JP3233567B2 - Control algorithm automatic acquisition device - Google Patents

Control algorithm automatic acquisition device

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JP3233567B2
JP3233567B2 JP05327396A JP5327396A JP3233567B2 JP 3233567 B2 JP3233567 B2 JP 3233567B2 JP 05327396 A JP05327396 A JP 05327396A JP 5327396 A JP5327396 A JP 5327396A JP 3233567 B2 JP3233567 B2 JP 3233567B2
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Japan
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control
water valve
valve
temperature
fuzzy
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敏和 鳶
薫 外山
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Dai Dan Co Ltd
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Dai Dan Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire a rule for executing correct control by estimating a correction scale factor so that increase/decrease manipulated variable becomes a prescribed variable, multiplying the increase/decrease manipulated variable of existing output by the correction scale factor so as to correct it and successively setting a control deviation and a control deviation change at that time and the corrected increase/decrease manipulated variable to be learning data. SOLUTION: The output dHV(t-1) of a hot water valve is estimated from a temperature deviation e(t-1) and a temperature deviation change de(t) by using a prepared rule. Validity is checked from the temperature deviation e(t), the temperature deviation change de(t) and the acceleration d<2> e(t) of a temperature and inference output is corrected. Then, the operation result of the temperature deviation e(t-1) and the temperature deviation change de(t-1), which are validity-checked, and output dHV(t-1) is given to a learning mechanism as teacher data. The conclusion part real value of a learning-type fuzzy PI controller is learnt by means of teacher data of the learning mechanism. Such operation steps are repeated at every control interval.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は制御量と設定量の差
である制御偏差とその変化が理想的であるかどうかを判
断し、それに影響を与えた増減操作量に対して修正を加
え、それらの理想化された学習データにより制御本体を
逐次学習させて進化させる制御アルゴリズム自動獲得装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention judges a control deviation, which is a difference between a control amount and a set amount, and whether or not the change is ideal. The present invention relates to a control algorithm automatic acquisition device for sequentially learning and evolving a control main body based on the idealized learning data.

【0002】[0002]

【従来の技術】ファジィ恒温恒湿制御の例を基に説明す
る。より快適な生活環境や作業環境を生み出すために、
今や空調制御は無くてはならないシステムとなった。近
年の半導体を中心とする産業の発展にも、高度な環境整
備の必要性から、空調システムは大きな関わりを持って
いる。その代表的な例として、クリーンルームやバイオ
ハザード対策等が挙げられる。半導体生産ラインにおい
ては製品の品質を保つために適度な乾燥が必要となり、
年間を通じて常に一定の温度と湿度を得るために恒温恒
湿制御を用いている。これは従来、V型温湿度制御法と
露点温度制御法の2種類に大別されていた。
2. Description of the Related Art An example of fuzzy constant temperature and humidity control will be described. To create a more comfortable living and working environment,
Now, air conditioning control has become an indispensable system. In recent years, the development of industry centering on semiconductors has a great influence on the air conditioning system due to the necessity of advanced environmental maintenance. Representative examples include clean rooms and biohazard countermeasures. In semiconductor production lines, appropriate drying is required to maintain product quality,
Constant temperature and humidity control is used to obtain constant temperature and humidity throughout the year. Conventionally, this has been roughly divided into two types, a V-type temperature and humidity control method and a dew point temperature control method.

【0003】従来のV型温湿度制御法は経済的で、湿度
の変動が比較的少ない制御を望むケースに採用されるこ
とが多い。V型温湿度制御装置は、入力の数に合わせた
二つの閉ループを構成するため、室内温度調節計および
室内湿度調節計の二つの調整計を持っており、室内温湿
度からPID制御動作によって、操作量を決定する。こ
の制御法では二入力(温度、湿度)三出力(冷水弁(バ
ルブ)、温水弁、加湿弁)の変則的な制御系を一入力一
出力に分割することによって制御し易くしており、それ
により一つの弁は必ず閉じているため経済的であるが、
冷却および除湿の要求が重複するケースでは外乱に対す
る応答性が悪くなる可能性がある。
The conventional V-type temperature / humidity control method is economical and is often adopted in a case where control in which the fluctuation of humidity is relatively small is desired. The V-type temperature / humidity control device has two controllers, an indoor temperature controller and an indoor humidity controller, to configure two closed loops according to the number of inputs. Determine the manipulated variable. In this control method, an irregular control system of two inputs (temperature, humidity) and three outputs (cold water valve (valve), hot water valve, humidification valve) is divided into one input and one output to facilitate control. Is economical because one valve is always closed,
In the case where the requirements for cooling and dehumidification are overlapped, the response to disturbance may be deteriorated.

【0004】また露点温度制御は、恒温恒湿装置におい
て、より正確に相対湿度を制御するため、一旦所定の室
内温湿度に対応する露点温度になるよう制御し、室内顕
熱負荷の不足分は再加熱で、潜熱負荷の不足分は再加湿
で調節する制御法である。この制御法では二入力三出力
の変則的な制御系を一入力一出力の三つの制御系に分割
することによって制御し易くしている。しかし外気が室
内環境に近い中間期(春や秋)では、再加熱や再加湿が
生じ、経済性を著しく損なうことがある。
[0004] In the dew point temperature control, in order to more accurately control the relative humidity in the constant temperature and humidity apparatus, the dew point temperature is controlled so as to temporarily correspond to a predetermined room temperature and humidity. In the reheating, the shortage of the latent heat load is a control method of adjusting by the rehumidification. In this control method, control is facilitated by dividing an irregular control system of two inputs and three outputs into three control systems of one input and one output. However, in the middle period (spring or autumn) when the outside air is close to the indoor environment, reheating or rehumidification occurs, which may significantly impair economic efficiency.

【0005】次に、従来のファジィ制御について説明す
る。特開平2−183302号公報に記載されているフ
ァジィ制御方法は、プロセスの動特性の同定には、種々
の方法が提案されており、これらの手法でその動特性は
推定可能であることを前提とする。
Next, conventional fuzzy control will be described. In the fuzzy control method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-183302, various methods have been proposed for identifying the dynamic characteristics of a process, and it is assumed that the dynamic characteristics can be estimated by these methods. And

【0006】プロセス特性推定手段は、プロセス特性
(L,T,G)の推定手段であり、この同定結果に基づ
いて、制御サンプリング周期およびゲイン変更機能を駆
動する。むだ時間LとリードタイムTとプロセスゲイン
Gから制御サンプリング周期およびゲインを推定するフ
ァジィルールを構築し、ファジィ推論によって、制御サ
ンプリング周期およびゲインを推定することを特徴とす
る。
The process characteristic estimating means is a means for estimating the process characteristic (L, T, G), and drives a control sampling period and a gain changing function based on the identification result. A fuzzy rule for estimating the control sampling period and the gain from the dead time L, the lead time T and the process gain G is constructed, and the control sampling period and the gain are estimated by fuzzy inference.

【0007】制御サンプリング周期を推定することによ
って、制御のインターバル時間を調整する。また、ゲイ
ンを推定することによって、ファジィコントローラのゲ
インを調整する。
The control interval time is adjusted by estimating the control sampling period. Also, the gain of the fuzzy controller is adjusted by estimating the gain.

【0008】特開平5−265512号公報に記載され
ている学習型制御装置およびファジィ推論装置は、ファ
ジィ制御モデルとファジィ対象モデルとで構成する。フ
ァジィ対象モデルは、制御対象と並列配置され、ファジ
ィ制御モデルからの出力値を入力し、制御対象からの出
力値に一致するような学習を行う学習型ファジィモデル
である。また、ファジィ制御モデルは、ファジィ対象モ
デルからの出力値と望ましい出力値の誤差の変化量を求
め、この変化量に基づいて、その誤差を小さくするよう
にファジィ制御モデルのパラメータを変化させるもので
ある。
[0008] The learning type control device and the fuzzy inference device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-265512 comprise a fuzzy control model and a fuzzy object model. The fuzzy object model is a learning type fuzzy model that is arranged in parallel with the control object, inputs an output value from the fuzzy control model, and performs learning to match the output value from the control object. In addition, the fuzzy control model determines the amount of change in the error between the output value from the fuzzy object model and the desired output value, and changes the parameters of the fuzzy control model based on this amount of change so as to reduce the error. is there.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ファジィ制御の従来か
らの問題点として、「専門家が元々いないケースなどで
は導入が困難になる。」ことがあげられる。この問題点
では、ファジィ制御の利点が問題点に反転することもあ
るということを示している。つまり、専門家や熟練者の
スキルを容易に反映できるという利点を持つファジィ制
御は、専門家が元々存在しないような、抽出されるべき
スキルが無い場合には適用が難しくなってしまうのであ
る。
A conventional problem of fuzzy control is that it is difficult to introduce fuzzy control when there is no expert. This problem indicates that the advantage of fuzzy control may be reversed to the problem. In other words, fuzzy control, which has the advantage of being able to easily reflect the skills of experts and experts, is difficult to apply when there are no skills to be extracted, such as when there are no experts originally.

【0010】専門家が元々存在しないような場合でも、
定性的(基本的)な幾つかのルールは得られる。しかし
当然のことながら、それだけではルールが完全ではない
ため、正確に制御することはできない。
[0010] Even if there is no expert at all,
Some qualitative (basic) rules are obtained. But, of course, that alone is not perfect and cannot be controlled precisely.

【0011】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、基本的なルールを与えれば自動的に学習することに
よって正しい制御を行うルールを獲得し得る制御アルゴ
リズム自動獲得装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a control algorithm automatic acquisition device capable of acquiring a rule for performing correct control by automatically learning when a basic rule is given. Aim.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の制御アルゴリズム自動獲得装置は、制御プロ
セスの動特性を監視し、制御対象に影響を与える操作部
と操作部の操作方向を見つけ出す論理性チエック手段
と、制御量と設定量の差である制御偏差と制御偏差変化
と加速度とから、既に出力された増減操作量が所定の増
減操作量になるような修正倍率を推定し、この修正倍率
を既に出力された増減操作量に掛けて修正を加え、その
ときの制御偏差と制御偏差変化と、修正された増減操作
量を逐次学習データとして、制御本体に学習を加える妥
当性チエック手段とを具備することを特徴とするもので
ある。
In order to achieve the above object, a control algorithm automatic acquisition device of the present invention monitors a dynamic characteristic of a control process, and determines an operation unit and an operation direction of the operation unit which affect a control target. From the logic check means to find out, the control deviation and the control deviation change and the acceleration, which are the difference between the control amount and the set amount, estimate the correction magnification such that the already output increase / decrease operation amount becomes the predetermined increase / decrease operation amount, This correction factor is multiplied by the already output increase / decrease operation amount to add a correction, and the control deviation and the control deviation change at that time, and the corrected increase / decrease operation amount are sequentially learned data to learn the control body. Means.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図1は本発明に係る空調設
備の概要を示す構成説明図である。即ち、空調機1に
は、冷却コイル2、加熱コイル3および蒸気スプレ(蒸
気噴霧式加湿器)4を組み込んだ。なお、空調機1は、
空調設備における熱源設備や熱媒輸送設備を除いた熱交
換設備を担当する部分の総称である。空調機1からは、
内部組込みファン(FAN)5によって、制御対象室6
からの還気と新鮮空気を混合した循環空気が送り出され
る。途中、循環空気は、清浄度を調整されながら、二つ
のコイル2,3および蒸気スプレ4を通過する。それぞ
れの役割は、冷却コイル2および加熱コイル3は冷却
(除湿)および加熱による温湿度調整であり、蒸気スプ
レ4は蒸気を噴霧することによる湿度調整である。図1
において、Tは温度センサの室内温度検出端、Hは湿度
センサの室内湿度検出端、7はファジィ恒温恒湿制御器
を示す。なお、D/AはCPU内蔵のディジタル値から
アナログ量への変換器、A/DはCPU内蔵のアナログ
量からディジタル値への変換器、FuzzyInfer
ence Boardはファジィ推論ボード(PB85
109)を表している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration explanatory view showing an outline of an air conditioner according to the present invention. That is, the cooling coil 2, the heating coil 3, and the steam spray (steam spray humidifier) 4 were incorporated in the air conditioner 1. In addition, the air conditioner 1
It is a general term for the parts in charge of heat exchange equipment excluding heat source equipment and heat medium transport equipment in air conditioning equipment. From the air conditioner 1,
Control target room 6 by internal built-in fan (FAN) 5
Circulating air, which is a mixture of return air and fresh air, is sent out. On the way, the circulating air passes through the two coils 2 and 3 and the steam spray 4 while adjusting the cleanliness. The respective roles of the cooling coil 2 and the heating coil 3 are for adjusting the temperature and humidity by cooling (dehumidifying) and heating, and the steam spray 4 is for adjusting the humidity by spraying steam. FIG.
In the above, T indicates an indoor temperature detecting end of a temperature sensor, H indicates an indoor humidity detecting end of a humidity sensor, and 7 indicates a fuzzy constant temperature and humidity controller. D / A is a digital-to-analog converter built in the CPU, A / D is a analog-to-digital converter built in the CPU, and FuzzyInfer.
ence Board is a fuzzy inference board (PB85
109).

【0014】次に、空調機1内部の温湿度制御プロセス
について、図2に示すような湿り空気線図の概略図を用
いて説明する。すなわち、空調機1の内部では、空気が
通過する過程で、図2のような、温湿度に関する様々な
制御プロセスの働きによって、空気調和が図られてい
る。それらの制御プロセスは、冷却(除湿)制御プロセ
ス、加熱制御プロセスおよび加湿制御プロセスの三つで
ある。おのおのの制御プロセスは、物理変化規則に基づ
くものである。コイル2,3相互の配置や蒸気スプレ4
およびコイル2,3の配置を替えた場合、期待した制御
プロセスが有効に働かない。
Next, the process of controlling the temperature and humidity inside the air conditioner 1 will be described with reference to a schematic diagram of a psychrometric chart as shown in FIG. That is, inside the air conditioner 1, air conditioning is achieved by various control processes relating to temperature and humidity as shown in FIG. 2 during the passage of air. These control processes are a cooling (dehumidification) control process, a heating control process, and a humidification control process. Each control process is based on physical change rules. Coil 2, 3 mutual arrangement and steam spray 4
If the arrangement of the coils 2 and 3 is changed, the expected control process does not work effectively.

【0015】次に、冷却(除湿)制御プロセスについて
説明する。すなわち、冷却コイル2は、一次冷媒やブラ
イン等の二次冷媒を管内に流動させ、管外の空気や水等
の被冷却物を冷却する目的で、管をコイル状に加工した
ものである。循環空気が冷却コイル2を通過する際、そ
の温度がコイル2の表面温度より高ければ、冷却され
る。しかし、水分を含んだ空気が除湿されるかどうか
は、空気を露点温度以下まで冷却する必要があるかない
かで決まる。すなわち、その必要がないケースでは、コ
イル2の表面で水分が凝結せず、空気中の水分量は変化
しない。一方、その必要があるケースでは、空気が露点
温度以下に冷却され、コイル2の表面に水分が結露し除
湿されるため、空気中の水分量が減少する。
Next, a cooling (dehumidification) control process will be described. That is, the cooling coil 2 is formed by processing a pipe into a coil shape for the purpose of flowing a secondary refrigerant such as a primary refrigerant or brine into the pipe and cooling an object to be cooled such as air or water outside the pipe. As the circulating air passes through the cooling coil 2, if the temperature is higher than the surface temperature of the coil 2, the cooling air is cooled. However, whether or not the moist air is dehumidified depends on whether the air needs to be cooled below the dew point. That is, in the case where it is not necessary, moisture does not condense on the surface of the coil 2 and the amount of moisture in the air does not change. On the other hand, in the case where it is necessary, the air is cooled to a temperature equal to or lower than the dew point temperature, and moisture is condensed on the surface of the coil 2 to be dehumidified.

【0016】次に、加熱制御プロセスについて説明す
る。すなわち、加熱コイル3は、温水等の熱媒体を管内
に流動させ、管外の空気や水等の被加熱物を加熱する目
的で、管をコイル状に加工したものである。循環空気
は、加熱コイル3を通過する際、乾球温度だけが上昇す
る。加熱コイル3では、温水の入口温度、温水流量およ
び空気流量が一定であれば、加熱面での温水および空気
の熱交換量は一定である。実際の空調では、このような
一定量の熱交換プロセスが常に存在するわけではなく、
室内負荷の変動に応じ、加熱能力を変化させ、室内への
熱供給量を加減することで、室内温度が一定に保たれ
る。
Next, the heating control process will be described. That is, the heating coil 3 is formed by processing a tube into a coil shape for the purpose of flowing a heat medium such as hot water into the tube and heating an object to be heated such as air or water outside the tube. When the circulating air passes through the heating coil 3, only the dry-bulb temperature rises. In the heating coil 3, if the inlet temperature of hot water, the flow rate of hot water, and the flow rate of air are constant, the amount of heat exchange between hot water and air on the heating surface is constant. In real air conditioning, such a fixed amount of heat exchange process does not always exist,
The indoor temperature is kept constant by changing the heating capacity in accordance with the fluctuation of the indoor load and adjusting the amount of heat supplied to the indoor.

【0017】次に、加湿制御プロセスについて説明す
る。すなわち、蒸気スプレ4は、ボイラ等で発生する蒸
気をノズル、または小さな穴から噴出させ、加湿する方
式の加湿器である。加湿制御プロセスは、室内湿度を上
昇させる。
Next, the humidification control process will be described. That is, the steam spray 4 is a humidifier of a type in which steam generated in a boiler or the like is jetted from a nozzle or a small hole to humidify. The humidification control process increases the room humidity.

【0018】次に、経済的な温湿度制御プロセスについ
て説明する。すなわち、空調制御で取り扱う循環空気
は、空気および水蒸気からなる単なる混合気体である。
この混合気体の状態の表現には、湿り空気線図が一般に
用いられる。湿り空気線図によれば、空調設備における
温湿度条件は、いかなる空気の状態でも、二つの制御プ
ロセスの組み合わせによって、作り出せることが解る。
すなわち、三つの制御プロセスが同時に動作している状
態は、お互いに能力を打ち消すように働いており、不経
済である。
Next, an economical temperature and humidity control process will be described. That is, the circulating air handled in the air-conditioning control is simply a mixed gas consisting of air and water vapor.
A wet psychrometric chart is generally used to represent the state of the gas mixture. According to the psychrometric chart, it is understood that the temperature and humidity conditions in the air conditioner can be created in any air condition by a combination of the two control processes.
That is, a state in which three control processes are operating at the same time acts to negate each other's capabilities, and is uneconomical.

【0019】次に、夏季の一般的な動作について説明す
る。すなわち、わが国の夏季における気象条件は高温多
湿であるため、夏季に行われる空気調和、すなわち夏季
空気調和では、空気の冷却および減湿に重点がおかれ
る。制御対象室6の室内負荷や外気(新鮮空気)の状態
によるものの、夏季においては、冷却コイル2は空気中
の湿分を除去する装置、すなわち減湿器の働きを行い、
加熱コイル3は再熱の目的のための空気加熱器、すなわ
ち再熱器の働きを行うのが一般的な動作である。なお、
日本人の夏季快感帯(夏季空気調和における快感帯)
は、室温26°Cおよび相対湿度50%が基準になって
いる。
Next, a general operation in summer will be described. That is, since the weather conditions in Japan in summer are hot and humid, air conditioning performed in summer, that is, summer air conditioning focuses on cooling and dehumidification of air. In the summer, the cooling coil 2 acts as a device for removing moisture in the air, that is, a dehumidifier, depending on the indoor load of the controlled room 6 and the state of the outside air (fresh air).
The general operation of the heating coil 3 is to act as an air heater for the purpose of reheating, that is, a reheater. In addition,
Japanese pleasure zone in summer (pleasure zone in summer air conditioning)
Is based on a room temperature of 26 ° C. and a relative humidity of 50%.

【0020】次に、冬季の一般的な動作について説明す
る。すなわち、冬季快感帯は、室温20°C、相対湿度
50%とされる。室内負荷の状態によるものの、わが国
の冬季の外気は乾燥しているため、冬季に行われる空
調、すなわち冬季空調では、加熱コイル3による空気の
加熱、蒸気スプレ4による空気の加湿に重点がおかれ
る。
Next, a general operation in winter will be described. That is, the winter pleasant zone is set to a room temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 50%. Although the outdoor air in Japan is dry in winter, depending on the state of indoor load, in air conditioning performed in winter, that is, in winter air conditioning, emphasis is placed on heating the air by the heating coil 3 and humidifying the air by the steam spray 4. .

【0021】次に、ファジィ恒温恒湿適応制御装置のオ
ペレータの操作について説明する。すなわち、図3は、
ファジィ恒温恒湿適応制御装置の運転に関するオペレー
タの思考パターンおよび行動パターンの分析結果を示し
ている。オペレータの意思決定には、二つの局面が考え
られる。一つ目は、温度や湿度をどうすべきかの判断で
ある。二つ目は、温湿度の要求を基に、各弁の開度を確
認し、各弁の操作量を決定する。
Next, the operation of the operator of the fuzzy constant temperature / humidity adaptive control device will be described. That is, FIG.
Fig. 4 shows analysis results of an operator's thinking pattern and behavior pattern regarding operation of the fuzzy constant temperature / humidity adaptive control device. There are two aspects to an operator's decision. The first is to determine what to do with temperature and humidity. Secondly, based on the temperature and humidity requirements, the opening degree of each valve is confirmed, and the amount of operation of each valve is determined.

【0022】次に、ファジィ推論の形態について説明す
る。すなわち、図4は、オペレータの意思決定に基づく
ファジィ推論の形態を示している。ファジィ推論機構
は、2段階5ブロックで構成した。第1段階は、制御量
である室内温湿度を目標値に一致させるための温度要求
量および湿度要求量を推論する。また、第2段階は、第
1段階で得られた要求量に基づき、三つの弁(冷水、温
水、加湿)の開度から、三つの弁の増減操作量を推論す
る。ただし、実際の操作は、一つか二つの弁に限られ
る。各ファジィ推論ブロックは、温度要求量ファジィ中
間推論、湿度要求量ファジィ中間推論、冷水弁操作量フ
ァジィ最終推論、温水弁操作量ファジィ最終推論および
加湿弁操作量ファジィ最終推論の五つで構成される。
Next, a form of fuzzy inference will be described. That is, FIG. 4 shows a form of fuzzy inference based on the decision of the operator. The fuzzy inference mechanism was composed of two stages and five blocks. The first stage infers a required temperature and a required humidity for making the room temperature and humidity, which are the control amounts, coincide with a target value. In the second step, the amount of increase / decrease of the three valves is inferred from the opening degrees of the three valves (cold water, hot water, and humidification) based on the required amounts obtained in the first step. However, the actual operation is limited to one or two valves. Each fuzzy inference block consists of five parts: temperature required fuzzy intermediate inference, humidity required fuzzy intermediate inference, cold water valve operation amount fuzzy final inference, hot water valve operation amount fuzzy final inference, and humidification valve operation amount fuzzy final inference. .

【0023】ファジィ中間推論では、制御量である温湿
度を目標値に一致させるため、制御偏差、制御偏差の変
化を捕らえ、制御量を上昇させるのか、下降させるの
か、何もしないのかの要求量を求める。また、ファジィ
最終推論は、以下のような、オペレータの基本的な制御
動作からなる。 [ルール1]もし、温度を上昇させたいならば、冷水弁
を閉める方法か、または温水弁を開ける方法がある。た
だし、温水弁を開ける方法よりも、冷水弁を閉める方法
の方が経済的である。しかし、冷水弁が既に全閉である
か、もしくは冷却コイルが減湿器の働きを行っていれ
ば、温水弁を開ける方法を選ばざるを得ない。 [ルール2]もし、温度を下降させたいならば、冷水弁
を開ける方法か、または温水弁を閉める方法がある。た
だし、冷水弁を開ける方法よりも、温水弁を閉める方法
の方が経済的である。しかし、温水弁が既に全閉であれ
ば、冷水弁を開ける方法を選ばざるを得ない。 [ルール3]もし、湿度を上昇させたいならば、冷水弁
を閉める方法か、または加湿弁を開ける方法がある。た
だし、加湿弁を開ける方法よりも、冷水弁を閉める方法
の方が経済的である。しかし、冷水弁が既に全閉である
か、もしくは冷却コイルが冷却器の働きを行っていれ
ば、加湿弁を開ける方法を選ばざるを得ない。 [ルール4]もし、湿度を下降させたいならば、冷水弁
を開ける方法か、または加湿弁を閉める方法がある。た
だし、冷水弁を開ける方法よりも、加湿弁を閉める方法
の方が経済的である。しかし、加湿弁が既に全閉であれ
ば、冷水弁を開ける方法を選ばざるを得ない。 [ルール5]もし、三つの弁が開いているならば、三つ
の弁を少しずつ閉めていく。
In the fuzzy intermediate inference, a control deviation, a change in the control deviation, is captured in order to make the temperature / humidity which is a control amount coincide with a target value, and a required amount of whether the control amount is raised, lowered, or nothing is performed. Ask for. Further, the fuzzy final inference consists of the following basic control operations of the operator. [Rule 1] If it is desired to raise the temperature, there is a method of closing the cold water valve or a method of opening the hot water valve. However, closing the cold water valve is more economical than opening the hot water valve. However, if the cold water valve is already fully closed or the cooling coil is acting as a dehumidifier, the method of opening the hot water valve must be selected. [Rule 2] If it is desired to lower the temperature, there is a method of opening a cold water valve or a method of closing a hot water valve. However, closing the hot water valve is more economical than opening the cold water valve. However, if the hot water valve is already fully closed, the method of opening the cold water valve must be selected. [Rule 3] If it is desired to increase the humidity, there is a method of closing the chilled water valve or a method of opening the humidification valve. However, closing the chilled water valve is more economical than opening the humidification valve. However, if the chilled water valve is already fully closed or the cooling coil is acting as a cooler, the method of opening the humidification valve must be selected. [Rule 4] If it is desired to lower the humidity, there is a method of opening a cold water valve or a method of closing a humidification valve. However, closing the humidification valve is more economical than opening the chilled water valve. However, if the humidification valve is already fully closed, the method of opening the chilled water valve must be selected. [Rule 5] If three valves are open, close the three valves little by little.

【0024】次に、制御アルゴリズムの自動獲得につい
て説明する。モデルの出力が明らかに挙動不振である場
合は、モデル自体が不完全であると推察される。このよ
うな時は、不完全な(理想的でない)モデルを理想的な
モデルに修正する必要がある。
Next, the automatic acquisition of the control algorithm will be described. If the output of the model is clearly poor, it is presumed that the model itself is incomplete. In such a case, it is necessary to correct an incomplete (non-ideal) model to an ideal model.

【0025】実システムにおいてはモデルを構築するに
足る理想的なデータが得られないケースが多い。また対
象となる制御に元々専門家(熟練者)が存在しないケー
スでは制御規則すら得られない。しかし、少なくとも定
性的(基本的)な幾つかのルールは得ることができる。
そして、その定性的な幾つかのルールを学習させて初期
のモデルをつくり、そのモデルで制御させてみる。しか
しアルゴリズムが単純なため、思うような制御にならな
い確率が高いので、今度はその不完全なモデルを学習さ
せ、アルゴリズムの修正を行っていくのである。
In an actual system, there are many cases where ideal data sufficient for constructing a model cannot be obtained. In addition, even if there is no expert (expert) in the target control, even a control rule cannot be obtained. However, at least some qualitative (basic) rules can be obtained.
Then, let them learn some of the qualitative rules, create an initial model, and control it with the model. However, because the algorithm is simple, there is a high probability that the desired control will not be achieved. This time, the incomplete model is learned and the algorithm is modified.

【0026】本発明の制御アルゴリズム自動獲得装置
は、論理性チエック手段と妥当性チェック手段とを具備
する。前記論理性チェック手段は制御プロセスの動特性
を監視し、制御対象に影響を与える操作部と操作部の操
作方向を見つけ出す機能を有する。また前記妥当性チェ
ック手段は制御量と設定量の差である制御偏差と制御偏
差変化と加速度とから、既に出力された増減操作量が所
定の増減操作量になるような修正倍率を推定し、この修
正倍率を既に出力された増減操作量に掛けて修正を加
え、そのときの制御偏差と制御偏差変化と、修正された
増減操作量を逐次学習データとして、制御本体に学習を
加える機能を有する。
The control algorithm automatic acquisition device of the present invention includes a logic check unit and a validity check unit. The logic check unit has a function of monitoring dynamic characteristics of a control process and finding an operation unit and an operation direction of the operation unit that affect a control target. Further, the validity checking means estimates a correction magnification from the control deviation, the control deviation change, and the acceleration, which are the difference between the control amount and the set amount, such that the increase / decrease operation amount already output becomes a predetermined increase / decrease operation amount, The correction magnification is multiplied by the already output increase / decrease operation amount to add a correction, and the control deviation and the control deviation change at that time and the corrected increase / decrease operation amount are sequentially learned data to provide learning to the control body. .

【0027】すなわち、ファジィ制御アルゴリズムの自
動獲得を実現するための学習アルゴリズムを構築し、基
本的なルールによって得られたモデルを自動的に学習す
ることで、不完全なモデルを制御に適したモデルに修正
していくことが可能となった。
That is, a learning algorithm for realizing the automatic acquisition of the fuzzy control algorithm is constructed, and the model obtained by the basic rules is automatically learned. It became possible to make corrections.

【0028】以下温湿度制御を例に挙げて説明する。 [1] 弁(バルブ)の役割 温湿度制御では、省エネルギー性を考えた場合、三つの
弁(冷水、温水、加湿)が全部開くことはない。そし
て、開いている二つの弁(一つの場合も有り得る)はそ
れぞれ役割が決まっており、どちらかが温度を、どちら
かが湿度を制御している。それぞれに対応付けられた弁
の出力が適当であるかそうでないかを見極め、不適当で
あればモデルに修正を加えていくことになる。弁の対応
付けは、以下の通りである。 冷水弁(CV)と温水弁(HV)が開いている場合…H
V→温度、CV→湿度 冷水弁(CV)と加湿弁(SV)が開いている場合…C
V→温度、SV→湿度 温水弁(HV)と加湿弁(SV)が開いている場合…H
V→温度、SV→湿度 [2] アルゴリズム修正のための方法論 アルゴリズム修正のための方法論は論理性チェック手段
と妥当性チェック手段の二段階で構成される。ただし、
修正および再学習は逐次行っていく必要があり、逐次と
は制御インターバル毎が適当である。
The temperature and humidity control will be described below as an example. [1] Role of valve (valve) In temperature / humidity control, all three valves (cold water, hot water, and humidification) are not opened when energy saving is considered. The two open valves (possibly one) have their respective roles, one controlling the temperature and one controlling the humidity. It is determined whether the output of the valve associated with each is appropriate or not, and if inappropriate, the model is modified. The correspondence between the valves is as follows. When the cold water valve (CV) and hot water valve (HV) are open ... H
V → Temperature, CV → Humidity When the cold water valve (CV) and humidification valve (SV) are open ... C
V → Temperature, SV → Humidity When hot water valve (HV) and humidification valve (SV) are open ... H
V → Temperature, SV → Humidity [2] Methodology for Algorithm Correction Methodology for algorithm correction is composed of two steps: logic check means and validity check means. However,
The correction and the re-learning need to be performed sequentially, and “sequential” is appropriate for each control interval.

【0029】[2−1] 論理性チェック手段 図5に示すように、温度・湿度の応答パターンは、全部
で九通りある。これらの九つのパターンと現在の弁の開
度状態(全閉か全開かそうでないかの三分割)により、
どの弁が温度と湿度のどちらを制御すべきなのかをMa
x−Min合成最大高さ法によって見分ける。ルール数
は、総当たりで243ルールであったが、クワイン・マ
クラスキー法により簡単化したため、最終的には図6,
図7に示すように28ルールとなった。図6,図7中、
dCVは冷水弁増減操作量、dHVは温水弁増減操作
量、dSVは加湿弁増減操作量を示し、Tは温度、Hは
湿度を表している。dCVの列のTに丸がついていれ
ば、冷水弁は温度を操作していることを表わす。例え
ば、ルール(Rule)10では冷水弁は湿度を操作
し、温水弁は温度を操作していることを表わしている。
Max−Min合成最大高さ法では、現在の状態に最も
適合しているルールを見つけだし、推論の出力をそのル
ールの結論部とする。例を挙げて説明すると、温度も湿
度も上昇させるとき、冷水弁=開、温水弁=閉、加湿弁
=開の場合では、温度は冷水弁が、湿度は加湿弁が制御
していることが分かる。そしてこれは、図8のように表
わすことができる。
[2-1] Logic Check Means As shown in FIG. 5, there are nine types of temperature / humidity response patterns in all. According to these nine patterns and the current opening degree of the valve (three divisions whether it is not fully open or not fully open),
Which valve should control temperature or humidity?
It is identified by the x-Min composite maximum height method. Although the number of rules was 243 rules in total, it was simplified by the Quine-McCluskey method.
As shown in FIG. 7, there are 28 rules. 6 and 7,
dCV indicates the amount of increase / decrease of the cold water valve, dHV indicates the amount of increase / decrease of the hot water valve, dSV indicates the amount of increase / decrease of the humidification valve, T indicates the temperature, and H indicates the humidity. A circle in T in the dCV column indicates that the chilled water valve is operating temperature. For example, Rule 10 indicates that the cold water valve controls humidity and the hot water valve controls temperature.
In the Max-Min combined maximum height method, the rule that best matches the current state is found, and the output of the inference is set as the conclusion of the rule. For example, when increasing both temperature and humidity, when the cold water valve is open, the hot water valve is closed, and the humidification valve is open, the temperature is controlled by the cold water valve and the humidity is controlled by the humidification valve. I understand. This can be represented as in FIG.

【0030】その後、作用している弁の操作極性が正し
いかを確認し、間違っていたらそれを修正するという作
業が必要になる。弁の操作極性は既に決定されており、
これに反するものは間違いであるとみなされる。弁の操
作極性は、以下のように表せる。
Thereafter, it is necessary to confirm whether the operating polarity of the operating valve is correct, and correct it if it is incorrect. The operating polarity of the valve has already been determined,
Anything contrary to this is considered to be wrong. The operating polarity of the valve can be expressed as follows.

【0031】[0031]

【数1】 (Equation 1)

【0032】[2−2] 妥当性チェック手段 制御量(温度および湿度)の挙動を監視することによっ
て、間違った動きをしている弁を除々に正しい方向に導
いていこうとするものである。論理性チェックにより、
どのバルブが温度(湿度)を調節しているかを判断し、
その弁の出力を妥当性チェックにて修正することにな
る。
[2-2] Validity Checking Means By monitoring the behavior of the controlled variables (temperature and humidity), the valve which is erroneously moving is gradually guided in the correct direction. By the logic check,
Determine which valve is controlling the temperature (humidity)
The output of the valve will be corrected by a validity check.

【0033】妥当性を測るためには、まず制御量(温度
および湿度)がどのように変化しているかを知らなくて
はならない。制御量の変化(偏差、偏差変化および加速
度)は、設定値と測定値を用いて次式のように導くこと
ができる。
In order to measure validity, one must first know how the controlled variables (temperature and humidity) are changing. The change of the control amount (deviation, deviation change and acceleration) can be derived as follows using the set value and the measured value.

【0034】[0034]

【数2】 (Equation 2)

【0035】すでに、どの弁が温度および湿度を調整し
ているかは論理性チェックによって判断されているの
で、妥当性チェックでは、温度と湿度のそれぞれの偏差
と偏差変化と加速度を割り出すことによって弁を正常な
動作へと向かわせることが役割となる。具体的には、図
9に示すように弁の実際の出力に適当な値をかけること
によって出力を変化させ、除々に理想的な出力に近付け
ていくようにする。
Since it has already been determined by a logicality check which valve is adjusting the temperature and the humidity, in the validity check, the valve is determined by calculating the deviation of the temperature and the humidity, the deviation change, and the acceleration. The role is to get to normal operation. Specifically, as shown in FIG. 9, the output is changed by multiplying the actual output of the valve by an appropriate value, so as to gradually approach the ideal output.

【0036】ここで重要なことは、出力にかける倍率を
どのように決定すれば良いかということであるが、ここ
ではMax−Min合成重心法を用いて、推論によって
倍率を決定するというしくみを採用する。
What is important here is how to determine the magnification to be applied to the output. Here, the mechanism of determining the magnification by inference using the Max-Min composite centroid method is described. adopt.

【0037】妥当性チェックでは偏差、偏差変化、加速
度の三つの入力変数を用いる。それぞれのスケーリング
ファクタは制御本体と同じ数値を使用することが原則で
ある。ただし、加速度は制御本体に無いものであるた
め、任意に決定する必要が生じる。これらのことから妥
当性チェックのルールブロックは図10にあるように4
ブロックに分けられる。ただしBブロックとCブロック
においてはモデルからの出力の方向性を正すために、あ
らかじめモデルからの出力の絶対値をとる。図11は妥
当性チェックのルールブロックの概念図である。妥当性
チェックは極性によって結果が大きく異なるため、極性
を充分に考慮する必要があり、そのために所属度関数を
図12に示すように−ZRと+ZRに分けている。
In the validity check, three input variables of deviation, deviation change, and acceleration are used. In principle, each scaling factor uses the same numerical value as that of the control body. However, since the acceleration is not in the control main body, it is necessary to determine it arbitrarily. From these facts, the rule block of the validity check is 4 as shown in FIG.
Divided into blocks. However, in order to correct the directionality of the output from the model in the B block and the C block, the absolute value of the output from the model is taken in advance. FIG. 11 is a conceptual diagram of a validity check rule block. Since the result of the validity check greatly differs depending on the polarity, it is necessary to sufficiently consider the polarity. For this reason, the membership function is divided into -ZR and + ZR as shown in FIG.

【0038】具体的に妥当性チェックの制御規則表を図
13に示す。図14は制御規則表のブロック分けを示
す。加速度を表すファジィ集合を規定するラベルは{N
B,NS,ZR,PS,PB}であるが、その中のPB
についての制御規則表である。これは図11の(5)を
表す。
FIG. 13 shows a control rule table for the validity check. FIG. 14 shows the block division of the control rule table. The label defining the fuzzy set representing acceleration is {N
B, NS, ZR, PS, PB}, where PB
3 is a control rule table for. This represents (5) in FIG.

【0039】ただし、実際に倍率を決定するための推論
を行う時、図13に記入してある数値をそのまま使用す
ることはできないため、以下のように変換し、その指数
を使用する。
However, when actually performing the inference for determining the magnification, the numerical value entered in FIG. 13 cannot be used as it is, so the following conversion is made and the exponent is used.

【0040】{1/4 ,1/2 ,1 ,2 ,4 }→{ 2-2, 2
-1, 20 、 21 , 22 } {-4,-2,-1,-1/2,-1/4}→{-22 ,-21 ,-20 ,-2
-1,-2-2} 妥当性チェックを行う際、極性のほかにもう一つ留意し
なくてはならない点がある。図15はある制御量の挙動
と初期の制御規則表である。すなわち、実際の出力が限
りなくゼロに近い(ZR)とき、制御量の挙動がaおよ
びbのどちらかになるとする。もしZRを極性によって
分類していないとしたら、aでもbでも同じように倍率
がかけられることになる。例えば用意されている倍率の
数値が正の値だとすると、aでは特に問題は起こらない
が、bでは出力は一気に負の方向に修正される。制御ア
ルゴリズムの自動獲得は、逐次学習することにより進化
していくので、大幅に間違った学習指針を与えることは
学習そのものを間違った方向に導くことになり、それだ
けは避けなくてはならない。
{1/4, 1/2, 1, 2, 4} → {2 -2 , 2
-1, 2 0, 2 1, 2 2} {-4, -2, -1, -1 / 2, -1 / 4} → {-2 2, -2 1, -2 0, -2
-1, -2 -2} when performing validation, there is a point that must be another noted other polarity. FIG. 15 shows a behavior of a certain control amount and an initial control rule table. That is, when the actual output is as close as possible to zero (ZR), the behavior of the control amount is assumed to be either a or b. If the ZRs are not classified by polarity, the magnification will be the same for a and b. For example, if the prepared value of the magnification is a positive value, no particular problem occurs in the case of a, but the output is immediately corrected to the negative direction in b. Since the automatic acquisition of the control algorithm evolves by learning sequentially, giving a largely wrong learning guide will lead the learning itself in the wrong direction, and that must be avoided.

【0041】[0041]

【実施例】制御アルゴリズムの自動獲得システムには様
々なタイプがあるが、ここでは学習型ファジィ推論法を
基本とする学習型ファジィ−PI制御器と階層的ファジ
ィモデルの二つについて、制御アルゴリズムの自動獲得
装置を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS There are various types of automatic control algorithm acquisition systems. In this example, a learning type fuzzy-PI controller based on a learning type fuzzy inference method and a hierarchical fuzzy model are described. The automatic acquisition device will be described.

【0042】[1] 学習型ファジィ−PI制御器の制
御アルゴリズム自動獲得装置 図16は学習型ファジィ−PI制御器の制御アルゴリズ
ムの自動獲得装置である。学習型ファジィ−PI制御器
の学習則は、複数の理想的な入出力データをあらかじめ
与えられたファジィモデルに与え、モデルからの出力デ
ータと理想的な出力データとの差を捕らえ、最急降下法
に基づき逐次学習することによって、理想的なモデルを
獲得するものである。学習型ファジィ−PI制御器で
は、結論部にファジィ集合ではなく、実数値を用いてい
る。
[1] Automatic Acquisition Device for Control Algorithm of Learning Fuzzy-PI Controller FIG. 16 is an automatic acquisition device for a control algorithm of a learning fuzzy-PI controller. The learning rule of the learning type fuzzy-PI controller is to provide a plurality of ideal input / output data to a predetermined fuzzy model, capture the difference between the output data from the model and the ideal output data, and use the steepest descent method. An ideal model is obtained by learning sequentially based on. The learning type fuzzy-PI controller uses a real value instead of a fuzzy set in the conclusion.

【0043】ここでは、冷却コイルまたは加熱コイルを
用いた温度制御を例に挙げて説明する。学習型ファジィ
−PI制御器の制御アルゴリズムは以下の通りである。 [ステップ1] 学習型ファジィ−PI制御器の温度制
御に必要なルール(例えば25ルール)を用意する。学
習型ファジィ−PI制御器は2入力e(t−1),de
(t−1)、1出力dHV(t−1)で、入力は5分
割,出力(結論部実数値)は乱数とする。
Here, the temperature control using a cooling coil or a heating coil will be described as an example. The control algorithm of the learning type fuzzy-PI controller is as follows. [Step 1] A rule (for example, 25 rules) necessary for temperature control of a learning type fuzzy-PI controller is prepared. The learning type fuzzy-PI controller has two inputs e (t-1), de
(T-1) One output dHV (t-1), the input is divided into five, and the output (conclusion real value) is a random number.

【0044】[ステップ2] 用意したルールを用い、
温度偏差e(t−1)と温度偏差変化de(t−1)か
ら温水弁の出力dHV(t−1)を推論する。 [ステップ3] 論理性チェックを行う(温水弁の操作
極性を確認する…正動作=+1。なお、冷水弁を用いた
場合は、逆動作=−1とする。)。
[Step 2] Using the prepared rules,
The output dHV (t-1) of the hot water valve is inferred from the temperature deviation e (t-1) and the temperature deviation change de (t-1). [Step 3] A logicality check is performed (confirm the operation polarity of the hot water valve: normal operation = + 1. When a cold water valve is used, the reverse operation = −1).

【0045】[ステップ4] 温度偏差e(t),温度
偏差変化de(t),温度の加速度d2 e(t)から妥
当性のチェックを行い、推論出力を修正する。 [ステップ5] 温度偏差e*(t−1)と温度偏差変
化de*(t−1)と出力dHV(t−1)の演算結果
を、学習機構に教師データとして与える。
[Step 4] Validity is checked from the temperature deviation e (t), the temperature deviation change de (t), and the temperature acceleration d 2 e (t), and the inference output is corrected. [Step 5] The calculation results of the temperature deviation e * (t-1), the temperature deviation change de * (t-1), and the output dHV (t-1) are given to the learning mechanism as teacher data.

【0046】[ステップ6] 学習機構の教師データに
より学習型ファジィ−PI制御器の結論部実数値の学習
を行う。 [ステップ7] [ステップ2]〜[ステップ6]を、
制御インターバル毎に繰り返す。
[Step 6] The real value of the conclusion part of the learning type fuzzy-PI controller is learned by the teacher data of the learning mechanism. [Step 7] [Step 2] to [Step 6]
Repeat at every control interval.

【0047】[2] 階層的ファジィモデルの制御アル
ゴリズム自動獲得装置 図17は階層的ファジィモデルの制御アルゴリズム自動
獲得装置である。学習型ファジィ−PI制御器は、問題
が大規模になると、規則の総数が膨大になって、適用が
難しくなる。そこで、ファジィモデルを階層構造にする
と、パラメータ数が減って、大規模な問題に適用できる
ようになる。しかも、ニューラルネットワークにおける
階層結合型ネットワークの構造や学習則は、階層的ファ
ジィモデルに置き換えられる。
[2] Hierarchical Fuzzy Model Control Algorithm Automatic Acquisition Apparatus FIG. 17 shows a hierarchical fuzzy model control algorithm automatic acquisition apparatus. As for the learning type fuzzy-PI controller, as the problem becomes larger, the total number of rules becomes enormous, and application becomes difficult. Therefore, if the fuzzy model has a hierarchical structure, the number of parameters is reduced, and the fuzzy model can be applied to a large-scale problem. Moreover, the structure and learning rules of the hierarchically connected network in the neural network are replaced with a hierarchical fuzzy model.

【0048】階層的ファジィモデルは、図4のファジィ
恒温恒湿制御システムで扱った2段階5ブロック(ファ
ジィ中間推論、ファジィ最終推論)のファジィ推論機構
を構成する。ファジィ中間推論では、制御量である温湿
度を目標値に一致させるため、温度偏差、温度偏差の変
化を捕らえ、制御量を上昇させるのか、下降させるの
か、何もしないのかの要求量を求めた。また、ファジィ
最終推論で用いたファジィルールは、上記の[ルール
1]〜[ルール5]で述べたようなオペレータの基本的
な制御動作に基づいている。
The hierarchical fuzzy model constitutes a two-stage, five-block (fuzzy intermediate inference, fuzzy final inference) fuzzy inference mechanism used in the fuzzy constant temperature and humidity control system of FIG. In the fuzzy intermediate inference, in order to match the temperature and humidity, which is the control amount, with the target value, the temperature deviation and the change in the temperature deviation were captured, and the required amount of whether the control amount was raised, lowered, or nothing was determined. . The fuzzy rules used in the fuzzy final inference are based on the basic control operations of the operator as described in the above [Rule 1] to [Rule 5].

【0049】ここでは、ファジィ恒温恒湿制御を例に挙
げて説明する。階層的ファジィモデルの制御アルゴリズ
ムは以下の通りである。 [ステップ1] 7入力(冷水弁CV(t−1),温水
弁HV(t−1),加湿弁SV(t−1)の開度、温度
偏差eT 、温度偏差変化deT 、湿度偏差eH、湿度偏
差変化deH )3出力(冷水弁開度変化dCV(t),
温水弁開度変化dHV(t),加湿弁開度変化dSV
(t))の階層的ファジィモデルを用意する。階層的フ
ァジィモデルは中間層第1モデル〜中間層第3モデルと
出力層第1モデル〜出力層第3モデルより構成される。
Here, the fuzzy constant temperature and constant humidity control will be described as an example. The control algorithm of the hierarchical fuzzy model is as follows. [Step 1] 7 inputs (cold water valve CV (t-1), hot water valve HV (t-1), humidification valve SV (t-1) opening degree, temperature deviation e T , temperature deviation change de T , humidity deviation e H , humidity deviation change de H ) 3 outputs (chill water valve opening change dCV (t),
Hot water valve opening change dHV (t), humidification valve opening change dSV
A hierarchical fuzzy model of (t)) is prepared. The hierarchical fuzzy model includes a middle layer first model to a middle layer third model, and an output layer first model to an output layer third model.

【0050】[ステップ2] 用意した階層的ファジィ
モデルを用い、冷水弁dCV(t),温水弁dHV
(t),加湿弁dSV(t)の各出力を推論する。 [ステップ3] 温度要求量と湿度要求量と現在の冷水
弁CV(t−1),温水弁HV(t−1),加湿弁SV
(t−1)の開度から、論理性チェックを行う。
[Step 2] Using the prepared hierarchical fuzzy model, the cold water valve dCV (t) and the hot water valve dHV
(T) Infer each output of the humidification valve dSV (t). [Step 3] The required temperature and the required humidity and the current cold water valve CV (t-1), hot water valve HV (t-1), and humidification valve SV
A logicality check is performed from the opening of (t-1).

【0051】[ステップ4] 温度と湿度のそれぞれの
偏差eT ,eH 、偏差変化deT ,deH 、加速度d2
T ,d2H から妥当性チェックを行い、推論出力を
修正する。
[Step 4] Temperature and humidity deviations e T and e H , deviation changes de T and de H , and acceleration d 2
A validity check is performed from e T and d 2 e H , and the inference output is corrected.

【0052】[ステップ5] 7つの入力(冷水弁CV
(t−1),温水弁HV(t−1),加湿弁SV(t−
1)の開度、温度偏差eT 、温度偏差変化deT 、湿度
偏差eH 、湿度偏差変化deH )と3つの出力(冷水弁
開度変化dCV(t),温水弁開度変化dHV(t),
加湿弁開度変化dSV(t))の演算結果を、学習機構
に教師データとして与える。
[Step 5] Seven inputs (cold water valve CV)
(T-1), hot water valve HV (t-1), humidification valve SV (t-
1) opening, temperature deviation e T , temperature deviation change de T , humidity deviation e H , humidity deviation change de H ) and three outputs (chilled water valve opening change dCV (t), hot water valve opening change dHV ( t),
The calculation result of the humidification valve opening change dSV (t)) is given to the learning mechanism as teacher data.

【0053】[ステップ6] 学習機構に与えた教師デ
ータにより階層的ファジィモデルの学習を行う。 [ステップ7] [ステップ2]〜[ステップ6]を、
制御インターバル毎に繰り返す。
[Step 6] Hierarchical fuzzy model learning is performed using teacher data given to the learning mechanism. [Step 7] [Step 2] to [Step 6]
Repeat at every control interval.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、制御
アルゴリズムの自動獲得を実現するための学習アルゴリ
ズムを構築し、基本的なルールによって得られたモデル
を自動的に学習することで、不完全なモデルを制御に適
したモデルに修正していくことが可能となった。
As described above, according to the present invention, a learning algorithm for realizing the automatic acquisition of a control algorithm is constructed, and a model obtained by basic rules is automatically learned. It became possible to correct an incomplete model to a model suitable for control.

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

【図1】本発明に係る空調設備の概要を示す構成説明図
である。
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing an outline of an air conditioner according to the present invention.

【図2】本発明に使用する湿り空気線図の一例を示す概
略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a psychrometric chart used in the present invention.

【図3】本発明に使用するオペレータの思考パターンお
よび行動パターンの一例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an operator's thinking pattern and behavior pattern used in the present invention.

【図4】本発明に使用するファジィ推論の形態の一例を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a fuzzy inference mode used in the present invention.

【図5】本発明に係る論理性チェックに使用する温度・
湿度の応答パターンの一例を示す説明図である。
FIG. 5 shows the temperature and temperature used for the logic check according to the present invention.
It is explanatory drawing which shows an example of the response pattern of humidity.

【図6】本発明に係る論理性チェックに使用するルール
1〜24の一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of rules 1 to 24 used for a logicality check according to the present invention.

【図7】本発明に係る論理性チェックに使用するルール
25〜28の一例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of rules 25 to 28 used for a logicality check according to the present invention.

【図8】図6のルールの一部を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a part of the rule in FIG. 6;

【図9】本発明に係る妥当性チェックでの修正方法の一
例を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a correction method in the validity check according to the present invention.

【図10】本発明に係る妥当性チェックのルールブロッ
クの一例を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a validity check rule block according to the present invention.

【図11】本発明に係る妥当性チェックのルールブロッ
クの概念の一例を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a concept of a rule block of a validity check according to the present invention.

【図12】本発明に係る妥当性チェックのための所属度
関数の一例を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a membership function for validity check according to the present invention.

【図13】本発明に係る妥当性チェックのための制御規
則表の一例を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a control rule table for validity check according to the present invention.

【図14】本発明に係る妥当性チェックのための制御規
則表のブロック分けの一例を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of block division of a control rule table for validity check according to the present invention.

【図15】本発明に係る妥当性チェックのためのある制
御量の挙動と初期の制御規則表の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of a behavior of a certain control amount for validity check and an initial control rule table according to the present invention.

【図16】本発明に係る学習型ファジィ−PI制御器の
制御アルゴリズム自動獲得装置の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of a control algorithm automatic acquisition device of a learning type fuzzy-PI controller according to the present invention.

【図17】本発明に係る階層的ファジィモデルの制御ア
ルゴリズム自動獲得装置の一例を示す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory view showing an example of a control algorithm automatic acquisition device for a hierarchical fuzzy model according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…空調機、2…冷却コイル、3…加熱コイル、4…蒸
気スプレ(蒸気噴霧式加湿器)、5…ファン(FA
N)、6…制御対象室、7…ファジィ恒温恒湿制御器、
T…温度センサの室内温度検出端、H…湿度センサの室
内湿度検出端、CPU…計測制御コンピュータ、D/A
…ディジタル値からアナログ量への変換器、A/D…ア
ナログ量からディジタル値への変換器、Fuzzy I
nference Board…ファジィ推論ボード
(PB85109)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air conditioner, 2 ... Cooling coil, 3 ... Heating coil, 4 ... Steam spray (steam spray humidifier), 5 ... Fan (FA
N), 6: controlled room, 7: fuzzy constant temperature and humidity controller,
T: Indoor temperature detecting end of temperature sensor, H: Indoor humidity detecting end of humidity sensor, CPU: Measurement control computer, D / A
... Converter for converting digital value to analog value, A / D ... Converter for converting analog value to digital value, Fuzzy I
nreference Board: Fuzzy inference board (PB85109).

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−173604(JP,A) 特開 平5−99482(JP,A) 特開 昭63−29142(JP,A) 鳶 敏和、他2名,“クリーンルーム のファジィ恒温恒湿制御その2−ファジ ィ制御パラメータの自動調整の試み”, 第11回ファジィシステムシンポジウム講 演論文集,日本ファジィ学会,1995年7 月12日,p.775−778 西村 和夫,“ニューラルネット技術 の動向”,東芝レビュー,株式会社東 芝,1991年12月1日,第46巻,第12号, p.924−930 鳶 敏和、他2名,“クリーンルーム のファジィ恒温恒湿制御その1−ファジ ィ制御パラメータの自動調整の試み”, 第11回ファジィシステムシンポジウム講 演論文集,日本ファジィ学会,1995年7 月12日,p.773−774 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 13/02 F24F 11/02 102 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-5-173604 (JP, A) JP-A-5-99482 (JP, A) JP-A-63-29142 (JP, A) Toshikazu Tobi, two others, " Fuzzy Constant Temperature and Humidity Control of Clean Room Part 2: Attempt of Automatic Adjustment of Fuzzy Control Parameters ”, Proc. Of the 11th Fuzzy System Symposium, Fuzzy Society of Japan, July 12, 1995, p. 775-778 Kazuo Nishimura, “Trends in Neural Network Technology”, Toshiba Review, Toshiba Corporation, December 1, 1991, Vol. 46, No. 12, p. 924-930 Toshikazu Tobi and 2 others, "Fuzzy constant temperature and humidity control in clean room, Part 1-Trial of automatic adjustment of fuzzy control parameters", Proc. Of the 11th Fuzzy System Symposium, Fuzzy Society of Japan, July 1995 March 12, p. 773-774 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G05B 13/02 F24F 11/02 102 JICST file (JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 制御ルールや制御モデルに基づいて温湿
を所定の目標値に一致させるように冷水弁、温水弁、
加湿弁の増減操作量を演算するファジィ制御器に備えら
れて、ファジィ制御器に入力された温湿度およびファジ
ィ制御器から出力された冷水弁、温水弁、加湿弁の増減
操作量に基づいて教師データを生成し、この教師データ
をファジィ制御器の学習機構へ与えることによりファジ
ィ制御器の制御ルールや制御モデルを修正する制御アル
ゴリズム自動獲得装置において、第一のルールを用いて、ファジィ制御器に入力された温
湿度、および、 ファジィ制御器から出力された冷水弁、
温水弁、加湿弁の増減操作量に基づいて制御対象に影響
を与える冷水弁、温水弁、加湿弁冷水弁、温水弁、加
湿弁の操作極性を確認する論理性チェック手段と、第二のルールを用いて、 論理性チェック手段による処理
結果、ファジィ制御器に入力された温湿度から演算され
た制御偏差と制御偏差変化と加速度、および、ファジィ
制御器から出力された冷水弁、温水弁、加湿弁の増減操
作量に基づいて、この冷水弁、温水弁、加湿弁の増減操
作量が所定の増減操作量になるような修正倍率を推定す
るとともに、この修正倍率をファジィ制御器から出力さ
れた冷水弁、温水弁、加湿弁の増減操作量に掛けて修正
を加え、前記制御偏差と制御偏差変化とこの修正された
冷水弁、温水弁、加湿弁の増減操作量を教師データとし
てファジィ制御器の学習機構へ与える妥当性チェック手
段とを具備することを特徴とする制御アルゴリズム自動
獲得装置。
1. A hot and humid condition based on a control rule or a control model.
The cold water valve, hot water valve,
A fuzzy controller for calculating the amount of increase or decrease of the humidifying valve is provided, and a teacher is provided based on the temperature / humidity input to the fuzzy controller and the amount of increase / decrease of the cold water valve, hot water valve, and humidifying valve output from the fuzzy controller. In the control algorithm automatic acquisition device that generates data and gives this teacher data to the learning mechanism of the fuzzy controller to modify the control rules and control model of the fuzzy controller, the fuzzy controller uses the first rule. Entered temperature
Humidity and chilled water valve output from fuzzy controller ,
A cold water valve, a hot water valve, a humidifying valve and a cold water valve, a hot water valve,
Using the logic check means for confirming the operation polarity of the wet valve and the second rule, the processing result by the logic check means, the control deviation calculated from the temperature and humidity input to the fuzzy controller, and the control deviation change Based on the acceleration and the amount of increase / decrease of the chilled water valve, hot water valve, and humidification valve output from the fuzzy controller, the amount of increase / decrease of the chilled water valve, the hot water valve, and the humidification valve becomes a predetermined amount of increase / decrease. The correction magnification is estimated, and the correction magnification is multiplied by the amount of increase / decrease of the cold water valve, hot water valve, and humidification valve output from the fuzzy controller, and a correction is made.
A control algorithm automatic acquisition device comprising: a validity check means for giving an increase / decrease operation amount of a cold water valve, a hot water valve, and a humidification valve as teacher data to a learning mechanism of a fuzzy controller.
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鳶 敏和、他2名,"クリーンルームのファジィ恒温恒湿制御その2−ファジィ制御パラメータの自動調整の試み",第11回ファジィシステムシンポジウム講演論文集,日本ファジィ学会,1995年7月12日,p.775−778

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