JP6786770B2 - A device equipped with a communication function, a system equipped with the device, and a unit search method. - Google Patents

A device equipped with a communication function, a system equipped with the device, and a unit search method. Download PDF

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JP6786770B2 JP2017011012A JP2017011012A JP6786770B2 JP 6786770 B2 JP6786770 B2 JP 6786770B2 JP 2017011012 A JP2017011012 A JP 2017011012A JP 2017011012 A JP2017011012 A JP 2017011012A JP 6786770 B2 JP6786770 B2 JP 6786770B2
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本発明は、通信機能を備え、他の装置との間で通信を行う装置、および、当該装置を備え通信によるネットワークを構成するシステム、および、当該システムを構成する装置の台数を探索する方法に関する。 The present invention relates to a device having a communication function and communicating with another device, a system having the device and forming a network by communication, and a method of searching for the number of devices constituting the system. ..

複数の装置の内部値を、これらの装置全体を管理する管理装置が一致させるのではなく、各装置同士が通信によって内部値を送受信することで一致させる方法であるコンセンサス協調制御が開発されている。コンセンサス協調制御は、各装置が内部値を少なくとも1つの他の装置に送受信して、生成した内部値と受信した内部値とに基づく演算結果を用いて内部値を生成するものである。この処理が各装置それぞれで行われることにより、各装置の内部値は同じ値に収束する。この方法を用いた例として、特許文献1にはインバータ装置の内部位相を同期することが記載され、特許文献2には各インバータ装置の補償値を一致させることで、出力有効電力の抑制量を調整することが記載されている。また、特許文献3には各計測装置が計測値に基づく内部平均値を一致させることで、全体の平均値を算出することが記載され、特許文献4には、各計測装置が計測値に基づく内部最大値(内部最小値)を一致させることで、全体の最大値(最小値)を算出することが記載されている。コンセンサス協調制御においては、装置全体を管理する管理装置を設ける必要がない。 Consensus cooperative control has been developed, which is a method in which the internal values of a plurality of devices are matched by transmitting and receiving internal values by communication between the devices, rather than being matched by the management device that manages all of these devices. .. In the consensus cooperative control, each device sends and receives an internal value to at least one other device, and generates an internal value using a calculation result based on the generated internal value and the received internal value. By performing this process in each device, the internal value of each device converges to the same value. As an example of using this method, Patent Document 1 describes that the internal phase of the inverter device is synchronized, and Patent Document 2 describes the amount of suppression of the output active power by matching the compensation values of the inverter devices. It is stated to adjust. Further, Patent Document 3 describes that each measuring device calculates an overall average value by matching an internal average value based on the measured value, and Patent Document 4 describes that each measuring device is based on the measured value. It is described that the total maximum value (minimum value) is calculated by matching the internal maximum value (internal minimum value). In consensus coordinated control, it is not necessary to provide a management device that manages the entire device.

特開2015‐027155号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-027155 特開2015‐084612号公報JP-A-2015-084612 特開2015‐166901号公報JP-A-2015-166901 特開2015‐215204号公報JP-A-2015-215204

Reza Olfati-Saber, J. Alex Fax, and Richard M. Murray, "Consensus and Cooperation in Networked Multi-Agent Systems", Proceedings of the IEEE, Vol.95, No.1, (2007)Reza Olfati-Saber, J. Alex Fax, and Richard M. Murray, "Consensus and Cooperation in Networked Multi-Agent Systems", Proceedings of the IEEE, Vol.95, No.1, (2007) Mehran Mesbahi and Magnus Egerstedt, "Graph Theoretic Methods in Multiagent Networks", Princeton (2010)Mehran Mesbahi and Magnus Egerstedt, "Graph Theoretic Methods in Multiagent Networks", Princeton (2010)

コンセンサス協調制御においては、装置全体を管理する管理装置が設けられていないので、制御のネットワークを構成している装置の台数を管理することが困難である。しかし、メンテナンスなどで、ネットワークを構成している装置の台数を把握する必要がある。また、台数に応じた係数を制御に用いる場合もある。 In consensus coordinated control, it is difficult to manage the number of devices constituting the control network because the management device for managing the entire device is not provided. However, it is necessary to know the number of devices that make up the network for maintenance. In some cases, a coefficient according to the number of units is used for control.

本発明は上述した事情のもとで考え出されたものであって、ネットワークを構成している装置全体を管理する管理装置が設けられていない場合に、ネットワークを構成している装置の台数を探索する方法、当該方法を実行する装置およびシステムを提供することをその目的としている。 The present invention was conceived under the above-mentioned circumstances, and when a management device for managing the entire devices constituting the network is not provided, the number of devices constituting the network can be determined. Its purpose is to provide a method of searching, a device and a system that implements the method.

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the following technical measures are taken in the present invention.

本発明の第1の側面によって提供されるシステムは、複数の装置が通信によるネットワークを構成しているシステムであって、前記装置は、内部値を生成する内部値生成手段と、前記内部値生成手段が生成した内部値を生成内部値として、他の装置の少なくとも1つに送信し、前記他の装置の少なくとも1つが送信した内部値を受信内部値として受信する通信手段とを備え、前記内部値生成手段は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算して減算結果をすべて加算する演算手段と、前記演算手段が出力する演算結果を積分して、前記内部値を算出する積分手段と、前記生成内部値の初期値として第1の値または第2の値を設定した後、前記演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信の繰り返しによって収束した生成内部値に基づいて、前記ネットワークを構成している装置の台数を算出する台数探索手段とを備えており、前記ネットワークを構成している装置のうちのいずれか1つの装置において前記生成内部値の初期値として前記第1の値が設定され、その他の装置において前記生成内部値の初期値として前記第2の値が設定されることを特徴とする。この構成によると、内部値生成手段は、生成した生成内部値と通信手段が受信した受信内部値とに基づく演算によって、内部値を生成する。ネットワークを構成している各装置の内部値生成手段がこれを行うことで、すべての装置での内部値が相加平均値に収束する。また、ネットワークを構成している装置のうちのいずれか1つの装置において生成内部値の初期値として第1の値が設定され、その他の装置において生成内部値の初期値として第2の値が設定される。したがって、収束した生成内部値は、ネットワークを構成している装置の台数、第1の値および第2の値から算出された値になる。台数探索手段は、収束した生成内部値から、ネットワークを構成している装置の台数を算出する。これにより、ネットワークを構成している装置全体を管理する管理装置が設けられていない場合でも、ネットワークを構成している装置の台数を探索することができる。 The system provided by the first aspect of the present invention is a system in which a plurality of devices constitute a network by communication, and the device includes an internal value generating means for generating an internal value and the internal value generating. The internal value is provided as a communication means for transmitting an internal value generated by the means as a generated internal value to at least one of other devices and receiving an internal value transmitted by at least one of the other devices as a receiving internal value. The value generating means is a calculation means that subtracts the generated internal value from the received internal value and adds all the subtraction results, and an integrating means that integrates the calculation result output by the calculation means to calculate the internal value. After setting the first value or the second value as the initial value of the generated internal value, it converged by repeating the calculation by the calculation means, the integration by the integration means, and the transmission and reception of the internal value by the communication means. It is provided with a number search means for calculating the number of devices constituting the network based on the generated internal value, and the generated internal value in any one of the devices constituting the network. The first value is set as the initial value of the above, and the second value is set as the initial value of the generated internal value in other devices. According to this configuration, the internal value generating means generates an internal value by an operation based on the generated generated internal value and the received internal value received by the communication means. When the internal value generating means of each device constituting the network does this, the internal values of all the devices converge to the arithmetic mean value. In addition, the first value is set as the initial value of the generated internal value in any one of the devices constituting the network, and the second value is set as the initial value of the generated internal value in the other devices. Will be done. Therefore, the converged generated internal value is a value calculated from the number of devices constituting the network, the first value, and the second value. The number search means calculates the number of devices constituting the network from the converged generated internal value. As a result, the number of devices constituting the network can be searched even when the management device for managing the entire devices constituting the network is not provided.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1の値は「1」であり、前記第2の値は「0」であり、前記台数探索手段は、前記収束した生成内部値の逆数に基づいて前記台数を算出する台数算出手段をさらに備えている。この構成によると、台数算出手段での演算を容易にすることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the first value is "1", the second value is "0", and the number search means is based on the reciprocal of the converged generated internal value. Further, it is provided with a number calculation means for calculating the number. According to this configuration, it is possible to facilitate the calculation by the number calculation means.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記台数探索手段は、前記生成内部値の変化に基づいて前記生成内部値が収束したことを検出する収束検出手段をさらに備えている。この構成によると、生成内部値が収束したことを、適切に検出することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the number search means further includes a convergence detecting means for detecting that the generated internal value has converged based on a change in the generated internal value. According to this configuration, it is possible to appropriately detect that the generated internal values have converged.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記装置は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が正の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算手段と、前記生成内部値の初期値として乱数を設定し、前記第2の演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する設定値決定手段とをさらに備えており、前記設定値決定手段による決定後、決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定し、前記台数探索手段による処理を行う。この構成によると、生成内部値の初期値として乱数が設定され、生成内部値を最大値に収束させる処理が行われた後、生成内部値に基づいて、第1の値を設定するか第2の値を設定するかが決定される。したがって、第1の値を設定するか第2の値を設定するかを、人の手によらず、自動的に決定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the apparatus subtracts the generated internal value from the received internal value, and adds and outputs only those whose subtraction result is a positive value. Then, a random number is set as the initial value of the generated internal value, and after the calculation by the second calculation means, the integration by the integration means, and the transmission / reception of the internal value by the communication means are performed, the generated internal value is set. Based on this, the set value determining means for determining whether to set the first value or the second value is further provided, and the set value determined after the determination by the set value determining means is set. It is set as an initial value of the generated internal value, and processing is performed by the number search means. According to this configuration, a random number is set as the initial value of the generated internal value, and after the process of converging the generated internal value to the maximum value is performed, the first value is set or the second value is set based on the generated internal value. It is decided whether to set the value of. Therefore, it is possible to automatically determine whether to set the first value or the second value without human intervention.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記装置は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が負の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算手段と、前記生成内部値の初期値として乱数を設定し、前記第2の演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する設定値決定手段とをさらに備えており、前記設定値決定手段による決定後、決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定し、前記台数探索手段による処理を行う。この構成によると、生成内部値の初期値として乱数が設定され、生成内部値を最小値に収束させる処理が行われた後、生成内部値に基づいて、第1の値を設定するか第2の値を設定するかが決定される。したがって、第1の値を設定するか第2の値を設定するかを、人の手によらず、自動的に決定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the apparatus subtracts the generated internal value from the received internal value, and adds and outputs only those whose subtraction result is a negative value. Then, a random number is set as the initial value of the generated internal value, and after the calculation by the second calculation means, the integration by the integration means, and the transmission / reception of the internal value by the communication means are performed, the generated internal value is set. Based on this, the set value determining means for determining whether to set the first value or the second value is further provided, and the set value determined after the determination by the set value determining means is set. It is set as an initial value of the generated internal value, and processing is performed by the number search means. According to this configuration, a random number is set as the initial value of the generated internal value, and after the process of converging the generated internal value to the minimum value is performed, the first value is set or the second value is set based on the generated internal value. It is decided whether to set the value of. Therefore, it is possible to automatically determine whether to set the first value or the second value without human intervention.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記設定値決定手段は、前記生成内部値が変化しなかった場合には前記第1の値を設定することを決定し、前記生成内部値が変化した場合には前記第2の値を設定することを決定する。この構成によると、第1の値を設定するか第2の値を設定するかを適切に決定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the set value determining means determines to set the first value when the generated internal value does not change, and when the generated internal value changes. Is determined to set the second value. According to this configuration, it is possible to appropriately determine whether to set the first value or the second value.

本発明の第2の側面によって提供される装置は、内部値を生成する内部値生成手段と、前記内部値生成手段が生成した内部値を生成内部値として、他の装置の少なくとも1つに送信し、前記他の装置の少なくとも1つが送信した内部値を受信内部値として受信する通信手段とを備え、前記内部値生成手段は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算して減算結果をすべて加算する演算手段と、前記演算手段が出力する演算結果を積分して、前記内部値を算出する積分手段と、前記生成内部値の初期値として第1の値または第2の値を設定した後、前記演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信の繰り返しによって収束した生成内部値に基づいて、通信によるネットワークを構成している装置の台数を算出する台数探索手段とを備えていることを特徴とする。
この構成によると、ネットワークを構成している装置全体を管理する管理装置が設けられていない場合でも、ネットワークを構成している装置の台数を探索することができる。
The device provided by the second aspect of the present invention transmits an internal value generating means for generating an internal value and an internal value generated by the internal value generating means as a generated internal value to at least one of other devices. A communication means for receiving an internal value transmitted by at least one of the other devices as a reception internal value is provided, and the internal value generating means subtracts the generated internal value from the received internal value and subtracts the result. A calculation means for adding all of the above, an integration means for integrating the calculation result output by the calculation means, and calculating the internal value, and a first value or a second value are set as the initial value of the generated internal value. After that, the number of devices constituting the network by communication is calculated based on the generated internal value converged by the calculation by the calculation means, the integration by the integration means, and the repetition of transmission and reception of the internal value by the communication means. It is characterized by having a means for searching the number of units.
According to this configuration, the number of devices constituting the network can be searched even when the management device for managing the entire devices constituting the network is not provided.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記装置は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が正の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算手段と、前記生成内部値の初期値として乱数を設定し、前記第2の演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する設定値決定手段とをさらに備えており、前記設定値決定手段による決定後、決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定し、前記台数探索手段による処理を行う。この構成によると、第1の値を設定するか第2の値を設定するかを、人の手によらず、自動的に決定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the apparatus subtracts the generated internal value from the received internal value, and adds and outputs only those whose subtraction result is a positive value. Then, a random number is set as the initial value of the generated internal value, and after the calculation by the second calculation means, the integration by the integration means, and the transmission / reception of the internal value by the communication means are performed, the generated internal value is set. Based on this, the set value determining means for determining whether to set the first value or the second value is further provided, and the set value determined after the determination by the set value determining means is set. It is set as an initial value of the generated internal value, and processing is performed by the number search means. According to this configuration, it is possible to automatically determine whether to set the first value or the second value without human intervention.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記装置は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が負の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算手段と、前記生成内部値の初期値として乱数を設定し、前記第2の演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する設定値決定手段とをさらに備えており、前記設定値決定手段による決定後、決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定し、前記台数探索手段による処理を行う。この構成によると、第1の値を設定するか第2の値を設定するかを、人の手によらず、自動的に決定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the apparatus subtracts the generated internal value from the received internal value, and adds and outputs only those whose subtraction result is a negative value. Then, a random number is set as the initial value of the generated internal value, and after the calculation by the second calculation means, the integration by the integration means, and the transmission / reception of the internal value by the communication means are performed, the generated internal value is set. Based on this, the set value determining means for determining whether to set the first value or the second value is further provided, and the set value determined after the determination by the set value determining means is set. It is set as an initial value of the generated internal value, and processing is performed by the number search means. According to this configuration, it is possible to automatically determine whether to set the first value or the second value without human intervention.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記設定値決定手段は、前記生成内部値が変化しなかった場合には前記第1の値を設定することを決定し、前記生成内部値が変化した場合には前記第2の値を設定することを決定する。この構成によると、第1の値を設定するか第2の値を設定するかを適切に決定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the set value determining means determines to set the first value when the generated internal value does not change, and when the generated internal value changes. Is determined to set the second value. According to this configuration, it is possible to appropriately determine whether to set the first value or the second value.

本発明の第3の側面によって提供される方法は、内部値を生成する内部値生成手段と、少なくとも1つの他の装置と通信を行う通信手段とを備える装置によって構成された通信によるネットワークにおいて、当該ネットワークを構成している装置の台数を探索する方法であって、前記内部値生成手段が内部値を生成する内部値生成工程と、前記内部値生成工程で生成した内部値を生成内部値として、前記他の装置の少なくとも1つに送信する送信工程と、前記他の装置の少なくとも1つが送信した内部値を受信内部値として受信する受信工程とを各装置で行わせるものであり、前記内部値生成工程は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算して減算結果をすべて加算する演算工程と、前記演算工程で出力された演算結果を積分して、前記内部値を算出する積分工程とを備えており、前記ネットワークを構成している装置のうちのいずれか1つの装置において前記生成内部値の初期値として第1の値を設定し、その他の装置において前記生成内部値の初期値として第2の値を設定する設定工程と、前記設定工程の後、前記内部値生成工程、前記送信工程および前記受信工程を繰り返して、収束した生成内部値に基づいて、前記ネットワークを構成している装置の台数を算出する台数算出工程とを備えていることを特徴とする。この構成によると、ネットワークを構成している装置全体を管理する管理装置が設けられていない場合でも、ネットワークを構成している装置の台数を探索することができる。 The method provided by the third aspect of the present invention is in a communication network composed of an internal value generating means for generating an internal value and a communication means for communicating with at least one other device. It is a method of searching for the number of devices constituting the network, and uses the internal value generation step in which the internal value generation means generates the internal value and the internal value generated in the internal value generation step as the generation internal value. A transmission step of transmitting to at least one of the other devices and a receiving step of receiving an internal value transmitted by at least one of the other devices as a reception internal value are performed by each device. The value generation step is an integration step of subtracting the generated internal value from the received internal value and adding all the subtraction results, and an integration of integrating the calculation results output in the calculation step to calculate the internal value. A process is provided, a first value is set as an initial value of the generated internal value in any one of the devices constituting the network, and an initial value of the generated internal value is set in the other devices. After the setting step of setting the second value as the value and the setting step, the internal value generation step, the transmission step, and the reception step are repeated, and the network is configured based on the converged generated internal value. It is characterized by including a number calculation process for calculating the number of devices. According to this configuration, the number of devices constituting the network can be searched even when the management device for managing the entire devices constituting the network is not provided.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記設定工程は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が正の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算工程と、前記生成内部値の初期値として乱数を設定する乱数設定工程と、前記乱数設定工程の後、前記第2の演算工程、前記積分工程、前記送信工程および前記受信工程が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する決定工程とを備えており、前記決定工程により決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定する。この構成によると、第1の値を設定するか第2の値を設定するかを、人の手によらず、自動的に決定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the setting step is a second operation in which the generated internal value is subtracted from the received internal value, and only those whose subtraction result is a positive value are added and output. After the steps, the random number setting step of setting a random number as the initial value of the generated internal value, and the random number setting step, after the second calculation step, the integration step, the transmission step, and the reception step are performed. The generation includes a determination step of determining whether to set the first value or the second value based on the generated internal value, and the set value determined by the determination step is generated. Set as the initial value of the internal value. According to this configuration, it is possible to automatically determine whether to set the first value or the second value without human intervention.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記設定工程は、前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が負の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算工程と、前記生成内部値の初期値として乱数を設定する乱数設定工程と、前記乱数設定工程の後、前記第2の演算工程、前記積分工程、前記送信工程および前記受信工程が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する決定工程とを備えており、前記決定工程により決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定する。この構成によると、第1の値を設定するか第2の値を設定するかを、人の手によらず、自動的に決定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the setting step is a second operation in which the generated internal value is subtracted from the received internal value, and only those whose subtraction result is a negative value are added and output. After the steps, the random number setting step of setting a random number as the initial value of the generated internal value, and the random number setting step, after the second calculation step, the integration step, the transmission step, and the reception step are performed. The generation includes a determination step of determining whether to set the first value or the second value based on the generated internal value, and the set value determined by the determination step is generated. Set as the initial value of the internal value. According to this configuration, it is possible to automatically determine whether to set the first value or the second value without human intervention.

本発明によると、内部値生成手段は、生成した生成内部値と通信手段が受信した受信内部値とに基づく演算によって、内部値を生成する。ネットワークを構成している各装置の内部値生成手段がこれを行うことで、すべての装置での内部値が相加平均値に収束する。また、ネットワークを構成している装置のうちのいずれか1つの装置において生成内部値として第1の値が設定され、その他の装置において生成内部値として第2の値が設定される。したがって、収束した生成内部値は、ネットワークを構成している装置の台数、第1の値および第2の値から算出された値になる。例えば、第1の値が「1」で、第2の値が「0」の場合、収束した生成内部値は、ネットワークを構成している装置の台数の逆数になる。台数探索手段は、収束した生成内部値から、ネットワークを構成している装置の台数を算出する。これにより、ネットワークを構成している装置全体を管理する管理装置が設けられていない場合でも、ネットワークを構成している装置の台数を探索することができる。 According to the present invention, the internal value generating means generates an internal value by an operation based on the generated generated internal value and the received internal value received by the communication means. When the internal value generating means of each device constituting the network does this, the internal values of all the devices converge to the arithmetic mean value. Further, a first value is set as the generated internal value in any one of the devices constituting the network, and a second value is set as the generated internal value in the other devices. Therefore, the converged generated internal value is a value calculated from the number of devices constituting the network, the first value, and the second value. For example, when the first value is "1" and the second value is "0", the converged generated internal value is the reciprocal of the number of devices constituting the network. The number search means calculates the number of devices constituting the network from the converged generated internal value. As a result, the number of devices constituting the network can be searched even when the management device for managing the entire devices constituting the network is not provided.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent with the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

第1実施形態に係る装置の内部構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the internal structure of the apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るシステムにおける、各装置の接続状態を示す図である。It is a figure which shows the connection state of each apparatus in the system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る装置が行う構成台数探索処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the configuration number search process performed by the apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図2に示す各装置において、構成台数が探索できることを確認するシミュレーションの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the simulation which confirms that the number of constituents can be searched in each apparatus shown in FIG. 各装置の接続状態の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the connection state of each apparatus. タイミング生成部の他の実施例の内部構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the internal structure of another Example of a timing generation part. 第2実施形態に係る装置の内部構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the internal structure of the apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る装置が行う構成台数探索処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the configuration number search process performed by the apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る構成台数探索処理を行ったシミュレーションの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the simulation which performed the component number search process which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、第1実施形態に係る装置の内部構成を示す機能ブロック図である。図2は、各装置の接続状態を示す図である。 FIG. 1 is a functional block diagram showing an internal configuration of the device according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a connection state of each device.

図1に示すように、装置Aは、内部値Xiを生成する内部値生成部1、他の装置Aとの間で通信を行う通信部2、および、内部値Xiに初期値を設定して、収束した内部値Xiからネットワークを構成している装置の台数(以下では、「構成台数」とする)を算出する台数探索部3を備えている。なお、図1においては、構成台数を探索するために必要な構成のみを記載している。実際には、各装置Aは、その他の構成を備えている。その他の構成は、コンセンサス協調制御を行うための構成(すなわち、内部値生成部1と同様の構成で所定の内部値を生成して制御を行ったり、演算を行ったりするもの)であってもよいし、それ以外の機能を果たすための構成であってもよい。 As shown in FIG. 1, the device A sets initial values for the internal value generating unit 1 that generates the internal value X i , the communication unit 2 that communicates with other devices A, and the internal value X i. Then, the number search unit 3 is provided to calculate the number of devices constituting the network (hereinafter, referred to as “configured number”) from the converged internal value X i . Note that FIG. 1 shows only the configurations necessary for searching for the number of constituents. In practice, each device A has other configurations. Even if the other configuration is a configuration for performing consensus cooperative control (that is, a configuration similar to the internal value generation unit 1 for generating a predetermined internal value for control or calculation). It may be a configuration for performing other functions.

通信部2は、他の装置Aとの間で通信を行うものである。通信部2は、内部値生成部1が生成した内部値Xiを入力され、他の装置Aの通信部2に送信する。また、通信部2は、他の装置Aの通信部2から受信した内部値Xjを、内部値生成部1に出力する。なお、通信方法は限定されず、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。内部値Xiが本発明の「生成内部値」に相当し、内部値Xjが本発明の「受信内部値」に相当する。 The communication unit 2 communicates with another device A. The communication unit 2 receives the internal value X i generated by the internal value generation unit 1 and transmits it to the communication unit 2 of the other device A. Further, the communication unit 2 outputs the internal value X j received from the communication unit 2 of the other device A to the internal value generation unit 1. The communication method is not limited, and may be wired communication or wireless communication. The internal value X i corresponds to the “generated internal value” of the present invention, and the internal value X j corresponds to the “received internal value” of the present invention.

図2(a)に示すように、装置Aは他の装置Aと通信を行っており、通信を行っている装置A全体でネットワークを構成している。図2(a)においては、8つの装置A(A1〜A8)がネットワークを構成している状態を示している。この場合、ネットワークを構成している装置A1〜A8が、本発明の「システム」に相当する。なお、実際のシステムは、より多くの装置Aで構成されているが、説明の簡略化のために少ないケースを示している。 As shown in FIG. 2A, the device A communicates with another device A, and the entire communicating device A constitutes a network. FIG. 2A shows a state in which eight devices A (A1 to A8) form a network. In this case, the devices A1 to A8 constituting the network correspond to the "system" of the present invention. It should be noted that the actual system is composed of more devices A, but a few cases are shown for the sake of brevity.

図2(a)に示す実線矢印は、相互通信を行っていることを示している。装置A1は装置A2および装置A8とのみ相互通信を行っており、装置A2は装置A1および装置A3とのみ相互通信を行っている。また、装置A3は装置A2および装置A4とのみ相互通信を行っており、装置A4は装置A3および装置A5とのみ相互通信を行っており、装置A5は装置A4および装置A6とのみ相互通信を行っている。また、装置A6は装置A5および装置A7とのみ相互通信を行っており、装置A7は装置A6および装置A8とのみ相互通信を行っており、装置A8は装置A7および装置A1とのみ相互通信を行っている。このように、装置Aの通信部2は、ネットワークを構成している装置Aのうち、少なくとも1つの装置A(例えば、近隣に位置するものや、通信が確立されたもの)の通信部2と通信を行っており、ネットワークを構成している任意の2つの装置Aに対して通信経路が存在している状態(以下ではこの状態を「連結状態」と言う。)であればよく、ネットワークを構成しているすべての装置Aの通信部2と通信を行う必要はない。 The solid arrow shown in FIG. 2A indicates that mutual communication is being performed. The device A1 communicates only with the device A2 and the device A8, and the device A2 communicates only with the device A1 and the device A3. Further, the device A3 communicates only with the device A2 and the device A4, the device A4 communicates only with the device A3 and the device A5, and the device A5 communicates only with the device A4 and the device A6. ing. Further, the device A6 communicates only with the device A5 and the device A7, the device A7 communicates only with the device A6 and the device A8, and the device A8 communicates only with the device A7 and the device A1. ing. As described above, the communication unit 2 of the device A is connected to the communication unit 2 of at least one device A (for example, a device located in the vicinity or a device for which communication has been established) among the devices A constituting the network. The network may be connected as long as it is communicating and a communication path exists for any two devices A constituting the network (hereinafter, this state is referred to as a "connected state"). It is not necessary to communicate with the communication unit 2 of all the constituent devices A.

例えば、装置Aが装置A2の場合、通信部2は、内部値生成部1が生成した内部値X2を装置A1およびA3の通信部2に送信し、装置A1の通信部2から内部値X1を受信し、装置A3の通信部2から内部値X3を受信する。 For example, when the device A is the device A2, the communication unit 2 transmits the internal value X 2 generated by the internal value generation unit 1 to the communication units 2 of the devices A1 and A3, and the communication unit 2 of the device A1 sends the internal value X 1 is received, and the internal value X 3 is received from the communication unit 2 of the device A3.

図1に戻って、内部値生成部1は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、生成した内部値Xiと、通信部2より入力される、他の装置Aの内部値Xjとを用いて、内部値Xiを生成する。内部値Xiと内部値Xjとが異なっていても、内部値生成部1での演算処理が繰り返されることで、内部値Xiと内部値Xjとが共通の値に収束する。図1に示すように、内部値生成部1は、演算部11、乗算器12および積分器13を備えている。 Returning to FIG. 1, the internal value generation unit 1 is realized by, for example, a microcomputer, and the generated internal value X i and the internal value X j of another device A input from the communication unit 2 are combined . Is used to generate the internal value X i . Even if the internal value X i and the internal value X j are different, the internal value X i and the internal value X j converge to a common value by repeating the arithmetic processing in the internal value generation unit 1. As shown in FIG. 1, the internal value generation unit 1 includes a calculation unit 11, a multiplier 12, and an integrator 13.

演算部11は、下記(1)式に基づく演算を行う。すなわち、演算部11は、通信部2から入力される各内部値Xjから、内部値生成部1が生成した内部値Xiをそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算した演算結果uiを乗算器12に出力する。
The calculation unit 11 performs a calculation based on the following equation (1). That is, the calculation unit 11 subtracts the internal value X i generated by the internal value generation unit 1 from each internal value X j input from the communication unit 2, and multiplies the calculation result u i by adding all the subtraction results. Output to the device 12.

例えば、装置Aが装置A2であり(図2(a)参照)、装置A1および装置A3から同時に内部値Xjを受信した場合、演算部11は、下記(2)式の演算を行い、演算結果u2を出力する。
For example, when the device A is the device A2 (see FIG. 2A) and the internal value X j is received from the device A1 and the device A3 at the same time, the calculation unit 11 performs the calculation of the following equation (2) to perform the calculation. The result u 2 is output.

乗算器12は、演算部11から入力される演算結果uiに所定の係数εを乗算して積分器13に出力する。係数εは、0<ε<1/dmaxを満たす値であり、あらかじめ設定されている。dmaxは、通信部2に同時に入力される可能性のある内部値Xjの数の最大値である。なお、係数εは、積分器13への入力が大きく(小さく)なりすぎて、内部値Xiの変動が大きくなりすぎることを抑制するために、演算結果uiに乗算されるものである。 The multiplier 12 multiplies the calculation result u i input from the calculation unit 11 by a predetermined coefficient ε and outputs the result to the integrator 13. The coefficient ε is a value that satisfies 0 <ε <1 / d max and is preset. d max is the maximum number of internal values X j that may be input to the communication unit 2 at the same time. The coefficient ε is multiplied by the calculation result u i in order to prevent the input to the integrator 13 from becoming too large (small) and the fluctuation of the internal value X i becoming too large.

積分器13は、乗算器12から入力される値を積分することで内部値Xiを生成して出力する。積分器13は、前回生成した内部値Xiに乗算器12から入力される値を加算することで内部値Xiを生成する。内部値Xiは、切替部31を介して、通信部2および演算部11に出力される。 The integrator 13 generates and outputs an internal value X i by integrating the values input from the multiplier 12. Integrator 13 generates an internal value X i by adding the value input from the multiplier 12 to the internal value X i previously generated. The internal value X i is output to the communication unit 2 and the calculation unit 11 via the switching unit 31.

本実施形態において、内部値生成部1は、生成した内部値Xiと、通信部2より入力される、他の装置Aの内部値Xjとを用いて、内部値Xiを生成する。内部値Xiが各内部値Xjの相加平均値より大きい場合、演算部11が出力する演算結果uiは負の値になる。そうすると、積分器13には負の値が加算されることで、内部値Xiは小さくなる。一方、内部値Xiが各内部値Xjの相加平均値より小さい場合、演算部11が出力する演算結果uiは正の値になる。そうすると、積分器13には正の値が加算されることで、内部値Xiは大きくなる。つまり、内部値Xiは各内部値Xjの相加平均値に近づいていく。この処理が各装置Aそれぞれで行われることにより、各装置Aの内部値Xiは同じ値に収束する。内部値Xiが同じ収束値Xαに収束することは、数学的にも証明されている(非特許文献1,2参照)。また、収束値Xαが、下記(3)式に示すように、各装置Aの内部値Xiの初期値の相加平均値になることも証明されている。nはネットワークを構成している装置Aの数(構成台数)であり、下記(3)式は、装置A1〜Anの内部値X1〜Xnの初期値をすべて加算して構成台数nで除算した相加平均値を算出することを示している。
In this embodiment, the internal value generating unit 1 uses the internal value X i of the generated, is input from the communication unit 2, an internal value X j of the other device A, to generate an internal value X i. When the internal value X i is larger than the arithmetic mean value of each internal value X j , the calculation result u i output by the calculation unit 11 becomes a negative value. Then, a negative value is added to the integrator 13, so that the internal value X i becomes smaller. On the other hand, when the internal value X i is smaller than the arithmetic mean value of each internal value X j , the calculation result u i output by the calculation unit 11 becomes a positive value. Then, a positive value is added to the integrator 13, so that the internal value X i becomes large. That is, the internal value X i approaches the arithmetic mean value of each internal value X j . By performing this process in each device A, the internal value X i of each device A converges to the same value. It has been mathematically proved that the internal value X i converges to the same convergence value X α (see Non-Patent Documents 1 and 2). It has also been proved that the convergence value Xα is the arithmetic mean value of the initial values of the internal values X i of each device A, as shown in the following equation (3). n is the number of devices A constituting the network (number of components), and the following equation (3) is the number of devices n by adding all the initial values of the internal values X 1 to X n of the devices A 1 to An. It shows that the arithmetic mean value divided is calculated.

台数探索部3は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、構成台数を探索するためのものである。図1に示すように、台数探索部3は、切替部31、タイミング生成部32、収束検出部33、および、台数算出部34を備えている。 The number search unit 3 is realized by, for example, a microcomputer or the like, and is for searching the number of constituents. As shown in FIG. 1, the number search unit 3 includes a switching unit 31, a timing generation unit 32, a convergence detection unit 33, and a number calculation unit 34.

切替部31は、内部値Xiに初期値を設定する。切替部31は、積分器13から内部値Xiを入力され、通常時には内部値Xiをそのまま演算部11および通信部2に出力する。しかし、タイミング生成部32から初期値入力の指示が入力された場合、「0」または「1」を内部値Xiの初期値として設定し、演算部11および通信部2に出力する。初期値は、基本的には「0」が設定されているが、ネットワークを構成している装置Aのうちのいずれか1つの装置Aでは、「1」が設定される。なお、初期値として「1」が設定されるのは、いずれの装置Aであっても構わない。例えば、全ての装置Aに「0」を設定しておいて、ユーザが一番身近な装置Aのみ、「1」に変更すればよい。本実施形態においては、「1」が本発明の「第1の値」に相当し、「0」が本発明の「第2の値」に相当する。 The switching unit 31 sets an initial value to the internal value X i . Switching unit 31 is inputted to the internal value X i from the integrator 13 during normal outputting the internal value X i as it is to the calculation unit 11 and the communication unit 2. However, when an instruction for inputting an initial value is input from the timing generation unit 32, "0" or "1" is set as the initial value of the internal value X i and output to the calculation unit 11 and the communication unit 2. The initial value is basically set to "0", but "1" is set in any one of the devices A constituting the network. It should be noted that any device A may be set to "1" as the initial value. For example, "0" may be set for all devices A, and only the device A closest to the user may be changed to "1". In the present embodiment, "1" corresponds to the "first value" of the present invention, and "0" corresponds to the "second value" of the present invention.

タイミング生成部32は、所定のタイミングで、切替部31に初期値入力の指示を出力する。所定のタイミングは、構成台数を探索したいタイミングとして、あらかじめ設定されている。例えば、メンテナンスのために構成台数を探索するのであれば、メンテナンスのタイミングに合わせて設定され、構成台数に応じた係数を制御に用いるのであれば、当該制御に必要なタイミングに合わせて設定される。各装置Aにおいて同じタイミングで初期値を設定する必要があるので、各装置Aのタイミング生成部32は、タイミングを一致させるための時刻を共有している。例えば、タイミング生成部32は、インターネットにアクセスして、定期的に正確な時刻を入手してもよいし、GPS(Global Positioning System)を備えている場合は、受信した情報から時刻情報を入手するようにしてもよい。また、タイミング生成部32は、通信部2に通信を指示するタイミング信号を出力するようにしてもよい。 The timing generation unit 32 outputs an initial value input instruction to the switching unit 31 at a predetermined timing. The predetermined timing is set in advance as the timing for searching for the number of components. For example, if the number of components is searched for maintenance, it is set according to the timing of maintenance, and if the coefficient corresponding to the number of components is used for control, it is set according to the timing required for the control. .. Since it is necessary to set the initial value at the same timing in each device A, the timing generation unit 32 of each device A shares the time for matching the timing. For example, the timing generation unit 32 may access the Internet to obtain accurate time on a regular basis, or if it is equipped with GPS (Global Positioning System), obtain time information from the received information. You may do so. Further, the timing generation unit 32 may output a timing signal instructing communication to the communication unit 2.

収束検出部33は、内部値Xiが収束したことを検出して、収束した内部値Xiである収束値Xαを台数算出部34に出力する。収束検出部33は、切替部31が出力した内部値Xiが変化しなくなった場合に、内部値Xiが収束したと判断する。具体的には、収束検出部33は、内部値Xiと前回の内部値Xiとの差を算出し、当該差が所定の誤差の範囲内にある場合に内部値Xiが変化していないと判断する。そして、その状態が所定の時間継続した場合に、収束したと判断する。本実施形態では、所定の時間として、演算部11での演算の回数を利用している。なお、収束検出部33の構成は限定されない。収束検出部33は、収束値Xαを出力できればよい。例えば、内部値Xiと前回の内部値Xiとの差が所定の誤差の範囲内にある場合に収束したと判断するようにしてもよい。ただし、この場合は、所定の誤差の範囲が十分狭い必要がある。また、収束に必要な時間を考慮して、その時間が十分経過したときに、内部値Xiが収束したと判断して、このときの内部値Xiを収束値Xαとして出力するようにしてもよい。ただし、構成台数および各装置Aの通信接続の具合によって収束にかかる時間は変化する。構成台数が少ない場合や、各装置Aが多数の装置Aと通信している場合などには、収束にかかる時間が短くなるが、逆のケースの場合は、収束にかかる時間が長くなる。したがって、構成台数および各装置Aの通信接続の具合があらかじめ想定でき、収束にかかる時間が想定できる場合は、それに応じた時間を設定すればよい。一方、収束にかかる時間が想定できない場合は、十分長い時間を設定する必要がある。 The convergence detection unit 33 detects that the internal value X i has converged, and outputs the convergent internal value X i, which is the converged internal value X i , to the number calculation unit 34. The convergence detection unit 33 determines that the internal value X i has converged when the internal value X i output by the switching unit 31 does not change. Specifically, the convergence detection unit 33 calculates the difference between the internal value X i and the previous internal value X i, and the internal value X i changes when the difference is within a predetermined error range. Judge that there is no. Then, when the state continues for a predetermined time, it is determined that the state has converged. In the present embodiment, the number of calculations performed by the calculation unit 11 is used as a predetermined time. The configuration of the convergence detection unit 33 is not limited. The convergence detection unit 33 may output the convergence value Xα. For example, it may be determined that the difference between the internal value X i and the previous internal value X i has converged when the difference is within a predetermined error range. However, in this case, the range of the predetermined error needs to be sufficiently narrow. In addition, considering the time required for convergence, when the time has elapsed sufficiently, it is determined that the internal value X i has converged, and the internal value X i at this time is output as the convergence value X α. May be good. However, the time required for convergence varies depending on the number of components and the state of communication connection of each device A. When the number of components is small, or when each device A communicates with a large number of devices A, the time required for convergence is short, but in the opposite case, the time required for convergence is long. Therefore, if the number of components and the state of communication connection of each device A can be estimated in advance and the time required for convergence can be estimated, the time may be set accordingly. On the other hand, if the time required for convergence cannot be estimated, it is necessary to set a sufficiently long time.

台数算出部34は、収束検出部33より入力される収束値Xαに基づいて、構成台数を算出する。上述したように、収束値Xαは、各装置Aの内部値Xiの初期値の相加平均値になる(上記(3)式参照)。各装置Aの内部値Xiの初期値は、1つだけ「1」が設定され、それ以外は「0」が設定されている。したがって、初期値の合計値が「1」になるので、構成台数をnとすると、収束値Xαは1/nになる。したがって、構成台数nは、収束値Xαの逆数(n=1/Xα)になる。台数算出部34は、収束検出部33より入力される収束値Xαの逆数(1/Xα)を算出して、構成台数nとして出力する。出力された構成台数nは、制御のための係数の演算に用いられたり、図示しない表示部に表示されてメンテナンスに利用される。なお、構成台数nの使用先は、限定されない。 The number calculation unit 34 calculates the number of constituent units based on the convergence value Xα input from the convergence detection unit 33. As described above, the convergence value Xα is the arithmetic mean value of the initial values of the internal values X i of each device A (see the above equation (3)). As the initial value of the internal value X i of each device A, only one "1" is set, and the other values are set to "0". Therefore, since the total value of the initial values is "1", the convergence value Xα is 1 / n, where n is the number of components. Therefore, the number of components n is the reciprocal of the convergence value Xα (n = 1 / Xα). The number calculation unit 34 calculates the reciprocal (1 / Xα) of the convergence value Xα input from the convergence detection unit 33 and outputs it as the number of constituents n. The output number of components n is used for calculation of a coefficient for control, or is displayed on a display unit (not shown) and used for maintenance. The use destination of the constituent number n is not limited.

図3は、装置Aが行う構成台数nを探索するための処理(以下では、「構成台数探索処理」とする)を説明するためのフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart for explaining a process for searching for the number of constituents n performed by the apparatus A (hereinafter, referred to as a “number of constituents search process”).

まず、初期値入力の指示を示すタイミング入力が有ったか否かが判別される(S1)。具体的には、タイミング生成部32から切替部31に、初期値入力の指示が入力されたか否かが判別される。タイミング入力が無い場合(S1:NO)、ステップS1に戻って判別が繰り返される。タイミング入力が有った場合(S1:YES)、ステップS2に進む。つまり、タイミング入力を待って、タイミング入力が有った時に、具体的な処理(S2〜S7)が開始される。 First, it is determined whether or not there is a timing input indicating an instruction for inputting the initial value (S1). Specifically, it is determined whether or not the initial value input instruction has been input from the timing generation unit 32 to the switching unit 31. If there is no timing input (S1: NO), the process returns to step S1 and the determination is repeated. If there is a timing input (S1: YES), the process proceeds to step S2. That is, the specific processing (S2 to S7) is started when the timing input is waited and the timing input is performed.

次に、内部値Xiに初期値が入力される(S2)。具体的には、切替部31が内部値Xiに初期値「0」または「1」を設定する。次に、内部値Xiが送信され(S3)、内部値Xjが受信される(S4)。具体的には、通信部2が、内部値生成部1より入力される内部値Xiを他の装置Aに送信し、また、他の装置Aから内部値Xjを受信する。そして、内部値Xiが生成される(S5)。具体的には、演算部11が内部値Xiおよび内部値Xjに基づいて演算を行い、乗算器12が演算結果uiに所定の係数εを乗算して、積分器13が乗算結果を積分することで、内部値Xiを生成する。 Next, the initial value is input to the internal value X i (S2). Specifically, the switching unit 31 sets the initial value "0" or "1" to the internal value X i . Next, the internal value X i is transmitted (S3), and the internal value X j is received (S4). Specifically, the communication unit 2 transmits the internal value X i input from the internal value generation unit 1 to the other device A, and also receives the internal value X j from the other device A. Then, the internal value X i is generated (S5). Specifically, the arithmetic unit 11 performs an operation based on the internal value X i and the internal value X j , the multiplier 12 multiplies the operation result u i by a predetermined coefficient ε, and the integrator 13 calculates the multiplication result. By integrating, the internal value X i is generated.

次に、内部値Xiが収束したか否かが判別される(S6)。具体的には、収束検出部33が内部値Xiが収束したか否かを判別する。収束していない場合(S6:NO)、ステップS3に戻って、ステップS3〜S6が繰り返される。収束した場合(S6:YES)、構成台数が算出され(S7)、構成台数探索処理は終了する。具体的には、収束検出部33は、内部値Xiが収束したと判断すると、収束値Xαを台数算出部34に出力し、台数算出部34は収束値Xαに基づいて構成台数を算出して出力する。なお、構成台数探索処理は、上述したものに限定されない。 Next, it is determined whether or not the internal value X i has converged (S6). Specifically, the convergence detection unit 33 determines whether or not the internal value X i has converged. If it has not converged (S6: NO), the process returns to step S3, and steps S3 to S6 are repeated. When it converges (S6: YES), the number of components is calculated (S7), and the search process for the number of components ends. Specifically, when the convergence detection unit 33 determines that the internal value X i has converged, the convergence value Xα is output to the number calculation unit 34, and the number calculation unit 34 calculates the number of components based on the convergence value Xα. And output. The configuration number search process is not limited to the above.

次に、図2に示す各装置A1〜A8において、構成台数が探索できることを確認するシミュレーションについて説明する。 Next, in each of the devices A1 to A8 shown in FIG. 2, a simulation for confirming that the number of components can be searched will be described.

図4は、当該シミュレーションの結果を示す図である。図4(a)は、図2(a)に示す各装置A1〜A8の内部値Xiの時間変化を示している。縦軸は各内部値Xiの値を示しており、横軸は演算部11での演算回数を示している。装置A1の初期値を「1」、装置A2〜A8の初期値を「0」として、シミュレーションを開始した。 FIG. 4 is a diagram showing the results of the simulation. FIG. 4A shows the time change of the internal value X i of each of the devices A1 to A8 shown in FIG. 2A. The vertical axis shows the value of each internal value X i , and the horizontal axis shows the number of calculations in the calculation unit 11. The simulation was started with the initial value of the device A1 being "1" and the initial value of the devices A2 to A8 being "0".

図4(a)に示すように、演算回数が増加するごとに各装置A1〜A8の内部値Xiは同じ値に近づいていき、演算回数が80回ぐらいでほぼ同じ値に収束している。収束値Xαは、0.125になっている。よって、構成台数n=1/Xα=1/0.125=8台と算出される。 As shown in FIG. 4A, the internal values X i of each of the devices A1 to A8 approach the same value as the number of operations increases, and converge to almost the same value when the number of operations is about 80. .. The convergence value Xα is 0.125. Therefore, the number of components n = 1 / Xα = 1 / 0.125 = 8 is calculated.

図4(b)は、図2(b)に示す各装置A1〜A8の内部値Xiの時間変化を示している。図2(b)は、図2(a)において、装置A8がネットワークから切断された状態である。すなわち、装置A1は装置A2とのみ相互通信を行っており、装置A2は装置A1および装置A3とのみ相互通信を行っている。また、装置A3は装置A2および装置A4とのみ相互通信を行っており、装置A4は装置A3および装置A5とのみ相互通信を行っており、装置A5は装置A4および装置A6とのみ相互通信を行っている。また、装置A6は装置A5および装置A7とのみ相互通信を行っており、装置A7は装置A6とのみ相互通信を行っている。そして、装置A8はいずれの装置とも通信を行っていない。この場合でも、装置A1〜A7は、連結状態となっている。図4(a)におけるシミュレーションと同様、装置A1の初期値を「1」、装置A2〜A8の初期値を「0」として、シミュレーションを開始した。 FIG. 4 (b) shows the time change of the internal value X i of each of the devices A1 to A8 shown in FIG. 2 (b). FIG. 2B shows a state in which the device A8 is disconnected from the network in FIG. 2A. That is, the device A1 communicates with the device A2 only, and the device A2 communicates with the device A1 and the device A3 only. Further, the device A3 communicates only with the device A2 and the device A4, the device A4 communicates only with the device A3 and the device A5, and the device A5 communicates only with the device A4 and the device A6. ing. Further, the device A6 communicates with the device A5 and the device A7 only, and the device A7 communicates with the device A6 only. The device A8 does not communicate with any of the devices. Even in this case, the devices A1 to A7 are in a connected state. Similar to the simulation in FIG. 4A, the simulation was started with the initial value of the device A1 being “1” and the initial value of the devices A2 to A8 being “0”.

図4(b)に示すように、演算回数が増加するごとに各装置A1〜A7の内部値Xiは同じ値に近づいていくが、装置A8の内部値Xiは「0」のままである。そして、各装置A1〜A7の内部値Xiは、演算回数が200回ぐらいでほぼ同じ値に収束している。収束値Xαは、0.142857になっている。よって、各装置A1〜A7では、構成台数n=1/Xα=1/0.142857=7台と算出される。一方、装置A8の内部値Xiは「0」のままで、収束値Xαは「0」になり、構成台数n=1/Xαは計算できないので、装置A8がネットワークから切り離されていることが判る。 As shown in FIG. 4 (b), the internal value X i of each device A1~A7 each time the number of calculations is increased approaches the same value, but the internal value X i of the device A8 remains "0" is there. The internal values X i of each of the devices A1 to A7 converge to almost the same value when the number of operations is about 200. The convergence value Xα is 0.142857. Therefore, in each of the devices A1 to A7, the number of components n = 1 / Xα = 1 / 0.1422857 = 7 is calculated. On the other hand, the internal value X i of the device A8 remains "0", the convergence value Xα becomes "0", and the number of components n = 1 / Xα cannot be calculated. Therefore, the device A8 may be disconnected from the network. I understand.

次に、装置Aの作用効果について説明する。 Next, the operation and effect of the device A will be described.

本実施形態によると、内部値生成部1は、生成した内部値Xiと通信部2が受信した内部値Xjとに基づく演算によって、内部値Xiを生成する。ネットワークを構成している各装置Aの内部値生成部1がこれを行うことで、すべての装置Aでの内部値Xiが相加平均値に収束する。また、ネットワークを構成している装置Aのうちのいずれか1つの装置Aにおいて内部値Xiとして「1」が設定され、その他の装置Aにおいて内部値Xiとして「0」が設定されている。したがって、収束した内部値Xiである収束値Xαは、構成台数nの逆数になる。台数算出部34は、収束値Xαから構成台数nを算出する。これにより、ネットワークを構成している装置A全体を管理する管理装置が設けられていない場合でも、ネットワークを構成している装置Aの台数を探索することができる。 According to this embodiment, the internal value generating unit 1, by the operation of the communication unit 2 and the generated internal value X i is based on the internal value X j received, generates the internal value X i. When the internal value generation unit 1 of each device A constituting the network does this, the internal value X i in all the devices A converges to the arithmetic mean value. Further, "1" is set as the internal value X i in any one of the devices A constituting the network, and "0" is set as the internal value X i in the other devices A. .. Therefore, the convergent value Xα, which is the converged internal value X i , is the reciprocal of the number of constituents n. The number calculation unit 34 calculates the constituent number n from the convergence value Xα. As a result, the number of devices A constituting the network can be searched even when the management device for managing the entire device A constituting the network is not provided.

また、本実施形態によると、内部値Xiの初期値として、1つの装置Aでは「1」が設定され、その他の装置Aでは「0」が設定されている。したがって、収束値Xαが構成台数nの逆数になる。よって、構成台数nを容易に算出することができる。 Further, according to the present embodiment, "1" is set in one device A and "0" is set in the other device A as the initial value of the internal value X i . Therefore, the convergence value Xα is the reciprocal of the number of constituents n. Therefore, the number of components n can be easily calculated.

なお、本実施形態においては、各装置Aが相互通信を行う場合について説明したが、これに限られず、片側通信を行うようにしてもよい。例えば、図5に示すように、装置A1が装置A8から受信のみを行って、装置A2に送信のみを行い、装置A2が装置A1から受信のみを行って、装置A3に送信のみを行い、装置A3が装置A2から受信のみを行って、装置A4に送信のみを行い、装置A4が装置A3から受信のみを行って、装置A5に送信のみを行い、装置A5が装置A4から受信のみを行って、装置A6に送信のみを行い、装置A6が装置A5から受信のみを行って、装置A7に送信のみを行い、装置A7が装置A6から受信のみを行って、装置A8に送信のみを行い、装置A8が装置A7から受信のみを行って、装置A1に送信のみを行う場合でも、内部値Xiを相加平均値に収束させることができる。より一般的に言うと、ある装置Aから送信先をたどっていくと、任意の装置Aに到達することができる状態(グラフ理論における「全域木を含む」状態)であることが、内部値Xiを収束させるための条件であり、さらに、任意の装置Aから送信先をたどっていくと、任意の装置Aに到達することができる状態(グラフ理論における「強連結」状態)であり、かつ、すべての装置Aにおいて、送信先の装置Aの数と送信元の装置Aの数が等しい状態(グラフ理論における「平衡グラフ」状態)であることが内部値Xiを相加平均値に収束させるための条件である。 In the present embodiment, the case where each device A performs mutual communication has been described, but the present invention is not limited to this, and one-sided communication may be performed. For example, as shown in FIG. 5, the device A1 only receives from the device A8 and only transmits to the device A2, and the device A2 only receives from the device A1 and only transmits to the device A3. A3 only receives from device A2 and only transmits to device A4, device A4 only receives from device A3 and only transmits to device A5, and device A5 only receives from device A4. , Only transmitting to device A6, device A6 only receiving from device A5, only transmitting to device A7, device A7 only receiving from device A6, only transmitting to device A8, device Even when A8 only receives from the device A7 and only transmits to the device A1, the internal value X i can be converged to the additive average value. More generally, the internal value X is a state in which an arbitrary device A can be reached (a state of "including a spanning tree" in graph theory) when a destination is traced from a certain device A. It is a condition for converging i , and it is a state in which an arbitrary device A can be reached by tracing a destination from an arbitrary device A (a "strongly connected" state in graph theory), and , In all devices A, the state where the number of destination devices A and the number of source devices A are equal (“balance graph” state in graph theory) converges the internal value X i to the arithmetic mean value. It is a condition to make it.

また、本実施形態においては、内部値Xiの初期値として、1つの装置Aでは「1」が設定され、その他の装置Aでは「0」が設定される場合について説明したが、これに限られない。初期値がこれら以外であっても、収束値Xαから構成台数nを算出することができる。例えば、1つの装置Aでの初期値を「a」とし、その他の装置Aでの初期値を「b」とすると、構成台数nは、n=(a−b)/(Xα−b)で演算することができる。なお、b=0とすることで、n=a/Xαとして容易に算出することができ、さらに、a=1とすることで、nをXαの逆数として、より容易に算出することができる。つまり、1つの装置Aでは「1」を設定し、その他の装置Aでは「0」を設定することが、台数算出部34での演算を最も容易にする。なお、1つの装置Aでは想定される構成台数n’を設定し、その他の装置Aでは「0」を設定した場合、実際の構成台数nが想定される構成台数n’と等しければ、収束値Xαは「1」になる。したがって、この場合、収束値Xαが「1」であれば、収束値Xαに基づく演算をするまでもなく、実際の構成台数が想定される構成台数と等しいと判断することができる。 Further, in the present embodiment, the case where "1" is set in one device A and "0" is set in the other device A as the initial value of the internal value X i has been described, but this is limited to this. I can't. Even if the initial value is other than these, the number of components n can be calculated from the convergence value Xα. For example, assuming that the initial value of one device A is "a" and the initial value of the other device A is "b", the number of components n is n = (ab) / (Xα-b). Can be calculated. By setting b = 0, it can be easily calculated as n = a / Xα, and by setting a = 1, it can be calculated more easily by setting n as the reciprocal of Xα. That is, setting "1" in one device A and setting "0" in the other device A makes the calculation in the number calculation unit 34 the easiest. When the expected number of components n'is set in one device A and "0" is set in the other device A, if the actual number of components n is equal to the expected number of components n', the convergence value. Xα becomes "1". Therefore, in this case, if the convergence value Xα is “1”, it can be determined that the actual number of components is equal to the expected number of components without performing the calculation based on the convergence value Xα.

また、本実施形態においては、タイミング生成部32が、インターネットなどから入手した時刻情報に基づくタイミングで、切替部31に初期値入力の指示を出力する場合について説明したが、これに限られない。タイミング生成部32の他の実施例について、以下に説明する。 Further, in the present embodiment, the case where the timing generation unit 32 outputs the initial value input instruction to the switching unit 31 at the timing based on the time information obtained from the Internet or the like has been described, but the present invention is not limited to this. Other examples of the timing generation unit 32 will be described below.

図6は、他の実施例であるタイミング生成部32’の内部構成を示す機能ブロック図である。タイミング生成部32’は、内部値生成部1と類似した構成で各装置Aの内部位相θiの同期を行い、当該内部位相θiに基づくタイミングで、切替部31に初期値入力の指示を出力する。タイミング生成部32’は、内部位相生成部8およびタイミング出力部9を備えている。また、通信部2は、内部値Xiに加えて内部位相θiの送受信も行う。 FIG. 6 is a functional block diagram showing an internal configuration of the timing generation unit 32', which is another embodiment. The timing generation unit 32'synchronizes the internal phase θ i of each device A with a configuration similar to the internal value generation unit 1, and instructs the switching unit 31 to input the initial value at the timing based on the internal phase θ i. Output. The timing generation unit 32'includes an internal phase generation unit 8 and a timing output unit 9. In addition to the internal value X i , the communication unit 2 also transmits and receives the internal phase θ i .

内部位相生成部8は、切替部31に初期値入力の指示を出力するタイミングを決定するための内部位相θiを生成するものである。内部位相生成部8は、生成した内部位相θiを通信部2およびタイミング出力部9に出力する。内部位相生成部8は、生成した内部位相θiと、通信部2より入力される、他の装置Aの内部位相θjとを用いて、内部位相θiを生成する。内部位相θiと内部位相θjとが異なっていても、内部位相生成部8での演算処理が繰り返されることで、内部位相θiと内部位相θjとが共通の内部位相に収束する。図6に示すように、内部位相生成部8は、演算部81、乗算器82、加算器83および積分器84を備えている。 The internal phase generation unit 8 generates the internal phase θ i for determining the timing at which the initial value input instruction is output to the switching unit 31. The internal phase generation unit 8 outputs the generated internal phase θ i to the communication unit 2 and the timing output unit 9. Internal phase generating unit 8 includes an internal phase theta i which generated, is input from the communication unit 2, by using the internal phase theta j of another apparatus A, and generates an internal phase theta i. Even if the internal phase θ i and the internal phase θ j are different, the internal phase θ i and the internal phase θ j converge to a common internal phase by repeating the arithmetic processing in the internal phase generating unit 8. As shown in FIG. 6, the internal phase generation unit 8 includes a calculation unit 81, a multiplier 82, an adder 83, and an integrator 84.

演算部81は、下記(4)式に基づく演算を行う。すなわち、演算部81は、通信部2から入力される各内部位相θjから、内部位相生成部8が生成した内部位相θiをそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算した演算結果u’iを乗算器82に出力する。
The calculation unit 81 performs a calculation based on the following equation (4). That is, the arithmetic unit 81, from the internal phase theta j inputted from the communication unit 2, an internal phase theta i of the internal phase generating unit 8 is generated by subtracting each operation result u 'i obtained by adding all the subtraction results Output to the multiplier 82.

乗算器82は、演算部81から入力される演算結果u’iに所定の係数ε’を乗算して加算器83に出力する。係数ε’は、0<ε’<1/d’maxを満たす値であり、あらかじめ設定されている。d’maxは、通信部2に同時に入力される可能性のある内部位相θjの数の最大値である。なお、係数ε’は、積分器84への入力が大きく(小さく)なりすぎて、内部位相θiの変動が大きくなりすぎることを抑制するために、演算結果u’iに乗算されるものである。したがって、内部位相生成部8での処理が連続時間処理の場合は、乗算器82を設ける必要はない。 The multiplier 82 outputs to the adder 83 is multiplied by a 'predetermined coefficient ε in i' computation result u input from the arithmetic unit 81. The coefficient ε'is a value that satisfies 0 <ε'<1 / d' max and is preset. d' max is the maximum value of the number of internal phases θ j that may be input to the communication unit 2 at the same time. The coefficient epsilon 'has a large input to the integrator 84 (small) becomes too, in order to suppress the fluctuation of the internal phase theta i is too large, the operation result u' intended to be multiplied by i is there. Therefore, when the processing in the internal phase generation unit 8 is continuous time processing, it is not necessary to provide the multiplier 82.

加算器83は、乗算器82からの入力と、所定の角周波数ω0および積分器84のサンプリング周期Tに基づく値Tω0を加算して、積分器84に出力する。値Tω0は、サンプリング周波数f(=1/T)のタイミングで入力され、乗算器82からは、演算部81が演算を行ったタイミング(すなわち、内部位相θjを受信したタイミング)で乗算結果が入力される。積分器84は、加算器83からの入力を積分することで内部位相θiを生成して出力する。積分器84は、前回生成した内部位相θiに加算器83からの入力を加算することで内部位相θiを生成する。また、積分器84は、内部位相θiが無限に発散してしまうことを防ぐために、所定の閾値S(2πの倍数)を上限値として、内部位相θiを(0≦θi<S)の範囲の値として出力する。つまり、積分器84は、内部位相θiが範囲の上限値である閾値Sに達した場合に、ゼロクリアすることで、内部位相θiを範囲の下限値である「0」にする。内部位相θiは、タイミング出力部9、通信部2および演算部81に出力される。なお、本実施形態においては、内部位相生成部8が出力する内部位相θiを、タイミング出力部9がそのまま使用できるように、積分器84のサンプリング周波数fを高くして、サンプリング周波数fに応じたTω0を加算するようにしているが、これに限られない。例えば、サンプリング周波数fを低くしたり(例えば1Hz)、より高くしてもよい。この場合は、タイミング出力部9に出力するとき、または、タイミング出力部9内部で、分周するなどして調整すればよい。また、加算する値を角周波数ω0と関係ない値(例えば「1」)としてもよい。 The adder 83 adds the input from the multiplier 82, the predetermined angular frequency ω 0, and the value Tω 0 based on the sampling period T of the integrator 84, and outputs the value to the integrator 84. The value Tω 0 is input at the timing of the sampling frequency f (= 1 / T), and the multiplication result is obtained from the multiplier 82 at the timing when the calculation unit 81 performs the calculation (that is, the timing when the internal phase θ j is received). Is entered. The integrator 84 generates and outputs the internal phase θ i by integrating the input from the adder 83. The integrator 84 generates an internal phase theta i by adding the input from the adder 83 to the internal phase theta i previously generated. Further, in the integrator 84, in order to prevent the internal phase θ i from diverging infinitely, the internal phase θ i is set to (0 ≦ θ i <S) with a predetermined threshold value S (a multiple of 2π) as an upper limit value. Output as a value in the range of. That is, when the internal phase θ i reaches the threshold value S which is the upper limit value of the range, the integrator 84 clears the internal phase θ i to “0” which is the lower limit value of the range. The internal phase θ i is output to the timing output unit 9, the communication unit 2, and the calculation unit 81. In the present embodiment, the sampling frequency f of the integrator 84 is increased so that the internal phase θ i output by the internal phase generation unit 8 can be used as it is by the timing output unit 9, and the sampling frequency f is adjusted. Tω 0 is added, but it is not limited to this. For example, the sampling frequency f may be lowered (for example, 1 Hz) or higher. In this case, adjustment may be made when outputting to the timing output unit 9 or by dividing the frequency inside the timing output unit 9. Further, the value to be added may be a value unrelated to the angular frequency ω 0 (for example, “1”).

内部位相生成部8は、生成した内部位相θiと、通信部2より入力される、他の装置Aの内部位相θjとを用いて、内部位相θiを生成する。内部位相θiが各内部位相θjの相加平均値より大きい場合、演算部81が出力する演算結果u’iは負の値になる。そうすると、積分器84より出力される内部位相θiは減少されて、内部位相θjに近づく。一方、内部位相θiが内部位相θjより小さい場合、演算部81が出力する演算結果u’iは正の値になる。そうすると、積分器84より出力される内部位相θiは増加されて、内部位相θjに近づく。この処理が各装置Aそれぞれで行われることにより、各装置Aの内部位相θiは同じ値に収束する。内部位相θiは時間とともに変化するものであり、角周波数ω0に応じて変化する成分と、初期位相のずれを補償するように変化する成分とを合成したものと考えることができる。後者が同じ値θαに収束することで、各装置Aの内部位相θiも同じ値に収束する。後者が同じ値θαに収束することは、数学的にも証明されている(非特許文献1,2参照)。また、収束値θαが、下記(5)式に示すように、各装置Aの内部位相θiの初期値の相加平均値になることも証明されている。下記(5)式は、装置A1〜Anの内部位相θ1〜θnの初期値をすべて加算してnで除算した相加平均値を算出することを示している。
Internal phase generating unit 8 includes an internal phase theta i which generated, is input from the communication unit 2, by using the internal phase theta j of another apparatus A, and generates an internal phase theta i. If the internal phase theta i is greater than the arithmetic mean value of each internal phase theta j, the operation result u 'i the arithmetic unit 81 is output is a negative value. Then, the internal phase θ i output from the integrator 84 is reduced and approaches the internal phase θ j . On the other hand, if the internal phase theta i is smaller than the internal phase theta j, the operation result u 'i the arithmetic unit 81 is output is a positive value. Then, the internal phase θ i output from the integrator 84 is increased and approaches the internal phase θ j . By performing this process in each device A, the internal phase θ i of each device A converges to the same value. The internal phase θ i changes with time, and it can be considered that a component that changes according to the angular frequency ω 0 and a component that changes so as to compensate for the initial phase shift are combined. When the latter converges to the same value θα, the internal phase θ i of each device A also converges to the same value. It has been mathematically proved that the latter converges to the same value θα (see Non-Patent Documents 1 and 2). It has also been proved that the convergence value θα is the arithmetic mean value of the initial values of the internal phase θ i of each device A, as shown in the following equation (5). The following equation (5) shows that the arithmetic mean value obtained by adding all the initial values of the internal phases θ 1 to θ n of the devices A1 to An and dividing by n is calculated.

タイミング出力部9は、内部位相生成部8より入力される内部位相θiに基づいて、切替部31に初期値入力の指示を出力する。例えば、タイミング出力部9は、内部位相θiが「0」になるタイミングで初期値入力の指示を出力する。なお、初期値入力の指示を出力するタイミングは「0」に限定されない。また、内部位相θiが「0」になった回数が予定の回数になったタイミングで出力するようにしてもよい。また、タイミング出力部9は、通信部2にも、処理周期に応じて分周されたタイミング信号を出力するようにしてもよい。 The timing output unit 9 outputs an initial value input instruction to the switching unit 31 based on the internal phase θ i input from the internal phase generation unit 8. For example, the timing output unit 9 outputs an initial value input instruction at the timing when the internal phase θ i becomes “0”. The timing of outputting the initial value input instruction is not limited to "0". Further, the output may be performed at the timing when the number of times the internal phase θ i becomes “0” becomes the planned number of times. Further, the timing output unit 9 may also output the timing signal divided according to the processing cycle to the communication unit 2.

本実施例に係るタイミング生成部32’において、各装置Aの内部位相θiは同じ値に収束することで同期する。したがって、各装置Aのタイミング生成部32’は、同じタイミングで、切替部31に初期値入力の指示を出力することができる。 In the timing generation unit 32'according to the present embodiment, the internal phase θ i of each device A converges to the same value to synchronize. Therefore, the timing generation unit 32'of each device A can output the initial value input instruction to the switching unit 31 at the same timing.

なお、内部位相θiの初期位相のずれを補償するように変化する成分の収束値θαは、各装置Aの内部位相θiの初期値の相加平均値でなくてもよく、内部位相θiが同じ値に収束すればよい。したがって、演算部81に設定する演算式を上記(4)式とは異なる式として、収束値θαが例えば初期値の加重平均値や、相乗平均値(幾何平均値)、調和平均値、P次平均値になるようにしてもよい。また、後述するアルゴリズムを用いて、収束値θαを初期値の最大値(または最小値)とするようにしてもよい。 Incidentally, the convergence value θα of the changing components so as to compensate for deviation of the initial phase of the internal phase theta i may not be the arithmetic mean value of the initial value of the internal phase theta i of each device A, the internal phase theta It suffices if i converges to the same value. Therefore, the calculation formula set in the calculation unit 81 is different from the above formula (4), and the convergence value θα is, for example, the weighted average value of the initial value, the geometric mean value (geometric mean value), the harmonic mean value, and the Pth order. It may be an average value. Further, the convergence value θα may be set to the maximum value (or the minimum value) of the initial value by using an algorithm described later.

上記第1実施形態においては、いずれかの装置Aにおいて、内部値Xiの初期値に「1」を設定する必要がある。この初期値の設定を自動化した場合を、第2実施形態として、以下に説明する。 In the first embodiment, it is necessary to set "1" as the initial value of the internal value X i in any of the devices A. A case where the setting of the initial value is automated will be described below as a second embodiment.

図7は、第2実施形態に係る装置A’の内部構成を示す機能ブロック図である。同図において、第1実施形態に係る装置A(図1参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。第2実施形態に係る装置A’は、演算部11および切替部31に代えて演算部11’および切替部31’を備えている点と、設定値決定部35を備えている点とで、第1実施形態に係る装置Aと異なる。 FIG. 7 is a functional block diagram showing an internal configuration of the device A'according to the second embodiment. In the figure, the same or similar elements as those of the device A (see FIG. 1) according to the first embodiment are designated by the same reference numerals. The device A'according to the second embodiment includes a calculation unit 11'and a switching unit 31'instead of the calculation unit 11 and the switching unit 31, and a set value determination unit 35. It is different from the device A according to the first embodiment.

演算部11’は、平均合意部11aおよび最大合意部11bを備えており、切替部31’からの指示により、両者を切り替える。平均合意部11aは、第1実施形態に係る演算部11と同じ機能を果たす。したがって、演算部11’が平均合意部11aに切り替えられている場合、内部値生成部1は、内部値Xiを、各装置A’の内部値Xiの初期値の相加平均値に収束させる。本実施形態においては、平均合意部11aが本発明の「演算手段」に相当する。 The calculation unit 11'includes an average consensus unit 11a and a maximum consensus unit 11b, and switches between the two according to an instruction from the switching unit 31'. The average consensus unit 11a performs the same function as the calculation unit 11 according to the first embodiment. Therefore, 'If is switched to the mean agreement portion 11a, the internal value generating unit 1, the internal value X i, the apparatus A' calculation unit 11 converges to the arithmetic mean value of the initial value of the internal value X i of Let me. In the present embodiment, the average consensus unit 11a corresponds to the "calculation means" of the present invention.

最大合意部11bは、下記(6)式に基づく演算を行う。αijは、Xj>Xiの場合に「1」、Xj≦Xiの場合に「0」となる関数である。すなわち、最大合意部11bは、通信部2より入力される各内部値Xjから、内部値生成部1が生成した内部値Xiをそれぞれ減算し、減算結果が正の値であるものだけをすべて加算した演算結果uiを乗算器12に出力する。本実施形態においては、最大合意部11bが本発明の「第2の演算手段」に相当する。

The maximum consensus unit 11b performs an operation based on the following equation (6). alpha ij is "1" when the X j> X i, is a function that becomes "0" when the X j ≦ X i. That is, the maximum consensus unit 11b subtracts the internal value X i generated by the internal value generation unit 1 from each internal value X j input from the communication unit 2, and only those whose subtraction result is a positive value are subtracted. The calculation result u i obtained by adding all of them is output to the multiplier 12. In the present embodiment, the maximum consensus unit 11b corresponds to the "second arithmetic means" of the present invention.

例えば、装置A’が図2(a)に示す装置A2の場合、X1>X2>X3であった場合、最大合意部11bは、下記(7)式の演算を行い、演算結果u2を出力する。
For example, in the case of the device A2 shown in FIG. 2A, when the device A'is X 1 > X 2 > X 3 , the maximum agreement unit 11b performs the calculation of the following equation (7), and the calculation result u Output 2

内部値生成部1は、生成した内部値Xiと、通信部2より入力される、他の装置A’の内部値Xjとを用いて、内部値Xiを生成する。演算部11’が最大合意部11bに切り替えられている間は、内部値Xiがいずれかの内部値Xjより小さい場合、その差が加算されて、内部値Xiは大きくなる。これにより、内部値Xiは、内部値Xjの最大値に近づいていく。内部値Xiが、内部値Xjの最大値に一致した場合、演算結果uiは「0」になって、演算結果uiは変化しなくなる。しかし、この処理が各装置A’それぞれで行われるので、より大きな内部値があると、いずれかの内部値Xjがその内部値に一致するように変化して、内部値Xiもその内部値Xjに一致するようになる。したがって、内部値Xiは全体での最大値に収束する。つまり、内部値生成部1は、内部値Xiを各装置A’の内部値Xiの初期値の最大値に収束させる。 Internal value generation unit 1 includes an internal value X i of the generated, is input from the communication unit 2, by using the internal value X j of the other device A ', and generates an internal value X i. While the arithmetic unit 11 'is switched to the maximum agreement portion 11b, when the internal value X i is either smaller than the internal value X j, the difference is added, the internal value X i increases. As a result, the internal value X i approaches the maximum value of the internal value X j . When the internal value X i matches the maximum value of the internal value X j , the operation result u i becomes "0", and the operation result u i does not change. However, since this process is performed by each device A', if there is a larger internal value, one of the internal values X j changes to match the internal value, and the internal value X i is also inside it. It will match the value X j . Therefore, the internal value X i converges to the maximum value as a whole. That is, the internal value generation unit 1 converges the internal value X i to the maximum value of the initial value of the internal value X i of each device A'.

切替部31’は、タイミング生成部32から初期値入力の指示が入力された場合、乱数を発生させて、当該乱数を内部値Xiの初期値として設定し、演算部11’および通信部2に出力する。このとき、演算部11’は、最大合意部11bに切り替えられている。したがって、内部値生成部1は、内部値Xiを各装置A’の内部値Xiの初期値の最大値に収束させるように機能する。そして、切替部31’は、設定値決定部35から設定値を入力された場合、演算部11’を平均合意部11aに切り替え、当該設定値を内部値Xiの初期値として設定し、演算部11’および通信部2に出力する。したがって、内部値生成部1は、内部値Xiを各装置A’の内部値Xiの初期値の相加平均値に収束させるように機能する。 When an initial value input instruction is input from the timing generation unit 32, the switching unit 31'generates a random number, sets the random number as the initial value of the internal value X i , and performs the calculation unit 11'and the communication unit 2'. Output to. At this time, the calculation unit 11'is switched to the maximum consensus unit 11b. Therefore, the internal value generation unit 1 functions to converge the internal value X i to the maximum value of the initial value of the internal value X i of each device A'. Then, when the set value is input from the set value determination unit 35, the switching unit 31'switches the calculation unit 11'to the average consensus unit 11a, sets the set value as the initial value of the internal value X i , and calculates. Output to unit 11'and communication unit 2. Therefore, the internal value generation unit 1 functions to converge the internal value X i to the arithmetic mean value of the initial value of the internal value X i of each device A'.

設定値決定部35は、切替部31’が出力した内部値Xiに基づいて、切替部31’に入力する設定値を決定する。設定値決定部35は、内部値Xiの初期値が、各装置A’の内部値Xiの初期値の最大値である場合には、設定値「1」を切替部31’に出力し、それ以外の場合には、設定値「0」を切替部31’に出力する。最大値は1つなので、いずれか1つの装置A’においてのみ、設定値「1」が切替部31’に出力され、その他の装置A’においては、設定値「0」が切替部31’に出力されることになる。演算部11’が最大合意部11bに切り替えられている内部値生成部1は、内部値Xiを各装置A’の内部値Xiの初期値の最大値に収束させるように機能するので、内部値Xiの初期値が各装置A’の内部値Xiの初期値の最大値でない場合、内部値Xiは、最大値に収束するように変化する。一方、内部値Xiの初期値が各装置A’の内部値Xiの初期値の最大値である場合、内部値Xiは変化しない。したがって、内部値Xiが変化するか否かで、内部値Xiの初期値が最大値であるか否かを判断することができる。設定値決定部35は、切替部31’が出力した内部値Xiの初期値と、所定時間経過後(例えば、演算部11’での演算が所定回数行われた後)に切替部31’が出力した内部値Xiとを比較して、変化がない場合には、内部値Xiが最大値であると判断して、設定値「1」を切替部31’に出力する。一方、変化があった場合には、内部値Xiが最大値ではなかったと判断して、設定値「0」を切替部31’に出力する。なお、構成台数nおよび各装置A’の通信接続の具合によって収束にかかる時間は変化する。構成台数nが少ない場合や、各装置A’が多数の装置A’と通信している場合などには、収束にかかる時間が短く、所定時間を短くしても、設定値決定部35は、最大値であるか否かの判断を適切にすることができる。逆に、収束にかかる時間が長い場合は、所定時間を長くして、設定値決定部35が適切に判断できるようにする必要がある。なお、設定値決定部35の構成は限定されない。設定値決定部35は、内部値Xiが最大値であるか否かを判断でき、その判断に応じて設定値を出力できればよい。 The set value determination unit 35 determines the set value to be input to the switching unit 31'based on the internal value X i output by the switching unit 31'. Setting value determination unit 35, the initial value of the internal value X i is the device A 'when the maximum value of the initial value of the internal value X i of the set value "1" switching unit 31' outputs the In other cases, the set value "0" is output to the switching unit 31'. Since the maximum value is one, the set value "1" is output to the switching unit 31'only in any one device A', and the set value "0" is output to the switching unit 31'in the other devices A'. It will be output. Since the internal value generation unit 1 in which the calculation unit 11'is switched to the maximum consensus unit 11b functions to converge the internal value X i to the maximum value of the initial value of the internal value X i of each device A', the internal value generation unit 1 functions. If the initial value of the internal value X i is not the maximum value of the initial value of the internal value X i of each apparatus a ', the internal value X i is changed so as to converge to the maximum value. On the other hand, if the initial value of the internal value X i is the maximum value of the initial value of the internal value X i of each apparatus A ', the internal value X i is not changed. Therefore, it can be determined whether or not the initial value of the internal value X i is the maximum value depending on whether or not the internal value X i changes. Setting value determination unit 35, 'and the initial value of the internal value X i which is outputted after a predetermined time has elapsed (e.g., arithmetic unit 11' switching unit 31 after the operation in is performed a predetermined number of times) in the switching unit 31 ' Compares with the internal value X i output by, and if there is no change, it is determined that the internal value X i is the maximum value, and the set value "1" is output to the switching unit 31'. On the other hand, when there is a change, it is determined that the internal value X i is not the maximum value, and the set value "0" is output to the switching unit 31'. The time required for convergence varies depending on the number of components n and the communication connection of each device A'. When the number of components n is small, or when each device A'is communicating with a large number of devices A', the time required for convergence is short, and even if the predetermined time is shortened, the set value determination unit 35 It is possible to appropriately judge whether or not it is the maximum value. On the contrary, when the time required for convergence is long, it is necessary to lengthen the predetermined time so that the set value determining unit 35 can appropriately determine. The configuration of the set value determination unit 35 is not limited. The set value determining unit 35 may determine whether or not the internal value X i is the maximum value, and may output the set value according to the determination.

図8は、装置A’が行う構成台数探索処理を説明するためのフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the configuration number search process performed by the device A'.

まず、初期値入力の指示を示すタイミング入力が有ったか否かが判別される(S11)。具体的には、タイミング生成部32から切替部31に、初期値入力の指示が入力されたか否かが判別される。タイミング入力が無い場合(S11:NO)、ステップS11に戻って判別が繰り返される。タイミング入力が有った場合(S11:YES)、ステップS12に進む。つまり、タイミング入力を待って、タイミング入力が有った時に、具体的な処理(S11〜S12〜S24)が開始される。 First, it is determined whether or not there is a timing input indicating an instruction for inputting an initial value (S11). Specifically, it is determined whether or not the initial value input instruction has been input from the timing generation unit 32 to the switching unit 31. If there is no timing input (S11: NO), the process returns to step S11 and the determination is repeated. If there is a timing input (S11: YES), the process proceeds to step S12. That is, waiting for the timing input, when there is a timing input, specific processing (S11 to S12 to S24) is started.

次に、内部値Xiに乱数が入力される(S12)。具体的には、切替部31’が乱数を発生させて、当該乱数を内部値Xiの初期値として設定する。次に、内部値Xiが送信され(S13)、内部値Xjが受信される(S14)。具体的には、通信部2が、内部値生成部1より入力される内部値Xiを他の装置A’に送信し、また、他の装置A’から内部値Xjを受信する。そして、内部値Xiが生成される(S15)。具体的には、演算部11’(最大合意部11b)が内部値Xiおよび内部値Xjに基づいて演算を行い、乗算器12が演算結果uiに所定の係数εを乗算して、積分器13が乗算結果を積分することで、内部値Xiを生成する。 Next, a random number is input to the internal value X i (S12). Specifically, the switching unit 31'generates a random number and sets the random number as the initial value of the internal value X i . Next, the internal value X i is transmitted (S13), and the internal value X j is received (S14). Specifically, the communication unit 2 transmits the internal value X i input from the internal value generation unit 1 to the other device A', and also receives the internal value X j from the other device A'. Then, the internal value X i is generated (S15). Specifically, the calculation unit 11'(maximum agreement unit 11b) performs an operation based on the internal value X i and the internal value X j , and the multiplier 12 multiplies the operation result u i by a predetermined coefficient ε. The integrator 13 integrates the multiplication result to generate the internal value X i .

次に、所定時間が経過したか否かが判別される(S16)。所定時間が経過していない場合(S16:NO)、ステップS13に戻って、ステップS13〜S16が繰り返される。所定時間が経過した場合(S16:YES)、内部値Xiが変化したか否かが判別される(S17)。具体的には、設定値決定部35が、内部値Xiの初期値と、切替部31’より入力された内部値Xiとを比較して判別する。内部値Xiが変化した場合(S17:YES)、内部値Xiは最大値でなかったと判断されて、内部値Xiに設定値「0」が入力される(S18)。一方、内部値Xiが変化しなかった場合(S17:NO)、内部値Xiは最大値であったと判断されて、内部値Xiに設定値「1」が入力される(S19)。具体的には、設定値決定部35が判別に応じて設定値「0」または「1」を切替部31’に出力し、切替部31’が入力された設定値を、内部値Xiに設定する。 Next, it is determined whether or not the predetermined time has elapsed (S16). If the predetermined time has not elapsed (S16: NO), the process returns to step S13, and steps S13 to S16 are repeated. When the predetermined time has elapsed (S16: YES), it is determined whether or not the internal value X i has changed (S17). Specifically, the setting value determination unit 35 to determine by comparing the initial value of the internal value X i, and the internal value X i input from the switching unit 31 '. When the internal value X i changes (S17: YES), it is determined that the internal value X i is not the maximum value, and the set value “0” is input to the internal value X i (S18). On the other hand, when the internal value X i does not change (S17: NO), it is determined that the internal value X i is the maximum value, and the set value “1” is input to the internal value X i (S19). Specifically, the set value determination unit 35 outputs the set value "0" or "1" to the switching unit 31'according to the determination, and the set value input by the switching unit 31'is set to the internal value X i . Set.

ステップS20〜S24については、図3に示すフローチャートのステップS3〜S7と同様なので、説明を省略する。なお、構成台数探索処理は、上述したものに限定されない。 Since steps S20 to S24 are the same as steps S3 to S7 in the flowchart shown in FIG. 3, description thereof will be omitted. The configuration number search process is not limited to the above.

次に、第2実施形態に係る構成台数探索処理を行ったシミュレーションについて説明する。 Next, a simulation in which the component number search process according to the second embodiment will be performed will be described.

図9は、当該シミュレーションの結果を示す図である。図9(a)は、図2(a)に示す各装置A1〜A8(内部構成を、第2実施形態に係る装置A’の内部構成(図7参照)としたもの)に対してシミュレーションを行った場合の、各装置A1〜A8の内部値Xiの時間変化を示している。縦軸は各内部値Xiの値を示しており、横軸は演算部11’での演算回数を示している。各装置A1〜A8において発生させた乱数を初期値として、シミュレーションを開始した。 FIG. 9 is a diagram showing the results of the simulation. 9 (a) shows a simulation for each of the devices A1 to A8 shown in FIG. 2 (a) (the internal configuration is the internal configuration of the device A'according to the second embodiment (see FIG. 7)). It shows the time change of the internal value X i of each device A1 to A8 when it is performed. The vertical axis shows the value of each internal value X i , and the horizontal axis shows the number of calculations in the calculation unit 11'. The simulation was started with the random numbers generated in each of the devices A1 to A8 as initial values.

図9(a)に示すように、内部値Xiの初期値が最大値の0.92である装置A1は当該初期値を継続し、その他の装置A2〜A8の内部値Xiは最大値0.92に近づいている。そして、演算回数が100回のときに、各装置A1〜A8の設定値決定部35がそれぞれ設定値を決定し、装置A1の内部値Xiには「1」が設定され、装置A2〜A8の内部値Xiには「0」が設定されている。なお、今回のシミュレーションでは装置A1で発生させた乱数が最大値になったので、装置A1の内部値Xiに「1」が設定されることになったが、いずれの装置A1〜A8で発生させた乱数が最大値になるかによって、内部値Xiに「1」が設定されるのがいずれになるか変わってくる。その後、演算回数が増加するごとに各装置A1〜A8の内部値Xiは同じ値に近づいていき、演算回数が200回ぐらいでほぼ同じ値に収束している。収束値Xαは、0.125になっている。よって、構成台数n=1/Xα=1/0.125=8台と算出される。 As shown in FIG. 9A, the device A1 in which the initial value of the internal value X i is the maximum value of 0.92 continues the initial value, and the internal values X i of the other devices A2 to A8 are the maximum values. It is approaching 0.92. Then, when the number of calculations is 100 times, the set value determination unit 35 of each device A1~A8 determines the set value, respectively, "1" is set in the internal value X i of the device A1, device A2~A8 "0" is set for the internal value X i of. Since random numbers generated by the device A1 is in this simulation has become maximum, although "1" was to be set in the internal value X i of the device A1, generated by any device A1~A8 Depending on whether the random number to be set becomes the maximum value, which one the internal value X i is set to "1" changes. After that, as the number of operations increases, the internal values X i of each of the devices A1 to A8 approach the same value, and when the number of operations is about 200, they converge to almost the same value. The convergence value Xα is 0.125. Therefore, the number of components n = 1 / Xα = 1 / 0.125 = 8 is calculated.

図9(b)は、8台の装置A1〜A8(内部構成を、第2実施形態に係る装置A’の内部構成(図7参照)としたもの)に対してシミュレーションを行った場合の、各装置A1〜A8の内部値Xiの時間変化を示している。各装置A1〜A8において発生させた乱数を初期値として、シミュレーションを開始した。 FIG. 9B shows a simulation in which eight devices A1 to A8 (internal configuration is the internal configuration of the device A'according to the second embodiment (see FIG. 7)). The time change of the internal value X i of each device A1 to A8 is shown. The simulation was started with the random numbers generated in each of the devices A1 to A8 as initial values.

図9(b)に示すように、内部値Xiの初期値が最大値の0.77である装置A6は当該初期値を継続し、装置A7,A8の内部値Xiは最大値0.77に近づいている。また、装置A1の内部値Xiは初期値0.28を継続し、装置A2〜A5の内部値Xiは0.28に近づいている。そして、演算回数が100回のときに、各装置A1〜A8の設定値決定部35がそれぞれ設定値を決定し、装置A1,A6の内部値Xiには「1」が設定され、装置A2〜A5、A7〜A8の内部値Xiには「0」が設定されている。その後、演算回数が増加するごとに各装置A1〜A5の内部値Xiは同じ値に近づいていき、演算回数が140回ぐらいでほぼ同じ値に収束している。収束値Xαは、0.2になっている。よって、構成台数n=1/Xα=1/0.2=5台と算出される。また、各装置A6〜A8の内部値Xiは同じ値に近づいていき、演算回数が160回ぐらいでほぼ同じ値に収束している。収束値Xαは、0.33になっている。よって、構成台数n=1/Xα=1/0.33≒3台と算出される。つまり、装置A1〜A5は構成台数5台のネットワークを構成し、装置A6〜A8は構成台数3台のネットワークを構成している状態であることが判る。 As shown in FIG. 9B, the device A6 in which the initial value of the internal value X i is the maximum value of 0.77 continues the initial value, and the internal values X i of the devices A7 and A8 have the maximum value of 0. It is approaching 77. Further, the internal value X i of the device A1 continues to be the initial value 0.28, and the internal value X i of the devices A2 to A5 is approaching 0.28. Then, when the number of operations is 100, the set value determining unit 35 of each of the devices A1 to A8 determines the set value, and "1" is set for the internal value X i of the devices A1 and A6, and the device A2. "0" is set for the internal values X i of ~ A5 and A7 to A8. After that, as the number of operations increases, the internal values X i of each of the devices A1 to A5 approach the same value, and when the number of operations is about 140, they converge to almost the same value. The convergence value Xα is 0.2. Therefore, it is calculated that the number of components n = 1 / Xα = 1 / 0.2 = 5. Further, the internal values X i of each of the devices A6 to A8 approach the same value, and the number of operations is about 160, and the values converge to almost the same value. The convergence value Xα is 0.33. Therefore, it is calculated that the number of constituents n = 1 / Xα = 1 / 0.33≈3. That is, it can be seen that the devices A1 to A5 form a network of five constituents, and the devices A6 to A8 form a network of three constituents.

次に、装置A’の作用効果について説明する。 Next, the operation and effect of the device A'will be described.

第2実施形態によると、切替部31’は、タイミング生成部32から初期値入力の指示が入力された場合、乱数を内部値Xiの初期値として設定する。そして、内部値生成部1は、演算部11’が最大合意部11bに切り替えられている状態で、生成した内部値Xiと通信部2が受信した内部値Xjとに基づく演算によって、内部値Xiを生成する。ネットワークを構成している各装置A’の内部値生成部1がこれを行うことで、すべての装置A’での内部値Xiが最大値に収束する。設定値決定部35は、内部値Xiの初期値が最大値である場合には設定値「1」を出力し、それ以外の場合には設定値「0」を出力する。これにより、ネットワークを構成している装置A’のうちのいずれか1つの装置A’において内部値Xiとして「1」が設定され、その他の装置A’において内部値Xiとして「0」が設定される。したがって、人の手によることなく、内部値Xiの初期値を自動的に設定することができる。また、その後の処理は第1実施形態に係る装置Aと同様なので、第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 According to the second embodiment, the switching unit 31'sets a random number as the initial value of the internal value X i when the timing generation unit 32 inputs the initial value input instruction. Then, the internal value generation unit 1 is internally operated by an operation based on the generated internal value X i and the internal value X j received by the communication unit 2 in a state where the calculation unit 11'is switched to the maximum consensus unit 11b. Generate the value X i . By doing this, the internal value generation unit 1 of each device A'that constitutes the network converges the internal value X i of all the devices A'to the maximum value. The set value determining unit 35 outputs the set value "1" when the initial value of the internal value X i is the maximum value, and outputs the set value "0" in other cases. Thus, "1" is set as the internal value X i in 'any one of the apparatus A of the' device A constituting the network, is "0" as an internal value X i In other devices A ' Set. Therefore, the initial value of the internal value X i can be automatically set without human intervention. Further, since the subsequent processing is the same as that of the device A according to the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained in the second embodiment.

なお、第2実施形態においては、最大合意部11bが上記(6)式に基づく演算を行う場合について説明したが、これに限られない。最大値に収束させることができるのであれば、他の演算式を用いるようにしてもよい。例えば、最大合意部11bが下記(8)式に基づく演算を行うようにしてもよい。βijは、すべてのXj≦Xi(すなわちXiが最大値)の場合に「0」となり、それ以外の場合に「1」となる関数である。すなわち、演算部11’は、内部値生成部1が生成した内部値Xiが通信部2より入力されるすべての内部値Xj以上である場合に、演算結果uiとして「0」を出力し、それ以外の場合に、各内部値Xjから、内部値Xiをそれぞれ減算して減算結果をすべて加算した演算結果uiを出力する。この場合でも、内部値Xiを最大値に収束させることができる。
In the second embodiment, the case where the maximum consensus unit 11b performs the calculation based on the above equation (6) has been described, but the present invention is not limited to this. If it can be converged to the maximum value, another arithmetic expression may be used. For example, the maximum consensus unit 11b may perform an operation based on the following equation (8). β ij is a function that becomes "0" in all cases of X j ≤ X i (that is, X i is the maximum value), and becomes "1" in other cases. That is, the calculation unit 11'outputs "0" as the calculation result u i when the internal value X i generated by the internal value generation unit 1 is equal to or greater than all the internal values X j input from the communication unit 2. In other cases, the calculation result u i is output by subtracting the internal value X i from each internal value X j and adding all the subtraction results. Even in this case, the internal value X i can be converged to the maximum value.

また、第2実施形態においては、内部値Xiの初期値が最大値であるか否かで、設定値を「1」とするか「0」とするかを決定しているが、これに限られない。例えば、内部値Xiの初期値が最小値であるか否かで、設定値を「1」とするか「0」とするかを決定するようにしてもよい。この場合、上記(6)式に基づく演算を行う最大合意部11bに代えて、下記(9)式に基づく演算を行う最小合意部(図示なし)を備えるようにすればよい。αij’は、Xj<Xiの場合に「1」、Xj≧Xiの場合に「0」となる関数である。すなわち、最小合意部は、通信部2より入力される各内部値Xjから、内部値生成部1が生成した内部値Xiをそれぞれ減算し、減算結果が負の値であるものだけをすべて加算した演算結果uiを乗算器12に出力する。当該実施例においては、最小合意部が本発明の「第2の演算手段」に相当する。この場合、内部値Xiを最小値に収束させることができる。
Further, in the second embodiment, whether the set value is set to "1" or "0" is determined depending on whether or not the initial value of the internal value X i is the maximum value. Not limited. For example, it may be determined whether the set value is "1" or "0" depending on whether or not the initial value of the internal value X i is the minimum value. In this case, instead of the maximum consensus unit 11b that performs the calculation based on the above equation (6), the minimum consensus unit (not shown) that performs the calculation based on the following equation (9) may be provided. α ij'is a function such that “1” when X j <X i and “0” when X j ≧ X i . That is, the minimum consensus unit subtracts the internal value X i generated by the internal value generation unit 1 from each internal value X j input from the communication unit 2, and only those whose subtraction result is a negative value are all. The added calculation result u i is output to the multiplier 12. In the embodiment, the minimum consensus unit corresponds to the "second arithmetic means" of the present invention. In this case, the internal value X i can be converged to the minimum value.

なお、最小合意部は、上記(9)式に基づく演算を行う場合に限定されない。最小値に収束させることができるのであれば、他の演算式を用いるようにしてもよい。例えば、最小合意部が下記(10)式に基づく演算を行うようにしてもよい。βij’は、すべてのXj≧Xi(すなわちXiが最小値)の場合に「0」となり、それ以外の場合に「1」となる関数である。すなわち、演算部11’は、内部値生成部1が生成した内部値Xiが通信部2より入力されるすべての内部値Xj以下である場合に、演算結果uiとして「0」を出力し、それ以外の場合に、各内部値Xjから、内部値Xiをそれぞれ減算して減算結果をすべて加算した演算結果uiを出力する。この場合でも、内部値Xiを最小値に収束させることができる。
The minimum consensus unit is not limited to the case where the calculation based on the above equation (9) is performed. Other arithmetic expressions may be used as long as they can be converged to the minimum value. For example, the minimum consensus unit may perform an operation based on the following equation (10). β ij'is a function that becomes "0" when all X j ≥ X i (that is, X i is the minimum value), and "1" in other cases. That is, the calculation unit 11'outputs "0" as the calculation result u i when the internal value X i generated by the internal value generation unit 1 is equal to or less than all the internal values X j input from the communication unit 2. In other cases, the calculation result u i is output by subtracting the internal value X i from each internal value X j and adding all the subtraction results. Even in this case, the internal value X i can be converged to the minimum value.

本発明は、通信機能を備えて、ネットワークを構成する他の装置との間で通信を行うあらゆる装置において、適用することができる。例えば、電力システムを構成する各インバータ装置が内部位相を同期する場合や、各種タイミングを一致させたり、一致しないようにずらしたりする場合、電力システムを構成する各インバータ装置が内部補償値を一致させることで、出力有効電力や出力無効電力の抑制量を調整する場合、各計測装置が計測値に基づく内部平均値や最大値、最小値を一致させる場合などにも適用することができる。また、コンセンサス協調制御を行う装置以外の装置にも適用することができる。 The present invention can be applied to any device having a communication function and communicating with other devices constituting the network. For example, when each inverter device constituting the electric power system synchronizes the internal phase, or when various timings are matched or shifted so as not to match, each inverter device constituting the electric power system matches the internal compensation value. Therefore, it can be applied to the case where the suppression amount of the output active power and the output invalid power is adjusted, and the case where each measuring device matches the internal average value, the maximum value, and the minimum value based on the measured values. It can also be applied to devices other than devices that perform consensus cooperative control.

本発明に係る通信機能を備えた装置、当該装置を備えたシステムおよび台数探索方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る通信機能を備えた装置、当該装置を備えたシステムおよび台数探索方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The device provided with the communication function, the system provided with the device, and the number search method according to the present invention are not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the device having the communication function, the system provided with the device, and the number search method according to the present invention can be freely redesigned.

A,A1〜A8,A’ 装置
1 内部値生成部(内部値生成手段)
11 演算部(演算手段)
11’ 演算部
11a 平均合意部(演算手段)
11b 最大合意部(第2の演算手段)
12 乗算器
13 積分器
2 通信部
3 台数探索部(内部値生成手段、台数探索手段)
31,31’ 切替部
32,32’ タイミング生成部
8 内部位相生成部
81 演算部
82 乗算器
83 加算器
84 積分器
9 タイミング出力部
33 収束検出部
34 台数算出部
35 設定値決定部
A, A1 to A8, A'Device 1 Internal value generator (internal value generator)
11 Calculation unit (calculation means)
11'Calculation unit 11a Average consensus unit (calculation means)
11b Maximum agreement (second calculation means)
12 Multiplier 13 Integrator 2 Communication unit 3 Number search unit (internal value generation means, number search means)
31, 31'Switching unit 32, 32' Timing generation unit 8 Internal phase generation unit 81 Calculation unit 82 Multiplier 83 Adder 84 Integrator 9 Timing output unit 33 Convergence detection unit 34 Number calculation unit 35 Setting value determination unit

Claims (10)

複数の装置が通信によるネットワークを構成しているシステムであって、
前記装置は、
内部値を生成する内部値生成手段と、
前記内部値生成手段が生成した内部値を生成内部値として、他の装置の少なくとも1つに送信し、前記他の装置の少なくとも1つが送信した内部値を受信内部値として受信する通信手段と、
を備え、
前記内部値生成手段は、
前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算して減算結果をすべて加算する演算手段と、
前記演算手段が出力する演算結果を積分して、前記内部値を算出する積分手段と、
前記生成内部値の初期値として第1の値または第2の値を設定した後、前記演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信の繰り返しによって収束した生成内部値に基づいて、前記ネットワークを構成している装置の台数を算出する台数探索手段と、
を備えており、
前記ネットワークを構成している装置のうちのいずれか1つの装置において前記生成内部値の初期値として前記第1の値が設定され、その他の装置において前記生成内部値の初期値として前記第2の値が設定される、
ことを特徴とするシステム。
A system in which multiple devices make up a communication network.
The device
Internal value generation means to generate internal value and
A communication means that transmits an internal value generated by the internal value generating means as a generated internal value to at least one of other devices, and receives an internal value transmitted by at least one of the other devices as a receiving internal value.
With
The internal value generating means
An arithmetic means for subtracting the generated internal value from the received internal value and adding all the subtraction results.
An integration means that integrates the calculation results output by the calculation means to calculate the internal value, and
After setting the first value or the second value as the initial value of the generated internal value, the generated internal converged by repeating the calculation by the arithmetic means, the integration by the integrating means, and the transmission / reception of the internal value by the communication means. A number search means for calculating the number of devices constituting the network based on the value, and
Is equipped with
The first value is set as the initial value of the generated internal value in any one of the devices constituting the network, and the second value is set as the initial value of the generated internal value in the other devices. Value is set,
A system characterized by that.
前記第1の値は「1」であり、
前記第2の値は「0」であり、
前記台数探索手段は、前記収束した生成内部値の逆数に基づいて前記台数を算出する台数算出手段をさらに備えている、
請求項1に記載のシステム。
The first value is "1".
The second value is "0",
The number search means further includes a number calculation means for calculating the number based on the reciprocal of the converged generated internal value.
The system according to claim 1.
前記台数探索手段は、前記生成内部値の変化に基づいて前記生成内部値が収束したことを検出する収束検出手段をさらに備えている、
請求項1または2に記載のシステム。
The number search means further includes a convergence detecting means for detecting that the generated internal value has converged based on a change in the generated internal value.
The system according to claim 1 or 2.
前記装置は、
前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が正の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算手段と、
前記生成内部値の初期値として乱数を設定し、前記第2の演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する設定値決定手段と、
をさらに備えており、
前記設定値決定手段による決定後、決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定し、前記台数探索手段による処理を行う、
請求項1ないし3のいずれかに記載のシステム。
The device
A second calculation means that subtracts the generated internal value from the received internal value, adds only those whose subtraction result is a positive value, and outputs the result.
A random number is set as the initial value of the generated internal value, and after the calculation by the second calculation means, the integration by the integration means, and the transmission / reception of the internal value by the communication means are performed, based on the generated internal value. , A set value determining means for determining whether to set the first value or the second value, and
Is further equipped with
After the determination by the set value determining means, the determined set value is set as the initial value of the generated internal value, and the processing by the number search means is performed.
The system according to any one of claims 1 to 3.
前記設定値決定手段は、前記生成内部値が変化しなかった場合には前記第1の値を設定することを決定し、前記生成内部値が変化した場合には前記第2の値を設定することを決定する、
請求項4に記載のシステム。
The set value determining means determines to set the first value when the generated internal value does not change, and sets the second value when the generated internal value changes. Decide that
The system according to claim 4.
内部値を生成する内部値生成手段と、
前記内部値生成手段が生成した内部値を生成内部値として、他の装置の少なくとも1つに送信し、前記他の装置の少なくとも1つが送信した内部値を受信内部値として受信する通信手段と、
を備え、
前記内部値生成手段は、
前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算して減算結果をすべて加算する演算手段と、
前記演算手段が出力する演算結果を積分して、前記内部値を算出する積分手段と、
前記生成内部値の初期値として第1の値または第2の値を設定した後、前記演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信の繰り返しによって収束した生成内部値に基づいて、通信によるネットワークを構成している装置の台数を算出する台数探索手段と、
を備えている、
ことを特徴とする装置。
Internal value generation means to generate internal value and
A communication means that transmits an internal value generated by the internal value generating means as a generated internal value to at least one of other devices, and receives an internal value transmitted by at least one of the other devices as a receiving internal value.
With
The internal value generating means
An arithmetic means for subtracting the generated internal value from the received internal value and adding all the subtraction results.
An integration means that integrates the calculation results output by the calculation means to calculate the internal value, and
After setting the first value or the second value as the initial value of the generated internal value, the generated internal converged by repeating the calculation by the arithmetic means, the integration by the integrating means, and the transmission / reception of the internal value by the communication means. A number search means that calculates the number of devices that make up a network by communication based on the value, and
Is equipped with
A device characterized by that.
前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が正の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算手段と、
前記生成内部値の初期値として乱数を設定し、前記第2の演算手段による演算、前記積分手段による積分、および前記通信手段による内部値の送受信が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する設定値決定手段と、
をさらに備えており、
前記設定値決定手段による決定後、決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定し、前記台数探索手段による処理を行う、
請求項6に記載の装置。
A second calculation means that subtracts the generated internal value from the received internal value, adds only those whose subtraction result is a positive value, and outputs the result.
A random number is set as the initial value of the generated internal value, and after the calculation by the second calculation means, the integration by the integration means, and the transmission / reception of the internal value by the communication means are performed, based on the generated internal value. , A set value determining means for determining whether to set the first value or the second value, and
Is further equipped with
After the determination by the set value determining means, the determined set value is set as the initial value of the generated internal value, and the processing by the number search means is performed.
The device according to claim 6.
前記設定値決定手段は、前記生成内部値が変化しなかった場合には前記第1の値を設定することを決定し、前記生成内部値が変化した場合には前記第2の値を設定することを決定する、
請求項7に記載の装置。
The set value determining means determines to set the first value when the generated internal value does not change, and sets the second value when the generated internal value changes. Decide that
The device according to claim 7.
内部値を生成する内部値生成手段と、少なくとも1つの他の装置と通信を行う通信手段とを備える装置によって構成された通信によるネットワークにおいて、当該ネットワークを構成している装置の台数を探索する方法であって、
前記内部値生成手段が内部値を生成する内部値生成工程と、
前記内部値生成工程で生成した内部値を生成内部値として、前記他の装置の少なくとも1つに送信する送信工程と、
前記他の装置の少なくとも1つが送信した内部値を受信内部値として受信する受信工程と、
を各装置で行わせるものであり、
前記内部値生成工程は、
前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算して減算結果をすべて加算する演算工程と、
前記演算工程で出力された演算結果を積分して、前記内部値を算出する積分工程と、
を備えており、
前記ネットワークを構成している装置のうちのいずれか1つの装置において前記生成内部値の初期値として第1の値を設定し、その他の装置において前記生成内部値の初期値として第2の値を設定する設定工程と、
前記設定工程の後、前記内部値生成工程、前記送信工程および前記受信工程を繰り返して、収束した生成内部値に基づいて、前記ネットワークを構成している装置の台数を算出する台数算出工程と、
を備えていることを特徴とする方法。
A method of searching for the number of devices constituting the network in a communication network composed of devices including an internal value generating means for generating an internal value and a communication means for communicating with at least one other device. And
An internal value generation step in which the internal value generating means generates an internal value, and
A transmission step of transmitting the internal value generated in the internal value generation step as a generated internal value to at least one of the other devices,
A receiving step of receiving an internal value transmitted by at least one of the other devices as a receiving internal value,
Is to be done by each device,
The internal value generation step is
A calculation step of subtracting the generated internal value from the received internal value and adding all the subtraction results.
An integration process that integrates the calculation results output in the calculation process to calculate the internal value, and
Is equipped with
A first value is set as the initial value of the generated internal value in any one of the devices constituting the network, and a second value is set as the initial value of the generated internal value in the other devices. Setting process to set and
After the setting step, the internal value generation step, the transmission step, and the reception step are repeated, and the number of devices constituting the network is calculated based on the converged generated internal value.
A method characterized by having.
前記設定工程は、
前記受信内部値から前記生成内部値をそれぞれ減算し、減算結果が正の値であるものだけをすべて加算して出力する第2の演算工程と、
前記生成内部値の初期値として乱数を設定する乱数設定工程と、
前記乱数設定工程の後、前記第2の演算工程、前記積分工程、前記送信工程および前記受信工程が行われた後、前記生成内部値に基づいて、前記第1の値を設定するか前記第2の値を設定するかを決定する決定工程と、
を備えており、
前記決定工程により決定された設定値を前記生成内部値の初期値として設定する、
請求項9に記載の方法。
The setting process is
A second calculation step in which the generated internal values are subtracted from the received internal values, and only those whose subtraction results are positive are added and output.
A random number setting process that sets a random number as the initial value of the generated internal value, and
After the second calculation step, the integration step, the transmission step, and the reception step are performed after the random number setting step, the first value is set or the first value is set based on the generated internal value. The decision process to decide whether to set the value of 2 and
Is equipped with
The set value determined by the determination step is set as the initial value of the generated internal value.
The method according to claim 9.
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