JP2848188B2 - 単独及び協調制御機能を有する制御システム - Google Patents

単独及び協調制御機能を有する制御システム

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JP2848188B2
JP2848188B2 JP5115578A JP11557893A JP2848188B2 JP 2848188 B2 JP2848188 B2 JP 2848188B2 JP 5115578 A JP5115578 A JP 5115578A JP 11557893 A JP11557893 A JP 11557893A JP 2848188 B2 JP2848188 B2 JP 2848188B2
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単独及び協調制御機能
を有する制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各々異なる制御対象を制御する制御装置
がある。制御対象間での相互作用があるとき、それらの
制御対象における制御変数は互いに干渉を起こす。すな
わちある制御対象が制御され対応する制御変数が増加ま
たは減少すると、他の制御対象における制御変数もその
影響を受けて変動を起こす。
【０００３】このことは、特開昭63−235898号公報の３
頁上部左欄１６行から同頁上部右欄１行に説明されてい
る。
【０００４】特開昭63−235898号公報は、このような問
題を抑制するために、複数の制御装置を多変数協調制御
装置により複数の単独制御装置を制御することが記載さ
れている。この単独制御装置の例として、再循環制御装
置及び圧力制御装置をあげている。特開平1−240897 号
公報号の図５にも、複数のローカル制御装置（単独制御
装置）を多変数協調制御装置で制御することを示してい
る。
【０００５】また、特開平1−240897 号公報の図４は、
２つの単独制御装置及び２つの協調制御装置を設け、一
方の単独制御装置の目標値ｕ1 に加算する信号を出力す
る一方の協調制御装置に、他方の単独制御装置の出力を
入力することを記述する。他方の協調制御装置も、一方
の単独制御装置の出力を入力し、他方の単独制御装置の
目標値に加算される信号を出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの制御系では、
例えば、協調制御装置に異常が生じた場合には、他の２
つの単独制御装置による制御にもその影響が伝わり、各
制御対象の制御応答が劣化する可能性がある。
【０００７】特開昭63−235898号公報及び特開平1−240
897 号公報の図５は、多変数協調制御装置に異常が生じ
た場合には、多変数協調制御装置からの出力を入力する
２つの単独制御装置もその影響を受けやすい。
【０００８】特開平1−240897 号公報の図４は、上記一
方の協調制御装置が異常になった場合には、その出力を
入力する上記一方の単独制御装置、この単独制御装置の
出力を入力する上記他方の協調制御装置、及びこの協調
制御装置の出力を入力する上記他方の単独制御装置が、
上記一方の協調制御装置の異常の影響を受けやすい。こ
のため、協調制御装置に異常が生じた場合には、複数の
制御対象の制御応答が劣化する可能性がある。
【０００９】本発明の目的は、１つの協調制御装置に異
常が生じた場合でも複数の制御対象の制御応答を改善で
きる単独及び協調制御機能を有する制御システムを提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、複数の制
御モジュールを備え、前記各々の制御モジュールが、自
モジュールの制御対象における制御変数の測定値を入力
する単独制御装置と、他モジュールの制御対象における
制御変数の測定値を入力する協調制御装置とを備え、前
記単独制御装置の出力及び前記協調制御装置の出力に基
づいて該当する制御対象を制御することによって達成さ
れる。
【００１１】
【作用】複数の制御モジュールが、単独制御装置の出力
及び協調制御装置の出力に基づいて該当する制御対象を
制御するので、１つの協調制御装置が異常になっても、
この協調制御装置が含まれる制御モジュールでは単独制
御装置が機能し、他の制御モジュールでは単独制御装置
及び協調制御装置が機能しているので、各々の制御モジ
ュールによる該当する制御対象の制御を継続できる。更
に、各々の制御モジュールにおいて、単独制御装置が自
モジュールの制御対象における制御変数の測定値を入力
し、協調制御装置が他モジュールの制御対象における制
御変数の測定値を入力するので、正常な制御モジュール
における単独制御装置及び協調制御装置の作用によっ
て、各制御他相性における制御変数変化の相互干渉を抑
制できる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例である単独及び協調制御機能
を有する制御システム（以後、単に制御システムとい
う）の概要を、以下に説明する。
【００１３】本実施例の制御システムは、複数の制御装
置モジュールを有する。簡単のために、２つの制御装置
モジュールを有する制御システムを例にとって、図１に
より、本実施例の制御システムの概要を説明する。本実
施例の制御システム１は、制御装置モジュール２及び２
Ａを有する。制御装置モジュール２は、単独制御装置
３，協調制御装置４，調整装置５及び合成装置６を有す
る。制御装置モジュール２Ａは、単独制御装置３Ａ，協
調制御装置４Ａ，調整装置５Ａ及び合成装置６を有す
る。
【００１４】制御装置モジュール２及び２Ａは、それそ
れ別々の制御対象８及び８Ａを制御する。すなわち、制
御装置モジュール２は制御対象８を制御し、制御装置モ
ジュール２Ａは異なる制御対象８Ａを制御する。制御対
象８及び８Ａは、同じ種類であるが別々のものである。
制御対象物８を制御した結果として得られる制御変数ｘ
i （例えば、流体の流量）は、センサ７によって検出さ
れ、制御装置モジュール２に入力される。制御対象物８
Ａを制御した結果として得られる制御変数ｘj（例え
ば、異なる部分での流体の温度）は、センサ７Ａによっ
て検出され、制御装置モジュール２Ａに入力される。ｘ
i 及びｘj は、通常、ベクトル量である。本実施例は、
制御対象８及び８Ａが互いに異なる種類のものである場
合にも適用できる。
【００１５】ここで、本実施例の制御システムの詳細な
構成について説明する。まず、制御装置モジュール２の
構成を説明する。単独制御装置３は、制御変数ｘi の目
標値ｒi及びセンサ７によって測定された制御変数ｘi
の値（制御変数ｘiの測定値）を入力し、単独制御信号
ｕiiを出力する。この制御変数ｘi の測定値は、自モジ
ュールにおける制御変数ｘi の測定値である。制御装置
モジュール２から見れば、制御装置モジュール２が自モ
ジュールであり、制御装置モジュール２Ａが他モジュー
ルである。単独制御装置３は、（数１）の関数を演算し
て得られる単独制御信号ｕiiを出力する。（数１）に
は、目標値ｒi が記載されていないが、実際には含まれ
ている（後述の（数４）及び（数５）参照）。なお、サ
フィックスのｉ、ｊは１以上で、最大値が制御装置モジ
ュールの数である整数である。
【００１６】
【数１】 ｕii＝ｆii（ｘi） …（数１） ここで、関数ｆii（ ）は、単独制御則を表す関数であ
る。例えば、単独制御装置３がＰＩＤ制御を行うもので
あれば、単独制御則は、（数２）のように表される。
【００１７】
【数２】
【００１８】ここで、Ｋ１は比例のゲイン、Ｋ２は微分
のゲイン及びＫ３は積分のゲインを示し、ｓはラプラス
演算子を示す。
【００１９】協調制御装置４は、他モジュール（制御装
置モジュール２Ａ）の制御変数ｘjの測定値（センサ７
Ａで測定）及び他モジュールにおける制御変数ｘj に対
する目標値ｒj を取り込み、（数３）の協調制御則ｕij
を演算して得られる協調制御信号ｕi を出力する。目標
値ｒj は、制御装置モジュール２Ａにおいて、単独制御
装置３Ａに入力される。
【００２０】
【数３】
【００２１】ここで、fij（ ）は協調制御則を表す関
数であり、制御変数ｘj毎に定義されている。複数の他
モジュールが存在する場合（制御装置モジュールが３以
上ある場合）には、協調制御装置４は、各々の他モジュ
ールから入力する複数のｘj のそれぞれに対するf
ij（ｘj）の和をとって協調制御信号ｕiを得る。
【００２２】合成装置６は、単独制御信号ｕii及び協調
制御信号ｕi を状況に応じて様々に設定できる寄与率で
合成し、制御装置モジュール２の出力である制御信号Ｕ
i を出力する。合成装置６において制御信号Ｕi を得る
合成の方法としては、単に加算する、あるいは重み付き
の和をとることで実現できる。しかし、他モジュールで
ある制御装置モジュール２Ａによって制御対象８Ａを制
御した結果として得られる制御変数ｘj の変化が自モジ
ュールである制御装置モジュール２による制御対象８の
制御変数ｘi に大きく影響する場合には、合成装置６に
おいて、協調制御信号ｕi の割合を増やすように、単独
制御信号ｕii及び協調制御信号ｕi を合成することも効
果的である。
【００２３】調整装置５は、入力した制御変数ｘi に基
づいて、他モジュールに基づく制御対象８Ａの制御によ
る制御変数ｘj の変化の影響を打ち消して制御対象８の
制御変数ｘi が良好になるように協調制御装置４を調整
する。このようにゲインを調節された協調制御装置４
は、他モジュールの制御による自モジュールの制御対象
への悪影響を打ち消す制御信号、すなわち協調制御信号
を出力する。調整装置５は、具体的には、協調制御装置
４のゲインを調節する。この調整装置５におけるゲイン
の調節を、図２により説明する。ステップ９は、ゲイン
の変化幅を選択する。ゲイン変化幅を選択する手法とし
ては、後述するようなランダム探索がある。このランダ
ム探索は、ゲイン変化幅をランダムに変化させるもので
ある。選択されたゲイン変化幅に基づいて新しいゲイン
を決め、協調制御装置４のゲインをその新しいゲインに
調節する（ステップ１０）。ステップ１１では、ゲイン
が調節された協調制御装置４で得られた協調制御信号ｕ
iを反映した制御信号Ｕiに基づいた制御対象８の制御応
答が改善されたかを判定する。制御応答が改善されない
場合は、ステップ９〜１１の処理を繰返す。制御応答が
改善された場合は、ステップ９で既に選択されているゲ
イン変化幅に基づいたステップ１０の処理を実行する。
この処理によっても、協調制御装置４のゲインは、更に
更新された新しいゲインに調節される。
【００２４】上記の制御応答改善の判定には、いくつか
の手法がある。第１の手法は、自モジュールの制御変数
ｘi及び目標値ｒiに基づいて、協調制御装置４のゲイン
に調節による制御応答改善を判定するものである。この
判定を、利己的協調判定と称する。図２のステップ１１
は、利己的協調判定によって制御応答改善を判定する。
利己的協調判定によりゲインが調節された協調制御装置
４の出力である協調制御信号ｕi を反映した制御を、利
己的協調制御という。
【００２５】第２の手法は、自モジュールの制御変数ｘ
i及び目標値ｒi、及び他モジュールの制御変数ｘj及び
目標値ｒjに基づいて、協調制御装置４のゲインに調節
による制御応答改善を判定するものである。この判定
を、公益的協調判定と称する。図３のステップ１１Ａ
は、公益的協調判定によって制御応答改善を判定する。
なお、図３は、調整装置５で実行される処理手順の他の
例である。図３のステップ９及び１０は、図２のそれら
と同じ処理を実行する。公益的協調判定によりゲインが
調節された協調制御装置４の出力である協調制御信号ｕ
i を反映した制御を、公益利己的協調制御という。図３
の処理手順を適用した制御システム１Ａ（本発明の他の
実施例）は、図４に示す構成を有する。
【００２６】制御システム１Ａは、単独制御装置３，協
調制御装置４，調整装置５Ａ1 及び合成装置６を備えた
制御装置モジュール２Ａ1 、及び単独制御装置３Ａ，協
調制御装置４Ａ，調整装置５Ａ2及び合成装置６を備え
た制御装置モジュール２Ａ2を有する。調整装置５Ａ
1は、自モジュールの制御変数ｘi及び目標値ｒi 、及び
他モジュールの制御変数ｘj及び目標値ｒjを入力し、図
３の処理手順を実行する。調整装置５Ａ2も、調整装置
５Ａ1と同様な処理を実行する。
【００２７】利己的協調制御は、各制御装置モジュール
毎の独立性が高く、実現が容易であるというメリットが
ある。公益的協調制御は、各制御装置モジュール毎の独
立性が低下するが、１つの制御装置モジュール内で単独
制御装置及び協調制御装置が故障してもこれらの制御装
置によって制御されていた制御変数の制御を正常な制御
装置モジュールによってある程度確保することができ
る。
【００２８】上記の利己的協調判定の具体的な判定法の
１つに、一定の時間区間内の制御偏差（例えば、（ｘi
−ｒi ））の二乗積分値を評価し、減少していれば改善
したと判定する方法である。利己的協調判定の具体的な
他の判定法は、一定の時間区間内の制御応答を伝達関数
にフィッティングし、結果として得られる固有値の値を
もって改善を判定することである。この場合には、最も
実軸に近い固有値の実部の値（通常負である）が減少し
ていれば改善されたと判断する。後者の他の判定法で
は、調整装置５及び４は、制御変数ｘi を入力する。従
って、利己的協調判定を行う場合は、少なくとも制御変
数ｘi の測定値を必要とする。
【００２９】上記の公益的協調判定の具体的な方法とし
ては、両者の制御偏差（例えば、（ｘi−ｒi）及び（ｘ
j−ｒj））の二乗積分値の重み付き和を用いて制御応答
改善を判定する方法がある。
【００３０】制御装置モジュール２Ａの単独制御装置３
Ａに記憶されている単独制御則を表す関数が単独制御装
置３のその関数と異なっており、制御装置モジュール２
Ａの協調制御装置４Ａに記憶されている協調制御則を表
す関数が協調制御装置４のその関数と異なっているが、
制御装置モジュール２Ａの構成は、制御装置モジュール
２の構成と実質的に同じである。制御装置モジュール２
Ａの単独制御装置３Ａ，協調制御装置４Ａ，調整装置５
Ａ及び合成装置６の機能は、制御装置モジュール２の単
独制御装置３，協調制御装置４，調整装置５及び合成装
置６の機能と同じである。特に、調整装置５Ａは、入力
した制御変数ｘj に基づいて、他モジュール（制御装置
モジュール２）に基づく制御対象８の制御による制御変
数ｘi の変化の影響を打ち消して制御対象８Ａの制御変
数ｘj が良好になるように協調制御装置４を調整する。
【００３１】本実施例は、２つの制御装置モジュールに
おいて、協調制御装置の出力が単独制御装置に入力され
ず、逆に単独制御装置の出力も協調制御装置に入力され
ず、単独制御装置及び協調制御装置の出力に基づいて、
該当するそれぞれの制御対象を制御できる。このため、
１つの協調制御装置が異常になっても、各々の制御対象
の制御を継続できる。１つの制御装置モジュールでは単
独制御装置及び協調制御装置が正常に機能しているの
で、両制御対象の制御変数の変化に相互干渉が生じる場
合でも、その制御装置モジュールは、該当する制御対象
に対して、他モジュールの制御変数を考慮した協調制御
を反映することができる。このため、両制御対象におけ
る制御変数の変化に対する相互干渉を抑制できる。
【００３２】このような本実施例の制御システム１は、
協調制御装置が各制御装置モジュールに設けられている
ので、制御装置モジュール２及び２Ａのうちの一方の制
御装置モジュールによる制御によって該当する制御対象
の制御変数の変化が他方の制御装置モジュールの制御対
象の制御変数に影響を与え、他方の制御装置モジュール
による該当する制御対象の制御が一方の制御装置モジュ
ールの制御対象の制御変数に影響を与える相互干渉が生
じた場合でも、制御装置モジュール２及び２Ａの制御対
象８及び８Ａを適切に制御できる。制御システム１は、
各制御装置モジュールにおいて、他モジュールが制御す
る制御対象における制御変数の測定値を自モジュールの
協調制御装置に入力しているので、複数の制御対象にお
ける制御変数の変化が互いに干渉する事象が生じた場合
でも、極めて短時間に各制御対象におけるそれぞれの制
御変数を、各制御対象の制御により最適な状態に調節で
きる。本実施例の制御システム１は、複数の制御対象
が、或る制御対象における制御変数の変化と他の制御対
象における制御変数の変化が互いに干渉するシステムを
構成する複数の制御対象の制御に適用される。本実施例
は、２つの制御装置モジュールに、自モジュールの制御
対象８における制御変数の測定値を入力する単独制御装
置と、他モジュールの制御対象における制御変数の測定
値を入力する協調制御装置を備えているので、両制御対
象を、各制御装置モジュールの単独制御装置及び協調制
御装置により、直接的にまたは制御変数を介して間接的
に制御できる。このため、両制御変数をより短時間に適
切に制御できる。
【００３３】特に、制御システム１は、各制御装置モジ
ュールが自モジュールの制御対象における制御変数の測
定値を入力して単独制御信号ｕiiを出力する単独制御装
置と他モジュールの制御対象における制御変数の測定値
を入力して協調制御信号ｕiを出力する協調制御装置を
有するので、各制御装置モジュールにおいて、自モジュ
ールの制御対象に対する単独制御信号ｕiiを、他モジュ
ールの制御対象における制御変数の変化の影響を考慮し
た協調制御信号ｕi によって補正することができる。合
成装置は、単独制御信号ｕiiを協調制御信号ｕi によっ
て補正する補正装置であるともいえる。このように、単
独制御信号ｕiiを協調制御信号ｕi によって補正するこ
とによって、各制御装置モジュールは、自モジュールの
制御対象に対する単独制御の機能を確保でき、複数の制
御対象における制御変数の変化が互いに干渉する事象が
生じた場合でも、極めて短時間に各制御対象におけるそ
れぞれの制御変数を、各制御対象の制御により適切な状
態に調節できる。
【００３４】協調制御装置及び合成装置は、大きく見る
と、協調機能を有する、すなわち協調という観点から補
正する補正装置であるとも言える。この補正装置は、他
モジュールの制御対象における制御変数に基づいて自モ
ジュールの単独制御信号を、他モジュールの制御による
悪影響を打ち消すように、補正する。
【００３５】本実施例では単独制御装置の出力と協調制
御装置の出力を合成装置で合成しているので、各制御装
置モジュールは、協調制御装置が故障しても単独制御装
置で該当する制御対象を制御することができる。
【００３６】各制御装置モジュールは、他の制御装置に
相当する他の制御装置モジュール内で加工された情報を
入力して協調制御を行うのではなく、他の制御装置モジ
ュールに入力される制御変数の測定値を入力して協調制
御を行うので、短時間に協調制御を反映することができ
る。このため、複数の制御対象において該当する制御変
数の変化が干渉する過渡状態においても、該当する制御
対象の制御応答がそれだけ早くなり、早く適切な制御状
態にすることができる。
【００３７】また、各制御装置モジュールは、情報が特
定された上記の加工された情報ではなく未加工である生
の制御変数の測定値を入力しているので、これによって
も該当する制御対象の制御応答を改善できる。
【００３８】本実施例は、各制御装置モジュールが単独
制御装置及び協調制御装置を有するので、該当する制御
対象の関係に対応して、各制御装置モジュールを単独制
御モード、及び単独制御及び協調制御の併用モードに簡
単に切替えることができる。すなわち、複数の制御対象
が制御変数の変化による相互干渉を生じない関係にある
時には、該当する各制御装置モジュールは、単独制御装
置より該当する制御対象を制御する（単独制御モー
ド）。複数の制御対象が制御変数の変化による相互干渉
を生じる関係にある時には、該当する各制御装置モジュ
ールは、単独制御装置及び協調制御装置の各出力に基づ
いて該当する制御対象を制御する（単独制御及び協調制
御の併用モード）。このような制御モードの切替は、各
制御装置モジュールの協調制御装置が相手側の制御対象
における制御変数を入力することにより必然的に生じ
る。この理由は、その制御変数が変化したときに、これ
を入力する協調制御装置が協調制御信号を出力するから
である。特に、単独制御モードと、単独制御及び協調制
御の併用モードとを切替るための装置を別途設ける必要
はない。このため、各制御装置モジュールの構成も単純
である。
【００３９】各制御装置モジュールは調節装置によって
協調制御装置のゲインを調節するので、予め想定できな
い、複数の制御対象における制御変数の変化が互いに干
渉する様々な形態及び干渉の度合いに対しも、各制御対
象に対して協調制御を反映した適切な制御を行うことが
できる。これによって、予め想定できない、複数の制御
対象における制御変数の変化が互いに干渉する様々な場
合において、各制御対象におけるそれぞれの制御変数を
適切な状態に調節できる。特に、調節装置は自モジュー
ルの制御変数の測定値を入力しているので、協調制御装
置のゲインを短時間で最適化できる。特に、複数の制御
対象における制御変数の変化が互いに干渉しない状態か
ら、それらの制御変数の変化が互いに干渉する状態に初
めて移行したときには、協調制御装置のゲインが、その
移行による悪影響を打ち消すように、該当する調節装置
により調節される。一旦、ゲインが調節されると、複数
の制御対象における制御変数の変化が互いに干渉しない
状態に再びなった後に、再び、それらの制御変数の変化
が同じ程度に互いに干渉する状態になったときには、ゲ
インが調節された協調制御装置は、前に調節されたゲイ
ンを用いて上記の悪影響を打ち消す協調制御信号を出力
する。
【００４０】本実施例は、各制御装置モジュールの単独
制御装置及び協調制御装置は、互いに別のセンサで測定
された測定値を入力する。特に、各制御装置モジュール
の単独制御装置は自モジュールが制御する制御対象にお
ける制御変数の測定値を、それらの各協調制御装置は、
他モジュールが制御する制御対象における制御変数の測
定値を、それぞれ入力する。このような構成により、各
制御装置モジュールの独立性が確保され、かつ他モジュ
ールの制御による悪影響を打ち消すような協調制御を自
モジュールで行うことができる。上記の調整装置を設け
ることにより、その悪影響を打ち消すように、協調制御
装置のゲインを調節できる。
【００４１】これらの効果は、図４の制御システム１Ａ
においても得られる。
【００４２】本発明の他の実施例である制御システム１
Ｂを図５に基づいて説明する。本実施例は、図１の制御
システム１の構成に３つめの制御装置モジュール２Ｂ及
びセンサ７Ｂを付加し、制御装置モジュール２，２Ａ及
び２Ｂをループ状に接続したものである。制御装置モジ
ュール２Ｂは、制御装置モジュール２及び２Ａと同じ構
成を有し、制御対象８Ｂを制御する。
【００４３】３つのモジュール間の情報の伝送により、
制御装置モジュール２の協調制御装置４はセンサ７Ａ及
び７Ｂにて検出された制御変数ｘ２，ｘ３の各測定値、
及び制御装置モジュール２Ａ及び２Ｂの目標値ｒ２，ｒ
３を入力する。制御装置モジュール２Ａの協調制御装置
４Ａはセンサ７及び７Ｂにて検出された制御変数ｘ１，
ｘ３の各測定値、及び制御装置モジュール２及び２Ｂの
目標値ｒ１，ｒ３を入力する。制御装置モジュール２Ｂ
の協調制御装置４Ｂ（図示せず）はセンサ７及び７Ａに
て検出された制御変数ｘ１，ｘ２の各測定値、及び制御
装置モジュール２及び２Ａの目標値ｒ１，ｒ２を入力す
る。協調制御装置４（図示せず）は、協調制御信号ｕ１
(＝ｆ１２(ｘ２)＋ｆ１３(ｘ３))を出力する。サフィッ
クスのｊが２であるｆ１２(ｘ２)は、制御装置モジュー
ル２Ａによる協調制御則を表す関数である。サフィック
スのｊが３であるｆ１３(ｘ３)は、制御装置モジュール
２Ｂによる協調制御則を表す関数である。協調制御装置
４Ａ（図示せず）は、協調制御信号ｕ２(＝ｆ２１(ｘ
１)＋ｆ２３(ｘ３))を出力する。サフィックスのｊが１
であるｆ２１(ｘ１)は、制御装置モジュール２Ｂによる
協調制御則を表す関数である。協調制御装置４Ｂは、協
調制御信号ｕ３(＝ｆ３１(ｘ１)＋ｆ３２ (ｘ２)）を
出力する。
【００４４】本実施例も、図１の実施例と同じ効果を生
じる。
【００４５】図６は、情報伝送の他の形態を適用した本
発明の他の実施例である制御システム１Ｃの構成を示
す。本実施例では、各制御装置モジュール２，２Ａ及び
２Ｂの情報は、放送手段１２を介して他の制御装置モジ
ュールに伝えられる。放送手段１２は、制御システムを
構成している制御装置モジュールの数を認識している。
このため、放送手段１２は、１つの制御装置モジュール
から出力された情報を他の制御装置モジュールに伝え
る。
【００４６】本実施例も、図１の実施例と同じ効果を生
じる。更に、本実施例は、図５の実施例に比べて、各制
御装置モジュール間の通信の頻度を減少させる効果があ
る。また、放送手段１２自身が各制御装置モジュールの
制御対象における制御変数を検出する機能を有する場合
は、各制御装置モジュール間の通信量を減らせるばかり
でなく、或る制御装置モジュールが故障してもこの制御
装置モジュールの制御対象における制御変数を他の制御
装置モジュールが参照できるという利点がある。
【００４７】図７に示す他の実施例である制御システム
１Ｄは、図６の制御システム１Ｃの情報伝送形態を変え
たものである。制御装置モジュール２Ａの協調制御装置
４Ａ（図示せず）は制御変数ｘ1及びｘ3の各測定値を入
力する。制御装置モジュール２の協調制御装置４（図示
せず）、及び制御装置モジュール２Ｂの協調制御装置４
Ｂ（図示せず）は制御変数ｘ2 の測定値を入力する。し
かし、協調制御装置４は制御変数ｘ3 の測定値を入力せ
ず、協調制御装置４Ｂは制御変数ｘ1 の測定値を入力し
ない。これは、制御対象８と制御対象８Ｂとにおける制
御変数の変化の相互干渉が制御対象８Ａを介して起きて
いるためであり、協調制御装置４及び４Ｂが制御対象８
Ａにおける制御変数ｘ2 の測定値を入力することによっ
て良好な制御応答を保つことが可能であるからである。
【００４８】図５に示す制御システム１Ｂにおける制御
装置モジュールの使用形態を図８に示した。制御装置モ
ジュール２Ｃは、図１の制御装置モジュール２と同じ構
成を有する。この制御装置モジュール２Ｃは、自モジュ
ールの制御対象における制御変数ｘ4 の測定値を入力し
ない、すなわちスタンドアローンで動作する。制御装置
モジュール２，２Ａ及び２Ｂは、制御対象８Ｃ及び自モ
ジュールの制御対象以外の制御対象における制御変数を
入力することによって協調制御を開始する。しかし、制
御装置モジュール２Ｃは、制御対象８Ｃに対して単独制
御のみを実施する。もし、制御装置モジュール２が制御
装置モジュール２Ａ及び２Ｂから切り離された場合に
は、制御装置モジュールはスタンドアローンで動作し、
制御対象８に対して単独制御のみを実施する。このよう
に図１の各制御装置モジュールは、使用形態に応じて、
単独制御と協調制御との併用制御、及び単独制御のみの
制御を実行することができる。
【００４９】図９は、図６に示す制御システム１Ｃにお
ける制御装置モジュールの使用形態を示している。この
ような使用形態でも、図８と同様なことが言える。
【００５０】化学プラント等で良く用いられるタンクの
水位制御に適用した本発明の他の実施例である制御シス
テム１Ｅを、図１０に示す。
【００５１】まず、制御システム１Ｅの制御の対象とな
る装置の構成を説明する。２つのタンク１３及び１５が
配管１７によって接続される。バルブ１８が、配管１７
に設けられる。タンク１３には排出口１４が設けられ、
タンク１５にも排出口１６が設けられる。ポンプ１９か
ら吐出される水がタンク１３内に供給される。バルブ１
８が閉じているとき、この水は排出口１４からタンク１
３外に排出される。ポンプ２０から吐出される水は、タ
ンク１５内に供給され、バルブ１８が閉じているときに
排出口１６を通ってタンク１３外に排出される。７Ｄ1
及び７Ｄ2は水位計である。ポンプ１９及び２０は、液
体流量調節装置である。ポンプ１９及び２０は、ポンプ
１９及び２０からそれぞれ吐出された水をタンク１３及
び１５に導く水供給装置（図１６においてポンプ１９及
び２０の下側から、吐出口を有して下方に伸びる配管）
に設けられる。
【００５２】制御システム１Ｅは、単独制御装置３
Ｄ1 ，協調制御装置４Ｄ1 ，調整装置５Ｄ1 及び合成装
置６Ｄ1を備えた制御装置モジュール２Ｄ1、及び単独制
御装置３Ｄ2 ，協調制御装置４Ｄ2，調整装置５Ｄ2及び
合成装置６Ｄ2 を備えた制御装置モジュール２Ｄ2を有
する。制御装置モジュール２Ｄ1及び２Ｄ2 は、図１の
制御装置モジュール２及び２Ａと、制御関数が異なるだ
けであり実質的に同じ構成及び機能を有する。
【００５３】単独制御装置３Ｄ1は、（数４）で表わさ
れる単独制御則ｆ11（ｘ1）を記憶する。
【００５４】
【数４】
【００５５】ここで、ｆ11（ｘ1）は前述した（数１）
でｆii（ｘi）と表わしたものと同等の単独制御則を表
わす。また、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は単独制御ゲインであ
り、ｒ1は水位ｘ1の制御目標値であり、ｓはラプラス演
算子である。
【００５６】単独制御装置３Ｄ2は、（数４）で表わさ
れる単独制御則ｆ22（ｘ2）を記憶する。
【００５７】
【数５】
【００５８】ここで、右辺のＫ６，Ｋ７，Ｋ８は単独制
御ゲインであり、ｒ2は水位ｘ2の制御目標値である。
【００５９】協調制御装置４Ｄ1に記憶される、（数
３）に示すｆij（ｘj）に相当する協調制御則は、次式
のｆ12（ｘ2）で表される。
【００６０】
【数６】 ｕ1＝ｆ12(ｘ2）＝Ｋ４・(ｘ2−ｒ2)＋Ｋ５・ｓ・ｘ2 …（数６） ここで、Ｋ４，Ｋ５は協調制御ゲインである。
【００６１】また、協調制御装置４Ｄ2は、次式の協調
制御則ｆ21（ｘ1）を記憶する。
【００６２】
【数７】 ｕ2＝ｆ21(ｘ1）＝Ｋ９・(ｘ1−ｒ1)＋Ｋ１０・ｓ・ｘ1 …（数７） ここで、Ｋ９，Ｋ１０は協調制御ゲインである。
【００６３】制御装置モジュール２Ｄ1 は、タンク１３
内の水位を制御するために制御対象であるポンプ１９の
回転数を制御する。制御装置モジュール２Ｄ2 は、タン
ク１５内の水位を制御するために制御対象であるポンプ
２０の回転数を制御する。まず、バルブ１８が閉じてい
る状態の制御について説明する。このとき、制御装置モ
ジュール２Ｄ1及び２Ｄ2は、互いにスタンドアローンで
動作する。単独制御装置３Ｄ1 は、水位計７Ｄ1で検出
された制御変数である水位ｘ1の測定値を入力してｆ
11(ｘ1）を演算して得られた単独制御信号ｕ11を出力す
る。合成装置６Ｄ1は、（数８）の演算により制御信号
Ｕ1を出力する。この制御信号Ｕ1は、
【００６４】
【数８】 Ｕ1＝ｕ11＋ｕ1＝ｆ11(ｘ1）＋ｆ12(ｘ2） …（数８） 協調制御装置４Ｄ1から協調制御信号ｕ1が出力されない
ので、単独制御信号ｕ11に等しい。ポンプ１９の回転数
は、単独制御信号ｕ11によって制御される。
【００６５】単独制御装置３Ｄ2は、水位計７Ｄ2から出
力された水位ｘ1 の測定値を入力してｆ22（ｘ2）を演
算して得られた単独制御信号ｕ22を出力する。合成装置
６Ｄ2は、（数９）の演算により制御信号Ｕ2 を出力す
る。ポンプ２０の回転数は、協
【００６６】
【数９】 Ｕ2＝ｕ22＋ｕ2＝ｆ22(ｘ2）＋ｆ21(ｘ1） …（数９） 調制御装置４Ｄ2から協調制御信号ｕ2が出力されないの
で、単独制御信号ｕ22によって制御される。
【００６７】次に、バルブ１８が開いた場合の制御につ
いて説明する。このとき、両タンクは物理的な相互作用
を持ち、水位ｘ1の変化と水位ｘ2の変化は相互に干渉す
る。この干渉の結果、各制御装置モジュールがスタンド
アローンで動作していたときの単独制御のみでは、図１
１のように、両タンクの水位の制御応答に大きな振動が
発生し、水位ｘ1及びｘ2を適切に制御できなくなる。
【００６８】しかし、バルブ１８が初めて開いた場合で
バルブ１８の開度が全開の場合には、調整装置５Ｄ1の
作用によって協調制御装置４Ｄ1の協調制御則の関数の
各ゲインを調節し、調整装置５Ｄ2の作用によって協調
制御装置４Ｄ2の協調制御則の関数の各ゲインを調節す
る。協調制御装置のゲインの調節操作を調整装置５Ｄ1
を例に取って説明する。この調整装置５Ｄ1 におけるゲ
イン調節操作を、図１３により説明する。図１３の処理
は、図２の処理を適用したものである。ステップ９Ａ
は、協調制御装置４Ｄ1 における制御関数のゲインＫ４
及びＫ５を僅かに変化させる変化幅ΔＫ４及びΔＫ５を
選択する。変化幅ΔＫ４及びΔＫ５は、ランダム探索に
よって選択される。ステップ１０Ａでは、選択された変
化幅ΔＫ４及びΔＫ５を用いてステップ１０Ａに示され
た演算式により新たなゲインＫ４及びＫ５を演算する。
バルブ１８が初めて開く前は、ゲインＫ４及びＫ５の初
期値は「０」である。更に、協調制御装置４Ｄ1 の各ゲイ
ンを演算によって得られた新しいゲインに調節する。ス
テップ１１Ｂの制御応答の改善の判定は、入力した制御
変数ｘ1及び目標値ｒ1を用いて一定の時間区間内の制御
偏差(ｘi−ｒi)の二乗積分値を評価し、二乗積分値が減
少していれば制御応答が改善したと判定する。ステップ
１１Ｂの判定が「Ｎｏ」の場合は、ステップ９Ａにより新
たな変化幅ΔＫ４及びΔＫ５を再選択する。ステップ１
１Ｂの判定が「Ｙｅｓ」の場合、すなわち水位ｘ1 の制御
応答が改善された場合には、ステップ１０Ａにおいて、
同じ変化幅ΔＫ４及びΔＫ５で増加させた新たなゲイン
Ｋ４及びＫ５を演算により求める。これらのゲインＫ４
及びＫ５に協調制御装置４Ｄ1の各ゲインを調節する。
【００６９】調整装置５Ｄ2による協調制御装置４Ｄ2の
ゲインの調節操作は、水位ｘ2 の制御応答を改善するよ
うに行われ、調整装置５Ｄ1による協調制御装置４Ｄ1の
ゲインの調節操作と実質的に同じである。
【００７０】バルブ１８が初めて開いた場合（バルブ１
８の開度全開）において調整装置５Ｄ1及び５Ｄ2の作用
によって協調制御装置４Ｄ1及び４Ｄ2の関数の各ゲイン
を調節し、協調制御装置４Ｄ1及び４Ｄ2による協調制御
を前述の単独制御と併用する本実施例によれば、両タン
クにおいてバルブ１８が開したときに水位ｘ1 及びｘ2
の変化が相互に干渉した場合であっても、図１２に示す
ようには水位ｘ1及びｘ2 に対する制御応答が改善され
る。すなわち、本実施例では、制御応答は、バルブが開
いたときに一旦振動的になるものの、バルブ開と同時に
協調制御装置４Ｄ1及び４Ｄ2のゲインが調整され、協調
制御装置４Ｄ1及び４Ｄ2による協調制御が働くので、短
時間で再び矩形歯状のきれいな制御応答に回復する。
【００７１】バルブ１８が初めて開いた場合でバルブ１
８の開度が全開の場合に、一旦、協調制御装置４Ｄ1及
び４Ｄ2のゲインが調整されると、それ以降にバルブ１
８の開度が全閉になって、再度、バルブ１８の開度が全
開になった場合には、前述したように、水位ｘ1の変化
と水位ｘ2の変化とは相互に干渉しようとする。しか
し、バルブ１８の開度が全開になった場合については、
前述したように、調整装置５Ｄ1及び５Ｄ2により協調制
御装置４Ｄ1及び４Ｄ2のゲインが調節済みであるので、
再度、バルブ１８の開度が全開になったときには協調制
御装置４Ｄ1 及び４Ｄ2 のゲインの調節は行われない。
すなわち、バルブ１８の開度が、再度、全開になったと
きには、それに併せて調節済みのゲインを有する協調制
御装置4D1及び４Ｄ2 の各協調制御信号を反映した制御
信号Ｕ1及びＵ2を用いた制御が直ちに行われる。
【００７２】しかし、バルブ１８が全閉の状態になった
後にバルブ１８の開度が全開とは異なる１／２だけ開い
た場合には相互干渉が全開時のその度合いと異なるの
で、調整装置は自モジュールが制御する制御対象におけ
る制御変数を入力して、対応する協調制御装置のゲイン
を調節し直す。このように、調整装置は、複数の制御対
象における相互干渉の度合いが協調制御装置のゲインを
調節した以前の時点と異なる場合に、協調制御装置のゲ
インを再度調節する。
【００７３】本実施例の制御システム１Ｅは、図１の制
御システム１と同様な作用及び効果も生じる。
【００７４】制御システム１Ｅにおいて、一例として図
１４に示すように協調制御装置4D1が故障した場合を想
定する。故障した協調制御装置４Ｄ1 を含む制御装置モ
ジュール２Ｄ1は、単独制御装置３Ｄ1による単独制御の
みに移行し、水位ｘ1 の制御を単独に実施する。制御装
置モジュール２Ｄ2は、２台の制御装置(単独制御装置３
Ｄ2及び協調制御装置４Ｄ2）が健全であるので、単独制
御及び協調制御により水位ｘ2を制御する。調整装置５
Ｄ2のステップ１１Ｂは利己的協調判定を行っており協
調制御装置４Ｄ2で利己的協調制御が行われるので、協
調制御装置４Ｄ1が故障した場合には水位ｘ1の制御に対
して協調制御が行われないため、水位ｘ1の制御応答は
水位ｘ2のそれに比べて劣化せざるを得ない。
【００７５】図１５に示す他の実施例である制御システ
ム１Ｅ1 は、制御装置モジュール２Ｄ3及び２Ｄ4を有
し、公益的協調制御を行う図４の制御システム１Ａを両
タンクの水位ｘ1及びｘ2の制御に適用したものである。
制御装置モジュール２Ｄ3 及び２Ｄ4は、図１４の制御
装置モジュール２Ｄ1及び２Ｄ2の調整装置５Ｄ1及び５
Ｄ2 を公益的協調判定を行う調整装置５Ｄ3及び５Ｄ4に
替えたものである。協調制御装置４Ｄ1及び４Ｄ2は公益
的協調制御を行う。従って、図１５のように、制御装置
モジュール２Ｄ3内の単独制御装置３Ｄ1及び協調制御装
置４Ｄ1 が故障した場合でも、協調制御装置４Ｄ2によ
りタンク１３内の水位ｘ1の制御が或る程度確保でき
る。本実施例は、図１の実施例と同様な作用及び効果も
得ることができる。
【００７６】物体の位置決め装置に適用した本発明の他
の実施例である制御システム１Ｆを図１６に示す。
【００７７】物体の位置決め装置は、２つのサーボシリ
ンダ２１及び２７を組み合わせて構成される。サーボシ
リンダ２１は、シリンダ２２，シリンダ２２内に設けら
れたモータ２３，右端がシリンダ２２外に突出しシリン
ダ２２内を移動するピストン２５を有する。ピストン２
５の軸心部にネジ孔２６が形成されている。モータ２３
の回転軸２４は、ネジ棒であり、ネジ孔２６と係合して
いる。サーボシリンダ２７は、シリンダ及びピストンの
寸法が異なるがサーボシリンダ２１と実質的に同じ形状
を有する。サーボシリンダ２７は、シリンダ２８，シリ
ンダ２８内に設けられたモータ２９，右端がシリンダ２
８外に突出しシリンダ２８内を移動するピストン３１を
有する。ピストン３１の軸心部にネジ孔３２が形成され
ている。モータ２９の回転軸３０は、ネジ棒であり、ネ
ジ孔３２と係合している。サーボシリンダ２１のピスト
ン２５の右端は、サーボシリンダ２７のシリンダ２８
に、例えば、着脱可能に取り付けられる。
【００７８】シリンダ２８及びピストン３１の長さは、
シリンダ２２及びピストン２５のそれよりも短い。ま
た、回転軸３０に形成されたネジ及びネジ孔３２のネジ
のピッチは、回転軸２４に形成されたネジ及びネジ孔２
６のネジのそれよりも小さい。ピストン２５及び３１
は、モータ２３及び２９の回転によってシリンダ２２及
び２８内を左右に動く。シリンダ２８は、ピストン２５
の動きに追従して左右に動く。ピストン３２の右端に接
触している物体３３は、ピストン２５及び３１の動きに
追従して左右に動き、制御システム１Ｆによる制御によ
って所定位置に位置決めされる。サーボシリンダ２１は
物体位置の粗調整を行い、サーボシリンダ２７は物体位
置の微調整を行う。
【００７９】制御システム１Ｆは、制御装置モジュール
２Ｆ1及び２Ｆ2を有する。制御装置モジュール２Ｆ1及
び２Ｆ2の制御対象は、モータ２３及び２９である。回
転角度変位検出器７Ｆ1 はモータ２３の回転角度の変位
量を検出し制御装置モジュール２Ｆ1に伝える。回転角
度変位検出器７Ｆ2はモータ２９の回転角度の変位量を
検出し制御装置モジュール２Ｆ2に伝える。回転角度変
位検出器７Ｆ1はシリンダ２５の右端の位置を実質的に
検出し、回転角度変位検出器７Ｆ2 はシリンダ３１の右
端の位置を実質的に検出する。
【００８０】制御システム１Ｆの詳細な構成を、図１８
により説明する。制御システム１Ｆは、単独制御装置３
Ｆ1，協調制御装置４Ｆ1，調整装置５Ｆ1，合成装置６
Ｆ1及び位置演算装置３４を備えた制御装置モジュール
２Ｆ1、及び単独制御装置３Ｆ2，協調制御装置４Ｆ2，
調整装置５Ｆ2，合成装置６Ｆ2 及び位置演算装置３５
を備えた制御装置モジュール２Ｆ2を有する。
【００８１】位置演算装置３４は、回転角度変位検出器
７Ｆ1 によって検出されたモータ２３の回転角度の変位
量ｘ1を、シリンダ２８の移動方向における位置ｘ1に変
換し、回転角度の変位量ｘ1 に基づいてシリンダ２８の
単位時間あたりの移動率ｘ2（＝ｄ(ｘ1)／ｄｔを演算す
る。位置ｘ1及び移動率ｘ2が、検出器７Ｆ1 によって検
出されたモータ２３の実質的な制御変数であり、単独制
御装置３Ｆ1 ，調整装置５Ｆ1及び協調制御装置４Ｆ2に
伝えられる。位置演算装置３５は、回転角度変位検出器
７Ｆ2によって検出されたモータ２９の回転角度の変位
量ｘ3を、物体３３の移動方向における位置ｘ3に変換
し、回転角度の変位量ｘ3に基づいて物体３３の単位時
間あたりの移動率ｘ4（＝ｄ(ｘ3)／ｄｔを演算する。位
置ｘ2 及び移動率ｘ4が、検出器７Ｆ2によって検出され
たモータ２９の実質的な制御変数であり、単独制御装置
３Ｆ2，調整装置５Ｆ2及び協調制御装置４Ｆ1 に伝えら
れる。合成装置６Ｆ1の出力である制御信号Ｕ1はモータ
２３の駆動を制御し、合成装置６Ｆ2の出力である制御
信号Ｕ2はモータ２９の駆動を制御する。
【００８２】制御システム１Ｆは、位置演算装置３４及
び３５を設けた点を除いて図１の実施例と同じ構成であ
り、同じ作用を奏する。
【００８３】図１７は、図１６に示す２つのサーボシリ
ンダ２１及び２７を組み合わせて構成される物体の位置
決め装置の力学的なモデルを示している。ピストン２５
の慣性がｍ1，アクチュエータであるモータ２３の発生
する力がＦ1、及びサーボシリンダ２１の変位がｘ1，そ
の粘性がｋ1、及びその剛性がｂ1 であり、ピストン３
１の慣性がｍ2，アクチュエータであるモータ２９の発
生する力がＦ2，サーボシリンダ２１の変位がｘ2，その
粘性がｋ2、その剛性がｂ2である。
【００８４】制御装置モジュール２Ｆ1は、力Ｆ1を制御
出力とし、変位ｘ1 を制御変数として、制御対象である
慣性ｍ1を制御する。制御装置モジュール２Ｆ2も、同様
に、力Ｆ2を制御出力とし、変位ｘ2を制御変数として、
制御対象である慣性ｍ2 を制御する。
【００８５】後述する図２４がサーボシリンダ２１とサ
ーボシリンダ２７とが分離した状態を示すが、図１６は
それらが結合された状態、すなわちサーボシリンダ２１
に関係する制御変数の変化がサーボシリンダ２７に関係
する制御変数の変化に影響する。まず、図２４の状態で
は、サーボシリンダ２１及び２７に関係する各制御変数
の変化が相互に影響を与えないので、制御装置モジュー
ル２Ｆ1 の単独制御装置３Ｆ1によるモータ２３の駆動
制御が、制御装置モジュール２Ｆ2の単独制御装置３Ｆ
2 によるモータ２９の駆動制御が、それぞれ独立になさ
れる。図２５は、図２４の状態でのサーボシリンダシス
テムの力学的なモデルを示す。図２４から図１６の状態
に変化した場合を想定する。図１６の場合は、２つのサ
ーボシリンダが直列に連結された状態であり、上記した
ように各々の制御変数の変化に相互干渉が生じる。すな
わち、直列に結合された２台のサーボシリンダに力学的
な相互作用が発生する。この場合、図１の実施例で述べ
たような調整装置による協調制御装置のゲインの調節が
行われ、ゲイン調節がなされた協調制御則を用いた制御
が必要になる。
【００８６】或る制御装置モジュールで制御される制御
対象における状態変数をｘi とするとき、自モジュール
の単独制御装置は（数１０）の単独制御則の関数を演算
して単独制御信号ｕiiを得る。
【００８７】
【数１０】 ｕii＝−ｇiｘi …（数１０） ここでｇi は単独制御ゲインベクトルである。一方、上
記の自モジュールに対して他モジュールである制御装置
モジュールで制御される制御対象における状態変数をｘ
j とするとき、協調制御装置は（数１１）に示す協調制
御則の関数を演算し協調制御信号ｕiを得る。
【００８８】
【数１１】 ｕij＝−ｇjｘj …（数１１） ここでｇj は協調制御ゲインベクトルである。
【００８９】調整装置の調整アルゴリズム（図２参照）
は、このゲインベクトルｇj を調整して、自モジュール
の制御応答に関する協調制御装置の評価関数をオンライ
ンで最適化するものである。調整に当たってはゲインの
増分をランダムに変化させて結果をみるランダム探索を
用いる（ステップ９）。ここでゲインの増分の選択には
乗法的方法をとることにした。これはゲインベクトルの
各要素のオーダーが事前に予測し難いためである。例え
ば、乗法的方法では０.１も１０.０も共通にゲインを１
０％増加させることはできるが、加法的方法を用いた場
合には０.１ に対する前者のゲイン増分を０.０１に、
１０.０に対するゲイン増分を１.０ に設定しなければ
ならず、ゲイン増分の決定が煩雑になる。また、ゲイン
を一定比率で増加または減少させ続けることで、比較的
速やかに大きなレンジでの調整ができる。但し、正
（負）の初期値から始めると負（正）の値にはならない
という問題がある。そこで、ゲインベクトルの各要素を
正負２つのゲインパラメータの差として定義し、これら
の（ベクトルｇj の要素数の２倍の数の）ゲインパラメ
ータＰn（ｎは添字）を各々１.０に初期設定しておい
て、別々に乗法的調整を行うことにした。探索アルゴリ
ズムは次の通りである。
【００９０】（１）評価時間幅Ｔを設定する。ｋを評価
回数を示すステップとすると、評価値Ｖ（ｋ）は時刻
（ｔ−Ｔ）〜ｔの時間区間内におけるｘi の制御応答か
ら計算する。ゲインパラメータの更新も同期して行う。
尚、評価値は小さいほど良いものとする。初期値として
適当な最小評価値VoptとそのときのゲインパラメータＰ
n−optを記録しておく。
【００９１】（２）今回の評価ステップｋにおける評価
値Ｖ(ｋ)がVoptよりも小さければ、Voptとゲインパラメ
ータＰn−opt を現在のＰn(ｋ)とＶ(ｋ)の値に更新し、
さらにゲインパラメータを前回と同じ割合だけ増減して
Ｐn(ｋ＋１）を生成する。もし図２のステップ１１の判
定で制御応答が改善されていなければ、再度、各ゲイン
パラメータを各々独立に、ある範囲内のランダムな割合
で増減する。すなわち、区間［−ｄ，ｄ］の範囲内での
乱数を発生し、その値を増減率としてＰn を変更する。
【００９２】この増減率の変動幅ｄは評価関数値Ｖに依
存して定める。例えば、制御装置モジュールをスタンド
アローンで使用した時の制御応答における評価関数値を
目安とする。この目安と同じ値にまで制御応答が改善さ
れたらゲインの増減率がゼロとなるようにし、それより
も大きいときに増減率が比例して拡大するように設定す
る。またｄには上限値（例えば０.２ ）を定める。
【００９３】本実施例の制御システム１Ｆを適用した物
体の位置決め装置の全体システムの制御変数（状態変
数）はｘ1，ｘ2＝ｄ(ｘ1)／ｄｔ，ｘ3，ｘ4＝(ｘ3)／ｄ
ｔであるので、物体の位置決め装置が図２４の状態（分
離時）にあるときの状態方程式は、（数１２）のように
なる。
【００９４】
【数１２】
【００９５】また、物体の位置決め装置が図２４の状態
（結合時）にあるときの状態方程式は、（数１３）のよ
うになる。
【００９６】
【数１３】
【００９７】分離していた物体の位置決め装置の２つの
サーボシリンダが結合されたことで上記のように状態方
程式に大きな違いが生じ、これが制御特性の劣化につな
がる。
【００９８】（数１２）及び（数１３）に示される各変
数の値として、以下の値、ｍ1＝ｍ2＝１，ｋ1＝９，ｋ2
＝４，ｂ1＝ｂ2＝０.１ を用いた。更に偏差積分の状態
変数ｘ5＝（ｘ1の偏差の積分値)、ｘ6＝（ｘ3の偏差の
積分値)を追加して定義すると、制御装置モジュール２
Ｆ1の単独制御装置３Ｆ1で単独制御信号ｕ11を得るため
に演算される単独制御則は、（数１４）で示される。
【００９９】
【数１４】
【０１００】ここで、Ｐ０＝１９，Ｐ１＝６，Ｐ２＝４
で固定されている。（数１４）はＰＩＤ制御と等価であ
る。
【０１０１】次に、制御装置モジュール２Ｆ1の協調制
御装置４Ｆ1で協調制御信号ｕ1 を得るために演算され
る協調制御則ｕ12は、制御装置モジュール２Ｆ2 から通
知される変数ｘ3，ｘ4，ｘ6 を用いて（数１５）のよう
に表わされる。
【０１０２】
【数１５】
【０１０３】さて、上記の協調制御パラメータＰ３から
Ｐ８はランダム探索により初期値である１.０からより
適切な値にオンラインで変化して行く。調整装置５Ｆ1
で実行される図２のステップ１１の応答性の改善判定に
用いられる評価関数Ｖ1 は（数１６）のように表わされ
る。
【０１０４】
【数１６】
【０１０５】すなわち、制御装置モジュール２Ｆ1 の利
己的な制御応答を改善するために制御装置モジュール２
Ｆ2 から通知される制御変数を用いている。Ｐ３〜Ｐ８
を調整する際のランダム探索における増減率の変動幅ｄ
1 は、物体の位置決め装置のサーボシリンダ２１及び２
７が図２４のように分離しているときの評価値0.25を用
いて（数１７）のように定めた。
【０１０６】
【数１７】 ｄ1(ｋ）＝min｛２.０(Ｖ1(ｋ）−０.２５），０.２｝ …（数１７） 制御装置モジュール２Ｆ2の単独制御装置３Ｆ2，協調制
御装置４Ｆ2 及び調整装置５Ｆ2 に用いられる制御則及
び調整アルゴリズムは、同様に、以下の式で表される。
単独制御装置３Ｆ2 に用いられるＰＩＤに相当する単独
制御則は、（数１８）で表される。
【０１０７】
【数１８】
【０１０８】ここで、Ｐ１０＝２３，Ｐ１１＝６，Ｐ１
２＝４で固定されている。
【０１０９】協調制御装置４Ｆ2 での演算に用いられる
協調制御則は、（数１９）で表される。
【０１１０】
【数１９】
【０１１１】調整装置５Ｆ2 で用いられる制御装置モジ
ュール２Ｆ2 の評価関数は、（数２０）で表される。
【０１１２】
【数２０】
【０１１３】Ｐ１３〜Ｐ１８を調整する際のランダム探
索における増減率の変動幅ｄ2 は、サーボシリンダ２１
及び２７が図２４のように分離しているときの評価値
０.３を用いて（数２１）のように定めた。
【０１１４】
【数２１】 ｄ2(ｋ）＝min｛２.０(Ｖ2(ｋ）−０.３０)，０.２｝ …（数２１） 以上のように構成された各制御装置モジュールを用いた
制御応答を図１９及び２０に示す。これらの図の制御応
答は、目標値が周期１０秒の矩形波状に与えられたサー
ボシリンダ２１の変位ｘ1及びサーボシリンダ２７の変
位ｘ3の応答をプロットしている。図１９は、従来の単
独制御だけの場合の制御応答である。従来の単独制御だ
けの場合は、サーボシリンダ２１及び２７を図２４のよ
うに分離した状態のまま使用し、各々のサーボシリンダ
２１及び２７を上記のように構成した単独制御装置だけ
をそれぞれ用いてここに制御した場合に相当する。図２
０の制御応答は、単独制御装置及び協調制御装置を有す
る本実施例の制御システム１Ｆを機能させたときのもの
である。いずれの場合も、時刻５０秒においてサーボシ
リンダ２１及び２７の分離使用の状態からこれらの結合
使用の状態に変化した場合のものである。
【０１１５】サーボシリンダ２１及び２７の力学的な相
互干渉の結果、図１９に示す従来の単独制御（ＰＩＤ制
御に相当）だけによる制御の場合ではサーボシリンダ２
１及び２７の結合時から制御応答が劣化している。しか
し、本実施例の制御システム１Ｆを機能させた場合は、
図２０に示すように、制御システム１Ｆの単独制御装置
及び協調制御装置が働き、一度劣化した制御応答が改善
されている。調整装置での制御応答の応答の評価及び協
調制御装置のゲイン調整のための時間幅Ｔは５秒であ
り、制御応答は目標値として与えられる矩形波と同期し
ている。図２１には協調制御装置４Ｆ1 のゲインの一例
として（数１５）における（Ｐ６−Ｐ５）を、及び図２
２には協調制御装置４Ｆ2 のゲインの一例として（数１
９）における(Ｐ１６−Ｐ１５)をそれぞれプロットして
ある。時刻５０秒から変化が始まり、１５０秒付近で
は、ほぼ一定値に収束している。
【０１１６】また、サーボシリンダ２１及び２７が分離
と結合を繰り返した場合を想定したときの制御応答を図
２６および図２７に示す。図２６はサーボシリンダ２１
の変位ｘ1の制御応答を示す。図２７はサーボシリンダ
２７の変位ｘ3の制御応答を示す。最初の結合時に協調
制御装置のゲインが調整されてしまうと、その後の分離
と再結合に際しては直ちに良好な応答を維持できる。
【０１１７】図２３は、本実施例における効果を示す制
御応答グラフを示す。本実施例の制御応答波形に明かな
改善が見られるが、これを更に定量的に検討するために
物体の位置決め装置全システムの固有値を調べてみる。
この全システムは６次系であるから、６つの固有値があ
る。図２３は、サーボシリンダ２１及び２７が分離して
いる状態（時刻５０秒未満）、サーボシリンダ２１及び
２７との結合初期（時刻５０秒）及び１５０秒経過後の
３種類の全システムの固有値を描いてある。固有値の半
数は複素共役根であるから、図２３の上半分を見ればよ
い。図２３中の矢印に示すような時間経過をたどって、
各固有値が変位している。図２３から明らかなことはサ
ーボシリンダ２１及び２７の分離状態におけるＰＩＤ制
御の固有値が、システムの相互作用開始により一旦大き
く変化し、次に協調制御則の自己組織化によってまた元
の値の近傍に戻ってきていることである。
【０１１８】以上述べた本実施例の制御システム１Ｆ
は、図１の実施例と同様な作用及び効果も得ることがで
きる。
【０１１９】本発明の制御システムを原子力プラントの
１つである沸騰水型原子炉プラントに適用した他の実施
例を、図２８及び図２９に基づいて説明する。まず、図
２８により沸騰水型原子炉プラントの概要を説明する。
原子炉４０内で発生した蒸気は、蒸気加減弁４９を設け
た主蒸気配管４７を通ってタービン４４に導かれる。こ
の蒸気は復水器４５で凝縮され水になる。この水は、冷
却水として給水ポンプ５０で昇圧され、給水配管５１を
通って原子炉４０に戻される。４６はタービン４４に連
結される発電機である。再循環ポンプ４２は、モータ４
３によって駆動され、原子炉４０に内蔵された炉心に冷
却水を供給する。このような沸騰水型原子炉プラント
は、再循環流量制御装置２Ｇ1及び圧力制御装置２Ｇ2を
有する。再循環流量制御装置２Ｇ1は、流量計７Ｇ1によ
って測定された炉心に供給される冷却水流量（炉心流
量）に基づいて、モータ４３の回転数を制御することに
よって再循環ポンプ４２から吐出される再循環流量を制
御することによって、炉心流量を制御する。炉心流量が
増加すると原子炉出力は上昇し、逆にその量が減少する
と原子炉出力は低下する。このように再循環流量制御装
置２Ｇ1 は原子炉出力、すなわち炉心流量を制御する。
圧力制御装置２Ｇ2は、圧力計７Ｇ2で測定された主蒸気
圧力に基づいて、蒸気加減弁４９の開度を制御し、原子
炉圧力を所定値に制御する。
【０１２０】本実施例の制御システム１Ｇを図２９によ
り説明する。制御システム１Ｇは、単独制御装置である
単独流量制御装置３Ｇ1 ，協調制御装置４Ｇ1 ，調整装
置５Ｇ1 及び合成装置６Ｇ1 を含む制御装置モジュール
である再循環流量制御装置２Ｇ1 、及び単独制御装置で
ある単独流量制御装置３Ｇ2，協調制御装置４Ｇ2，調整
装置５Ｇ2及び合成装置６Ｇ2を含む制御装置モジュール
である圧力制御装置２Ｇ2を備える。流量計７Ｇ1によっ
て測定された炉心流量（制御変数ｘ1 ）は、単独流量制
御装置３Ｇ1，調整装置５Ｇ1及び協調制御装置４Ｇ2 に
それぞれ入力される。合成装置６Ｇ1から出力される制
御信号Ｕ1に基づいてモータ４３の回転数が制御され
る。また、圧力計７Ｇ2 によって測定された主蒸気圧力
（制御変数ｘ2）は、単独流量制御装置３Ｇ2，調整装置
５Ｇ2及び協調制御装置４Ｇ1にそれぞれ入力される。合
成装置６Ｇ2から出力される制御信号Ｕ2に基づいてモー
タ４３の回転数が制御される。本実施例は、再循環ポン
プ４２の変わりにインターナルポンプを用いてもよい。
再循環ポンプ４２及びインターナルポンプは、炉心に冷
却水を供給する装置であると言える。
【０１２１】このような沸騰水型原子炉プラントにおい
ては、蒸気加減弁４９の開度を変えないで、再循環流量
制御装置２Ｇ1 により炉心流量を増加させ原子炉出力を
増加させると、原子炉４０内で発生する蒸気量が増大し
原子炉圧力が増加する。原子炉圧力の増加は炉心内のボ
イドをつぶして原子炉出力を更に増大させる。このよう
なことを避けるために、圧力制御装置２Ｇ2 により蒸気
加減弁４９の開度を調節して原子炉圧力を減少させ所定
値に保持する。また、炉心流量を一定にした状態で、圧
力制御装置２Ｇ2 により蒸気加減弁４９の開度を増加さ
せると、原子炉圧力が低下し、これにより炉心内のボイ
ド量が増加するので原子炉出力が減少する。従って、原
子炉出力が一定に保持できなくなるので、再循環流量制
御装置２Ｇ1 により炉心流量を増加させ原子炉出力を増
加させる必要が生じる。このように再循環流量制御装置
２Ｇ1による炉心流量の制御により、圧力制御装置２Ｇ2
によって制御される制御変数ｘ2 である主蒸気圧力が変
化する。逆に、圧力制御装置２Ｇ2により主蒸気圧力を
制御すると、再循環流量制御装置２Ｇ1によって制御さ
れる制御変数ｘ1 である炉心流量が変化する。炉心流量
及び主蒸気圧力の変化は相互に干渉する。
【０１２２】再循環流量制御装置２Ｇ1は図１の制御装
置モジュール２の機能を有し、圧力制御装置２Ｇ2は図
１の制御装置モジュール２Ａの機能を有する。すなわ
ち、再循環流量制御装置２Ｇ1 における単独流量制御装
置３Ｇ1，協調制御装置４Ｇ1，調整装置５Ｇ1及び合成
装置６Ｇ1のそれぞれは、上記制御装置モジュール２に
おける単独制御装置３，協調制御装置４，調整装置５及
び合成装置６のうちの対応する装置と実質的に同様に機
能する。また、圧力制御装置２Ｇ2 における単独流量制
御装置３Ｇ2，協調制御装置４Ｇ2，調整装置５Ｇ2及び
合成装置６Ｇ2のそれぞれも、上記制御装置モジュール
２Ａにおける単独制御装置３Ａ，協調制御装置４Ａ，調
整装置５Ａ及び合成装置６Ａのうちの対応する装置と実
質的に同様に機能する。従って、上記のような相互干渉
が生じる場合でも、図１６の実施例と同様に、各々の制
御変数の制御応答を短時間に改善することができる。
【０１２３】調整装置２Ｇ1及び２2は、沸騰水型原子炉
プラントが初めて運転を開始したときに、再循環流量制
御装置２Ｇ1及び圧力制御装置２Ｇ2が初めて機能すると
きに、協調制御装置４Ｇ1及び４Ｇ2のゲインを調節す
る。それ以外の場合は、例えば、原子炉の負荷追従運転
で部分負荷運転を行うときに単独流量制御装置３Ｇ1 に
対する炉心流量の目標値ｒ1を変えた場合において、調
整装置２Ｇ1及び２2は、協調制御装置４Ｇ1及び４Ｇ2の
ゲインを調節する。その目標値ｒ1 の変更は、沸騰水型
原子炉プラントの統括制御装置によって自動的に（また
は操作版により手動で）行われる。
【０１２４】本実施例の制御システム１Ｇは、図１の実
施例と同様な作用及び効果も得ることができる。
【０１２５】空調システムに適用した本発明の他の実施
例である制御システム１Ｈを図３０及び図３１により以
下に説明する。この空調システムは、２つの空調機５２
Ａ及び５２Ｂを１つの部屋内に設置したものである。
【０１２６】空調機５２Ａは、部屋内の図示した箇所に
設置した温度センサ７Ｈ1 で測定された温度Ｔ１に基づ
いて設定温度ｒ1 （目標値）になるように制御されてい
る。また、空調機５２Ｂは、部屋内の別の箇所に設置し
た温度センサ７Ｈ2 で測定された温度Ｔ２に基づいて設
定温度ｒ2 （目標値）になるように制御されている。同
じ部屋内で近くに設置された空調機５２Ａ及び５２Ｂ
は、空調機５２Ａ及び５２Ｂから部屋内に吐出された空
気流により相互に干渉が生じる。
【０１２７】例えば、設定温度ｒ1と設定温度ｒ2とが等
しく、温度Ｔ１が設定温度ｒ1 になっており、温度Ｔ２
が温度Ｔ１よりもかなり低い温度になっているとする。
空調機５２Ａ及び５２Ｂがそれぞれ単独で制御されてい
た場合、空調機５２Ａは同じ出力を保ち、空調機５２Ｂ
は加熱を開始する。この場合、温度Ｔ２は設定温度ｒ2
に向けて上昇するが、温度Ｔ１も共に上昇してしまう。
このような温度の相互干渉を考えると、温度Ｔ２が低く
なったときには、空調機５２Ａの熱出力をむしろ抑える
ことが適切な制御である。
【０１２８】空調制御装置２Ｈ1 及び熱媒体を圧縮する
コンプレッサ５３Ａが、空調機52Ａ内に設けられる。コ
ンプレッサ５３Ａから吐出された熱媒体は、空調機５２
Ａ内に設置されたパイプ内を循環する。
【０１２９】空調制御装置２Ｈ1を含む制御システム１
Ｈは、空調制御装置２Ｈ2も有する。この空調制御装置
２Ｈ2、及び空調制御装置２Ｈ2によって制御されるコン
プレッサ５３Ｂは、空調機５２Ｂ内に設けられる。空調
制御装置２Ｈ1 は、コンプレッサ５３Ａを制御する。
【０１３０】空調制御装置２Ｈ1 及び２Ｈ2 の構成は、
図３１に示される。空調制御装置２Ｈ1 は、単独制御装
置である単独流量制御装置３Ｈ1，協調制御装置４Ｈ1，
調整装置５Ｈ1及び合成装置６Ｈ1を含む制御装置モジュ
ールである。空調制御装置２Ｈ2 は、単独制御装置であ
る単独流量制御装置３Ｈ2，協調制御装置４Ｈ2，調整装
置５Ｈ2及び合成装置６Ｈ2を含む制御装置モジュールで
ある。温度センサ７Ｈ1 によって測定された温度Ｔ１
（制御変数ｘ1）は、単独流量制御装置３Ｈ1，調整装置
５Ｈ1 及び協調制御装置４Ｈ2にそれぞれ入力される。
合成装置６Ｈ1から出力される制御信号Ｕ1 に基づいて
コンプレッサ５３Ａの回転数が制御される。温度センサ
７Ｈ1によって測定された温度Ｔ２（制御変数ｘ2）は、
単独流量制御装置３Ｈ2，調整装置５Ｈ2及び協調制御装
置４Ｈ1 にそれぞれ入力される。合成装置６Ｈ2から出
力される制御信号Ｕ2に基づいてコンプレッサ５３Ａの
回転数が制御される。コンプレッサ５３Ａ及び５３Ｂの
回転数に対応して空調機52Ａ及び５２Ｂ内の熱媒体の温
度が変化し、空調機５２Ａ及び５２Ｂからそれぞれ吐出
される空気流の温度が変化する。
【０１３１】単独温度制御装置３Ｈ1は、温度Ｔ１の測
定値とそれの設定温度ｒ1との偏差を入力して、この偏
差をゼロにするようにコンプレッサ５３Ａの回転数を制
御する。また、協調制御装置４Ｈ1は、温度Ｔ２の測定
値と単独温度制御装置３Ｈ2に対する設定温度ｒ2とを入
力し、温度Ｔ２の測定値と設定温度ｒ2との偏差の関数
として定義される協調制御則に従い、コンプレッサ５３
Ａの回転数を制御する。協調制御装置４Ｈ1に記憶され
ている協調制御則のゲインは、調整装置５Ｈ1によって
前述したように調節される。一方、空調制御装置２Ｈ2
の単独温度制御装置３Ｈ2は温度センサ７Ｈ2で測定され
た温度Ｔ２と設定温度ｒ2 との偏差を用いてこの偏差を
ゼロにするようにコンプレッサ５３Ｂの回転数を制御す
る。協調制御装置４Ｈ2は、温度Ｔ１の測定値と単独温
度制御装置３Ｈ1 に対する設定温度ｒ１とを入力し、温
度Ｔ１と設定温度ｒ１ との偏差の関数として定義され
る協調制御則に従い、コンプレッサ５３Ｂの回転数を制
御する。協調制御装置４Ｈ2 の協調制御則は調整装置５
Ｈ2 によって前述のように調節される。調整装置５Ｈ1
及び５Ｈ2 による協調制御装置４Ｈ1及び４Ｈ2のゲイン
の調節は、同じ部屋内における空調機の設置台数が変わ
ったとき、及び空調機の設定温度を変更したとき等にな
される。
【０１３２】空調制御装置２Ｈ1 における単独温度制御
装置３Ｈ1，協調制御装置４Ｈ1，調整装置５Ｈ1及び合
成装置６Ｈ1のそれぞれは、前述の制御装置モジュール
２における単独制御装置３，協調制御装置４，調整装置
５及び合成装置６のうちの対応する装置と実質的に同様
に機能する。また、空調制御装置２Ｈ2 における各装置
それぞれも、前述した制御装置モジュール２Ａ内の対応
する装置と実質的に同様に機能する。従って、上記のよ
うな相互干渉が生じる場合でも、図１６の実施例と同様
に、各々の制御変数の制御応答を短時間に改善すること
ができる。
【０１３３】この実施例によれば、同一室内に何台の空
調機を設置しても、その相互干渉に適した協調的制御が
自動的になされる。また、任意の空調機の停止、及び故
障に関しても温度の測定結果へ他の空調制御装置に入力
できれば、前述の公益的協調制御を用いる（図３の処理
を調整装置で実行させる）ことによって或る空調制御装
置機能の欠損をカバーできる。
【０１３４】本実施例の制御システム１Ｈは、図１の実
施例と同様な作用及び効果も得ることができる。
【０１３５】図３２及び図３３は、部屋内に設置された
２つの音響装置５４Ａ及び５４Ｂを制御する制御システ
ム１Ｉを示している。音響装置５４Ａは、制御装置モジ
ュールである音響制御装置２Ｉ1 ，アンプ５５Ａ及びス
ピーカ５６を有する。音響装置５４Ｂも、制御装置モジ
ュールである音響制御装置２Ｉ2 ，アンプ５５Ｂ及びス
ピーカ５６を有する。
【０１３６】制御システム１Ｉは、単独制御装置である
単独音場制御装置３Ｉ1 ，協調制御装置４Ｉ1，調整装
置５Ｉ1及び合成装置６Ｉ1を含む音響制御装置２Ｉ1、
及び単独制御装置である単独音場制御装置３Ｉ2，協調
制御装置４Ｉ2，調整装置５Ｉ2及び合成装置６Ｉ2を音
響制御装置２Ｉ2を備える。センサ７Ｉ1 によって測定
された音響エネルギーである音場Ｐ1(制御変数ｘ1）
は、単独音場制御装置３Ｉ1，調整装置５Ｉ1及び協調制
御装置４Ｉ2にそれぞれ入力される。合成装置６Ｉ1 か
ら出力される制御信号Ｕ1 に基づいてアンプ５５Ａが制
御され、増幅率及び移送シフト量が調節される。これに
よって、制御された条件にマッチした音声が音響装置５
４Ａのスピーカ５６から出力される。センサ７Ｉ2 によ
って測定された音場Ｐ2（制御変数ｘ2）は、単独音場制
御装置３Ｉ2，調整装置５Ｉ2及び協調制御装置４Ｉ1に
それぞれ入力される。合成装置６Ｉ2から出力される制
御信号Ｕ2 に基づいてアンプ５５Ａが制御される。これ
によって、制御された条件にマッチした音声が音響装置
５４Ｂのスピーカ５６から出力される。
【０１３７】音響制御装置５４Ａは、図示した箇所に設
置したセンサ７Ｉ1 で測定された音場に基づいて音響装
置５４Ａから出力される音声の音場を目標値ｒ1 になる
ように制御する。一方、音響制御装置５４Ｂは、図示し
た別の箇所に設置したセンサ７Ｉ2 で測定された音場に
基づいて音響装置５４Ｂから出力される音声の音場を目
標値ｒ2 になるように制御する。同じ室内で近くに設置
された両音響装置において相互干渉が生じる。例えば、
音場Ｐ１が所望の値であり、音場Ｐ２がそれよりもかな
り低い値であるとする。両音響装置が単独で制御されて
いた場合、音響制御装置２Ｉ1は同じ出力を保ち、音響
制御装置２Ｉ2は出力を増大する。すると、音場Ｐ２は
所定の値に向けて上昇するが、音場Ｐ１も共に上昇して
しまう。このような相互干渉を考えると、音場Ｐ２が低
いときには、音響制御装置２Ｉ1 の出力をむしろ抑える
ことが必要である。
【０１３８】音響制御装置２Ｉ１の単独音場制御装置３
Ｉ１は、音場Ｐ１を入力して、この値を目標値ｒ１にす
るようにアンプ５５Ａの増幅率や位相シフト量を制御す
る。協調制御装置４Ｉ１は、他モジュールに対する制御
変数であるＰ２の値を入力し、Ｐ２の関数として定義さ
れる協調制御則に従い、アンプ５５Ａの増幅率及び位相
シフト量を制御する。調整装置５Ｉ１は、音場Ｐ１に基
づいて、協調制御装置４Ｉ１の協調制御則のゲインを適
切に調節する。一方、音響制御装置２Ｉ２の単独音場制
御装置３Ｉ２は、音場Ｐ２の値を入力して、この値が目
標値ｒ２になるようにアンプ５５Ｂの増幅率及び位相シ
フト量を制御する。協調制御装置４Ｉ２は音場Ｐ１の値
を入力し、Ｐ１の関数として定義される協調制御則に従
い、アンプ５５Ｂの増幅率及び位相シフト量を制御す
る。調整装置５Ｉ１は、音場Ｐ１に基づいて、協調制御
装置４Ｉ１の協調制御則のゲインを適切に調節する。
【０１３９】本実施例によれば、同一室内に何台の音響
装置を設置しても、その相互干渉に適した協調的制御が
自動的になされる。また、任意の音響装置の停止及び故
障に関しても音場の測定結果さえ他の音場制御装置に入
力できれば、前述の公益的協調制御を用いる（図３の処
理を調整装置で実行させる）ことによって或る音響制御
装置機能の欠損をカバーできる。
【０１４０】本実施例の制御システム１Ｉは、図１の実
施例と同様な作用及び効果も得ることができる。
【０１４１】照明システムに適用した本発明の他の実施
例である制御システム１Ｊを図３４及び図３５に示す。
制御システム１Ｊは、照明強度制御装置２Ｊ1及び２Ｊ2
を有する。上記の照明システムは、２つの照明装置５７
Ａ及び５７Ｂを１つの部屋内に設けたものである。各照
明装置は、１つの部屋の天井に設けられた蛍光灯の半分
を含んでいる。
【０１４２】照明装置５７Ａは、照明強度制御装置２Ｊ
1，照明強度調節器５８Ａ及び蛍光灯５９Ａを含む。照
明装置５７Ｂは、照明強度制御装置２Ｊ2，照明強度調
節器５８Ｂ及び蛍光灯５９Ｂを含む。
【０１４３】照明強度制御装置２Ｊ１は、単独制御装置
である単独照明制御装置３Ｊ１，協調制御装置４Ｊ１，
調整装置５Ｊ１及び合成装置６Ｊ１を備える。照明強度
制御装置２Ｊ２は、単独制御装置である単独照明制御装
置３Ｊ２，協調制御装置４Ｊ２，調整装置５Ｊ２及び合
成装置６Ｊ２を備える。照度計７Ｊ１によって測定され
た照度Ｒ１(制御変数ｘ１)は、単独音場制御装置３Ｊ
１，調整装置５Ｊ１及び協調制御装置４Ｊ２にそれぞれ
入力される。合成装置６Ｊ１から出力される制御信号Ｕ
１に基づいて照明強度調節器５８Ａが制御され、蛍光灯
５９Ａに印加される電圧が調節される。これによって、
蛍光灯５９Ａの明るさが調節される。照度計７Ｊ２によ
って測定された照度Ｒ２（制御変数ｘ２）は、単独音場
制御装置３Ｊ２，調整装置５Ｊ２及び協調制御装置４Ｊ
１にそれぞれ入力される。合成装置６Ｊ２から出力され
る制御信号Ｕ２に基づいて照明強度調節器５８Ｂが制御
される。これによって、蛍光灯５９Ｂの明るさが調節さ
れる。
【０１４４】照明装置５７Ａは、図示した位置に設けら
れた照度計７Ｊ1 にて測定された照度Ｒ１に基づいて、
この値を一定に保つように制御される。一方、照明装置
57Ｂは、図示した位置に設けられた照度計７Ｊ2 にて測
定された照度Ｒ２に基づいて、この値をやはり一定に保
つように制御される。同じ室内の近くに設置された両照
明装置には相互干渉が生じる。例えば、照度Ｒ１が所望
の値であったとして、照度Ｒ２がそれよりもかなり低い
値になっていたとする。両照明装置がそれぞれ単独で制
御されている場合、照明装置５７Ａでは蛍光灯５９Ａが
同じ明るさを保ち、照明装置５７Ｂでは蛍光灯５９Ｂが
明るさを増加させる。すると、照度Ｒ２は所定の値に向
けて上昇するが、照度Ｒ１も共に上昇してしまう。この
ような相互干渉を考えると、照度Ｒ２が低くなったとき
には、照明装置５７Ａの蛍光灯５９Ａの明るさをむしろ
抑えることが必要である。
【０１４５】照明強度制御装置２Ｊ1の単独照明制御装
置３Ｊ1は、入力した照度Ｒ１とこの目標値ｒ1との偏差
に基づいて、照度Ｒ１を目標値ｒ1になるように照明強
度調節器５８Ａを制御する。協調制御装置４Ｊ1は、照
明強度制御装置２Ｊ2の制御対象である蛍光灯５９Ｂに
よる照度Ｒ２の関数として定義される協調制御則に従
い、単独照明制御装置３Ｊ1 による照明強度調節器５８
Ａの調節を補正する。調整装置５Ｊ1は、協調制御装置
４Ｊ1の協調制御則のゲインを調節する。一方、照明強
度制御装置２Ｊ2 の単独照明制御装置３Ｊ2 は、入力し
た照度Ｒ１２この目標値ｒ2 との偏差に基づいて、照度
Ｒ２を目標値ｒ2 になるように照明強度調節器５８Ｂを
制御する。協調制御装置４Ｊ2は、照明強度制御装置２
Ｊ1の制御対象である蛍光灯５９Ａによる照度Ｒ１の関
数として定義される協調制御則に従い、単独照明制御装
置３Ｊ2による照明強度調節器５８Ｂの調節を補正す
る。
【０１４６】本実施例によれば、同一室内に何台の照明
装置を設置しても、それらの相互干渉に適した協調的制
御が自動的になされる。また、任意の照明装置の停止及
び故障に関しても照度の測定結果さえ他の照明強度制御
装置に入力できれば、前述の公益的協調制御を用いるこ
とによって或る照明強度制御装置の欠損をある程度カバ
ーできる。
【０１４７】本実施例は、図１に示す実施例と同様な作
用及び効果を得ることができる。
【０１４８】本発明の他の実施例である制御システム１
Ｋを図３６により説明する。
【０１４９】制御システム１Ｋは、制御装置モジュール
２Ｋ1及び制御装置モジュール２Ｋ2を備える。制御装置
モジュール２Ｋ1及び制御装置モジュール２Ｋ2は、制御
対象が異なるが、実質的に同じ機能を有する。これらの
制御装置モジュールは、制御システムにおいて、新たな
制御対象及びこれを制御する新たな制御装置モジュール
が追加されたとき、及び制御対象及びこれを制御する制
御装置モジュールが切り離されたとき、協調制御装置内
の制御関数をそれに応じて増減できる機能を有する。
【０１５０】各々の制御装置モジュールの構成を、制御
装置モジュール２Ｋ1 を例に取って説明する。制御装置
モジュール２Ｋ1 は、単独制御装置３Ｋ1 ，協調制御装
置４Ｋ1 ，調整装置５Ｋ1及び合成装置６Ｋ1を有する。
協調制御装置を除き、制御装置モジュール２Ｋに含まれ
る各装置は、図１に示す制御装置モジュール２に含まれ
る各装置と機能的に実質的に同じである。単独制御装置
３Ｋ1 及び協調制御装置４Ｋ1の各出力信号を合成する
合成装置６Ｋ1の出力である制御信号Ｕi は、制御対象
８Ｋを制御する。７Ｋ1 はセンサである。
【０１５１】本実施例に含まれる協調制御装置４Ｋ
1 は、制御関数生成手段６１，制御関数消去手段６０及
び制御演算手段６２を含む。制御関数生成手段６１及び
制御関数消去手段６０は、他モジュールから送信されて
くる通信メッセージを解読し、かつ通信メッセージに含
まれている制御変数の通知部分を調べる手段（通信メッ
セージ解読手段）を有する。
【０１５２】制御関数生成手段６１は、図示されていな
いが、通信メッセージ解読手段により新しい他モジュー
ルに対する制御変数ｘj が含まれていると解読されたと
き、判定手段Ａが新しい他モジュールに対する制御変数
ｘj が繰返し入力されているかを判定し、繰返し入力さ
れている場合には作成手段でその制御変数ｘj に対する
制御関数ｆij（ｘj）を作成する。作成された制御関数
ｆij（ｘj）は、制御演算手段６２のメモリ（図示せ
ず）に記憶される。制御演算手段６２内の制御関数の数
が変化したことが、制御演算手段６２から調整装置５Ｋ
1 に伝えられる。この時、調整装置５Ｋ1 は、制御演算
手段６２にもともと記憶されている制御関数及び新たに
追加された制御関数のゲインを、自モジュールの制御変
数ｘi に基づいて調節する。
【０１５３】制御関数消去手段６０は、図示していない
が、通信メッセージ解読手段，判定手段Ｂ及び消去手段
を備える。判定手段Ｂは、通信メッセージ解読手段で解
読した他モジュールに対する制御変数ｘj のうち、一定
期間以上に渡って途絶えている制御変数ｘjが存在する
かを判定する。この制御変数ｘjが存在する場合には、
消去手段は、制御演算手段６２に記憶されている制御関
数のうち、該当する制御関数を消去する。制御演算手段
６２内の制御関数の数が変化したことが、制御演算手段
６２から調整装置５Ｋ1に伝えられる。この時、調整装
置５Ｋ1は、制御変数ｘiを用いて制御演算手段６２に残
っている全制御関数のゲインを調節する。制御演算手段
６２は、入力した他モジュールの制御変数を用いてゲイ
ンが調節された制御関数の演算を行い、協調制御信号ｕ
i(制御関数が複数ある場合には、入力した制御変数毎に
対応する制御関数の演算を行い、その後、各制御関数の
演算結果を加えて得られる協調制御信号ｕi）を出力す
る。
【０１５４】本実施例は、制御システムにおいて、新た
な制御対象及びこれを制御する新たな制御装置モジュー
ルが追加された状態、及び制御対象及びこれを制御する
制御装置モジュールが切り離された状態に応じて、制御
システムを構成する各制御装置モジュールの協調制御装
置内の制御関数を、自動的に増減できる。従って、制御
対象及びこれを制御する制御装置モジュールの追加及び
切り離し後の制御システムにおいても、自モジュールの
協調制御装置は、各他モジュールが制御する各制御対象
における制御変数の測定値に基づいて、協調制御信号を
出力することができる。
【０１５５】例えば、制御装置モジュール２Ｋ1 がスタ
ンドアローンで動作し、単独制御装置３Ｋ1 による制御
対象８Ｋの単独制御を行っていたとする。ここで、制御
装置モジュール２Ｋ2 、及び制御装置モジュール２Ｋ2
により制御される制御対象８ｋ1 が新たに付加されて制
御システム１Ｋが構成されたとする。制御対象８Ｋと制
御対象８ｋ1 は、これらの制御対象における制御変数の
変化が互いに影響しあうように設置されている。関数生
成手段６１は、新たな制御変数ｘj が存在すると判定す
るので、この制御変数ｘjに対応する制御関数ｆ
ij（ｘj）を作成し、制御関数ｆij（ｘj）を演算制御手
段６２に記憶させる。調節装置５Ｋ1は、制御関数の数
の変化の通知を受けるので、制御変数ｘiにより制御関
数ｆij（ｘj）のゲインを調節する。演算制御手段６２
は、制御変数ｘj 及び制御装置モジュール２Ｋ2の単独
制御装置に対する目標値ｒ2に基づいて、ゲインが調節
された制御関数ｆij（ｘj）の演算を行い、協調制御信
号ｕiを出力する。合成装置６Ｋ1 は、協調制御信号
ｕi、及び単独制御装置３Ｋ1の出力である単独制御信号
ｕiiを合成して制御信号Ｕiを出力する。制御対象８Ｋ
は、制御信号Ｕiに基づいて制御される。
【０１５６】また、制御装置モジュール２Ｋ1及び制御
装置モジュール２Ｋ2を備える制御システム１Ｋから、
制御装置モジュール２Ｋ2 を切離し、更に制御対象８Ｋ
と制御対象８ｋ1 がそれぞれの制御変数の変化が互いに
影響しあう関係を解消するように分離されたことを想定
する。このとき、協調制御装置４Ｋ1 の制御関数消去手
段６０の機能により、演算制御手段６２内の制御関数ｆ
ij(ｘj）が消去される。元々、演算制御手段６２は制御
関数ｆij(ｘj）だけを記憶していたので、演算制御手段
６２から協調制御信号ｕiが出力されず、制御装置モジ
ュール２Ｋ1は、単独制御装置３Ｋ1 の出力によるスタ
ンドアローンの動作を実行する状態に簡単に移行する。
【０１５７】このように、本実施例は、制御対象及びこ
れを制御する制御装置モジュールの追加及び切り離しを
容易に行え、それに対応して協調制御装置内の制御関数
の数を簡単に変更でき、変更後交互の制御関数を考慮し
て制御対象に対して協調制御を反映することができる。
【０１５８】本実施例の制御システム２Ｋは、図１の実
施例と同様な作用及び効果も得ることができる。
【０１５９】前述した通信メッセージ解読手段を制御関
数生成手段６１及び制御関数消去手段６０から取り出
し、協調制御装置４Ｋ1 内に独立して設けることも可能
である。この場合は、通信メッセージ解読手段の出力を
制御関数生成手段及び制御関数消去手段に伝える。
【０１６０】本発明の他の実施例である制御システム１
Ｌを図３７により説明する。
【０１６１】制御システム１Ｌは、制御装置モジュール
２Ｌ1及び制御装置モジュール２Ｌ２を備える。制御装
置モジュール２Ｌ１及び制御装置モジュール２Ｌ2は、
制御対象が異なるが、実質的に同じ機能を有する。
【０１６２】各々の制御装置モジュールの構成を、制御
装置モジュール２Ｌ1 を例に取って説明する。制御装置
モジュール２Ｌ1 は、単独制御装置３Ｌ1 ，協調制御装
置４Ｌ1 ，調整装置５Ｌ1及び合成装置６Ｌ1を有する。
協調制御装置を除き、制御装置モジュール２Ｌに含まれ
る各装置は、図１に示す制御装置モジュール２に含まれ
る各装置と機能的に実質的に同じである。単独制御装置
３Ｋ1 及び協調制御装置４Ｋ1の各出力信号を合成する
合成装置６Ｋ1の出力である制御信号Ｕi は、制御対象
８Ｌを制御する。７Ｌ1 はセンサである。
【０１６３】本実施例に含まれる協調制御装置４Ｌ
1は、図３６に示した協調制御手段４Ｋ1の構成に相関判
定手段６３を追加し、制御関数生成手段６１及び制御関
数消去手段６０から通信メッセージ解読手段をそれぞれ
取り除いたものである。相関判定手段６３は、一定時間
内における自モジュールの制御変数ｘi と他モジュール
の制御変数ｘj との相関を調べ、これらに相関がある場
合には制御関数生成手段６１を動作させ、その相関がな
い場合には制御関数消去手段６０を動作させる。その相
関に応じて、演算制御手段６２内の制御関数が、制御関
数生成手段６１または制御関数消去手段６０により増減
される。
【０１６４】本実施例は、図３６の実施例と同様な作用
効果を得ることができる。
【０１６５】本発明の他の実施例である制御システム１
Ｍを図３８に基づいて以下に説明する。本実施例は、図
１の実施例の制御装置モジュール２及び２Ａに待機系の
単独制御部を有する制御装置６４Ｍ1 及び６４Ｍ2 を設
けたものである。制御システム１Ｍは、制御装置モジュ
ール２Ｍ1 及び２Ｍ2 を有する。制御装置モジュール２
Ｍ1 は、単独制御装置３Ｍ1 ，調整装置５Ｍ1 ，合成装
置６Ｍ1 ，協調制御装置６４Ｍ1，切替装置６６Ａ、及
び切替制御装置６７Ｍ1を備える。制御装置モジュール
２Ｍ2は、単独制御装置３Ｍ2，調整装置５Ｍ2，合成装
置６Ｍ2，協調制御装置６４Ｍ2，切替装置６６Ｂ、及び
切替制御装置６７Ｍ2を備え、制御装置モジュール２Ｍ1
と同じ機能を有する。
【０１６６】協調制御装置６４Ｍ1は、協調制御部４Ｍ1
及び待機系の単独制御部６５Ｍ1 を有する。協調制御部
４Ｍ1 は、図１の実施例の協調制御装置４と同じ様に機
能する。単独制御部６５Ｍ1は、単独制御装置３Ｍ1が故
障した場合のバックアップのために設けられている。切
替装置６７Ｍ1は、通常、合成装置６Ｍ1に接続されてい
る。切替制御装置６７Ｍ1は、単独制御装置６Ｍ1の出力
を入力し、単独制御装置６Ｍ1 の異常の有無を判定し、
単独制御装置６Ｍ1 が異常状態になったとき切替装置６
７Ｍ1 を単独制御部６５Ｍ1 に接続する。この操作によ
り、協調制御部４Ｍ1による制御が停止される。単独制
御装置６Ｍ1が異常状態になったとき、制御対象８は、
単独制御部６５Ｍ1によって制御されるだけである。
【０１６７】本実施例は、単独制御装置６Ｍ1が故障し
てもこの機能を単独制御部６５Ｍ1で代行することがで
きる。本実施例は、図１の実施例と同様な作用及び効果
も得ることができる。
【０１６８】図３９に示す本発明の他の実施例である制
御システム１Ｎは、図３８の実施例を改良したものであ
る。すなわち、１つの制御装置モジュール内の単独制御
機能及び協調制御機能が消失しても、これらの機能を代
行する単独制御機能及び協調制御機能を発揮できる仕組
みをその制御装置モジュールに設けたものである。
【０１６９】制御システム１Ｎは、制御装置モジュール
２Ｎ1 及び２Ｎ2 を備える。制御装置モジュール２Ｎ1
は、制御装置７０Ａ及び７０Ｂ，調整装置５Ｎ1 ，合成
装置６Ｎ1，切替装置６６Ａ及び６９Ａ、及び切替制御
装置６７Ｍ1 及び６８Ｎ1を備える。制御装置７０Ａ
は、単独制御装置７０Ａ2及び協調制御装置７０Ａ1を有
する。制御装置７０Ｂは、単独制御装置７０Ｂ2 及び協
調制御装置７０Ｂ1 を有する。制御装置モジュール２Ｎ
2 は、制御装置７１Ａ及び７１Ｂ，調整装置５Ｎ2，合
成装置６Ｎ2 ，切替装置６６Ｂ及び６９Ｂ、及び切替制
御装置６７Ｍ2 及び６８Ｎ2 を備える。制御装置７１Ａ
は、単独制御装置７１Ａ2 及び協調制御装置７１Ａ1 を
有する。制御装置７１Ｂは、単独制御装置７１Ｂ2 及び
協調制御装置７１Ｂ1を有する。制御装置７０Ｂ及び７
１Ｂは待機系の制御装置である。
【０１７０】制御装置モジュール２Ｎ1及び２Ｎ2は同じ
機能を有するので、制御装置モジュール２Ｎ1 によりそ
れらの機能を説明する。
【０１７１】通常は、制御装置７０Ａの、協調制御装置
７０Ａ1 が切替装置６９Ａにより合成装置６Ｎ1に接続
され、単独制御装置７０Ａ2が切替装置６６Ａにより合
成装置６Ｎ1に接続されている。切替制御装置６８Ｎ1に
より協調制御装置７０Ａ1 の異常が検出されたときに
は、切替制御装置６８Ｎ1 の機能により、切替装置６９
Ａは待機系の協調制御装置７０Ｂ1 と合成装置６Ｎ1 と
を接続する。切替制御装置６８Ｍ1により単独制御装置
７０Ａ2の異常が検出されたときには、切替制御装置６
８Ｍ1の機能により、切替装置６６Ａは待機系の単独制
御装置７０Ｂ2と合成装置６Ｎ1 とを接続する。調整装
置５Ｎ1は、協調制御装置７０Ａ1及び協調制御装置７０
Ｂ1のゲインを調節することができる。
【０１７２】本実施例によれば、常用系の協調制御装置
７０Ａ1及び単独制御装置７０Ａ2が異常になっても、待
機系の協調制御装置７０Ｂ1及び単独制御装置７０Ｂ2に
よって制御対象８を制御することができる。
【０１７３】本実施例は、図１の実施例と同様な作用及
び効果を得ることができる。
【０１７４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、１つ
の協調制御装置が異常になっても、この協調制御装置が
含まれる制御モジュールでは単独制御装置が機能し、他
の制御モジュールでは単独制御装置及び協調制御装置が
機能しているので、各々の制御モジュールによる該当す
る制御対象の制御を継続できる。更に、正常な制御モジ
ュールにおける、自モジュールの制御対象における制御
変数の測定値を入力する単独制御装置、及び他モジュー
ルの制御対象における制御変数の測定値を入力する協調
制御装置の作用によって、各制御対象における制御変数
の変化の相互干渉を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である制御システムの構成図
である。
【図２】図１の調整装置の処理手順を示す説明図であ
る。
【図３】図２の処理手順の他の実施例の説明図である。
【図４】本発明の他の一実施例である制御システムの構
成図である。
【図５】本発明の他の一実施例である制御システムの構
成図である。
【図６】本発明の他の一実施例である制御システムの構
成図である。
【図７】本発明の他の一実施例である制御システムの構
成図である。
【図８】図５の実施例の一使用形態を示す説明図であ
る。
【図９】図６の実施例の一使用形態を示す説明図であ
る。
【図１０】タンクの水位制御に適用した本発明の他の一
実施例である制御システムの構成図である。
【図１１】従来の単独制御だけの場合における制御応答
を示す説明図である。
【図１２】図１０の実施例における制御応答を示す説明
図である。
【図１３】図１０に示す調整装置における処理手順を示
す説明図である。
【図１４】図１０の実施例において１つの協調制御装置
が故障した場合の状態を示す説明図である。
【図１５】公益的協調制御を適用した本発明の他の一実
施例である制御システムの構成図である。
【図１６】物体の位置決め装置に適用した本発明の他の
一実施例である制御システムの構成図である。
【図１７】図１６の物体の位置決め装置の力学的なモデ
ルを示す説明図である。
【図１８】図１６の制御システムの詳細構成図である。
【図１９】従来の単独制御だけの場合における制御応答
を示す説明図である。
【図２０】図１８の制御システムによる制御応答を示す
説明図である。
【図２１】図１８の協調制御装置のゲイン(Ｐ６−Ｐ５)
の調節による変化を示す説明図である。
【図２２】図１８の協調制御装置のゲイン(Ｐ６−Ｐ５)
の調節による変化を示す説明図である。
【図２３】図１６の実施例の効果を示す制御応答グラフ
の説明図である。
【図２４】図１６のサーボシリンダ２１とサーボシリン
ダ２７とが分離した状態を示す。
【図２５】図２４の状態での力学的なモデルを示す説明
図である。
【図２６】図１６の２つのサーボシリンダの分離及び結
合が繰返されたときの制御変数ｘ1 の変化を示す説明図
である。
【図２７】図１６の２つのサーボシリンダの分離及び結
合が繰返されたときの制御変数ｘ3 の変化を示す説明図
である。
【図２８】沸騰水型原子炉プラントに適用した本発明の
他の一実施例である制御システムの構成図である。
【図２９】図２８の制御システムの詳細構成図である。
【図３０】空調システムに適用した本発明の他の一実施
例である制御システムの構成図である。
【図３１】図３０の制御システムの詳細構成図である。
【図３２】音響システムに適用した本発明の他の一実施
例である制御システムの構成図である。
【図３３】図３２の制御システムの詳細構成図である。
【図３４】照明システムに適用した本発明の他の一実施
例である制御システムの構成図である。
【図３５】図３４の制御システムの詳細構成図である。
【図３６】本発明の他の一実施例である制御システムの
構成図である。
【図３７】本発明の他の一実施例である制御システムの
構成図である。
【図３８】本発明の他の一実施例である制御システムの
構成図である。
【図３９】本発明の他の一実施例である制御システムの
構成図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｅ1 ，１Ｆ，１
Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ，１Ｍ，１Ｎ…制御
システム、２，２Ａ，２Ａ1 ，２Ａ2 ，２Ｂ，２Ｄ1 ，
２Ｄ2 ，２Ｄ3 ，２Ｄ4 ，２Ｆ1 ，２Ｆ2 ，２Ｋ1 ，２
Ｋ2 ，２Ｌ1 ，２Ｌ2，２Ｍ1，２Ｍ2，２Ｎ1，２Ｎ2 …
制御装置モジュール、２Ｇ1 …再循環制御装置、２Ｇ2
…圧力制御装置、２Ｈ1，２Ｈ2…空調制御装置、２
Ｉ1，２Ｉ2…音響制御装置、２Ｊ1，２Ｊ2…照明強度制
御装置、３，３Ａ，３Ｄ1 ，３Ｄ2 ，３Ｆ1，３Ｆ2…単
独制御装置、４，４Ａ，４Ｄ1，４Ｄ2，４Ｆ1，４Ｆ2…
協調制御装置、５，５Ａ，５Ａ1，５Ａ2，５Ｄ1，５
Ｄ2，５Ｆ1，５Ｆ2…調整装置、６，６Ｄ1，６Ｄ2，６
Ｆ1，６Ｆ2…合成装置、７，７Ａ…センサ、７Ｄ1，７
Ｄ2…水位計、７Ｆ1，７Ｆ2…回転角変位検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木伏 春夫 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 エネルギー研究 所内 (56)参考文献 特開 昭60−43703（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−138907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05B 11/32 G05B 7/02

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の制御モジュールを備え、前記各々の
    制御モジュールが、自モジュールの制御対象における制
    御変数の測定値を入力する単独制御装置と、他モジュー
    ルの制御対象における制御変数の測定値を入力する協調
    制御装置とを備え、前記単独制御装置の出力及び前記協
    調制御装置の出力に基づいて該当する制御対象を制御す
    る単独及び協調制御機能を有する制御システム。
  2. 【請求項２】前記単独制御装置の出力を前記協調制御装
    置の出力に基づいて補正する補正装置を有し、この補正
    装置の出力に基づいて該当する制御対象を制御する請求
    項１記載の単独及び協調制御機能を有する制御システ
    ム。
  3. 【請求項３】前記単独制御装置の出力と前記協調制御装
    置の出力とを合成する合成装置を有し、この合成装置の
    出力に基づいて該当する制御対象を制御する請求項１記
    載の単独及び協調制御機能を有する制御システム。
  4. 【請求項４】前記各々の制御モジュールが、自モジュー
    ルの制御対象における制御変数の測定値を入力し前記協
    調制御装置のゲインを調節する調整装置を備えている請
    求項１，２または３項の単独及び協調制御機能を有する
    制御システム。
  5. 【請求項５】前記調整装置は、変更したゲインを求める
    手段と、この変更したゲインに基づく制御対象の制御応
    答の改善を、前記自モジュールの制御対象における制御
    変数の測定値に基づいて判定する判定手段とを有する請
    求項４の単独及び協調制御機能を有する制御システム。
  6. 【請求項６】前記協調制御装置が、前記他モジュールの
    制御対象に対する制御変数の測定値に基づいて、制御関
    数により前記協調制御装置の出力を得る演算手段と、他
    モジュールの制御対象に対する制御変数の測定値に基づ
    いて、前記演算手段内の前記制御関数を増減させる手段
    とを備えた請求項１記載の単独及び協調制御機能を有 す
    る制御システム。
  7. 【請求項７】前記制御関数増減手段は、前記他モジュー
    ルの制御対象に対する制御変数の測定値の入力が途絶え
    たときに、前記演算手段内におけるこの制御変数に関す
    る制御関数を削除する手段と、新たな他モジュールの制
    御対象に対する制御変数の測定値が繰返し入力されてい
    るときに、この制御変数に関する制御関数を作成し、こ
    の制御関数を前記演算手段内に記憶させる手段とを備え
    た請求項６記載の単独及び協調制御機能を有する制御シ
    ステム。
  8. 【請求項８】前記協調制御装置が、前記他モジュールの
    制御対象に対する制御変数の測定値に基づいて、制御関
    数により前記協調制御装置の出力を得る演算手段と、他
    モジュールの制御対象に対する制御変数の測定値に基づ
    いて、前記演算手段内の前記制御関数を増減させる手段
    と、自モジュールの制御対象に対する制御変数と他モジ
    ュールの制御対象に対する制御変数との相関が所定値以
    上あるとき、前記制御関数増減手段に、制御関数の増加
    を支持する手段を有する請求項１記載の単独及び協調制
    御機能を有する制御システム。
  9. 【請求項９】前記協調制御装置が、前記他モジュールの
    制御対象に対する制御変数の測定値に基づいて、制御関
    数により前記協調制御装置の出力を得る演算手段と、他
    モジュールの制御対象に対する制御変数の測定値に基づ
    いて、前記演算手段内の前記制御関数を増減させる手段
    とを備えた請求項４記載の単独及び協調制御機能を有す
    る制御システム。
  10. 【請求項１０】前記協調制御装置が、前記他モジュール
    の制御対象に対する制御変数の測定値に基づいて、制御
    関数により前記協調制御装置の出力を得る演算手段と、
    他モジュールの制御対象に対する制御変数の測定値に基
    づいて、前記演算手段内の前記制御関数を増減させる手
    段と、自モジュールの制御対象に対する制御変数と他モ
    ジュールの制御対象に対する制御変数との相関が所定値
    以上あるとき、前記制御関数増減手段に、制御関数の増
    加を支持する手段を有する請求項４記載の単独及 び協調
    制御機能を有する制御システム。
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