JP7095360B2 - 予測方法、予測装置、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
本実施形態の予測装置1は、汎用の情報処理装置に、専用のコンピュータプログラムがインストールされて構成される。この予測装置1は、プロセッサ11と、メモリ12と、ストレージデバイス13と、操作デバイス15と、表示デバイス17と、入出力インタフェース19と、を備える。プロセッサ11は、CPUを含み、メモリ12は、RAMを含む。ストレージデバイス13は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブの少なくとも一方を含む。ストレージデバイス13は、コンピュータプログラム及びデータを備える。
第一変形例の予測装置1は、制御出力yに加算される外乱wを加味して、制御入力uの予測値up及び制御出力yの予測値ypを算出するように構成される。対応するフィードバック制御系120は、図8Aに示され、このフィードバック制御系120と等価な制御系125が図8Bに示される。
第二変形例の予測装置1は、制御出力yに乗算される外乱Gを加味して、制御入力uの予測値up及び制御出力yの予測値ypを算出するように構成される。対応するフィードバック制御系140は、図10Aに示され、このフィードバック制御系140と等価な制御系145が図10Bに示される。
第三変形例の予測装置1は、制御入力uに加算される外乱fを加味して、制御入力uの予測値up及び制御出力yの予測値ypを算出するように構成される。対応するフィードバック制御系150は、図11Aに示され、このフィードバック制御系150と等価な制御系155が図11Bに示される。
第四変形例の予測装置1は、プラントにおける伝達特性の変化δQを加味して、制御入力uの予測値up及び制御出力yの予測値ypを算出するように構成される。対応するフィードバック制御系160は、図12Aに示され、このフィードバック制御系160と等価な制御系165が図12Bに示される。このフィードバック制御系160が備える、制御入力uと制御出力yとの関係を示すプラント80の伝達関数Pは、次式で表される。
第五変形例の予測装置1は、プラントにおける伝達特性の変化(x-1)Qを加味して、制御入力uの予測値up及び制御出力yの予測値ypを算出するように構成される。変数xが変動成分に対応する。対応するフィードバック制御系170は、図13Aに示され、このフィードバック制御系170と等価な制御系175が図13Bに示される。
本開示は、上述した変形例を含む予測装置1の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
Claims (12)
- 目標指令r及び制御出力yに基づき制御対象への制御入力uを決定する制御器に前記目標指令rを入力したときの前記制御入力u及び前記制御出力yを予測するための予測方法であって、
前記制御入力u及び前記制御出力yのサンプルとして、制御入力umと制御出力ymとの組合せの時系列データを取得することと、
設計変数ρを有する前記制御器の伝達関数C(ρ)と、前記目標指令rに対する目標応答yrを規定する設計変数θを有する目標応答伝達関数Td(θ)と、を要素に含み、前記時系列データから、前記目標応答yrと前記制御出力ymとの間の誤差を評価するための評価関数J(ρ,θ,um,ym)に従って、前記設計変数θを固定値θ0に設定した状態で、前記評価関数J(ρ,θ,um,ym)の値を最小にする前記設計変数ρの値ρ*を算出することと、
前記設計変数ρを前記値ρ*に設定した状態で、前記評価関数J(ρ,θ,um,ym)の値を最小にする前記設計変数θの値θ*を算出することと、
前記設計変数ρを前記値ρ*に設定した伝達関数C(ρ*)及び前記設計変数θを前記値θ*に設定した目標応答伝達関数Td(θ*)に基づいて、前記目標指令rに対する前記制御入力uの予測値up及び前記制御出力yの予測値ypを算出することと、
を含む予測方法。 - 前記評価関数J(ρ,θ,um,ym)が、FRIT(Fictitious Reference Iterative Tuning)技術に基づく関数である請求項1記載の予測方法。
- 前記予測値up及び前記予測値ypが、外乱を加味して算出される請求項1~請求項3のいずれか一項記載の予測方法。
- 前記予測値up及び前記予測値ypが、前記制御対象の変化を加味して算出される請求項1~請求項3のいずれか一項記載の予測方法。
- 目標指令r及び制御出力yに基づき制御対象への制御入力uを決定する制御器に前記目標指令rを入力したときの前記制御入力u及び前記制御出力yを予測する処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータに、
前記制御入力u及び前記制御出力yのサンプルとして、制御入力umと制御出力ymとの組合せの時系列データを取得することと、
設計変数ρを有する前記制御器の伝達関数C(ρ)と、前記目標指令rに対する目標応答yrを規定する設計変数θを有する目標応答伝達関数Td(θ)と、を要素に含み、前記時系列データから、前記目標応答yrと前記制御出力ymとの間の誤差を評価するための評価関数J(ρ,θ,um,ym)に従って、前記設計変数θを固定値θ0に設定した状態で、前記評価関数J(ρ,θ,um,ym)の値を最小にする前記設計変数ρの値ρ*を算出することと、
前記設計変数ρを前記値ρ*に設定した状態で、前記評価関数J(ρ,θ,um,ym)の値を最小にする前記設計変数θの値θ*を算出することと、
前記設計変数ρを前記値ρ*に設定した伝達関数C(ρ*)及び前記設計変数θを前記値θ*に設定した目標応答伝達関数Td(θ*)に基づいて、前記目標指令rに対する前記制御入力uの予測値up及び前記制御出力yの予測値ypを算出することと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。 - 目標指令r及び制御出力yに基づき制御対象への制御入力uを決定する制御器に前記目標指令rを入力したときの前記制御入力u及び前記制御出力yを予測するための予測装置であって、
前記制御入力u及び前記制御出力yのサンプルとして、制御入力umと制御出力ymとの組合せの時系列データを取得するように構成される取得ユニットと、
設計変数ρを有する前記制御器の伝達関数C(ρ)と、前記目標指令rに対する目標応答yrを規定する設計変数θを有する目標応答伝達関数Td(θ)と、を要素に含み、前記時系列データから、前記目標応答yrと前記制御出力ymとの間の誤差を評価するための評価関数J(ρ,θ,um,ym)に従って、前記設計変数θを固定値θ0に設定した状態で、前記評価関数J(ρ,θ,um,ym)の値を最小にする前記設計変数ρの値ρ*を算出するように構成される第一算出ユニットと、
前記設計変数ρを前記値ρ*に設定した状態で、前記評価関数J(ρ,θ,um,ym)の値を最小にする前記設計変数θの値θ*を算出するように構成される第二算出ユニットと、
前記設計変数ρを前記値ρ*に設定した伝達関数C(ρ*)及び前記設計変数θを前記値θ*に設定した目標応答伝達関数Td(θ*)に基づいて、前記目標指令rに対する前記制御入力uの予測値up及び前記制御出力yの予測値ypを算出するように構成される予測ユニットと、
を含む予測装置。
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