JP2962793B2 - Flow control device - Google Patents

Flow control device

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JP2962793B2
JP2962793B2 JP24149990A JP24149990A JP2962793B2 JP 2962793 B2 JP2962793 B2 JP 2962793B2 JP 24149990 A JP24149990 A JP 24149990A JP 24149990 A JP24149990 A JP 24149990A JP 2962793 B2 JP2962793 B2 JP 2962793B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば計量槽または貯留槽等の貯槽から導
出される粉、粒、液体等の被計量物の流量がほぼ一定に
なるように操作制御する、例えばロスインウエイト式、
ベルト式等の流量制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method in which a flow rate of an object to be weighed such as powder, granules, or a liquid derived from a storage tank such as a measuring tank or a storage tank is substantially constant. Operation control, for example, loss-in-weight type,
The present invention relates to a flow control device such as a belt type.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

まず、例としてロスインウエイト式の流量制御装置に
ついて説明する。
First, a loss-in-weight type flow control device will be described as an example.

第33図において、貯槽である計量槽1にはロードセル
等の計量器2が設けられているとともに、計量槽1内の
粉等の被計量物は下方からスクリューフィーダ3によっ
て導出される。この計量器2からのアナログ計量信号は
A/D変換器4によりディジタル計量信号に変換されてス
クリューフィーダ3に対するコントローラ5に供給され
る。このコントローラ5においては、ディジタル計量信
号にもとづき計量槽1内からスクリューフィーダ3によ
って導出される被計量物の単位時間当りの流量重量値お
よび累積重量値を演算するとともに、これら演算された
流量重量値および累積重量値と、設定された目標流量重
量値および目標累積重量値とを比較する。この比較結果
にもとづいて計量槽1内から導出される被計量物の流量
がほぼ一定になるようにスクリューフィーダ3を操作制
御する。
In FIG. 33, a weighing tank 1 serving as a storage tank is provided with a weighing device 2 such as a load cell, and an object to be weighed such as powder in the weighing tank 1 is led out from below by a screw feeder 3. The analog weighing signal from the weighing device 2 is
The signal is converted into a digital weighing signal by the A / D converter 4 and supplied to the controller 5 for the screw feeder 3. The controller 5 calculates the flow weight value and the cumulative weight value per unit time of the object to be weighed, which are derived from the weighing tank 1 by the screw feeder 3 based on the digital weighing signal, and calculates the calculated flow weight value. And the accumulated weight value are compared with the set target flow rate weight value and target accumulated weight value. The operation of the screw feeder 3 is controlled based on the comparison result such that the flow rate of the object to be weighed out of the weighing tank 1 becomes substantially constant.

従来、前述されたような流量制御装置の制御系として
は、フィードバック制御系よりもむしろ立上り特性の良
さから、第38図に示されるように設定された目標流量重
量値とフィードフォワード比例要素の係数Kffとにより
操作制御量が演算され、その操作制御量がフィーダ系、
具体的にはスクリューフィーダ3に供給されるフィード
フォワード制御系が用いられている。
Conventionally, as a control system of the flow control device as described above, the target flow weight value and the coefficient of the feedforward proportional element set as shown in FIG. An operation control amount is calculated from K ff, and the operation control amount is
Specifically, a feedforward control system supplied to the screw feeder 3 is used.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、フィードフォワード制御系においては、フ
ィードフォワード比例要素の係数Kffおよびフィードバ
ック比例要素の係数Kfbが適正に設定されている場合に
は、第34図に示されているように被計量物の単位時間当
りの流量重量値および累積重量値がともに目標流量重量
値あよび目標累積重量値の通りに制御される。しかしな
がら、例えばフィードフォワード比例要素の係数Kff
適正に設定されていない場合には、第35図および第36図
に示されているように単位時間当りの流量重量値は目標
流量重量値の通りに制御されるが、累積重量値において
はオフセットが生じる、このオフセットをなくすために
フィードバック比例要素の係数Kfbを大きく設定したの
が第37図に示されているものであって、累積重量値は目
標累積重量値の通りにはなっているが、流量重量値の変
動が大きく、適正な制御状態とは言えない。
Incidentally, in the feedforward control system, if the coefficient K fb coefficient K ff and feedback proportional element of the feedforward proportional element is properly configured, the objects to be weighed as shown in FIG. 34 Both the flow weight value and the cumulative weight value per unit time are controlled according to the target flow weight value and the target cumulative weight value. However, for example, when the coefficient K ff of the feedforward proportional element is not properly set, the flow weight value per unit time is equal to the target flow weight value as shown in FIGS. 35 and 36. However, an offset occurs in the accumulated weight value.In order to eliminate the offset, the coefficient K fb of the feedback proportional element is set to be large, as shown in FIG. 37. Is the same as the target cumulative weight value, but the flow rate weight value fluctuates greatly and cannot be said to be in an appropriate control state.

前述のフィードフォワード比例要素の係数Kffの設定
が適正でないという状態は、次の条件によって発生す
る。
The state where the setting of the coefficient Kff of the feedforward proportional element is not appropriate occurs under the following conditions.

1.被計量物のかさ密度の設定時点からの変化または設定
誤り 2.被計量物の流動特性の変化 3.フィーダ効率の変化 したがってフィードフォワード制御系の場合には、制
御特性および制御精度を維持するためには、被計量物の
かさ密度、流動特性の変化、フィーダ効率の変化毎に、
フィードフォワード比例要素の係数Kffを設定し直さね
ばならないという問題点がある。
1. Change or incorrect setting of bulk density of weighing object from setting time 2. Change of flow characteristic of weighing object 3. Change of feeder efficiency Therefore, in the case of feedforward control system, control characteristics and control accuracy are maintained To do this, for each change in bulk density, flow characteristics, and feeder efficiency of the object to be weighed,
There is a problem that the coefficient K ff of the feedforward proportional element must be reset.

本発明は、このような問題点を解消することを目的と
し、被計量物の流量制御系としてファジィ制御系を用い
ることにより従来のフィードフォワード比例要素を用い
ることなく、また従来のフィードフォワード比例要素の
係数を用いる場合には、例えば被計量物のかさ密度,流
動特性の変化毎にそのフィードフォワード比例要素の係
数を設定しなおすことなく、良好な制御特性,制御精度
が維持できる流量制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem without using a conventional feedforward proportional element by using a fuzzy control system as a flow rate control system for an object to be weighed, and using a conventional feedforward proportional element. In the case where the coefficient is used, for example, a flow control device capable of maintaining good control characteristics and control accuracy without resetting the coefficient of the feedforward proportional element for each change in the bulk density and flow characteristics of the object to be weighed. To provide.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明による流量制御装置は、前述された目的を達成
するために、構成上の特徴は第1図に示されているよう
に、 計量器を備える貯層からフィーダにより導出される被
計量物の流量がほぼ一定になるように前記フィーダを操
作制御する流量制御装置において、 (a) 設定される単位時間当りの目標流量重量値,目
標累積重量値および前記計量器から得られる信号にもと
づく重量値を用いて、偏差流量重量値,偏差流量重量値
の変化量および偏差累積重量値を算出する変数値計算部
(1)、 (b) 制御ルール前件部変数に前記偏差流量重量値と
偏差流量重量値の変化量とを用いてファジィ推論演算に
より第1のファジィ推論値を得る第1のファジィ推論部
(2)、 (c) 制御ルール前件部変数に前記偏差累積重量値を
用いてファジィ推論演算により第2のファジィ推論値を
得る第2のファジィ推論部(3)および (d) これら第1および第2のファジィ推論部による
第1および第2のファジィ推論値の所定割合による加算
にもとづき操作制御量を得る操作制御量演算部(4) または、 (d) これら第1および第2のファジィ推論部による
第1および第2のファジィ推論値のうち、第1のファジ
ィ推論値の絶対値と第2のファジィ推論値に所定係数を
乗算した絶対値とを比較し、大なる方の選択にもとづき
操作制御量を得る操作制御量演算部(4)′ を有するファジィ制御手段を具えることである。
In order to achieve the above-described object, the flow control device according to the present invention has a structural feature as shown in FIG. A flow controller for operating and controlling the feeder so that the flow rate is substantially constant, comprising: (a) a target flow weight value, a target cumulative weight value per set unit time, and a weight value based on a signal obtained from the measuring device. A variable value calculation unit (1) for calculating the deviation flow weight value, the variation amount of the deviation flow weight value, and the deviation cumulative weight value by using (1), (b) the deviation flow weight value and the deviation flow as the control rule antecedent variables. A first fuzzy inference unit (2) for obtaining a first fuzzy inference value by a fuzzy inference operation using the change amount of the weight value; and (c) fuzzy inference using the deviation cumulative weight value as a control rule antecedent variable. Inference performance A second fuzzy inference unit for obtaining a second fuzzy inference value by calculation, and (d) based on addition of the first and second fuzzy inference values by the first and second fuzzy inference values at a predetermined ratio. An operation control amount calculation unit (4) for obtaining an operation control amount, or (d) an absolute value of a first fuzzy inference value among the first and second fuzzy inference values by the first and second fuzzy inference units. Fuzzy control means having an operation control amount calculating section (4) 'for obtaining an operation control amount based on a larger selection by comparing the second control value with an absolute value obtained by multiplying a second fuzzy inference value by a predetermined coefficient. It is.

なお、第2のファジィ推論部(2)において第2のフ
ァジィ推論値を得るに、制御ルール前件部変数として目
標累積重量値からの偏作累積重量値に加えてその偏差累
積重量値の変化量を用いてファジィ推論演算により得る
ようにしても良い。
In addition, in order to obtain the second fuzzy inference value in the second fuzzy inference unit (2), in addition to the biased cumulative weight value from the target cumulative weight value and a change in the deviation cumulative weight value as a control rule antecedent variable. It may be obtained by a fuzzy inference operation using the quantity.

〔作用〕[Action]

本発明における前者の第1および第2のファジィ推論
値の所定割合による加算にもとづき操作制御量を得る場
合の各々被計量物のかさ密度が異なる実施例の説明の際
に用いる第6図乃至第8図の制御特性図により説明すれ
ば、いずれも単位時間当りの流量重量値および累積重量
値が目標流量重量値および目標累積重量値に収束してい
る。
FIG. 6 to FIG. 6 to FIG. 6 to FIG. 6 which are used in the description of an embodiment in which the bulk densities of the objects to be weighed are different when obtaining the operation control amount based on the addition of the first and second fuzzy inference values at a predetermined ratio in the present invention. 8, the flow weight value and the cumulative weight value per unit time converge to the target flow weight value and the target cumulative weight value.

また、同様に後者の第1および第2のファジィ推論値
のうち、第1のファジィ推論値の絶対値と第2のファジ
ィ推論値に所定係数を乗算した絶対値とを比較し、大な
る方の選択にもとづき操作制御量を得る場合の各々被計
量物のかさ密度が異なる実施例の説明の際に用いる第18
図乃至第20図の制御特性図により説明すれば、いずれも
目標流量重量値および目標累積重量値に収束している。
Similarly, of the latter first and second fuzzy inference values, the absolute value of the first fuzzy inference value is compared with the absolute value obtained by multiplying the second fuzzy inference value by a predetermined coefficient. In the case where the operation control amount is obtained based on the selection of the weighing object, the bulk density of each of the objects to be weighed is different from that of the eighteenth embodiment.
Explaining with reference to the control characteristic diagrams in FIGS. 20 to 20, all of the values converge to the target flow rate weight value and the target cumulative weight value.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

前述のように請求項1および2に係る発明において
は、流量に関する第1のファジィ推論値および累積重量
値に関する第2のファジィ推論値を用いて得られる操作
制御量により、流量および累積重量値をもとに目標値に
収束させることができる。したがって、被計量物のかさ
密度,流動特性の変化等毎にフィードフォワード比例要
素等のパラメータを設定し直すようなことがなく、良好
な制御特性、制御精度が維持できる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the flow rate and the cumulative weight value are determined by the operation control amount obtained using the first fuzzy inference value regarding the flow rate and the second fuzzy inference value regarding the cumulative weight value. It can be made to converge to the target value based on it. Therefore, it is possible to maintain good control characteristics and control accuracy without resetting the parameters such as the feedforward proportional element for each change in the bulk density and flow characteristics of the object to be weighed.

また、請求項3に係る発明においては、従来のフィー
ドフォワード制御系で用いられるフィードフォワード比
例要素の係数が変数値計算部に入力され、この係数を用
いて得られる運転開始時の操作制御量としての初期値を
用いることにより、この初期値を用いない場合と比較し
て流量および累積重量値共に目標値に収束するまでの時
間を短縮させる、すなわち立上り特性を向上させること
ができるという効果を奏する。なお、前フィードフォワ
ード比例要素の係数は、前記初期値の算出のみに用いら
れる。
Further, in the invention according to claim 3, the coefficient of the feedforward proportional element used in the conventional feedforward control system is input to the variable value calculation unit, and is used as the operation control amount at the start of operation obtained using this coefficient. By using the initial value, the time required for both the flow rate and the cumulative weight value to converge to the target value can be reduced as compared with the case where the initial value is not used, that is, the effect of improving the start-up characteristics can be achieved. . The coefficient of the previous feedforward proportional element is used only for calculating the initial value.

さらに、請求項4に係る発明においては、運転時の操
作制御量と目標流量重量値とによりフィーダ系比例要素
の値を演算し、この演算されたフィーダ系比例要素の値
が所定範囲外にある場合に第1および第2にファジィ推
論部の制御ルール後件部変数をの演算されたフィーダ系
比例要素の値により得られる変数値に修正することによ
り、操作制御量計算部で得られる操作制御量の変化量を
ファジィ集合が収束するまでの時間を短縮させることが
できるという効果を奏する。
Further, in the invention according to claim 4, the value of the feeder system proportional element is calculated based on the operation control amount during operation and the target flow rate weight value, and the calculated value of the feeder system proportional element is out of the predetermined range. In the first and second cases, the operation control obtained by the operation control amount calculation unit is corrected by modifying the consequent variable of the control rule of the fuzzy inference unit to a variable value obtained by the value of the calculated feeder system proportional element. This has the effect of reducing the time required for the fuzzy set to converge on the amount of change in the amount.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明による流量制御装置の具体的実施例につ
き、図面を参照しつつ説明する。
Next, a specific embodiment of the flow control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図には、ロスインウエイト式の流動制御装置にお
ける図示されない計量槽内の粉等の被計量物を下方から
導出させるスクリューフィーダに対するコントローラが
示されている。同様に、図示されない計量槽に設けられ
る計量器からA/D変換器によってディタル変換されたデ
ィジタル計量信号が順次に所定サンプリング間隔で変数
値計算部21に与えられる。この変数値計算部21において
は、これらディジタル計量信号にもとづいて、次の計算
が行なわれる。
FIG. 2 shows a controller for a screw feeder in a loss-in-weight type flow control device for drawing out an object to be weighed such as powder in a weighing tank (not shown) from below. Similarly, digital weighing signals digitally converted by the A / D converter from a weighing device provided in a weighing tank (not shown) are sequentially provided to the variable value calculation unit 21 at a predetermined sampling interval. In the variable value calculator 21, the following calculation is performed based on these digital weighing signals.

単位時間当りの流量重量値X(g/s): X=(Wn−Wn-1)/t Wn(g);今回のサンプリングによるディジタル計量
信号にもとづく重量値 Wn-1(g);前回のサンプリングによるディジタル計
量信号にもとづく重量値 t(s);サンプリング間隔 偏差流量重量値 Ex(g/s):Ex=Q−X (1) Q(g/s);単位時間当りの目標流量重量値偏差流量
重量値EX(g/s)のサンプリング間隔 t(s)毎の変化量ΔEx(g/s): ΔEx=Exn−Exn-1 (2) Exn;今回のサンプリング時に計算された偏差流量重量
値 Exn-1;前回のサンプリング時に計算された偏差流量重
量値 一方、流量制御として累積重量値制御も採用するため
に、次の計算も行なわれる。
Per unit time of the flow rate by weight value X (g / s): X = (W n -W n-1) / t W n (g); weight value based on the digital weight signals by the current sampling W n-1 (g ); Weight value based on digital weighing signal from previous sampling t (s); Sampling interval Deviation flow weight value E x (g / s): E x = Q-X (1) Q (g / s); Unit time per target flow rate weight value deviation rate weight value E X (g / s) of the sampling interval t (s) for each amount of change ΔE x (g / s): ΔE x = E xn -E xn-1 (2) E xn ; Deviation flow weight value calculated at the time of the current sampling E xn-1 ; Deviation flow weight value calculated at the time of the previous sampling On the other hand, the following calculation is also performed to adopt the cumulative weight control as the flow control .

流量制御開始からT(s)後の目標累積重量値 R(g):R=Q×T 偏差累積重量値EY(g):EY=R−Wn (3) Wn(g);流量制御開始からnt(s)後の累積重量値 次に、(1)、(2)式により得られた偏差流量重量
値EX(g/s)および偏差流量重量値EX(g/s)のサンプリ
ング間隔t(s)毎の変化量ΔEX(g/s)は第1のファ
ジィ演算部22Aに与えられるとともに、(3)式により
得られた偏差累積重量値EY(g)は第2のファジィ演算
部22Bに与えられる。この第1のファジィ演算部22Aにお
いては、第1の制御ルール部23Aからの第1の制御規則
を構成する制御ルールにもとづきファジィ演算が行なわ
れる。なお、この第1の制御規則は、偏差流量重量値EX
(g/s)および偏差流量重量値EX(g/s)のサンプリング
間隔t(s)毎に変化量ΔEX(g/s)を前件部とし、操
作制御量変化量dU(v)を後件部とする。このファジィ
演算による推論結果としては、操作制御量に対する第1
のファジィ推論値として第1の操作制御量変化量dU1
得られる。また、第2のファジィ演算部22Bにおいて
は、第2の制御ルール部23Bからの第2の制御規則を構
成する制御ルールにもとづきファジィ演算が行なわれ
る。なお、この第2の制御規則は、偏差累積重量値E
Y(g)を前件部とし、操作制御量変化量dU(v)を後
件部とする。このファジィ演算による推論結果として
は、操作制御量に対する第2のファジィ推論値として第
2の操作制御量変化量dU2が得られる。
Target cumulative weight value after T (s) from the start of flow rate control R (g): R = Q × T Deviation cumulative weight value E Y (g): E Y = R−W n (3) Wn (g); flow rate cumulative weight value after nt (s) from the control start Next, (1), (2) the error to flow weight values E X obtained by the equation (g / s) and the deviation rate weight value E X (g / s) The change amount ΔE X (g / s) at each sampling interval t (s) is given to the first fuzzy calculation unit 22A, and the deviation cumulative weight value E Y (g) obtained by the equation (3) is 2 fuzzy operation section 22B. In the first fuzzy operation unit 22A, fuzzy operation is performed based on the control rules constituting the first control rule from the first control rule unit 23A. Incidentally, the first control rule deviation rate weight value E X
(G / s) and the variation ΔE X (g / s) at each sampling interval t (s) of the deviation flow rate weight value E X (g / s) as the antecedent, and the operation control amount variation dU (v) Is the consequent part. As a result of the inference by the fuzzy operation, the first
First as a fuzzy inference value of the operation control quantity variation dU 1 is obtained. Further, in the second fuzzy calculation section 22B, fuzzy calculation is performed based on the control rules constituting the second control rule from the second control rule section 23B. Note that the second control rule is based on the deviation cumulative weight value E
Let Y (g) be the antecedent and let the operation control variable change dU (v) be the consequent. As an inference result by this fuzzy operation, a second operation control amount change amount dU 2 is obtained as a second fuzzy inference value for the operation control amount.

次に、本実施例に用いたファジィ推論法等について具
体的に説明する。
Next, the fuzzy inference method used in the present embodiment will be specifically described.

ファジィ推論法としてはファジィ関係の合成則にもと
づくマムダニ方法のMAX−MIN法を用いているとともに、
非ファジィ化は重心法を用い、推論式、言い換えれば制
御ルールの前件部および後件部はともにファジィ変数の
メンバーシップ関数として、第3図に示されている三角
形を用いている。なお、第3図におけるファジィレベル
は、次の意味を有している。
As a fuzzy inference method, the MAX-MIN method of the Mumdani method based on the composition rule of fuzzy relations is used,
The defuzzification uses the centroid method, and the inference formula, in other words, the antecedent and consequent parts of the control rule both use the triangle shown in FIG. 3 as the membership function of the fuzzy variable. The fuzzy level in FIG. 3 has the following meaning.

NB;負で大きい。 NM;負で中ぐらい。 NB; Negative and large. NM; negative and medium.

NS;負で小さい。 ZO;ゼロ。 NS; negative and small. ZO; zero.

PS;正で小さい。 PM;正で中ぐらい。 PS; positive and small. PM; positive and moderate.

PB;正で大きい。 PB; positive and large.

なお、第3図におけるSmax,SminはファジィラベルNB
=1,PB=1を与えるファジィ変数値であって、各偏差流
量重量値EX(g/s)、偏差流量重量値EX(g/s)のサンプ
リング間隔t(s)毎の変化量ΔEX(g/s)、偏差累積
重量値EY(g)および操作制御量変化量dU(v)のファ
ジィ集合において、次のように表わされる。
Note that S max and S min in FIG. 3 are fuzzy labels NB
= 1 gives PB = 1 a fuzzy variable value, the deviation rate weight value E X (g / s), the amount of change in each sampling interval t (s) of the deviation rate weight value E X (g / s) In a fuzzy set of ΔE X (g / s), the cumulative deviation weight value E Y (g), and the operation control amount change amount dU (v), they are expressed as follows.

偏差流量重量値EX(g/s): Smax=Keq×Qmax+QO Smin=−Smax 偏差流量重量値EX(g/s)のサンプリング間隔t
(s)毎の変化量ΔEX(g/s): Smax=Kdep×Qmax+Q′ Smin=−Smax 偏差累積重量値EY(g): Smax=Kew×Qmax+EYO Smin=−Smax Q(g/s);単位時間当りの目標流量重量値 Qmax(g/min);単位時間当りの最大目標流量重量値 QO,Q′(g/min);かさ上げの意味で制御系に合わ
せて設定される単位時間当りのかさ上げ流量重量値 EYO(g/min);かさ上げの意味で制御系に合わせて設
定される時間当たりのかさ上げ偏差累積重量値 CO ;定数 Keq,Kdeq;制御系の機構特性および被計量物の特性によ
って定められる係数 Kew(min);時間 Kcmp ;操作制御量重み係数 ところで、偏差流量重量値EX(g/s)および偏差流量
重量値EX(g/s)のサンプリング間隔t(s)毎の変化
量ΔEX(g/s)を前件部とし、操作制御量変化量dU
(v)を後件部とする第1の制御規則の一例としては、
次の通りである。
Deviation rate weight value E X (g / s): S max = K eq × Q max + Q O S min = -S max deviation rate weight value E X (g / s) of the sampling interval t
Change amount ΔE X (g / s) for each (s): S max = K dep × Q max + Q ′ O S min = −S max Deviation cumulative weight value E Y (g): S max = K ew × Q max + E YO S min = −S max Q (g / s); target flow rate weight per unit time Q max (g / min); maximum target flow rate weight per unit time Q O , Q ' O (g / min); control in the sense of raising Elevated flow weight per unit time set according to the system E YO (g / min); Cumulative weight per unit time deviation set according to the control system in the sense of elevating C O ; Constant K eq, K deq; control system of the mechanism characteristics and the coefficient determined by the characteristics of the objects to be weighed K ew (min); time K cmp; operation control quantity weight coefficient Incidentally, deviation rate weight value E X (g / s) and deviation rate weight value E X (g / s) of the sampling interval t (s) for each amount of change Delta] E X a (g / s) and antecedent, the operation control quantity variation dU
As an example of the first control rule having (v) as a consequent part,
It is as follows.

No.1;if EX=PB and ΔEX=ZO then dU=PB No.2;if EX=ZO and ΔEX=NB then dU=NB No.3;if EX=NB and ΔEX=ZO then dU=NB No.4;if EX=ZO and ΔEX=PB then dU=PB No.5;if EX=PM and ΔEX=ZO then dU=PM No.6;if EX=ZO and ΔEX=HM then dU=NM No.7;if EX=NM and ΔEX=ZO then dU=NM No.8;if EX=ZO and ΔEX=PM then dU=PM No.9;if EX=PS and ΔEX=ZO then dU=PS No.10;if EX=ZO and ΔEX=NS then dU=NS No.11;if EX=NS and ΔEX=ZO then dU=NS No.12;if EX=ZO and ΔEX=PS then dU=PS No.13;if EX=ZO and ΔEX=ZO then dU=ZO この第1の制御規則を表に示すと、次の表1の通りで
ある。
No.1; if E X = PB and ΔE X = ZO then dU = PB No.2; if E X = ZO and ΔE X = NB then dU = NB No.3; if E X = NB and ΔE X = ZO then dU = NB No.4; if E X = ZO and ΔE X = PB then dU = PB No.5; if E X = PM and ΔE X = ZO then dU = PM No.6; if E X = ZO and ΔE X = HM then dU = NM No.7; if E X = NM and ΔE X = ZO then dU = NM No.8; if E X = ZO and ΔE X = PM then dU = PM No.9; if E X = PS and ΔE X = ZO then dU = PS No. 10; if E X = ZO and ΔE X = NS then dU = NS No. 11; if E X = NS and ΔE X = ZO then dU = NS No. 12; if E X = ZO and ΔE X = PS then dU = PS No.13; if E X = ZO and ΔE X = ZO then dU = ZO When indicating this first control rule table, the following table 1 It is as follows.

また、偏差累積重量値EY(g)を前件部とし、操作制
御量変化量dU(v)を後件部とする第2の制御規則の一
例としては、次の通りである。
Further, an example of the second control rule in which the deviation accumulated weight value E Y (g) is the antecedent and the operation control amount change dU (v) is the consequent is as follows.

No.1;if EY=NB then dU=NB No.2;if EY=NM then dU=NM No.3;if EY=NS then dU=NS No.4;if EY=ZO then dU=ZO No.5;if EY=PS then dU=PS No.6;if EY=PM then dU=PM No.7;if EY=PB then dU=PB この第2の制御規則を表に示すと、次の表2の通りで
ある。
No.1; if E Y = NB then dU = NB No.2; if E Y = NM then dU = NM No.3; if E Y = NS then dU = NS No.4; if E Y = ZO then dU = ZO No.5; if E Y = PS then dU = PS No.6; if E Y = PM then dU = PM No.7; if E Y = PB then dU = PB This is shown in Table 2 below.

次に、これら第1および第2の制御規則による前述の
メンバーシップ関数を用いての演算方法について説明す
る。
Next, an operation method using the above-described membership function according to the first and second control rules will be described.

まず、制御ルールの前件部における∧(min)演算に
ついて、第1の制御規則のNo.1制御ルールを例として、
第4図を参照しつつ説明するに、変数値計算部21で得ら
れた偏差流量重量値EX(g/s)および偏差流量重量値EX
(g/s)のサンプリング間隔t(s)毎の変化量ΔEX(g
/s)を偏差流量重量値EX1および変化量ΔEX1とする。こ
の偏差流量重量値EX1からファジィラベルPBに対する適
合度が得られ、また変化量ΔEX1からファジィラベルZO
に対する適合度が得られる。これら2個の適合度のうち
小さい方の値を操作制御変化量dU(v)のファジィ集合
のファジィラベルPBに対する適合度ωとして得る。
First, regarding the ∧ (min) operation in the antecedent part of the control rule, taking the No. 1 control rule of the first control rule as an example,
To be described with reference to Figure 4, the deviation rate weight value E X (g / s) obtained by the variable value calculation unit 21 and the deviation rate weight value E X
(G / s) change ΔE X (g at each sampling interval t (s)
/ s) to a deviation rate weight value E X1 and variation Delta] E X1. Fit is obtained for the fuzzy label PB from the deviation rate weight value E X1, also fuzzy label ZO of variation Delta] E X1
Is obtained. These obtained as adaptability omega 1 for fuzzy label PB fuzzy sets two values the operation control amount of change smaller of fitness dU (v).

同様に、第1の制御規則におけるNo.2〜No.13制御ル
ールについても各適合度ω〜ω13を得る。
Similarly, for the control rules No. 2 to No. 13 in the first control rule, the fitness levels ω 2 to ω 13 are obtained.

一方、制御ルールにおける後件部の各ファジィラベル
の最終的な適合度はV(max)演算され、各ファジィラ
ベルNB,NS,ZO,PS,PM,PBの最終的な適合度をωNBNM,
ωNSZOPSPMPBとすると、次のように演算さ
れる。
On the other hand, the final conformity of each fuzzy label in the consequent part in the control rule is calculated by V (max), and the final conformity of each fuzzy label NB, NS, ZO, PS, PM, PB is represented by ω NB , ω NM ,
Assuming that ω NS , ω ZO , ω PS , ω PM , ω PB , the following calculation is performed.

ωNB=ω∨ω ωNM=ω∨ω ωNS=ω10∨ω11 ωZO=ω13 ωPS=ω∨ω12 ωPM=ω∨ω ωPB=ω∨ω このようにして得られる操作制御量変化量dU(v)の
メンバーシップ関数を示すと、第5図に示される通りで
ある。
ω NB = ω 2 ∨ω 3 ω NM = ω 6 ∨ω 7 ω NS = ω 10 ∨ω 11 ω ZO = ω 13 ω PS = ω 9 ∨ω 12 ω PM = ω 5 ∨ω 8 ω PB = ω 1 ∨ω 4 A membership function of the operation control amount change amount dU (v) obtained in this way is as shown in FIG.

次に、操作制御量変化量dU(v)のファジィ集合の非
ファジィ化は重心法を用いて行ない、第1のファジィ推
論値としての第1の操作制御量変化量dU1が次式により
得られる。
Next, defuzzification of the fuzzy set of the operation control amount change amount dU (v) is performed by using the centroid method, and the first operation control amount change amount dU 1 as the first fuzzy inference value is obtained by the following equation. Can be

B(u′);操作制御量変化量dU(v)のメンバーシ
ップ関数 以上の演算方法によって第1の制御規則を構成する制
御ルールによるファジィ演算が終わる。
B (u '): Membership function of the operation control amount change amount dU (v) The fuzzy calculation based on the control rules constituting the first control rule is completed by the above calculation method.

次に、第2の制御規則を構成する制御ルールについて
説明する。
Next, control rules that constitute the second control rule will be described.

第2の制御規則のNo.1制御ルールを例として、変数値
計算部21で得られた偏差累積重量値EY(g)を偏差累積
重量値EY1とする。この偏差累積重量値EY1からファジィ
ラベルNBに対する適合度が得られるが、このNo.1制御ル
ールにおいては前件部が偏差累積重量値EY1のみで構成
されているために、この適合度がそのまま操作制御量変
化量dU(v)のファジィ集合のファジィラベルNBに対す
る適合度ωとして得られる。
Taking the No. 1 control rule of the second control rule as an example, let the deviation cumulative weight value E Y (g) obtained by the variable value calculator 21 be the deviation cumulative weight value E Y1 . The degree of conformity to the fuzzy label NB can be obtained from the deviation cumulative weight value E Y1, but in this No. 1 control rule, the antecedent part is composed only of the deviation cumulative weight value E Y1 , so The degree of conformity ω 1 of the fuzzy set of the operation control amount change amount dU (v) to the fuzzy label NB is obtained as it is.

同様に、第2の制御規則のNo.2〜No.7の制御ルールに
ついても各適合度ω〜ωが得られるが、7個の制御
ルールの後件部においては同一のファジィラベルが現れ
ることなくして7個のファジィラベルのうちの異なる各
1個のファジィラベルだけが現われるために、各ファジ
ィラベルNB,NM,NS,ZO,PS,PM,PBの最終的な適合度を
ωNBNMNSZOPSPMPBとすると、次のよ
うになる。
Similarly, for the control rules No. 2 to No. 7 of the second control rule, the fitness levels ω 2 to ω 7 are obtained, but the same fuzzy label is used in the consequent part of the seven control rules. Since only one different one of the seven fuzzy labels appears without appearing, the final fitness of each fuzzy label NB, NM, NS, ZO, PS, PM, PB is defined as ω NB , ω NM , ω NS , ω ZO , ω PS , ω PM , ω PB are as follows.

ωNB=ω ωNM=ω ωNS=ω ωZO=ω ωPS=ω ωPM=ω ωPB=ω なお、第2の制御規則に対する操作制御量変化量dU
(v)のファジィ集合の非ファジィ化は、第1の制御規
則に関して説明したのと同様であり、第2のファジィ推
論値としての第2の操作制御量変化量dU2が次式により
得られる。
ω NB = ω 1 ω NM = ω 2 ω NS = ω 3 ω ZO = ω 4 ω PS = ω 5 ω PM = ω 6 ω PB = ω 7 The operation control amount change amount dU for the second control rule
The defuzzification of the fuzzy set of (v) is the same as that described for the first control rule, and the second operation control amount change amount dU 2 as the second fuzzy inference value is obtained by the following equation. .

ところで、これら第1および第2の操作制御量変化量
dU1、dU2は操作制御量計算部24に与えられるとともに、
この操作制御量計算部24においては最終的な操作制御量
変化量dU(v)が、次式によって計算される。
By the way, these first and second operation control amount change amounts
dU 1 and dU 2 are given to the operation control amount calculation unit 24,
In the operation control amount calculation unit 24, the final operation control amount change amount dU (v) is calculated by the following equation.

dU=dU1+KC×dU2 なお、KC(≧0)は第1および第2の操作制御量変化
量dU1、dU2の加算割合を定める偏差累積重量補正係数で
ある。
dU = dU 1 + K C × dU 2 Note that K C (≧ 0) is a deviation cumulative weight correction coefficient that determines the addition ratio of the first and second operation control amount change amounts dU 1 and dU 2 .

この最終的な操作制御量変化量dU(v)にもとづき、
次式によって計算される今回の操作制御量Unがスクリュ
ーフィーダに与えられる。
Based on this final operation control amount change amount dU (v),
This operation control amount U n that is calculated by the following equation is applied to the screw feeder.

Un=Un-1+dU Un-1;前回の操作制御量 次に、操作制御量U(v)に対する運転開始時の初期
値U0の設定(初期値設定機能)およびフィーダ系比例要
素Kの修正(自己調整機能)について説明する。
U n = U n-1 + dU U n-1 ; Previous operation control amount Next, the setting of the initial value U 0 at the start of operation for the operation control amount U (v) (initial value setting function) and the feeder system proportional element The correction of K (self-adjustment function) will be described.

初期値U0の設定(初期値設定機能) 操作制御量U(v)の運転開始時の初期値U0として
は、次式によって変数値計算部21において計算され、第
2図において点線によって示されているように操作制御
量計算部24に与えられる。
The initial value U 0 at the start of operation of setting the initial value U 0 (the initial value setting function) operation control quantity U (v), calculated in the variable value calculation section 21 by the following equation, shown by dotted lines in FIG. 2 This is given to the operation control amount calculation unit 24 as described above.

Q(g/s);単位時間当りの目標流量重量値 Kff;フィードフォワード比例要素の係数 フィーダ系比例要素Kの修正(自己調整機能) フィーダ系比例要素 は取扱う被計量物のかさ密度、流動性等の特性、フィー
ダ系効率によって刻々と変化するとともに、次式によっ
て表わされる。
Q (g / s): Target flow weight per unit time K ff ; Coefficient of feed forward proportional element Correction of feeder proportional element K (self-adjustment function) Feeder proportional element Varies from moment to moment depending on the properties such as the bulk density and fluidity of the object to be weighed and the efficiency of the feeder system, and is expressed by the following equation.

したがって、操作制御量計算部24において操作制御量
Unが計算される毎に、この操作制御量Unが第2図におい
て一点鎖線によって示されているように操作制御量計算
部24から変数計算部21に与えられる。この変数計算部21
においては、前式によってフィーダ系比例要素Knが計算
されて用いられる。
Therefore, the operation control amount is calculated by the operation control amount
Each time U n is calculated, the operation control quantity U n are supplied to the variable calculation unit 21 from the operation control amount calculating section 24 as indicated by one-dot chain line in Figure 2. This variable calculator 21
In the feeder system proportional element K n is used is calculated by Equation.

なお、前回のフィーダ系比例要素Kn-1に対して Kn>Kn-1(1+Ker) or Kn<Kn-1(1−Ker) の関係を満たす場合には、フィーダ系比例要素Kとして
1/2(Kn+Kn-1)を用い、操作制御量変化量dU(v)の
ファジィ集合のSmax,Sminを与える式を K=1/2(Kn+Kn-1) として、Smax,Sminを変更する。
If the relationship of K n > K n-1 (1 + K er ) or K n <K n-1 (1-K er ) is satisfied with respect to the previous feeder system proportional element K n−1 , the feeder system As proportional element K
Using 1/2 (K n + K n -1 ), an equation that gives S max and S min of the fuzzy set of the operation control amount change amount dU (v) is defined as K = 1/2 (K n + K n -1 ). , S max and S min are changed.

以上に述べたロスインウェイト式の流量制御装置によ
る実験により制御特性図を得ると、次の通りである。
A control characteristic diagram obtained by an experiment using the above-described loss-in-weight type flow rate control device is as follows.

実験に用いた装置仕様 スクリューフィーダ ツインスクリューフィーダ SF−6 最大能力 6l/h 最高回転数 30r.p.m. スクリュー外径 φ20mm スクリュー内径 φ12mm スクリューピッチ 10mm (駆動モータ 15W CDサーボモータ) 計量器 ロードセル 定格4kg(UH36−4) なお、フィーダ系比例要素Kは、次式で与えられる。 Equipment used in the experiment Screw feeder Twin screw feeder SF-6 Maximum capacity 6l / h Maximum rotation speed 30r.pm Screw outer diameter φ20mm Screw inner diameter φ12mm Screw pitch 10mm (Drive motor 15W CD servo motor) Measuring instrument Load cell Rated 4kg (UH36 -4) The feeder proportional element K is given by the following equation.

実験に用いた装置仕様および被計量物によれば、フィ
ーダ系比例要素Kの適正な値は、 である。
According to the device specifications and the object to be weighed used in the experiment, the appropriate value of the feeder proportional element K is It is.

また、第1および第2の操作制御量変化量dU1,dU2
加算割合を定める偏差累積重量値補正係数Kcを0.15とし
て、次のように実験を行なった。
Further, the deviation cumulative weight value correction coefficient K c defining a first and second operation control quantity variation dU 1, addition ratio of dU 2 as 0.15, an experiment was conducted as follows.

実験1 《初期値設定機能および自己調整機能をともに有さない
場合》 操作制御量変化量dU(v)のファジィ集合の初期値お
よびフィーダ系比例要素Kが、次の表3の通りに異なる
場合の各制御特性図を得るに、第6図乃至第8図に示さ
れている通りの制御特性図が得られた。
Experiment 1 << When both initial value setting function and self-adjustment function are not provided >> When the initial value of the fuzzy set of the operation control variable change amount dU (v) and the feeder system proportional element K are different as shown in Table 3 below In order to obtain the respective control characteristic diagrams, the control characteristic diagrams as shown in FIGS. 6 to 8 were obtained.

第6図乃至第8図に示されているいずれの制御特性図
も単位時間当たりの流量重量値および累積重量値がとも
に目標流量重量値および目標累積重量値に収束して、第
1および第2の操作制御量変化量dU1,dU2の加算にもと
づき操作制御量を得ることの有効性を示している。
In any of the control characteristic diagrams shown in FIGS. 6 to 8, both the flow weight value and the cumulative weight value per unit time converge to the target flow weight value and the target cumulative weight value. This shows the effectiveness of obtaining the operation control amount based on the addition of the operation control amount change amounts dU 1 and dU 2 .

実験2 《初期値設定機能のみを有する場合》 実験1の表3に示されている通りに操作制御量変化量
dU(v)のファジィ集合の初期値およびフィーダ比例要
素Kが異なる場合においてフィードフォワード比例要素
の係数Kffを0.5として各制御特性図を得るに、第6乃至
第8図に対応して第9図乃至第11図に示されている通り
の制御特性図が得られた。
Experiment 2 << In the case of having only the initial value setting function >> As shown in Table 3 of Experiment 1, the operation control amount change amount
When the initial value of the fuzzy set of dU (v) and the feeder proportional element K are different, each control characteristic diagram is obtained by setting the coefficient Kff of the feedforward proportional element to 0.5, as shown in FIG. Control characteristic diagrams as shown in FIGS. 11 to 11 were obtained.

第9図乃至第11図に示されているずれの制御特性図
も、実験1の初期値設定機能を有さない第6図乃至第8
図に示されている制御特性図に較べて立上りの特性が改
善されていることがわかる。
The shift control characteristic diagrams shown in FIG. 9 to FIG. 11 are also the same as those shown in FIG. 6 to FIG.
It can be seen that the rise characteristic is improved as compared with the control characteristic diagram shown in the figure.

実験3 《自己調整機能のみを有する場合》 操作制御量変化量dU(v)のファジィ集合の初期値お
よびフィーダ比例要素Kの初期値が、次の表4の通りに
異なる場合の各制御特性図を得るに、第12図乃至第14図
に示されている通りの制御特性図が得られた。
Experiment 3 << In the case of having only the self-adjustment function >> Each control characteristic diagram when the initial value of the fuzzy set of the operation control amount change amount dU (v) and the initial value of the feeder proportional element K are different as shown in Table 4 below. In order to obtain, control characteristic diagrams as shown in FIGS. 12 to 14 were obtained.

第12図乃至第14図に示されているいずれの制御特性図
も表4に示されている収束時間でもって操作制御量変化
量dU(v)のファジィ集合は−0.19〜0.19(v)近くに
収束している。
In any of the control characteristic diagrams shown in FIGS. 12 to 14, the fuzzy set of the operation control amount change amount dU (v) is close to -0.19 to 0.19 (v) by the convergence time shown in Table 4. Has converged.

実験4 《初期設定機能および自己調整機能をともに有する場
合》 実験3の表4に示される通りに操作制御量変化量dU
(v)のファジィ集合の初期値およびフィーダー系比例
要素Kの初期値が異なる場合においてフィードフォワー
ド比例要素の係数Kffを0.5として各制御特性図を得る
に、第12図乃至第14図に対応して第15図乃至第17図に示
されている通りの制御特性図が得られた。
Experiment 4 << When both the initial setting function and the self-adjustment function are provided >> As shown in Table 4 of Experiment 3, the operation control amount change amount dU
In the case where the initial value of the fuzzy set and the initial value of the feeder proportional element K in (v) are different, each control characteristic diagram is obtained by setting the coefficient K ff of the feed forward proportional element to 0.5, as shown in FIGS. As a result, control characteristic diagrams as shown in FIGS. 15 to 17 were obtained.

第15図乃至第17図に示されているいずれの制御特性図
も、立上り後30秒程度でもって操作制御量変化量dU
(v)のファジィ集合は、−0.18〜0.18(v)付近に収
束している。
Each of the control characteristic diagrams shown in FIGS. 15 to 17 has an operation control amount change amount dU in about 30 seconds after rising.
The fuzzy set of (v) converges around -0.18 to 0.18 (v).

また、実験2の第9図乃至第11図の制御特性図に比べ
て立上りが早く、かつ流量重量値の変動が少ないことが
わかる。
Also, it can be seen that the rise is quicker and the flow rate weight value is less fluctuated than the control characteristic diagrams of FIGS. 9 to 11 of Experiment 2.

前述の実験1乃至4の場合は、第1および第2の操作
制御量変化量dU1,dU2を偏差累積重量値補正係数Kcでも
って所定割合で加算して最終的な操作制御量変化量dU
(v)を得る場合であった。しかし、最終的な操作制御
量変化量dU(v)を、次の式で計算することによって得
ることもできる。
If the foregoing experimental 1 to 4, the final operation control quantity changes first and second operation control quantity variation dU 1, the dU 2 with at deviation cumulative weight value correction coefficient K c is added at a predetermined ratio Quantity dU
(V) was obtained. However, the final operation control amount change amount dU (v) can also be obtained by calculating with the following equation.

dU=sign(max(dU1,Kc×dU2))×max(dU1,Kc×dU2) 但し、max(a,b)はa,b絶対値の大きい方の値を表す
関数、sign(c)はcの符号を表す関数(a,b,cは任意
の値である。
dU = sign (max (dU 1 , K c × dU 2 )) × max (dU 1 , K c × d U2 ) where max (a, b) is a function representing the larger value of a and b absolute values , Sign (c) is a function representing the sign of c (a, b, c are arbitrary values).

言い換えれば、第1の操作制御量変化量dU1の絶対値
と、偏差累積重量値補正係数Kcが乗算された第2の操作
制御量変化量dU2の絶対値とのうち大なる方の選択にも
とづき最終的な操作制御量変化量dU(v)として得るこ
とである。
In other words, the first operation the absolute value of the controlled variable change amount dU 1, second difference cumulative weight value correction coefficient K c is multiplied operation control quantity variation dU of absolute value larger becomes better of the two It is to obtain the final operation control amount change amount dU (v) based on the selection.

この大なる方の選択にもとづき最終的な操作制御量変
化量dU(v)とする場合の実験を実験1乃至4に対応さ
せてその他の条件等を同一として同様の実験を行ない、
各第6図乃至第17図に対応して第18乃至第29図の制御特
性図が得られた。これらの制御特性図はいずれも第1お
よび第2の操作制御量変化量dU1,dU2の所定割合による
加算にもとづく最終的な操作制御量変化量dU(v)を得
る場合と同様の制御特性図を示している。したがって、
第1の操作制御量変化量dU1の絶対値と、偏差累積重量
値補正係数Kcが乗算された第2の操作制御量変化量dU2
の絶対値とのうち大なる方の選択にもとづき操作制御量
を得ることの有効性が示されている。
Based on the selection of the larger one, the experiment in which the final operation control amount change amount dU (v) is made to correspond to Experiments 1 to 4, and the same experiment is performed with the other conditions being the same.
The control characteristic diagrams of FIGS. 18 to 29 corresponding to the respective FIGS. 6 to 17 were obtained. These control characteristic diagrams are the same as those in the case of obtaining the final operation control amount change amount dU (v) based on the addition of the first and second operation control amount change amounts dU 1 and dU 2 at a predetermined ratio. The characteristic diagram is shown. Therefore,
A first operation the absolute value of the controlled variable change amount dU 1, the second operation control quantity variation dU deviation cumulative weight value correction coefficient K c is multiplied 2
The effectiveness of obtaining the operation control amount based on the selection of the larger one of the absolute values of the above is shown.

本実施例においては、第3図におけるファジィラベル
NB=1,PB=1を与えるファジィ変数値であるSmaxが、各
偏差流量重量値EX(g/s)、偏差流量重量値EX(g/s)の
サンプリング間隔t(s)毎の変化量ΔEX(g/s)およ
び偏差累積重量値EY(g)のファジィ集合において、次
のように表わされている。
In this embodiment, the fuzzy label shown in FIG.
NB = 1, PB = 1 is a fuzzy variable value which gives the S max is, the deviation rate weight value E X (g / s), each error to flow weight values E X (g / s) of the sampling interval t (s) In the fuzzy set of the change amount ΔE X (g / s) and the deviation cumulative weight value E Y (g), they are expressed as follows.

偏差流量重量値EX(g/s):Smax=Keq×Qmax+QO 偏差流量重量値EX(g/s)のサンプリング間隔t
(s)毎の変化量ΔEX(g/s): Smax=Kdeq×Qmax+Q′ 偏差累積重量値EY(g):Smax=Keq×Qmax+EYO しかしながら、ファジィ変数値のSmaxは、次のように
も表わされる。
Deviation rate weight value E X (g / s): S max = K eq × Q max + Q O error to flow weight values E X (g / s) of the sampling interval t
(S) Change amount ΔE X (g / s): S max = K deq × Q max + Q ′ O Deviation cumulative weight value E Y (g): S max = K eq × Q max + E YO However, fuzzy variables The value S max is also expressed as:

偏差流量重量値EX(g/s): Smax×Qmax+Keq′+Q+QO 偏差流量重量値EX(g/s)のサンプリング間隔
t()毎の変化量ΔEX(g/s): Smax=Kdeq×Qmax+Kdeq′+Q+QO 偏差累積重量値EY(g): Smax=Kew×Qmax+Kew′×Q+EYO Keq′,Kdeq′;Keq,Kdeqと同様の制御系の機構特性お
よび被計量物の特性によって定められる系数 Kew′(min);Kewと同様の時間 本実施例においては、第2の制御規則を偏差累積重量
値EY(g)を前件部とし、操作制御量変化量dU(v)を
後件部としているが、次のようにして第1の制御規則と
同様に、偏差累積重量値EY(g)および偏差累積重量値
EY(g)のサンプリング間隔t(s)毎の変化量ΔEY(g)
を前件部とし、操作制御量変化量dU(v)を後件部とす
る第2の制御規則とするのも良い。
Deviation rate weight value E X (g / s): S max × Q max + K eq '+ Q + Q O error to flow weight values E X (g / s) of the sampling interval t (s) for each amount of change ΔE X (g / s ): S max = K deq × Q max + K deq '+ Q + Q O deviation cumulative weight value E Y (g): S max = K ew × Q max + K ew' × Q + E YO K eq ', K deq'; K eq, A coefficient K ew ′ (min) determined by the mechanical characteristics of the control system and the characteristics of the object to be weighed similar to K deq ; the same time as K ew In the present embodiment, the second control rule is set to the deviation cumulative weight value E Y (g) is the antecedent part, and the operation control amount change amount dU (v) is the consequent part. As in the first control rule, the deviation cumulative weight value E Y (g) is as follows. And cumulative deviation weight
E Y (g) Amount of change ΔE Y (g) for each sampling interval t (s )
May be set as the antecedent part, and the operation control amount change amount dU (v) may be set as the consequent part.

偏差累積重量値EY(g)のサンプリング間隔t(s)毎の
変化量ΔEY(g/s): ΔEY=EYn−EYn-1 EYn;今回のサンプリング時に計算された偏差累積重量
値 EYn-1;前回のサンプリング時に計算された偏差累積重
量値 なお、第3図におけるファジィラベルNB=1,PB=1を
当れるファジィ変数値のSmax,Sminは、各偏差累積重量
値EY(g)および偏差累積重量値EY(g)のサンプリン
グ間隔t(s)毎の変化量ΔEY(g)のファジィ集合におい
て、次のように表わされる。
Variation ΔE Y (g / s) of deviation cumulative weight value E Y (g) at each sampling interval t (s ): ΔE Y = E Yn −E Yn-1 E Yn ; Accumulation of deviation calculated at the time of the current sampling Weight value E Yn-1 ; Deviation cumulative weight value calculated at the time of the previous sampling The fuzzy variable values S max and S min corresponding to the fuzzy labels NB = 1 and PB = 1 in FIG. The fuzzy set of the change amount ΔE Y (g) at each sampling interval t (s) of the weight value E Y (g) and the deviation cumulative weight value E Y (g) is expressed as follows.

偏差累積重量値EY(g): Smax=Kew×Qmax+Kew′×Q+EYO Smin=−Smax 偏差累積重量値EY(g)のサンプリング間隔t(s)毎の
変化量ΔEY(g): Smax=Kdew×Qmax+Kdew′×Q+dEYO Smin=−Smax dEYO(g/min):EYOと同様のかさ上げの意味で制御系
に合わせて設定される単位時間当たりのかさ上げ偏差累
積重量値の変化量 Kdew,Kdew′;制御系の機構特性および被計量物の特
性によって定められる系数 ところで、偏差累積重量値EY(g)および偏差累積重
量値EY(g)のサンプリング間隔t(s)毎の変化量ΔE
Y(g)を前件部とする第2の制御規則の一例を表に示
すと、次の表5の通りである。
Deviation cumulative weight E Y (g): S max = K ew × Q max + K ew ′ × Q + E YO S min = −S max Deviation cumulative weight E Y (g) at each sampling interval t (s) ΔE Y (g): S max = K dew × Q max + K dew ′ × Q + dE YO S min = −S max dE YO (g / min): Set according to the control system in the same meaning as E YO. The change amount of the cumulative deviation weight value per unit time K dew , K dew ′; the system number determined by the mechanical characteristics of the control system and the characteristics of the object to be weighed. The deviation cumulative weight value E Y (g) and the deviation Variation ΔE of cumulative weight value E Y (g) at each sampling interval t (s)
Table 5 shows an example of the second control rule in which Y (g) is the antecedent part.

なお、第2の操作制御量変化量dU2を得るに際しては
第1の操作制御量変化量dU1を得る演算に類して行なわ
れる以外は前述された実施例と同様であるとともに、操
作制御量変化量dU(v)のファジィ集合の初期値および
フィーダ系比例要素Kが表3の通りに異なり、また初期
値設定機能および自己調整機能をともに有さない場合の
第6図乃至第8図に対応する各制御特性図を得るに、第
30図乃至第32図に示されている通りの制御特性図が得ら
れた。
Incidentally, with the time to obtain a second operation control quantity variation dU 2, except that carried out Ruishi the calculation to obtain the first operation control quantity variation dU 1 is similar to the embodiment previously described, the operation control FIGS. 6 to 8 when the initial value of the fuzzy set of the amount of change dU (v) and the feeder system proportional element K are different as shown in Table 3, and neither the initial value setting function nor the self-adjustment function is provided. To obtain each control characteristic diagram corresponding to
Control characteristic diagrams as shown in FIGS. 30 to 32 were obtained.

本実施例においては、ロスインウエイト式の流量制御
装置について説明したが、貯槽内の被計量物のその貯槽
の下方からベルトコンベアフィーダによって導出し、こ
のベルトコンベアフィーダ上の被計量物をロードセル等
の計量器によって計量して、被計物の流量がほぼ一定に
なるようにベルトコンベアフィーダの走行速度を操作制
御するベルト式の流量制御装置においても本発明が適用
されることは言うまでもない。
In this embodiment, the flow rate control device of the loss-in-weight type has been described.However, the object to be weighed in the storage tank is derived from below the storage tank by a belt conveyor feeder, and the object to be weighed on the belt conveyor feeder is loaded into a load cell. It is needless to say that the present invention is also applied to a belt-type flow rate control device that operates and controls the traveling speed of the belt conveyor feeder so that the flow rate of the object to be measured is substantially constant by measuring with the measuring device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は特許請求の範囲に記載した本発明の構成に対応
するブロック図であるとともに、第2図乃至第17図は本
発明による流量制御装置の具体的実施例を説明するため
の図面であって、 第2図は概略図、 第3図乃至第5図はファジィ推論法を説明するための説
明図、 第6図乃至第17図は実験による制御特性図、 第18図乃至第32図は変形例の実験による制御特性図、 第33図乃至第38図は従来例を説明するための図面であっ
て、 第33図は概略図、 第34図乃至第37図は制御特性図、 第38図はフィードフォワード制御系のブロック図であ
る。 1……第1のファジィ推論部 2……第2のファジィ推論部 3,3′……操作制御量演算部 21……変数値計算部 22A,22B……第1および第2のファジィ演算部 23A,23B……第1および第2の制御ルール部 24……操作制御量計算部
FIG. 1 is a block diagram corresponding to the configuration of the present invention described in the claims, and FIGS. 2 to 17 are drawings for explaining a specific embodiment of the flow control device according to the present invention. 2 is a schematic diagram, FIGS. 3 to 5 are explanatory diagrams for explaining the fuzzy inference method, FIGS. 6 to 17 are control characteristic diagrams by experiments, and FIGS. 18 to 32. Fig. 33 is a control characteristic diagram by an experiment of a modified example, Figs. 33 to 38 are drawings for explaining a conventional example, Fig. 33 is a schematic diagram, Figs. 34 to 37 are control characteristic diagrams, Figs. FIG. 38 is a block diagram of the feedforward control system. 1 First fuzzy inference unit 2 Second fuzzy inference unit 3, 3 'Operation control amount calculation unit 21 Variable value calculation units 22A and 22B First and second fuzzy calculation units 23A, 23B: First and second control rule units 24: Operation control amount calculation unit

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−35501(JP,A) 特開 平2−93904(JP,A) 特開 平1−173115(JP,A) 特開 平1−253011(JP,A) 実開 平3−48394(JP,U) 実開 昭60−148601(JP,U) Kazuo Usui,「Batch Weighing and Feed Rate Control Syst ems」,The Internati onal Journal of St oring,Handling&Pro cessing Powder,Po wder Handling&Proc essing,Vol.2,No.2, ドイツ,Trans Tech Pub lications,June 1990. P.129−135 樋口登、外2名、「ファジィ理論を応 用した調配合計量システム」、化学装 置、株式会社工業調査会、第31巻、第5 号、平成元年5月、P.47−51 飯田良介、外1名、「浄水場前塩素注 入プロセスへのファジィ制御の適用」、 計装、工業技術社、第31巻、第5号、昭 和63年5月、P.45−49 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 13/00 - 13/02 G05D 7/00 - 7/06 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-2-35501 (JP, A) JP-A-2-93904 (JP, A) JP-A-1-173115 (JP, A) JP-A 1-253011 (JP) Kazuo Usui, "Batch Weighting and Feed Rate Control Systems", The International Journal of Automotive Industry & General Insurance, Kazuo Usui, JP-A-60-148601 (JP, U) , Powder Handling & Processing, Vol. 2, No. 2, Trans Tech Publications, June 1990, Germany. 129-135 Noboru Higuchi and two others, "Mixing and Mixing System Using Fuzzy Theory", Chemical Equipment, Industrial Research Institute, Ltd., Vol. 31, No. 5, May 1989, p. 47-51 Ryosuke Iida, one other, "Application of fuzzy control to chlorine injection process in front of water treatment plant", Keiso, Kogyo Gijutsusha, Vol. 31, No. 5, May 1988, p. 45-49 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G05B 13/00-13/02 G05D 7/00-7/06 JICST file (JOIS)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】計量器を備える貯層からフィーダにより導
出される被計量物の流量がほぼ一定になるように前記フ
ィーダを操作制御する流量制御装置において、 (a) 設定される単位時間当りの目標流量重量値,目
標累積重量値および前記計量器から得られる信号にもと
づく重量値を用いて、偏差流量重量値,偏差流量重量値
の変化量および偏差累積重量値を算出する変数値計算
部、 (b) 制御ルール前件部変数に前記偏差流量重量値と
偏差流量重量値の変化量とを用いてファジィ推論演算に
より第1のファジィ推論値を得る第1のファジィ推論
部、 (c) 制御ルール前件部変数に前記偏差累積重量値を
用いてファジィ推論演算により第2のファジィ推論値を
得る第2のファジィ推論部および (d) これら第1および第2のファジィ推論部による
第1および第2のファジィ推論値の所定割合による加算
にもとづき操作制御量を得る操作制御量演算部を有する
ファジィ制御手段を具えることを特徴とする流量制御装
置。
1. A flow control device for controlling the operation of a feeder so that the flow rate of an object to be weighed out of the reservoir provided with a weighing device by a feeder is substantially constant. A variable value calculating unit that calculates a deviation flow weight value, a change amount of the deviation flow weight value, and a deviation accumulation weight value using a target flow weight value, a target cumulative weight value, and a weight value based on a signal obtained from the measuring device; (B) a first fuzzy inference unit that obtains a first fuzzy inference value by fuzzy inference operation using the deviation flow weight value and the change amount of the deviation flow weight value as control variable antecedent variables; (c) control A second fuzzy inference unit for obtaining a second fuzzy inference value by fuzzy inference operation using the deviation cumulative weight value as a rule antecedent variable; and (d) a first and a second fuzzy inference. Flow control apparatus characterized by comprising a first and second fuzzy controller having an operation control amount calculation portion for obtaining an operation control amount based on the addition by a predetermined percentage of the fuzzy reasoning value by.
【請求項2】計量器を備える貯層からフィーダにより導
出される被計量物の流量がほぼ一定になるように前記フ
ィーダを操作制御する流量制御装置において、 (a) 設定される単位時間当りの目標流量重量値,目
標累積重量値および前記計量器から得られる信号にもと
づく重量値を用いて、偏差流量重量値,偏差流量重量値
の変化量および偏差累積重量値を算出する変数値計算
部、 (b) 制御ルール前件部変数に前記偏差流量重量値と
偏差流量重量値の変化量とを用いてファジィ推論演算に
より第1のファジィ推論値を得る第1のファジィ推論
部、 (c) 制御ルール前件部変数に前記偏差累積重量値を
用いてファジィ推論演算により第2のファジィ推論値を
得る第2のファジィ推論部および (d) これら第1および第2のファジィ推論部による
第1および第2のファジィ推論値のうち、第1のファジ
ィ推論値の絶対値と第2のファジィ推論値に所定係数を
乗算した絶対値とを比較し、大なる方の選択にもとづき
操作制御量を得る操作制御量演算部 を有するファジィ制御手段を具えることを特徴とする流
量制御装置。
2. A flow rate control device for controlling the feeder so that the flow rate of an object to be weighed out from a storage layer provided with a weighing device by a feeder becomes substantially constant. A variable value calculating unit that calculates a deviation flow weight value, a change amount of the deviation flow weight value, and a deviation accumulation weight value using a target flow weight value, a target cumulative weight value, and a weight value based on a signal obtained from the measuring device; (B) a first fuzzy inference unit that obtains a first fuzzy inference value by fuzzy inference operation using the deviation flow weight value and the change amount of the deviation flow weight value as control variable antecedent variables; (c) control A second fuzzy inference unit for obtaining a second fuzzy inference value by fuzzy inference operation using the deviation cumulative weight value as a rule antecedent variable; and (d) a first and a second fuzzy inference. Comparing the absolute value of the first fuzzy inference value with the absolute value obtained by multiplying the second fuzzy inference value by a predetermined coefficient among the first and second fuzzy inference values, and performing an operation based on the selection of the larger one A flow control device comprising fuzzy control means having an operation control amount calculation unit for obtaining a control amount.
【請求項3】前記変数値計算部にフィードフォワード比
例要素の係数が入力され、この係数を用いて運転開始時
の操作量としての初期値を計算し、この初期値を前記操
作制御量演算部に出力する請求項1または2に記載の流
量制御装置。
3. A coefficient of a feed-forward proportional element is input to the variable value calculation unit, an initial value as an operation amount at the start of operation is calculated using the coefficient, and the initial value is used as the operation control amount operation unit. The flow control device according to claim 1, wherein the output is output to a controller.
【請求項4】前記変数値計算部は、運転時の操作制御量
と目標流量重量値とによりフィーダ系比例要素の値を演
算し、この演算されたフィーダ系比例要素の値が所定範
囲外にある場合には、第1および第2のファジィ推論部
の制御ルール後件部変数をその演算されたフィーダ系比
例要素の値により得られる変数値に修正するものである
請求項1乃至3のうちいずれかに記載の流量制御装置。
4. The variable value calculator calculates a value of a feeder proportional element based on an operation control amount during operation and a target flow weight value, and the calculated value of the feeder proportional element is out of a predetermined range. 4. The method according to claim 1, wherein the variable of the consequent part of the control rule of the first and second fuzzy inference units is corrected to a variable value obtained by the calculated value of the feeder proportional element. The flow control device according to any one of the above.
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Kazuo Usui,「Batch Weighing and Feed Rate Control Systems」,The International Journal of Storing,Handling&Processing Powder,Powder Handling&Processing,Vol.2,No.2,ドイツ,Trans Tech Publications,June 1990.P.129−135
樋口登、外2名、「ファジィ理論を応用した調配合計量システム」、化学装置、株式会社工業調査会、第31巻、第5号、平成元年5月、P.47−51
飯田良介、外1名、「浄水場前塩素注入プロセスへのファジィ制御の適用」、計装、工業技術社、第31巻、第5号、昭和63年5月、P.45−49

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