JP3513633B2 - Method and apparatus for identifying unknown continuous-time system, and control system using the same - Google Patents

Method and apparatus for identifying unknown continuous-time system, and control system using the same

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JP3513633B2
JP3513633B2 JP25691495A JP25691495A JP3513633B2 JP 3513633 B2 JP3513633 B2 JP 3513633B2 JP 25691495 A JP25691495 A JP 25691495A JP 25691495 A JP25691495 A JP 25691495A JP 3513633 B2 JP3513633 B2 JP 3513633B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、機械システムや電動機
システムなど、微分方程式で記述され得る未知連続時間
システムのパラメータを高精度かつ高効率に同定するた
めの方法及び装置、並びに同装置を用いた制御システム
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a method and apparatus for identifying parameters of an unknown continuous-time system, which can be described by differential equations, such as mechanical systems and electric motor systems, with high accuracy and efficiency, and uses the same apparatus. It was about the control system.

【0002】[0002]

【従来の技術】機械システム、電動機システムなどに代
表される制御対象の制御に際しては、一般に、この数学
モデルに基づいて制御器が設計される。実在の制御対象
は、元来、連続時間システムであるが、従来は、離散時
間形制御器の設計にはこの数学モデルとしては差分方程
式のものが利用され、また、この差分方程式上のパラメ
ータの同定方法が研究されてきた。ところが、差分方程
式によるモデルでは、制御周期と同定周期とが異なる場
合の対応が困難、パラメータの物理的意味が不明、連続
時間形制御器の設計に不向き、非線形システムへの適用
が困難などといった諸問題を有していた。
2. Description of the Related Art In controlling a controlled object represented by a mechanical system and an electric motor system, a controller is generally designed based on this mathematical model. The actual controlled object is originally a continuous-time system, but conventionally, a differential equation is used as this mathematical model for the design of a discrete-time controller, and the parameters of this differential equation are Identification methods have been studied. However, in the model based on the difference equation, it is difficult to deal with the case where the control period and the identification period are different, the physical meaning of the parameter is unknown, it is not suitable for the design of a continuous-time controller, and it is difficult to apply it to a nonlinear system. Had a problem.

【0003】これらの諸問題を解決すべく、制御対象の
数学モデルとして、微分方程式表現のものを採用し、こ
の方程式上のパラメータの同定方法の確立が求められて
きた。伝統的なパラメータ同定方法は、微分方程式とし
て記述された連続時間制御対象の連続時間入力と連続時
間出力を、同定すべきパラメータに対して線形性を確保
すべく、更には微分方程式に起因する微分処理を回避す
べく、パラメータ数に応じた複数のアナログフィルタに
よって処理し、同定信号を生成するものである。同定信
号からパラメータ同定値を得る同定アルゴリズムとして
は、連続時間形と離散時間形があるが、一般には後者が
利用されている。後者の利用には、当然のことながら離
散時間信号が必要であり、ひいては複数のアナログフィ
ルタの出力である連続時間信号を同時サンプリングし、
このサンプル値を得る必要がある。このような伝統的方
法を利用した発明としては、特開平05−289703
公報、特開昭63−121904公報などがある。前者
は連続時間入出力信号を処理するアナログフィルタとし
て状態空間フィルタを、後者は1次フィルタを利用して
いる。しかし、この伝統的方法は、同定すべきパラメー
タ数に応じた複数の(あるいは高次の)アナログフィル
タをオペアンプ等で一様かつ精度よく実現することが困
難、同定すべきパラメータ数に応じた複数のサンプリン
グ装置が必要とされるという2大問題を抱えていた。本
2大問題を同時に解決する新規な方法として、対象シス
テムの入出力信号(基本的にパラメータ数に依存しな
い)のサンプル値すなわち離散時間信号により、微分方
程式で表現される連続時間モデルのパラメータの同定方
法の確立が特に重要視されてきた。周知のとおり、例え
ば1入力1出力の連続時間システムであれば、入出力信
号のサンプル値を得るためのサンプリング装置はパラメ
ータ数に関係なく2個で十分である。
In order to solve these problems, it has been demanded to adopt a differential equation expression as a mathematical model of a controlled object and establish a method for identifying parameters on this equation. The traditional parameter identification method is differential equation
Continuous time input and continuous time of controlled object
Ensures linearity of output between parameters for identification
To avoid further differential processing caused by differential equations
Therefore, it is possible to use multiple analog filters according to the number of parameters.
Therefore, it is processed and an identification signal is generated. Identification
As an identification algorithm to obtain the parameter identification value from the
Has a continuous-time form and a discrete-time form, but generally the latter is
It's being used. For the latter use, of course
Time-splitting signal is required, which in turn leads to multiple analog filters.
The continuous time signal that is the output of the
You need to get this sample value. Such a traditional person
An invention using the method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-289703.
Japanese Patent Laid-Open No. 63-121904 and the like. former
Is an analog filter that processes continuous time input and output signals
State-space filter, the latter using a first-order filter
There is. However, this traditional method
Multiple (or higher) analog fills depending on the number of
It is difficult to realize the data evenly and accurately with an operational amplifier.
Difficulty, multiple samplers according to the number of parameters
It had two major problems, that is, a grab device was needed. Book
As a new method to solve the two major problems at the same time , I / O signals of the target system (basically independent of the number of parameters
The establishment of a method for identifying parameters of a continuous-time model represented by a differential equation has been particularly emphasized by the sample value of (i ) , that is, the discrete-time signal. As is well known,
For example, if the system is a 1-input / 1-output continuous time system, the input / output signal
The sampling device for obtaining
Two is sufficient regardless of the number of data.

【0004】すでに研究されたこの種の同定方法は、例
えば、文献1(連続時間システムのサンプル値データに
よる同定、計測自動制御学会会誌(計測と制御)、第3
2巻、第9号、pp.712〜717、1993年)で
サーベイされているように、間接法と直接法に大別され
る。間接法は、離散時間信号より、まず伝統的な離散時
間モデルのパラメータ(すなわち、差分方程式上のパラ
メータ)を同定し、つぎにこの同定値を連続時間モデル
のパラメータに変換して、最終的に微分方程式上のパラ
メータを同定しようとするもである。しかし、この間接
法による場合、離散時間パラメータから連続時間パラメ
ータの変換を一意的に行うには、対象は線形システム
で、かつ、サンプリング周期を十分に小さく取らねばな
らない反面、サンプリング周期の減少に伴い離散時間パ
ラメータの同定精度が低下するという相矛盾する問題を
有していた。伝統的な差分方程式による離散時間モデル
の同定を必要とする本方法は、本質的に上記離散時間モ
デルの同定に付随した諸問題を解決するものではなかっ
た。
An identification method of this kind that has already been studied is described in, for example, Document 1 (Identification by sampled data of a continuous-time system, Journal of Japan Society for Measurement and Control (Measurement and Control), No. 3).
Volume 2, No. 9, pp. 712-717, 1993), it is roughly divided into the indirect method and the direct method. The indirect method first identifies the parameters of the traditional discrete-time model (that is, the parameters on the difference equation) from the discrete-time signal, then converts these identified values into the parameters of the continuous-time model, and finally It is also trying to identify the parameters on the differential equation. However, in the case of this indirect method, in order to uniquely convert the discrete-time parameter to the continuous-time parameter, the object must be a linear system and the sampling period must be sufficiently small, but with the decrease of the sampling period, There is a contradictory problem that the identification accuracy of discrete time parameters decreases. This method, which requires the identification of discrete-time models by traditional difference equations, does not essentially solve the problems associated with the identification of discrete-time models described above.

【0005】これに対して、直接法は、連続信号のサン
プリングにより得られた離散時間信号より、直接的に、
連続時間パラメータ(すなわち、微分方程式上のパラメ
ータ)を同定しようとするものである。上記文献1によ
れば、既報の直接法は、以下のような統一的説明が可能
であることが指摘されている。
On the other hand, the direct method uses a discrete-time signal obtained by sampling a continuous signal directly,
It seeks to identify a continuous time parameter (ie a parameter on a differential equation). According to the above-mentioned Document 1, it is pointed out that the reported direct method is capable of the following unified explanation.

【0006】いま、簡単のため、未知連続時間システム
の入力信号u(t)と出力信号y(t)の関係が、つぎ
の(1)〜(3)式の2次の微分方程式G(s)で表現
されたとする。
For the sake of simplicity, the relationship between the input signal u (t) and the output signal y (t) of the unknown continuous-time system has a quadratic differential equation G (s) of the following equations (1) to (3). ).

【数1】 ただし、sは微分演算子であり、また、[Equation 1] However, s is a differential operator, and

【数2】 [Equation 2]

【数3】 とする。ここで、(1)式の微分演算子sに対し、
(4)式で示される双一次変換を施し、
[Equation 3] And Here, for the differential operator s in equation (1),
By applying the bilinear transformation represented by the equation (4),

【数4】 これに、P(z)((1+z-1)/2)2 T2 を乗じ、
近似差分方程式Gd (z)を(5)式のように得る。
[Equation 4] Multiply this by P (z) ((1 + z-1) / 2) 2 T2,
An approximate difference equation Gd (z) is obtained as in equation (5).

【数5】 ただし、Tはサンプリング周期であり、入力信号u
(t)と出力信号y(t)を周期Tでサンプリングした
t=kT時点のサンプル値を、簡単のため、夫々u
(k)、y(k)と表現している。また、z-1は遅延演
算子、P(z)はディジタルフィルタ伝達関数であり、
[Equation 5] However, T is a sampling period, and the input signal u
(T) and the output signal y (t) are sampled at a cycle T, and the sample values at time t = kT are respectively u
It is expressed as (k) and y (k). Z-1 is a delay operator, P (z) is a digital filter transfer function,

【数6】 [Equation 6]

【数7】 [Equation 7]

【数8】 である。ディジタルフィルタP(z)は、この2次シス
テムの例では、つぎの(9)〜(11)式のいずれかに
選定する。
[Equation 8] Is. In this example of the secondary system, the digital filter P (z) is selected from any of the following expressions (9) to (11).

【数9】 [Equation 9]

【数10】 [Equation 10]

【数11】 微分方程式上のパラメータ(a1 、a2 、b1 、b2 )
は、(5)式の近似差分方程式に従って、離散時間信号
u(k)、y(k)を用いて直接同定する。
[Equation 11] Parameters on differential equation (a1, a2, b1, b2)
Is directly identified using the discrete-time signals u (k) and y (k) according to the approximate difference equation (5).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記直
接法は、(4)式が明快に示しているように、双一次変
換を通じ未知連続時間システムの特性を記述する微分方
程式を差分方程式に大胆に近似変換するものであり、本
質的に、従来の間接法で利用された双一次変換に起因す
る近似変換の誤差問題をなんら解決するものではない。
すなわち、双一次変換に起因する誤差問題は、間接法の
場合と本質的に変るものではない。近似変換の誤差を縮
小するために、通常、サンプリング周期Tを十分に小さ
くとるという方策が取られる。しかし、サンプリング周
期Tの縮小は、同定に要するデータ個数を増加すること
になり、ひいては、同定計算量を増大し、その結果、有
限語長に起因する計算誤差をより多く蓄積することに
る。この反対の現象も成立する。すなわち、有限語長に
起因する計算誤差を低減するには同定計算量を減少させ
る必要があり、これには、データ個数の減少が求められ
る。データ個数の減少は、サンプリング周期を粗くする
ことになり、ひいては、近似変換誤差を増大する。この
ように、従来の直接法では、近似変換の誤差の縮小化が
計算誤差の増大化を、反対に計算誤差の縮小化が近似誤
差の増大化を招くといった本質的問題を有しており、高
い精度で同定値を得ることが困難であった。
However, in the above direct method, as is clear from the equation (4), the differential equation describing the characteristic of the unknown continuous-time system through the bilinear transformation is boldly applied to the difference equation. Approximate transformation is performed, and it does not essentially solve the error problem of the approximate transformation caused by the bilinear transformation used in the conventional indirect method.
That is, the error problem caused by the bilinear transformation is essentially the same as in the indirect method. In order to reduce the error of the approximate transformation, usually, a measure is taken to make the sampling period T sufficiently small. However, the reduction of the sampling period T increases the number of data required for identification, which in turn increases the identification calculation amount, and consequently accumulates more calculation errors due to the finite word length. This opposite phenomenon also holds. That is, in order to reduce the calculation error due to the finite word length, it is necessary to reduce the identification calculation amount, which requires a reduction in the number of data. The decrease in the number of data items makes the sampling period coarser, which in turn increases the approximate conversion error. As described above, in the conventional direct method, there is an essential problem that the reduction of the error of the approximation conversion causes the increase of the calculation error, and conversely the reduction of the calculation error causes the increase of the approximation error, It was difficult to obtain the identification value with high accuracy.

【0008】また、上記直接法は、(5)〜(11)式
から理解されるように、同定すべきパラメータ数に応じ
た個数のディジタルフィルタFi (z)P(z)を必要
とする(上の5個のパラメータを同定する例では、6個
のディジタルフィルタを必要とする)。しかも、同定す
べきパラメータの数が大きくなるにつれ、一般に、ディ
ジタルフィルタの次数も高くなる。このため、同定パラ
メータの増加に応じて、フィルタリングに要する演算負
荷が急激に増大する。このように、従来の直接法は、演
算効率が悪いといった問題も同時に有していた。
Further, as understood from the equations (5) to (11), the direct method requires a number of digital filters Fi (z) P (z) corresponding to the number of parameters to be identified ( The above example of identifying the 5 parameters requires 6 digital filters). Moreover, as the number of parameters to be identified increases, the order of the digital filter generally increases. For this reason, the calculation load required for the filtering increases rapidly as the identification parameter increases. As described above, the conventional direct method also has a problem of low calculation efficiency.

【0009】本発明は、上記問題を解決すべくなされた
ものであり、請求項1、2、3の発明は、未知連続時間
システムを高精度かつ高効率に同定し得る方法及び装置
を提供することを目的とする。また、請求項4の発明
は、未知連続時間システムを高い制御性能で制御し得る
制御システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and the inventions of claims 1, 2 and 3 provide a method and an apparatus capable of identifying an unknown continuous time system with high accuracy and high efficiency. The purpose is to It is another object of the present invention to provide a control system capable of controlling an unknown continuous time system with high control performance.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、連続時間入力信号を、微分方程
式で表現し得る連続時間システムに印加すると共に該シ
ステムの連続時間出力信号を検出し、該入力信号と該出
力信号とのサンプル値を各々ディジタルフィルタ処理し
て得たフィルタ処理信号を用いて、該システムの微分方
程式上のパラメータを同定する方法において、状態空間
実現された安定なアナログフィルタの状態変数のサンプ
ル値に合致した状態変数を持ち得る状態空間実現された
安定なディジタルフィルタ群に、該入力信号と該出力
信号のサンプル値たる信号を各々入力し、各々の該ディ
ジタルフィルタの状態変数から、該システムのパラメー
タに対応した同定信号を生成し、該同定信号を利用して
該システムのパラメータを同定することを特徴とするも
のである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 applies a continuous-time input signal to a continuous-time system which can be expressed by a differential equation, and a continuous-time output signal of the system. And sample- filter the sampled values of the input signal and the output signal , respectively.
A method for identifying a parameter on a differential equation of the system using the obtained filtered signal , a state space realization that can have a state variable that matches the sample value of the state variable of a stable analog filter realized in a state space to, stable group of digital filters, the sample value serving signal of the input signal and the output signal respectively input from each of the digital filters of the state variable, generates an identification signal corresponding to the parameters of the system, It is characterized in that the parameters of the system are identified by using the identification signal.

【0011】請求項2の発明は、同定の効率と精度のバ
ランスを特に図るべく、請求項1の未知連続時間システ
ムの同定方法において、離散時間信号を該状態空間実現
ディジタルフィルタに入力した場合の状態変数が、該離
散時間信号を用いて0次あるいは1次あるいは2次等の
関数により補間して得た補間連続時間信号を該状態空間
実現アナログフィルタに入力した場合の状態変数のサン
プル値に一致するように、該状態空間実現ディジタルフ
ィルタを構成することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in order to particularly balance the efficiency and accuracy of identification, in the identification method of an unknown continuous time system according to the first aspect, a discrete time signal is used as a digital filter for realizing the state space. state variables in the case of input, the state space of interpolated continuous time signal obtained by interpolating the zero-order or first-order or second-order, etc. functions by using the discrete-time signal
It is characterized in that the state-space realization digital filter is configured so as to match the sampled value of the state variable when input to the realization analog filter.

【0012】また、請求項3の発明は、連続時間入力信
号を、微分方程式で表現し得る連続時間システムに印加
すると共に該システムの連続時間出力信号を検出し、該
入力信号と該出力信号とのサンプル値を各々ディジタル
フィルタ処理して得たフィルタ処理信号を用いて、該シ
ステムの微分方程式上のパラメータを同定する装置にお
いて、状態空間実現された安定なアナログフィルタの状
態変数のサンプル値に合致した状態変数を持ち得る状態
空間実現された安定なディジタルフィルタ群と、該デ
ィジタルフィルタ群に該入力信号と該出力信号のサンプ
ル値たる信号を各々入力して得た該ディジタルフィルタ
の状態変数から、該システムのパラメータに対応した同
定信号を生成し、該同定信号を利用して該システムのパ
ラメータを同定する手段とを有することを特徴とするも
のである。
Further, the invention of claim 3 applies the continuous time input signal to a continuous time system which can be expressed by a differential equation, detects the continuous time output signal of the system, and detects the input signal and the output signal. Digital sample values of
An apparatus for identifying a parameter on a differential equation of the system using a filtered signal obtained by filtering can have a state variable that matches a sample value of a state variable of a stable analog filter realized in a state space. and the group of stable digital filters state space realization, from the digital filter group to the input signal and the output signal of the sample values serving signal each of the digital filter obtained by inputting the state variables, the parameters of the system Means for generating a corresponding identification signal and using the identification signal to identify a parameter of the system.

【0013】請求項4の発明は、負荷と該負荷を駆動す
る駆動装置とにより構成される制御対象と、該制御対象
を制御する制御装置とからなる制御システムであって、
状態空間実現された安定なアナログフィルタの状態変数
のサンプル値に合致した状態変数を持ち得る状態空間実
現された安定なディジタルフィルタ群と、該ディジタ
ルフィルタ群に該制御対象の入力信号と出力信号とのサ
ンプル値たる信号を各々入力して得た該ディジタルフィ
ルタの状態変数から、該制御対象のパラメータに対応し
た同定信号を生成し、該同定信号を利用して該制御対象
のパラメータの少なくとも1つを同定する手段とからな
る同定装置を備えることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control system including a control target configured by a load and a drive unit for driving the load, and a control unit controlling the control target.
And a group of state-space realization and stable stable digital filters state space realization to a sample value of the state variable of the analog filter may have state variables that match, the control target of the input signal to the digital filter group and the output signal from the sample value serving signal each input obtained was the digital filter of the state variables and to generate the identification signal corresponding to該制the control target parameter, at least one of the control target parameter by using said identification signal It is characterized by comprising an identification device comprising means for identifying one of the two.

【0014】[0014]

【作用】請求項1の同定方法または請求項3の同定装置
においては、連続時間入力信号を未知連続時間システム
に印加するとと共にこのシステムの連続時間出力信号を
検出し、検出した入力信号と出力信号のサンプル値を用
いて、未知連続時間システムのパラメータを同定する。
このとき、入出力信号のサンプル値(すなわち、離散
時間信号)は、安定な複数のディジタルフィルタから構
成されるディジタルフィルタ群に送られ、各々入力され
る。ディジタルフィルタ群における複数のディジタルフ
ィルタは、個々に状態空間実現されており、フィルタへ
の入力に応じ、そのフィルタ次数と同数の状態変数を同
時に出力信号として発生する。この際、ディジタルフィ
ルタは状態空間実現されているので、状態変数の発生
は、繰り返し演算により行われる。しかも、この状態変
数は同定に不可欠な同定信号に変換させることができ
る。この結果、個々のディジタルフィルタから、フィル
タ次数と同数の同定信号を直接かつ同時にしかも繰り返
し的に生成できるという高効率性に関する作用が得られ
る。複数のディジタルフィルタから構成されるディジタ
ルフィルタ群においては、この高効率性に関する作用
は、そのまま維持される。
In the identification method according to claim 1 or the identification device according to claim 3, a continuous time input signal is applied to an unknown continuous time system, a continuous time output signal of this system is detected, and the detected input signal and output signal are detected. The sample values of are used to identify the parameters of the unknown continuous-time system.
At this time, the sampled value of the input / output signal (that is, the discrete time signal) is sent to a digital filter group composed of a plurality of stable digital filters and is input respectively. A plurality of digital filters in the digital filter group are individually realized in a state space, and in response to inputs to the filters, the same number of state variables as the filter order are simultaneously generated as output signals. At this time, since the digital filter is realized in the state space, the generation of the state variable is performed by the repeated calculation. Moreover, this state variable can be converted into an identification signal indispensable for identification. As a result, it is possible to obtain the effect of high efficiency that the identification signals of the same number as the filter order can be directly, simultaneously and repeatedly generated from the individual digital filters. In the digital filter group composed of a plurality of digital filters, the operation relating to the high efficiency is maintained as it is.

【0015】しかも、ディジタルフィルタの状態変数
は、アナログフィルタの状態変数のサンプル値に合致す
るよう設計され得るので、これはアナログフィルタの状
態変数のサンプル値そのものとして扱い得る。連続時間
システムの高精度な同定にはアナログフィルタの状態変
数が高い精度で利用できることが必要である。すなわ
ち、本発明によれば、高い同定精度を達成するために必
要なアナログフィルタの状態変数のサンプル値をディジ
タルフィルタにより直接生成できるという作用が得られ
る。
Moreover, since the state variable of the digital filter can be designed to match the sampled value of the state variable of the analog filter, it can be treated as the sampled value of the state variable of the analog filter itself. Accurate identification of continuous-time systems requires that the state variables of the analog filter be available with high accuracy. That is, according to the present invention, it is possible to directly generate the sample value of the state variable of the analog filter necessary for achieving high identification accuracy by the digital filter.

【0016】特に、請求項2の同定方法によれば、ディ
ジタルフィルタの離散時間入力信号を用いて合理的な関
数で補間して得た補間連続時間信号を、アナログフィル
タに入力した場合の状態変数のサンプル値が、ディジタ
ルフィルタの状態変数に完全に一致するようにディジタ
ルフィルタが構成されるので、同定の効率と精度の両者
をバランスよく達成するための作用が得られる。
In particular, according to the identifying method of claim 2, the state variable when the interpolated continuous time signal obtained by interpolating by a rational function using the discrete time input signal of the digital filter is input to the analog filter. Since the digital filter is configured so that the sampled value of is completely equal to the state variable of the digital filter, the effect of achieving both the efficiency and the accuracy of identification in a balanced manner can be obtained.

【0017】制御対象を高性能に制御するには、制御対
象の特性を示すパラメータが必要である。請求項4の制
御システムによれば、未知連続時間システムを制御対象
とする場合にも、高性能制御に不可欠な制御対象のパラ
メータを高い精度で同定装置より得ることができ、ひい
ては、制御対象に高い精度で合致した制御器を実現でき
るという作用が得られる。
In order to control the controlled object with high performance, a parameter indicating the characteristic of the controlled object is required. According to the control system of claim 4, even when an unknown continuous-time system is set as a control target, the parameter of the control target, which is indispensable for high-performance control, can be obtained from the identification device with high accuracy. It is possible to obtain the effect of realizing a matched controller with high accuracy.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。まず、図1を用いて、本実施例に係る未
知連続時間システムと同定装置の全体構成及び動作につ
いて説明する。同図の1は、同定対象である未知連続時
間システムであり、連続時間信号u(t)が入力され、
連続時間信号y(t)が出力されている。ここでは、1
例として、システム1は、例えば、つぎのn次微分方程
式で記述され、パラメータ(ai 、bi )が未知の単入
力単出力システムとする。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. First, the overall configuration and operation of the unknown continuous time system and the identification device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is an unknown continuous time system to be identified, to which a continuous time signal u (t) is input,
The continuous time signal y (t) is output. Here, 1
As an example, the system 1 is a single-input single-output system which is described by, for example, the following nth-order differential equation and whose parameters (ai, bi) are unknown.

【数12】 多くの機械システムにおけるトルク指令値と速度、位置
との関係は、上式で表現される。また、直流電動機シス
テムにおける電圧と電流との関係も同様である。なお、
図1においては、細い信号線はスカラ信号線を、太い信
号線はベクトル信号線を各々示している。この表現方法
は、以下の図面においても同様である。
[Equation 12] The relationship between the torque command value, speed, and position in many mechanical systems is expressed by the above equation. The same applies to the relationship between voltage and current in the DC motor system. In addition,
In FIG. 1, thin signal lines indicate scalar signal lines and thick signal lines indicate vector signal lines. This expression method is the same in the following drawings.

【0019】これらの入出力信号u(t)、y(t)
は、入力側信号検器2aと出力側信号検出器2bから成
る信号検出器2を通じ周期T毎に各々検出されている。
すなわち、この信号検出器2の機能は、周期T毎に、そ
のサンプル値u(k)、y(k)を検出することであ
る。この時のサンプル値は、連続時間信号を直接的にサ
ンプリングして得られる場合もあれば、アナログフィル
タリング後にサンプリングして得られる場合もある。後
者におけるフィルタリング処理の目的は信号に混入した
強いノイズの除去等にあり、検出器の出力信号は基本的
にu(k)、y(k)と捕らえてよい。検出された離散
時間信号は同定装置3へ転送される。同定装置3は、離
散時間信号u(k)、y(k)を用いて、未知パラメー
タ(ai 、bi )を同定し、その同定値(αi (k)、
βi (k))をベクトル信号として出力している。
These input / output signals u (t) and y (t)
Are detected at each cycle T through the signal detector 2 including the input side signal detector 2a and the output side signal detector 2b.
That is, the function of the signal detector 2 is to detect the sampled values u (k) and y (k) for each cycle T. The sample value at this time may be obtained by directly sampling the continuous time signal, or may be obtained by sampling after analog filtering. The purpose of the filtering process in the latter is to remove strong noise mixed in the signal, etc., and the output signal of the detector may be basically regarded as u (k) and y (k). The detected discrete time signal is transferred to the identification device 3. The identification device 3 identifies the unknown parameters (ai, bi) using the discrete-time signals u (k), y (k), and identifies the identified values (αi (k),
β i (k)) is output as a vector signal.

【0020】図2は、本発明における同定装置3の内部
構成を示したものである。同図の4は、ディジタルフィ
ルタ群であり、これは入力側のデジタルフィルタ部4a
と出力側のディジタルフィルタ部4bより構成されてい
る。4a、4bでは、状態空間実現された安定なアナロ
グフィルタの状態変数x(t)のt=kT時点のサンプ
ル値に合致した状態変数x(kT)(以下では、簡単の
ため、x(k)と表現する)を離散時間的に直接生成す
るディジタルフィルタが入力数に応じて(すなわち、単
入力単出力のこの例では、各々1個づつ)状態空間実現
されている。このときのフィルタ次数mは、本実施例で
は、同定対象の次数nと等しいかまたは大である。すな
わち、m≧nである。離散時間信号u(k)、y(k)
がディジタルフィルタ部4a、4bへ各々入力されるに
従い、各々のディジタルフィルタでベクトル信号として
状態変数xu (k)、xy (k)が生成され、これらが
同定値決定手段を実現した同定値決定部5へ出力され
る。同定値決定部5では、まず状態変数xu (k)、x
y (k)を同定信号生成部5aに送り、5aで同定対象
パラメータ(ai 、bi )に例えば次式のように対応し
た、同定信号ζi (k)を合成し、これをベクトル信号
ζ(k)として同定アルゴリズム部5bへ出力する。
FIG. 2 shows the internal structure of the identification device 3 according to the present invention. Reference numeral 4 in the figure denotes a digital filter group, which is an input side digital filter unit 4a.
And a digital filter section 4b on the output side. 4a and 4b, the state variable x (kT) that matches the sample value of the state variable x (t) of the stable analog filter realized in the state space at time t = kT (hereinafter, for simplicity, x (k) A digital filter for directly generating (indicated by the following) in a discrete time is realized in a state space according to the number of inputs (that is, in this example of single input and single output, one each). In this embodiment, the filter order m at this time is equal to or larger than the order n to be identified. That is, m ≧ n. Discrete-time signals u (k), y (k)
Are input to the digital filter units 4a and 4b, state variables xu (k) and xy (k) are generated as vector signals by the respective digital filters, and these are identification value determination units that implement identification value determination means. It is output to 5. In the identification value determination unit 5, first, the state variables xu (k), x
y (k) is sent to the identification signal generator 5a, and 5a synthesizes an identification signal ζ i (k) corresponding to the identification target parameters (ai, bi) as shown in the following equation, and this is combined into a vector signal ζ (k ) To the identification algorithm unit 5b.

【数13】 同定アルゴリズム部5bでは、離散時間同定アルゴリズ
ムが実装されており、同定信号ζ(k)より未知パラメ
ータ(ai 、bi )の同定値を決定し、これをベクトル
信号(α(k)、β(k))として同定装置外へ出力し
ている。
[Equation 13] In the identification algorithm unit 5b, a discrete time identification algorithm is implemented, the identification value of the unknown parameters (ai, bi) is determined from the identification signal ζ (k), and this is determined as a vector signal (α (k), β (k )) Is output outside the identification device.

【0021】(13)式のような関係を満足する同定信
号ζi (k)から未知パラメータを同定する離散時間同
定アルゴリズムに関しては、公知のものを用いればよ
い。これに関しては、文献2(適応アルゴリズム、p
p.11〜108、産業図書、1990年)に詳しく述
べられているので、ここでの説明は省略する。上の説明
から明らかなように、未知パラメータ(ai 、bi )を
高精度で同定するには、このパラメータに対応した離散
時間同定信号ζi (k)が高い精度で必要であり、改め
て詳しく説明するが、この合成ための基本信号がディジ
タルフィルタの離散時間状態変数xu (k)、xy
(k)である。つぎに、離散時間状態変数xu (k)、
xy (k)を高精度かつ高効率に生成するためのための
キーポイントであるディジタルフィルタ部4a、4bの
実現について、本発明に係る同定の基本原理を交えなが
ら詳しく説明する。
As the discrete-time identification algorithm for identifying the unknown parameter from the identification signal ζ i (k) satisfying the relation of the equation (13), a known one may be used. In this regard, reference 2 (adaptive algorithm, p
p. 11 to 108, Industrial Books, 1990), detailed description thereof is omitted here. As is clear from the above description, in order to identify the unknown parameters (ai, bi) with high accuracy, the discrete time identification signal ζi (k) corresponding to these parameters is required with high accuracy, which will be described in detail later. However, the basic signal for this synthesis is the discrete time state variables xu (k), xy of the digital filter.
(K). Next, the discrete time state variable xu (k),
The realization of the digital filter units 4a and 4b, which is a key point for generating xy (k) with high accuracy and high efficiency, will be described in detail with the basic principle of identification according to the present invention.

【0022】連続時間入力信号u(t)と出力信号y
(t)を次式で示されるm次の安定なアナログフィルタ
Continuous time input signal u (t) and output signal y
(T) is an m-th order stable analog filter expressed by the following equation.

【数14】 に作用させて生成したuF (t)と出力信号yF (t)[Equation 14] UF (t) and output signal yF (t)

【数15】 [Equation 15]

【数16】 を考える。このuF (t)、yF (t)に関しては、
(12)式と同様なつぎの関係が成立する。
[Equation 16] think of. Regarding uF (t) and yF (t),
The following relationship similar to the expression (12) is established.

【数17】 ただし、[Equation 17] However,

【数18】 [Equation 18]

【数19】 (m+1)個の連続時間信号xui(t)(i=0,1、
・・・、m)は、アナログフィルタF(s)を適切な構
造で状態空間実現するならば、u(t)を入力とする1
個のアナログフィルタF(s)ですべてかつ同時に生成
することができる。図3は、この実現の1例を示したも
のである。同図の正方ブロックは積分器を、三角ブロッ
クは乗算器を、円ブロックは加算器を夫々示している。
[Formula 19] (M + 1) continuous time signals xui (t) (i = 0, 1,
..., m) takes u (t) as an input if the analog filter F (s) is realized in a state space with an appropriate structure.
All analog filters F (s) can be generated all and simultaneously. FIG. 3 shows an example of this realization. In the figure, square blocks represent integrators, triangular blocks represent multipliers, and circular blocks represent adders.

【0023】連続時間信号xui(t)を要素とするm次
元ベクトルxu (t)を次式のように定めるならば、
If the m-dimensional vector xu (t) having the continuous-time signal xui (t) as an element is defined by the following equation,

【数20】 図3のアナログフィルタF(s)は、xu (t)を状態
変数とするつぎの連続時間状態方程式で表現することが
できる。なお、(20)式の頭符Tは転置を示す。頭符
Tの意味に関しては、以下同様である。
[Equation 20] The analog filter F (s) in FIG. 3 can be expressed by the following continuous-time state equation having xu (t) as a state variable. Note that the prefix T in the equation (20) indicates transposition. The meaning of the prefix T is the same below.

【数21】 ただし、[Equation 21] However,

【数22】 [Equation 22]

【数23】 [Equation 23]

【数24】 である。なお、(23)式のIは(m−1)x(m−
1)の単位行列、0は(m−1)x1のゼロベクトルを
示している。(以下、余白)
[Equation 24] Is. Note that I in the equation (23) is (m-1) x (m-
The unit matrix of 1), and 0 indicates a zero vector of (m-1) x1. (Hereafter, margin)

【0024】(m+1)個の連続時間信号xyi(t)
(i=0,1、・・・、m)に関しても、入力信号をy
(t)に変更するだけで、上記と同様に生成される。未
知システムに関する(17)式の関係は、任意の時刻で
成立する関係であるので、当然、サンプル時点t=kT
でも成立する。すなわち、つぎの関係が成立する。
(M + 1) continuous time signals xyi (t)
For (i = 0, 1, ..., M), the input signal is y
It is generated in the same manner as above, only by changing to (t). Since the relation of the equation (17) regarding the unknown system is a relation that holds at an arbitrary time, naturally the sampling time t = kT
But it holds. That is, the following relationship holds.

【数25】 [Equation 25]

【0025】(25)式の関係は、同定値決定部の基本
式である(13)式に類似しており、これに容易に変更
できる。すなわち、仮にサンプル値xui(k)、xyi
(k)が得られたとすると、これらは、同定信号生成部
5aで、つぎの簡単な変換を行えば、(13)式で必要
とした同定信号ζi (k)を得ることができ、
The relation of the equation (25) is similar to the equation (13) which is the basic equation of the identification value determining unit, and can be easily changed to this. That is, if the sample values xui (k), xyi
If (k) is obtained, the identification signal generator 5a can obtain the identification signal ζ i (k) required by the equation (13) by performing the following simple conversion,

【数26】 [Equation 26]

【数27】 [Equation 27]

【数28】 同定アルゴリズム部5bでは、この同定信号ζi (k)
を用い、難なく同定値を決定できる。以上の説明より明
らかなように、未知パラメータの高精度かつ高効率の同
定には、(25)式におけるサンプル値xui(k)、x
yi(k)の高精度かつ高効率な生成が特に重要となる。
[Equation 28] In the identification algorithm unit 5b, this identification signal ζi (k)
Can be used to determine the identification value without difficulty. As is clear from the above description, in order to identify unknown parameters with high accuracy and high efficiency, sample values xui (k), x in equation (25) are used.
Highly accurate and highly efficient generation of yi (k) is particularly important.

【0026】このサンプル値は、図3のような状態空間
実現されたアナログフィルタの状態変数xui(t)、x
yi(t)をサンプリングすることにより得ることができ
るが、この場合には、同定パラメータの数に対応した
(2n+2)個のサンプリング機能つき検出器とこれら
のバランスのとれた精密な調整が必要とされる。同定パ
ラメータ数の増大に伴うこの非効率性は明らかである。
また、同定装置の入力信号を離散時間信号とする場合
は、当然のことながら、連続時間信号を入力信号とする
この方法は利用できない。
The sampled values are the state variables xui (t), x of the analog filter realized in the state space as shown in FIG.
It can be obtained by sampling yi (t), but in this case, (2n + 2) number of detectors with sampling function corresponding to the number of identification parameters and their balanced and precise adjustment are required. To be done. This inefficiency with increasing number of identification parameters is obvious.
Further, when the input signal of the identification device is a discrete time signal, naturally, this method of using a continuous time signal as an input signal cannot be used.

【0027】本発明は、同定装置の離散時間入力信号で
ある未知システムの離散時間信号u(k)より直接xui
(k)を、同じくy(k)より直接xyi(k)を求めよ
うとするものである。u(k)よりxui(k)を求める
方法は、y(k)よりxyi(k)を求める方法と同様で
あるので、以下では、u(k)よりxui(k)を求める
方法を、例に取り、説明する。
In the present invention, xui is directly calculated from the discrete-time signal u (k) of the unknown system, which is the discrete-time input signal of the identification device.
Similarly, xyi (k) is directly obtained from y (k) in (k). The method of obtaining xui (k) from u (k) is the same as the method of obtaining xyi (k) from y (k). Therefore, the method of obtaining xui (k) from u (k) will be described below as an example. I will explain to you.

【0028】連続時間m次元ベクトル信号である状態変
数xu (t)のt=kT時点でのサンプル値を簡単のた
めxu (k)と表現する。本発明では、このxu (k)
を、離散時間入力信号u(k)より、例えば次式で表現
されるディジタルフィルタにより、直接生成する。
The sample value of the state variable xu (t), which is a continuous-time m-dimensional vector signal, at time t = kT is expressed as xu (k) for simplicity. In the present invention, this xu (k)
Is directly generated from the discrete-time input signal u (k) by, for example, a digital filter expressed by the following equation.

【数29】 [Equation 29]

【0029】(29)式により表現されたディジタルフ
ィルタは、離散時間入力信号を利用し、純粋に離散時間
状態変数のみを直接の対象とし、しかもm個の変数を一
斉に、かつ繰り返し演算により、生成するものである。
離散時間状態変数xu (k)の生成における直接性、一
斉性、繰り返し性の3特長より容易に理解されるよう
に、この状態変数生成法は、演算的観点において、極め
て効率的である。このときの繰り返し計算は、(k−
1)T時点のxu (k−1)を、(k−1)T時点以降
で最新情報を有しかつ利用可能な離散時間入力信号u
(k−1)、u(k)で修正するもので、十分に合理性
の高い形になっている。このように、本発明における状
態変数の生成法は、極めて効率的で、合理性が高いもの
である。
The digital filter represented by the equation (29) uses a discrete-time input signal, and directly targets only the discrete-time state variables, and further, m variables are simultaneously and repeatedly calculated. To generate.
As can be easily understood from the three features of the generation of the discrete-time state variable xu (k), which are directness, simultaneousness, and repeatability, this state variable generation method is extremely efficient from an arithmetic standpoint. The iterative calculation at this time is (k-
1) xu (k-1) at time T is the discrete-time input signal u that has the latest information and is available after time (k-1) T.
It is corrected with (k-1) and u (k), and has a sufficiently rational form. As described above, the state variable generation method of the present invention is extremely efficient and highly rational.

【0030】(29)式のディジタルフィルタに従っ
て、高い精度で離散時間状態変数を生成するには、これ
に用いるフィルタパラメータAd1、bd1、bd0の選定が
重要となる。これには、例えば、つぎの(30)〜(3
1)式のものが適切である。
In order to generate a discrete-time state variable with high accuracy according to the digital filter of equation (29), it is important to select the filter parameters Ad1, bd1, bd0 used for this. This includes, for example, the following (30) to (3
Formula (1) is suitable.

【数30】 [Equation 30]

【数31】 [Equation 31]

【数32】 ここに、rはゼロ、1を含み得る、ゼロと1の間のスカ
ラである。すなわち、0≦r≦1である。また、Aa 、
ba は、(21)〜(24)式で記述されたアナログフ
ィルタの行列とベクトルである。
[Equation 32] Where r is a scalar between zero and 1, which may include zero, one. That is, 0 ≦ r ≦ 1. Also, Aa,
ba is the matrix and vector of the analog filter described by the equations (21) to (24).

【0031】(29)〜(32)式で表現されたディジ
タルフィルタは、離散時間信号u(k)により、期間
(k−1)T≦t≦kTにわたり、連続時間信号u
(t)をつぎのゼロ次関数で補間し、
The digital filter expressed by the equations (29) to (32) uses the discrete time signal u (k) for the period (k-1) T≤t≤kT and the continuous time signal u.
Interpolate (t) with the following zero-order function,

【数33】 この補間信号を(21)〜(24)式のアナログフィル
タに入力した時に生成される連続時間状態変数xu
(t)のサンプル値と全く同一の状態変数を生成するこ
とができる。このように、本発明によれば、連続時間状
態変数のサンプル値を離散時間的に精度よく生成するこ
とができる。
[Expression 33] The continuous time state variable xu generated when this interpolation signal is input to the analog filters of equations (21) to (24)
A state variable exactly the same as the sample value of (t) can be generated. As described above, according to the present invention, it is possible to accurately generate sample values of continuous-time state variables in discrete time.

【0032】ディジタルフィルタパラメータAd1、bd
1、bd0の他の選定例としては、つぎのものも適切であ
る。
Digital filter parameters Ad1, bd
The following is also suitable as another selection example of 1 and bd0.

【数34】 [Equation 34]

【数35】 [Equation 35]

【数36】 (29)式及び(34)〜(36)式で表現されたディ
ジタルフィルタは、離散時間信号u(k)により、期間
(k−1)T≦t≦kTにわたり、連続時間信号u
(t)を、つぎの1次関係で連続時間信号を補間し、
[Equation 36] The digital filter expressed by the equations (29) and (34) to (36) uses the discrete time signal u (k) for the period (k−1) T ≦ t ≦ kT and the continuous time signal u.
(T) is interpolated with a continuous time signal in the following linear relationship,

【数37】 この補間信号を(21)〜(24)式のアナログフィル
タに入力した時に生成される連続時間状態変数xu
(t)のサンプル値と全く同一の状態変数を生成するこ
とができる。(37)式から容易に理解されるように、
この第2選定例によれば、連続時間状態変数のサンプル
値を離散時間的に更に精度よく生成することができる。
[Equation 37] The continuous time state variable xu generated when this interpolation signal is input to the analog filters of equations (21) to (24)
A state variable exactly the same as the sample value of (t) can be generated. As can be easily understood from the equation (37),
According to this second selection example, it is possible to more accurately generate the sample value of the continuous-time state variable in discrete time.

【0033】ディジタルフィルタパラメータAd1、bd
1、bd0は、(29)式のディジタルフィルタの利用に
先立って、事前に定めておけばよい。このとき、(3
0)〜(32)式、(34)〜(36)式が示すよう
に、厳密な精度を追求する場合には、行列(TAa )の
指数計算を要求されるが、これは、誤差の許容範囲で近
似計算しても差し支えない。近似方法としては、種々存
在し得るが、例えば、つぎの(38)式を用いればよ
い。
Digital filter parameters Ad1, bd
1 and bd0 may be determined in advance before using the digital filter of the equation (29). At this time, (3
0) to (32) and (34) to (36) show that exponential calculation of the matrix (TAa) is required when strict precision is pursued. Approximate calculation within the range is acceptable. There may be various approximation methods. For example, the following equation (38) may be used.

【数38】 当然のことながら、採用する近似方法によって、ディジ
タルフィルタパラメータAd1、bd1、bd0は、若干異な
った値を取ることになるが、誤差が許容できる範囲であ
れば問題ない。指数行列exp(TAa )は指数安定で
あるので、誤差は、この固有値に従って、指数的に消滅
する。
[Equation 38] As a matter of course, the digital filter parameters Ad1, bd1, bd0 have slightly different values depending on the approximation method used, but there is no problem if the error is within a permissible range. Since the exponential matrix exp (TAa) is exponentially stable, the error vanishes exponentially according to this eigenvalue.

【0034】(29)式に示したディジタルフィルタの
パラメータAd1、bd1、bd0の決定法及び近似法として
は、上記数例以外にも種々存在し、これらの利用も可能
であることを指摘しておく。
It is pointed out that there are various methods other than the above several examples as methods for determining and approximating the parameters Ad1, bd1, bd0 of the digital filter shown in the equation (29), and these can be used. deep.

【0035】図4(a)は、(29)式に示したディジ
タルフィルタのハードウェア的な状態空間実現の1例で
ある。同図における正方ブロック4a1はmx1ベクト
ル遅延器を、4a2はスカラ遅延器を、三角ブロック4
a3はmxm行列乗算器を、三角ブロック4a4はmx
1ベクトル乗算器を、円ブロックはmx1ベクトル加算
器を各々示している。また、ブロック間の太い線はmx
1ベクトル信号線を、細い線はスカラ信号線を各々示し
ている。図4(b)は、図4(a)に対応した形で、デ
ィジタルフィルタのソフトウェア的な状状態空間実現の
1例を流れ図で示したものである。S41で離散時間信
号u(k)を受け取り、メモリからu(k−1)、xu
(k−1)を取り出し、(29)式の演算を行い、xu
(k)を決定する。S42で、xu (k)を出力すると
ともに、メモリにxu (k)とu(k)を記憶し、つぎ
の計算に用意する。
FIG. 4A is an example of hardware-based state space realization of the digital filter shown in equation (29). In the figure, a square block 4a1 is an mx1 vector delay device, 4a2 is a scalar delay device, and a triangular block 4a.
a3 is an mxm matrix multiplier, and triangular block 4a4 is mx
The 1-vector multiplier and the circle block represent the mx1 vector adder. The thick line between blocks is mx
One vector signal line and each thin line are scalar signal lines. FIG. 4B is a flowchart corresponding to FIG. 4A and showing an example of software-like state space realization of a digital filter. In S41, the discrete-time signal u (k) is received, and u (k-1), xu from the memory
(K-1) is taken out, the calculation of equation (29) is performed, and xu
Determine (k). In step S42, xu (k) is output, and xu (k) and u (k) are stored in the memory and prepared for the next calculation.

【0036】図5(a)は、(29)式に示したディジ
タルフィルタのハードウェア的な状態空間実現の他の1
例である。ブロック、信号線等の構成要素の意味は図4
(a)の場合と同様である。本実現例では、乗算器と遅
延器の個数及び配置が図4(a)の例と異なっている点
に特色がある。 図5(b)は、図5(a)に対応した
形で、ディジタルフィルタのソフトウェア的な状状態空
間実現の他の1例を流れ図で示したものである。S51
で離散時間信号u(k)を受け取ると、まずbd0u
(k)を求め、つぎにメモリから計算済の(Ad1xu
(k−1)+bd1u(k−1))を取り出し、これらを
加算してxu (k)を決定する。S52では、(Ad1x
u (k)+bd1u(k))計算し、計算結果をメモリに
記憶し、つぎの計算に用意する。
FIG. 5 (a) shows another example of hardware state space realization of the digital filter shown in equation (29).
Here is an example. The meanings of components such as blocks and signal lines are shown in FIG.
It is similar to the case of (a). The present implementation example is characterized in that the number and arrangement of the multipliers and delay units are different from the example of FIG. 4A. FIG. 5B is a flowchart corresponding to FIG. 5A and showing another example of software-like state space realization of a digital filter. S51
When the discrete time signal u (k) is received at, first bd0u
(K) is calculated, and then the calculated (Ad1xu
(K-1) + bd1u (k-1)) is taken out and these are added to determine xu (k). In S52, (Ad1x
u (k) + bd1u (k)) is calculated, the calculation result is stored in the memory, and is prepared for the next calculation.

【0037】離散時間状態変数xu (k)を、離散時間
入力信号u(k)より、直接生成するディジタルフィル
タは、(29)式に代わる別の実施例としては、次式の
ものが上げられる。
As a digital filter for directly generating the discrete-time state variable xu (k) from the discrete-time input signal u (k), the following equation can be given as another embodiment replacing the equation (29). .

【数39】 [Formula 39]

【0038】(39)式で表現されるディジタルフィル
タは、離散時間入力信号を利用し、純粋に離散時間状態
変数のみを直接の対象として、しかも、m個の変数を一
斉に、繰り返し計算により、生成するものである。離散
時間状態変数xu (k)の生成における直接性、一斉
性、繰り返し性より容易に理解されるように、この状態
変数生成法は、演算的観点において、極めて効率的であ
る。しかも、必要に応じ2周期毎の生成も可能であり、
この観点においては、演算効率を前の2つの実施例より
も約2倍向上できる。さらに、このときの繰り返し計算
は、(k−2)T時点のxu (k−2)を、(k−2)
T時点以降で最新情報を有しかつ利用可能な離散時間入
力信号u(k−2)、u(k−1)、u(k)で修正す
るもので、極めて合理性の高いものになっている。この
ように、本発明における状態変数の生成法は、極めて効
率的で、合理性が高いものである。
The digital filter represented by the equation (39) uses a discrete-time input signal, and directly targets only discrete-time state variables, and further, m variables are simultaneously and repeatedly calculated by iterative calculation. To generate. This state variable generation method is extremely efficient from an arithmetic standpoint, as can be easily understood from the directness, simultaneousness, and repeatability in the generation of the discrete-time state variable xu (k). Moreover, it is possible to generate every two cycles if necessary.
From this point of view, the calculation efficiency can be improved about twice as much as the previous two embodiments. Further, the iterative calculation at this time is such that xu (k-2) at the time (k-2) T is (k-2)
It is corrected with the discrete-time input signals u (k-2), u (k-1), and u (k) that have the latest information and are available after time T, which is extremely rational. There is. As described above, the state variable generation method of the present invention is extremely efficient and highly rational.

【0039】本発明の(39)式により表現されたディ
ジタルフィルタに従って、精度よく離散時間状態変数を
生成するには、(39)式に用いるディジタルフィルタ
パラメータAd2、bd2、bd1、bd0の選定が重要とな
る。これには、例えば、離散時間信号u(k)により期
間(k−2)T≦t≦kTにわたり、連続時間信号u
(t)を、つぎの(40)式で示す2次関数で連続時間
信号を補間し、
It is important to select the digital filter parameters Ad2, bd2, bd1, bd0 used in the equation (39) in order to accurately generate the discrete-time state variables according to the digital filter represented by the equation (39) of the present invention. Becomes This includes, for example, the continuous-time signal u (k) over the period (k−2) T ≦ t ≦ kT with the discrete-time signal u (k).
Interpolating (t) with a quadratic function represented by the following equation (40),

【数40】 この補間信号を(21)〜(24)式のアナログフィル
タに入力した時に生成される連続時間状態変数xu
(t)のサンプル値と全く同一の状態変数を生成するよ
うに、ディジタルフィルタパラメータAd2、bd2、bd
1、bd0を定めればよい。このような2次補間に基づく
ディジタルフィルタパラメータによれば、ゼロ次、1次
補間による前記実施例よりも更に高い精度で、連続時間
状態変数のサンプル値を離散時間的に生成することがで
きる。
[Formula 40] The continuous time state variable xu generated when this interpolation signal is input to the analog filters of equations (21) to (24)
The digital filter parameters Ad2, bd2, bd are generated so as to generate a state variable that is exactly the same as the sample value of (t).
It is sufficient to set 1 and bd0. According to such a digital filter parameter based on the quadratic interpolation, it is possible to generate the sample value of the continuous-time state variable in a discrete time with higher accuracy than that of the above-described embodiment by the zero-order and linear interpolation.

【0040】これらのパラメータは、つぎの(41)〜
(44)式となる。
These parameters are defined in the following (41)-
Equation (44) is obtained.

【数41】 [Formula 41]

【数42】 [Equation 42]

【数43】 [Equation 43]

【数44】 [Equation 44]

【0041】ディジタルフィルタパラメータAd2、bd
2、bd1、bd0は、(39)式のディジタルフィルタの
利用に先立って、事前に定めておけばよい。このとき、
厳密な精度を追求する場合には、(41)〜(44)式
を精度よく実行しておけばよい。実際的には、誤差の許
容範囲での近似計算も十分許される。当然のことなが
ら、採用する近似によって、ディジタルフィルタパラメ
ータAd2、bd2、bd1、bd0は若干異なった値を取るこ
とになるが、誤差が許容できる範囲であれば問題ない。
本実施例で利用した指数行列exp(2TAa )の固有
値は、前実施例で利用した指数行列exp(TAa )の
固有値よりも2倍小さいので、誤差は2倍の指数速度で
減少することになる。すなわち、フィルタパラメータの
誤差においても本実施例は優れており、高精度での離散
時間状態変数の生成が可能である。
Digital filter parameters Ad2, bd
2, bd1 and bd0 may be determined in advance before using the digital filter of the equation (39). At this time,
When strict accuracy is pursued, it is sufficient to execute the expressions (41) to (44) with high accuracy. In practice, approximation calculation within the allowable range of error is sufficiently permitted. As a matter of course, the digital filter parameters Ad2, bd2, bd1, and bd0 have slightly different values depending on the approximation used, but there is no problem if the error is within a permissible range.
Since the eigenvalues of the exponential matrix exp (2TAa) used in this embodiment are twice smaller than the eigenvalues of the exponential matrix exp (TAa) used in the previous embodiment, the error is reduced at a double exponential speed. . That is, this embodiment is also excellent in the error of the filter parameter, and the discrete time state variable can be generated with high accuracy.

【0042】(39)式に示したディジタルフィルタの
パラメータAd2、bd2、bd1、bd0の決定法及び近似法
としては、上記例以外にも種々存在し、これらを利用し
得ることも指摘しておく。
It should be pointed out that there are various methods other than the above-mentioned examples as methods for determining and approximating the parameters Ad2, bd2, bd1, bd0 of the digital filter shown in the equation (39), and these can be used. .

【0043】図6(a)は、(39)式に示したディジ
タルフィルタのハードウェア的な状態空間実現の1例で
ある。ブロック、信号線の構成要素の意味は図4(a)
の場合と同様である。 図6(b)は、図6(a)に対
応した形で、ディジタルフィルタのソフトウェア的な状
態空間実現の1例を流れ図で示したものである。S61
で離散時間信号u(k)を受け取り、メモリからu(k
−2)、u(k−1)、xu (k−2)を取り出し、
(39)式の演算を行い、xu (k)を決定する。S6
2で、xu (k)を出力するとともに、メモリにxu
(k)とu(k)を記憶し、つぎの計算に用意する。
FIG. 6A shows an example of hardware-based state space realization of the digital filter shown in equation (39). The meaning of the block and signal line components is shown in FIG.
It is similar to the case of. FIG. 6B is a flowchart corresponding to FIG. 6A and shows an example of software-like state space realization of a digital filter. S61
Receives the discrete-time signal u (k) at
-2), u (k-1), xu (k-2) are taken out,
Equation (39) is calculated to determine xu (k). S6
In step 2, xu (k) is output and xu is stored in the memory.
(K) and u (k) are stored and prepared for the next calculation.

【0044】以上、離散時間状態変数xu (k)を高効
率かつ高精度に生成するための方法及びこの装置として
のディジタルフィルタについて、実施例を用い説明し
た。未知連続時間システムの出力信号のサンプル値y
(k)に関連した離散時間状態変数xy (k)の生成法
及び同装置もxu (k)の場合と同様である。すなわ
ち、xy (k)の生成にも同一のディジタルフィルタを
利用し、離散時間信号u(k)に代わってy(k)を入
力すればよい。
The method for generating the discrete-time state variable xu (k) with high efficiency and accuracy and the digital filter as this device have been described above with reference to the embodiments. Sampled value y of output signal of unknown continuous-time system
The method of generating the discrete-time state variable xy (k) related to (k) and the apparatus are the same as in the case of xu (k). That is, the same digital filter may be used to generate xy (k), and y (k) may be input instead of the discrete-time signal u (k).

【0045】ベクトル信号としての離散時間状態変数x
u (k)、xy (k)を高効率かつ高精度に得た後の同
定信号の生成方法と同定値の決定方法及びこれらの装
置、更には、高効率と高精度の同定には離散時間状態変
数xu (k)、xy (k)の高効率かつ高精度の生成が
特に重要であることは、図2等を用いて既に説明した通
りである。
Discrete-time state variable x as a vector signal
A method for generating an identification signal and a method for determining an identification value after u (k) and xy (k) are obtained with high efficiency and high accuracy, and these devices, and further, for identification with high efficiency and high accuracy, discrete time As described above with reference to FIG. 2 and the like, it is particularly important to generate the state variables xu (k) and xy (k) with high efficiency and high accuracy.

【0046】上記、同定方法及び同定装置に関する実施
例の説明では、未知連続時間システムとしては、説明の
簡単のため、単入力単出力の線形システムを利用した。
本発明による同定方法と同定装置は、同業者が容易に理
解できるように、多自由度機械システム、交流電動機な
どの多入力多出力あるいは非線形のシステムを対象とし
た同定にも利用できることを指摘しておく。
In the above description of the embodiments relating to the identifying method and the identifying apparatus, a single-input / single-output linear system is used as the unknown continuous-time system for the sake of simplicity.
It is pointed out that the identification method and the identification device according to the present invention can be used for identification of a multi-input multi-output or non-linear system such as a multi-degree-of-freedom mechanical system and an AC electric motor, as can be easily understood by those skilled in the art. Keep it.

【0047】図7は、本発明による同定装置を組み込ん
だ典型的な制御システムの実施例の構成を概略的に示し
たものである。この制御システムは、負荷11と負荷を
駆動する駆動装置12とからなる制御対象10と、制御
対象10を制御する制御装置13とから構成されてい
る。制御装置13は、制御装置の必須構成要素である制
御器14と制御対象を同定する同定器15と同定された
制御対象パラメータを制御器のパラメータに変換するパ
ラメータ変換器16とから構成されている。
FIG. 7 schematically shows the configuration of an embodiment of a typical control system incorporating the identification device according to the present invention. The control system includes a control target 10 including a load 11 and a drive device 12 that drives the load, and a control device 13 that controls the control target 10. The control device 13 includes a controller 14 that is an essential component of the control device, an identifier 15 that identifies a control target, and a parameter converter 16 that converts the identified control target parameter into a parameter of the controller. .

【0048】制御器14には、外部指令信号y(t)*
と制御対象の出力信号y(t)とが取り込まれている。
本実施例の制御器はディジタル的に構成されており、外
部指令信号サンプル値y(k)*と制御対象の出力信号
のサンプル値(k)との偏差を取り、この偏差に対しP
I制御器に代表される制御処理をディジタル的に行い、
最後にホールド回路等でアナログ化して制御入力信号u
(t)を生成し、これを駆動装置12に向け出力してい
る。駆動装置12は、u(t)に従い負荷11を駆動す
る。このときの駆動された量はy(t)として観測さ
れ、制御器14にフィードバックされている。
The controller 14 has an external command signal y (t) *.
And the output signal y (t) of the controlled object are captured.
The controller of this embodiment is configured digitally, and takes the deviation between the external command signal sample value y (k) * and the sample value (k) of the output signal to be controlled, and P is taken for this deviation.
The control process represented by the I controller is digitally performed,
Finally, the control input signal u is converted to analog by a hold circuit or the like.
(T) is generated and is output to the drive device 12. The drive device 12 drives the load 11 according to u (t). The driven amount at this time is observed as y (t) and is fed back to the controller 14.

【0049】制御器14からは、制御入力信号u(t)
以外に、u(t)とy(t)のサンプル値u(k)、y
(k)が同定器に向け出力されている。本実施例では、
制御器はディジタル的に構成されているので、制御器内
部ですでにサンプル値u(k)、y(k)が得られてい
る。このため、同定器のための特別なサンプル値検出器
は不要である。同定器15は、図2の実施例の同定装置
3と同様な構成を有し、サンプル値u(k)、y(k)
より制御対象のパラメータを同定し、同定値をベクトル
信号としてパラメータ変換器16へ出力する。なお、こ
のときの同定パラメータは、制御対象のすべてのパラメ
ータである必要はない。未知と既知のパラメータが混在
する場合には、未知のパラメータのみを同定すればよ
い。また、動作状態によって変動しやすいパラメータと
変動しにくいパラメータが混在する場合には、変動しや
すいパラメータのみを同定すればよい。パラメータ変換
器16では、制御対象の同定値を受け取ると、これを制
御器用パラメータに変換し、制御器14へ向け出力す
る。制御器14では、パラメータ変換器より受け取った
最新の制御器パラメータに従い、制御処理を実施し制御
対象への制御入力u(t)を生成する。
The control input signal u (t) is output from the controller 14.
In addition, sample values u (k), y of u (t) and y (t)
(K) is output to the identifier. In this embodiment,
Since the controller is constructed digitally, sample values u (k), y (k) have already been obtained inside the controller. Therefore, no special sample value detector for the identifier is needed. The identifier 15 has a configuration similar to that of the identifying device 3 of the embodiment of FIG. 2, and has sample values u (k) and y (k).
The parameter to be controlled is further identified, and the identified value is output as a vector signal to the parameter converter 16. The identification parameters at this time do not have to be all parameters to be controlled. If unknown and known parameters are mixed, only the unknown parameters need to be identified. Further, when a parameter that easily fluctuates and a parameter that does not fluctuate depending on the operating state coexist, only the parameter that fluctuates may be identified. When the parameter converter 16 receives the identification value of the controlled object, the parameter converter 16 converts it into a controller parameter and outputs it to the controller 14. The controller 14 performs control processing according to the latest controller parameter received from the parameter converter to generate a control input u (t) to the controlled object.

【0050】このような同定器を制御装置内に組み込む
ことによって、制御対象の特性が不明または曖昧な場
合、あるいは、動作状態によって変動する場合にも、制
御対象の特性を制御を行いながら正確に同定できるの
で、制御対象の特性に合致した制御器パラメータを実時
間で得ることができる。ひいては、制御対象の特性が不
明または曖昧な場合、あるいは変化する場合にも、常時
高い制御性能を保証する制御システムを実現することが
できる。
By incorporating such an identifier in the control device, even when the characteristics of the controlled object are unknown or ambiguous, or when the characteristics of the controlled object fluctuate, the characteristics of the controlled object can be accurately controlled while being controlled. Since it can be identified, it is possible to obtain the controller parameter that matches the characteristics of the controlled object in real time. As a result, it is possible to realize a control system that always guarantees high control performance even when the characteristics of the controlled object are unknown or ambiguous or change.

【0051】制御装置内の同定器の利用方法としては、
上の実施例のように、制御実行時に常時動作させる必要
がない場合もある。例えば、制御対象の特性は不明ある
いは曖昧であるが、制御対象の動作状況によって変化し
ない場合には、同定器は制御の初期のみ動作させ、最適
な制御器パラメータを決定したならば、休止させてもよ
い。この場合にも常時高い制御性能を保証することがで
きる。この実施例は制御対象の特性に合致した同定器の
1利用例である。ここに示した2つの実施例から容易に
理解されるように、制御装置内に設けた高精度かつ高効
率の同定器を、制御対象の特性に応じた形で活用するこ
とにより、高い制御性能を制御システムに付与すること
ができる。
As a method of using the identifier in the control device,
In some cases, as in the above embodiment, it is not necessary to always operate the control during execution. For example, if the characteristics of the controlled object are unknown or ambiguous, but it does not change depending on the operating condition of the controlled object, the identifier operates only at the initial stage of control, and if the optimal controller parameters are determined, it is suspended. Good. Even in this case, high control performance can always be guaranteed. This embodiment is one application example of the identifier that matches the characteristics of the controlled object. As can be easily understood from the two embodiments shown here, by utilizing the highly accurate and highly efficient identifier provided in the control device in a form according to the characteristics of the controlled object, high control performance is obtained. Can be applied to the control system.

【0052】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、当業者に明らかなように、本発明は、上記実施
例に限定されるものでなく、その技術範囲において様々
な変形・変更を加えて実施することができる。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the technical scope thereof. In addition, it can be implemented.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0054】請求項1の同定方法または請求項3の同定
装置によれば、同定対象である未知連続時間システムの
連続時間入力信号と連続時間出力信号のサンプル値信号
(すなわち、離散時間信号)を、状態空間実現された安
定なディジタルフィルタ群に入力し、この状態空間実現
されたディジタルフィルタの状態変数を出力信号として
取り出し、更には、この状態変数は同定に不可欠な同定
信号に変換させることができるので、単一のフィルタに
よりフィルタ次数と同数の同定信号を直接かつ同時にし
かも繰り返し的に生成できる、すなわち高い効率で生成
できるという効果が得られる。
According to the identification method of claim 1 or the identification device of claim 3, the sampled signals (that is, discrete-time signals) of the continuous-time input signal and the continuous-time output signal of the unknown continuous-time system to be identified are determined. , Inputting to a stable digital filter group realized in the state space, taking out the state variable of the digital filter realized in the state space as an output signal, and further converting this state variable into an identification signal indispensable for identification. Therefore, it is possible to generate the identification signals of the same number as the filter order directly, simultaneously, and repeatedly by using a single filter, that is, with high efficiency.

【0055】しかも、このときのディジタルフィルタの
状態変数は、連続時間システムの高精度な同定不可欠な
アナログフィルタの状態変数のサンプル値に合致するよ
う設計され得るので、このディジタルフィルタの状態変
数を利用することにより、高い精度で未知連続時間シス
テムを同定することができるという効果が得られる。
Moreover, since the state variable of the digital filter at this time can be designed so as to match the sample value of the state variable of the analog filter indispensable for highly accurate identification of the continuous time system, the state variable of this digital filter is used. By doing so, the effect that the unknown continuous-time system can be identified with high accuracy is obtained.

【0056】特に、請求項2の同定方法によれば、ディ
ジタルフィルタの離散時間入力信号を用いて合理的な関
数で補間して得た補間連続時間信号を、アナログフィル
タに入力した場合の状態変数のサンプル値が、ディジタ
ルフィルタの状態変数に完全に一致するようにディジタ
ルフィルタが構成されるので、同定の効率と精度の両者
をバランスよく達成して(すなわち、精度/演算量の比
が最高または準最高になるようにして)、未知連続時間
システムを同定できるという効果が得られる。
In particular, according to the identification method of claim 2, the state variable when the interpolated continuous time signal obtained by interpolating by a rational function using the discrete time input signal of the digital filter is input to the analog filter. Since the digital filter is configured so that the sampled values of are exactly the same as the state variables of the digital filter, both the efficiency and the accuracy of identification are achieved in a balanced manner (that is, the accuracy / computation ratio is the highest or The effect is that unknown continuous-time systems can be identified.

【0057】請求項4の制御システムによれば、未知連
続時間システムを制御対象とする場合にも、同定装置に
より高精度に制御対象を同定することができるので、制
御対象に高い精度で合致した制御器を実現でき、ひいて
は、高い制御性能を発揮できるという効果が得られる。
According to the control system of the fourth aspect, even when the unknown continuous time system is set as the control target, the control target can be identified with high accuracy by the identification device, and therefore the control target is matched with high accuracy. The effect that a controller can be realized and, by extension, high control performance can be achieved is obtained.

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

【図1】 本発明の実施例に係る未知連続時間システム
と同定装置の関係を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a relationship between an unknown continuous time system and an identification device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1における同定装置の内部の概略構成を示
すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the inside of the identification device in FIG.

【図3】 状態空間実現されたアナログフィルタの1例
を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of an analog filter realized in a state space.

【図4】 図2のディジタルフィルタ部における、状態
空間実現されたディジタルフィルタの1例を示すハード
ウェア的ブロック図(a)とソフトウェア的流れ図
(b)。
FIG. 4 is a hardware block diagram (a) and a software flow diagram (b) showing an example of a state space-implemented digital filter in the digital filter unit of FIG.

【図5】 図2のディジタルフィルタ部における、状態
空間実現されたディジタルフィルタの1例を示すハード
ウェア的ブロック図(a)とソフトウェア的流れ図
(b)。
FIG. 5 is a hardware block diagram (a) and a software flow diagram (b) showing an example of a state space-implemented digital filter in the digital filter unit of FIG.

【図6】 図2のディジタルフィルタ部における、状態
空間実現されたディジタルフィルタの1例を示すハード
ウェア的ブロック図(a)とソフトウェア的流れ図
(b)。
FIG. 6 is a hardware block diagram (a) and a software flow diagram (b) showing an example of a state space-implemented digital filter in the digital filter unit of FIG. 2.

【図7】 同定装置を備えた制御システムの1例を示す
ブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a control system including an identification device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 未知連続時間システム 2 信号検出器 3 同定装置 4 ディジタルフィルタ群 5 同定値決定部 10 制御対象 11 負荷 12 駆動装置 13 制御装置 14 制御器 15 同定器 16 パラメータ変換器 1 Unknown continuous time system 2 signal detector 3 identification device 4 Digital filter group 5 Identification value determination unit 10 controlled objects 11 load 12 Drive 13 Control device 14 Controller 15 Identifier 16 parameter converter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 13/02 H03H 21/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05B 13/02 H03H 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】連続時間入力信号を、微分方程式で表現し
得る連続時間システムに印加すると共に該システムの連
続時間出力信号を検出し、該入力信号と該出力信号との
サンプル値を各々ディジタルフィルタ処理して得たフィ
ルタ処理信号を用いて、該システムの微分方程式上のパ
ラメータを同定する方法において、 状態空間実現された安定なアナログフィルタの状態変数
のサンプル値に合致した状態変数を持ち得る状態空間実
現された安定なディジタルフィルタ群に、該入力信号
と該出力信号のサンプル値たる信号を各々入力し、各々
の該ディジタルフィルタの状態変数から、該システムの
パラメータに対応した同定信号を生成し、該同定信号を
利用して該システムのパラメータを同定することを特徴
とする未知連続時間システムの同定方法。
1. A continuous-time input signal is applied to a continuous-time system that can be represented by a differential equation, a continuous-time output signal of the system is detected, and sample values of the input signal and the output signal are digitally filtered. The processed file
In the method for identifying the parameters on the differential equations of the system using the filtered signal, the state space realized stable state that can have a state variable matching the sample value of the state variable of the stable analog state realized space filter such a group of digital filters, the sample value serving signal of the input signal and the output signal respectively input from each of the digital filters of the state variable, generates an identification signal corresponding to the parameters of the system, said identification signal A method for identifying an unknown continuous-time system, characterized in that the parameters of the system are identified by using.
【請求項2】離散時間信号を該状態空間実現ディジタル
フィルタに入力した場合の状態変数が、該離散時間信号
を用いて0次あるいは1次あるいは2次等の関数により
補間して得た補間連続時間信号を該状態空間実現アナロ
グフィルタに入力した場合の状態変数のサンプル値に一
致するように、該状態空間実現ディジタルフィルタを構
成することを特徴とする請求項1の未知連続時間システ
ムの同定方法。
2. Interpolation continuity obtained by interpolating a state variable when a discrete-time signal is input to the state-space realization digital filter using a function of 0th order, 1st order, or 2nd order using the discrete time signal. The unknown continuous time according to claim 1, wherein the state-space realization digital filter is configured so as to coincide with a sample value of a state variable when a time signal is input to the state-space realization analog filter. System identification method.
【請求項3】連続時間入力信号を、微分方程式で表現し
得る連続時間システムに印加すると共に該システムの連
続時間出力信号を検出し、該入力信号と該出力信号との
サンプル値を各々ディジタルフィルタ処理して得たフィ
ルタ処理信号を用いて、該システムの微分方程式上のパ
ラメータを同定する装置において、 状態空間実現された安定なアナログフィルタの状態変数
のサンプル値に合致した状態変数を持ち得る状態空間実
現された安定なディジタルフィルタ群と、該ディジタ
ルフィルタ群に該入力信号と該出力信号のサンプル値
信号を各々入力して得た該ディジタルフィルタの状態
変数から、該システムのパラメータに対応した同定信号
を生成し、該同定信号を利用して該システムのパラメー
タを同定する手段とを有することを特徴とする未知連続
時間システムの同定装置。
3. A continuous time input signal is applied to a continuous time system that can be represented by a differential equation, a continuous time output signal of the system is detected, and sample values of the input signal and the output signal are digitally filtered. The processed file
In a device for identifying a parameter on a differential equation of the system using a filtered signal , a state space realized stable state that can have a state variable that matches the sample value of the state variable of a stable analog filter realized in a state space and a group of digital filters, were sampled value of the input signal and the output signal to the digital filter group
From the state variables of the digital filter obtained by inputting each of the signals to be generated, an identification signal corresponding to a parameter of the system is generated, and a parameter of the system is identified by using the identification signal. Characterizing device of unknown continuous time system.
【請求項4】負荷と該負荷を駆動する駆動装置とにより
構成される制御対象と、該制御対象を制御する制御装置
とからなる制御システムであって、 状態空間実現された安定なアナログフィルタの状態変数
のサンプル値に合致した状態変数を持ち得る状態空間実
現された安定なディジタルフィルタ群と、該ディジタ
ルフィルタ群に該制御対象の入力信号と出力信号とのサ
ンプル値たる信号を各々入力して得た該ディジタルフィ
ルタの状態変数から、該制御対象のパラメータに対応し
た同定信号を生成し、該同定信号を利用して該制御対象
のパラメータの少なくとも1つを同定する手段とからな
る同定装置を備えることを特徴とする制御システム。
4. A control system comprising a control target composed of a load and a drive unit for driving the load, and a control unit controlling the control target, comprising a stable analog filter realized in a state space. and the group of stable digital filters state space realization to a sample value of the state variable may have state variables that meet, respectively input sample values serving signal between the input signal and the output signal of the controlled object to the digital filter group From the state variable of the digital filter obtained as described above, and an identification signal corresponding to the parameter of the control target, and using the identification signal, at least one of the parameters of the control target is identified. A control system comprising:
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JP6434819B2 (en) * 2015-02-16 2018-12-05 国立大学法人大阪大学 System parameter identification method
JP7044077B2 (en) 2017-02-17 2022-03-30 日本電気株式会社 Model estimation system, method and program
CN110927477B (en) * 2019-10-24 2023-03-28 中国电力科学研究院有限公司 Non-intrusive load identification detection method and system

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