JP7353804B2 - モデル予測制御システム、情報処理装置、プログラム、及びモデル予測制御方法 - Google Patents
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プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、将来の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、
過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記将来の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、
前記将来の更新周期における前記モデルパラメータを前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、を備える。
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、将来の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、
過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記将来の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、
前記将来の更新周期における前記モデルパラメータを前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、を備える。
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、将来の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記将来の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、前記将来の更新周期における前記モデルパラメータを前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、を備えるモデル予測制御システムを構成するために、前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記第1決定手段、前記第2決定手段、及び前記更新手段のうち少なくとも1つを備える。
情報処理装置を、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、将来の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、
過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記将来の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、
前記将来の更新周期における前記モデルパラメータを前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、として機能させる。
通信可能に接続された複数の情報処理装置を含んで構成され、プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、将来の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記将来の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、前記将来の更新周期における前記モデルパラメータを前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、を備えるモデル予測制御システムにおける、前記複数の情報処理装置のうち1つの情報処理装置を、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記第1決定手段、前記第2決定手段、及び前記更新手段のうち少なくとも1つとして機能させる。
情報処理装置が実行するプロセスのモデル予測制御方法であって、
プロセスモデルを記憶するステップと、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するステップと、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積するステップと、
更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、将来の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定するステップと、
過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記将来の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定するステップと、
前記将来の更新周期における前記モデルパラメータを前記第1候補値又は前記第2候補値に更新するステップと、を含む。
図1を参照して、本発明の一実施形態に係るモデル予測制御システム1について説明する。モデル予測制御システム1は、例えば水処理プラント等、任意のプラントにおけるプロセスを制御するために用いられるシステムである。モデル予測制御システム1は、情報処理装置10と、1つ以上のプラント設備20と、を備える。図1において、情報処理装置10については1つを、プラント設備20については3つをそれぞれ図示しているが、モデル予測制御システム1は任意の数の情報処理装置10及びプラント設備20を備えることができる。
図3を参照して、情報処理装置10のハードウェア構成について説明する。情報処理装置10は、通信部11と、記憶部12と、制御部13と、を備える。
図3を参照して、情報処理装置10のソフトウェア構成について説明する。情報処理装置10の動作の制御に用いられる1つ以上のプログラムが記憶部12に記憶される。当該1つ以上のプログラムは、制御部13によって読み込まれると、制御部13を記憶手段131、プロセス制御手段132、蓄積手段133、第1決定手段134、第2決定手段135、及び更新手段136として機能させる。
図6及び図7を参照して、情報処理装置10の動作について説明する。図6は、プロセスのモデル予測制御を実施する第1動作を示すフローチャートである。
10 情報処理装置
11 通信部
12 記憶部
13 制御部
131 記憶手段
132 プロセス制御手段
133 蓄積手段
134 第1決定手段
135 第2決定手段
136 更新手段
20 プラント設備
30 表示装置
40 入力装置
N ネットワーク
Claims (15)
- プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、前記現在の次の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、
過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記次の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、
前記次の更新周期における前記モデルパラメータを、前記モデル予測制御の精度が高い、前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、
を備える、モデル予測制御システム。 - 請求項1に記載のモデル予測制御システムであって、
前記更新手段は、前記プロセスモデルの評価関数に基づいてそれぞれ評価された、前記第1候補値の精度及び前記第2候補値の精度に基づいて、前記第1候補値及び前記第2候補値のうち精度が高い一方の候補値を選択し、選択した前記候補値に前記次の更新周期における前記モデルパラメータを更新する、モデル予測制御システム。 - 請求項1又は2に記載のモデル予測制御システムであって、
前記第2決定手段は、所定条件が満たされた場合に前記第2候補値を決定し、
前記更新手段は、前記第2決定手段によって前記第2候補値が決定された場合、前記次の更新周期における前記モデルパラメータを前記第1候補値又は前記第2候補値に更新し、前記第2決定手段によって前記第2候補値が決定されなかった場合、前記次の更新周期における前記モデルパラメータを前記第1候補値に更新する、モデル予測制御システム。 - 請求項3に記載のモデル予測制御システムであって、
前記所定条件は、前記プロセスモデルの評価関数に基づいて評価された、前記次の更新周期における前記モデルパラメータの前記第1候補値の精度が、所定基準よりも低い、という第1条件を含む、モデル予測制御システム。 - 請求項3又は4に記載のモデル予測制御システムであって、
前記所定条件は、前記プロセスモデルの評価関数に基づいて評価された、前記モデルパラメータの実績値の精度が、前回の更新周期を含む2つ以上の連続する過去の更新周期それぞれにおいて所定基準よりも低い、という第2条件を含む、モデル予測制御システム。 - 請求項3から5のいずれか一項に記載のモデル予測制御システムであって、
前記所定条件は、前記第2決定手段が前記第2候補値を前回決定してから所定時間が経過した、という第3条件を含む、モデル予測制御システム。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載のモデル予測制御システムであって、
前記第2決定手段は、
前記次の更新周期から所定時間だけ遡った参照時刻を基準として参照期間を特定し、
前記参照期間における前記モデルパラメータの複数個の実績値に基づいて前記第2候補値を決定する、モデル予測制御システム。 - 請求項7に記載のモデル予測制御システムであって、
前記第2決定手段は、前記複数個の実績値の中から、前記プロセスモデルの評価関数に基づいて評価された精度が高いものから順に2つ以上の実績値を特定し、前記2つ以上の実績値の中央値に基づいて前記第2候補値を決定する、モデル予測制御システム。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のモデル予測制御システムであって、
前記第1決定手段は、前記現在の更新周期における前記モデルパラメータの実績値を基準として特定された第1数値範囲の中から前記第1候補値を決定する、モデル予測制御システム。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のモデル予測制御システムであって、
前記第2決定手段は、前記過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値を前記第2候補値として決定し、又は、前記過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値を基準として特定された第2数値範囲の中から前記第2候補値を決定する、モデル予測制御システム。 - プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、前記現在の次の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、
過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記次の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、
前記次の更新周期における前記モデルパラメータを、前記モデル予測制御の精度が高い、前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、
を備える、情報処理装置。 - プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、前記現在の次の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記次の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、前記次の更新周期における前記モデルパラメータを、前記モデル予測制御の精度が高い、前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、を備えるモデル予測制御システムを構成するために、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記第1決定手段、前記第2決定手段、及び前記更新手段のうち少なくとも1つを備える、情報処理装置。 - 情報処理装置を、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更
新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、前記現在の次の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、
過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記次の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、
前記次の更新周期における前記モデルパラメータを、前記モデル予測制御の精度が高い、前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、
として機能させる、プログラム。 - 通信可能に接続された複数の情報処理装置を含んで構成され、プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、前記現在の次の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定する第1決定手段と、過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記次の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定する第2決定手段と、前記次の更新周期における前記モデルパラメータを、前記モデル予測制御の精度が高い、前記第1候補値又は前記第2候補値に更新する更新手段と、を備えるモデル予測制御システムにおける、前記複数の情報処理装置のうち1つの情報処理装置を、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記第1決定手段、前記第2決定手段、及び前記更新手段のうち少なくとも1つとして機能させる、プログラム。 - 情報処理装置が実行するプロセスのモデル予測制御方法であって、
プロセスモデルを記憶するステップと、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するステップと、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積するステップと、
更新周期毎に、現在の更新周期において蓄積された前記時系列データと、前記現在の更新周期における前記プロセスモデルのモデルパラメータの実績値と、に基づいて、前記現在の次の更新周期における前記モデルパラメータの第1候補値を決定するステップと、
過去の更新周期における前記モデルパラメータの実績値に基づいて、前記次の更新周期における前記モデルパラメータの第2候補値を決定するステップと、
前記次の更新周期における前記モデルパラメータを、前記モデル予測制御の精度が高い、前記第1候補値又は前記第2候補値に更新するステップと、
を含む、モデル予測制御方法。
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