JPH01503498A - 多変数適応フィードフォワード制御のためのプロセス制御器及びプロセスの多変数適応制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に工業プロセスまたは同様なプロセスを制御する制御器に関し、特 に自己同調制御器に関する。さらに詳しく述べれば、本発明はプロセス入力の変 化に応じて操作パラメータが作られるフィードフォワード制御に関する。

２、背景技術 制御装置は多くの材料、エネルギーおよび誘導装置を調整する。家庭用の熱制御 サーモスタットは周知の例でちる。入力材料が製品に処理される精製所ならびに 複合工業施設では、一段と複雑な装置が使用されている。入力の変化にかかわら ず正確な製品を保証したり、所望の出力を変えるフィードバックおよびフィード フォワード機構が使用されど。フィードバック制御の方がより普通の制御方法で ある。フィードバックは被制御変数と呼ばれる装置の出力を設定点と呼ばれる所 望の出力と比較して誤差値を発生させる。誤差の大きさおよび方向は、装置のレ スポンスを所望の出力の方に修正するのに用いられる。負荷外乱に対するフィー ドバック・レスポンスは被制御変数の変化が感知されてから生じるので、装置は しばしば完全には適しない。オペレータによる誤同調および変化した装置の特性 は装置誤差の追加源である。

装置がプロセスをその経験から学ぶにつれて制御システムの同調をリセットする 抽象的な規則を使用する自己同調すなわち適応フィードバック制御装置が最近開 発された。適応フィードバック制御器は手動調節の制御器よりも一貫して良好な 制御を与えるように接続され、ターン・オンされ、そして自ら同調および再同調 するようにされる。その結果、適応フィードバック制御器はま丁ま丁工業用に使 われている。

フィードフォワード制御はまれな方法であって一段と複雑な方法である。フィー ドフォワードは、装置に対する入力のアブセラトラ用いてそれを見越したりそれ の到達と同時に装置を調節し得ることを認める。特定プロセスに関する負荷変数 がすべて感知され、送られて、誤差なしに応答されるならば、かつ操作および測 定された変数の関係が正確に知られているならば、完全な制御は理論的に可能で ある。

′フィードフォワード制御は２通りの方法の内の１つの方法で通常連成される。

１つの方法は、被制御変数を負荷変数、被操作変数および設定点の関数として辰 わ丁プロセス式を見いだすことを要求する。いくつかの関係を用いて、他の推論 上または経験上の関係と共に入出力材料およびエネルギーを平衡させる。プロセ ス式は、入力をプロセス結果に関係づける一般伝達関数のバイアス金提供する。

いったん伝達関数が公式化されると、負荷信号は負荷変化を見越して被操作変数 を事前調節する制御作用を発生さセる補償器によっで処理される。次に従来の７ ・イードフォワードの実行は、特定のプロセス式の特有な技術処理を要求する。

第２のフィードフォワード法は、モデル環が実際の条件により調節されるおる一 般化されＬモデル？推定する。−膜化されたモデルは次に経験的な方法により専 門化される。−膜化さｉた説明は通常、現数が感知された負荷と共に増加するに つれていらだたされる複雑な数学的処理を必要とする。このような複雑さは、特 別に定められたプロセスのためにより多い計算時間と器具を必要とする。−膜化 されたモデルは例えば材料エネルギー平衡式により標準のプロセス式の二うに抑 制されないので、モデルの精度不良は特別に修正てれなければならない。次に一 般化されたモデルの実行はしばしば低速または不適坐に作動する装置にフカがる 。

適応制御法は、正確なモデルに向けられる説明式を作る負荷およびプロセスにつ いても推定する。即時制御手順では、時間抜取データがモデルに絶えず加えられ て被操作変数用の制御信号を発生させる。適応のため、制御モデルは誤差評価手 順による各サンプルで絶えず更新される。モデルを駆動するサンプル・データは 次に即時の現在、現在値、および現在の変化率、ならびにモデルとプロセスと間 に誤差を生じる理由に関係づけられる。残念ながら、連続モデルの狭い時間わく は必然的に、任意な真のシステム変化と共に即時の装置ノイズの処理につながる 。フィードフォワード装置内のノイズに対する適応はレスポンスにわたる精度不 良につながる一方、適応不良は制御不良につながる。

普通、負荷および被操作変数は異なる位置でプロセスに入り、かつ時間中広がる プロセス効果を有する。

プロセスは通常ゆつり、！ｌｌ応答して時間中負荷変化全統合する。プロセス応 答はそのとき入力の時分割であり、入出力間の関係を複雑にする。その結果、連 続または時間抜取モデルは以前の事象の記憶が含まれなければプロセスの経歴に 気が付かない。しかし、広い時間わくは真の情報を無意味に平均することがある 。そのとき、以前の事象が持つべき影響の程度という問題が存在する。

フィードフォワード制＠誤差を修正する１つの方法は、フィードバック制御器を フィードフォワード装置と結合させることでちる。フィードフォワード制御の累 積誤差は被制御変数を設定点からオフセット嘔せる。

フィードバック制御器は被制御変数を設定点に押しやりながら誤差を修正する。

フィードバック制御はフィードフォワードのオフセット誤差を修正するが、その 際に装置のレスポンスを動揺させて正しいフィードフォワード適応を困難にする ことがある。フィードフォワード作用とフィードバック作用との間の調整が、特 に適応装置において、そのとき問題となることがある。

他の問題は、特に多変数適応形式において、フィードフォワード制御の展開を抑 制した。多変数適応フィードフォワード制御に伴う数多い他の問題が存在する。

測定は不正羅であるかもしれない。丁ぺての負荷ｔｇ知することは不可能であっ たり著しく高価につくことがある。モデルは決して実際的に完全では々い。モデ ル関係は正確な形で解くことはできず、または器具の摩耗により不可知であるか もしれない。モデルの複雑さは装置を低速にすることがらり、それによってレス ボ／ス時間、または制御し得る負荷の数が制限される。

計算上の誤差が時間中に生じたり累積することがある。

感知した負荷の二乗に比例する計算資源が要求てれるかもしれない。装置は変数 または未知の持続時間を持つ事象を知らないことがある。装置は数個の負荷が関 連したレスポンス結果を持つ場合のようにすべてのデータに適応しないことがあ る。装置は不完全なデータで良好な制御を与えることはできない。装置はフィー ドバック制御音互換して受けることはできず、フィードバック制御と対立して作 用することがある。装置の同調および再同調に人間の干渉が必要になることがあ る。

他の実用的な汎用適応フィードフォワード制御器は現在はとんどまたは全く存在 しないと思われる。

したがって、本発明の１つの目的は丈夫な適応フィードフォワード制御器を提供 することである。

もう１つの目的は、装置関係の変化および時間的変化が適応フィードフォワード 制御によって供給されると同時に負荷変化が供給される装置を提供することであ る。

もう１つの目的は、不完全なデータで作動する制御装置全提供することである。

もう１つの目的は、入力の一部にのみわずかな外乱があるが適応の速度が正当に 迅速な多数の外乱変数に関する適応制御器を提供することである。

発明の開示 自然に生じる過渡現象が検出されて特徴づけられる多変数適応フィードフォワー ド制御の方法および装置が開発された。信号過渡現象の特徴づけは実際のプロセ スの伝達関数に集中し得るプロセス・モデルの伝達関数の係数を与える。連続解 の間のグロジェクションは不完全なデータでさえも多変数装置の集中制御全厚え る。プロセスの伝達関数の係数はプロセスの入力変化に正しく反作用するように プロセス入力のフィードフォワード補償２作るのに用いられる。

本装置には、プロセスの入力のアプセットｌ測定する検出器と、プロセスの被制 御出力を測定する装置と、測定されたアプセット値を制御係数まで減少させる装 量と１．その後制御係数を純化して次第により正確な値にする装置とが含まれて いる。本装置はフィードフォワード信号、フィードバック信号、およびプロセス 信号を受信を受信し：信号の外乱を検出して入力信号を補償する補償係数を適応 するように決定し；さらに補償された入力信号から適応し１こフィードフォワー ド制御信号を発生させる。プロセスの入力は外乱事象を検出するために調査され る。外乱は、その終了が決定されるまで選択された連続説明により数学的に特徴 づげられる。外乱事象に対するプロセスのレスポンスは感知されて同様に説明て れる。２つの説明はそのとき項ごとに関連され、今後の負荷変化を補償する伝達 関数の形式化を可能にする。全外乱事象の使用は強力な制御関係を作り、時系列 すなわち連続間係の計算を回避する。外乱はモーメント関係によって数学的に特 徴づけられ、制御関係はプロジェクション法によって得られる。本方法およびそ れによる装置は、上述の要求を満足するように設計てれた多変数適応フィードフ ォワード制御器を提供する。

同様な品目は図面上で同様な数字または表示子によって標示でれている。

図面の簡単な説明 第１図はフィードフォワード制御環境における本発明の基本実施例を示すブロッ ク図である。

第２図はフィードフォワード制御環境における本発明の好遍々英施例を示すブロ ック図である。

第３図は第２図の一部の制御図である。

第４ａ図から第４ｅ図までは処理段階の流れ図である。

第５図は好適な処理段階の流れ図でちる。

発明を実施する最善の態様 第１図はフィードフォワード環境における本発明の基本実施例を示すブロック図 である。一連のプロセス負荷１０，１２．１４は未知の伝達関数を持つプロセス １６に影響するように結合する。プロセス１６は負荷１０，１２．１４およびア クチュエータ１８に影響するリード２０の最終制御信号ＶＤ）に応じて、センサ ２２により検出される制御すべき時間と共に変化するプロセス条件を作る。セン サ２２は、普通ディジタル変換畑れてフィードバック制御８２６に戻される前に 既知回路装置（図示されていない）によってフィルタされる、フィードバック信 号とも呼ばれる対応する測定信号ｙＤ）ｔ’ｌ−ド２４に発生させる。

フィードバック制御器２６は測定信号ｙ（ｔ）　と共に、測定信号Ｙ（ｔ）の所 望のプロセス結果を示す設定点信号ｒ　（ｔ）″ｆ：リード２８で受信する。フ ィードバック制御器２６は次にリード３２に現われるフィードバック制御信号ｕ ｂ（ｔ）　を計算するが、この信号は加算器３４に供給されると共にリード３４ によりフィードフォワード適応処理装置７０に供給される。フィードバック制御 器２６は第１図の実施例の有用な形をした任意な普通の設計であることができる 。簡単なフィードバック制御器２６は設定点信号ｒ（ｉ）と出力測定信号ｙ（ｔ ）との差を計算して、単なる誤差信号としてフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ） 　’！＝発生さセることかできる。フィードバック制御は通常、比例、積分、お よび微分の諸機能を含み、また他の一段と複雑なフィードバック信号が技術的に 知られ、ここで予測される。好適なフィードバック制御器２６はこのような一段 と複雑な機能を含み、さらにリード３６で戻りの外部フィードバック信号ｘｂｆ 受信する標準の装置を具備しているので、もし外部フィードバック信号ｘｂがリ ード３２で出されたフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）と著しく異なるならば、 フィードバック制御器２６の積分機能は制限てれて結果を悪くする。適応処理装 置６２に供給される好適なフィードバック信号は、リード３８に現われる外部フ ィードバック信号Ｘｂ’″ｃ６る。

多数の入力負荷１０および１２は、リード４４ならびに４６に時間と共に変化す る負荷信号ｌ工（ｔ）’を供給する入力センサ４０および４２によって監視され る。

監視される入力は、１からｎまでの範囲の添字１によってここで示されている。

負荷信号１□（１）は普通ディジタル変換され、既知回路装置（図示されていな い）によりフィルタてれる。好適な実施例では、負荷信号１□（ｔ）は次に既知 の装置４８によって微分される。微分は必須ではないが、負荷信号は微分の有無 にかかわらず同様に処理されるので、負荷信号をここではいずれの場合も１□（ ｔ）と呼ぶのが便利である。

負荷１４を例とするように、実施例において負荷はすべてが測定されてはならな い。未測定の負荷が予想され、ここでは単一の未測定負荷信号１ｕとして一括処 理される。有効なフィードフォワード適応は、このような不完全なデータにかか わらず生じる。

負荷信号１□（ｔ）は補償器５４に供給される。補償器５４の好適実施例は、記 憶および計算部分を持つマイクロプロセッサを含むが、他の固定機能電子装置は 等価実施例として予測でれる。補償器５４は、測定され１こ各負荷信号１□（１ ）をフィードフォワード制御信号ｕｆ（ｔ）の−成分に変える信号処理装置を含 む。補償器５４は各負荷信号１□（１）　１に受信して、理想の補償係数ａ半、 ｊに近い一連の補償係数によって定められる伝達関数Ａユにより各負荷信号１． （ｔ）用の補償を作る。係数ａｌＪはラプラス変換の多項級数の係数として見る ことができる。添字１は負荷信号１．を表わし、添字Ｊは級数の第０番目の要素 上表わす。負荷信号１．Ｃ１）は補償された負荷信号ＣニーＡｉＬ工を作る伝達 関数へ〇によって茨わされる補償演算子により作動されるが、ただしＡｉは伝達 関数、Ｌユは負荷信号ｌユ（１）のラプラス変換である。補償された負荷信号Ｃ ｉは１つのフィードフォワード制御信号ｕｆ（ｔ）　（−Σ、Ｃよ）に蓄積され る。負荷信号ｌユ（１）が４８で微分される場合、リード５６にｄ　／　ｄｔｕ ｆ（ｔ）として表われる未積分補償合計は既知回路装置の積分器５８で積分され 、リード６０にフィードフォワード制御信号ｕｆ（ｔ）　ｆ作る。

リード６０のフィードフォワード制御信号ｕｆ（ｔ）は加算器３４においてリー ド３２のフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）と結合されて、リード２０に最終制 御信号ｖ（ｔ）　（＝　ｕ４（ｔ）　＋　ｕｂ（ｔ）　）　ｋ作り、これはプロ セス１６に影響するアクチュエータ１８に供給される。

アクチュエータ１８の実際のレスポンスは、外部アクチュエータ測定信号ｘａｆ 　！ｊ−ド３８に作るために測定される。最も簡単なケースでは、外部アクチュ エータ測定信号Ｘ＆はリード２０の最終制御信号Ｖ（ｔ）から直接取ることがで きる。リード３８の外部アクチュエータ測定信号ｘａは加算器３４に供給される 。フィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）およびフィードフォワード制御信号ｕｆ（ ｔ）を結合してリード２０に現われる最終制御信号ｖ（ｔ）　ｋ計算する加算器 ３４は、リード３６に外部フィードバック信号Ｘｂｆ作るようにリード３８の外 部アクチュエータ測定信号Ｘａからリード６０のフィードフォワードｆ１１＠信 号ｕｆ（ｔ）　を除去することによってリード３２のフィードバック制御信号ｕ ｂ（ｔ）に対するアクチュエータ１８の真のレスポンスヲモ逆計算する。リード ３６の外部フィードバック信号Ｘ１−、はフィードバック制御器２６に戻てれ、 かつ適応処理装置６２に戻される。好適な本方法はフィードバック制御の二り良 好な手段としてリード３８に現われる外部フィードバック信号χａ１使用する。

別法として、好適ではないが、リード３２のフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ） が適応処理装置に併給されることがちる。

リード５０および５２の負荷信号１□（ｔ）も、リード６４ならびに６６により 適応処理装置６２に供給される。適応処理装置６２は、記憶および計算部分を持 っマイクロプロセッサを好適々形で含む。適応処理装置６２は測定され１こ負荷 信号１．（ｔ）、リード６６の測定信号ｙ（ｔ）、およびリード３８の外部アク チュエータ測定信号ｘ、　ｋ受信する。別法として、リード３４の外部フィード バック制御信号ｕｂ（ｔ）は適応処理装置６２のリード３８の外部アクチュエー タ測定信号Ｘａに代わることができる。第１図は適応処理装置６２に接続てれる フィードバック制御信号ｕｂ（ｔ　）および外部フィードバック制御信号ｘｅＬ の両方を示す。プロセス入力変数、負荷信号１．（ｔ）およびフィー・ドバンク 制御信号ｕｂ（−ｂ）が次に測定信号ｙ（ｔ）に関係づけられて、補償器５４の 連続係数ａユ、が作られる。新規発注の係数ａｉｊはリード７０により補償器５ ４に転送でれて、補償器５４のフィードフォワード補償プロセスが更新される。

第１図に示される実施例の概略作動は次の通りである。設定点信号ｒ（ｔ）はプ ロセス測定信号ｙ（ｔ）と共にフィードバック制御器２６に加えられる。フィー ドバック制御器２６はフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）　を発生さセる。フィ ードバック信号ｕｂ（ｔ）は加算器３４に供給されてフィードバック制御を提供 する。最初補償器は適応されず、ゼロであるので、フィー、ドフォワード制御信 号ｕｆ（ｔ）は補償器５４から受信逼れず、フィードバック制御のみが使用され る（　ｕｆ（ｔ）　”　Ｏｔｕｂ（ｔ）　−ｖ（ｔ）　）。フィードバック制御 器２６は、実際の測定信号ｙ（ｔ）　ｋ所望の設定点信号ｒ（ｔ）に一致させる 働きをする。リード２０の最終制御信号ｖ（ｔ）はリード３６の外部アクチュエ ータ測定信号ｘａと比較されて、予想の結果が生じたかどうかを検査する。もし アクチュエータが拘束されたならば、リード３８の外部アクチュエータ測定信号 は拘束を示す。リード３６の外部フィードバック信号ｘｂは、不明の制限により リード３８の外部アクチュエータ測定信号Ｘユがリード２０の最終制御信号Ｖ（ ｔ）と異なるようにされ、その結果リード３６の外部フィードバック制御信号が り−ド３２のフィードバック制御信号と異なるようにされる場合のほか、リード ３２のフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）に常時等しい。

リード３２のフィードバック信号ｕｂ（ｔ）−！たはリード３８の外部フィード バック信号ｘｂは、もし任意の設定点変化ｒ（ｔ）によって調節でれたならば、 理想の変換機能と現在作動しているモデルとの間の累積誤差を示す。フィードバ ック信号ｕｓ、（ｔ）はし１こかつて、リード６８の測定信号ｙ（ｔ）と共に適 応処理装置６２に供給され、フィードフォワード制御モデルを純化する。

好適なフィードバック信号ｕｂ（ｔ）はり−ド３６の外部アクチュエータ信号Ｘ ａから取られる。

フィードバック制御と同時に、負荷信号１．（ｔ）の外乱は適応処理装置６２に よって絶えず捜索される。負荷信号１．（ｔ）は１つの定常状態条件からもう１ つの定常状態条件までプロセスを追尾すると思われ、未知の関係は定常状態間の 入力に対するプロセスのレスポンスを説明する。入力の過渡変化はそのとき、プ ロセス・レスポンス関係を決定する出力の過渡変化に関連される。プロセス・レ スポンス関係が逆にてれ、かつプロセスの入力が逆によって補償されるならば、 結果は制御から差し引くことができる。そのとき入力は定常のプロセス・レスポ ンスを与えるために減少芒れた制御に加わる。適応処理装置は最初の整定したテ なわち定常状態の条件つ・ら変化し得る測定てれた工程の変化として過渡現象の 開始を認識し、その後第２の整定した丁なわち定常状態の条件に変化し得るすべ ての影響されたプロセスの復帰として過渡現象の終りの認識と思われる終了条件 を決定する。外乱を受けた信号は数学的に特徴づけられ、プロセス・レスポンス に関連されて、補償係数を発生きせる。

外乱が検出されると、適応処理装置６２は外乱適応を初期鯰定する。所望ならば 、制御装置は例えば負荷信号の過渡外乱が認められるとき独自のフィードバック 適応作用を無能にすることによって、フィードバック適応に及ぼすフィードフォ ワード補償の影響を調節することができる。制御装置が外部自己適応フィードバ ック制御器と結合される場合、フィードフォワード補償信号と調整されていない フィードバック制御器は正しくない適応を作ることがある。外部適応フィードバ ック制御器は、フィードフォワード外乱が検出されたら、瞬時に無能にされなけ ればならない。同様に、フィードフォワード適応が不完全で、動補償に誤差を残 すならば、フィードバック制御は二重制御を与えることがちり、その結果フィー ドバック制御は縮小する一方、フィードフォワード制御器は望ましい負荷過渡現 象に対して制御係数を適応さゼる。フィードバックの復元はもう１つの作動点で ループが不安定にならないようにする−めに特に役立つ。フィードフォワード制 御の修正が計算てれた理想値の分数まで縮小てれなければならない環境も存在す ることがあり、リード補償はプロセスの遅延を打消丁ために使用てれる。

いったん外乱事象が感知されると、過渡現象の予フされる持続時間の推測が行わ れる。次に過渡現象の進行は適応処理装置６２によって注視されるが、同時に数 字で特徴づけられる。持続時間の推測は、過渡現象の終了に関する試験が行われ ると＠を測定するのに用いられる。最初の外乱が終ってから、フィードフォワー ド制御の最初の近似が適応されて、一連の補償係数ａｉｊとしてリード７０に沿 って補償器５４に供給される。外乱時間の推測によってセットされた整定か正当 な期間内に生じなければ、適応は挫折されることがある。

フィードフォワード補償器５４は、最後に感知した過渡現象から適応された理想 の伝達関数の近似を含む。

伝達関数は和Ｃ−ΣｉＣニーΣ１ＡｉＬ工として表わされ、この場合Ａ工伝達関 数は補償器の記憶装置に保持される係数ａよ。によって特徴づけられる。

補償器５４はリード５０お：び５２により負荷信号１□（１）１絶えず受信して 、各負荷信号１．（ｔ）について伝達関数ＣニーＡＩＬ工によジ補償される信号 Ｃ工を計算するが、Ｌｌは１．（ｔ）のラプラス変換であり、フィードフォワー ド制御信号ｕ４（ｔ）用のフィードフォワード補償成分が作られる。いったん初 度補償係数が受信されると、現在の負荷信号１１（ｔ）は別個に補償されて、フ ィードフォワード制御信号ｕ４（ｔ）に累積逼れ、該当の場合積分される。フィ ードフォワード信号ｕ４（ｔ）はそのときもはやゼロではない。

フィードフォワード制御信号ｕｆ（ｔ）はフィードバック信号ｕｂ（′ｔ）と結 合されて、最終制御信号Ｖ（ｔ）’を作る。（Ｖ（ｔ）　−ｕｆ（ｔ）　＋ｕｂ （ｔ）　）。フィードバック制御信号の変化は、いったんフィードフォワード制 御信号ｕｆ（ｔ）が影響を持ちながら開始するとき変化が要求されないので、フ ィードバック制御信号ｕｐ　（ｔ　）の部分は降下する。

以後の外乱中、理想のフィードフォワード制御ａ　ｇの既存の近似ａＩＪは、補 償器５４およびアクチュエータ１８を通して負荷１．（ｔ）に加えられ続ける。

フィードバックｕｂ（ｔ）は減少されるが補助制御として続く。

（ｖ（ｔ）　＝　ｕｂ（ｔ）　＋　ｕ４（ｔ）　）　ところで、任意な以後の外 乱を監視する適応処理装置６２は、以後の外乱からの情報でフィードフォワード 係数ａよ、を更新するのに備えて外乱を特徴づける。

この場合もまた、いったん次の外乱が終ると、新規に適応した補償係数が補償器 ５４に供給される。正しい補償関数Ａｉと共に、補償器５４は実際の負荷に対丁 ルプロセス・レスポンスを正しくオフセットする負荷信号ｌ工（ｔ）により作動 する。そのときフィードフォワード制御信号ｕｆ（ｔ）はアクチュエータ１８を 通してプロセス１６ｔ−変えるので、プロセス測定信号ｙ（ｉ）は負荷信号１． （ｔ）の変化にかかわらず設定点信号ｒ（ｔ）に等しい。そのとき負荷信号１． （ｉ）のアプセツ）１制御するフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）は要求されな い。

次にフィードフォワード外乱を制御することの負担は、フィードフォワード・パ ラメータが連続する過渡現象と共に理想の適応に集中するにつれて装置のフィー ドバック部分からフィードフォワード部分に次第に一移される。理論的には、オ フセラトラ除き、フィードフォワード制御は結局制御の大部分を含む（ｕ４（ｔ ）＝ｖ（ｔ）。

ｕｂ（ｔ）　−０）。フィードフォワードは作られたバイアスを修正することが できないので、セット点信号ｒ（ｔ）または測定信号ｙ（ｔ）のノイズおよび説 明されない変化を修正する小量のフィードバックが予想される。

第１図に示される実施例では３つの問題が含まれる。

負荷信号１１（ｔ）により直接作用する補償係数を変えると、補償されたフィー ドフォワード制御信号ｕｆ（ｔ）を追い出すことがちる。しかし、もし負荷信号 ユ、（ｔ）が補償前に微分されＬｆ）別法として現在の値と以前の値との間の差 が取られるならば、定常状態値はゼロであり、追出しは回避される。微分された 信号は補償器および既存の係数により補償されることがある。補償されたフィー ドフォワード制御信号ｕｆ（ｔ）は積分されて、原補償を回復する一方、新補償 に入る。微分および再積分は各信号の連続するサンプルの差をとりかつ新規に計 算てれた各フィードフォワード制御信号を前の値と共に加算することによってデ ィジタルで行うことができる。２個以上の信号が補償される場合は、いくつかの 補償された信号は一括加算されたフ積分される。

積分逼れた僅のオフセットはフィードバック制御により修正することができる。

微分および再積分は本方法の好適なｉであるが、不可欠ではない。もう１つの解 は、追出しが生じてフィードバック制御器内にオフセット値を別々に加えるよう な追出しを認識することである。

第１図に示される実施例に伴うもう１つの問題は、フィードバック制御のワイン ドアップ（ｗｉｎｄｕｐ　）である。干渉するフィード７オフード制御はフィー ドバック制御器の効果を見誤らせ、その結果フィードバックのワインドアップを 生じることがある。治療法はフィードバック効果を計算し直したり、別の方法で フィードバック制御の効果を分離することである。組み合わされたフィードフォ ワード信号はり−ド３８の外部アクチュエータ測定信号Ｘａから差し引かれて、 フィードバック制御器２６に戻されるリード３６の外部フィードバック信号ｘｂ 　”ｆ計算する。制御作用の真の効果をフィードバック制御器に知らせるために リード３６の外部フィードバック信号Ｘｂｆ供給することはフィードバック制御 技術の部分であるので、フィードバック制御器は物理的限界を認識して、補償さ れた制御信号を無限に積分しない。

第１図に示される実施例に伴う第３の問題は自主制限である。もしフィードフォ ワード制御信号が別々に積分されるならば、リード６ｏの再積分てれたフィード フォワード制御信号ｕｆ（ｔ）はベースを持たず、信号の絶対値の外乱を生じる ことがらり、結局は装置を物理的限界に到達させる。フィードバックおよびフィ ードフォワード部分は、おのおのがドリフト全平衡さセようとするので反対方向 にドリフトすることがある。

その結果、制御部分の片方ま１こは両方は無用に制限することがある。治療法は り−ド２０の組み合わされた最終制御信号Ｖ（ｔ）を不変に保つが、フィードバ ック制御信号ｕｂ（ｔ）　ｔバイアスしてフィードフォワード制御信号ｕｆ（ｔ ）　ｆ反対方向にバイアスすることによって制御間でシフトさせることである。

フィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）およびリード３６の合成外部フィードバック 信号ｘｂが制限外であると門、信号はフィードバック制御信号Ｊ）（ｔ）　を減 少しかつフィードフォワード信号ｕｆ（ｔ）　を増加するように調節されるので 、最終制御信号Ｖ（ｔ）は不変であるが、フィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）お よび外部フィードバック信号ｘｂは制限されている。フィードバック制御信号ｕ ｂ（ｚ）およびフィードフォワード信号ｕ４（ｔ）がシフト調節される場合、適 応計算のために記憶された特性化プロセスの累積信号値は適応計算の外乱を回避 するために調節し直さなければならない。

第２図は外部フィードバック機能を果たしかつワインドアップおよび積分ドリフ トを除去するためにフィードバックとフィードフォワードを組み合わせる好適な 実施例を示す。第２図の構造の大部分の部品は第１図に示てれる構造に対応して いる。適応処理装置６２は負荷信号１ｉ（ｔ）、セット点信号ｒ（ｔ）　（リー ド８６）、および測定信号ｙ（ｚ）　’ｒ：受信する。外部アクチュエータ測定 信号ｘａはリード３８により受信され、フィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）に代 わる数字記号として用いられる。適応処理装置６２はさらにリード８ｏによりフ ィードバック制御器８４からフィードバック制御器の積分時定数工を受信する。

積分時間工は適応処理装置６２または補償器５４のどちらかの便利な点に加えら れるので、リード５６に現われる補償器５４からの補償された出力は、非積分の フィードフォワード制御信号ｄ／ｄｔｕｆ（ｔ）と積分時間工との積を含む。積 （１）　（ｄ／６ｔｕｆ（ｔ）　）はリード５６により加算器３４に供給され、 ここでそれはリード３８の外部アクチュエータ測定信号ｘａに加えられる。和Ｃ Ｉ）　（ｄ／ｄｔｕ、（ｉ））＋Ｘａは、リード８２によりフィードバック制御 器８４に供給される。

フィードバック制御器８４は比例、積分および微分の諸機能と共に作動する標準 のハードウェアならびに処理機能を含むものであるかもしれない。またフィード バック制御器８４は、第１図の実施例のようにＩＪ−ド２４の測定信号ｙ（ｔ） およびリード２８の設定点信号ｒ（ｔ）　ｔも受信する。好適な実施例では、フ ィードバック制御器８４は積分されないフィードフォワード信号積と外部アクチ ュエータ測定信号との和（Ｉ）　（ｄ　／　ａｔ　ｕｆ（ｔ）　）　＋　ｘａが 加算される点までフィードバック制御信号を部分発生させ、和は最終制御信号Ｖ （ｔ）　’ｅ作るまで一緒に積分てれる。最終制御信号ｖ（ｔ）は次にリード８ ６によりアクチュエータ１８に供給される。

第３図は、フィードバック制御器８４にワインドアップ防止プロセスを作る積分 されていないフィードフォワードおよびフィードバック信号の好適な組合せ積分 の制御図を示す。好適な解は、フィードフォワードおよびフィードバック両制御 信号について１個の積分器を使用する。

積分時間を乗じた積分されていないフィードフォワード制御信号と外部アクチュ エータ測定信号との組合せ（Ｉ）　（ｄ／ｄｔ　ｕｌ（ｔ）　）　十ｘａ　は、 遅れ機能ブロック８８の入力である。

遅れ機能ブロック８８は入力和を遅らせてリード９０に遅れ出力信号を作る。

、同時に、リード２４の測定信号ｙ（ｔ）は微分ブロック９２によって作動され る。結果はディファレンサ９４において設定点信号ｒ（ｔ）から差し引かれる。

次にその差は比例帯ブロック９６によって乗じられ、積分機能を含まないリード ９８の部分発生のフィードバック制御信号全作る。

リード９０の遅れ出力信号は次に加算器１００においてリード９８の部分発生の フィードバック制御信号と組み合わ逼れる。その和は最終制御信号Ｖ（ｔ）とし てリード８６によりアクチュエータ１８に供給される。

最終制御信号ｖ（ｔ）は、リード３８の外部アクチュエータ測定信号ｘａとして 、直接または最終制御信号Ｖ（ｔ）に対するレスポンスの測定によって戻される 。

いずれの場合も、リード８６の最終制御信号Ｖ（ｔ）の影響はリード３８により 加算器３４１に通して遅れ機能６８の入力に戻され、積分の１こめの単位利得フ ィードバック・ループを閉じる。フィードバック制御信号６　／　ｄｔ　ｔ）ｋ ）Ｄ）の積分は、実際には、積分された出力に比例信号を加えて他の既存フィー ドバック制御器８４モードで積分を組み合わせる。その結果は境界内に保たれる アクチュエータの制限により限定されるいま積分されたフィードフォワードおよ びフィードバック信号の和ｖ（ｔ）　＝　ｕｆ（ｔ）　＋　ｕｂ（ｉンである最 終制御信号Ｖ（ｔ）　ｔリード８６に作ることである。

補償および再積分を伴う負荷信号の微分は補償更新からの衝撃（ｂｕｍｐｓ　） 　ｋ取り除く。遅れ機能４０に通して組合せのフィードバックおよびフィードフ ォワード信号を送り戻丁と値のワインドアップが防止されるのは、値の境界が外 部アクチュエータ測定信号Ｘａ３６を制限し、それによってそれ以上の積分が停 止でれるからである。最後に述べるが、積分は数個所ではなく１個所で生じ、そ れにより別々の積分器を調整することが省かれる。制御積分器２０の機能はフィ ードバック制御器、補償器、または都合のよいプロセス制御と合併されることが ある。異なるフィードバック制御器は、フィードフォワード制御信号とフィード バック制御信号との組合せを積分する異なる信号処理を要求することがある。

補償器５４の機能に戻ると、制御装置は負荷信号１、（ｔ）、測定信号ｙ（ｔ） 、およびフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）　ｔ−規則正しい間隔で抜き取る。

信号のサンプルは、ソース信号の範囲に対応するＯ−Ｉ　ＤＯチの計算用固定範 囲に変換される。抜き取られかつ変換された各フィードフォワード信号は、信号 はフィードフォワード制御信号成分に変える伝達関数を持つ対応する補償器に加 えられる。

補償器は進み、遅れ、または無駄時間補償器、あるいはプロセスの低周波作動を 補償する：うに選択されたその組合せとして、いくつかの普通に使用されている 基本的なフィードフォワード補償器のどれであってもよい。より高位の進みおよ び遅れを含めると、より高い周波数の動制御を改善できるが、他の方法では重要 な低周波制御あるいは設計の有効性および安全性に影響を及ぼさない。各補償器 は、対応する負荷信号１工（１）入力に応じて補償出力を決定する値七持つ調節 可能な係数を有する。補償器の係数の正しい設定が本発明の目的である。補償器 が実際に抜き取られたデータの計算として英雄され、信号抜取と同じまたは同様 なスケジュールで実行されるとき、補償器は連続伝達関数としてここに提供され る。連続伝達関数は一段と容易に説明てれ、また抜き取られ几データの伝達関数 の正式な陳述は可能であるが、それは複雑であり一段と不明瞭である。

補償の通常形式は例えばＣニーＡｉＬ工のような簡単な変換であり、ここでＣ工 は補償結果の変形であり、Ａ工は補償器の伝達関数であり、Ｌ工は負荷信号１□ （１，）の変形である。完全な補償は不要であるので、特に高周波成分では、補 償器の設計は利用できる積重の補償モジュールに基づくことがある。補償器の伝 達関数はラプラス変数Ｓでティラー級数の形を有するように選択され、ここで低 次級数の係数は対応するインパルス・レスポンスのモーメントに相当する。低次 ティラー級数の項から補償器係数への変換は知られなければならない。例えば、 補償器は無駄時間とか、技術的にありふれた遅れと進みの異なる組合せとかを含 むことがちる。下記の例は基本的な補償器の組合せでちる。記号に、Ｔ、および Ｇは固定した補償器係数でちる。無駄時間の簡単な伝達関数は係数におよびＴに ついて解くことができるティラー級数として下記に示される二また遅れについて は： また進みと遅れの間の固定比Ｇを持つ進みおよび遅れについては： ｋ（Ｔｓ＋１）／、（（Ｔ／Ｇ）ｓ＋１）−ｋ（１−Ｇ）Σ　（−ＴＳ／Ｇ）１ １詭Ｏ 技術的に知られる２次分母はより良好な高周波ノイズ・フィルタを与え、出願人 によって好適とされる。基本的な補償器の他の組合＋：が知られている。

適応処理装置６２は、補償器４５に使用される補償係数を計算する。全過渡現象 のすべてまたは重要な部分が調査されてプロセス関係が決定される。全過渡現象 および似ていない連続適応方式を調べるために、本方法は過渡現象の開始を検出 する。数多くの可能な検出トリがが利用できる。一般に、いったん信号値が定常 状態条件から確実に移動した場合、過渡現象が記録される。

開始と同時に、外乱はプロセス測定信号ｙ（ｔ）および最終制御信号ｖ（ｔ）と 共に数学的に特徴づけられるので、３つが関連される。ティラー級数、他の多項 級数およびフーリエ級数のような一般級数特徴づけを含む、数多くの特徴づけが 可能である。級数形式が考えられる場合、係数はモデルによって入力を結果に以 後関係づけるために必要なすべてである６特徴づけの工程は次に、外乱信号の級 数表示の係数を計算することであり、好適な実施例では各係数が外乱信号の異な る重み付き時間積分に対応するような係数の計算を含む。

伝達関数はラプラス変換として茨ゎされ、またラプラス変換は次にティラー級数 として拡大される。ラグラス変換のティラー級数係数はモーメント計算に似た彫 金有する。したがって微分入力信号によるモーメント計算は、ティラー級数係数 を作るのに用いられ、またティラー級数係数は補償器係数に変換することができ る。

多重負荷信号および数モーメント度で、多重補償係数の一連の式が解かれる。

出願人はモーメント度によって入カプロセス変数信号ヲ特徴づける。外乱が生じ るにつれて、モーメント計算はティラー級数係数であるモーメントラ作るように 微分信号により興行される。同様に、フーリエ級数または他の級数の係数の計算 が行われる。特徴づけには任意な項数が含まれる。低次の項が通常一段と重要で あり、また信号およびプロセスにより、高次の項が含まれるとノイズの特徴が示 される。

外乱の開始時に本装置はプロセス測定信号ｙ（ｔ）、最終制御信号Ｖ（ｔ）　、 または別法でフィードバック制御信号ｕｂ（ｔ）、被制御測定信号ｙＤＬおよび 各負荷信号１１（ｔ）、１組の開始する定常状態値、ならびにゼｏｉ丁べてモー メント・データに対応して記憶する。

計算は微分され、抜き取られた時間信号のモーメントに基づいて行われるが、た だし ｙ’　（ｔ）　−ｙ（ｔ）　−ｙ（ｔ−１）ｖ’　（ｔ）　−ｖ（ｔ）　−ｖ（ ｔ−１）ｕｂ’　（ｔ）　＝　ｕｂ（ｔ）　−ｕｂ（ｔ−１）１４’　（ｔ）　 −１１（ｔ）　−１よ（ｔ−１）信号は変換されかつ便宜上簡単にモーメントと 呼ばれるモーメント変換級数を生じるようにモーメント関数によって作動される 各級数項？持つ級数として拡大される。ラプラス変換の第ｎモーメントはそのと き下記の式により各サンプルについてそれぞれ計算され、ただしｎはモーメント 度に関する正の整数または０でちり、Ｊは外乱開始からのサンプル時間をカウン トする。２３項は抜取り時間に測定された特性外乱回復時間である。特性ループ 時間ｔｃの影響はモーメントから抜取時間の次元（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　）　ｆ ｋ去することである。第１処理方法では、特性ループ時間は無視され、ｔｏは１ でおる。サンプルが正規の間隔で取られる場合、サンプＡ−のカウントは外乱タ イマとして役立つ。

定常状態が整定によって得られると、以後の貢献はほとんどゼロであるので、加 算要求は無制限に行われず、終ることがちる。そのときモーメント値は外乱を特 徴づける。他の級数表現も同様に使用できる。現在の積分されたモーメント値は 各過渡適応の開始時にゼロにされる。

この場合もまた、連続適応方式と違って一本方法は例えば外乱終了のような、外 乱終点の特徴づけを決定する。信号にノイズがない場合、連続する信号値の比較 は整定を示すことができる。ノイズのために、出願人は組の平均から１組の値を 得る手段を比較するのを好む。最近の偏差が最近の平均に近い場合、外乱は整定 したと定義される。１つの実施例は変動整定の検査の部分として二重義務でモー メント計算の中間値を使用する。

新しい外乱特徴づけを持つ伝達関数関係は新しい係数で更新されることがある。

下記説明において、入力とプロセス・レスポンスとの関係がモデルに関して作ら れそして解かれる。実際の＠置では、モデル関係は繰返し解かれず、特徴づけの 係数は補償係数音直接作るプロジェクション・プロセスに使用される。下記のモ デル説明は好適なモデルをどう解くかの例である。

他のモデル関係は同様に作られ、そして解かれるが、この場合変換の有無にかか わらずプロセス人出方の未解決の係数は直線的に関係づけられる。

好適なプロセスの伝達関数モデルは下記の式で表わされる Ｙ　＝　（Ｖ＝ＬｕＡ”、−Σ、Ｌ、人、’）　（Ａ’、）−１または別法とし て ＹＡ　ｍ−Ｖ　−ＬｕＡ−−Σｉ”ｉ”’；ただしＹ、ｖ、Ｌ、およびＬｕは測 定信号ｙ（ｔ）、最終制御ｖ（ｔ）、測定済負荷１ｉ（ｔ）、および未測定負荷 １ｕの変換であり、またＡｔｔ、Ａ１、およびＡ１は実際のプロセス灸件に対応 する測定、被測定負荷ならびに未測定負荷の理想の伝達関数でちる。便宜上、示 された式は１個のフィードフォワード信号の形を持つ。式は多重負荷信号１□（ １）について−膜化することができる。

式はプロセス測定信号Ｖ（ｔ）が制御信号ｖ（ｔ）、未測定負荷信号１ｕ−およ び負荷信号１□（１）の線形和として得られるプロセスを定義するが、各信号は 対応する伝達関数Ａｕ５Ａよ、およびＡＩｎヲ持つｔプロセス素子ａｕ１ａよな らびに軸によってに形てれる。他のモデルは、プロセス測定信号ｙ（ｔ）が変換 てれた入力の線形和から生じる場合に使用することがちる。例えば、設定点は入 力変数として取り扱うことができる。

式は、以前の解と現在の解との差であるモデル伝達関数における誤差Ｅｉ、Ｅｍ 、およびＥｕによって再び哀わされる。誤差形式は実際に、数値誤差を最小にす る式の原点をオフセットする。未測定外乱の誤差は丁べての未測定外乱を等しく すると思われる（　Ｅｕ＝　札現在、Ａｕ＝ｏ以前）。結果は下記のように配列 される： ■−Σｉ”ｉＡｉ　−Ｙ”１　”’　”ｕＥｕ　”　Ｙ”’ｍ＋Σ１ＬｉＥｉ別 法として、項Σ、ＬよＡ工はモデルの中にフィードフォワード補償を含めること によって除去することができる： Ｕｂ−ＹＡ、　＝　ＬｕＥｕ＋　ＹＥＹ、＋Σ１ＬｉＥｉ各式にある伝達関数は 微分てれたティラー級数式としてＳで展開することができる。

Ｙ’（ｓ）−’ｙＱ　十　ｙ１８　＋　Ｙ２Ｓ２　・・・Ｕｂ’　（Ｓ）　−ｕ ｂ□　＋　ｕｂｌｓ　＋　ｕｂ２ｓ２””Ｖ’（ｓ）　−ｖＯ＋　ｖｌｓ　＋　 ｖ２ｓ２　＋・０Ｌｕ’　（ｓ）　＝　ｌｕ。

（ＬｕＩ（ｓ）のよジ高次の項はＯに等しい）Ｌ工′（Ｓ）璽１□ｏ　＋１１Ｉ ｓ　＋１．２８２　・・拳Ａ４（Ｓ）　−ａｉＱ　十ａＩＡＳ　＋　ａ１２ｓ２ ＊＊＊ｆｉ、Ｃｓ）　＝　ａ、Ｏ＋　ａｍＩｓ　＋ａｍ２ｓ２−１Ｅｕ（ｓ）　 ＝　ｅｕＯ＋　ｅｕｌｓ　＋　ｅｕ２ｓ”　−−−Ｅｌ（ｓ）　＝　”ｉｏ　＋ 　ｅｌｌｓ　＋　ｅ１２ｓ２　−１ＥＴｆｌ（ｓ）　＝　ｅ、Ｏ＋ｅｍ１ｓ　＋ 　ｅＩｎ２ｓ２　・・帝モデル式はティラー級数の項を掛けて共通項をまとめる ことによって展開される。便宜上、高次の項は削除されている。

（ｖｏ　−１１ｏ１″ｉｏ−Ｙｏ’ｎｏ　）”　（ｖｌ　−１ｉｏ’ｉ１−　ｘ ｉｌａｌｏ−ｙｏａＱｌ　−ｙｌａｍｏ　）ｓ”’　（１ｕｏ８ｕｏ　”　ｙｏ ｅｍｏ　”　ｌｌｏ”ｉｏ　）　十（１ｕｏｅｕｌ　＋ｙ　Ｏ”ｍ　１　＋ｙｌ 　’ｎｏ　＋　１１ｏｅｉ　１　＋　ｌｉ　１ｅｉ　□）ｓ■の式を持つ級数に よるモデル式の展開を示し、よ！ｌｌ高次の項を除去すると： （Ｖｏ　＋ＶＩＳ　） −（１□。＋１□□ｓ　）（ａユ。十ａ工□Ｓ）−（’Ｙｏ　＋　７１Ｓ　）（ ａＢ（＋　＋　ａ、ｎＩｓ　）”　（１１２（＋　）（ｅｕｏ　＋ｅｕｌｓ　） ＋（ｙｏ　＋　ＹｌＳ　）（６ｍ０＋ｅＢ、ｓ　）＋（１４゜＋　１４１３　） ＣｅｉＱ　＋ｅ□、ｓ　）出来上った式は次にＳの同じ１を有する項から式に分 離される： Ｓｏについては： （ｖＯ−Σ１１ｉｏａｉｏ　−ｙｏａｎＯ）−（１ｕｏｅｕｏ　”　ＹＯｅｍｏ ＋Σ１１ｉｏｅｌｉｏ　）Ｓｌについては： ｖｌ−Σ１１ｉｏａＤ　−Σ１ｘｉｌａｉｏ　−Ｖｏａｚｘ−Ｙｘａｚ。

−（１ｕＯｅｕｌ十ｙＯｅＩｒ！１ ”　Ｙ１ｅｍｏ＋Σ１１ｉｏｅｉｌ＋Σ１ｌｉｌｅｉＯ）生じる式は別個に解か れず、下記のグロジェクショ７手順は現在の解を次の更新された解からオフセッ トする誤差項ｅｒＱ１ｅ工、およびｅｕについての解を作る。

ティラー級数の係数（”０５ｙ０．１□。、Ｖユ、ｙユ、１ｉ□、以上残りの項 について同様）は、制御信号（Ｖ（ｔ）からのｖｏ　ｔ　ｖｌ　）、プロセス測 定信号（ｙ（ｔ；）からの’Ｙｏ　ｔ　’Ｙｌ）　％およびフィードフォワード 信号（１ｉ（ｔ）からの１１゜ｔｌｉｌ）からモーメントの初期の式によって計 算される。

いったん変動が整定すると、補償係数が更新される。

モデルは線形であるので、解はモデル係数のスペースに線形サブスペースとして 表わされる。モデル・スペースの次元は選ばれたモデルにおけるプロセス変数の 数と、補償に用いられるモーメントの数との積に等しい。本モデルでは、もし１ つのモーメントが使用されるならば、測定信号用の１つの軸、未測定負荷用の１ つの軸、および各被測定負荷用の１つの軸が存在する。

もし２つのモーメントが使用されるならば、各信号および負荷用の２つの軸が存 在する。解サブスペースのどんな点でも１組の入力条件、例えば特定の過渡現象 について同じ補償結果を与える。異なる過渡現象については、特定の解スペース 中の異なる点は異なる結果を与えて補償はよく行われない。問題は連続する解を 丁ぺての条件を正しく補償する点に集中することである。

プロジェクション法は、既存の解から最小の変化金持つ１つの解を新しい解スペ ースに決定する。負荷変数がアプセットでなかった場合、関連補償値は変更され ない。現在の解にある誤差の項の軸を考えるのが便利である。現在の解はそのと き解スペースの原点であり、新しい解は更新される解を作るために現在の解に加 えるべき増分に対応する。単一負荷、単一モーメント・システム（すなわち定常 状態）では、６次元スペースが測定誤差ｅ、、ｌ”　ａ翫−ａ、、未測定負荷ａ １１　％および単一負荷測定誤差ｅｌ−９，τ−ａよ　用の軸と共に使用でれる 。追加の負荷はｅニーａ”ｉ　−ａｉに対応する追加の誤差軸を加える。追加の モーメントは軸の数を乗じる。解スペースは選択されたモデル関係、すなわちこ こに使用てれるような式によって定められる面である： ”０−１ｉ０ａｉＯ−ＹＯａｚＯ＝　１ｕＯａｕＯ＋１ｉ０ｅｉＯ”ＹＯｅＢＯ 誤差スペースにおける更新された解は、前の解（０，Ｄ、Ｏ）からプロジェクト することによって解かれている式の最も近い解まで計算される。最も近い解は下 記のように標本の手段で計算された点（ａｕｏ？ｅ１ｏ、ｅｍＯ）である。

１１ｏ（ｖｏ−１１ｏａｌｏ−ｙｏａｍｏ）誤差計算は補償器モーメントの更新 値を定める。１つのモーメントおよび多重負荷に関する解の組は、下記のベクト ル定義によってベクトルの形で再計算される： Ｅ　＝　（ｅ）。ｖ　Ｃ２゜ｔ　Ｃ３゜ｔ　・”　ｖ　％ｏ　：］　ＴＵ　＝　 ＣＶＯ−（１１０ａｌＯ”　１２０ａ２０＋１３０ａ３０　＋９°°）−ｙＯａ ｍ□：ＩＢ＝　ｌ−１ｕＯ＋　１１０ｅ　１２０ｔ　１３゜、・・・、ｙｏ〕Ｔ Ｈ−［１，□。、１□。ｙ１３０＊　・・・ｖ　Ｙｏ　）Ｔこれらの定義により 、前の解計算は単一ベクトル式として書きエアことができる： Ｅ霧Ｈ（Ｂ”己）−１Ｕ 更新された解（ａｕ、ｅ工ｔｅＨ１）は以前の解ＣＤ。

０．０）よりも理想値（ａ♂＋　ｅｉ”、ｅ♂）Ｋ接近したりそれから同じ距離 である。もし前の解が木屑と同じ解サブスペースにあるならば、屏息は理想群に より接近し得す、関連制御は等価である。本方法は未知の式より少ない式が存在 する場合でも解を与える。新しい解は外乱により影響されるプロセス変数の補償 値のみに影響し、また機会の大きさはデータが変化を最も少なく正当化するとき に最も小さい。追加の負荷を持つ装置では、追加の軸が加えられるが手順に依然 として同じである。

追加のモーメントが考えられるとき、解サブスペースは各モーメントについて発 生される。各モーメントの式はパラメータ・スペースよりも少ない１次元のサブ スペースを定める。モーメントよジも多いパラメータがあるので、モーメント解 スペースの次元はパラメータ・スペースの次元よりも小である。

好適な設計は８００項に関する式をとる：（Ｖｏ−（１：１ｃａ１ｏ＋・・・） −ＹｏａＩＨｏ）−（ｌｕｏｅｕＯ＋ｙ。勉。＋（１１０ｅユ。十・・・））こ れにＳｌの項に関する追加の式が加えられる：（ｖｌ−（１＝ｏａ１１＋　・・ ・）−（１４１ａユｏ”・）　＝’ＹｏａＢ１−Ｙｌａ！ｎｏ）　”（ｌｕｏｅ ｕｘ”ｙｏｅＢｘ＋ｙｘｅｚｏ＋（ｌｘｏｅ□１”す＋（１１ｉｅｌＱ＋　＋１ ＋・）もし追加のモーメントが計算されるならば、対応する追加の式が含まれる 。好適な方法では、解は誤差スペース原点から２つ以上の式の交わりによって作 られるサブスペース内の最も近い点にプロジェクトすることにより見いだされる 。

誤差ベクトルＥは負荷１．（ｔ）プラス１の数に１を掛けたものにモーメントの 数を掛けた次元を有するＥ　−［ｅｌｏ　１　Ｃ２ｏ　ｌ　Ｃ３０ｔ　”’　＊ 　ｅ１ｍｌｅ１１＋ｅ２１＋　６３１＋””＋ｅ？＋１１：ｌＴベクトルＵはモ ーメントの数に１ｔ−掛けた次元を有する。

Ｕ　＝　（ｖｏ　−（Σｉ−＝□　１ｉｏａｉｏ）　−Ｔｏａｍｏ　ｔアレイＢ は負荷の数プラス２（１つは未測定負荷ｌｕＯ用、１つは測定用）にモーメント の数を掛けた次元（ｍ）（ｎ＋２）　ｋ有し、ここでｎは被測定外乱１□（１） の数である。

アレイＨは負荷プラス測定用の１にモーメン）　（ｍ）を掛けた（　１１（ｉ） 　＋１）　（ｍ）の次元全有了る。

マトリックス定義により、解計算は同じ代数形式でかつベクトルおよびマトリッ クスを表わす記号によって示される： Ｅ　−Ｈ（ＢＴＢ）−１０ ３つ以上のモーメントが使用されるならば、マトリックス式は追加の列で拡大さ れる：マ）　ＩＪックスＢおよびＵは解くべき各式について１つの列を有し；計 算されるモーメントの各レベルについて１つの列を有する。２つ以上のフィード フォワード信号が用いられるならば、その効果は計算されるモーメントのレベル の数と、量２にフィードフォワード信号の数を加えたものとの積に等しい多数の 未知を導くことである。

出願人は、展開され１こモデル解から生じる下記の特有なプロジェクション計算 を与える２つのモーメント・スペースを採択する。右側の項はすべて信号の七− メントから直接計算てれる。

８０式によってＳＯｐ　Ｓｌｙ　ＳｏｌおよびＤｅ１′（！ｌ−計算する：Ｓｏ ）　−Σ、（（１４ｏ）（１□１））　”　（’Ｙｏ）（Ｙｌ）Ｄｅｌ−３ｏ　 ”　（５Ｏｙ）　”　（Ｓｏｎ）　）５０式によって調節でれた制御信号モーメ ン）　Ｕｏ’　。

Ｕユ會計算する： ＵＯ”　”Ｏ−Σ１（ｌｉｏＪｏ）　−７ｏａＢ。

Ｕｎ　”　ｖｌ−Σ１（ｌｌｏａｌｌ”　１４１ａ４ｏ）　−Ｙｏａｍｌ　−Ｙ ｌａｍ。

Ｃ０式によって適応係数で計算する： ｂｏ−［（Ｓｏ＋５１）Ｕｏ　−ＳＯ□ＵＩ：］／　Ｄｅｌｂｌ−（ＳＯＵｌ− ５ＯＩＵＯ）／　Ｄｅｌｄ９式によって各フィードフォワード補償の補償係数を 計算する： ａＩＱ　ｘ　ａｉｏ　”　ｂＯｌｉｏ　”　ｂｌｌｉｌａｉｌ−ａｉ１＋ｂ１１ １０ ８０次の適応について、逆プロセス”ｍｏｌａ工１七式によって計算する： ａｎｏ’″ａｍｏ　十ｂｏＶｏ　”　ｂＩＹｌａｍｌ　”　ａｍｌ　＋ｂｌ’Ｙ 。

ｆ、補償器伝導関数について補償器パラメータに対応する補償器モーメントの多 対から、例えば係数う、。およびａ、□と共に進み遅れ補償を計算するｋ（Ｔｓ 　＋　１）／　（（ＴＧｓ　＋　１））＝　ｋ（Ｔｓ＋１）／　（（Ｔ／Ｇ）ｓ ＋１）＝　ｋ＋ｋ（１−（））（−Ｔｓ／Ｃ））−−−＋ｋ（１−Ｇ）（−Ｔｓ ／Ｇ）ｎ”　’ｉｏ　”　ａｉｌｌ（Ｓ　＋＋ｎ（ティラー級数で茨わされる） 、また式によって進み遅れ比Ｇを計算する： になｌ１ｉ（Ｉ Ｔ　＝　−ａｉｌｔｃＧ／　Ｃｋ（Ｃ）−１）　）プロセスの動子整合が顕著に 遅延するならば、Ｔが通常Ｏにセットされるのは、進みが遅れｔ打消し得ないか らである。

他の解の点ア；選択されることがある。前の解スペースは保持され、現在の解ス ペースと以前の解スペースとの交差する点が新しい解として使用される。最も近 い交差点が望ましいが、最も近い交差点と現在の解の点とのベクトル組合せも受 け入れられる。交差が生じなかった場合は、最も近い点のグロジエクションが使 用される。多くの適応計算が完了した場合、最新の解がノイズ特徴’ｋＷわ丁と 思われる理由がある。可能な解は前の解の重み付き部分を取って、重み付きの前 の解が一段と顕著になるようにプロジェクトされた解を加えることである。一般 に、現在および以前の解の重み付きベクトル組合＜を選択することが、本開示を 与えられる当業者に考えられる。

未測定負荷信号は設計において特別の役割を占める。

未測定負荷変動の明確な識別は適応システムでは異常でおる。特に、未到定負荷 効果の１こめにプロセス・モデルにパラメータ？含めることが残りのパラメータ の正確な決定を改良するのは、測定負荷に誤差が誤って割り当てらルないからで ちる。もう１つの利点はプロジェクション法を意味下る。プロジェクション法は 、例えば連続適応法で普通見られるように値がごくわずか変化し１こ場合の連続 データ・サンプルのように、サンプル・データから得られた連続モデル式が同様 でちるとき、ゆつくりと集中する傾同がある。

未測定負荷１ｕの微分はインパルスとして処理されるが、区域馬。′は外乱の開 始時に生じ、対応する理想の未測定負荷補償器札によって作動される。未測定負 荷信号の低次項１ｕＯは未測定変動のありそうな大きさ！！−表わす定数として セット石れる。未測定負荷の値１ｕｏはそのとき、被測定外乱を検出するのに用 いられるノイズしきい値と同じ値に選択することができる。

未測定負荷信号几のより高次の項はＯにセットされる（１ｕよ＝Ｏ）。

モデルの未測定負荷１ｕは形式的に未測定外乱負荷ヲ表ワすが、プロジェクショ ン法では、未測定外乱負荷１ｕは適応の割合を制御する。ｌｕｏの小さな値、例 えば測定負荷１ｉｏの平均の実際の低次項より小さい値は、外乱の大部分が測定 負荷のぜいであり、ごくわずかが未測定負荷のセいであることｋＮ昧する。結果 は１つの外乱内でほぼ完全な適応であるが１．ノイズに対する感度には金がかか り過ぎる。ｌｕｏの大きな値、例えば測定負荷１．。の平均実際の低次項より大 きな値は、外乱の大部分が未測定負荷のせいであり１ごくわずかが測定負荷のせ いであることを意味する。結果としての適応は遅く、多くの外乱を整定さセる必 要がちるが、生じる適応は多くの外乱の控え目な平均である。

プロセス・モデルは別の方法で、最終制御・信号ｖ（ｔ）に代わるフィードバッ ク制御信号１１ｂ（ｔ　）によって哀わされ、また対応するティラー級数または モーメント式が同様に生じる。フィードバック信号ｕｂ’ｔ’表わされたとき、 補償は使用下べきであると思われ、したがってプロセス制御１８は飽和しない。

いずれの場合も、計算は各補償器の伝達関数に適応丁べき動補償係数の数に等し い各信号用のモーメントの数を含む。

未測定負荷信号。の制御影響金例示することができ、定常状態のフィードフォワ ード制御が多重外乱を伴う場合、解は下記の形ｔとる： ］、。［Ｖ−（ａｌｏｌ、ｏ”　ａ２０１２゜＋・・・）−ａ、、］。Ｙｏ〕測 定負荷ｌ工。および未測定負荷１ｕｏに関する大小の値の効果は式で比較するこ とができる。もし未測定負荷１ｕＯが測定負荷１１゜に比べて小であるならば、 １１゜の適応は未測定負荷値。の影響を比較的受けない。もし未測定負荷１ｕＯ が１１０に比べて大きいならば、ｌｉ。

の適応は遅くなる。こうして、もし未測定負荷１１．１０が小さいが重要な未測 定外乱に対応するようにセットされるならば、適応は１１０が０であるとき止ま り、１１Ｏが重要だが小さいときゆっくり進み、ま７Ｃ１ｉ。が大であるとき急 速に進む。未測定負荷定数１ｕｏの好適な設定は、そのとき、予想信号ノイズよ ジ大きくかつ重要と思われる信号変化より小さい値である。馬。全ノイズしきい 値に設定することが望ましい。信号統計まπは集中法から未測定負荷定数１ｕＯ の値を計算することが大切でちる。未測定負荷値１ｕｏの作用は、より高いモー メントが含まれるとき本質的に不変である。

プロジェクション法は、入出力に関するＳＯおよび＄１モデル式−ｆ＋−満足す るモデル・パラメータで重み付き二乗変化の最小和？計算する。未測定負荷１ｕ Ｏ、プロセス測定ＹＯ％最終制御信号Ｖ。、フイードフオワード外乱１ｉｏの第 ０項は貢物大信号の百分率として測定されるので寸法が測れない。対応する第Ｏ Ｍ償係数ａよ。、鞄。、およびａＵＯも寸法が測れない。より高次の級数項、第 １および以後の補償項は、時間係数ｔ。′、閉ループ用の特性回復時間と共に正 規化てれている。

時間係数ｔ。はパラメータ・スペースでの距離測定に影響し、したがってグロジ エクショ７法の集中の割合に影響する。

普通、フィードバック補償係数ａｍｏの絶対値は、優性遅れプロセスのＯから、 優性遅延プロセスの１までの範囲内にある。最終制御信号ｙ（ｔ）および測定負 荷１ｉ　（ｔ）の倍率は、最終制御信号ｖ（ｔ）の変化が−１と１との間で補償 係数値ａ。、に意味する外乱変数１．（ｔ）の変化より大きくないように選択さ れる思われる。時間係数ｔ０はより高次の補償係数”ｒＱｌ、ａｉｌおよび＆ｕ １ならびにそれ以上が同様な範囲内に入るように選択すべきでおる。数値的には 、正規化時間定数は倍率項を１に近くなるように選択てれるので、任意な１つの 係数における与えられた大きさの変化はＳｏおよびＳ１式に比較し得る変化を生 じさせる。有用な時定数はフィードバック制御の閉ループ特性時間ｔ０である。

閉ループ特性時間は閉ループ特性式（閉ループ伝達関数の分母）にあるＳ１項の 係数である。

外乱のない閉ループ工程では： ｕ　＝　（ａｍｏ　＋　ａｍｐｓ　＋０．）Ｙ代表的なＰＩＤｆ！’ＩＪ御器で は Ｕ−フィードバック制御器出力 ｒ（ｔ）−セット点 ｙ（ｔ）−測定 ニー積分時間 り一微分時間 ｆ＝微分フィルタ係数、普通は０．１ Ｐ−比例帯 フィードバック出力ｕを除去することによって測定ｙを解くと： そのとき閉ループ特性時間は： ｔｃ　−Ｉ　（１＋　Ｐａ、１ｎｏ）　＋　Ｄフィードバック制御・器は閉ルー プ特性時間を得る異なる計算を別々に要求しながらパラメータ化される。

時間倍率は不要であるが、倍率が速度収束を助けるので望ましい。

第４ａ図から第４ｅ図までは、負荷信号を補償して負荷信号１□（１）から補償 係数ａよ、ｌを発生さゼる第１工程の１つの実施例の流れ図を示す。第４図の実 施例は、フィードバックおよびフィードフォワード成分が事実上独立している第 １図に示された構造に向けられている。工動ダイナミックスを捕えるのと一致し １こ速度で、各フィードフォワード・センサおよびフィードバック制御器からの １つの値は各時間サンプルの開始時に順に読まれる。信号はすべて注意される場 合のほか同様に処理されて、便宜上、下記においてｒＸＪで表わされる。

フィードフォワード補償は、既知の補償法により現在の負荷外乱に対抗する現在 の補償係数を用いて実行される。まず、現在の信号値と前の値との差が計算され る１０００抜取速度は一定と思われるので、連続する値の差は信号ｙ：’　−ｘ （ｔ）　−ｘ（ｔ−ｉ）の推測導関数に比例する。現在の信号の補償係数ａＯ１ ａｌのテス１１０゜１２０はデータに合う信号について、遅れ１３０．進み遅れ １４０または導関数１５０の補償器を選択するようにされる。信号補償は次に計 算嘔れる１６０゜下記の例の方法は第０のａユおよび興１のａ１モーメントなら びに釣合い定数Ｇを用いる好適な補償器を使用する。各補償器は、フィードバッ ク制御器の出力で高周波ノイズを最小にする第２次バターワース・フィルタを含 む。定数Ｇは進みと遅れの寄与の比を決定し、常時２から１０−！で範囲であり 、４が好適な値である。

もし追加のモーメントが計算されるならば、進みおよび遅れは別々に計算される 。もし箕１モーメントがＯであるならば、導関数／遅れはまず遅れを計算するこ とによって計算される 負荷信号１ｉ（１）に加えられる伝達関数（（Ｔｓ／　（ＴＧｓ＋１＞　）に対 応する再積分されγこフィードフォワード成分Ｃ工は下記の通り計算されたプロ グラム値を有するＣｉ　＝　Ｓｇｎ（ａｌン（Ｇ−１）（（ｘ’）−ｌａｇ）　 十　Ｃｉもし第Ｑ　Ｌｖａｏおよび第１のａ１モーメントの噴が正であるならば 、ｋ、Ｔが適応され、Ｇが固定されたｋ（Ｔｓ　＋　１　）　／　（ＴＣ−ｓ　 ＋　１）　に対応する進み遅れ補償器が使用てれ下記の通り計算される１４０： また負荷信号１．（ｔ）の再積分でれたフィードフォワード成分Ｃユは Ｃ４＝　ａＱ　（１ａｇ’Ｇ（ｘ’　−ｌａｇ）ン　＋　Ｃｉもしモーメン積が 負であるならば、ｋ／（ＴＳ＋１）に対応する遅れ補償器が使用され、下記の通 り計算される１５０： また負荷信号１．（ｔ）の再積分されたフィードフォワード成分Ｃ工は Ｃｓ１＝ａＱ　ｌａｇ＋　Ｃ，。

補償され一信号はフィードバック出力と共に累積されて、最終制御信号として工 程制御装置（図示されていない）に対して出される。

補償と共に順に、適応手順は現在の時間サンプルについて同じ信号値を用いて生 じる。広く述べれば、適応手原は２つの作動状態を有する。第１の状態では、外 乱が捜しめられ、負荷およびセット点信号は外乱を絶えず調斎される第４ｂ図。

外乱が検出されなければ、補償プロセスは不変のまま続き、各連続サンプルは既 存の係数で補スされ、合成制御信号が出場れる。

外乱が検出されるならば、第２状態に入り、ここで外乱はモーメント連の表示に よって特徴づけられる第４Ｃ図〜第４ｅ図。外乱特徴づけプロセスは、外乱の整 定または境界条件の超過のような終了条件が決定されるまで後続のサンプル値の 補償と同時に続行する。いったん外乱の特徴づけプロセスが終ると、外乱特徴づ けは補償係数の更新に使用され、外乱捜索プロセスが再び始まる。補償された制 御信号が出されてから、外乱捜索または特徴づけが現在の状態であるかどうかを 決定するテストが行われる１７００ 測定が負荷の定常状態値の取り囲み組の外側で移動するとき、外乱は負荷に認め られる。現在の負荷値を固定制限に対して調べることが外乱の最も簡単な検査法 であり、実際の実施例では負荷が所定ゾーンの外側にあるかどうかを知るために 各負荷は順に調量される。

定常状態・戸−７は、実際の実施例で前の固定値である現在固定し１こ値のまわ りのノイズ帯をカバーする。任意な負荷値１．（ｚ）またはセット点信号ｒ（ｔ ）が関連制限ゾーンの外側に落ちるならば、外乱が記録される。

他の外乱測定が使用されることがちる。特に、負荷信号の微分ま１こは積分の任 意なレベルが使用され、セット境界値と比較されることがある。こうして信号変 化の割合、マタはセット値からの１フセツトはアプセットの信号を送ることがあ る。また、境界・ｔ−ン値は連続する外乱が適応されるにつれて変化されること があるので、例えば適応プロセスは現在の外乱が大きな前の外乱ま―は前の外乱 の一部を越えるときに始まることがある。境界値は補償項を調節するのに用いら れる誤差値の間歇として、ま１こはノイズの実行する統、計的測定によっても変 えられることがある。

８１プロセスでは、フィードバック外乱のテストが行われ１７０、Ｌ７．−がっ て７ラグがセラ）１れる。セット点ｒ（ｔ）変化のようにフィードバック外乱の みが存在する場合はバルブ位置をリセットするフィードバック制御のみが使用て れ、フィードフォワード適応は使用不能にされることがある。フィードフォワー ド外乱のみが存在する場合またはフィードフォワードおよびフィードバックの両 外乱が存在する場合はフィードバック制御器の利得は低下てれてフィードフォワ ード適応が行われる。フィードバックおよびフィードフォワード制御器を対向的 に作動させる方策は取るべきではない。

外乱捜索状態では、外乱カウンタはＯにされ１８０１丁ぺての負荷が外乱につい てテス）１れる。現在値又と前の定常状態値ＸｓＳとの差が取られ、ノイズしき い値ＮＴと比較される１９００もし差がその負荷のノイズ・レベルを越えるなら ば、外乱がカウントｇれる。

もしフィードフォワード外乱が発見されなげれば、設定点信号ｒ（ｔ）とプロセ スＹ（ｔ）との差は制限ＮＴと比較されて、フィードバック外乱が検出でれる２ １００もしすべての負荷１４　（ｔ、）および設定点ｒ（ｔ）と測定信号ｙ（ｔ ）との差が調査されから、外乱が発見てれないならば、次のサンプルが捜索され 、外乱捜索が続行される２２０゜ いったんフィードフォワード外乱が認められると、外乱状態フラグがセットされ ２００、定常状態負荷信号ＸＳＳ測定はモーメント計算に用いる現在値ｘｐにリ セットテれる。各信号の外乱特徴づけは古い値から除かれる。各信号の第１およ び第２モーメント値ｘ′１゜Ｘ／　２はＯにてれる。各負荷の最大第Ｏおよび第 １モーメント１ｆｆＩ　Ｏ、１／ＸＩ　１はゼロにされる。本プロセスでは、外 乱はセグメントに分けられ、数個のセグメント関連値が計算される。外乱の初期 設定において、各負荷の現在セグメントに関する第１モーメントのセグメント積 分された絶対値ＩＡＢＸ　、および第１モーメントの平均値■αが初期設定され る２４０゜外部の特徴づけおよび外乱整定の認識の部分として、数個のクロック がまず初期設定される２５０゜第１のクロックに、第１負荷外乱の開始から最終 負荷固定の終了までの外乱の時間をｔとして計る。外乱タイマｔは１に初期設定 てれる。第２クロツクは予想外乱持続時間の推測値ＴＬを与え、まず最小値ＴＭ ＩＮにセットてれる。もう１つのクロックは現在のセグメント時間をセグメント 時間Ｔ工として各負荷につきタイム・ダウンし、公式により多数の最小時間と基 本値との和としてまずセラ）１れる。出願人は公式ＴＩ−ＴＬ”６＋２を使用す る。続いて入る負荷サンプルはいま第４Ｃ図でモーメント値を処理される６１０ ゜ いつ１こん外ｇ、が検出されると、問題は信号の特徴づけを止める時を決定する ことである。信号の整定は好適なカットオフ点である。信号がなめらかで外乱の 終！ｌが突然である場合、整定は連続する抜取り点を比較するこ、とによって容 易に検出される。信号がノイズが多かったり抜取速度に関してゆっくり変化する 場合、外乱の終りを検出することは困難である。出願人はこの第１の方法におい て、多重サンプルを含む外乱の発達するセグメント？考えることによってノイズ 全許容させる。平均石れ１こ９、フィルタされたり、他の方法でなめらかにされ た値が１つだけの点に代わって比較される。問題はセグメントｔどう長くするか を決定することである。なめらかにてれたセグメント値を用いて、平均からの偏 差が固定されたり外乱のサイズに関連される直よりも小であるときに外乱の終り が決定される。低周波の可変度ｔたは定常状態条件に関する他のテストが使用さ れることがある。初度セグメント長さＴＬは供給された定数ＴＭＩＮにより推測 される。推測外乱長さＴＬは続いて第１セグメント中に計算てれる。好適な実施 例では、外乱推測値ＴＬは負荷信号１ｉ（ｔ）の最大直によって割られた負荷信 号１ｉ（ｔ）の最大時間積分としてセットされる。その直で割られる積分は、プ ロセスに対して中性である抽象パルス喝時間を生じる。推測長さＴＬは連続する サンプルでテストされ、かつ現在の推測値が前の推測値を越えるときに拡大され る。逃走条件を防止するために最小および最大直に制限が置かれている。

整定に関するテストは、装置がノイズ；未知のサイズ、形状および持続時間のア プセットを含み；ま１こ多重アプヤットヲ項に有する場合は容易に行われない。

すべての直は、適当な間隔または休止時限のあいだ定常状態・戸−ン内でテスト される。休止時間は固定時限まアこは能動時限の関数のいずれでもよい。出願人 はセグメント長さＴＬおよび休止時限全関係させるように選ぶ。第１セグメント 中に妨害が成長するにつれて、推測セグメント時間ＴＬおよび整定時限τ工は現 在のセグメントがクロックされて込る間でも対応して拡大する。

もし外乱が前のサンプルで検出され、その結果外乱のフラグがセットされかつク ロックが既に初朝設定済であるならば、クロック時間ｔは増分され、整定までの 時間Ｔ１に製分てれる、第４ｃ図の６００．現在セグメントの推測Ｉｇ　Ｔ　Ｌ は古いセグメント推測＠　ＯＴＬとして一時保存される３２０゜前の外乱からの 外乱時間が用いられたり、外乱が各負荷信号について発生されることがおるが、 前記の直より長かった９短かかったりする現在実行中の外乱からセグメント推測 値ＴＬ’（（発生させることが望ましい。

セグメント推ｆｆ１Ｊ　１直ＴＬは、調量中の負荷の代辰的な外乱の推測持続時 間にほぼ相当するはずである。セグメント推測値ＴＬが長過ぎる場合、数個の外 乱は時間が長くかがり過ぎ、適応は固定直を不正確に含むことがある。同様に、 もしセグメント推測電ＴＬが短か過ぎるならば、外乱データの部分は無視される ことがある。セグメント時間推測ｆ［ｉＴＬによって正確に外乱時間を補えるこ とは有用だが必須ではない。セグメント推測値ＴＬは外乱の有用な部分を良好に 補えるようにされる。外乱捕捉の誤りは補償の誤りを生ずるが、不安定ではなく 、連続する変動で有用な直に集中する。

各サンプルでの外乱の間、各負荷信号の導関数の第１および第２モーメントが決 定される３３０．第２モーメントは検査目的で計算され、伝達関数の最終線形モ デルには不要である。より高次のモデルが望ましい場合は、より高次のモーメン トの計算がめられる。

各負荷信号に関する現行モーメント籠が更新される。

第０モーメントは最初の定常状熊笹と最後の定常状熊笹との差として計算される ので、外乱が終るまで更新は延期される。第１モーメントエ１は負荷の第１導関 数と外乱時間ｔとの積の積分である。積分されたモーメントは反復和によって計 算することができる工□　露　１１　＋　（−をン（Ｘ−Ｘｐ）ただしＸは入力 信号の現在直、）は前の直である。

導関数の第１モーメ／トは、関数と関数の最後の這との賀の時間における正味区 域である。

第２モーメントは外乱時間の積分を二乗して２で割り、全体に負荷直の差を掛ｌ プて、同様に計算され、すなわち Ｉ２−　Ｉ２　＋（−１）２（Ｘ　−Ｘｐ　）／　２連続するより高次の項すな わち第ｎモーメントは反復和として同様に計算される： 工。　−エユ　＋　（ｔ）ｎ　（Ｘ　−Ｘｐ　）　／　ｎｉ他のモーメント計算 形式も可能であり、それらは広く互換し得る。概念的に、外乱の形状は特定法の 項が同次の周波数変化に１ここではモーメン、ト筐によって、対応する級数表示 で捕えられる。モーメントが多く使用される程、負荷外乱の形状ははつきりと定 めらるが、各モーメントは外乱の正確なモーメント表示でおりしたがってモーメ ント定義スペースに外乱の正確な直装置くことが認められる。低次モーメントは 外乱のよジ強い面を特徴づける。重要でない高次モーメントは省かれ、外乱の特 徴づけはほんの少し不正確になる。高次項の使用はノイズを適応させたり、無駄 時間を打消そうとして不適当に試みることがおるので、重要な低次の効果に対応 する項に制限することが望ましい。

現在の外乱中、セグメント推測値ＴＬｉ決定するのに用いられる最大要素が探し められかつ保持される。

推測値も可能な逃走処理を防止するアこめに最大制限内となるように検査てれる 。負荷信号の各セグメント用の第ｎモーメントは現在直と前の定常状熊笹との差 として計算される、ＩＯ！Ｘ−Ｘ５ｓ　３４０゜最大の第Ｏおよび興１モーメン トは保持される。現在の抜取り時間での第０モーメントｌｏの絶対直が前の最大 ＭＸＩＯを越えるならば３５０１最大に／ＸＩＯが更新される６６０゜同様に時 間スケールまたは整定を計算するのに用いられる第１および任意な他の高次モー メントの最大がその高いモーメントの前の最大を越えるならば３７０１対応する 最大が更新される３８０゜ 現在の外乱推測の終了で５９０、もしモーメント最大の１つが更新されると４０ ０、セグメント推測ＴＬが計算し直される。セグメント推測ＴＬは第１モーメン ト最犬ＭＸｒ１　と現在セグメントの第Ｏモーメント１αＩＱとの最大比として 計算逼れる１４０゜機能的に、時間計算は方形パルス幅時間Ｔ２定める１こめに 最大値差で割った外乱の時間積分を用いる。パルス幅時間Ｔは因数分解され、他 の同様なパルス幅時間はセグメント推測ＴＬｌ現在の外乱に関係づけるのに用い られる。

一般的に、時間の１の級数が負荷信号を特徴づける場合は、連続する級数項の比 は自然時間スケールを作るのに用いられる。

新規に計算されたセグメント推測ＴＬが前のセグメント推測○ＴＬ　ｉ越えるな らば４２０１セグメント推測ＴＬは更新てれるが、ただし更新儂は最大値ＴＭＪ αより小である４３０゜ 発展する外乱は最終サンプルの間にセグメント時間ＴＬのパルス嘔推測を再定義 することがある。したがって整定時間ＴＩは、すべてのモーメント直か計算てれ てから再調節逼れる４４００出願人は外乱推測の成長全現在セグメント推測ＴＩ Ｌと前のセグメント推測ＯＴＬとの差として計算し、また外乱の尾部？捕えるの に用いられる尾部ファクタをその差に掛ける。外乱の成長は次に整定時間τ工に 加えられる。第１セグメントでは、尾部ファクタはパルスが未知の場合は大にセ ントされるが、パルスが知られるようになるつれて後のセグメントでは下方にリ セットされる。整定の尾部ファクタは、推測された外乱が整定を保証するために 含まれてから、セグメント推測ＴＬによる期間がどれだけ長いかを決定する。整 定ファクタは２〜４の範囲である。整定時間ＴＩはそのとき、負荷外乱が第１サ ンプルに生じるにつれて拡大する。いつγこん負荷外乱が後のセグメントで整定 し始めると、パルス幅定義はほぼパルス幅に等しい最大負荷外乱によって安定す る。

最大第１モーメント測定１、ζＸＩＯがテストされる４５０゜もしその＠がノイ ズしきいｆｆｆｉＮＴｋ越えば、外乱が表示される。もし外乱が表示てれて、設 定点信号ｒ（ｔ）と測定信号ｙ（ｔ）との絶対差４６０が最大第１モーメン）Ｍ ＩＤのなだらかな部分を越えるならば、外乱はフィードバック制御を使用する。

もしフィードバック制御が用いられて推測てれた整定時間ＴＩが最小整定時間よ り小でちるならば４７０Ｘ整定時間ＴＩは最小整定時間にリセットテれる４　８ ０．認められた信号パターンに基づく多くの他の予報は、セグメント推測ＴＬ、 および整定時間ＴＩ’７調節する１こめに挿入されることがある。

いったん外乱が検出されると、外乱特徴づけプロセスは各外部の終了条件が記憶 されるまで行われる。本方法は、全事象である負荷アブセラトラさがすことであ り、ノイズの多い信号を絶えず適応させることではない。好適な終了条件は、す べてのセンサ直が定常状態ゾーンに整定しＬり戻ることでちる。

現在のセグメント推測ＴＬのフィルタされた直は、現在筺１シ葦にセグメント推 測Ｔｌ４−掛けて現在の信号直ｘを加え、そしてセグメント時間ＴＬプラス１で 割ることによって計算される４９０゜フィルタはそのとき信号直の連続平均であ る。平均値と現在値との絶対差が反復和としてそのとき積分される５００゜ＩＡ ＢＸ　−ＩＡＢＸ　＋　ｌ　Ｘ　−ＭＮＸ　１各信号は整定時間ＴＩがカウント ・ダウンし１こかどうかを検査することによって整定の完了をテストされる５１ ００　もし整定時間ＴＩが完了しな（Δならば、外乱は完全としてカウントされ ない。もし整定時間Ｔ１が止まったならば、信号が実際に整定されているという テストが行われ、その場合信号は整定としてカウント逼れる５６００もし信号の 平均積分絶対＠　ＩＡＢＸが外乱中の信号の第１モーメントの最大値の小部分（ ａａ）よりも小であるならば、信号は整定したＮＴと考えられる５２００もし信 号の最大第１モーメン）ＭＸよりがノイズしきい匝より小さいならば５２０１信 号は外乱を受げずかつ整定としてもカウントされる。整定信号はそのときカウン トされる５３００ もし信号の１つがセグメントの間に整定しなかったら第４ｅ図、５４０、存在す るサンプル直（；次のサンプル計算中記憶されて、次のサンプルが検索されるも し整定時間Ｔ工が時間切れ５４０となったが、信号の全部は整定しなかつ１こ５ ６０ならば、新しいセグメントが開始される。整定時間ＴＩは、係数にセグメン ト推測ＴＬと係数との積に最小を加えたものまで拡大され、Ｔ　工＝　（１，５ ）　Ｔ　Ｌ　＋２、もう１つの間隔全クロンクする。外乱が処理されていること を示すフラグがセットされる５８００現在の信号＠Ｘは、読む新しいサンプルＩ ［ｔ”見越して前の１厘ｘｐとして記憶される６４００補償工程への復帰は次の サンプル直を集めるために起こる６５００ いつ１こん外乱変数が整定すると、適応更新が起こる。

プロジェクション法は、最終制御信号Ｖ（ｔ）、被制御測定信号ｙ（ｔ）、ｎ個 のフィードフォワード測定信号１ｉ（ｔ）　、および推測インパルス未測定負荷 １ｕに関するパラメータを逆進的に計算するのに用いられる。ラプラス変換され たモデルの誤差に関するティラー級数（項３０＃Ｓｍ−１）における最初のｍ個 （モーメント数）の係数は０にされる。未知Ｂ（ｎ＋２）よジ少ない制限式が存 在するので、ｍ（ｎ＋２）次元のノくラメータ・スペースのｍ次元サブスペース が存在して受け入れられる解を含む。

プロジェクション法は、新しくめられた解の組から前の解に最も近いものをさが す。ここに使用てれ、かつ２つのモーメントを持つモデルでは、適応プロセスは ３つの一般段階まで減少される。反復使用される予備係数は、セットアツプ・ブ ロックで計算される５９０゜最終係数は適応ブロックにある予備係数から計算で れる６００゜最終係数にそのとき各負荷信号１ｉ（ｔ）用の実際の更新されに補 償直を発生さセるように用いられる。

予備係数は下記の通り発生てれる： １）現在の第１モーメント１０は最初と最後の定常状態負荷直の差とじて計算さ れる 工。彎Ｘ　−Ｘ５ｓ ２）各測定の第０モーメントの二乗の全測定にわπる和が計算≧れる ５Ｏ１ｌｌｌΣｌ　１１ｏ　”　ＭＯ＋ｌｕ。

３）各測定の第１モーメントの二乗の全測定にわたる和が計算てれる Ｓ１″′Σ１１１１＋ｙｌ＋１ｕ１ ４）各負荷の第０および第１モーメ／トの積の全負荷にわに不和が計算される ５０１−Σ：（１ｉｏ）Ｄｉ、）　＋（ｙｏ）（ｙ））５）デターミネン）　Ｄ ＥＴはそのとき次の通り計算される ＤＥＴ　−Ｓ　＋　［：　Ｓ　”　−８〕ＯＯ′ユ　０１ 補償制御・信号出力ｖｏ、ｖ１は次の通り計算てれるＶＯ−Ｖｐ　＋　Σ１ｌｉ ｏａｉｏ　”　ｙｏａｚ。

Ｖｏが現在と最終制Ｋｖの定常状態値との差でおる場合、１□。（Ｘ現在と負荷 信号の定常状態壇との差であり、ａｉｏは前の補償直であり、ｙｏは現在と定常 状態測定信号との差であり、そしてａｍＯは前の測定補償逼である。これは掛算 ではなく操作公式化を表示する。

補償てれＴこ制御出力■１の算１モーメントは次のように計算畑れる６００ ｖｌ−ｖ１＋Σ＝　（ｌｉｏａｉｌ　＋　１ｉｌａｉＯ）＋Ｙｏ＆ｍｘ　−’Ｙ ｌａｍ。

は測定信号の第１モーメントであり、ａｌｍは測定第１モーメントの既存モデル 係数であり、他の項は上記に定義てれ−通りである。

前に計算された直上用いて、第１適応係数は次の通りセットされる Ｂｏ　−（（Ｓ□＋３０）”■。　−＄０□１　■ユ）　／　ＤＥＴ第２適応係 数は次の通ｐセットされる Ｊ　＝　（Ｓｏ　Ｖｌ−８０１Ｖ。）／　ＤＥＴ補償係微の適応がいま実行され る６２００各負荷信号について、第０および第１係数は次の通り計算でれる 工。−１−１ｓｓ ａｌｏ　−ａｉｏ　十　Ｂｏ　ｌｉｏ　＋　Ｂｌ　ｌｉユａｉｌ　−ａｉｌ　＋ 　Ｂｌ　ｌｔ。

定常状態値ｘｓｓは現在工程直Ｘ工と共に更新され６４０、工程の開始は６５０ まで戻らされる。再適応が生じ、古いモデル係数は新しいものに代わり、次に補 償係数が作られる： ｋ　−ａｉ。

Ｔ　−−ａｉｘ　Ｇ／　（ｋ（Ｇ−１）　）制御がいまや発生し第４ａ図、更新 モデル値に終ったばかりの変動から集められ１こ情報上衣わ丁。更新補償直は、 次の変動が終ってから更新てれるまで使用される。

各負荷信号について、現在のセグメントの第１モーメントエ１はそのセグメント の前の第１モーメント最大ＬＭＸＩおよび最小ＬＭＮＩと比較される。セグメン トの最大または最小は、新しい極限直がめられるならば更新される。セグメント 極限直ＬＭＸＩとＬＭＮ　Ｉとの差は制限筺と比較される。出願人によって使用 された１つの制限直は、第１モーメントの最大＠　薦Ｉ　１　に係数金掛けたも のであった。もし極限直の差が小であれば、固定が示される。

第２および好適な工程が第５図に流れ図の形で示嘔れている。好適なプロセスは 、設定点入力をあたかも負荷入力のように処理する段階と、衝突を回避するよう に負荷信号を微分する段階と、フィードバック制御バラメークから推測外乱を計 算する段階と、プロジェクションを時間増減する段階と、ワインドアップ全回避 する工うにフィードフォワード制御とフィードバック制御の積分を組み合わせる 段階と、全含む多くの好適な特徴を使用する。

負荷ｌ−，（ｔ）、測定信号ｙ（ｔ）、設定点信号ｒ（ｔ）、およびフィードバ ック制御信号ｕｂ（ｔ　）に関する現在信号サンプルに定期的に取られる７００ ゜測定された負荷１□（１）およびセット点信号ｒ（ｔ）はまとめて被測定群と して処理てれる。フィードバック制御パラメータもフィードバック制御器８４か ら読み出される。前の検出された外乱条件が存在するかどうか全決定するために 状態フラグがテストされる。４つの外乱状態、すなわち無外乱、被測定群におる 外乱、未測定群外乱と呼ばれる被測定群にない外乱、および被測定群にある重大 々外乱が考えられる。いったん外乱が検出されて、外乱を監視しかつ特徴づける プログラムがセット・アツブされると、連続するサンプルが直接処理される。

外乱について各サンプルをテストすることは、状態フラグ・テストにより回避さ れる７１００外乱が進んでいない場合は、設定点信号ｒ（ｔ）変化の絶対儂はノ イズしきい１ＮＴと比較されて、重大な設定点変化が検出される７２００ 重大な設定点信号ｒ（ｔ）の変化が検出されなげれば７２０、設定点信号ｒ（ｔ ）と測定信号ｙ（ｔ）との差の絶対直である絶対！ＩＪ御誤差ＥＲＲが計算され 、ノイズしきい這ＮＴと比較される７３００もし制御誤差ＥＲＰ、がノイズしき い値を越えるならば、未測定群外乱が決定され、フィードバック制御が誤差を修 正する。状態フラグは未測定群外乱を示すようにセット嘔れる７４０゜外乱時間 ＴＦ１の推測値はＯにセットされる。合計外乱タイマＴＴがＯにセットされるの は、外乱がちょうど始マっているからである７４０゜次のサンプルがめられる７ ００゜ 重大な制御誤差ＥＲＲが検出てれなげれば７３０１負荷信号１ｉ（ｔ）のすべて は被測足許外乱を検出するためにテストされる７５０゜各現在負荷直１ｉ（ｔ） と負荷の前の定常状５直１□（ｔ）ｓｓとの差の絶対直はノイズしきい（直ＮＴ と比較される。負荷信号１．（ｔ）のどれも外乱を示さなければ、未測定群外乱 が示されて、次のサンプルがさがされる７０００ 重大なセット点７２０″！たは負荷外乱７５０が検出されると、状態フラグが被 測足許外乱を示すためＩＣセットされる。外乱開始が検出されるので、全外乱タ イマＴＴはＯにセントされ、定常状態信号筐はＴｏｓｓ）、１、（ｔ）５５は現 在のサンプル匝と共に更新される７６０．。

外乱終了の決定は、外乱の初めに作られた外乱周期の推測値に依存する。第１実 施例のように外乱持続時間を推測する拡大可能力時間制限を作る代わりに、外乱 周期ＴＦ１の一走推測箋がセットされ、その間外乱が生じるように逼れる。外乱 推測ｆｌＥ　Ｔ　Ｆ　１は、使用者規定の時間ファクタＴＦＡＣと、Ｚループ特 性時間７アクタｔ。との積にセット逼れニジ、プログラムＴＦ用にラベルされる 通り、フィードバック制御器および識別され７こプロセス・パラメータの１つ、 すなわち未測定外乱用の筒Ｏモーメント項ａＤＩ！Ｏから計算される。使用者規 定の時間ファクタ、通常３、はプロセス１６のレスポンスをフィードバンク・ル ープ特性時間ＴＦと広く相関するように選ばれている。

フィードバック制御器８４からの同調パラメータを読むことによって、閉ループ 特性時間ＴＦはフィードバック・アプセットの予想持続時間を推測するために計 算嘔れる。ＰＩＤ制御でに、オペレータにより供給され―り、適応フィードバッ ク制御器で作られる比例帯、積分時間、および微分時間は、適当な公式により識 別されたプロセス・パラメータと組み合わでれて、最大外乱待Ｍ時間の正当な推 測値２作る。

閉ループ特性時間ＴＦは下記の式によって推測することができる： ｔｃ　−（Ｉ（１＋ａｍｏ　Ｐ）　十Ｄ）　／　ｔｐただし ｔｏ−計算間隔にける閉ループ特性時間Ｉ　−分で測定されたＰＩＤ積分時間（ リセット）Ｄ　−測定されたＰＩＤ比例帯 ｔ、−分で測定された計算間隔 ａｍｏ＝　顕著な遅れの場合のＯと顕著な進みの場合の１との賀に当初セットさ れた測定信号ｙ（ｔ）に関する識別きれた係数。

外乱時間を推測する他の公式が使用てれることがある。外乱時間推測値ＴＦ１は 非常に正確である必要はない。予想外乱より長くかつ２つの外乱の予想時間より 短い推測策が望ましい。

外乱状態フラグが前に検出され１こ外乱によリセットされるならば７１０、古い 外乱まＴこは新しく検出てれた重要な設定点７２０あるいは被測定群７５０外乱 は次のように処理される。全外乱タイマＴＴは、外乱中に各サンプルについて一 度増加される。

正当な時間周期内に、外乱が重要として測定されたかどうかを調べるテストが行 われる７８０．外乱持続時間の予想最大時間の出願人の決定により、外乱は最大 時間推測値ＴＦ１から閉ループ特性時間ＴＦｔ引くことによってざ−クとなる。

もし全外乱時間か重要外乱上発見しないで推測外乱時間直ＴＦＩの１つの特性ル ープ時間内に接近したならば、外乱の補償は適切と思われる。フィードフォワー ド適応の改良が不要でちるので、更新は流されて状態条件はリセットされる７９ ００変動フラグは除去され、前の定常状態負荷直１、（ｔ）ｓｓは現在の直１□ （ｔ）によって更新され、そして前の定常状態セット点直ｒ（ｔ）８ｓは現在の 圃ｒ（ｔ）によって更新される７９００次のサンプルがそのときさがされる７０ ０゜ もし全外乱タイマＴＴが調節された時間７アクタを越えないならば７８０、−！ たは外乱が重要として記録されなかったならば、全外乱タイマＴＴは推測外乱Ｔ Ｆ１と比較される８００．もし全外乱時間ＴＴが推測外乱時間ＴＦＩニク小であ るならば、外乱は推移の真中であり、シ１こがって負荷信号ｌ工（Ｕおよび測定 信号ｙ（ｔ）は特徴づけられる。ここで、負荷信号１．（ｔ）および測定信号ｙ Ｄ）のモーメント直が計算芒れる８１０゜次に、制御誤差ＥＲＲがノイズしきい 直ＮＴを越えるかどうかのテストが行われる。もし制御誤差ＥＥＲがしきい匝Ｎ Ｔより小であれば、次のサンプルがさがされる７０００もし制御誤差ＥＲＲがし きい＠ＮＴを越えるならば８２０１状態フラグがセットでれて、外乱が重要であ りかつ適応による修正に価する。次のサンプルがそのときさがされる７００゜も し全外乱タイマＴＴが推測外乱時間ＴＦ１を越えるならｌ（８００、全制御誤差 ＥＰユはノイズしきい直ＮＴと比較されて８４０１外乱のオンセット後の設定点 信号ｒ（ｔ）の変化が検出でれる。第２の遅延外乱は複雑な処理を要するので、 出願人は推測時間内に整定されないレスポンスを有する第２外乱によって役立た なくされた外乱の適応を流すことにより処理を簡潔化する。もし制御誤差ＥＲＲ がノイズしきい！ｉ！ＮＴｔ−越えるならば８４０、外乱は流されて、未測定の 群外乱として処理される７４０゜ もし制御誤差五ミがノイズしきい直を越えないならば８４０、整定周期がテスト −ｇれる。全外乱タイマＴＴは推測外乱時間ＴＦ１と整定周期との和（Ｃ比較さ れて、外乱の終りが検出される。閉ループ特性時間ＴＦは便利な整定周期手段で ある。もし全外乱タイマＴＴが外乱推測直ＴＦｉと追加の整定周期限度との和を 越えないならば、次のサンプルが芒が嘔れる７００゜もし全外乱タイマＴＴが外 乱直と整定推測層との和を越えるならば８５０１状態フラグが被測定群の重大な 外乱についてテストてれる。重大な被測足許外乱が示されないならば、現在の外 乱の処理は除かれ、状態条件のリセット動作がめられる７９０゜もし重大な被測 足許外乱が示されるならば８６０１プロジエクシヨン・プロセスがめられる８７ ０゜ 新しい補償係数を決定するために、プロジェクション・プロセスにモーメント匝 が使用される。係数計算および補数更新は第１プログラムのように行われる。

状態条件は次の外乱を処理するためにリセットされる。

現在の信号［１工（ｔ）および現在のセット点信号ｒ（ｚ）は定常状態＠　１１ （ｔ）ｓｓ　、　ｒＤ）ｓｓとして記憶され、状態フラグは無変動にリセットさ れる７９０゜次のサンプルがてが嘔れ７００、外乱捜索が再開始される。

本装置および方法の利点の１つは、いくつかの制御器を単一プロセスの異なる入 力面に連用できることである。１つのループにおける負荷、測定およびアクチュ エータの＠信号はもう１つのループにおいて負荷入力として働き、その逆も成り 立つので、ループ入力は又差結合される。本装置？よび方法によるこのような構 造物では、各ループのフィードバックおよびフィードフォワードに、全ループ系 の単一の変わらないモノリシック処理を要求することがちる既存の設計とは違っ て、他のループと別個に適応される。

現在では本発明の好適な実施例であると考えられるものが図示されかつ説明てれ たが、当業者にとっては明らかな通り、請求の範囲によって定められる発明の範 囲から逸脱せずにいろいろな変化および変形がここに作られ、例えば： 未測定負荷は信号側定直から計算されたクツイードバック制御器のレスポンスの 経歴から得られることがある。機器１成およびタイミングは変更されることがあ る。特に、外乱検出および特徴づけは補償ならびに更新部分として分離可能であ る。他の終了条件は、特に負荷外乱曲線についての仮定が作られる場合に別に設 定≧れることがちる。例えば、曲線が単一のピークを有するものと仮定すれば、 終了はピークまでの時間の２倍後にセットされることがある。

微分器４８、適応処理装置６２、補償器５４、積分器５８、加算器３４、および フィードバック処理装置２６．８４は別々に図示されているが、ユニットは単体 としているいろにまとめた夕組み合わされることがちる。本発明の特定の利点は 、フィードバック機能群がフィードフォワード機能群から分離可能な点であり、 ２つの機能群間の交差調整は最小である。図示の通り、任意な標準のフィードバ ック制御器２６はフィードフォワード・ユニットと組み合わ嘔れ、適応処理装置 ６２、補償器５４、まγこはプロセス制御器１８などのユニットを調節したクブ ログラムする必要はない。

第１図、第２図および第３図に示された実施例は例としての説明であり、それら からの変形は可能である。

特に、セット点信号ｒ（ｔ）は適応補償器６２に向けられる。フィードバック制 御信号ｕｂ（ｔ）はフィードバック制御器８４または外部フィードバック制御信 号ｘｂ３６から取ることかできる。負荷信号は他の制御装置から得られ、負荷セ ンサおよびフィードバック制御器２６は全く除かれない。

浄書（内容に変更なし） Ｆｌｌ；、　／ 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） ｌ−爾％ｒＪ−ｆ令−久入鷺レノ ｎσ４Ｅ 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） 特表千１−５０３４９８　（２４） 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） 手続補正書（睦） 昭和６＋年１　月　６日

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１つの負荷入力と、制御すべき被測定プロセス状態と、被制御状 態に影響するアクチュエータとを持つプロセスを制御するのに用いる適応フィー ドフオワード制御器てあつて： Ａ）プロセスに対する負荷入力レベルを示す少なくとも１つの負荷信号を受信す る装置と；Ｂ）被制御状態のレベルを示すプロセス測定信号を受信する装置と； Ｃ）被制御状態の所望条件を示す設定点信号を受信する装置と； Ｄ）アクチュエータ・レベルを示すアクチュエータ測定信号を受信する装置と； Ｅ）プロセス測定信号に応動するフィードバツク制御信号であり、プロセスに影 響するアクチュエータにより作用する前記フイードバツク制御信号を受信する装 置と； Ｆ）負荷信号、プロセス測定信号、アクチュエータ測定信号、および設定点信号 を受信する装置と通じている処理装置であり、 １）負荷測定および設定点信号の少なくとも１つにおける外乱開始を検出し、 ２）外乱の一部の間に負荷測定信号を特徴づけ、３）外乱の一部の間にプロセス 測定信号を特徴づけ、 ４）外乱の一部の間にアクチュエータ信号を特徴づけ、 ５）信号特徴づけの終了を決定し、 ６）負荷、プロセス測定、およびアクチュエータの諸信号の特徴づけに関するモ デルの係数を決定し、 ７）プロセスに影響するアクチュエータによつて使用される制御信号を発生させ るために負荷補償器に用いる負荷信号補償係数をモデル係数から発生させる 操作を行う前記処理装置と、 を含むことを特徴とする適応フイードフオワード制御器。
2. ２．処理装置により発生される補償係数を受信するように結合されて、プロセス に影響するアクチュエータが使用する制御信号を発生させるように負荷信号の補 償係数と共に作動する負荷補償器を持つ補償装置をさらに含む、ことを特徴とす る請求項１記載の装置。
3. ３．外乱開始を検出する装置は ｉ）外乱が生じていない間に各負荷および設定信号の定常状態値を決定する装置 と、 ｉｉ）定常状態信号値を対応する信号の現在値と比較して、信号の外乱開始を表 わす差を示す装置と を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. ４．外乱を検出する装置は信号差がしきい値を越えることを決定する装置をさら に含む、ことを特徴とする請求項３記載の装置。
5. ５．しきい値はそれぞれの信号における正規の変化の大きさに対応する、ことを 特徴とする請求項４記載の装置。
6. ６．特徴づけ装置は外乱の開始から終了決定までの異なる次数の重み付き時間積 分の級数の少なくとも１つの級数項を、外乱を受けた負荷、プロセス測定、およ びアクチュエータ測定の各信号について計算する装置を含む、ことを特徴とする 請求項１記載の装置。
7. ７．特徴づけ装置は外乱の開始から終了決定までの異なる次数の重み付き時間積 分の級数をそれぞれの信号のラプラス変換級数の級数項として計算する装置をさ らに含む、ことを特徴とする請求項６記載の装置。
8. ８．時間積分は外乱の開始から終了決定までのモーメント計算である、ことを特 徴とする請求項７記載の装置。
9. ９．モーメント計算は外乱の開始と終了との間に負荷信号、プロセス測定信号、 およびアクチュエータ・フィードバック信号の少なくとも対応する部分を含む、 ことを特徴とする請求項８記載の装置。
10. １０．モーメント計算は下記の式により各サンプルについてそれぞれ計算され： ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし ｙ′＝測定信号の導関数 ｖ′＝最終制御信号の導関数 ｌｉ′＝外乱を受けた負荷信号の導関数ｎ　＝モーメント度に関する正の整数ま たは０ｊ　＝外乱開始ｊ＝０から外乱終了ｊ＝ｅまでのサンプル時間のカウント ｔｃ＝時間倍率 であることを特徴とする請求項９記載の装置。
11. １１．モーメント計算は予想外乱時間の１／４から予想外乱時間の４倍までの間 で時間倍率ｔｃによつて増減される、ことを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. １２．時間倍率は下記の通り計算される抜取時間に測定された特性外乱回復時間 であり： ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし Ｉ　＝ＰＩＤ積分時間 Ｄ　＝ＰＩＤ微分時間 Ｐ　＝ＰＩＤ比例帯 ｔｐ　＝計算時間 ａｍｏ＝測定信号ｙ（ｔ）に関する識別された係数であることを特徴とする請求 項１１記載の装置。
13. １３．負荷およびプロセス特徴づけの終了を決定する装置はそれぞれの被外乱信 号のすべてが定常状態条件に戻つたことを決定する装置を含む、ことを特徴とす る請求項１記載の装置。
14. １４．それぞれの信号がすべて整定時限のあいだ定常状態条件内にあることを決 定する装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１３記載の装置。
15. １５．整定時限は外乱の開始から外乱のどんな変化でも外乱開始値から信号にあ る最大偏差によつて割られた事前設定値よりも小である時間までの外乱周期のあ いだ信号導関数の積分の絶対値の被外乱信号にわたるほぼ最大の値である、こと を特徴とする請求項１４記載の装置。
16. １６．終了条件は事前設定の外乱持続時間を越えた外乱時間の１つとして決定さ れ、また事前設定値を越えた設定点信号変化のテストである、ことを特徴とする 請求項１記載の装置。
17. １７．事前設定の外乱持続時間は特性外乱回復時間である、ことを特徴とする請 求項１６記載の装置。
18. １８．モデルの係数決定は時間ダイナミクスの対応する次数によつて負荷および プロセス測定の特徴づけを関係づけることを含む、ことを特徴とする請求項１記 載の装置。
19. １９．モデル係数は負荷をプロセス測定信号に関係づける伝達関数を定める級数 の係数である、ことを特徴とする訴求項記載の装置。
20. ２０．各被測定負荷のモデル係数は時間ダイナミックの程度によりそれぞれの負 荷信号およびプロセスに対応する、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
21. ２１．時間ダイナミツクの程度により対応するモデル係数は少なくとも第０次時 間度を含む、ことを特徴とする請求項２２記載の装置。
22. ２２．時間ダイナミツクの程度により対応するモデル係数は少なくとも第１次時 間度をさらに含む、ことを特徴とする請求項２１記載の装置。
23. ２３．モデルは未測定負荷の項に対応する調節可能なフアクタを含む、ことを特 徴とする請求項１記載の装置。
24. ２４．モデルは下記の形をした各被測定負荷信号について１つずつの１群の線形 方程式であり▲数式、化学式、表等があります▼ ただし Ｙは測定信号ｙ（ｔ）の変換であり Ｖは最終制御ｖ（ｔ）の変換であり Ｌｉは第ｉ負荷ｌｉ（ｔ）の変換でありＬｕは測定されない負荷の変換に対応す る調節可能なフアクタであり、 Ａ＊ｍは測定信号の理想の伝達関数であり、Ａ＊ｉは第ｉ被測定負荷の理想の伝 達関数であり、Ａ＊ｕは未測定負荷の理想の伝達関数であることを特徴とする請 求項１記載の装置。
25. ２５．モデル係数から負荷信号補償係数を発生させる装置はモテル式により定め られた解スペース内の解点を決定する装置を含む、ことを特徴とする請求項２４ 記載の装置。
26. ２６．解点はモデル式に対する現在の解と次の前の解との交差の間に置かれる、 ことを特徴とする請求項１記載の装置。
27. ２７．解点はモデル式に対する前の解に最も近いモデル式の現在の解スペース内 の点である、ことを特徴とする
28. ２８．少なくとも１つの負荷信号、測定信号、および設定点信号を受信するプロ セス制御器であつて：Ａ）未積分フィードフオワード制御信号を作る装置と、 Ｂ）未積分フィードバツク制御信号を作る装置と、Ｃ）フィードフオワードおよ びフイートドバツク制御信号を組み合わせる装置と、 Ｄ）最終制御信号を作る遅れ機能を含む正フイードバック・ループ内で組み合わ された信号を積分する装置と、 を含むことを特徴とするプロセス制御器。
29. ２９．プロセスの多変数適応制御方法であつて：Ａ）プロセス入力変数に対応す る少なくとも１つの負荷信号を受信する段階と、 Ｂ）プロセス状態に対応するプロセス測定信号を受信する段階と、 Ｃ）被制御工程状態に影響するアクチュエータの条件に対応するアクチュエータ 測定信号を受信する段階と、 Ｄ）負荷信号の少なくとも１つにおける外乱開始を検出する段階と、 Ｅ）外乱を受けた負荷信号における信号外乱の終了条件を決定する段階と、 Ｆ）各係数が外乱を受けた信号の重み付き時間積分である外乱を受けた信号の級 数表示の係数を計算することによつて外乱開始と終了との間の信号の少なくとも 一部を特徴づける段階と、Ｇ）各係数がプロセス信号の重み付き時間積分である プロセス測定信号の級数表示の係数を計算することによつて外乱開始と終了との 間の信号の少なくとも対応する部分を特徴づける段階と、Ｈ）負荷、プロセス測 定およびアクチュエータ測定信号を関係づける線形プロセス・モデル式スペース の現在の係数解サブスペースにある現在の解点から、更新解点を生じる更新係数 によつて定められる更新解点まで、数学プロシエクションを実行する段階と、 Ｉ）アクチュエータに影響する制御信号を発生させる更新解点係数によつて作動 する補償器で負荷信号を補償する段階と、 を含むことを特徴とする適応制御方法。
30. ３０．外乱を検出する段階は Ａ）外乱が生じていない間に負荷およびプロセス測定の各信号の定常状態値を決 定する段階と、Ｂ）定常状態信号値をそれぞれの信号の外乱開始を示すように対 応する信号の現在値と比較する段階と を含むことを特徴とする請求項２９記載の方法。
31. ３１．外乱を検出する段階は信号差がテスト差を越えることを決定する段階をさ らに含む、ことを特徴とする請求項３０記載の方法。
32. ３２．外乱を検出する段階は Ａ）信号が外乱を受けない間に負荷およびプロセス測定の各信号に関する信号変 化の割合の範囲を決定する段階と、 Ｂ）外乱を受けない間の信号の変化する割合の範囲を、それそれの信号の外乱開 始を示す差を表わすように信号変化の対応する割合の現在値と比較する段階と、 を含むことを特徴とする請求項３０記載の方法。
33. ３３．外乱を検出する段階は Ａ）外乱のない間に負荷およびプロセス測定の各信号に関する設定値からの累積 オフセツトの範囲を決定する段階と、 Ｂ）外乱のない間に信号に関するセツト値からの累積オフセツトの範囲を、それ ぞれの信号の外乱開始を示す差を表わすように対応する信号の現在の累積オフセ ツトと比較する段階と、を含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
34. ３４．負荷およびプロセス特徴づけの終了を決定する段階はそれぞれの外乱信号 のすべてが定常状態条件に戻つたことを決定する段階をさらに含むことを特徴と する請求項２９記載の方法。
35. ３５．負荷およびプロセス特徴づけの終了を決定する段階は外乱持続時間の推測 を決定する段階と、推測の一部が経過してから、それぞれの外乱信号のすべてが 定常状態条件に戻つたことを決定する段階と、をさらに含むことを特徴とする請 求項２９記載の方法。
36. ３６．それぞれの信号のすべてが定常状態条件に戻つたことを決定する段階は Ａ）外乱が生じていない間に負荷およびプロセス測定の各信号の定常状態値を決 定する段階と、Ｂ）それぞれの信号の外乱開始を示す差を表わすように、定常状 態信号値を対応する信号の現在値と比較する段階と、 を含むことを特徴とする請求項２９記載の方法。
37. ３７．それぞれの外乱信号がある時限のあいだ定常状態条件内にすべてあること を決定する段階を含むことを特徴とする請求項２９記載の方法。
38. ３８．時限は外乱開始から定常状態条件の開始までの時間の少なくとも重要な部 分である、ことを特徴とする請求項２９記載の方法。
39. ３９．少なくとも１つの被測定負荷入力と、制御すべきプロセス状態と、被制御 状態の測定と、被制御状態に影響するアクチュエータと、所望のプロセス状態レ ベルに関する設定点信号とを持つプロセスの多変数適応制御方法であつて： Ａ）プロセス入力レベルを示す少なくとも１つの負荷信号を受信する段階と、 Ｂ）プロセス状態のレベルを示すプロセス測定信号を受信する段階と、 Ｃ）アクチュエータのレベルを示すアクチュエータ測定信号を受信する段階と、 Ｄ）プロセス測定信号および設定点信号に応動してアクチュエータにより作用す るフイードバツク制御信号を受信する段階と、 Ｅ）被制御条件の所望レベルを示す設定点信号を受信する段階と、 Ｆ）負荷信号の少なくとも１つ、および設定点信号における外乱開始を検出する 段階と、 Ｇ）下記段階すなわち ｉ）外乱時間が閉ループ・レスポンス時間を越える第１条件を決定する段階と、 ｉｉ）プロセス測定信号が閉ループ特性時間に等しい追加の時限のあいだ股定点 の正常な信号変化の範囲内で整定されたままである第１条件が正しい時を決定す る段階と を実行することにより外乱信号の終了条件を決定する段階と、 Ｈ）各係数が外乱信号の重み付き時間積分である場合に各外乱信号のモーメント 級数の係数を計算することにより外乱開始と終了との間で負荷信号、プロセス測 定信号、およびアクチュエータ・フィードバツク信号の少なくとも対応する部分 を特徴づける段階であり、ただし第ｎモーメントは下記の式により各サンブルに ついてそれぞれ計算され、 ▲数式、化学式、表等があります▼ それぞれ、 ｙ′＝測定信号の導関数 ｖ′＝最終制御信号の導関数 ｌｉ′＝負荷信号の導関数 ｎ＝モーメント度の正の整数または０ ｊ＝外乱開始ｊ＝０、から外乱終了ｊ＝ｅ、までのサンブル時間のカウント ｔｃ＝下記の通り計算される抜取時隔で測定される特性外乱回復時間 ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし Ｉ＝ＰＩＤ積分時間 Ｄ＝ＰＩＤ微分時間 Ｐ＝ＰＩＤ比例帯 ｔｐ＝計算間隔 ａｍｏ＝測定信号ｙ（ｔ）に関連される識別されに係数 である前記特徴づけする段階と、 Ｉ）下記の形をしに、プロセス・モテル式の現在の係数解サブスペースにある現 在の解点から数学的プロジェクションを実行する段階であり、▲数式、化学式、 表等があります▼ ただし Ｙは測定信号ｙ（ｔ）の変換であり、 Ｖは最終制御ｖ（ｔ）の変換であり、 Ｌｉは負荷ｌｉ（ｔ）の変換であり、 Ｌｕは未測定負荷ｌｕの変換であり、 Ａ＊ｍは測定信号の理想の伝達関数であり、Ａ＊ｉは被測定負荷の理想の伝達関 数であり、Ａ＊ｕは被測定負荷の理想の伝達関数であり、この場合プロジエクト 動作は ａ）下記の式すなわち ▲数式、化学式、表等があります▼ によりＳｏ、Ｓ１、Ｓｏ１およびＤｅ１を計算する段階であり、 ただし ｌｉｏ＝Ｍｏ（ｌｉ′） ｌｉｌ＝Ｍｌ（ｌｉ′） ５ｙｏ＝Ｍｏ（ｙ′） ｙｌ＝Ｍｌ（ｙ′） ｌｕｏ＝Ｍｏ（ｌｕ） である前記計算段階と、 ｂ）下記の式すむなわち ▲数式、化学式、表等があります▼ により被調節制御信号モーメントＵｏ、Ｕｌを計算する段階であり、 ただし Ｖｏ＝アクチュエータ測定信号を特徴づける第０モーメント Ｖｌ＝アクチュエータ測定信号を特徴づける第１モーメント ａｉｏ＝第ｉ負荷を特徴づける第０モーメントａｉｌ＝第１負荷を特徴づける第 １モーメントａｍｏ＝未測定負荷を特徴づける第０モーメント ａｍｌ＝未測定負荷を特徴づける第１モーメント ｙｍｏ＝測定信号を特徴づける第０モーメントｙｍｌ＝測定信号を特徴づける第 １モーメントである前記計算段階と、 ｃ）下記の式すなわち ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ により適応係数ｂｏ、ｂｌを計算する段階と、ｄ）下記の相互作用式すなわち ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ により各負荷補償器の補償係数ａｉｏ、ａｉｌを計算する段階と、 ｅ）下記の相互作用式すなわち ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ により未測定負荷モデル項の逆プロセスａｍｏ、ａｍｌを計算する段階と、 ｆ）補償器伝達関数用の補償器パラメータに対応する各対の補償器モーメントか ら、進み遅れ補償係数を計算する段階と を含む前記プロジエクシヨン実行段階と、Ｊ）微分された制御信号を発生させる ために更新された解点係数で作動する補償によつて負荷信号を補償する段階と、 Ｋ）微分されたフイードフオワード制御信号とアクチュエータ測定信号とを加算 する段階と、Ｌ）アクチュエータ制御信号を作るように、フイードフオワードお よびアクチュエータ測定信号の和とフィーバツク制御信号との組合せのフィード バツク・ループ積分を実行する段階と、を含むことを特徴とする適応制御方法。