JPH03148714A - 調整入力による炉温制御装置 - Google Patents
調整入力による炉温制御装置Info
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- JPH03148714A JPH03148714A JP1286042A JP28604289A JPH03148714A JP H03148714 A JPH03148714 A JP H03148714A JP 1286042 A JP1286042 A JP 1286042A JP 28604289 A JP28604289 A JP 28604289A JP H03148714 A JPH03148714 A JP H03148714A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1951—Control of temperature characterised by the use of electric means with control of the working time of a temperature controlling device
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0265—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は調整入力による炉温制御装置に関する。
とくに本発明は予め設けられた運転パターンに対する追
従性を改善し、好ましくは外乱に対する温度変化を抑制
するように、目標値入力及び外乱の影響抑制入力である
調整入力を、炉とコントローラとからなる拡大システム
の所定条件下における双対システムにより算出する方式
の炉温制御装置に関する。
従性を改善し、好ましくは外乱に対する温度変化を抑制
するように、目標値入力及び外乱の影響抑制入力である
調整入力を、炉とコントローラとからなる拡大システム
の所定条件下における双対システムにより算出する方式
の炉温制御装置に関する。
【従来の技術】。
典型的な加熱炉の構成を第９図により説明する。
炉１は炉本体１ａに取付けられた複数（ｐ個）のヒータ
２を有し、複数（ｓ４！、 ｓａｐ）の温度センサ３が
炉の状態（ｘ、この場合温度）を測定するために、炉内
及びヒータ近傍などに適宜配置される。図示例の場合の
制御量は、炉の状！！（ｘ）に含まれる複数（一個、ｓ
ｕｎ） 、の炉内温度（炉温）Ｙとする。 従来の加熱炉温制御装置の一例を第２４図に示す。 炉１の炉温ｙ及び状態Ｘがコントローラ１２ヘッイード
バックされ、コントローラ１２は炉温ｙと設定値ｒとの
偏差ｅを最小化する様なｐ個の操作信号（操作ｆｆｉ）
ｕを発生しこれを炉１のヒータ２に加える。 この炉をディジタルＭ御する時、炉の状態は次式の離散
形状態方程式で表される。炉温制御は、一般に多変数制
御理論によるサーボ問題として取扱われる。 Ｘ（ｋ＋１）＝Ａｘ（ｋ）÷Ｂｕ（ｋ）ｙ（ｋ）＝Ｃｘ
（ｋ） ただし、 ｘ（ｋ） ：時刻ｋにおける状態 ｕ（ｋ）：時刻ｌにおける操作量 ｙ（ｋ） ：時刻ｋにおける制御量 Ａ、 Ｂ、及びＣはそれぞれＳ行Ｓ列、Ｓ行ｐ列、及び
１行５列の実係数マトリックスである。状態ＸはＳ次元
、操作量Ｕはｐ次元、制御ｍｙは１次元のそれぞれ実ベ
クトルである。
２を有し、複数（ｓ４！、 ｓａｐ）の温度センサ３が
炉の状態（ｘ、この場合温度）を測定するために、炉内
及びヒータ近傍などに適宜配置される。図示例の場合の
制御量は、炉の状！！（ｘ）に含まれる複数（一個、ｓ
ｕｎ） 、の炉内温度（炉温）Ｙとする。 従来の加熱炉温制御装置の一例を第２４図に示す。 炉１の炉温ｙ及び状態Ｘがコントローラ１２ヘッイード
バックされ、コントローラ１２は炉温ｙと設定値ｒとの
偏差ｅを最小化する様なｐ個の操作信号（操作ｆｆｉ）
ｕを発生しこれを炉１のヒータ２に加える。 この炉をディジタルＭ御する時、炉の状態は次式の離散
形状態方程式で表される。炉温制御は、一般に多変数制
御理論によるサーボ問題として取扱われる。 Ｘ（ｋ＋１）＝Ａｘ（ｋ）÷Ｂｕ（ｋ）ｙ（ｋ）＝Ｃｘ
（ｋ） ただし、 ｘ（ｋ） ：時刻ｋにおける状態 ｕ（ｋ）：時刻ｌにおける操作量 ｙ（ｋ） ：時刻ｋにおける制御量 Ａ、 Ｂ、及びＣはそれぞれＳ行Ｓ列、Ｓ行ｐ列、及び
１行５列の実係数マトリックスである。状態ＸはＳ次元
、操作量Ｕはｐ次元、制御ｍｙは１次元のそれぞれ実ベ
クトルである。
【発明が解決しようとする課題】 −第２４図の
従来方式によれば、段階状の目標値変化や外乱に対して
有効なｉｌｉ制御系を構成することができる。しかし、
現実の炉では第ｔｔＣ図のカーブＴ（設定値（ｒ）とし
て与えられる）の様な所定運転パターンに従った温度の
時間的変化を繰返す運転がしばしば行われる。従来のＭ
理系では、各回の運転パターンにおける制御を上記の様
に行うものの、同一パターンの運転を員返−してもカー
ブＴの様な設定値に対する追従性を向上させることがで
きない。また、加工品を定期的に炉へ出し入れする様な
規則的反復性のある外乱に対してもその外乱による温度
変化を抑制することができない。 従って、本発明の目的は、同−般定値の反復運転中に規
則的に反復される外乱に対する温度変化を抑制した調整
入力による炉温制御装置を提供するにある。 本発明の他の目的は、同−般定値で反復運転される炉の
設定値追従性を改善した調整入力による炉温制御装置を
提供するにある。
従来方式によれば、段階状の目標値変化や外乱に対して
有効なｉｌｉ制御系を構成することができる。しかし、
現実の炉では第ｔｔＣ図のカーブＴ（設定値（ｒ）とし
て与えられる）の様な所定運転パターンに従った温度の
時間的変化を繰返す運転がしばしば行われる。従来のＭ
理系では、各回の運転パターンにおける制御を上記の様
に行うものの、同一パターンの運転を員返−してもカー
ブＴの様な設定値に対する追従性を向上させることがで
きない。また、加工品を定期的に炉へ出し入れする様な
規則的反復性のある外乱に対してもその外乱による温度
変化を抑制することができない。 従って、本発明の目的は、同−般定値の反復運転中に規
則的に反復される外乱に対する温度変化を抑制した調整
入力による炉温制御装置を提供するにある。 本発明の他の目的は、同−般定値で反復運転される炉の
設定値追従性を改善した調整入力による炉温制御装置を
提供するにある。
第１図及び第９図の実施例を参照するに、本発明による
調整入力による炉温制御装置は、第１１Ｃ図のカーブＴ
の様な所定運転パターンの温度設定値（ｒ）に従って反
復運転されるヒータ付炉１の炉内温度（ｙ）を温度設定
値（ｒ）入力に応するコントローラ１２からヒータ２へ
の操作信号（Ｕ）により制御する温度制御装置であり、
前記炉１と前記コントローラ１２とからなる拡大システ
ム４０へ前記の温度設定値（ｒ）に同期して順次印加さ
れる調整入力（テ）、前記調整入力（Ｆ）の列を前記所
定運転パターンの１サイクルごとに記憶する調整入力用
メモリ１１、前記の温度設定値（ｒ）が入力されない場
合の前記拡大システム４０の双対システム９、及び前記
温度設定値（ｒ）と前記炉内温度（ｙ）との偏差（ｅ）
が印加された時の前記双対システム９の出力（ｖ）と先
行サイクルの前記調整入力（１）とから調整入力（１）
の更新値を算出する調整入力発生器を備えてなる構成を
用いる。
調整入力による炉温制御装置は、第１１Ｃ図のカーブＴ
の様な所定運転パターンの温度設定値（ｒ）に従って反
復運転されるヒータ付炉１の炉内温度（ｙ）を温度設定
値（ｒ）入力に応するコントローラ１２からヒータ２へ
の操作信号（Ｕ）により制御する温度制御装置であり、
前記炉１と前記コントローラ１２とからなる拡大システ
ム４０へ前記の温度設定値（ｒ）に同期して順次印加さ
れる調整入力（テ）、前記調整入力（Ｆ）の列を前記所
定運転パターンの１サイクルごとに記憶する調整入力用
メモリ１１、前記の温度設定値（ｒ）が入力されない場
合の前記拡大システム４０の双対システム９、及び前記
温度設定値（ｒ）と前記炉内温度（ｙ）との偏差（ｅ）
が印加された時の前記双対システム９の出力（ｖ）と先
行サイクルの前記調整入力（１）とから調整入力（１）
の更新値を算出する調整入力発生器を備えてなる構成を
用いる。
【作用】−
第１図及び第９図により作用を説明するに、炉１を時不
変形動的システムとすると、その熱的特性は第１１Ｃ図
及び次式で表される。 ｘ（ｋ＋１）＝Ａｘ（ｋ）＋Ｂｕ（ｋ）＋ｄ（ｋ）
）・−・（１） ７（ｋ）＝Ｃｘ（ｋ） ここに、ｘ（ｋ）は温度センサ３で検出される温度から
なるＳ次元の状態信号、ｕ（ｋ）はヒータ２に加えられ
るｐ次元の操作信号、ｄ （ｋ）は外乱信号、ｙ（ｋ）
は炉１のＩ次元の出力信号、Ａ、 Ｂ、及びＣはそれぞ
れＳ行Ｓ列、Ｓ行ｐ列、及びｍ行Ｓ列の実係数マトリッ
クスである。（１）式においては炉出力ｙ（ｋ）が状態
信号ｘ（ｋ）を変換したものとして与えられ、第１１Ａ
図では、６個の温度センサ３の出力からなる６個の状態
信号ｘ（ｋ）の内から３個を選択する変換により炉出力
ｙ（ｋ）が与えられる。（１）式の係数Ｃはこの選択を
表すマトリックスである。 コントローラー２が第１１Ｂ図の構成を有するときは、
炉１と コントローラー２とを含めた第１１Ａ図の拡大
システムの状態は次式で与えられる。 ここに、Ｆ１．Ｆ、は実係数のマトリックス、■は単位
行列である。次式の定義を用いれば（２ａ）、（２ｂ）
式を以下の（４ａ）、（４ｂ）のように書換えることが
できる。 ｊｒ、（ｋ）Ｊ ＬＯリ「＾〕ｒ
ｉ） Ｘ（ｋ＋１）−ＴＩ（ｋ）＋Ｎｉ（ｋ）十Ｇ、ｒ （ｋ
） ＋Ｇｘｄ （ｋ） −・（４ａ）ｙ（ｋ）＝Ｃ
Ｉ（ｋ） −−−
（４ｂ）ここで！（０）＝０とすると（本システムは線
形でありこの条件でも一般性は失われない、）、（４ａ
）および（４ｂ）式から次式が導かれる。 「ｙ（１）１ Ｃ″ＸトＩＴ、ｃＴト鵞百、Ｃτト３百、、、、、でＴ
、ｏ・・・、ＯＦ（ｋ−ｌ）ＣＡトＧ、 、ＣＡトＧ、
、でスト１６．．．．．でＧｔ、、、Ｏｒ（ｋ−ｌ）
でＸｋ−１６，？ｌ″Ａｋ−１１Ｇ、。でＸ１−１ζ２
．・・ｊ冗り、・、Ｏ（ｋ−ｌ）・・・（５） ここに、ｉ（ｋ）は調整入力、ｒ（ｋ）は設定値、ｄ（
ｋ）は外乱を示す。また次の定義をすれば（５）式は（
５ａ）式の様に整理することができる。 ｙ（１） ｙ（２） テ（０） ｑ、ヨ −−−−−（６ｄ） ＣＡｋ−”Ｇｉ 、ＣＡｋ−”Ｇｍ 、ＣＡｋ−Ｇｓ
、・、ＣＧ、、・、Ｏｒ（１） ェ＝Ａ！！残１÷！！１ ・・
・（５ａ）炉温、即ち出力値工と設定値Ｒとの偏差酊よ
、旦＝ニー且＝（ム訃ｇｉｔｇ＋ＧｔＤ）−ｆｉ
・・・（７）となる。 ただし、７（ｋ）に対応する設定値はＹ（ｋ）の決定の
際に使われたｒ（ｋ−ｌ）ではなく 、ｙ（ｋ）を用い
てなされる次の段階でｙ（ｋ）と共に使用すべき設定値
ｒ（ｋ）である。従って、時系列の最後の出力ｙ（１ｍ
）に対応−する設定値もｒ（ｎ−１）ではなく ｒ（ｎ
）である。なお、６（０）式ではｙ（ｎ）を決定するた
めの設定値ｒ（ｎ−１）まで定義しである。 本発明者は調整入力（Ｆ）を適当に選べば、上記偏差旦
を減少させ得ることに着目した。即ち、第１１１回目の
更新時における調整入力の列ｉ１１１を第ｉ回目の調整
入力の列１に基づき（８〕式によって定め、且つその調
整入力の列により（７）で与えられる出力ヱと設定値且
との偏差工に対する評価関数Ｊを（９）式によって求め
、その偏差旦が調整入力更新のたびごとに減少するよう
にする。 豆１＝ｉ１÷εｌ Ｘ ｌ
°−（８）ただし、ε１は収束の速さをきめるパラメー
タであり、！は次式で示される変数である。 ［晶 Ｊ＝ｌＹ−Ｒ１１″＝ｌ）、＋１＊
・・・（９）（９）式の評価関数Ｊは上記偏差Ｅのノル
ムととも増減する。この評価関数Ｊを更新の度毎に減少
させる様な変数！を求める。 まず上記調整入力の更新による出力ヱの変化分は（５ａ
）、（８）式から次の様になる。 Ｙ ”−Ｙ＝（Ａｉ””＋ＧｔＲ＋Ｇ！Ｄ）−（Ａｉ
＋ＧＩＲ＋Ｇ！Ｄ）＝ム（詠１一田） ・▲（ｉ１＋ε１ヱ一豆） ＝ε１轟！１ よって、 五′＋１＝工ｌ′″ｉ４＝Ｘ１暑８１ムＶ−Ｒ＝Ｅ＋ε
１Ａ！１ ・・・（１０）第１＋１回目の評価
関数１１＜″１は（９）式及び（１０）式より次の様に
与えられる。 Ｊｌｌ″１＝ｌｌ Ｕ１４１１１ ！ Ｊｌ−１＝（Ｅｌ÷ε１轟！）”（Ｅ÷εｌｊ３ｊｌ）
・旦１７に′＋εｌｌｙｌｒＡＴｆｉｌ＋εＩＨＩＴａ
Ｘ１÷（εＩ）ＱＩＴＡＴＡＶＩ
−・・・（１１）ただし、肩字の１は転置行列を
示す。 評価関数Ｊ１４″１を最小にする変数！１は、（１１）
式％式％（１２） ε１の最適値は、ε＝ ＩＩ Ｖ ＩＩ ／ ＩＩムｘ
ｌ ｌｌ １１である。 ただし、炉１等の制御対象の数式モデルにおけるパラメ
ー多はある範囲内において不確定であるため、現実の装
置を制御する場合に実際に使用されるεを特徴とする特
許 ０くε１１≦が とするのが有利である。 （６）式を（１２）式に代入すれば次の様になる。 ・・・（１３） （１３）式より、ｖ（０）〜ｖ（ｎ）の値を定める次式
が導かれる。 １１ （ｋ）＝Ｔ”７ （ｋ＋１）＋？”ｅ（ｋ÷
１） −−−（１４ａ）ｖ
（ｋ）＝−百”７ （ｋ） −
−−（１４ｂ）ただし、ｋ＝ｏ 〜（ｎ−１）とし、ｎ
（ｎ）＝０とする。 本発明者等が見出した事項として上記（１４ａ）、（１
４ｂ）式による計算が上記（４ａ）、 （４ｂ）式の双
対システムを利用して行なえることを説明する。 炉１の定常運転においては外乱がないことを考慮し、さ
らに調整入力の更新による炉出力Ｙの変化分が（１０）
式に示される様に設定値Ｒの影響を受けないことを考慮
して、外乱及び設定値入力がない場合の上記（４ａ）、
（４ｂ）式を書き直せば、Ｘ（ｋ＋１）＝″Ａｘ（ｋ）
÷百Ｆ（ｋ） ・−・
（１５ａ））ｌ（ｋ）＝でＸ（ｋ）
−−−（１５ｂ）となる
。上記（１５ａ）、（ＩＳｂ）式は第１図の拡大システ
ム４０の定常運転において設定値Ｒの入力がない場合の
特性式に相当する。この場合の拡大システムの式（１５
ａ）、（１５ｂ）と調整入力の算出に使われる（１４ａ
）、（１４ｂ）式とを比較するに、（１４ｂ）式右辺の
符号を正とすれば、（１４ａ）、（１４ｂ）式はこの場
合における拡大システム４０の双対システムを表す。 よって、本発明によれば、前記の温度設定値ｒ（ｋ）が
入力されない場合の前記拡大システム４０の双対システ
ム９へ、温度設定値ｒ（ｋ）と前記炉内温度Ｖ（ｋ）と
の偏差ｅ（ｋ）をに＝ｎからｎ−１、ｎ−２の順序で入
力した時の双対システム９の出力ｖ（ｋ）と先行サイク
ルの前記調整入力１（ｋ）とから（８）式により調整入
力（１）の更新値を算出することができる。 第１１ｃ図は、本発明の調整入力による炉温制御装置
の第１図の実施例を用いた実験結果の一例を示す。初回
運転は設定値（ｒ）からのずれが大きく、目標値追随性
も良くないが、運転回数即ち調整入力（１）の更新回数
の増加に伴い外乱の影響抑制効果及び目標値追随性が良
くなる。 こうして、本発明の目的である「同−般定値で反復運転
される炉の設定値追従性を改善した仮想目標値による炉
温ｔＩｉ御装置の提供」が達成される。
変形動的システムとすると、その熱的特性は第１１Ｃ図
及び次式で表される。 ｘ（ｋ＋１）＝Ａｘ（ｋ）＋Ｂｕ（ｋ）＋ｄ（ｋ）
）・−・（１） ７（ｋ）＝Ｃｘ（ｋ） ここに、ｘ（ｋ）は温度センサ３で検出される温度から
なるＳ次元の状態信号、ｕ（ｋ）はヒータ２に加えられ
るｐ次元の操作信号、ｄ （ｋ）は外乱信号、ｙ（ｋ）
は炉１のＩ次元の出力信号、Ａ、 Ｂ、及びＣはそれぞ
れＳ行Ｓ列、Ｓ行ｐ列、及びｍ行Ｓ列の実係数マトリッ
クスである。（１）式においては炉出力ｙ（ｋ）が状態
信号ｘ（ｋ）を変換したものとして与えられ、第１１Ａ
図では、６個の温度センサ３の出力からなる６個の状態
信号ｘ（ｋ）の内から３個を選択する変換により炉出力
ｙ（ｋ）が与えられる。（１）式の係数Ｃはこの選択を
表すマトリックスである。 コントローラー２が第１１Ｂ図の構成を有するときは、
炉１と コントローラー２とを含めた第１１Ａ図の拡大
システムの状態は次式で与えられる。 ここに、Ｆ１．Ｆ、は実係数のマトリックス、■は単位
行列である。次式の定義を用いれば（２ａ）、（２ｂ）
式を以下の（４ａ）、（４ｂ）のように書換えることが
できる。 ｊｒ、（ｋ）Ｊ ＬＯリ「＾〕ｒ
ｉ） Ｘ（ｋ＋１）−ＴＩ（ｋ）＋Ｎｉ（ｋ）十Ｇ、ｒ （ｋ
） ＋Ｇｘｄ （ｋ） −・（４ａ）ｙ（ｋ）＝Ｃ
Ｉ（ｋ） −−−
（４ｂ）ここで！（０）＝０とすると（本システムは線
形でありこの条件でも一般性は失われない、）、（４ａ
）および（４ｂ）式から次式が導かれる。 「ｙ（１）１ Ｃ″ＸトＩＴ、ｃＴト鵞百、Ｃτト３百、、、、、でＴ
、ｏ・・・、ＯＦ（ｋ−ｌ）ＣＡトＧ、 、ＣＡトＧ、
、でスト１６．．．．．でＧｔ、、、Ｏｒ（ｋ−ｌ）
でＸｋ−１６，？ｌ″Ａｋ−１１Ｇ、。でＸ１−１ζ２
．・・ｊ冗り、・、Ｏ（ｋ−ｌ）・・・（５） ここに、ｉ（ｋ）は調整入力、ｒ（ｋ）は設定値、ｄ（
ｋ）は外乱を示す。また次の定義をすれば（５）式は（
５ａ）式の様に整理することができる。 ｙ（１） ｙ（２） テ（０） ｑ、ヨ −−−−−（６ｄ） ＣＡｋ−”Ｇｉ 、ＣＡｋ−”Ｇｍ 、ＣＡｋ−Ｇｓ
、・、ＣＧ、、・、Ｏｒ（１） ェ＝Ａ！！残１÷！！１ ・・
・（５ａ）炉温、即ち出力値工と設定値Ｒとの偏差酊よ
、旦＝ニー且＝（ム訃ｇｉｔｇ＋ＧｔＤ）−ｆｉ
・・・（７）となる。 ただし、７（ｋ）に対応する設定値はＹ（ｋ）の決定の
際に使われたｒ（ｋ−ｌ）ではなく 、ｙ（ｋ）を用い
てなされる次の段階でｙ（ｋ）と共に使用すべき設定値
ｒ（ｋ）である。従って、時系列の最後の出力ｙ（１ｍ
）に対応−する設定値もｒ（ｎ−１）ではなく ｒ（ｎ
）である。なお、６（０）式ではｙ（ｎ）を決定するた
めの設定値ｒ（ｎ−１）まで定義しである。 本発明者は調整入力（Ｆ）を適当に選べば、上記偏差旦
を減少させ得ることに着目した。即ち、第１１１回目の
更新時における調整入力の列ｉ１１１を第ｉ回目の調整
入力の列１に基づき（８〕式によって定め、且つその調
整入力の列により（７）で与えられる出力ヱと設定値且
との偏差工に対する評価関数Ｊを（９）式によって求め
、その偏差旦が調整入力更新のたびごとに減少するよう
にする。 豆１＝ｉ１÷εｌ Ｘ ｌ
°−（８）ただし、ε１は収束の速さをきめるパラメー
タであり、！は次式で示される変数である。 ［晶 Ｊ＝ｌＹ−Ｒ１１″＝ｌ）、＋１＊
・・・（９）（９）式の評価関数Ｊは上記偏差Ｅのノル
ムととも増減する。この評価関数Ｊを更新の度毎に減少
させる様な変数！を求める。 まず上記調整入力の更新による出力ヱの変化分は（５ａ
）、（８）式から次の様になる。 Ｙ ”−Ｙ＝（Ａｉ””＋ＧｔＲ＋Ｇ！Ｄ）−（Ａｉ
＋ＧＩＲ＋Ｇ！Ｄ）＝ム（詠１一田） ・▲（ｉ１＋ε１ヱ一豆） ＝ε１轟！１ よって、 五′＋１＝工ｌ′″ｉ４＝Ｘ１暑８１ムＶ−Ｒ＝Ｅ＋ε
１Ａ！１ ・・・（１０）第１＋１回目の評価
関数１１＜″１は（９）式及び（１０）式より次の様に
与えられる。 Ｊｌｌ″１＝ｌｌ Ｕ１４１１１ ！ Ｊｌ−１＝（Ｅｌ÷ε１轟！）”（Ｅ÷εｌｊ３ｊｌ）
・旦１７に′＋εｌｌｙｌｒＡＴｆｉｌ＋εＩＨＩＴａ
Ｘ１÷（εＩ）ＱＩＴＡＴＡＶＩ
−・・・（１１）ただし、肩字の１は転置行列を
示す。 評価関数Ｊ１４″１を最小にする変数！１は、（１１）
式％式％（１２） ε１の最適値は、ε＝ ＩＩ Ｖ ＩＩ ／ ＩＩムｘ
ｌ ｌｌ １１である。 ただし、炉１等の制御対象の数式モデルにおけるパラメ
ー多はある範囲内において不確定であるため、現実の装
置を制御する場合に実際に使用されるεを特徴とする特
許 ０くε１１≦が とするのが有利である。 （６）式を（１２）式に代入すれば次の様になる。 ・・・（１３） （１３）式より、ｖ（０）〜ｖ（ｎ）の値を定める次式
が導かれる。 １１ （ｋ）＝Ｔ”７ （ｋ＋１）＋？”ｅ（ｋ÷
１） −−−（１４ａ）ｖ
（ｋ）＝−百”７ （ｋ） −
−−（１４ｂ）ただし、ｋ＝ｏ 〜（ｎ−１）とし、ｎ
（ｎ）＝０とする。 本発明者等が見出した事項として上記（１４ａ）、（１
４ｂ）式による計算が上記（４ａ）、 （４ｂ）式の双
対システムを利用して行なえることを説明する。 炉１の定常運転においては外乱がないことを考慮し、さ
らに調整入力の更新による炉出力Ｙの変化分が（１０）
式に示される様に設定値Ｒの影響を受けないことを考慮
して、外乱及び設定値入力がない場合の上記（４ａ）、
（４ｂ）式を書き直せば、Ｘ（ｋ＋１）＝″Ａｘ（ｋ）
÷百Ｆ（ｋ） ・−・
（１５ａ））ｌ（ｋ）＝でＸ（ｋ）
−−−（１５ｂ）となる
。上記（１５ａ）、（ＩＳｂ）式は第１図の拡大システ
ム４０の定常運転において設定値Ｒの入力がない場合の
特性式に相当する。この場合の拡大システムの式（１５
ａ）、（１５ｂ）と調整入力の算出に使われる（１４ａ
）、（１４ｂ）式とを比較するに、（１４ｂ）式右辺の
符号を正とすれば、（１４ａ）、（１４ｂ）式はこの場
合における拡大システム４０の双対システムを表す。 よって、本発明によれば、前記の温度設定値ｒ（ｋ）が
入力されない場合の前記拡大システム４０の双対システ
ム９へ、温度設定値ｒ（ｋ）と前記炉内温度Ｖ（ｋ）と
の偏差ｅ（ｋ）をに＝ｎからｎ−１、ｎ−２の順序で入
力した時の双対システム９の出力ｖ（ｋ）と先行サイク
ルの前記調整入力１（ｋ）とから（８）式により調整入
力（１）の更新値を算出することができる。 第１１ｃ図は、本発明の調整入力による炉温制御装置
の第１図の実施例を用いた実験結果の一例を示す。初回
運転は設定値（ｒ）からのずれが大きく、目標値追随性
も良くないが、運転回数即ち調整入力（１）の更新回数
の増加に伴い外乱の影響抑制効果及び目標値追随性が良
くなる。 こうして、本発明の目的である「同−般定値で反復運転
される炉の設定値追従性を改善した仮想目標値による炉
温ｔＩｉ御装置の提供」が達成される。
第９図は、３分割ヒータ２が設けられた炉１を制御する
場合の本発明による温度制御装置の実施例を示す。６個
の温度センサ３により炉内３カ所及び３個のヒータ２の
温度をそれぞれ測定し、６個のセンサ出力をそれぞれ状
態量としてＸ１、Ｘ、−Ｘ、、Ｘ４−Ｘ、、Ｘ、で表す
。炉内３カ所の温度は制御量であり、これを７ａ（Ｘａ
）、３Ｉｓ（Ｉｇ）−３ｍ（Ｘｓ）で表す。 温度センサ３の出力は変換装置４へ送られ適当な時間間
隔でサンプリングされ、各出力レベルに相当する温度信
号に変換され、さらにディジタル信号に変換される。上
記センサ出力ｘ１〜ｘ６に対応するこれらのディジタル
信号は、状態量を表す信号ｘ（ｋ）及び炉１の出力信号
ｙ（ｋ）として使われる。 また炉温の信号Ｙｔ（Ｘ４）−ｙ＋＋（Ｘｉ）、３ｒｓ
（Ｘｓ）は出力信号ｙ（ｋ）としてサンプリングごとに
出力用メモリ６に記憶される。 コントローラ１２は、各サンプリングに同期して設定値
用メモリフから当該サンプリングに対応する設定値ｒ（
ｋ）を読出すとともに調整入力用メモリ１１から対応調
整入力？（ｋ）を読出し、変換装置４ｈ１らのデータお
よび読み出されたデータＹ（ｋ）、ｘ（ｋ）、ｒ（ｋ）
、テ（ｋ）から炉操作信号ｕ（ｋ）を演算しこれをＤ／
Ａ変換器５へ送る。Ｄ／Ａ変換器５は、ディジタルの操
作信号ｕ（ｋ）をアナログ信号に変換しヒータ２に対す
る操作信号として炉１へ送る。こうして１回のサン−ブ
リングに対する炉１の制御操作が終る。第１ＩＣ図のカ
ーブＴの様な運転パターン全体を力バーするため、所定
のサンプリング回数（例えばｎ回。 ｋ＝ｌ−ｎ）にわたってこの制御操作を反復し、最終サ
ンプリング時の炉出力ｙ（ｋ）が出力用メモリ６に記憶
された時に、炉１に対する制御の１サイクルが終る。 制御の１サイクルが完了した時に、出力用メモリ６内の
炉温データｙ（ｋ）と設置値用メモリ７内のデータｒ（
ｋ）との間の偏差ｅ（ｋ）を加算器８によって求め、そ
の偏差を双対システム９に送る。双対システム９は、設
定値入力がない場合の炉１とコントローラ１２とからな
る拡大システム４Ｇ（第１図参照）の双対システムを構
成している。双対システム９の出力は、調整入力発生器
１０に入力され、本発明の制御装置で使われる調整入力
１（ｋ）がこの発生器ｌＧで演算さ、れ出力される。出
力された調整入力１（ｋ）は調整入力用メモリ１１に記
憶される。 この実施例の動作を第１０図の流れ図により説明する。 制御が開始されるとステップ■で初期設定が行われる。 初期設定では、設定値用メモリフに炉温出力の設定値が
書込まれる。又、調整入力用メモリ１１内にはゼロが設
定される。双対システム９には、近似的双対システム係
数が設定される。 コントローラ１２が第１１Ｂ図の様な積分形である場合
には、制御則Ｆ、、Ｆ、が設定される。 ステップ■で再生運転が次の手順によって行われる。コ
ントローラ１２からの操作信号ｕ（ｋ）はＤ／Ａ変換器
５を介して炉１へ送られ、ヒータ２が制御される。炉１
からの状態信号ｘ（ｋ）及び出力信号ｙ（ｋ）が変換装
置４を通してコントローラ１２に送られる。コントロー
ラ１２では、変換装置４からの信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）
、設定値用メモリフからの設置値ｒ（ｋ）及び調整入力
用メモリ１１からの調整入力１（ｋ）に基づいて操作信
号ｕ（ｋ）が算出される。この操作信号ｕ（ｋ）は上記
の様にＤ／Ａ変換器５を介して炉１へ送られる。以上の
ループにより再生運転が行われる。 またステップ■の再生運転中、変換装置４からの出力信
号ｙ（ｋ）は出力用メモリ６に蓄えられる。所定の運転
パターン全体を力バーする回数の上記ループ反復が行な
われた時に、再生運転が終了する。 再生運転終了後、必要に応じ調整入力更新ステツプ■へ
進む。出力用メモリ６からのデータと設定値用メモリフ
からのデータとの間の偏差（ｅ）に基づい双対システム
９が（１４ａ）、 （１４ｂ）式で（ｖ）を求め、さら
に調整入力発生器１０により（８）式で新たな調整入力
１（ｋ）が算出される。 以後、新たな調整入力により再生運転が行われ、必要な
らば再生運転の終了ごとに調整入力を更新する。この縄
返しにより、炉１の出力ｙ（ｋ）を出力設定値ｒ（ｋ）
に近づけ、設定値に対する追従性を向上させることがで
きる。追従性等に関する仕様が満足された時点で調整入
力を固定し、仮想調整入力更新ステップ■をバイパスす
ることも可能である。 第９図で一点鎖線に囲まれた構成要素は、ディジタル計
算機のソフトウェアによって構成することができる。 同一温度変化パターンで炉１の運転が縁返されるゝ場合
に、加工品の挿入や搬出等の外乱が定期的に反復される
時は、第１０図の調整入力更新ステツプ■においてその
外乱をも考慮して外乱時の炉温変化を最小化するように
調整入力（テ）を定めて調整入力用メモリｌｌに蓄える
。次回の再生運転中における上記反復外乱発生時には、
その外乱をも考慮した調整入力（１）を読み出して使用
することにより外乱の影響を抑制することができる。さ
らに、外乱をも考慮した調整入力更新の繰返しにより、
その後の反復外乱に対する上記影響抑制効果を−層高め
ることができる。 第２図及び第１２Ａ図は、前記偏差（ｅ）を入力とする
コントローラ１２の出力及び前記第１図の調整入力発生
器１Ｇの出力である調整入力（１）の両者を炉１に加え
る実施例を示す。コントローラ１２及び炉１の特性が第
１２Ａ図のようなもであるとすれば、この実施例におけ
る拡大システム４０の特性は次式％式％ 次のように定義することにより前記（４ａ）、（４ｂ）
式と同様な（１７ａ）、（１７ｂ）式を導くことができ
る。 Ｘ（ｋ＋１）＝ＴＩ（ｋ）＋百？（ｋ）＋Ｇｒ（ｋ）
＋＋−（１７ａ）ｙ（ｋ）＝ＣＸ
（ｋ） −−−（１７
ｂ）以下第１図について上記に説明した手法で計算する
ことにより、（１７ａ）、（１７ｂ）式の双対システム
を求めることができる。第１２８図は外乱の抑制を行な
った場合の測定値の例を示す。 第３図及び第１３図は、前記第１図の調整入力発生器ｌ
Ｏの出力である調整入力（１）から前記設定値（ｒ）を
差引いた差をコントローラ１２に加える実施例を示す。 コントローラ１２及び炉１の特性が第１３図のようなも
であるとすれば、この実施例における拡大システム４０
の特性は次式で与えられる。 （ｘ（ｋ＋ｔ）１ 次のように定義することにより前記（４ａ）、（４ｂ）
式と同様な（１９ａ）、（１９ｂ）式を導くことができ
る。 Ｘ（ｋ＋１）＝ＴＩ（ｋ）＋ＴＦ（ｋ）＋？；ｒ（ｋ）
＋ ＋ ＋ （１９ａ）ｙ（ｋ）＝ＣＩ
（ｋ） −−−（１９ｂ）
以下第１図について上記に説明した手法で計算すること
により、（１９ａ）、（１９ｂ）式の双対システムを導
きその出力ｖ（ｋ）を求めることができる。第１４図は
調整入力制御を行なった場合の測定値の例を示す。 第４図及び第１５図は、調整入力（１）を設定値（ｒ）
にかえてコントローラ１２に加える実施例を示し、第１
６図はその実施例による実験結果の一例を示す。 本発明者らは、評価関数Ｊを与える（９）式において重
み行列Ｗを次式のように付加すれば、特性が改善できる
ことを見出した。 Ｊ＝ｌｌＷ旦１１ ” ただしｗ＝ｗ”
・・・（２０）この重みの付加により、とくに制御
範囲内の任意の区間における目標値追従性を良くするこ
とができる。第１７８図及び第１７８図は、第２図の実
施例において外乱に対する仮想調整入力を記憶すると共
に重み行列を付加した場合の外乱抑制効果の一例を測定
値によって示す。この場合のε１の最適値は、８ ＝
ＩＩ ！ １１ ”／ ＩＩ ＷＡＹ １１″で与えら
れる。 第５図は本発明の他の実施例を示す。この実施例のヒー
タ２は交流電源１６からＳＣＲユニット１５を介して付
勢される。温度センサ３の出力が変換装置４によって制
御回路に適したレベルに変換された上で制御装置３０に
加えられる。この制御装置３０は、第８図の一点鎖線内
の各種メモリ、双対システム９、調整入力発生器１０．
コントローラ１２などを含むものである。制御装置３０
の出力は変換器１３及びＤ／Ａ変換器５を介しゲート信
号ＵとしてＳＣＲゲート回路１４に加えられる。変換器
１３は、 ＳＣＲゲート回路１４及びＳＣＲユニット１
５で非線形化される信号に対して適当な変換を加え制御
系全体として線形システムを形成するための役割を果す
。ゲート信号Ｕに応じて、ヒータ２に加えられる電力が
調節される。 第１８８図は、本発明の変換器１３が設けられていない
従来のＳＣＲユニット１５による温度制御方式を示す。 この場合ＳＣＲゲート回路１４への入力Ｕに対するヒー
タ電力Ｐは次式で与えられる。 Ｐ＝ＫＪ ｓｉｎ”（πｕ）ｄｕ
−−−（２１）ここに、には定数、 Ｐはヒータ電力、 ＵはＳＣＲゲート回路入力（０≦Ｕ≦１）第１８８図は
従来のＳＣＲ制御回路における入出力特性を示す。本発
明の調整入力による炉温制御装置は線形系を前提として
いるので、第１８８図の様な非線形系では制御が不安定
になるおそれがある。 第５図の実施例の変換器１３はこの非線形系を線形化す
るため制御装置３０の出力に接続されるものである。こ
の変換器１３の特性は次のようにして求められる。 （２１）式の右辺を書き直せば、 ｆ ｓｉｎ（πｕ）ｄｕ＝ｕ／２−（ｓｉｎ（２πｕ）
）／（４ｒ ） ・・（２２）となる。（２１）式の両
辺にαをかけ、ＵがＯから１まで変化する場合、αＰも
０から１まで変化するように基準化する。（２１）、（
２２）式より、αＰは、ａ Ｐ＝ｕ−（ｓｉｎ（２ｙｒ
ｕ））／（２ｗ ） ・・・（！３）と
なる。変換器１３の特性としては、Ｄ／Ａ変換器１５の
出力値がＵの時、変換器入力Ｕ、が（２３）式によりｕ
、＝ｕ−（ｓｉｎ（２１ｕ））／（２１）
・・・（２３ａ）となればよい。変換器１３の内部で
は、例えばニュートンーラフソン法を使って（２３ａ）
式から次式によりＵを算出する。この変換により、制御
システム全体が線形化され制御が安定になる。 ｕｈ＋ｔ＝ｕｈ−ｆ（ｕｔ）／ｆ（ｌｌｂ）
”（２４）ここに、ｆ（ｕｉ）”はｆ（ｕｈ）
の導関数である。 （２５）式において、定数εに対して ε ＞ ｌ ｕ＆＋１−１１ｋｌ
・・（２６）が成立する
まで繰返し演算する。 第６図は、第１図の構成にサーボ用メモリ２５とスイッ
チ２０とを追加した本発明の実施例を示す。 スイッチ２０の端子ａ、は設定値用メモリフに接続され
、端子す、はサーボ用メモリ２５に接続され、可動端子
Ｃ，はコントローラ１２の入力側加算器１２ａの目標値
入力端に接続される。 この実施例の調整入力用メモリ１１は、スイッチ２０を
介してコントローラ１２の入力側加算器１２ａ及び出力
側加算器１２ｂの調整入力端に接続される。 即ち、調整入力用メモリーｌｌからの一方の調整入力信
号れはスイッチ２０の固定接点ａ２及び可動接点ｃ２を
介してコントローラ出力側加算器１２ｂの調整入力端に
接続される。調整入力用メモリー１１からの他方の調整
入力信号１．はスイッチ２０の固定接点ａ．及び可動接
点Ｃ，を介してコントローラ入力側加算器１２ａの調整
入力端に接続される。 調整入力信号を使用してサーボ入力を使用しない場合に
は、上記の可動接点Ｃ，、ｃ、、Ｃ，は対応する固定接
点ａ、、ａ２、ａ３にそれぞれ接触する。固定接点ａ、
は設定値用メモリフに接続されているので、調整入力テ
使用時にはは設定値ｒも使用される。調整入力信号を使
用せずにサーボ入力を使用する場合には、可動接点Ｃ２
、Ｃ，が対応する固定接点ａ２、ａ３から離れ遊び接点
すに切換えられると共に可動接点Ｃ，がサーボ用メモリ
２５側の固定接点す、に接続される。 この実施例の動作を、温度変化の設定値が第１９図の様
に段階的にである場合について説明する。 温度を変化させようとする区間１及び区間３では例えば
第１図の本発明の調整入力による炉温制御装置で制御し
、温度を一定に保とうとする区間２では従来のサーボ系
で制御する。区間１及び３の運転時には、スイッチ２Ｇ
の可動接点Ｃ，、Ｃ，、ｃｓを対応する固定接点ａｍ、
ａｍ、ａｍにそれぞれ接触させ、再生運転の度毎に追従
性が良くなる本発明の制御を行なう。運転が区間２へ移
った時に、スイッチ２０の可動接点Ｃｔ、 Ｃ，を対応
する固定接点ａｓ、ａ、から遊び接点すに切換えると共
に可動接点Ｃ，を固定接点ａ、からサーボ用メモリ２５
側の固定接点ｂ１に切換え、サーボ用メモリ２５をコン
トローラ１２へ接続し、サーボ系制御を行なう。 こうして、全運転期間中を通じて本発明の調整入力によ
る炉温制御をした場合に比して、一部に従来方式の制御
を取入れることによりメモリ量を節減することができる
。また。区間２の目標値が運転毎に変る場合でにもサー
ボ系による運転を行なうことにより制御が可能になる。 区間の数は第１９図の３区間に限定されるものではなく
、第２０図の５区間、その他の任意数の区間を含む制御
に対してこの実施例を適用することができる。 第７図は本発明に用いられるコントローラの一例を示す
。入力端で調整入力ｉと炉１の出力ｙとの差を与える第
１加算器３１が、スイッチ３２の一端子ａへ接続される
。スイッチ３２の共通端子すは積分器３３に接続され、
前記差の積分が行なわれる。スイッチ３２の第３端子Ｃ
はオーブン状態に保たれる。 サーボ系制御理論等により選択される値のマトリックス
Ｆ１、Ｆ、で与えられるゲイン３４．３６が第２加算器
３５に結合されて、積分器３３の出力にゲインＦ。 を掛けたものと制御対象の状態ＸにゲインＦ１を掛けた
ものとの和が第２加算器３５に入力される。 この和は第２加算器３５に接続されたリミッタ３７で制
限された後コントローラ出力ｕ（ｋ）として外部へ送出
され、制御対象の操作量となる。スイッチ制御装置３８
の入力端は第１加算器３１及びリミッタ３７に接続され
、その出力側はスイッチ３３に接続される。このスイッ
チ制御装置３８は、第１加算器の出力ｅ（ｋ）とリミッ
タに応じてスイッチ３２を次のように制御する。 ｕ（ｋ））ｏｕ且ツｅ（ｋ）＜Ｏの時スイッチ３２１３
ｉ１放（Ｃ側）ｕ（ｋ）＜ｏｄ且ツｅ（ｌｉ）＞Ｏの時
スイッチ３２開放（Ｃ側）その他の時
スイッチ３２閉成（ａ側）第２１図は操作量ｕ（ｋ）
（リミッタ出力）についての従来方式と本発明方式との
比較を示し、第２２図は積分器３３の内容についての従
来方式と本発明方式との比較を示す。一般に、コントロ
ーラ出力には物理的な理由から出力制限が加えられる。 他方、制御理論による操作量はその出力制限に関係なく
算出される。従来方式では、リミッタ制限により積分器
３３が停止した後、停止時の積分内容が保持されるため
、積分器の復帰に時間がかかる。本発明方式は、第１加
算器３１の出力をも同時に監視しているので、従来方式
に比較して積分器復帰時間が短く制御系の動作が安定す
る。 即ち、第２１図において時刻ｔ１に上限Ｏｕでリミッタ
出力が制限されたとき、従来方式の場合第２２図の積分
器内容は、時刻ｔ２まで下限に留るが、本発明方式によ
れば時刻ｔ３以前であっても第１加算器３２の出力の増
加開始時刻ｔ４にスイッチ３２が閉成されて正の値が積
分器に加えられ積分器内容が増加し始めるので応答が速
くなる。さらに従来方式の場合は、積分器を動作させず
に第２加算器３５の出力が上限Ｏｕに減少する時刻ｔ２
までリミッタ出力は減少しないが、本発明方式によれば
時刻ｔ、以前であっても第１加算器３２の出力の増加に
伴う積分器内容の増加に応じ、第２加算器３５の出力が
時刻ｔ８に前記上限Ｏｕまで低下すればリミッタ出力が
減少し始めるので制御系の応答が速くなる。 第８図は、炉モデルを用いた実施例を示す。コントロー
ラ１２からの操作信号ｕ（ｋ）は操作スイッチ２７を介
して炉モデル２１の入力側と炉１の入力側とに選択的に
接続される。コントローラ１２の状態信号ｘ（ｋ）受信
端は、状態スイッチｚ８を介して炉モデル２１の状態送
出側と炉１の状態送出側とに選択的に接続される。コン
トローラ１２の出力信号Ｖ（ｋ）受信端は出カスイッチ
２９を介して炉モデル２１の出力側と炉１の出力側とに
選択的に接続される。炉モデル２１は、制御に関して現
実の炉１と同様な振舞をする様に構成された計算機上の
シミュレーション又はハードウェアの模型である。 第２３図の流れ図により第８図の実施例の動作を説明す
る。動作開始時にステップ■で初期設定を行なう。制御
装置側の係数設定に加え、炉モデルｚｌ上の諸設定も行
なう。次いで操作スイッチ２７、状態スイッチ２８、及
び出カスイッチ２９を全て炉モデルｚｌ側に設定する。 初期設定完了後、ステップ０で炉モデルによる再生運転
を行ない、「モデル再生運転で調整入力（１）は収束し
たか？」の条件をチェックする。この条件が十分に満足
されていない場合には、ステップ［相］の炉モデルによ
る再生運転へ進む。前記条件が満足された場合には、ス
テップ［相］の現実の炉１による再生運転に進む。再生
運転終了後、ステップ［相］で調整入力（ｉ）の更新を
行なう。 従って、第８図の実施例によれば、炉モデルによって所
要の仕様を満足する調整入力（１）を得た後に現実の炉
１の再生運転に入るので、現実の炉１による再生運転の
回数を少なくしても仕様を十分に満足することができる
。
場合の本発明による温度制御装置の実施例を示す。６個
の温度センサ３により炉内３カ所及び３個のヒータ２の
温度をそれぞれ測定し、６個のセンサ出力をそれぞれ状
態量としてＸ１、Ｘ、−Ｘ、、Ｘ４−Ｘ、、Ｘ、で表す
。炉内３カ所の温度は制御量であり、これを７ａ（Ｘａ
）、３Ｉｓ（Ｉｇ）−３ｍ（Ｘｓ）で表す。 温度センサ３の出力は変換装置４へ送られ適当な時間間
隔でサンプリングされ、各出力レベルに相当する温度信
号に変換され、さらにディジタル信号に変換される。上
記センサ出力ｘ１〜ｘ６に対応するこれらのディジタル
信号は、状態量を表す信号ｘ（ｋ）及び炉１の出力信号
ｙ（ｋ）として使われる。 また炉温の信号Ｙｔ（Ｘ４）−ｙ＋＋（Ｘｉ）、３ｒｓ
（Ｘｓ）は出力信号ｙ（ｋ）としてサンプリングごとに
出力用メモリ６に記憶される。 コントローラ１２は、各サンプリングに同期して設定値
用メモリフから当該サンプリングに対応する設定値ｒ（
ｋ）を読出すとともに調整入力用メモリ１１から対応調
整入力？（ｋ）を読出し、変換装置４ｈ１らのデータお
よび読み出されたデータＹ（ｋ）、ｘ（ｋ）、ｒ（ｋ）
、テ（ｋ）から炉操作信号ｕ（ｋ）を演算しこれをＤ／
Ａ変換器５へ送る。Ｄ／Ａ変換器５は、ディジタルの操
作信号ｕ（ｋ）をアナログ信号に変換しヒータ２に対す
る操作信号として炉１へ送る。こうして１回のサン−ブ
リングに対する炉１の制御操作が終る。第１ＩＣ図のカ
ーブＴの様な運転パターン全体を力バーするため、所定
のサンプリング回数（例えばｎ回。 ｋ＝ｌ−ｎ）にわたってこの制御操作を反復し、最終サ
ンプリング時の炉出力ｙ（ｋ）が出力用メモリ６に記憶
された時に、炉１に対する制御の１サイクルが終る。 制御の１サイクルが完了した時に、出力用メモリ６内の
炉温データｙ（ｋ）と設置値用メモリ７内のデータｒ（
ｋ）との間の偏差ｅ（ｋ）を加算器８によって求め、そ
の偏差を双対システム９に送る。双対システム９は、設
定値入力がない場合の炉１とコントローラ１２とからな
る拡大システム４Ｇ（第１図参照）の双対システムを構
成している。双対システム９の出力は、調整入力発生器
１０に入力され、本発明の制御装置で使われる調整入力
１（ｋ）がこの発生器ｌＧで演算さ、れ出力される。出
力された調整入力１（ｋ）は調整入力用メモリ１１に記
憶される。 この実施例の動作を第１０図の流れ図により説明する。 制御が開始されるとステップ■で初期設定が行われる。 初期設定では、設定値用メモリフに炉温出力の設定値が
書込まれる。又、調整入力用メモリ１１内にはゼロが設
定される。双対システム９には、近似的双対システム係
数が設定される。 コントローラ１２が第１１Ｂ図の様な積分形である場合
には、制御則Ｆ、、Ｆ、が設定される。 ステップ■で再生運転が次の手順によって行われる。コ
ントローラ１２からの操作信号ｕ（ｋ）はＤ／Ａ変換器
５を介して炉１へ送られ、ヒータ２が制御される。炉１
からの状態信号ｘ（ｋ）及び出力信号ｙ（ｋ）が変換装
置４を通してコントローラ１２に送られる。コントロー
ラ１２では、変換装置４からの信号ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）
、設定値用メモリフからの設置値ｒ（ｋ）及び調整入力
用メモリ１１からの調整入力１（ｋ）に基づいて操作信
号ｕ（ｋ）が算出される。この操作信号ｕ（ｋ）は上記
の様にＤ／Ａ変換器５を介して炉１へ送られる。以上の
ループにより再生運転が行われる。 またステップ■の再生運転中、変換装置４からの出力信
号ｙ（ｋ）は出力用メモリ６に蓄えられる。所定の運転
パターン全体を力バーする回数の上記ループ反復が行な
われた時に、再生運転が終了する。 再生運転終了後、必要に応じ調整入力更新ステツプ■へ
進む。出力用メモリ６からのデータと設定値用メモリフ
からのデータとの間の偏差（ｅ）に基づい双対システム
９が（１４ａ）、 （１４ｂ）式で（ｖ）を求め、さら
に調整入力発生器１０により（８）式で新たな調整入力
１（ｋ）が算出される。 以後、新たな調整入力により再生運転が行われ、必要な
らば再生運転の終了ごとに調整入力を更新する。この縄
返しにより、炉１の出力ｙ（ｋ）を出力設定値ｒ（ｋ）
に近づけ、設定値に対する追従性を向上させることがで
きる。追従性等に関する仕様が満足された時点で調整入
力を固定し、仮想調整入力更新ステップ■をバイパスす
ることも可能である。 第９図で一点鎖線に囲まれた構成要素は、ディジタル計
算機のソフトウェアによって構成することができる。 同一温度変化パターンで炉１の運転が縁返されるゝ場合
に、加工品の挿入や搬出等の外乱が定期的に反復される
時は、第１０図の調整入力更新ステツプ■においてその
外乱をも考慮して外乱時の炉温変化を最小化するように
調整入力（テ）を定めて調整入力用メモリｌｌに蓄える
。次回の再生運転中における上記反復外乱発生時には、
その外乱をも考慮した調整入力（１）を読み出して使用
することにより外乱の影響を抑制することができる。さ
らに、外乱をも考慮した調整入力更新の繰返しにより、
その後の反復外乱に対する上記影響抑制効果を−層高め
ることができる。 第２図及び第１２Ａ図は、前記偏差（ｅ）を入力とする
コントローラ１２の出力及び前記第１図の調整入力発生
器１Ｇの出力である調整入力（１）の両者を炉１に加え
る実施例を示す。コントローラ１２及び炉１の特性が第
１２Ａ図のようなもであるとすれば、この実施例におけ
る拡大システム４０の特性は次式％式％ 次のように定義することにより前記（４ａ）、（４ｂ）
式と同様な（１７ａ）、（１７ｂ）式を導くことができ
る。 Ｘ（ｋ＋１）＝ＴＩ（ｋ）＋百？（ｋ）＋Ｇｒ（ｋ）
＋＋−（１７ａ）ｙ（ｋ）＝ＣＸ
（ｋ） −−−（１７
ｂ）以下第１図について上記に説明した手法で計算する
ことにより、（１７ａ）、（１７ｂ）式の双対システム
を求めることができる。第１２８図は外乱の抑制を行な
った場合の測定値の例を示す。 第３図及び第１３図は、前記第１図の調整入力発生器ｌ
Ｏの出力である調整入力（１）から前記設定値（ｒ）を
差引いた差をコントローラ１２に加える実施例を示す。 コントローラ１２及び炉１の特性が第１３図のようなも
であるとすれば、この実施例における拡大システム４０
の特性は次式で与えられる。 （ｘ（ｋ＋ｔ）１ 次のように定義することにより前記（４ａ）、（４ｂ）
式と同様な（１９ａ）、（１９ｂ）式を導くことができ
る。 Ｘ（ｋ＋１）＝ＴＩ（ｋ）＋ＴＦ（ｋ）＋？；ｒ（ｋ）
＋ ＋ ＋ （１９ａ）ｙ（ｋ）＝ＣＩ
（ｋ） −−−（１９ｂ）
以下第１図について上記に説明した手法で計算すること
により、（１９ａ）、（１９ｂ）式の双対システムを導
きその出力ｖ（ｋ）を求めることができる。第１４図は
調整入力制御を行なった場合の測定値の例を示す。 第４図及び第１５図は、調整入力（１）を設定値（ｒ）
にかえてコントローラ１２に加える実施例を示し、第１
６図はその実施例による実験結果の一例を示す。 本発明者らは、評価関数Ｊを与える（９）式において重
み行列Ｗを次式のように付加すれば、特性が改善できる
ことを見出した。 Ｊ＝ｌｌＷ旦１１ ” ただしｗ＝ｗ”
・・・（２０）この重みの付加により、とくに制御
範囲内の任意の区間における目標値追従性を良くするこ
とができる。第１７８図及び第１７８図は、第２図の実
施例において外乱に対する仮想調整入力を記憶すると共
に重み行列を付加した場合の外乱抑制効果の一例を測定
値によって示す。この場合のε１の最適値は、８ ＝
ＩＩ ！ １１ ”／ ＩＩ ＷＡＹ １１″で与えら
れる。 第５図は本発明の他の実施例を示す。この実施例のヒー
タ２は交流電源１６からＳＣＲユニット１５を介して付
勢される。温度センサ３の出力が変換装置４によって制
御回路に適したレベルに変換された上で制御装置３０に
加えられる。この制御装置３０は、第８図の一点鎖線内
の各種メモリ、双対システム９、調整入力発生器１０．
コントローラ１２などを含むものである。制御装置３０
の出力は変換器１３及びＤ／Ａ変換器５を介しゲート信
号ＵとしてＳＣＲゲート回路１４に加えられる。変換器
１３は、 ＳＣＲゲート回路１４及びＳＣＲユニット１
５で非線形化される信号に対して適当な変換を加え制御
系全体として線形システムを形成するための役割を果す
。ゲート信号Ｕに応じて、ヒータ２に加えられる電力が
調節される。 第１８８図は、本発明の変換器１３が設けられていない
従来のＳＣＲユニット１５による温度制御方式を示す。 この場合ＳＣＲゲート回路１４への入力Ｕに対するヒー
タ電力Ｐは次式で与えられる。 Ｐ＝ＫＪ ｓｉｎ”（πｕ）ｄｕ
−−−（２１）ここに、には定数、 Ｐはヒータ電力、 ＵはＳＣＲゲート回路入力（０≦Ｕ≦１）第１８８図は
従来のＳＣＲ制御回路における入出力特性を示す。本発
明の調整入力による炉温制御装置は線形系を前提として
いるので、第１８８図の様な非線形系では制御が不安定
になるおそれがある。 第５図の実施例の変換器１３はこの非線形系を線形化す
るため制御装置３０の出力に接続されるものである。こ
の変換器１３の特性は次のようにして求められる。 （２１）式の右辺を書き直せば、 ｆ ｓｉｎ（πｕ）ｄｕ＝ｕ／２−（ｓｉｎ（２πｕ）
）／（４ｒ ） ・・（２２）となる。（２１）式の両
辺にαをかけ、ＵがＯから１まで変化する場合、αＰも
０から１まで変化するように基準化する。（２１）、（
２２）式より、αＰは、ａ Ｐ＝ｕ−（ｓｉｎ（２ｙｒ
ｕ））／（２ｗ ） ・・・（！３）と
なる。変換器１３の特性としては、Ｄ／Ａ変換器１５の
出力値がＵの時、変換器入力Ｕ、が（２３）式によりｕ
、＝ｕ−（ｓｉｎ（２１ｕ））／（２１）
・・・（２３ａ）となればよい。変換器１３の内部で
は、例えばニュートンーラフソン法を使って（２３ａ）
式から次式によりＵを算出する。この変換により、制御
システム全体が線形化され制御が安定になる。 ｕｈ＋ｔ＝ｕｈ−ｆ（ｕｔ）／ｆ（ｌｌｂ）
”（２４）ここに、ｆ（ｕｉ）”はｆ（ｕｈ）
の導関数である。 （２５）式において、定数εに対して ε ＞ ｌ ｕ＆＋１−１１ｋｌ
・・（２６）が成立する
まで繰返し演算する。 第６図は、第１図の構成にサーボ用メモリ２５とスイッ
チ２０とを追加した本発明の実施例を示す。 スイッチ２０の端子ａ、は設定値用メモリフに接続され
、端子す、はサーボ用メモリ２５に接続され、可動端子
Ｃ，はコントローラ１２の入力側加算器１２ａの目標値
入力端に接続される。 この実施例の調整入力用メモリ１１は、スイッチ２０を
介してコントローラ１２の入力側加算器１２ａ及び出力
側加算器１２ｂの調整入力端に接続される。 即ち、調整入力用メモリーｌｌからの一方の調整入力信
号れはスイッチ２０の固定接点ａ２及び可動接点ｃ２を
介してコントローラ出力側加算器１２ｂの調整入力端に
接続される。調整入力用メモリー１１からの他方の調整
入力信号１．はスイッチ２０の固定接点ａ．及び可動接
点Ｃ，を介してコントローラ入力側加算器１２ａの調整
入力端に接続される。 調整入力信号を使用してサーボ入力を使用しない場合に
は、上記の可動接点Ｃ，、ｃ、、Ｃ，は対応する固定接
点ａ、、ａ２、ａ３にそれぞれ接触する。固定接点ａ、
は設定値用メモリフに接続されているので、調整入力テ
使用時にはは設定値ｒも使用される。調整入力信号を使
用せずにサーボ入力を使用する場合には、可動接点Ｃ２
、Ｃ，が対応する固定接点ａ２、ａ３から離れ遊び接点
すに切換えられると共に可動接点Ｃ，がサーボ用メモリ
２５側の固定接点す、に接続される。 この実施例の動作を、温度変化の設定値が第１９図の様
に段階的にである場合について説明する。 温度を変化させようとする区間１及び区間３では例えば
第１図の本発明の調整入力による炉温制御装置で制御し
、温度を一定に保とうとする区間２では従来のサーボ系
で制御する。区間１及び３の運転時には、スイッチ２Ｇ
の可動接点Ｃ，、Ｃ，、ｃｓを対応する固定接点ａｍ、
ａｍ、ａｍにそれぞれ接触させ、再生運転の度毎に追従
性が良くなる本発明の制御を行なう。運転が区間２へ移
った時に、スイッチ２０の可動接点Ｃｔ、 Ｃ，を対応
する固定接点ａｓ、ａ、から遊び接点すに切換えると共
に可動接点Ｃ，を固定接点ａ、からサーボ用メモリ２５
側の固定接点ｂ１に切換え、サーボ用メモリ２５をコン
トローラ１２へ接続し、サーボ系制御を行なう。 こうして、全運転期間中を通じて本発明の調整入力によ
る炉温制御をした場合に比して、一部に従来方式の制御
を取入れることによりメモリ量を節減することができる
。また。区間２の目標値が運転毎に変る場合でにもサー
ボ系による運転を行なうことにより制御が可能になる。 区間の数は第１９図の３区間に限定されるものではなく
、第２０図の５区間、その他の任意数の区間を含む制御
に対してこの実施例を適用することができる。 第７図は本発明に用いられるコントローラの一例を示す
。入力端で調整入力ｉと炉１の出力ｙとの差を与える第
１加算器３１が、スイッチ３２の一端子ａへ接続される
。スイッチ３２の共通端子すは積分器３３に接続され、
前記差の積分が行なわれる。スイッチ３２の第３端子Ｃ
はオーブン状態に保たれる。 サーボ系制御理論等により選択される値のマトリックス
Ｆ１、Ｆ、で与えられるゲイン３４．３６が第２加算器
３５に結合されて、積分器３３の出力にゲインＦ。 を掛けたものと制御対象の状態ＸにゲインＦ１を掛けた
ものとの和が第２加算器３５に入力される。 この和は第２加算器３５に接続されたリミッタ３７で制
限された後コントローラ出力ｕ（ｋ）として外部へ送出
され、制御対象の操作量となる。スイッチ制御装置３８
の入力端は第１加算器３１及びリミッタ３７に接続され
、その出力側はスイッチ３３に接続される。このスイッ
チ制御装置３８は、第１加算器の出力ｅ（ｋ）とリミッ
タに応じてスイッチ３２を次のように制御する。 ｕ（ｋ））ｏｕ且ツｅ（ｋ）＜Ｏの時スイッチ３２１３
ｉ１放（Ｃ側）ｕ（ｋ）＜ｏｄ且ツｅ（ｌｉ）＞Ｏの時
スイッチ３２開放（Ｃ側）その他の時
スイッチ３２閉成（ａ側）第２１図は操作量ｕ（ｋ）
（リミッタ出力）についての従来方式と本発明方式との
比較を示し、第２２図は積分器３３の内容についての従
来方式と本発明方式との比較を示す。一般に、コントロ
ーラ出力には物理的な理由から出力制限が加えられる。 他方、制御理論による操作量はその出力制限に関係なく
算出される。従来方式では、リミッタ制限により積分器
３３が停止した後、停止時の積分内容が保持されるため
、積分器の復帰に時間がかかる。本発明方式は、第１加
算器３１の出力をも同時に監視しているので、従来方式
に比較して積分器復帰時間が短く制御系の動作が安定す
る。 即ち、第２１図において時刻ｔ１に上限Ｏｕでリミッタ
出力が制限されたとき、従来方式の場合第２２図の積分
器内容は、時刻ｔ２まで下限に留るが、本発明方式によ
れば時刻ｔ３以前であっても第１加算器３２の出力の増
加開始時刻ｔ４にスイッチ３２が閉成されて正の値が積
分器に加えられ積分器内容が増加し始めるので応答が速
くなる。さらに従来方式の場合は、積分器を動作させず
に第２加算器３５の出力が上限Ｏｕに減少する時刻ｔ２
までリミッタ出力は減少しないが、本発明方式によれば
時刻ｔ、以前であっても第１加算器３２の出力の増加に
伴う積分器内容の増加に応じ、第２加算器３５の出力が
時刻ｔ８に前記上限Ｏｕまで低下すればリミッタ出力が
減少し始めるので制御系の応答が速くなる。 第８図は、炉モデルを用いた実施例を示す。コントロー
ラ１２からの操作信号ｕ（ｋ）は操作スイッチ２７を介
して炉モデル２１の入力側と炉１の入力側とに選択的に
接続される。コントローラ１２の状態信号ｘ（ｋ）受信
端は、状態スイッチｚ８を介して炉モデル２１の状態送
出側と炉１の状態送出側とに選択的に接続される。コン
トローラ１２の出力信号Ｖ（ｋ）受信端は出カスイッチ
２９を介して炉モデル２１の出力側と炉１の出力側とに
選択的に接続される。炉モデル２１は、制御に関して現
実の炉１と同様な振舞をする様に構成された計算機上の
シミュレーション又はハードウェアの模型である。 第２３図の流れ図により第８図の実施例の動作を説明す
る。動作開始時にステップ■で初期設定を行なう。制御
装置側の係数設定に加え、炉モデルｚｌ上の諸設定も行
なう。次いで操作スイッチ２７、状態スイッチ２８、及
び出カスイッチ２９を全て炉モデルｚｌ側に設定する。 初期設定完了後、ステップ０で炉モデルによる再生運転
を行ない、「モデル再生運転で調整入力（１）は収束し
たか？」の条件をチェックする。この条件が十分に満足
されていない場合には、ステップ［相］の炉モデルによ
る再生運転へ進む。前記条件が満足された場合には、ス
テップ［相］の現実の炉１による再生運転に進む。再生
運転終了後、ステップ［相］で調整入力（ｉ）の更新を
行なう。 従って、第８図の実施例によれば、炉モデルによって所
要の仕様を満足する調整入力（１）を得た後に現実の炉
１の再生運転に入るので、現実の炉１による再生運転の
回数を少なくしても仕様を十分に満足することができる
。
以上詳細に説明したように本発明は、炉の熱応答特性と
コントローラの特性とを含む拡大システムに対する所定
条件下の双対システム、及び出力ｙと設定値ｒとの偏差
（ｅ）が入力に加えられた時の前記双対システムの出力
（ｖ）と前回の調整入力とから最適の調整入力（１）を
算出する調整入力発生器を備え、その調整入力（テ）を
前記拡大システムに加えてなる構成を用いるので次の効
果を奏する。 （イ）与えられた温度の時間的変化設定値に対する追従
性を改善することができる。 （ロ）外乱時の炉温変化を抑制することができる。 （ハ） ＳＣＲｉｌ制御のヒータ等の非直線性素子を使
う場合にもその非直線性を補正することができる。 （ニ）所要の設定値に応じ従来の制御装置と本発明の双
対システムによる制御装置とを適宜組合せてメモリ容量
の節減を図ることができる。 （ホ）操作信号に対するリミッタの制限が作動した時の
復帰時間の短縮を図ることができ。 （ト）シミュレータ等の併用により初期の試行運転回数
を少なくす・ることができる。
コントローラの特性とを含む拡大システムに対する所定
条件下の双対システム、及び出力ｙと設定値ｒとの偏差
（ｅ）が入力に加えられた時の前記双対システムの出力
（ｖ）と前回の調整入力とから最適の調整入力（１）を
算出する調整入力発生器を備え、その調整入力（テ）を
前記拡大システムに加えてなる構成を用いるので次の効
果を奏する。 （イ）与えられた温度の時間的変化設定値に対する追従
性を改善することができる。 （ロ）外乱時の炉温変化を抑制することができる。 （ハ） ＳＣＲｉｌ制御のヒータ等の非直線性素子を使
う場合にもその非直線性を補正することができる。 （ニ）所要の設定値に応じ従来の制御装置と本発明の双
対システムによる制御装置とを適宜組合せてメモリ容量
の節減を図ることができる。 （ホ）操作信号に対するリミッタの制限が作動した時の
復帰時間の短縮を図ることができ。 （ト）シミュレータ等の併用により初期の試行運転回数
を少なくす・ることができる。
第１図は一実施例のブロック図、第２図から第８図まで
は他の実施例の説明図、第９図は第１図の実施例の構成
を示す説明図、第１０図から第１１Ｃ図までは第１図実
施例の作用の説明図、第１２Ａ図及び第１２８図は第２
図の実施例の構成を示すブロック図及び動作特性を例示
するグラフ、第１３図及び第１４図は第３図の実施例の
構成を示す説明図及び動作特性を例示するグラフ、第１
５図及び第１６図は第４図の実施例の構成を示す説明図
及び動作特性を例示するグラフ、第１７Ａ図及び第１７
８図は第２図の実施例に重みを付加した場合の動作特性
を示すグラフ、第１８Ａ図及び第１８８図は第５図の実
施例に対する従来技術の説明図、第１９図及び第２０図
は第６図の実施例の使用態様を示すグラフ、第２１図及
び第２２図は第７図の実施例の動作特性の説明図、第２
３図は第８図の実施例の流れ図、第２４図は従来技術の
説明図である。 １・・・炉、 ２・・−ヒータ、 ３・−・温度センサ
、 ４・・・変換装置、 ５・・・Ｄ／Ａ変換器、 ６
・・−出力用メモリ、７・・・設定値用メモリ、 ８・
・・加算器、 ９−・−双対システム、 １０−・・調
整入力発生器、 Ｕ・・・調整入力用メモリ、１２−・
・・コントローラ、 １３−・・変換器、１４・−・Ｓ
ＣＲゲート回路、 １５・・・ＳＣＲユニット、１６
・・・交流電源、２０・一スイツチ、 ２１・・・炉モ
デル、２５・・・サーボ用メモリ、 ２７・・・操作ス
イッチ、 ２８・−・状態スイッチ、２９・−出力スイ
ッチ、３０・−・制御装置、３１・−第１加算器、 ３
２・・−スイッチミ３３・・・積分器、３４、３ロー・
・ゲイン、３５・・・第２加算器、３７・・・リミッタ
、３８・・・スイッチ制御装フ１．４０・・・拡大シス
テム。
は他の実施例の説明図、第９図は第１図の実施例の構成
を示す説明図、第１０図から第１１Ｃ図までは第１図実
施例の作用の説明図、第１２Ａ図及び第１２８図は第２
図の実施例の構成を示すブロック図及び動作特性を例示
するグラフ、第１３図及び第１４図は第３図の実施例の
構成を示す説明図及び動作特性を例示するグラフ、第１
５図及び第１６図は第４図の実施例の構成を示す説明図
及び動作特性を例示するグラフ、第１７Ａ図及び第１７
８図は第２図の実施例に重みを付加した場合の動作特性
を示すグラフ、第１８Ａ図及び第１８８図は第５図の実
施例に対する従来技術の説明図、第１９図及び第２０図
は第６図の実施例の使用態様を示すグラフ、第２１図及
び第２２図は第７図の実施例の動作特性の説明図、第２
３図は第８図の実施例の流れ図、第２４図は従来技術の
説明図である。 １・・・炉、 ２・・−ヒータ、 ３・−・温度センサ
、 ４・・・変換装置、 ５・・・Ｄ／Ａ変換器、 ６
・・−出力用メモリ、７・・・設定値用メモリ、 ８・
・・加算器、 ９−・−双対システム、 １０−・・調
整入力発生器、 Ｕ・・・調整入力用メモリ、１２−・
・・コントローラ、 １３−・・変換器、１４・−・Ｓ
ＣＲゲート回路、 １５・・・ＳＣＲユニット、１６
・・・交流電源、２０・一スイツチ、 ２１・・・炉モ
デル、２５・・・サーボ用メモリ、 ２７・・・操作ス
イッチ、 ２８・−・状態スイッチ、２９・−出力スイ
ッチ、３０・−・制御装置、３１・−第１加算器、 ３
２・・−スイッチミ３３・・・積分器、３４、３ロー・
・ゲイン、３５・・・第２加算器、３７・・・リミッタ
、３８・・・スイッチ制御装フ１．４０・・・拡大シス
テム。
Claims (12)
- （１）所定運転パターンの温度設定値（ｒ）に従って反
復運転されるヒータ付炉の炉内温度（ｙ）を温度設定値
（ｒ）入力に応するコントローラからヒータへの操作信
号（ｕ）により制御する温度制御装置において、前記炉
と前記コントローラとからなる拡大システムへ前記の温
度設定値（ｒ）に同期して順次印加される調整入力（■
）、前記調整入力（■）の列を前記所定運転パターンの
１サイクルごとに記憶する調整入力メモリ、前記の温度
設定値（ｒ）が入力されない場合の前記拡大システムの
双対システム、及び前記温度設定値（ｒ）と前記炉内温
度（ｙ）との偏差（ｅ）が印加された時の前記双対シス
テムの出力（ｖ）と先行サイクルの前記調整入力（■）
とから調整入力（■）の更新値を算出する調整入力発生
器を備えてなる調整入力による炉温制御装置。 - （２）所定運転パターンの温度設定値（ｒ）に従って反
復運転されるヒータ付炉の炉内温度（ｙ）を温度設定値
（ｒ）入力に応するコントローラからヒータへの操作信
号（ｕ）により制御する温度制御装置において、前記炉
と前記コントローラとからなる拡大システムへ前記の温
度設定値（ｒ）に同期して順次印加される調整入力（■
）、前記調整入力（■）の列を前記所定運転パターンの
１サイクルごとに記憶する調整入力メモリ、前記の温度
設定値（ｒ）が入力されない場合の前記拡大システムの
双対システム、及び前記温度設定値（ｒ）と前記炉内温
度（ｙ）との偏差（ｅ）が印加された時の前記双対シス
テムの出力（ｖ）と先行サイクルの前記調整入力（■）
とから調整入力（■）の更新値を算出する調整入力発生
器を備え、前記温度設定値（ｒ）をコントローラに加え
、前記調整入力（■）及び前記コントローラ出力を前記
炉に印加してなる調整入力による炉温制御装置。 - （３）請求項２記載の制御装置において、前記所定運転
パターンの各サイクル毎に加えられる同一の外乱が生じ
た時における前記調整入力（■）を記憶するメモリを備
え、前記外乱に対する炉温変化を運転パターンのサイク
ル毎に低減してなる調整入力による炉温制御装置。 - （４）所定運転パターンの温度設定値（ｒ）に従って反
復運転されるヒータ付炉の炉内温度（ｙ）を温度設定値
（ｒ）入力に応ずるコントローラからヒータへの操作信
号（ｕ）により制御する温度制御装置において、前記炉
と前記コントローラとからなる拡大システムへ前記の温
度設定値（ｒ）に同期して順次印加される調整入力（■
）、前記調整入力（■）の列を前記所定運転パターンの
１サイクルごとに記憶する調整入力メモリ、前記の温度
設定値（ｒ）が入力されない場合の前記拡大システムの
双対システム、及び前記温度設定値（ｒ）と前記炉内温
度（ｙ）との偏差（ｅ）が印加された時の前記双対シス
テムの出力（ｖ）と先行サイクルの前記調整入力（■）
とから調整入力（■）の更新値を算出する調整入力発生
器を備えて、前記温度設定値（ｒ）及び前記調整入力（
■）を前記コントローラに印加してなる調整入力による
炉温制御装置。 - （５）請求項４記載の制御装置において、前記所定運転
パターンの各サイクル毎に加えられる同一の外乱が生じ
た時における前記調整入力（■）を記憶するメモリを備
え、前記外乱に対する炉温変化を運転パターンのサイク
ル毎に低減してなる調整入力による炉温制御装置。 - （６）所定運転パターンの温度設定値（ｒ）に従って反
復運転されるヒータ付炉の炉内温度（ｙ）をコントロー
ラからヒータへの操作信号（ｕ）により制御する温度制
御装置において、前記コントローラに印加される調整入
力（■）、前記調整入力（■）の列を前記所定運転パタ
ーンの１サイクルごとに記憶する調整入力メモリ、前記
炉と前記コントローラとからなる拡大システムの双対シ
ステム、及び前記温度設定値（ｒ）と前記炉内温度（ｙ
）との偏差（ｅ）が印加された時の前記双対システムの
出力（ｖ）と先行サイクルの前記調整入力（■）とから
調整入力（■）の更新値を算出する調整入力発生器を備
えてなる調整入力による炉温制御装置。 - （７）請求項６記載の制御装置において、前記所定運転
パターンの各サイクル毎に加えられる同一の外乱が生じ
た時における前記調整入力（■）を記憶するメモリを備
え、前記外乱に対する炉温変化を運転パターンのサイク
ル毎に低減してなる調整入力による炉温制御装置。 - （８）請求項１から７までの何れかの項に記載された制
御装置において、前記拡大システムに加えられる前記偏
差に適当に重みを付加し、所定の時間的温度変化設定値
の特定区間において炉温の前記設定値に対する追随性が
高い前記調整入力（■）を発生させてなる調整入力によ
る炉温制御装置。 - （９）請求項１から７までの何れかの項に記載された制
御装置において、前記ヒータへの操作信号に適当な変換
を加えて当該ヒータの非線形入出力特性を線形化するご
とき変換器を備えてなる調整入力による炉温制御装置 - （１０）請求項１から７までの何れかの項に記載された
制御装置において、前記炉に接続されたサーボ用メモリ
、及び前記サーボ用メモリと前記調整入力発生器とを選
択的に前記拡大システムに接続するスイッチを備えてな
る調整入力による炉温制御装置。 - （１１）請求項１から７までの何れかの項に記載された
制御装置において、前記ヒータへの操作信号に限界を設
けるりミッタ、及び前記操作信号が前記限界外にあり且
つ前記偏差が前記操作信号を前記限界内へ復帰させる如
き値でない時に前記拡大システムへの入力を遮断するス
イッチを備えてなる調整入力による炉温制御装置。 - （１２）請求項１から７までの何れかの項に記載された
制御装置において、炉モデル、及び前記炉モデルと前記
炉とを選択的に前記コントローラに接続するスイッチを
備えてなる調整入力による炉温制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1286042A JPH0786783B2 (ja) | 1989-11-04 | 1989-11-04 | 調整入力による炉温制御装置 |
| US07/605,692 US5099442A (en) | 1989-11-04 | 1990-10-30 | Furnace temperature control apparatus using adjustment input |
| GB9023658A GB2238887B (en) | 1989-11-04 | 1990-10-31 | Furnace temperature control apparatus using adjustment input |
| DE4035099A DE4035099C2 (de) | 1989-11-04 | 1990-11-05 | Ofentemperatur-Regelvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1286042A JPH0786783B2 (ja) | 1989-11-04 | 1989-11-04 | 調整入力による炉温制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03148714A true JPH03148714A (ja) | 1991-06-25 |
| JPH0786783B2 JPH0786783B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=17699220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1286042A Expired - Lifetime JPH0786783B2 (ja) | 1989-11-04 | 1989-11-04 | 調整入力による炉温制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5099442A (ja) |
| JP (1) | JPH0786783B2 (ja) |
| DE (1) | DE4035099C2 (ja) |
| GB (1) | GB2238887B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0816215A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Mazda Motor Corp | 機器の制御装置および制御方法 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2654328B2 (ja) * | 1993-03-11 | 1997-09-17 | 勝久 古田 | 調整入力利用のカスケード炉温制御装置 |
| DE4319652C2 (de) * | 1993-06-14 | 2002-08-08 | Perkin Elmer Bodenseewerk Zwei | Verfahren zur Temperatursteuerung |
| JP2523259B2 (ja) * | 1993-06-30 | 1996-08-07 | エスオーエンジニアリング株式会社 | フォ―ハ―ス内のガラス温度制御方法 |
| US5561612A (en) * | 1994-05-18 | 1996-10-01 | Micron Technology, Inc. | Control and 3-dimensional simulation model of temperature variations in a rapid thermal processing machine |
| US5517594A (en) * | 1994-10-17 | 1996-05-14 | Relman, Inc. | Thermal reactor optimization |
| DE19513394B4 (de) * | 1995-04-08 | 2006-06-14 | Wilo Ag | Temperaturgeführte Leistungsansteuerung für elektrisch betriebene Pumpenaggregate |
| WO1997028669A1 (en) | 1996-01-31 | 1997-08-07 | Asm America, Inc. | Model-based predictive control of thermal processing |
| US5895596A (en) * | 1997-01-27 | 1999-04-20 | Semitool Thermal | Model based temperature controller for semiconductor thermal processors |
| US5994675A (en) * | 1997-03-07 | 1999-11-30 | Semitool, Inc. | Semiconductor processing furnace heating control system |
| KR19980075034A (ko) * | 1997-03-28 | 1998-11-05 | 배순훈 | 가스보일러의 착화방법 |
| US6560514B1 (en) | 1999-09-23 | 2003-05-06 | Kic Thermal Profiling | Method and apparatus for optimizing control of a part temperature in conveyorized thermal processor |
| US6453219B1 (en) | 1999-09-23 | 2002-09-17 | Kic Thermal Profiling | Method and apparatus for controlling temperature response of a part in a conveyorized thermal processor |
| KR100423183B1 (ko) * | 2001-03-21 | 2004-03-18 | 코닉 시스템 주식회사 | 적응제어방법을 이용한 고속 열처리 공정기의 온도 제어장치 및 제어방법 |
| US7325162B2 (en) * | 2002-03-28 | 2008-01-29 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Configurable multiple channel discrete output module |
| JP4226855B2 (ja) * | 2002-07-31 | 2009-02-18 | パナソニック株式会社 | 熱解析方法及び熱解析装置、並びに前記熱解析方法を実施するプログラム |
| US6818864B2 (en) | 2002-08-09 | 2004-11-16 | Asm America, Inc. | LED heat lamp arrays for CVD heating |
| CN100520660C (zh) * | 2005-05-19 | 2009-07-29 | 南京大学 | 基于特征信息的快速稳定温度控制方法 |
| US8439667B2 (en) * | 2008-11-25 | 2013-05-14 | Utc Fire & Security Corporation | Oxygen trim controller tuning during combustion system commissioning |
| CN102607288A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-07-25 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 脉冲式炉窑温度动态控制方法 |
| CN103576672B (zh) * | 2013-10-23 | 2016-03-02 | 北京七星华创电子股份有限公司 | Lpcvd设备的温控系统自校正方法与装置 |
| US9582754B1 (en) | 2016-05-17 | 2017-02-28 | Roger Collins | Adaptive feed forward method for temperature control |
| CN106125787A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-11-16 | 桂林信通科技有限公司 | 一种温度智能控制方法及系统 |
| US10998205B2 (en) * | 2018-09-14 | 2021-05-04 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus and manufacturing method of semiconductor device |
| CN115963874B (zh) * | 2023-01-17 | 2023-07-21 | 东莞理工学院 | 一种温度跟踪控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337505A (en) * | 1976-09-20 | 1978-04-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Recovering apparatus for sensible heat of cooling water in converter waste gas treating equipment |
| JPS58163003A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Hitachi Ltd | プラント制御方法 |
| JPS60142404A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | Fujitsu Ltd | 制御系の構成方法 |
| JPS6392903U (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-15 | ||
| JPS63191202A (ja) * | 1987-02-04 | 1988-08-08 | Hitachi Ltd | バツチプロセス制御方式 |
| JPH01195503A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Hitachi Ltd | 評価関数を用いた制御方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3311303A (en) * | 1965-09-28 | 1967-03-28 | Gen Electric | Programmer |
| US3601588A (en) * | 1966-05-23 | 1971-08-24 | Foxboro Co | Method and apparatus for adaptive control |
| US3911347A (en) * | 1972-02-20 | 1975-10-07 | Xenex Corp | Adaptive control system |
| US4255133A (en) * | 1978-04-10 | 1981-03-10 | Hitachi, Ltd. | Method for controlling furnace temperature of multi-zone heating furnace |
| US4539633A (en) * | 1982-06-16 | 1985-09-03 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Digital PID process control apparatus |
| JPS6040560A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-02 | Pioneer Electronic Corp | デイスク演奏装置 |
| JPS61145606A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-03 | Ohkura Electric Co Ltd | 干渉対応形パタ−ン切換式温度制御装置 |
| US4882526A (en) * | 1986-08-12 | 1989-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Adaptive process control system |
| DE3884542T2 (de) * | 1987-03-30 | 1994-04-28 | Foxboro Co | Adaptive mehrgrössensteuerung. |
| JP2501334B2 (ja) * | 1987-06-19 | 1996-05-29 | 松下電工株式会社 | リフロ−炉 |
| JPH0196701A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-14 | Nobuo Yamamoto | 内部モデル協調型フイードフオワード手法を用いた制御系 |
| US4907177A (en) * | 1988-10-31 | 1990-03-06 | Grumman Aerospace Corporation | Computerized multi-zone crystal growth furnace precise temperature and heating control method |
| US4948365A (en) * | 1989-05-24 | 1990-08-14 | Zond Systems, Inc. | High-temperature, gas-burning furnace |
| US4982347A (en) * | 1989-06-22 | 1991-01-01 | Unisys Corporation | Process and apparatus for producing temperature profiles in a workpiece as it passes through a belt furnace |
-
1989
- 1989-11-04 JP JP1286042A patent/JPH0786783B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-30 US US07/605,692 patent/US5099442A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-31 GB GB9023658A patent/GB2238887B/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-05 DE DE4035099A patent/DE4035099C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337505A (en) * | 1976-09-20 | 1978-04-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Recovering apparatus for sensible heat of cooling water in converter waste gas treating equipment |
| JPS58163003A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Hitachi Ltd | プラント制御方法 |
| JPS60142404A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | Fujitsu Ltd | 制御系の構成方法 |
| JPS6392903U (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-15 | ||
| JPS63191202A (ja) * | 1987-02-04 | 1988-08-08 | Hitachi Ltd | バツチプロセス制御方式 |
| JPH01195503A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Hitachi Ltd | 評価関数を用いた制御方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0816215A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Mazda Motor Corp | 機器の制御装置および制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0786783B2 (ja) | 1995-09-20 |
| DE4035099A1 (de) | 1992-12-03 |
| GB2238887B (en) | 1993-11-24 |
| GB2238887A (en) | 1991-06-12 |
| US5099442A (en) | 1992-03-24 |
| DE4035099C2 (de) | 2002-02-07 |
| GB9023658D0 (en) | 1990-12-12 |
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