JP2019121281A - プラント制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラント制御装置は、プラント6の一つの制御出力が目標値に近付くようにプラントの制御入力を決定するフィードバックコントローラ5と、プラントの所定のパラメータに基づいて仮目標値を算出する仮目標値算出部2と、修正目標値の更新による目的関数の最小値探索を行うことで仮目標値から目標値を導出するリファレンスガバナ3とを備える。リファレンスガバナは、r−0.5Rrとrとの間でのみ修正目標値の更新を行い、Rrは修正目標値wが仮目標値rであるときの目的関数の修正目標値wについての偏微分の値である。
【選択図】図6
Description
yk+1=Ayk+Bw…(3)
によって算出し、A及びBは所定の定数であり、前記リファレンスガバナはr−0.5Rrとrとの間でのみ前記修正目標値の更新を行い、Rrは前記修正目標値wが前記仮目標値rであるときの前記目的関数の前記修正目標値wについての偏微分の値であることを特徴とする、プラント制御装置。
wi=(Rwi-1r−Rrwi-1)/(Rwi-1−Rr)…(4)
によって算出し、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは1以上の整数である、上記(3)に記載のプラント制御装置。
wi=(Rwi-1w0−Rw0wi-1)/(Rwi-1−Rw0)…(5)
によって算出し、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは2以上の整数である、上記(3)に記載のプラント制御装置。
wi=(Rwi-1r−Rrwi-1)/(Rwi-1−Rr)…(4)
によって算出し、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは1以上の整数である、上記(6)に記載のプラント制御装置。
wi=(Rwi-1r−Rrwi-1)/(Rwi-1−Rr)…(4)
によって算出し、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは2以上の整数である、上記(6)に記載のプラント制御装置。
wi=(Rwi-1wup−Rwupwi-1)/(Rwi-1−Rwup)…(6)
によって算出し、探索範囲の上限値wupはr−0.5Rrであり、Rwupは前記修正目標値wが該上限値wupであるときの前記偏微分の値であり、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは1以上の整数である、上記(6)に記載のプラント制御装置。
wi=(Rwi-1wup−Rwupwi-1)/(Rwi-1−Rwup)…(6)
によって算出し、探索範囲の上限値wupはr−0.5Rrであり、Rwupは前記修正目標値wが該上限値wupであるときの前記偏微分の値であり、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは2以上の整数である、上記(6)に記載のプラント制御装置。
最初に図1〜図8を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。
図1は、第一実施形態に係るプラント制御装置の目標値追従制御構造を示す図である。プラント制御装置は、仮目標値算出部2、リファレンスガバナ(RG)3、比較部4及びフィードバックコントローラ5を備える。例えば、電子制御ユニット(ECU)のようなマイコンがプラント制御装置として機能する。
yk+1=Ayk+Bw…(3)
ここで、A及びBは所定の定数である。
y1=Ay0+Bw…(7)
y2=Ay1+Bw=A2y0+(A+1)Bw…(8)
y3=Ay2+Bw=A3y0+(A2+A+1)Bw…(9)
yk=Aky0+(Ak-1+Ak-2+…+1)Bw…(10)
yk−yup=(Aky0−yup)+Pkw=qk+Pkw…(15)
以下、図8のフローチャートを参照して、目標値wfを導出するための制御について詳細に説明する。図8は、第一実施形態における目標値導出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはプラント制御装置によって実行される。
第二実施形態におけるプラント制御装置の構成及び制御は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態におけるプラント制御装置と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(w1−w0):(r−w1)=−Rw0:Rr…(19)
w1=(Rw0r−Rrw0)/(Rw0−Rr)…(20)
(w2−w1):(r−w2)=−Rw1:Rr…(21)
w2=(Rw1r−Rrw1)/(Rw1−Rr)…(22)
wi=(Rwi-1r−Rrwi-1)/(Rwi-1−Rr)…(4)
ここで、Rwi-1は修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの目的関数の偏微分の値であり、更新回数iは1以上の整数である。Rwi-1は、上記式(16)の右辺のwにwi-1を代入することによって得られる。
(w2−w1):(w0−w2)=−Rw1:Rw0…(23)
w2=(Rw1w0−Rw0w1)/(Rw1−Rw0)…(24)
wi=(Rwi-1w0−Rw0wi-1)/(Rwi-1−Rw0)…(5)
図12〜図14は、第二実施形態における目標値導出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはプラント制御装置によって実行される。
第三実施形態におけるプラント制御装置の構成及び制御は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態におけるプラント制御装置と同様である。このため、以下、本発明の第三実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(w1−w0):(r−w1)=−Rw0:Rr…(19)
w1=(Rw0r−Rrw0)/(Rw0−Rr)…(20)
wi=(Rwi-1r−Rrwi-1)/(Rwi-1−Rr)…(4)
ここで、Rwi-1は修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの目的関数の偏微分の値であり、更新回数iは1以上の整数である。Rwi-1は、上記式(16)の右辺のwにwi-1を代入することによって得られる。
(w2−w1):(r−w2)=−Rw1:Rr…(21)
w2=(Rw1r−Rrw1)/(Rw1−Rr)…(22)
(w1−w0):(wup−w1)=−Rw0:Rwup…(25)
w1=(Rw0wup−Rwupw0)/(Rw0−Rwup)…(26)
wi=(Rwi-1wup−Rwupwi-1)/(Rwi-1−Rwup)…(6)
ここで、Rwi-1は修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの目的関数の偏微分の値であり、更新回数iは1以上の整数である。Rwi-1は、上記式(16)の右辺のwにwi-1を代入することによって得られる。
(w2−w1):(wup−w2)=−Rw1:Rwup…(27)
w2=(Rw1wup−Rwupw1)/(Rw1−Rwup)…(28)
図19〜図21は、第三実施形態における目標値導出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはプラント制御装置によって実行される。
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。
yk−ylow=(Aky0−ylow)+Pkw=sk+Pkw…(32)
(w1−w2):(r−w2)=Rw1:Rr…(35)
w2=(Rw1r−Rrw1)/(Rw1−Rr)…(36)
3 リファレンスガバナ
5 フィードバックコントローラ
6 プラント
Claims (10)
- プラントの一つの制御出力が目標値に近付くように該プラントの制御入力を決定するフィードバックコントローラと、
前記プラントの所定のパラメータに基づいて仮目標値を算出する仮目標値算出部と、
修正目標値の更新による目的関数の最小値探索を行うことで前記仮目標値から前記目標値を導出するリファレンスガバナと
を備え、
前記目的関数は下記式(1)又は式(2)
前記リファレンスガバナは、前記制御出力の将来予測値を下記式(3)
yk+1=Ayk+Bw…(3)
によって算出し、A及びBは所定の定数であり、
前記リファレンスガバナはr−0.5Rrとrとの間でのみ前記修正目標値の更新を行い、Rrは前記修正目標値wが前記仮目標値rであるときの前記目的関数の前記修正目標値wについての偏微分の値であることを特徴とする、プラント制御装置。 - 前記リファレンスガバナは二分探索法によって前記修正目標値の更新を行う、請求項1に記載のプラント制御装置。
- 前記リファレンスガバナは前記修正目標値の初期値w0をr−0.5Rrに設定する、請求項1に記載のプラント制御装置。
- 前記リファレンスガバナは、前記修正目標値wが前記初期値w0であるときの前記偏微分の値Rw0が負である場合、i番目の修正目標値wiを下記式(4)
wi=(Rwi-1r−Rrwi-1)/(Rwi-1−Rr)…(4)
によって算出し、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは1以上の整数である、請求項3に記載のプラント制御装置。 - 前記リファレンスガバナは、前記修正目標値wが前記初期値w0であるときの前記偏微分の値Rw0が正である場合、1番目の修正目標値w1をw0−0.5Rw0に設定し、i番目の修正目標値wiを下記式(5)
wi=(Rwi-1w0−Rw0wi-1)/(Rwi-1−Rw0)…(5)
によって算出し、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは2以上の整数である、請求項3に記載のプラント制御装置。 - 前記リファレンスガバナは前記修正目標値の初期値w0をr−0.5Rrとrとの間の所定値に設定する、請求項1に記載のプラント制御装置。
- 前記リファレンスガバナは、前記修正目標値wが前記仮目標値rであるときの前記偏微分の値Rrが正であり且つ前記修正目標値wが前記初期値w0であるときの前記偏微分の値Rw0が負である場合、i番目の修正目標値wiを下記式(4)
wi=(Rwi-1r−Rrwi-1)/(Rwi-1−Rr)…(4)
によって算出し、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは1以上の整数である、請求項6に記載のプラント制御装置。 - 前記リファレンスガバナは、前記修正目標値wが前記仮目標値rであるときの前記偏微分の値Rrが正であり且つ前記修正目標値wが前記初期値w0であるときの前記偏微分の値Rw0が正である場合、1番目の修正目標値w1をw0−0.5Rw0に設定し、i番目の修正目標値wiを下記式(4)
wi=(Rwi-1r−Rrwi-1)/(Rwi-1−Rr)…(4)
によって算出し、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは2以上の整数である、請求項6に記載のプラント制御装置。 - 前記リファレンスガバナは、前記修正目標値wが前記仮目標値rであるときの前記偏微分の値Rrが負であり且つ前記修正目標値wが前記初期値w0であるときの前記偏微分の値Rw0が負である場合、i番目の修正目標値wiを下記式(6)
wi=(Rwi-1wup−Rwupwi-1)/(Rwi-1−Rwup)…(6)
によって算出し、探索範囲の上限値wupはr−0.5Rrであり、Rwupは前記修正目標値wが該上限値wupであるときの前記偏微分の値であり、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは1以上の整数である、請求項6に記載のプラント制御装置。 - 前記リファレンスガバナは、前記修正目標値wが前記仮目標値rであるときの前記偏微分の値Rrが負であり且つ前記修正目標値wが前記初期値w0であるときの前記偏微分の値Rw0が正である場合、1番目の修正目標値w1をw0−0.5Rw0に設定し、i番目の修正目標値wiを下記式(6)
wi=(Rwi-1wup−Rwupwi-1)/(Rwi-1−Rwup)…(6)
によって算出し、探索範囲の上限値wupはr−0.5Rrであり、Rwupは前記修正目標値wが該上限値wupであるときの前記偏微分の値であり、Rwi-1は前記修正目標値wがi−1番目の修正目標値wi-1であるときの前記偏微分の値であり、iは2以上の整数である、請求項6に記載のプラント制御装置。
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