JP7522545B2 - 制御装置 - Google Patents
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Description
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整するPID制御器ゲイン値調整部2と、調整されたPID制御器5のゲイン値の少なくとも一つのゲイン値に基づいて、制御対象を診断する制御対象診断部3とを備える制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(プラント21の温度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図4に示すように、制御目標である目標プラント温度Tg_Tdegに対して、例えば伝達関数を用いて、所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegを演算する。制御目標は例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、予め決めておくが、プラント21の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図5に示すように、プラント温度プロフィールTdegと所望のプラント温度プロフィールDe_Tdegとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
制御対象診断部3は、調整されたPIDゲイン値に基づいて制御対象の診断を行う。具体的には、図6に示すように、Kp_new,Ki_new,Kd_newの値から、制御対象(プラント21)の応答特性を診断する。例えば、Kp_newの値が大きくなるほど、制御対象の応答性が遅くなっていると診断する。Kp_new,Ki_new,Kd_newに基づいて何らかのパラメータに一旦、変換し、そのパラメータ値を用いて診断してもよい。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整するPID制御器ゲイン値調整部2と、調整されたPID制御器5のゲイン値の少なくとも一つのゲイン値に基づいて、制御対象の異常を検知する制御対象異常判定部6とを備える制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(プラント21の温度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図4に示すように、実施例1と同じであるので、詳述しない。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図5に示すように、実施例1と同じであるので、詳述しない。
制御対象異常判定部6は、調整されたPIDゲイン値に基づいて制御対象の異常を検知する。具体的には、図8に示すように、
・下記の条件を満たす場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=1とする。
Kp_new≧Kp_deg_ano
Ki_new≧Ki_deg_ano
Kd_new≧Kd_deg_ano
・それ以外の場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=0とする。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整するPID制御器ゲイン値調整部2と、調整されたPID制御器5のゲイン値の少なくとも一つのゲイン値に基づいて、制御対象の異常を検知する制御対象異常判定部6とを備える制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(プラント21の温度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図4に示すように、実施例1と同じであるので、詳述しない。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図5に示すように、実施例1と同じであるので、詳述しない。
制御対象異常判定部6は、調整されたPIDゲイン値に基づいて制御対象の異常を検知する。具体的には、図9に示すように、
・Kp_new(調整後Pゲイン)からテーブルTbl_deg_anoを参照して、deg_ano(制御対象の異常度)を求める。
・下記の条件を満たす場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=1とする。
deg_ano≧K_deg_ano
・それ以外の場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=0とする。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整するPID制御器ゲイン値調整部2と、調整されたPID制御器5のゲイン値の少なくとも一つのゲイン値に基づいて、制御対象の異常を検知する制御対象異常判定部6とを備える制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(自動運転車22の速度)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図11に示すように、制御目標である目標速度Tg_VSPに対して、例えば伝達関数などを用いて、所望の速度プロフィールDe_VSPを演算する。制御目標は例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、あらかじめ決めておくが、自動運転車22の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図12に示すように、速度プロフィールVSPと所望の速度プロフィールDe_VSPとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
制御対象異常判定部6は、調整されたPIDゲイン値に基づいて制御対象の異常を検知する。具体的には、図9に示すように、
・Kp_new(調整後Pゲイン)からテーブルTbl_deg_anoを参照して、deg_ano(制御対象の異常度)を求める。
・下記の条件を満たす場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=1とする。
deg_ano≧K_deg_ano
それ以外の場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=0とする。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整するPID制御器ゲイン値調整部2と、調整されたPID制御器5のゲイン値の少なくとも一つのゲイン値に基づいて、制御対象の異常を検知する制御対象異常判定部6とを備える制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(ロボット23の位置)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図14に示すように、制御目標である目標位置Tg_POSに対して、例えば伝達関数などを用いて、所望の位置プロフィールDe_POSを演算する。制御目標は例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、あらかじめ決めておくが、ロボット23の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図15に示すように、位置POSプロフィールと所望の位置De_POSプロフィールとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
制御対象異常判定部6は、調整されたPIDゲイン値に基づいて制御対象の異常を検知する。具体的には、図9に示すように、
・Kp_new(調整後Pゲイン)からテーブルTbl_deg_anoを参照して、deg_ano(制御対象の異常度)を求める。
・下記の条件を満たす場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=1とする。
deg_ano≧K_deg_ano
それ以外の場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=0とする。
本実施例においては、制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部4と、所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器5のゲイン値を調整するPID制御器ゲイン値調整部2と、調整されたPID制御器5のゲイン値の少なくとも一つのゲイン値に基づいて、制御対象の異常を検知する制御対象異常判定部6とを備える制御装置1について示す。
所望の出力値演算部4は、制御目標に基づいて、制御対象の出力(ドローン24の位置)の所望のプロフィールを演算する。具体的には、図17に示すように、制御目標である目標飛行速度Tg_FSPに対して、例えば伝達関数などを用いて、所望の飛行速度プロフィールDe_FSPを演算する。制御目標は例えばステップ信号、ランプ信号などが考えられる。伝達関数は、あらかじめ決めておくが、ドローン24の動作状態に応じて特性を変化させてもよい。
PID制御器ゲイン値調整部2は、PID制御器5のゲイン値を調整する。具体的には、図18に示すように、飛行速度プロフィールFSPと所望の飛行速度プロフィールDe_FSPとの差が最も小さくなるように、調整後PIDゲイン値を決める。得られたPID制御器5のPゲイン値、Iゲイン値、Dゲイン値をそれぞれKp_new,Ki_new,Kd_newとする。
制御対象異常判定部6は、調整されたPIDゲイン値に基づいて制御対象の異常を検知する。具体的には、図9に示すように、
・Kp_new(調整後Pゲイン)からテーブルTbl_deg_anoを参照して、deg_ano(制御対象の異常度)を求める。
・下記の条件を満たす場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=1とする。
deg_ano≧K_deg_ano
それ以外の場合は、制御対象異常フラグf_ano_obj=0とする。
2 PID制御器ゲイン値調整部
3 制御対象診断部
4 所望の出力値演算部
5 PID制御器5
6 制御対象異常判定部
11 制御装置の記憶装置
12 制御装置のCPU
13 制御装置のROM
14 制御装置のRAM
15 制御装置のデータバス
16 制御装置の入力回路
17 制御装置の入出力ポート
18 制御装置の出力回路
21 発電プラント
22 自動運転車
23 ロボット
24 ドローン
Claims (4)
- 制御対象の所望の出力値を演算する所望の出力値演算部と、
前記所望の出力値と制御対象の出力値との差が小さくなるように、PID制御器のゲイン値を調整するPID制御器ゲイン値調整部と、
前記調整されたPID制御器のゲイン値の少なくとも一つに基づいて、前記制御対象を診断する制御対象診断部とを備え、
前記制御対象診断部は、少なくとも、前記調整されたPIDゲイン値に基づいて前記制御対象の前記PIDゲイン値と異なり、物理的に説明性のあるパラメータ値である異常度を演算し、前記演算された異常度が所定範囲にない場合は、前記制御対象が異常と判定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記所望の出力値演算部は、伝達関数で表されることを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記PID制御器ゲイン値調整部は、FRITを用いて、前記PID制御器のゲイン値を調整することを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
少なくとも、プラントの温度を制御する装置、自動運転車を制御する装置、ロボットを制御する装置、及び飛行体を制御する装置のいずれかであることを特徴とする制御装置。
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