JP2019096075A - 制御装置、制御方法、および制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態のシステムの全体構成を示す図である。実施形態のシステムは、制御装置1と、制御装置1の制御対象であるプラント2と表示装置3とを含む。制御装置1は、コンピュータの一例である。制御装置1の制御対象の装置はプラントには限られず、例えば、空気調和機等の単体の装置であってもよい。
補正目標偏差算出部15は、補正目標偏差e*(t)の算出に、プラント応答モデルS(t)を用いる。プラント応答モデルS(t)は、例えば、制御対象のプラント2のステップ応答(単位ステップ入力に対する応答)の実測データに基づいて生成されたモデルあってもよい。プラント応答モデルS(t)は、単位ステップ入力に限らず、インパルス入力やランプ入力など他の形状の操作入力に対する応答から、適切な変換によって求めたものでもよいし、伝達関数や状態空間モデルなどの数式モデルであってもよい。
図5は、第1の実施形態における制御応答監視部18の構成を示す図である。制御応答監視部18は、時系列生成部31と、時系列変換部32と、グラフ生成部33とを含む。
図8は、第2の実施形態におけるシステムの全体構成を示す。第2の実施形態の制御装置1は、制御応答監視部18が応答制約情報を取得し、応答制約情報を収束率監視グラフの生成に用いる点で、第1の実施形態と異なる。制御応答監視部18は、応答制約情報を外部の情報処理装置等から取得してもよいし、予め記憶部19に応答制約情報が記憶されている場合、記憶部19の応答制約情報を取得してもよい。
図11は、第1の実施例におけるプラント応答モデルS(t)を示す図である。図11に示す例は、実際に制御対象のプラントに対して単位ステップ操作を行った際の制御量y(t)の応答波形を示している。
第2の実施例では、事前に想定していたプラントモデルと、実際のプラントとの間にずれがあり、その影響を収束率監視グラフによって監視できることを示す。
第3の実施例では、プラント応答モデルにオーバーシュートがあり、制御応答にもオーバーシュートが生じる場合に、本実施形態の収束率監視グラフによって、統一された方法で、時系列としての制御性能を監視することができることを示す。
2 プラント
3 表示装置
11 タイマ
12 計測部
13 差分器
14 操作量更新部
15 補正目標偏差算出部
16 操作変化量算出部
17 加算器
18 制御応答監視部
19 記憶部
31 時系列生成部
32 時系列変換部
33 グラフ生成部
Claims (8)
- 制御対象装置から制御量を取得し、前記制御量に基づいて算出した操作量を前記制御対象装置に出力して、前記制御量を目標値に追従させる制御装置であって、
前記制御量の目標値と前記制御量との差分を目標偏差現在値として算出する目標偏差算出部と、
前記制御対象装置の応答モデルと、過去の前記操作量とに基づいて、前記制御量の収束値の予測値である終端応答補正値を算出し、前記目標偏差現在値と前記終端応答補正値との差分を補正目標偏差として算出する補正目標偏差算出部と、
前記補正目標偏差に基づいて、新たな前記操作量を算出する操作量算出部と、
所定時間毎の前記補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成し、該補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差時系列として算出し、該変換補正目標偏差時系列を示すグラフを表示装置に表示させる制御応答監視部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - 前記制御応答監視部は、
前記変換補正目標偏差時系列とともに、前記応答モデルに基づいて事前に想定される、前記変換補正目標偏差時系列の上限を表した応答上限制約時系列と、前記変換補正目標偏差時系列の下限を表した応答下限制約時系列とを表示する
ことを特徴とする請求項1記載の制御装置。 - 前記応答上限制約時系列は、前記制御対象装置への外乱が0である場合の前記変換補正目標偏差時系列であり、
前記応答下限制約時系列は、全時間帯において0である
ことを特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 前記制御応答監視部は、
開始時刻がそれぞれ異なる複数の前記変換補正目標偏差の時系列を前記グラフ上に同時に表示する
ことを特徴とする請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の制御装置。 - 前記応答モデルは、予め前記制御対象装置を用いて実測されたステップ応答に基づいて生成されたモデルである
ことを特徴とする請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の制御装置。 - 前記補正目標偏差算出部は、
前記ステップ応答の収束値である終端ゲインに基づいて、前記制御量の未来における予測値である終端応答予測値を算出し、
前記応答モデルに基づいて、過去の前記操作量に基づく前記制御量の予測値である自由応答予測値を算出し、
前記終端応答予測値と自由応答予測値との差分を前記終端応答補正値として算出する、
ことを特徴とする請求項5に記載の制御装置。 - 制御対象装置から制御量を取得し、前記制御量に基づいて算出した操作量を前記制御対象装置に出力して、前記制御量を目標値に追従させる処理をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記制御量の目標値と前記制御量との差分を目標偏差現在値として算出し、
前記制御対象装置の応答モデルと、過去の前記操作量とに基づいて、前記制御量の収束値の予測値である終端応答補正値を算出し、前記目標偏差現在値と前記終端応答補正値との差分を補正目標偏差として算出し、
前記補正目標偏差に基づいて、新たな前記操作量を算出し、
所定時間毎の前記補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成し、該補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差時系列として算出し、該変換補正目標偏差時系列を示すグラフを表示装置に表示させる、
処理を実行させるための制御プログラム。 - 制御対象装置から制御量を取得し、前記制御量に基づいて算出した操作量を前記制御対象装置に出力して、前記制御量を目標値に追従させる処理をコンピュータが実行する制御方法であって、
前記コンピュータが、
前記制御量の目標値と前記制御量との差分を目標偏差現在値として算出し、
前記制御対象装置の応答モデルと、過去の前記操作量とに基づいて、前記制御量の収束値の予測値である終端応答補正値を算出し、前記目標偏差現在値と前記終端応答補正値との差分を補正目標偏差として算出し、
前記補正目標偏差に基づいて、新たな前記操作量を算出し、
所定時間毎の前記補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成し、該補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差時系列として算出し、該変換補正目標偏差時系列を示すグラフを表示装置に表示させる、
処理を実行することを特徴とする制御方法。
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JPH04309101A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-10-30 | Toshiba Corp | モデル予測制御の入力装置 |
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