JPH03123902A - ハイブリッド制御装置及びハイブリッド制御方法 - 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】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は、２つ以上の制御演算を並列処理し、それぞ
れの演算結果に重み付けをして操作量を出力するように
構成したハイブリッド制御装置に関する。

（ｂ）従来の技術 従来のハイブリッド制御装置としては、２つ以上の制御
演算の結果を入力量によって切り換える方式のものがあ
る。第７図（Ａ）はこの切換式のハイブリッド制御装置
の構成図である。この切換式の制御装置では、現在値（
入力量）に応じて制御則１または制御則２を択一的に切
り換える。

また、第７図ＣＢ）に示すように制御演算の結果にある
一定の重みをかけて、その和を操作量として出力する装
置も容易に考えることができる。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の第７図（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
なハイブリッド制御装置においては、２つの制御則に対
する重み係数を任意に設定することができない。また、
同図（Ａ）に示す方式のものでは制御系の切換時に操作
量が不連続になり満足な性能が得られないという問題が
ある。さらに、同図（Ｂ）に示す方式のものにおいても
重み係数が一定であるために満足な制御性能を得ること
ができない。例えば、制御則１が「定常偏差はＯになる
が負荷変動に弱い」制御則であって、制御則２が「定常
変化は残るが負荷変動に強い」制御則であったとき、全
体としての制御は「定常偏差が少し残り負荷変動に少し
強い」ものとなり、結局制御則１と制御則２の中間の固
定した性能しか得られないという問題がある。

そこで、この発明の目的は、重み関数の形状を２個以上
の点列で表現し、それらの点間を補間演算し、その結果
を重みテーブルとして記憶しておくことにより、上記の
問題点を解決するハイブリッド制御装置を提供すること
にある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明は、２つ以上の制？ＩＩ！演算を並列的に処理
し、それぞれの演算結果に重み係数をかけて操作量を出
力するハイブリッド制御装置において、重み関数の形状
を点列として人力する手段と、入力された点列から補間
演算によって重み係数を演算する手段と、演算された結
果をテーブルとして記憶する手段と、 入力量に応した重み係数を前記テーブルから読み出す手
段と、を備えてなるものである。

（ｅ）作用 この発明では、予め重み関数の形状が点列として入力さ
れ、その入力された点列から補間演算によって入力量に
対する重み係数を演算し、その演算結果をテーブルに記
憶しておく。そして、装置の動作時に、実際の入力量に
応した重み係数を前記テーブルから読み出して重み係数
を決定する。

（ｆｌ実施例 第１図はこの発明に係るハイブリッド制御装置の構成図
である。構成において第７図（Ｂ）に示す従来の装置と
本実施例の相違する点は、本実施例のハイブリッド制御
装置では、重み係数テーブル６と補間演算部７と入力部
８とを備えている点である。入力部８は重み関数の形状
を点列として入力する。この点列の入力はキーボードか
らの数値人力やマウスによる座標指定によって行ｈｈ　
る。また、補間演算部８は入力された点列から補間演算
によって人力量に対する重み係数を演算する。そして、
その演算の結果、すなわち入力量に応じた重み係数を重
み係数テーブル６に記憶する。

今、制御対象５をモータとし、制御則ｌを、例えば、定
常偏差を小さくできるくしかし負荷変動に弱い）ＰＩＤ
制御則とし、また制御則２を例えば、負荷変動に強い（
しかし定常偏差が残る）ファジィ制御則であるとする。

この場合、モータの制？ｆｆ１１部は第２図に示すよう
になる。αはΔθ、Δθの値によって決められる重み係
数である。

重み係数テーブル６に記憶される重み係数（各入力量に
対する重み係数）は以下のようにして演算されて記憶さ
れる。

先ず、重み係数αを、人力１　（Δθ）、入力２（Δθ
）の関数として定義する。入力部８には点列の入力がし
易いように第３図（Ａ）、　　（Ｂ）に示すような座標
軸（グラフ）を表として表示する。同図（Ａ）は横軸が
入力ｌ　（Δθ）、縦軸が重み係数αを表し、同図ＣＢ
）は横軸が入力２　（Δθ）、縦軸が重み係数αを表し
ている。第３図（Ａ）、　　（Ｂ）のグラフでは、例と
してそれぞれ３点の座標が人力されている。入力した点
は表示画面上にドツトで表示される。また、人力部８内
に配置されているＲＡＭ上には内部データとして第４図
に示すデータが記憶されている。

入力部８において上記のようにデータを点列て入力する
と、次に補間演算部７によって、人力された点と点との
間が補間演算によって直線で結ばれ、各入力値に対する
重み係数αが求められる。

第５図は、補間演算によって重み係数を演算するための
方法を説明するための図である。なお、各点間は直線補
間が行われるものとする。

今、重み係数をα、入力ｌの値をＸＩ＋入力２の値をｘ
２とすると、 ■条件ｌ Ｘ１ｌ≦ｌ　Ｘ、ｌ　＜Ｘ＋ｚのとき、Ｙｚｚ　　Ｙｚ
　　　　　　　　Ｙ＋□−Ｙα１　＝ Ｘ＋　　＋　（Ｙｚ　　　　　　　　　　Ｘｚ）Ｘ１２
−Ｘ１１ １２−Ｘ ＸＩ□≦ＩＸＩＩ＜ＸＩ３のとき Ｙ、３−Ｙ、ｚ ＹＩ３　　　Ｙｌ□ α１　＝ Ｘ＋　　＋　　（Ｙ＋□ Ｘ＋ｚ） Ｘ１３　　　Ｘｌ２ Ｘ＋３−Ｘｌ２ ＸＩ３≦１ｘ、１のとき α１−０ ■条件２ Ｘ２１≦ｘＺ Ｙ２□−Ｙ２ 〈Ｘ２□のとき Ｂ−ＹＨ α２− ｘ、　　　＋　　（Ｙ　２゜ Ｘ２１） Ｘ２□−ＸＺ ｘｚｚ　　　ＸＺ Ｘ２□≦　ｌＸｚ 〈Ｘ２３のとき Ｙ２．−Ｙ、ｚ Ｘ２３−Ｙｚｚ α２　＝ ＸＺ　＋（Ｙ２□ ＸＺ。） Ｘ２３−Ｘ２２ ２３ ２２ Ｘ２３≦　　Ｘｚ のとき α２＝０ 上記の条件１１条件２で得られるαのうち、小さい方を
ｘＩ＋　　ｘＺの状態での重み係数として決定する。

α＝ｍｉｎｉ　（α３．α２） 結局、ｘＩ　＋　　ｘＺとαは、第６図に示す関係とな
る。

上記のようにして補間演算部７で求めた結果、すなわち
、ＸＩ＋Ｘ２の各々の値に対するαを重み係数テーブル
６に送り、このテーブル６においてこれらの関係をテー
ブルとして記憶する。

以上の操作はハイブリッド制御装置を実際に作動させる
前に一度行っておく。そして、テーブルが完成すると実
際にハイブリッド制御装置の動作が可能になる。装置が
動作すると、エンコーダから送られてくるθ、θが重み
係数テーブル６にも送られ、ここで現在の入力量（現在
値）に対応する重み係数αを読み出して、混合回路に出
力する。混合回路では制御則１の出力ｕ１にαを掛け、
制御則２の出力ｕ２に（１−α）を掛け、両者の掛算の
結果を加算混合して最終出力の操作量ｕを得て制御対象
５に出力する。

以上の動作を行うことにより、例えば、Δθ。

Δθの値が小さいときには制御則１（ＰＩＤ制御速）の
重みを大きくし、Δθ、Δθが大きいときにはファジィ
制御則（制御則２）の重みを太き（するよう重み関数を
設定しておけば、定常偏差を小さくでき、かつ負荷変動
にも強い制御系を構成することができる。また、重み関
数の設定は、点列入力という簡単な操作でよく、しかも
重み係数の決定はテーブルルックアップ構造としている
ために、極めて高速な処理を行うことができる。

（ｇ）発明の効果 以上のように、この発明によれば重み関数の形状入力が
点列で行えるということから操作が極めて簡単であると
ともに、それらの補間演算によって連続的に変化する重
み関数を設定できるために制御性能が安定し、しかも、
テーブルを用いることによって重み係数の決定が極めて
高速に行えるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるハイブリッド制御装置
の構成図である。第２図は制御対象としてモータを使用
した場合の制御ブロック図、第３図（Ａ＞、　　（Ｂ）
は入力部８において重み関数の形状を点列として入力す
るときの操作内容を説明するための図、第４図は入力部
８のメモリ内に記憶されるデータ列を示す図、第５図は
入力された点列をもとに補間演算によって重み係数を演
算する方法について説明するための図、第６図は補間演
算によって得られた入力量と重み係数との関係を示す図
である。また第７図（Ａ）、　　（Ｂ）は従来および従
来容易に考えられるハイブリッド制御装置の構成図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つ以上の制御演算を並列的に処理し、それぞれ
   の演算結果に重み係数をかけて操作量を出力するハイブ
   リッド制御装置において、 重み関数の形状を点列として入力する手段と、入力され
   た点列から補間演算によって重み係数を演算する手段と
   、演算された結果をテーブルとして記憶する手段と、 入力量に応じた重み係数を前記テーブルから読み出す手
   段と、を備えてなるハイブリッド制御装置。