収集値または予測値が前記上下限内にある場合は、同じ傾きの大きさに対し、前記差が小さいほどペナルティ関数の値を大きくすることを特徴とする最適化装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の最適化装置において、
前記傾き制約設定部は、動作を調整するパラメータが設定されていることを特徴とする最適化装置。 - 制御対象が制御に用いた操作変数および前記制御対象が出力する制御変数を含む前記制御対象のデータを収集するデータ収集ステップと、
前記制御対象の数学モデルを記憶するモデル記憶ステップと、
前記データ収集ステップで収集されたデータのなかの最適化の対象となる最適化対象変数のうち少なくとも積分要素の出力を含まない制御変数に対して所定の時間後の値を予測する将来予測ステップと、
積分要素の出力を含む制御変数に対して所定の時間後の単位時間当たりの変化量を予測する積分系傾き予測ステップと、
最適化対象変数の所定の時間後の値に対して制約を設定する変数制約設定ステップと、
前記積分要素の出力を含む制御変数の所定の時間後の変化量に対して制約を設定する傾き制約設定ステップと、
前記変数制約設定ステップおよび前記傾き制約設定ステップで設定された制約を満たしかつ与えられている最適化の評価関数を最適化する前記最適化対象変数の最適解を求める求解演算ステップと
を備え、
前記傾き制約設定ステップでは、傾き制約が設定される制御変数の収集値または予測値によって傾き制約を変化させ、前記制御変数が変数制約設定部で設定された制約を外れる可能性が低い場合に、前記可能性が高い場合の傾き制約よりも緩和された傾き制約を設定することを特徴とする最適化方法。
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