JP5396915B2 - 外乱制御装置、外乱制御方法および外乱制御プログラム - Google Patents
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- 複数の操作量信号を入力し複数の制御量信号を出力するプラントに外乱が加えられた際の挙動をモデル予測制御機能部の機能を用いて予測し外乱を制御する外乱制御装置であって、該モデル予測制御機能部は該プラントから出力された制御量信号に基づき制御量予測値を計算し、該制御量予測値に基づき該プラントに対する操作量を計算するものであり、
前記モデル予測制御機能部により計算された制御量予測値と前記プラントから出力された制御量信号との差である制御量予測誤差を計算する制御量予測誤差計算部と、
前記複数の操作量信号に対して、それぞれステップ入力を行うことで得られる前記複数の制御量信号の応答波形に基づいて予め前記モデル予測制御機能部で取得されたステップ応答終端値と前記制御量予測誤差計算部により計算された制御量予測誤差とに基づき外乱推定値を計算する外乱推定部と、
前記外乱推定部により計算された外乱推定値に基づき、前記モデル予測制御機能部により計算された操作量を修正した修正操作量を出力する外乱抑制部とを備えたことを特徴とする外乱制御装置。 - 請求項1記載の外乱制御装置において、前記外乱推定部は、
前記ステップ応答終端値に基づき、前記プラントの特性を示す定常ゲインを計算し定常ゲイン情報保持部に記録しておく定常ゲイン取得手段と、
前記定常ゲイン情報保持部に記録された定常ゲインに基づき、所定の設計条件を満たす定数オブザーバーゲイン行列を計算する定数オブザーバーゲイン行列計算手段と、
前記定数オブザーバーゲイン行列計算手段により計算された定数オブザーバーゲイン行列と前記制御量予測誤差計算部により計算された制御量予測誤差とに基づき、外乱推定値を計算する外乱推定値計算手段とを備えたことを特徴とする外乱制御装置。 - 請求項2記載の外乱制御装置において、前記所定の設計条件は外乱による制御量の変動を低下させる条件であることを特徴とする外乱制御装置。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の外乱制御装置において、前記外乱抑制部は、前記外乱推定部により計算された外乱推定値に補正係数を乗じた値を前記モデル予測制御機能部により計算された操作量から減算した値を修正操作量として出力することを特徴とする外乱制御装置。
- 請求項4記載の外乱制御装置において、前記補正係数は前記修正操作量が所定の操作量制約条件を満たすように求めることを特徴とする外乱制御装置。
- 請求項4記載の外乱制御装置において、前記モデル予測制御機能部は前記制御量予測値に基づき該プラントに対する操作量変化率をさらに計算するものであり、前記補正係数は修正操作量変化率が所定の修正操作量変化率制約条件を満たすと共に前記修正操作量が所定の操作量制約条件を満たすように求めることを特徴とする外乱制御装置。
- 複数の操作量信号を入力し複数の制御量信号を出力するプラントに外乱が加えられた際の挙動をモデル予測制御機能部の機能を用いて予測し外乱を制御する外乱制御装置が実行する外乱制御方法であって、該モデル予測制御機能部は該プラントから出力された制御量信号に基づき制御量予測値を計算し、該制御量予測値に基づき該プラントに対する操作量を計算するものであり、
前記モデル予測制御機能部により計算された制御量予測値と前記プラントから出力された制御量信号との差である制御量予測誤差を計算する制御量予測誤差計算ステップと、
前記複数の操作量信号に対して、それぞれステップ入力を行うことで得られる前記複数の制御量信号の応答波形に基づいて予め前記モデル予測制御機能部で取得されたステップ応答終端値と前記制御量予測誤差計算ステップで計算された制御量予測誤差とに基づき外乱推定値を計算する外乱推定ステップと、
前記外乱推定ステップで計算された外乱推定値に基づき、前記モデル予測制御機能部により計算された操作量を修正した修正操作量を出力する外乱抑制ステップとを備えたことを特徴とする外乱制御方法。 - 複数の操作量信号を入力し複数の制御量信号を出力するプラントに外乱が加えられた際の挙動をモデル予測制御機能部の機能を用いて予測し外乱を制御するための外乱制御プログラムであって、該モデル予測制御機能部は該プラントから出力された制御量信号に基づき制御量予測値を計算し、該制御量予測値に基づき該プラントに対する操作量を計算するものであり、外乱制御プログラムを実行する外乱制御装置のコンピュータに、
前記モデル予測制御機能部により計算された制御量予測値と前記プラントから出力された制御量信号との差である制御量予測誤差を計算する制御量予測誤差計算ステップ、
前記複数の操作量信号に対して、それぞれステップ入力を行うことで得られる前記複数の制御量信号の応答波形に基づいて予め前記モデル予測制御機能部で取得されたステップ応答終端値と前記制御量予測誤差計算ステップで計算された制御量予測誤差とに基づき外乱推定値を計算する外乱推定ステップ、
前記外乱推定ステップで計算された外乱推定値に基づき、前記モデル予測制御機能部により計算された操作量を修正した修正操作量を出力する外乱抑制ステップを実行させるための外乱制御プログラム。
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