JP2021071913A - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整する第1の調整部(PID制御器ゲイン値調整部2)と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を調整する第2の調整部(所望の出力値演算部パラメータ値調整部3)とを備えることを特徴とする制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(プラント21の温度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図4に示すように、制御目標である目標プラント温度Tg_Tdegに対して、例えば伝達関数などを用いて、所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegを演算する。制御目標は、例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、予め決めておくが、プラント21の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図5に示すように、プラント温度プロフィールTdegと所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
所望の出力値演算部パラメータ値調整部3は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図6に示すように、プラント温度プロフィールTdegと所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegとの差が最も小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を決める。得られた所望の出力値演算部パラメータ値をτ1とする。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整する第1の調整部(PID制御器ゲイン値調整部2)と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を調整する第2の調整部(所望の出力値演算部パラメータ値調整部3)とを備えることを特徴とする制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(プラント21の温度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図4に示すように、実施例1と同じであるので、詳述しない。
調整切り替え部6は、PID制御器ゲイン値調整部2の処理と所望の出力値演算部パラメータ値調整部3の処理とを排他的に切り替える。具体的には、図8に示すように、所定条件に従って、f_tune=0又はf_tune=1とする。
所定条件とは、次のように例が考えられる。
例1)マニュアルスイッチがONの場合は、f_tune=1とし、それ以外の場合は、f_tune=0とする。
例2)所定周期毎にf_tune=0とf_tune=1とを切り替える。
例3)制御対象の運転条件が所定条件にあるとき、f_tune=1とし、それ以外は、f_tune=0とする。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図9に示すように、
・f_tune=0の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=1の場合は、下記処理を実行せず、Kp_new,Ki_new,Kd_newは、前回値を維持する。
・プラント温度プロフィールTdegと所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
所望の出力値演算部パラメータ値調整部3は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図10に示すように、
・f_tune=1の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=0の場合は、下記処理を実行せず、τ1は、前回値を維持する。
・プラント温度プロフィールTdegと所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegとの差が最も小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を決める。得られた所望の出力値演算部パラメータ値をτ1とする。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整する第1の調整部(PID制御器ゲイン値調整部2)と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を調整する第2の調整部(所望の出力値演算部パラメータ値調整部3)とを備えることを特徴とする制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(プラント21の温度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図11に示すように、制御目標である目標プラント温度Tg_Tdegに対して、例えば伝達関数などを用いて、所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegを演算する。制御目標は、例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、予め決めておくが、プラント21の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
調整切り替え部6は、PID制御器ゲイン値調整部2の処理と所望の出力値演算部パラメータ値調整部3の処理とを切り替える。具体的には、図8に示すように、実施例2と同じであるので、詳述しない。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図9に示すように、実施例2と同じであるので、詳述しない。
所望の出力値演算部パラメータ値調整部3は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図12に示すように、
・f_tune=1の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=0の場合は、下記処理を実行せず、L1は、前回値を維持する。
・プラント温度プロフィールTdegと所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegとの差が最も小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を決める。得られた所望の出力値演算部パラメータ値をL1とする。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整する第1の調整部(PID制御器ゲイン値調整部2)と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を調整する第2の調整部(所望の出力値演算部パラメータ値調整部3)とを備えることを特徴とする制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(プラント21の温度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図4に示すように、実施例1と同じであるので、詳述しない。
調整切り替え部6は、PID制御器ゲイン値調整部2の処理と所望の出力値演算部パラメータ値調整部3の処理とを切り替える。具体的には、図8に示すように、実施例2と同じであるので、詳述しない。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図9に示すように、実施例2と同じであるので、詳述しない。
所望の出力値演算部パラメータ値調整部3は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図10に示すように、実施例2と同じであるので、詳述しない。
制御対象異常判定部7は、所望の出力値演算部パラメータ値を用いて制御対象が異常か否かを判定する。具体的には、図14に示すように、
・f_tune=1の場合に、下記処理を実行する。
f_tune=0の場合に、下記処理を実行しない。
・τ1(所望の出力値演算部パラメータ値)からテーブルTbl_deg_anoを参照して、deg_ano(制御対象の異常度)を求める。
・deg_ano≧K_deg_anoの場合に、制御対象異常フラグf_ano_obj=1とする。
それ以外の場合に、制御対象異常フラグf_ano_obj=0とする。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整する第1の調整部(PID制御器ゲイン値調整部2)と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を調整する第2の調整部(所望の出力値演算部パラメータ値調整部3)とを備えることを特徴とする制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(自動運転車22の速度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図16に示すように、制御目標である目標速度Tg_VSPに対して、例えば伝達関数などを用いて、所望の速度プロフィールDe_VSPを演算する。制御目標は、例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、予め決めておくが、プラント21の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
調整切り替え部6は、PID制御器ゲイン値調整部2の処理と所望の出力値演算部パラメータ値調整部3の処理とを切り替える。具体的には、図8に示すように、実施例2と同じであるので、詳述しない。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図17に示すように、
・f_tune=0の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=1の場合は、下記処理を実行せず、Kp_new,Ki_new,Kd_newは、前回値を維持する。
・速度プロフィールVSPと所望の速度プロフィールDe_VSPとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
所望の出力値演算部パラメータ値調整部3は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図18に示すように、
・f_tune=1の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=0の場合は、下記処理を実行せず、τ1は、前回値を維持する。
・速度プロフィールVSPと所望の速度プロフィールDe_VSPとの差が最も小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を決める。得られた所望の出力値演算部パラメータ値をτ1とする。
制御対象異常判定部7は、所望の出力値演算部パラメータ値を用いて制御対象が異常か否かを判定する。具体的には、図14に示すように、実施例4と同じであるので、詳述しない。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整する第1の調整部(PID制御器ゲイン値調整部2)と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を調整する第2の調整部(所望の出力値演算部パラメータ値調整部3)とを備えることを特徴とする制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(ロボット23の位置)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図20に示すように、制御目標である目標位置Tg_POSに対して、例えば伝達関数などを用いて、所望の位置De_POSを演算する。制御目標は、例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、予め決めておくが、プラント21の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
調整切り替え部6は、PID制御器ゲイン値調整部2の処理と所望の出力値演算部パラメータ値調整部3の処理とを切り替える。具体的には、図8に示すように、実施例2と同じであるので、詳述しない。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図21に示すように、
・f_tune=0の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=1の場合は、下記処理を実行せず、Kp_new,Ki_new,Kd_newは、前回値を維持する。
・位置プロフィールPOSと所望の位置プロフィールDe_POSとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
所望の出力値演算部パラメータ値調整部3は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図22に示すように、
・f_tune=1の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=0の場合は、下記処理を実行せず、τ1は、前回値を維持する。
・位置プロフィールPOSと所望の位置プロフィールDe_POSとの差が最も小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を決める。得られた所望の出力値演算部パラメータ値をτ1とする。
制御対象異常判定部7は、所望の出力値演算部パラメータ値を用いて制御対象が異常か否かを判定する。具体的には、図14に示すように、実施例4と同じであるので、詳述しない。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整する第1の調整部(PID制御器ゲイン値調整部2)と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を調整する第2の調整部(所望の出力値演算部パラメータ値調整部3)とを備えることを特徴とする制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(ドローン24の飛行速度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図24に示すように、制御目標である目標飛行速度Tg_FSPに対して、例えば伝達関数などを用いて、所望の飛行速度プロフィールDe_FSPを演算する。制御目標は例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、予め決めておくが、プラント21の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
調整切り替え部6は、PID制御器ゲイン値調整部2の処理と所望の出力値演算部パラメータ値調整部3の処理とを切り替える。具体的には、図8に示すように、実施例2と同じであるので、詳述しない。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図25に示すように、
・f_tune=0の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=1の場合は、下記処理を実行せず、Kp_new,Ki_new,Kd_newは、前回値を維持する。
・飛行速度プロフィールFSPと所望の飛行速度プロフィールDe_FSPとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
所望の出力値演算部パラメータ値調整部3は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図26に示すように、
・f_tune=1の場合は、下記処理を実行する。
f_tune=0の場合は、下記処理を実行せず、τ1は、前回値を維持する。
・飛行速度プロフィールFSPと所望の飛行速度プロフィールDe_FSPとの差が最も小さくなるように、所望の出力値演算部パラメータ値を決める。得られた所望の出力値演算部パラメータ値をτ1とする。
制御対象異常判定部7は、所望の出力値演算部パラメータ値を用いて制御対象が異常か否かを判定する。具体的には、図14に示すように、実施例4と同じであるので、詳述しない。
2 PID制御器ゲイン値調整部
3 所望の出力値演算部パラメータ値調整部
4 所望の出力値演算部
5 PID制御器
6 調整切り替え部
7 制御対象異常判定部
11 制御装置の記憶装置
12 制御装置のCPU
13 制御装置のROM
14 制御装置のRAM
15 制御装置のデータバス
16 制御装置の入力回路
17 制御装置の入出力ポート
18 制御装置の出力回路
21 発電プラント
22 自動運転車
23 ロボット
24 ドローン
Claims (10)
- 制御対象の所望の出力値を演算する演算部と、
前記所望の出力値と前記制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器のゲイン値を調整する第1の調整部と、
前記所望の出力値と前記制御対象の出力値との差が小さくなるように、前記演算部のパラメータ値を調整する第2の調整部とを備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記第1の調整部と前記第2の調整部とを切り換える調整切り替え部を備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記演算部は、伝達関数で表されることを特徴とする制御装置。 - 請求項3に記載の制御装置であって、
前記第2の調整部は、前記伝達関数の少なくとも時定数を変更することを特徴とする制御装置。 - 請求項3に記載の制御装置であって、
前記第2の調整部は、前記伝達関数の少なくとも無駄時間を変更することを特徴とする制御装置。 - 請求項4に記載の制御装置であって、
前記時定数又は前記時定数に基づく値が所定値以上の場合、前記制御対象が異常であると判定する制御対象異常判定部を備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項5に記載の制御装置であって、
前記無駄時間又は前記無駄時間に基づく値が所定値以上の場合、前記制御対象が異常であると判定する制御対象異常判定部を備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記第1の調整部は、FRITを用いて、前記PID制御器のゲイン値を調整することを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記第2の調整部は、FRITを用いて、前記演算部のパラメータ値を調整することを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
少なくとも、プラントの温度を制御する装置、自動運転車を制御する装置、ロボットを制御する装置、及び飛行体を制御する装置のいずれかであることを特徴とする制御装置。
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