JPH0470906A - Control system and optimization deciding device - Google Patents

Control system and optimization deciding device

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JPH0470906A
JPH0470906A JP2176986A JP17698690A JPH0470906A JP H0470906 A JPH0470906 A JP H0470906A JP 2176986 A JP2176986 A JP 2176986A JP 17698690 A JP17698690 A JP 17698690A JP H0470906 A JPH0470906 A JP H0470906A
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control
output
command
pattern
control system
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JP2176986A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Katayama
片山 恭紀
Yasuo Morooka
泰男 諸岡
Junzo Kawakami
川上 潤三
Satoru Hattori
哲 服部
Masaaki Nakajima
正明 中島
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the controllability by quantizing the perception and the experiences of an expert operator, deciding the manipulated variable of an actuator, and also obtaining an operating point that is changed by the control. CONSTITUTION:An optimization deciding device 5 is provided with a feature extracting means 8 which extracts the features out of the output of a sensor 3 and a will deciding mechanism 9 which decides a control policy, a control parameter, a control algorithm, etc., with the outputs of the mechanism 8 and the sensor 3 and based on the knowledge stored previously. Furthermore a thinking mechanism 10 is added to infer a will based on the conclusion obtained by the mechanism 9 because the mechanism 9 takes much time to complete an arithmetic operation together with a self-control mechanism 11 which decides a control executing command of a control mechanism 6 or changes a control command with an instruction of a man-machine interface 7. Then the manipulated variable of an actuator 2 to be set by the assurance of a characteristic pattern is decided by a fuzzy inference, an operating point is stored as an operating command to an actuator 2, and the pertinent command by learning. Thus the satisfactory control performance is ensured.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数のアクチュエータにより動作する制御対
象を制御する制御システムにおいて、前記制御対象と複
数のアクチュエータの動作を総合判断して、個々のアク
チュエータの最適制御量を決定する制御システムと最適
性判定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention provides a control system for controlling a controlled object operated by a plurality of actuators, in which the operation of the controlled object and the plurality of actuators is comprehensively judged, and individual The present invention relates to a control system and an optimality determination device that determine the optimal control amount of an actuator.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の制御装置は、制御対象の動作状態を表わす複数の
当力信号を用い、制御を行っているが、個別の出力を見
て制御する方式では、制御が局所的になってしまい、シ
ステム全体の最適性を考慮できないとい欠点があった。
Conventional control devices perform control using multiple force signals that represent the operating status of the controlled object, but with a method that controls by looking at individual outputs, control becomes local and the entire system is affected. The disadvantage is that it cannot take into account the optimality of

そこで、最近は、複数の信号を用い、全体の最適性を求
める傾向がある。制御対象として複雑で、単一な制御装
置では制御できない圧延機システムを用い従来の制御装
置及び方法の動作を説明する。
Therefore, recently there is a tendency to use a plurality of signals to find overall optimality. The operation of the conventional control device and method will be explained using a rolling mill system that is complex and cannot be controlled by a single control device.

圧延機は対向するロールの間隔と、圧延材にかかる張力
を制御することにより所望の板厚の鋼材を得るシステム
である。ところが、圧延時に発生する損失熱による熱変
形や機械的変形等に起因するロール変形により、平坦な
鋼材が得られず、このため、平坦な特性を得るために形
状制御が開発されてきた。
A rolling mill is a system that obtains a steel material of a desired thickness by controlling the distance between opposing rolls and the tension applied to the rolled material. However, flat steel materials cannot be obtained due to thermal deformation due to heat loss generated during rolling and roll deformation due to mechanical deformation, etc. Therefore, shape control has been developed to obtain flat properties.

ところが、圧延の物理的特性が種々の要因により大幅に
変化するため、特定の動作点近傍における制御モデルを
作うて制御しても、多くの場合にそのモデルは実際の圧
延機の動作と食い違ってしまう。更に、フィードバック
制御の動作点が動き、制御余裕が無くなってしまう。こ
のため、モデルが正確であれば良好な結果をもたらすフ
ィードバツク制御もその能力を充分に発揮できず、勘と
経験で操作する熟練オペレータを超えることができない
という問題があった。
However, because the physical characteristics of rolling change significantly due to various factors, even if a control model is created near a specific operating point, the model often differs from the actual operation of the rolling mill. It ends up. Furthermore, the operating point of feedback control moves, and control margin is lost. For this reason, feedback control, which would produce good results if the model was accurate, could not fully demonstrate its ability, and there was a problem in that it could not surpass the skills of a skilled operator who operates based on intuition and experience.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術は熟練オペレータのノウハウを生かす点に
配慮がされておらず、また、制御によって動作点が変更
され、制御余裕が無くなっているなど制御性能に問題が
あった。
The above-mentioned conventional technology does not take into account the point of making use of the know-how of a skilled operator, and also has problems in control performance, such as the operating point being changed by control and the control margin being lost.

本発明の目的は、熟練オペレータのノウハウを取り入れ
た拡張性に富むとともに、制御によって移動した動作点
の情報を有効に活用する制御システムと最適性判定装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a control system and an optimality determination device that incorporate the know-how of a skilled operator, are highly expandable, and effectively utilize information on operating points moved by control.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、熟練オペレータの勘と経験を定量化し、ア
クチュエータの操作量を決定すること、及び、制御によ
って変更された動作点水めることにより達成される。
The above object is achieved by quantifying the intuition and experience of a skilled operator, determining the operation amount of the actuator, and determining the operating point changed by control.

〔作用〕[Effect]

熟練オペレータは制御量から特徴的なパターンを抽出し
、あいまいな操作(ファジー制御)を行なう。同様に、
制御量の積和演算とその結果を非線形回路を通すことに
よって特徴的なパターンの確信度を求め、各特徴的なパ
ターンの確信度に基づくアクチュエータの操作量をファ
ジィ推論により決定する。また、制御によって移動され
た動作点をアクチュエータに対する操作指令として記憶
し、学習により該操作指令を発生するような最適性判定
機構によって、該制御方式は熟練オペレータのように動
作するので良好な制御性能を得ることができる。
Skilled operators extract characteristic patterns from control variables and perform vague operations (fuzzy control). Similarly,
The reliability of a characteristic pattern is obtained by calculating the sum of products of the control amount and passing the result through a nonlinear circuit, and the operation amount of the actuator is determined by fuzzy inference based on the reliability of each characteristic pattern. In addition, with an optimality determination mechanism that stores the operating point moved by the control as an operation command for the actuator and generates the operation command through learning, the control system operates like a skilled operator, resulting in good control performance. can be obtained.

又、熟練オペレータのノウハウをそのまま制御知識とし
て記憶し、前記知識を用いて制御しても前記と同様の制
御性能を得ることができる。
Further, even if the know-how of a skilled operator is stored as control knowledge and the control is performed using the knowledge, the same control performance as described above can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の制御システムの一実施例を第1図に示す
An embodiment of the control system of the present invention is shown in FIG. 1 below.

制御対象は、1個又は複数のアクチュエータ2、及び制
御対象1やアクチュエータ2の動作状態を検出するセン
サ3を含む。前記センサ3の出力は制御及び診断機構4
に入力され、アクチュエータごとに制御実行指令を生成
するよう制御される。
The controlled object includes one or more actuators 2 and a sensor 3 that detects the operating states of the controlled object 1 and the actuators 2. The output of the sensor 3 is transmitted to a control and diagnostic mechanism 4.
and is controlled to generate a control execution command for each actuator.

前記制御及び診断機構4は、センサ3の出力を受は制御
機構6への指令を発生する最適性判定装置5、前記指令
とセンサ3からの出力を用いアクチュエータ2の制御実
行指令を発生する制御機構6、及び、上位計算機の情報
又はオペレータの操作を入力するとともに、診断結果を
出力するマンマシンインターフェース7から構成される
The control and diagnosis mechanism 4 includes an optimality determination device 5 which receives the output of the sensor 3 and generates a command to the control mechanism 6, and a control device which generates a control execution command for the actuator 2 using the command and the output from the sensor 3. It consists of a mechanism 6 and a man-machine interface 7 that inputs information on the host computer or operator operations and outputs diagnostic results.

前記最適性判定袋[5は、センサ3の出力から特徴を抽
出する特徴抽出機構8、前記特徴抽出機構8と前記セン
サ3の出力を用い、予め記憶されていた知識をもとに制
御方策、制御パラメータ、制御アルゴリズム等を決定す
る意志決定機構9、前記意志決定機構9の演算には時間
がかかるため、予め前記意志決定機構9で求めた結論を
もとに類推する思考機構10、及び、前記制御機構6の
制御実行指令を判断したり、又は前記マンマシンインタ
ーフェース7の指示により、制御指令を変更する自己調
整機構11から構成される。
The optimality determination bag [5 includes a feature extraction mechanism 8 that extracts features from the output of the sensor 3, and a control policy based on pre-stored knowledge using the feature extraction mechanism 8 and the output of the sensor 3. A decision-making mechanism 9 that determines control parameters, control algorithms, etc., a thinking mechanism 10 that makes analogies based on the conclusion obtained in advance by the decision-making mechanism 9 because the calculations of the decision-making mechanism 9 take time, and It is comprised of a self-adjustment mechanism 11 that judges a control execution command from the control mechanism 6 or changes a control command according to an instruction from the man-machine interface 7.

これに対して従来システムは最適性判定装置5がなく、
一般にはセンサ3の情報は制御機構6へ送信され、アク
チュエータ毎に制御するシステムとなっていた。このた
め、システム全体としての最適性が図れなかったが、本
発明のようにシステム全体の最適性を判定する最適性判
定装置5を付加することにより、システム全体の最適性
を判定できる他、この判定装置により、アクチュエータ
の変化や、制御対象の変化にも柔軟に対応できるという
効果を有する。
On the other hand, the conventional system does not have the optimality determination device 5,
Generally, the information from the sensor 3 is transmitted to the control mechanism 6, resulting in a system that controls each actuator. For this reason, the optimization of the entire system could not be achieved, but by adding the optimality determining device 5 that determines the optimality of the entire system as in the present invention, it is possible to determine the optimality of the entire system. The determination device has the effect of being able to flexibly respond to changes in the actuator and changes in the controlled object.

以下、本発明を圧延機制御システムに適用した実施例を
第2図により説明する。
An embodiment in which the present invention is applied to a rolling mill control system will be described below with reference to FIG.

制御対象1の圧延機システムは、対向する1組のワーク
ロール22の間にはさまれた圧延材23をワークロール
22の間に働く圧延力と圧延材23に働く張力により、
いわゆるつぶして、引っ張る力により圧延材を薄くし、
所望の板厚を得るものであり、ワークロール22を挾ん
で中間ロール24、中間ロール24を挾んでバックアッ
プロール25が配置されている。前記バックアップロー
ル25には、油圧力等の力を利用した圧下制御機構26
により圧延力が加えられ、その圧延力はバックアップロ
ール25と中間ロール24の接触面を介し、中間ロール
24に伝達され、該中間ロール24に伝達された圧延力
は、中間ロール24とワークロール22、及びワークロ
ール22と圧延材23の接触面を介し、圧延材23へ伝
達され、該圧延力により圧延材23は塑性変形を生じ、
所望の板厚となる。ワークロール22、中間ロール24
、バックアップロール25は、圧延ロールとも呼ばれる
The rolling mill system of controlled object 1 is configured to roll a rolled material 23 sandwiched between a pair of opposing work rolls 22 by using a rolling force acting between the work rolls 22 and a tension force acting on the rolled material 23.
The rolled material is made thinner by crushing and pulling force,
To obtain a desired thickness, an intermediate roll 24 is placed between the work roll 22 and a backup roll 25 is placed between the intermediate roll 24. The backup roll 25 is provided with a reduction control mechanism 26 that uses force such as hydraulic pressure.
The rolling force is applied to the intermediate roll 24 through the contact surface between the backup roll 25 and the intermediate roll 24, and the rolling force transmitted to the intermediate roll 24 is applied to the intermediate roll 24 and the work roll 22. , and is transmitted to the rolled material 23 through the contact surface between the work roll 22 and the rolled material 23, and the rolled material 23 undergoes plastic deformation due to the rolling force,
The desired thickness is achieved. Work roll 22, intermediate roll 24
, the backup roll 25 is also called a rolling roll.

ところで、圧延ロール22,24.25のロール巾は圧
延材23の液中より広く、かつ圧延力が加えられている
ため、ロールが変形する。例えばワークロール22にお
いて圧延材の液中から外れた部分は該圧延力により曲が
ってしまう。
By the way, since the roll widths of the rolling rolls 22, 24, and 25 are wider than the rolling material 23 in the liquid, and rolling force is applied thereto, the rolls are deformed. For example, in the work roll 22, the portion of the rolled material that is out of the liquid is bent by the rolling force.

その結果、圧延材23の端部がつぶされ凸形の断面形状
になる。それを防止するためにワークロール22の軸に
対し、その間隔が広がる方向にワークロールベンダ27
によりワークロールペンディングカFwを加え、圧延材
23の端部がつぶされるのを防止する。同様に中間ロー
ル24の軸には中間ロールベンダ28により中間ロール
ペンディングカFlを加える。
As a result, the ends of the rolled material 23 are crushed and have a convex cross-sectional shape. In order to prevent this, the work roll bender 27 is moved in the direction in which the distance between the work rolls 22 is widened relative to the axis of the work rolls 22.
A work roll pending force Fw is applied to prevent the ends of the rolled material 23 from being crushed. Similarly, an intermediate roll pending force Fl is applied to the shaft of the intermediate roll 24 by an intermediate roll bender 28.

更に、中間ロールシフト29は、中間ロール24を液中
方向に移動させる。この移動により、ロール22,24
.25が圧延材23に加える力を非対称にすることによ
り、圧延材の板厚の形状を制御する。
Further, the intermediate roll shift 29 moves the intermediate roll 24 in the direction of the liquid. This movement causes the rolls 22, 24
.. 25 makes the force applied to the rolled material 23 asymmetrical, thereby controlling the shape of the plate thickness of the rolled material.

一方、圧延を行なうために圧延機に加えられるエネルギ
ーは、圧延材23の塑性変形に費される他に、音、振動
、熱となる。この熱に変化したエネルギーは圧延材23
を介して放散されるとともに、ワークロール22の温度
を上昇させる。この温度上昇に起因し、ワークロール2
2は膨張し、ロール径が変化するが、そのロール径は一
般に不均一に変化する。そこで、ロール径を均一に制御
するため、液中方向に配置された複数個のノズル(図示
はしていない)、及びノズルを介し冷却液をワークロー
ル22に加えるクーラント制御機構3oが設置される。
On the other hand, the energy applied to the rolling mill for rolling is not only used for plastic deformation of the rolled material 23 but also becomes sound, vibration, and heat. This energy changed into heat is transferred to the rolled material 23.
and increases the temperature of the work roll 22. Due to this temperature rise, the work roll 2
2 expands and the roll diameter changes, but the roll diameter generally changes non-uniformly. Therefore, in order to uniformly control the roll diameter, a coolant control mechanism 3o is installed that applies cooling liquid to the work roll 22 through a plurality of nozzles (not shown) arranged in the direction of the liquid and the nozzles. .

前記ワークロール22の軸には、圧延材23を移動する
ための電動機等から構成される速度制御機構31が接続
されている。
A speed control mechanism 31 composed of an electric motor or the like for moving the rolled material 23 is connected to the shaft of the work roll 22 .

圧延機に対する制御システムは前記圧下制御機構26、
ワークロールベンダ27、中間ロールベンダ28、中間
ロールシフト29、クーラント制御機構3o、速度制御
機構31等のアクチュエータに対する動作指令を発生さ
せる指令発生機構32、前記指令発生機構32に対し、
圧延材23の形状が予め記憶された複数のパターンのう
ちどの種類のパターンに属するかを判断し、該パターン
の確信度を出力するパターン認識機構33、該パターン
認識機構33に対し、圧延材23の板圧形状を検出し、
圧力する形状検出機構34、前記形状検出機構34と、
指令発生機構32の出力を記憶する記憶機構35、及び
、記憶機構35の情報を用い、パターン認識機構33の
パラメータを学習により変化させる学習機構36から構
成される。 なお、制御対象1は、ワークロール22、
中間ロール24、バックアップロール25から構成され
る。
The control system for the rolling mill includes the rolling control mechanism 26;
A command generation mechanism 32 that generates operation commands for actuators such as the work roll bender 27, intermediate roll bender 28, intermediate roll shift 29, coolant control mechanism 3o, and speed control mechanism 31;
A pattern recognition mechanism 33 that determines which type of pattern the shape of the rolled material 23 belongs to among a plurality of pre-stored patterns and outputs the reliability of the pattern; Detects the plate pressure shape of
a shape detection mechanism 34 that applies pressure, the shape detection mechanism 34;
It is comprised of a storage mechanism 35 that stores the output of the command generation mechanism 32, and a learning mechanism 36 that uses the information in the storage mechanism 35 to change the parameters of the pattern recognition mechanism 33 through learning. Note that the controlled object 1 is a work roll 22,
It is composed of an intermediate roll 24 and a backup roll 25.

アクチュエータ2は、圧下制御機構26、ワークロール
ベンダ27、中間ロールベンダ28、中間ロールシフト
29、クーラント制御機構30、速度制御機構31を含
んで構成される。
The actuator 2 includes a reduction control mechanism 26, a work roll bender 27, an intermediate roll bender 28, an intermediate roll shift 29, a coolant control mechanism 30, and a speed control mechanism 31.

センサ3は形状検出機構34や、ここでは図示しないが
、速度検出機構、圧延荷重検出機構、各種の位置検出機
構、張力、板厚検出などの検出器から構成される。
The sensor 3 includes a shape detection mechanism 34 and, although not shown here, a speed detection mechanism, a rolling load detection mechanism, various position detection mechanisms, tension detection, plate thickness detection, and other detectors.

制御及び診断機構4は記憶機構35、指令発生機構32
、パターン認識機構33、学習機構36を含んで構成さ
れる。
The control and diagnosis mechanism 4 includes a storage mechanism 35 and a command generation mechanism 32.
, a pattern recognition mechanism 33, and a learning mechanism 36.

第3図に上記パターン認識機構33の詳細図を示す。パ
ターン認識機構33は、入力セル37゜38を含む入力
層51と、該入力層51に接続されセル40.41を含
む中間層39と、該中間層39に順次直列に接続された
中間層47.49及び出力層50とを含んでいる。セル
4oは重み関数43.46.加算器44及び関数器45
を含んでなり、セル41は重み関数48、加算器49、
及び関数器50を含んでなっている。形状検出機構34
及び記憶機構35の出力は、前記パターン認識機構33
の入力セル37.38に入力され、該入力セル37.3
8では入力された信号が関数値で変換され中間層39へ
出力され、中間層39へ入力された該入力セル37.3
8の出力は中間層39のセル40.41へ入力される。
FIG. 3 shows a detailed diagram of the pattern recognition mechanism 33. The pattern recognition mechanism 33 includes an input layer 51 including input cells 37, 38, an intermediate layer 39 connected to the input layer 51 and including cells 40, 41, and an intermediate layer 47 connected in series to the intermediate layer 39. .49 and an output layer 50. Cell 4o has weighting functions 43.46. Adder 44 and function unit 45
The cell 41 includes a weighting function 48, an adder 49,
and a function unit 50. Shape detection mechanism 34
and the output of the storage mechanism 35 is the pattern recognition mechanism 33.
is input into the input cell 37.38, and the input cell 37.3
8, the input signal is converted into a function value and output to the intermediate layer 39, and the input cell 37.3 input to the intermediate layer 39
The output of 8 is input to the cell 40.41 of the intermediate layer 39.

入力セル37の出力でセル40に入力された信号は重み
関数43で、0110倍され加算器44に入力されると
ともに、入力セル38の出力は重み関数46を介し、加
算器44に入力される。加算器44は上記重み関数43
.46の出力を加算し、関数器45へ出力する。関数器
45は、入力された信号に対して線形又は非線形の関数
演算を行い、次段の中間層47に出力する。
The signal inputted to the cell 40 as the output of the input cell 37 is multiplied by 0110 by the weighting function 43 and inputted to the adder 44, and the output of the input cell 38 is inputted to the adder 44 via the weighting function 46. . The adder 44 uses the weighting function 43
.. The outputs of 46 are added and output to a function unit 45. The function unit 45 performs a linear or nonlinear function operation on the input signal, and outputs the result to the intermediate layer 47 at the next stage.

同様に、セル41は入力セル37.38の出力が入力さ
れ、入力層37の出力は重み関数48で0121倍化さ
れ加算器49、関数器50を介し次段の中間層47へ出
力される。
Similarly, the outputs of the input cells 37 and 38 are input to the cell 41, and the output of the input layer 37 is multiplied by 0121 by the weighting function 48 and output to the next intermediate layer 47 via the adder 49 and the function unit 50. .

中間層47は、中間層39と同一の構造であり、入力層
37.38の出力の代りに中間層39の出力が用いられ
るものである。
The intermediate layer 47 has the same structure as the intermediate layer 39, and the output of the intermediate layer 39 is used instead of the output of the input layer 37, 38.

ここで、重み関数43,46.48の重みをω’IJで
表わすと、ωはに番目の中間層のi番目のセルに於て、
k−1番目の中間層(但し、k=1の時だけは入力セル
)の5番目の出力に掛ける重みを示す。
Here, when the weight of the weighting functions 43, 46.48 is expressed as ω'IJ, ω is at the i-th cell of the i-th intermediate layer,
Indicates the weight to be applied to the fifth output of the k-1th intermediate layer (input cell only when k=1).

以上のようにパターン認識機構33に入力された信号は
、入力セル37.38.複数段の中間層39.47.4
9を介し、中間層セルから重み関数と加算器を取り除い
た形式の出力層50を介し、出力される。なお、入力層
51は入力セル37゜38を全て纏めたものを表わす。
The signals input to the pattern recognition mechanism 33 as described above are transmitted to the input cells 37, 38, . Multi-stage intermediate layer 39.47.4
9, and an output layer 50 which is the same as the intermediate layer cell without the weighting function and adder. Note that the input layer 51 represents a collection of all input cells 37 and 38.

このパターン認識機構33の特徴は、単純な積和演算で
すみ、フィードバック等の繰返し演算が無いこと、及び
、中間層の各積和項はハードウェアで実現する場合、並
列に処理ができるため、高速演算が可能であることであ
る。
The feature of this pattern recognition mechanism 33 is that it only requires a simple product-sum operation, and there is no repeated operation such as feedback, and that each product-sum term in the intermediate layer can be processed in parallel when implemented in hardware. It is possible to perform high-speed calculations.

このパターン認識機構の出力層50の次に予め各出力パ
ターンに応じて各アクチュエータに対する指令値を記憶
させておき、最も出力パターンに近い指令値を直接アク
チュエータに指示することも可能である。この方式では
応答性は良いが後述の方式に比べて制御の精度は若干悪
くなる。
It is also possible to store command values for each actuator in accordance with each output pattern in advance in the output layer 50 of this pattern recognition mechanism, and to directly instruct the actuators with the command value closest to the output pattern. Although this method has good responsiveness, the control accuracy is slightly worse than the method described below.

次にパターン認識機構33の処理結果は第4図に示す指
令発生機構32を経て制御対象1である圧延機システム
に印加される。すなわち、パターン認識機構33の出力
は指令発生機構32に設けられている操作量決定手段5
2に入力される。操作量決定手段52では、内部に複数
準備された処理機構のうち、入力信号を処理するのに最
も有効な処理機構を選択し、処理を実行し操作量を出力
する。前記操作量決定手段の結果を用い、指令値計算手
段は具体的な各アクチュエータの指令値、例えば圧下制
御機構26に対する圧下指令、中間ロールベンダ28に
対する中間ロールベンダ指令等を発生する。なお、この
指令発生機構32には、パターン認識機構33を介さず
に、形状検出機構34の出力を直接入力して、前記内部
に準備された複数の処理機構のうち最適な処理機構で処
理することも可能である。しかしこの場合、各種推論機
構を用いる場合専門のオペレータの操作方法を十分反映
するには、知識ベースを充実する必要がある。
Next, the processing result of the pattern recognition mechanism 33 is applied to the rolling mill system, which is the controlled object 1, via the command generation mechanism 32 shown in FIG. That is, the output of the pattern recognition mechanism 33 is determined by the operation amount determining means 5 provided in the command generation mechanism 32.
2 is input. The manipulated variable determining means 52 selects the most effective processing mechanism for processing the input signal from among the plurality of internally prepared processing mechanisms, executes the process, and outputs the manipulated variable. Using the results of the operation amount determining means, the command value calculation means generates specific command values for each actuator, such as a roll-down command for the roll-down control mechanism 26, an intermediate roll bender command for the intermediate roll bender 28, and the like. Note that the output of the shape detection mechanism 34 is directly input to the command generation mechanism 32 without going through the pattern recognition mechanism 33, and is processed by the optimal processing mechanism among the plurality of processing mechanisms prepared inside. It is also possible. However, in this case, when using various inference mechanisms, it is necessary to enrich the knowledge base in order to sufficiently reflect the operating methods of specialized operators.

第5図は、前記操作量決定手段52の構成を示すもので
ある。操作量決定手段52は、形状検出機構34、パタ
ーン認識機構33からの信号を受け、制御機構141を
起動する。該制御機構141は、問題の種類に応じて、
知識ベース56を用い、起動する推論を決定する。即ち
該制御機構141は、三段論法的に原因を求める必要が
ある場合にはプロダクション推論機構142を起動し、
曖昧な要因がある場合にはファジィ推論機構143を起
動し、ある程度の枠組みがある問題に対してはフレーム
推論機構144を起動し、因果関係や機器の構成等の関
連がネットワーク的になっている問題に対しては意味ネ
ット推論機構145を起動し、診断対象が時間的な順序
で動作しているような問題に対してはスクリプト推論機
構146を起動する。更に、該制御機構141は前記各
種推論機構で解けない経験的な問題で、高速に最適な解
を求めるための最適化演算機構111を起動し、パター
ン的に記憶でき、特徴を抽出するとともに回答が必要な
問題を解くための特徴抽出・回答機構110 (Rum
elhart型ニューロコンピュータで構成)を起動す
る。操作量決定手段52の処理結果は制御機構141を
介して指令値計算手段53へ出力される。
FIG. 5 shows the configuration of the manipulated variable determining means 52. As shown in FIG. The operation amount determining means 52 receives signals from the shape detection mechanism 34 and the pattern recognition mechanism 33 and activates the control mechanism 141. The control mechanism 141, depending on the type of problem,
Knowledge base 56 is used to determine which inference to invoke. That is, the control mechanism 141 activates the production inference mechanism 142 when it is necessary to find a cause using a syllogism;
If there is an ambiguous factor, the fuzzy inference mechanism 143 is activated, and for a problem that has a certain degree of framework, the frame inference mechanism 144 is activated, and relationships such as causal relationships and equipment configurations are network-like. The semantic net inference mechanism 145 is activated for a problem, and the script inference mechanism 146 is activated for a problem in which the objects to be diagnosed operate in a temporal order. Furthermore, the control mechanism 141 activates the optimization arithmetic mechanism 111 to quickly find an optimal solution for empirical problems that cannot be solved by the various reasoning mechanisms described above, can memorize patterns, extract features, and provide answers. Feature extraction/answer mechanism 110 (Rum
(consisting of an Elhart-type neurocomputer). The processing result of the manipulated variable determining means 52 is outputted to the command value calculating means 53 via the control mechanism 141.

第6図に推論に必要な知識である知識ベース56の構成
を示す。前記知識ベース56においては、制御のエキス
パートの経験等に基づく外部から入力される知識106
は、三段論法的に推論を実行するためのプロダクション
ルール147、曖昧な情報をもとに推論を行なうための
知識であるファジィルール1489診断対象の部品構成
などのある枠組みで記述できる知識フレーム149゜部
品と部品の関連や、常識的な関連を纏めてネットワーク
の形で整理している意味ネットワーク150、診断対象
が順番にある仕事を進める場合にそれらの仕事を整理し
て記憶するスクリプト151、及び、上記知識147〜
151で記述できないその他の知識152に分類されて
記憶されている。
FIG. 6 shows the structure of the knowledge base 56, which is the knowledge necessary for inference. In the knowledge base 56, knowledge 106 input from the outside is based on the experience of a control expert, etc.
production rules 147 for performing inferences using a syllogistic approach; fuzzy rules 1489 for inferences based on ambiguous information; and knowledge frames 149 that can be described in a certain framework, such as the configuration of parts to be diagnosed. A semantic network 150 that organizes relationships between parts and common sense relationships in the form of a network, a script 151 that organizes and stores tasks when the diagnosis target performs certain tasks in order, and , above knowledge 147~
151 and is classified and stored as other knowledge 152 that cannot be described.

第7図に操作量決定手段52の動作の説明図を示す。制
御機構141の処理はパターン認識機構33、形状検出
機構34.記憶機構35からの情報を整理し、以下の処
理に利用できるデータに変換する処理ステップ200、
上記ステップ200で準備したデータが無くなる迄取り
出し、ステップ202へ渡す繰返し処理ステップ201
、前記ステップ201で収集した情報から起動すべき推
論機構及び処理を決定するための判断ステップ202、
及び、各種推論機構142〜146、特徴抽出回答機構
110、最適化演算機構111、及び、PID制御等の
古典制御や多変数制御等の現代制御のアルゴリズムを実
行する一般制御機構203、及び、上記各ステップを終
了するために必要なフラグ類のリセット等を実行する終
了処理ステップ204から構成される。
FIG. 7 shows an explanatory diagram of the operation of the manipulated variable determining means 52. The processing of the control mechanism 141 is performed by a pattern recognition mechanism 33, a shape detection mechanism 34. a processing step 200 for organizing information from storage 35 and converting it into data that can be used for further processing;
Repetitive processing step 201 that retrieves the data prepared in step 200 above and passes it to step 202 until it is exhausted.
, a judgment step 202 for determining the inference mechanism and process to be activated from the information collected in step 201;
and various inference mechanisms 142 to 146, feature extraction and response mechanism 110, optimization calculation mechanism 111, and general control mechanism 203 that executes algorithms of classical control such as PID control and modern control such as multivariable control; It consists of an end processing step 204 that executes reset of flags etc. necessary to end each step.

ここで各処理機構の役割を述べる。プロダクション推論
機構142は、オペレータのエキスパートが断片的なプ
ロダクションルールを用いて、論理的な成立関係を組立
てる制御に適している。ファジィ推論機構143は、制
御対象の注目している状態が変化したならばオペレータ
はアクチュエータを少し動かすというように定量化でき
ないオペレータのあいまいな(定性的な)知識を計算機
で処理できるように定量化して操作量を決定するのに適
している。
Here, the role of each processing mechanism will be described. The production inference mechanism 142 is suitable for control in which an expert operator assembles a logically established relationship using fragmentary production rules. The fuzzy inference mechanism 143 quantifies the operator's vague (qualitative) knowledge that cannot be quantified, such as the operator moving the actuator a little if the state of interest of the controlled object changes, so that it can be processed by a computer. It is suitable for determining the manipulated variable.

フレーム推論機構144は、制御装置間の関係等を記述
するフレームという知識を用い、注目している制御対象
の状態が変化した時に元の状態に戻す場合に、それら装
置間の関係を基に操作を行う処理量を関連する機器毎に
決定するのに適している。
The frame inference mechanism 144 uses the knowledge of frames that describe relationships between control devices, and performs operations based on the relationships between these devices when returning to the original state when the state of the controlled object of interest changes. It is suitable for determining the amount of processing to be performed for each related device.

意味ネット推論機構145は、前記断片的な知識である
フレームを整理し、体系付けてネットワークを作り上げ
たものであるため、特定のアクチュエータの操作結果が
およぼす影響を求めることができ、補償系を組むのに適
している。
The semantic net inference mechanism 145 organizes and systematizes the frames, which are the fragmentary knowledge, to create a network, so it can determine the influence of the operation result of a specific actuator and create a compensation system. suitable for.

スクリプト推論機構146は特定の状態が発生した時の
手順的な知識を基に推論するため、故障時に決まった手
順で対応しなければならないようなシーケンス制御的な
制御に適している。
Since the script inference mechanism 146 makes inferences based on procedural knowledge when a specific state occurs, it is suitable for sequence control-like control where a failure must be dealt with in a fixed procedure.

また、特徴抽出回答機構110は、上記パターン認識機
構33、形状検出機構34、記憶機構35の入力パター
ンと前記入力パターンが入力されたときに前記推論機構
142〜146が出した出力の関係を予め学習させてお
くと、推論機構142〜146が推論を行って出力を決
定するのと異なり、高速に同一の結果が出力できる特徴
がある。最適化演算機構111は、制御対象1は通常非
線形性が強いで、何等からの原因により動作点が変化す
ると、動作の再設定が必要になり、その場合、最急傾斜
法、ダイナミックプログラミング、リニアプログラミン
グ、出登り法、共役傾斜法又はホブフィールド(Hop
field)型ニューロコンピュータ等のアルゴリズム
により計算され、非線形制御対象に対しても最適な応答
を行なう。
Further, the feature extraction response mechanism 110 determines in advance the relationship between the input patterns of the pattern recognition mechanism 33, shape detection mechanism 34, and storage mechanism 35 and the outputs output by the inference mechanisms 142 to 146 when the input patterns are input. If the inference mechanisms 142 to 146 perform inference and determine the output, the learning feature is that the same result can be outputted at high speed. The optimization calculation mechanism 111 uses the steepest slope method, dynamic programming, linear Programming, ascending method, conjugate slope method or Hopfield method
field) type neurocomputer, etc., and provides an optimal response even to nonlinear control objects.

第8図にプログクシ3ン推論機構142の動作説明図を
示す。制御機構141より起動されるプロダクション推
論機構142は、前記制御機構141から起動時にメモ
リに記憶する入力処理54、前記入力処理54で記憶し
た情報を1個ずつ取り出し、もし、メモリにパターンの
情報が無い時には、プロダクション推論機構142の処
理を終了させる終了判断ステップ55を実行する。
FIG. 8 shows an explanatory diagram of the operation of the proxy inference mechanism 142. The production inference mechanism 142 activated by the control mechanism 141 takes out the input process 54 stored in the memory at the time of activation from the control mechanism 141 and the information stored in the input process 54 one by one. If there is none, a termination determination step 55 is executed to terminate the processing of the production inference mechanism 142.

前記終了判断ステップ55で抽出されたパターンの種類
とその確信度を用い、知識ベース56からルールを1個
ずつ取り出し、ステップ57で該入力のパターンの種類
と該ルールの前提部を比較する。ステップ58は、その
比較結果が一致した場合次の処理59を、不一致の場合
ステップ57を実行させる。ステップ59は一致した時
に前記入力を前記ルールの結論部に置換する。この時の
確信度の取扱いはミニ・マックスの理論で、置換前の最
小値又は最大値で置換える。ステップ60は前記置換し
たルールの結論部が操作指令である場合、ステップ61
を、結論部が不一致の場合更に推論を実施させるために
ステップ57を実行させる。
Using the pattern type and its certainty factor extracted in the termination judgment step 55, rules are extracted one by one from the knowledge base 56, and in step 57, the input pattern type and the antecedent part of the rule are compared. Step 58 executes the next process 59 if the comparison results match, and executes step 57 if they do not match. Step 59 replaces the input with the conclusion part of the rule when there is a match. At this time, the confidence level is handled using the mini-max theory, and is replaced with the minimum value or maximum value before replacement. In step 60, if the conclusion part of the replaced rule is an operation command, step 61
If the conclusion part does not match, step 57 is executed to perform further inference.

前記結論部が操作指令であるときに、処理61は前記指
令値計算手段53へ、結論部及び前記処理ステップで求
めた確信度を出力する。
When the conclusion part is an operation command, the process 61 outputs the conclusion part and the confidence obtained in the processing step to the command value calculation means 53.

第9図は指令値計算手段53を示す。指令値計算手段5
3は、前記操作量決定手段52で求めた推論結果である
指令及びその確信度を記憶するメモリ62.メモリの指
令が全て処理されたか否かを判断し、処理されていたな
らば指令値計算手段53を終了させるステップ63、処
理されていなければ圧下制御機構26等のアクチュエー
タ27゜28.29,30.31毎の指令を取り出し、
各種推論で求まったアクチュエータ操作の程度と確信度
を基に、操作量の重心を求め、同一アクチュエータの操
作量の重心を寄せ集めて新たな重心を求め対応するアク
チュエータの指令とする処理64から構成される。
FIG. 9 shows the command value calculation means 53. Command value calculation means 5
3 is a memory 62 for storing commands and their reliability which are the inference results obtained by the manipulated variable determining means 52; It is determined whether or not all the commands in the memory have been processed, and if they have been processed, the command value calculation means 53 is terminated (step 63); if not processed, the actuators 27, 28, 29, 30 of the lowering control mechanism 26, etc. .31 each command is taken out,
Consists of a process 64 in which the center of gravity of the manipulated variable is determined based on the degree and confidence of the actuator operation determined through various inferences, and the center of gravity of the manipulated variables of the same actuator is collected to determine a new center of gravity and is used as a command for the corresponding actuator. be done.

このような指令値計算手段53を設けることで各種推論
142〜146.特徴抽出・回答機構110、最適化演
算機構111.−膜制御機構203で個別に求められた
アクチュエータへの指令を統一的に扱える特徴が有る。
By providing such a command value calculation means 53, various inferences 142 to 146. Feature extraction/answer mechanism 110, optimization calculation mechanism 111. - It has the feature that commands to the actuators individually obtained by the membrane control mechanism 203 can be handled in a unified manner.

第10図に、前記学習に必要な入力切り換え装置125
の構成を示す。該入力切り換え装置125は、学習機構
により制御されるスイッチ機構156を用い、形状検出
機構34の出力と学習機構36の出力の一方を入力層5
1に出力するものである。第10図におけるスイッチ機
構156の状態は学習を行なう状態を示す。
FIG. 10 shows an input switching device 125 necessary for the learning.
The configuration is shown below. The input switching device 125 uses a switch mechanism 156 controlled by a learning mechanism to switch one of the output of the shape detection mechanism 34 and the output of the learning mechanism 36 to the input layer 5.
1. The state of the switch mechanism 156 in FIG. 10 indicates a state in which learning is performed.

第11図に学習機構36の構成を示す。学習機構36は
、入力パターン発生機構65、出力パターン発生機構6
7、出力突合せ機構66、及び、学習制御機構68から
構成される。前記出力突合せ機構66は、出力層50の
出力を指令発生機構32と前記突合せ機構66へ出力す
るための分配器139の出力o1.oI、onと、出力
パターン発生機構67の出力OT工、OTJ、oT、l
との差を加算器161,162,163により、偏差e
□。
FIG. 11 shows the configuration of the learning mechanism 36. The learning mechanism 36 includes an input pattern generation mechanism 65 and an output pattern generation mechanism 6.
7, an output matching mechanism 66, and a learning control mechanism 68. The output matching mechanism 66 outputs the output o1. of the distributor 139 for outputting the output of the output layer 50 to the command generation mechanism 32 and the matching mechanism 66. oI, on and the output OT of the output pattern generation mechanism 67, OTJ, oT, l
Adders 161, 162, 163 calculate the difference between the deviation e
□.

IBJ)anとして求め、学習制御機構68に出力する
。なお分配器139の出力01+ Oly Onは入力
パターン発生機構65の出力がパターン認識機構33(
ルメルハート(Ru+*elhart )型ニューロコ
ンピュータ)の入力層51に入力されることにより発生
する。このとき、該入力パターン発生機構65と該出力
パターン発生機構67は前記学習制御機構68に制御さ
れる。
IBJ)an and output to the learning control mechanism 68. Note that the output 01+Oly On of the distributor 139 is the output of the input pattern generation mechanism 65 that is output from the pattern recognition mechanism 33 (
It is generated by being input to the input layer 51 of a Rumelhart (Ru+*elhart type neurocomputer). At this time, the input pattern generation mechanism 65 and the output pattern generation mechanism 67 are controlled by the learning control mechanism 68.

第12図に前記学習過程における荷重関数ω”1743
と学習制御機構68の関係を示す。前記加算器161の
出力である偏差ekを受けて、学習制御機構68はパタ
ーン認識機構33を構成するセル40の荷重関数ω1,
43の値を、前記偏差が減少する方向に変化させる。
Figure 12 shows the weight function ω''1743 in the learning process.
The relationship between the learning control mechanism 68 and the learning control mechanism 68 is shown. In response to the deviation ek that is the output of the adder 161, the learning control mechanism 68 calculates the weight function ω1,
43 is changed in the direction that the deviation decreases.

第13図に前記学習制御機構68の処理概要170を示
す。学習機構36が起動されると、学習制御機構68の
処理170が起動される。該処理170は、前記入力パ
ターン発生機構65.出力パターン発生機構67を起動
し、教師信号である入力と、希望出力を発生する前処理
171、前記偏差ekの値、又は、前記偏差自乗和が許
容範囲以内になるまで以下のステップ173,174゜
175を繰り返すステップ172.出力層50に近い中
間層から入力層51に向けて注目する中間層を順次抽出
するステップ173、該中間層において順次注目するセ
ルを抽出するステップ174、及び偏差ekが小さくな
る方向へ抽出したセルの荷重関数ω、、43を変化させ
るステップ175、および、学習過程を終了させるため
のステップ176から構成される。
FIG. 13 shows a processing outline 170 of the learning control mechanism 68. When the learning mechanism 36 is activated, the process 170 of the learning control mechanism 68 is activated. The processing 170 includes the input pattern generation mechanism 65. The output pattern generating mechanism 67 is started, and the input as a teacher signal and a pre-processing step 171 for generating the desired output are performed, and the following steps 173 and 174 are performed until the value of the deviation ek or the sum of the squares of the deviations falls within the allowable range. Step 172 of repeating ゜175. Step 173 of sequentially extracting the intermediate layer of interest from the intermediate layer close to the output layer 50 toward the input layer 51; Step 174 of sequentially extracting the cells of interest in the intermediate layer; and the cells extracted in the direction where the deviation ek becomes smaller. It consists of step 175 of changing the weight function ω, , 43 of , and step 176 of terminating the learning process.

このような学習機構を設ける事により、それ迄考慮され
なかった新しい現象が発生し、それに対する対応策が決
定したならば、その知見を反映できる特徴が有る。
By providing such a learning mechanism, a new phenomenon that has not been considered until now occurs, and once a countermeasure against it has been determined, it has the characteristic of being able to reflect that knowledge.

第14図は、第2図の記憶機構35の構成を示す。記憶
機構35は、指令発生機構32.形状検出機構34の出
力が入力されるメモリ要素69゜メモリ要素69の内容
が一定時間経過後に転送されるメモリ要素70、及び順
次メモリ要素にデータが転送され特定時間経過後に到達
するメモリ要素71から構成され、各メモリ要素69,
70゜71の内容はパターンの微分や積分を行なうため
の演算機構510を介し、パターン認識機構33゜学習
機構36へ入力される。
FIG. 14 shows the configuration of the storage mechanism 35 of FIG. 2. The storage mechanism 35 includes the command generation mechanism 32. A memory element 69 to which the output of the shape detection mechanism 34 is input; a memory element 70 to which the contents of the memory element 69 are transferred after a certain period of time; and a memory element 71 to which data is sequentially transferred to the memory elements and arrives after a certain period of time. each memory element 69,
The contents of 70.degree. 71 are input to the pattern recognition mechanism 33.degree. learning mechanism 36 via an arithmetic mechanism 510 for performing pattern differentiation and integration.

この記憶機構35により、形状検出機構34や、指令発
生機構32の時間的変化を考慮できる。例えば微分、積
分等の動作が行なえるようになる。
This storage mechanism 35 allows consideration of temporal changes in the shape detection mechanism 34 and the command generation mechanism 32. For example, operations such as differentiation and integration can be performed.

第15図には、クーラント制御のノズルの影響が、ノズ
ルの位置から一定長のみに影響を与えるため、ノズル近
傍の入力を使ってパターンを認識する機構を示す。形状
検出機構34の出力はパターン認識機構33のメモリ7
2に入力され、メモリ72に入力された信号はゲート回
路73を介し、メモリ要素74に入力され、メモリ要素
74に入力された信号はゲート回路75.76を介しメ
モリ要素77.78へ入力され、ゲート回路73゜76
がオフにするとゲート回路75はオンとなり、クロック
に同期して、メモリ要素74の情報はメモリ77へ、又
、一定時間経過するとメモリ要素74の信号がメモリ要
素78へ到達し、メモリ要素77の信号がメモリ要素7
4に達し、次のクロックでメモリ要素74,77.78
の信号が一巡すると、ゲート73.76がオンし、ゲー
ト75がオフし、メモリ要素74の内容はメモリ要素7
9に記憶され、メモリ要素74,77.79の情報は入
力層51に入力される。
FIG. 15 shows a mechanism for recognizing a pattern using an input near the nozzle because the influence of the nozzle in coolant control affects only a certain length from the nozzle position. The output of the shape detection mechanism 34 is sent to the memory 7 of the pattern recognition mechanism 33.
2 and the memory 72 is input to the memory element 74 via the gate circuit 73, and the signal input to the memory element 74 is input to the memory element 77.78 via the gate circuit 75.76. , gate circuit 73°76
When the gate circuit 75 is turned off, the gate circuit 75 is turned on, and in synchronization with the clock, the information in the memory element 74 is transferred to the memory 77. After a certain period of time, the signal from the memory element 74 reaches the memory element 78, and the information in the memory element 77 is transferred to the memory element 77. The signal is memory element 7
4, memory elements 74, 77, 78 on the next clock
When the signals of
The information of the memory elements 74, 77, and 79 is input to the input layer 51.

このようなメモリ72を設けることにより、パターン認
識機構33の入力層51.中間層39゜47.49.出
力層50のセルの数を大巾に減少できる効果が有る。
By providing such a memory 72, the input layer 51 . Middle layer 39°47.49. This has the effect of greatly reducing the number of cells in the output layer 50.

第16図に学習機構36の入力パターン発生機構65と
出力パターン発生機構67に制御対象シミュレータ80
を用いている例を示す。
FIG. 16 shows an input pattern generation mechanism 65 of the learning mechanism 36, an output pattern generation mechanism 67, and a controlled object simulator 80.
Here is an example using.

出力パターン発生機構67においてオペレータの操作又
はデータによって発生した形状パターンは、学習機構に
別に設けられ第2図の指令発生機構32と同一の機能を
持つ指令発生機構32Aに入力され、指令発生機構32
Aではパターンに応じて各種アクチュエータの指令を発
生し、該指令は入力パターン発生機構65に設けられた
制御対象シミュレータ80に入力され、制御対象である
各種アクチュエータ26.27,28,29゜30.3
1及び制御対象1の圧延機を含めた動作を模擬し、その
応答が悪い時には指令発生機構32A、制御対象シミュ
レータ80のパラメータを変更するためのパラメータ調
整機構81を用い前記制御対象シミュレータ80の出力
を所望の形状になるように調節し、パターン認識機構3
3の入力とする。
The shape pattern generated by the operator's operation or data in the output pattern generation mechanism 67 is input to a command generation mechanism 32A that is provided separately in the learning mechanism and has the same function as the command generation mechanism 32 in FIG.
At A, commands for various actuators are generated according to the pattern, and the commands are input to the controlled object simulator 80 provided in the input pattern generation mechanism 65, and the various actuators 26, 27, 28, 29, 30. 3
1 and the rolling mill of the controlled object 1, and when the response is poor, the command generation mechanism 32A and the parameter adjustment mechanism 81 for changing the parameters of the controlled object simulator 80 are used to simulate the output of the controlled object simulator 80. pattern recognition mechanism 3.
3 input.

以上説明した構成の制御方法の動作を具体例を用いて以
下に述べる。
The operation of the control method having the configuration described above will be described below using a specific example.

パターン認識機構33を構成するニューロコンピュータ
の中間層39,47.49の荷重関数ω1゜48の値の
初期値は当初、乱数又は適当な値、例えば荷重関数が取
り得る値(O〜1.0とすると)の半分(0,5)に設
定する。この時に、例えば、第17図の入力パターン発
生機構65が生成した凹型の圧延機形状パターンを入力
しても。
The initial value of the weighting function ω1゜48 of the intermediate layer 39, 47, 49 of the neurocomputer constituting the pattern recognition mechanism 33 is initially set to a random number or an appropriate value, such as a value that the weighting function can take (O ~ 1.0). Set it to half (0, 5) of ). At this time, for example, the concave rolling mill shape pattern generated by the input pattern generation mechanism 65 in FIG. 17 may be input.

出力層5oの出力において凹であるという当力信号線9
0の出力は1にならず、又、出力層5oの出力線91の
出力である凸である確率は零にならない。
The force signal line 9 is concave at the output of the output layer 5o.
The output of 0 does not become 1, and the probability that the output of the output line 91 of the output layer 5o is convex does not become zero.

そこで出力層50の出力線90に対応する学習機構36
の出力パターン発生機構67の出力線92は1を、出力
線91に対応する8力バターン発生機構67の出力線9
3の出力を零に出力する。
Therefore, the learning mechanism 36 corresponding to the output line 90 of the output layer 50
The output line 92 of the output pattern generation mechanism 67 is 1, and the output line 9 of the 8-force pattern generation mechanism 67 corresponding to the output line 91 is
Output the output of 3 to zero.

これらの出力を受けて、出力突合せ機構66は理想的な
出力(出力パターン発生機構67の出力)と、パターン
認識機構33の出力の偏差を受は学習制御機構68は、
パターン認識機構33の荷重関数ωiJの大きさを該偏
差が減少する方向に、該偏差の大きさに比例して変更さ
せる(第12図参照)。このアルゴリズムの代表例とし
て最急傾斜法がある。
Upon receiving these outputs, the output matching mechanism 66 receives the deviation between the ideal output (output of the output pattern generation mechanism 67) and the output of the pattern recognition mechanism 33.The learning control mechanism 68
The magnitude of the weight function ωiJ of the pattern recognition mechanism 33 is changed in a direction in which the deviation decreases in proportion to the magnitude of the deviation (see FIG. 12). A typical example of this algorithm is the steepest slope method.

第13図の処理に従って、順次荷重関数の重みを変更し
、第12図のekの自乗和が許容範囲内に収まると、学
習機構36の動作が終了する。
The weight of the weight function is sequentially changed according to the process shown in FIG. 13, and when the sum of squares of ek shown in FIG. 12 falls within the allowable range, the operation of the learning mechanism 36 ends.

学習終了後、第17図の入力パターン発生機構65の出
力パターンと同じ波形が第2図の形状検出機構34から
入力されると、パターン認識機構33は、出力層5oの
出力線90から1を出力し、出力層50の出力線91か
ら零を出力する。
After learning is completed, when the same waveform as the output pattern of the input pattern generation mechanism 65 of FIG. 17 is input from the shape detection mechanism 34 of FIG. and outputs zero from the output line 91 of the output layer 50.

次に、凸型と言われている第18図に示す波形が入力さ
れ、しかも、学習が終了していない場合、パターン認識
機構33の凸型を表現する出力線91の出力が1で、そ
の他の出力90が零になるパターンにならない。そこで
前述のように、典型的な凸型のパターンを入力信号とし
て、出力パターン発生機構67の出力は、前記出力線9
1,90の出力に対応する値を夫々1,0なるようにす
る学習機構36は、該荷重関数ω”IJを変化させ、学
習が完了した時に、前記パターン認識機構33に・、第
18図の凸型の波形が入力されると、第17図の前記出
力層50の出力線91は1に、出力線90は零になる。
Next, if the waveform shown in FIG. 18, which is said to be convex, is input, and learning has not yet been completed, the output of the output line 91 representing the convex shape of the pattern recognition mechanism 33 is 1, and other The pattern in which the output 90 of is zero does not occur. Therefore, as described above, using a typical convex pattern as an input signal, the output of the output pattern generation mechanism 67 is generated by the output line 9.
The learning mechanism 36 changes the weight function ω''IJ so that the values corresponding to the outputs of 1 and 90 become 1 and 0, respectively, and when the learning is completed, the pattern recognition mechanism 33 When a convex waveform is input, the output line 91 of the output layer 50 in FIG. 17 becomes 1 and the output line 90 becomes 0.

その結果、第19図(a)の波形がパターン認識機構3
3に入力され、その出力は、出力層5゜から前述のよう
に予め入力された凸型の波形であることを示す出力線9
1によりその波形に類似している度合を確信度40%と
して出力されると同時に、凹型の波形であることを示す
出力線90から確信度50%として出力される。
As a result, the waveform shown in FIG. 19(a) is the pattern recognition mechanism 3
3, and its output is an output line 9 indicating that it is a convex waveform inputted in advance from the output layer 5° as described above.
1, the degree of resemblance to the waveform is output with a certainty of 40%, and at the same time, the degree of similarity to that waveform is output with a certainty of 50% from the output line 90 indicating that it is a concave waveform.

第20図に、圧延材の時間的変化を考慮した圧延材形状
を示す。圧延機ワークロール22の直下の状態はt。で
、その時の値はX。である。計算機のサンプリング周期
をT。とすると、To秒前のt工時点に於ける板厚の高
さはxl、T、Xn秒前のtn時点に於ける板厚の高さ
はX、・・・である。
FIG. 20 shows the shape of a rolled material in consideration of temporal changes in the rolled material. The state directly below the rolling mill work roll 22 is t. And the value at that time is X. It is. The sampling period of the computer is T. Then, the height of the plate thickness at time t, which is To seconds ago, is xl, T, and the height of the plate thickness at time tn, Xn seconds ago, is X, .

即ち、tlの時点で、高さxlが記憶機構3Sに入力さ
れ、第14図のメモリ要素69に記憶される。次のサン
プリング時点であるt。の高さXoが、記憶機構35に
入力されると、そのタイミングでメモリ要素69のデー
タx1はメモリ要素70に転送されるとともに、メモリ
要素69の内容は、xoに書換えられる。
That is, at time tl, the height xl is input to the storage mechanism 3S and stored in the memory element 69 of FIG. t, which is the next sampling point. When the height Xo of is input to the storage mechanism 35, data x1 of the memory element 69 is transferred to the memory element 70 at that timing, and the contents of the memory element 69 are rewritten to xo.

一方演算機構510は、前記メモリ要素69゜70の内
容を用いて各種演算を行なう。例えば。
On the other hand, the calculation mechanism 510 performs various calculations using the contents of the memory elements 69 and 70. for example.

微分値が必要な時には、(xox))/To、積分器が
必要な時には(X工+x、)XT、となる演算を実行す
れば良い、即ち、微分器は、形状の変化速度を求めるこ
とができるので、パターン認識機構33は変化に対する
応答性を向上できる。
When a differential value is required, the calculation is (xox))/To, and when an integrator is required, the following calculation is performed: (X + x,) XT. In other words, the differentiator is used to find the rate of change of the shape. Therefore, the pattern recognition mechanism 33 can improve its responsiveness to changes.

一方、積分器は、ノイズ等に対し除去作用が有るなどの
特徴を出す事ができる。
On the other hand, an integrator can exhibit characteristics such as having a noise removing effect.

これら、微分器、積分器、及び時間的要素が入っていな
い比例要素等の機能をパターン認識機構33に持たせる
ことができる。
The pattern recognition mechanism 33 can have functions such as a differentiator, an integrator, and a proportional element that does not include a temporal element.

更に、記憶機構35で記憶されたデータも必要に応じ、
学習時に活用する入力パターン発生機構65に利用でき
る。
Furthermore, the data stored in the storage mechanism 35 can also be stored as needed.
It can be used for the input pattern generation mechanism 65 used during learning.

ところで、第21図に示すように、t0時点に於ける圧
延機のロール軸方向の圧延材の板厚をXOI X1e・
・・・・・X。−1,x、とじ、同一位置に於ける10
秒(サンプリング周期)前の板厚の状態を、X、、 X
l、・・・・・・X。−6,X、とすると、ある時点t
kでは、第15図のメモリ要素74.77゜る、メモリ
要素79には、前述のメモリ機構35と同様な構成を行
っているので、Tn時点前の時素79他に記憶されてい
る。
By the way, as shown in FIG. 21, the thickness of the rolled material in the roll axis direction of the rolling mill at time t0 is expressed as XOI
...X. -1, x, binding, 10 at the same position
The state of the plate thickness seconds (sampling period) ago is
l...X. −6,X, then at a certain point t
At time k, the memory element 79, which is the memory element 74 and 77 in FIG. 15, has a configuration similar to that of the memory mechanism 35 described above, so that time elements 79 and 79 before time Tn are stored.

第22図にプロダクションルール又はファジィルールの
一例を示す。(第6図プロダクションルール147.フ
ァジィルール148に対応)。
FIG. 22 shows an example of production rules or fuzzy rules. (Corresponds to production rule 147 and fuzzy rule 148 in FIG. 6).

前記、パターン認識機構33で凹型50%の確信度とし
て出力を得ると、プロダクションルールの前提部と照合
し、凹型ルール180と一致する。
When the pattern recognition mechanism 33 obtains an output as a concave 50% confidence level, it is compared with the premise of the production rule and matches the concave rule 180.

その結果、ベンダを弱める(程度はSmall)ルール
181が得られる。一方凸型の確信度40%で、前提部
182と一致し、その結果、ベンダを強める(程度大)
が得られる。
As a result, a rule 181 that weakens the vendor (Small) is obtained. On the other hand, with a convex confidence of 40%, it matches the premise 182, and as a result, it strengthens the vendor (large degree)
is obtained.

その結果、第23図に示すように指令発生機構32は、
前記ルールとの照合の結果、ベンダの操作量は凸型の確
信度50%なのでBの斜線部の面積で表される。一方、
凹型の確信度が40%でSである確信度40%なので、
第22図のSの斜線部の面積となる。次に上記指令発生
機構32は斜線部の重心AとBを合成した重心Cの値で
ある55%がベンダの操作量になる。
As a result, as shown in FIG. 23, the command generation mechanism 32:
As a result of the comparison with the rule, the vendor's operation amount has a convex shape with a certainty of 50%, so it is represented by the area of the diagonal line in B. on the other hand,
Since the confidence of concave shape is 40% and the confidence of S is 40%,
This is the area of the shaded part S in FIG. 22. Next, in the command generating mechanism 32, 55%, which is the value of the center of gravity C which is a combination of the centers of gravity A and B in the shaded area, becomes the amount of operation by the bender.

次にクーラント制御のようにアクチュエータの影響がベ
ンダやシフタと異なり局所的なものでは、第15図に示
すように、第24図(a)の波形をメモリ要素74.7
7、.78に記憶する。メモリ要素に記憶された波形の
1部(第24図(a)の■参照)ifパターン認識機構
33、指令発生機構32で処理され、クーラント制御装
置30の1個のノズルAを制御することにより冷却液の
量が制御され、ロールが平坦化するのである。
Next, in cases where the influence of the actuator is local, unlike that of the bender or shifter, such as coolant control, the waveform of FIG. 24(a) is converted to the memory element 74.
7. 78. A part of the waveform stored in the memory element (see ■ in FIG. 24(a)) is processed by the if pattern recognition mechanism 33 and command generation mechanism 32, and by controlling one nozzle A of the coolant control device 30. The amount of coolant is controlled and the roll is flattened.

さて、ノズルAに対応する第21図のx、−、の両隣り
xQ、x。−2の値と比較した時に、X、−1が大きけ
れば、中心部大という結論185が第22図から得られ
る。一方、Xっ−、、x、−1の関係としてXm−1X
n−Lが正であれば、Xo−1は増加傾向になるので微
係数が正となり、前提部186と−致し、その結果、ク
ーラントをONする。その程度は大CB)である。その
結果、x e−L 、 x n−Lが殆ど変化しなくな
るのである。
Now, xQ, x on both sides of x, - in FIG. 21, which corresponds to nozzle A. A conclusion 185 can be obtained from FIG. 22 that if X, -1 is large when compared with the value of -2, the center is large. On the other hand, as the relationship of X-,,x,-1,Xm-1X
If n-L is positive, Xo-1 tends to increase, so the differential coefficient becomes positive, agreeing with the premise 186, and as a result, the coolant is turned on. The extent of this is a large CB). As a result, x e-L and x n-L hardly change.

ノズルAの制御が終わると、第15図のメモリ要素74
.77.78.79の内容を夫々1個ずつシフトする。
When control of nozzle A is completed, memory element 74 in FIG.
.. Shift the contents of 77, 78, and 79 by one.

その結果、パターン認識機構33に入力される波形は、
第24図(a)に◎で示した領域が入力され、処理33
.32を実施し、クーラント制御機構30の1個のノズ
ルBが制御される。
As a result, the waveform input to the pattern recognition mechanism 33 is
The area indicated by ◎ in FIG. 24(a) is input, and processing 33
.. 32, one nozzle B of the coolant control mechanism 30 is controlled.

このように処理を行うと第24図(a)のパターンから
出発し、更にメモリ内容をシフトすると、第24図(a
)の波形がメモリ72に再現する。
When processing is performed in this way, the pattern shown in FIG. 24(a) is started, and if the memory contents are further shifted, the pattern shown in FIG.
) is reproduced in the memory 72.

前回、第24図(a)のパターンをメモリ72に記憶し
てから一定時間経過後に第15図のメモリ要素74の内
容をメモリ要素79へ移し、メモリ要素74に形状検出
機構34の波形を記憶させる。
After a certain period of time has passed since the pattern shown in FIG. 24(a) was previously stored in the memory 72, the contents of the memory element 74 shown in FIG. 15 are transferred to the memory element 79, and the waveform of the shape detection mechanism 34 is stored in the memory element 74. let

更に、メモリ72と入力層51の間に、第14図で示し
た演算機構510を設けると、波形の変化速度等でも制
御できるようになるのは第14図からも自明である。
Furthermore, it is obvious from FIG. 14 that if the arithmetic mechanism 510 shown in FIG. 14 is provided between the memory 72 and the input layer 51, it becomes possible to control the waveform change rate, etc.

次に、パターン認識機構33に基準となるパターンの学
習方法について述べる。
Next, a method of learning a reference pattern for the pattern recognition mechanism 33 will be described.

第19図の波形82や83を第11図の入力パターン発
生機構65で生成し、入力層51へ出力する。このパタ
ーンは、入力パターン発生機構65のメモリに書込むか
、又は、第2図の記憶機構35に記憶されたパターンを
用いる。入力層に入力された信号は中間層39.・・・
、47を介し、出力層50から出力として現われる。こ
の時中間層の重み関数ω!1.は初期値であり、呂カバ
ターン発生機構67からは、入力パターン発生機構65
の出力と対応して、パターン認識機構33より出力して
欲しいパターン(例えば、入力パターン発生機構65が
標準パターンであり、出力層50の出力端子1本をその
標準パターンに割当てると、割当てられた出力端子が1
となり、その他の端子が零になるようなパターン)を突
合せ機構66に入力される。学習が完了しない時には、
出力層50の出力パターンと、出力パターン発生機構6
7の波形が異なっている。その結果、突き合わせ機構6
6の出力はパターン相違の度合に応じた出力を出す。こ
の値、偏差の2乗平均を求めれば、偏差のパワースペク
トラム等が求まる。上記偏差に応じ、出力層に近い中間
層49から順次、入力層51に近い中間層39迄、重み
関数ω”IJを変更する1重み関数ωIiJの変更方式
は種々の方法が考えられるが、上記偏差を最小値になる
ようにするという最適化問題で、例えば最急傾斜法等を
利用する。具体的な方法として、着目する重み関数ω”
IJを上の方へ微少変動させ、その結果、偏差値が変化
する方向をみて、減少する方向へ重み関数の値ω’14
を移動するとともに、移動量は、偏差値の変化が小さい
時は大きく、反対に偏差値の変化が大きい時には移動量
を小さくする。また、入力層に一番近い中間層39の重
み関数ω”iJの変更が終了した時点で、再度突き合わ
せ機構66の偏差値をチエツクし、その値が許容誤差範
囲になった時に学習を終了する。
Waveforms 82 and 83 in FIG. 19 are generated by the input pattern generation mechanism 65 in FIG. 11 and output to the input layer 51. This pattern is written into the memory of the input pattern generation mechanism 65, or a pattern stored in the storage mechanism 35 of FIG. 2 is used. The signal input to the input layer is sent to the intermediate layer 39. ...
, 47, and appears as an output from the output layer 50. At this time, the weight function ω of the intermediate layer! 1. is the initial value, and the input pattern generation mechanism 65 is
Corresponding to the output of 1 output terminal
, and the other terminals become zero) is input to the matching mechanism 66. When learning is not completed,
Output pattern of output layer 50 and output pattern generation mechanism 6
7 have different waveforms. As a result, the butting mechanism 6
6 outputs an output according to the degree of pattern difference. By finding the root mean square of this value and the deviation, the power spectrum of the deviation, etc. can be found. Various methods can be considered for changing the weighting function ωIiJ in order from the intermediate layer 49 near the output layer to the intermediate layer 39 near the input layer 51 according to the deviation. This is an optimization problem in which the deviation is minimized, and the steepest slope method is used, for example.As a specific method, the weighting function ω"
When IJ is slightly changed upward, looking at the direction in which the deviation value changes, the value of the weighting function ω'14 is changed in the direction in which it decreases.
, and the amount of movement is large when the change in the deviation value is small, and conversely, the amount of movement is made small when the change in the deviation value is large. Furthermore, when the change of the weighting function ω"iJ of the intermediate layer 39 closest to the input layer is completed, the deviation value of the matching mechanism 66 is checked again, and learning is completed when the value falls within the allowable error range. .

この制御は学習制御機構68で実施される。猶、この学
習した結果をパターン判別に利用するパターン認識機構
33は何故パターンの識別ができるか、学習が何故旨く
いくのかという動作が解明されていないが、重み関数の
数が、入力と出力の数に比べ多くなっており、その値の
自由度が有り、多少値が狂っても、又多くのパターンを
記憶させても、良好な認識結果を得ることができると云
われている。
This control is performed by a learning control mechanism 68. However, it is not clear why the pattern recognition mechanism 33, which uses the learned results for pattern discrimination, is able to identify patterns or why the learning is successful. It is said that the number of patterns is large compared to the number of patterns, and there is a degree of freedom in the values, and even if the values are slightly out of order, or even if many patterns are memorized, it is possible to obtain good recognition results.

一方、この入力パターン発生機構65と出力パターン発
生機構67に対し、どのようなパターンを用いたら良い
、非常に難しい面が有る。幸い、制御対象1の動作をあ
る動作点近傍で動作させるとモデルを正確に導き呂せる
方法が制御理論の分野でシステム同定という理論で確立
している。但し全動作領域では非線形性が強い対象でモ
デル化が困難である。
On the other hand, it is very difficult to decide what kind of patterns should be used for the input pattern generation mechanism 65 and the output pattern generation mechanism 67. Fortunately, a method of accurately deriving a model by operating the controlled object 1 near a certain operating point has been established in the field of control theory using a theory called system identification. However, it is difficult to model the object with strong nonlinearity in the entire operating region.

そこで、特定の動作領域でモデルを作り、制御を実施し
、その状態で旨くいく制御系の入力と応答の関係をシミ
ュレーションで求め、それを学習用のデータとする。こ
の手順を、制御系の全動作領域に対し、動作点を順次移
動し、その時々の最適なモデリングと制御指令を求め学
習させる。即ち、第16図の制御対象シミュレータ80
のパラメータを調整し、特定の動作点で正確にシミュレ
ータ80を動作させる。その後、制御対象が典型的なパ
ターンを発生するように入力パターン発生機構65.パ
ラメータ調整機構81.制御対象シミュレータ80.指
令発生機構32Aを動作させ、こtら出力パターン発生
機構67と制御対象シミュレータ80の出力を夫々学習
機構36の出力パターンと入力パターンとする。
Therefore, we create a model in a specific operating region, implement control, use simulation to determine the relationship between the input and response of the control system that works well under that condition, and use this as data for learning. This procedure is performed by sequentially moving the operating point over the entire operating range of the control system and learning the optimal modeling and control commands at each time. That is, the controlled object simulator 80 in FIG.
The parameters of the simulator 80 are adjusted to operate the simulator 80 accurately at a specific operating point. Thereafter, the input pattern generating mechanism 65 . Parameter adjustment mechanism 81. Controlled object simulator 80. The command generation mechanism 32A is operated, and the outputs of the output pattern generation mechanism 67 and the controlled object simulator 80 are used as the output pattern and input pattern of the learning mechanism 36, respectively.

このような構成の制御方式はパターン認識機構で対象の
波形を抽象化し、制御機構であいまい性迄含む制御が実
施できる。
In a control system with such a configuration, the pattern recognition mechanism abstracts the target waveform, and the control mechanism can perform control including ambiguity.

なお、本発明の具体例として圧延機システムを用いて実
施例を説明してきたが、制御対象1.各種アクチュエー
タ26,27,28,29,30゜31は圧延機システ
ムに限定する必要はなく、般の制御対象やアクチュエー
タ及びコントローラに適用できるのは自明である。例え
ば、鉄道運行管理システムのように、列車ダイヤパター
ンを認識し、各種のダイヤ組替えルールに従って、遅れ
た列車を正常ダイヤに戻すようなシステムの制御に利用
できる。即ち、列車の運行をダイヤグラムで表現し、パ
ターン認識機構33で遅れた特徴を抽出する。次に、そ
の特徴量を基に推論機構は、例えば、列車の追越は駅で
実施する等の各種ルールを用いダイヤを作成する。その
推論機構の結果を受け、指令計算手段53は、個別の列
車の運転指令を発生する。アクチュエータである列車は
、前記指令に従って運転する。
Although the embodiment has been described using a rolling mill system as a specific example of the present invention, the control object 1. It is obvious that the various actuators 26, 27, 28, 29, 30, 31 are not limited to the rolling mill system, and can be applied to general control objects, actuators, and controllers. For example, it can be used to control a system such as a railway traffic control system that recognizes train schedule patterns and returns delayed trains to normal schedules according to various schedule change rules. That is, the train operation is expressed in a diagram, and the pattern recognition mechanism 33 extracts the characteristics of the delay. Next, based on the feature amounts, the inference mechanism creates a timetable using various rules such as, for example, passing trains at stations. In response to the results of the inference mechanism, the command calculation means 53 generates operating commands for individual trains. The train, which is the actuator, operates according to the instructions.

第25図に本発明の次の応用事例であるセンシマミルの
形状制御について述べる。制御対象1のセンシマミルは
、ワークロール1001.第1中間0−#1002.第
2中間a−#1003.及びAS−Uロール1004か
ら構成される。AS−Do−JL/は分割o−シル10
05.軸006゜サドル(Saddles) 1007
から構成される。圧延材23のロール軸方向の形状は形
状検出機構34で検出され、前記特徴抽出機構8を構成
するニューロコンピュータに入力される。特徴抽出機構
の出力は、確信度として前記制御機構6を構成する指令
発生機構32へ入力される。この場合、指令発生機構3
2はファジィ制御の演算を実施する。ファジィ制御演算
の結果は指令としてアクチュエータに出力する。アクチ
ュエータは5addles1007を動作させ、その結
果軸1006が変形し、圧延材23の形状を制御する。
FIG. 25 describes shape control of a Sensima mill, which is the next application example of the present invention. The Sensima Mill, which is the controlled object 1, has a work roll 1001. 1st intermediate 0-#1002. 2nd intermediate a-#1003. and AS-U roll 1004. AS-Do-JL/ is split o-sil 10
05. Axis 006゜Saddles 1007
It consists of The shape of the rolled material 23 in the roll axis direction is detected by a shape detection mechanism 34 and input to a neurocomputer that constitutes the feature extraction mechanism 8. The output of the feature extraction mechanism is inputted as a certainty factor to the command generation mechanism 32 that constitutes the control mechanism 6. In this case, the command generation mechanism 3
2 performs fuzzy control calculations. The result of the fuzzy control calculation is output to the actuator as a command. The actuator operates the 5addles 1007, resulting in the deformation of the shaft 1006 and controlling the shape of the rolled material 23.

第26A図にセンシマミルの軸方向の断面図を示す。圧
延材23とワークロール1o01が接触し、ワークロー
ル1001には第1中間ロール1002が接触し、第1
中間ロール1002にはAS−Uロール1004の分割
ロール1005が接触し、前記分割ロールの軸1006
は、ベアリングを介して取り付けられた、5addle
s 1007を操作することにより変形する。
FIG. 26A shows an axial cross-sectional view of the Sensima mill. The rolled material 23 and the work roll 1o01 are in contact with each other, the work roll 1001 is in contact with the first intermediate roll 1002, and the first intermediate roll 1002 is in contact with the work roll 1001.
A split roll 1005 of the AS-U roll 1004 is in contact with the intermediate roll 1002, and the shaft 1006 of the split roll is in contact with the intermediate roll 1002.
is attached via a bearing, 5addle
It is transformed by operating s 1007.

第26B図に前記5addles 1007の操作によ
る軸1006変形が分割ロール1005.第2中間ロー
ル1003.第1中間ロール1002゜ワークロール1
001を介して圧延材23を変形させる。その結果を強
調して描いたのが動作波形である。
FIG. 26B shows that the deformation of the shaft 1006 due to the operation of the 5addles 1007 causes the split roll 1005. Second intermediate roll 1003. First intermediate roll 1002° Work roll 1
The rolled material 23 is deformed via 001. The operating waveforms are drawn to emphasize the results.

第26C図には、ロールの端部に傾きをつけた第1中間
ロールの動作時における圧延材23の動作波形を示す。
FIG. 26C shows an operation waveform of the rolled material 23 when the first intermediate roll whose end portion is inclined is operated.

すなわち、軸方向に第1中間ロールを移動させると、ロ
ール軸の傾きが有る場所は、圧延材に荷重がかからなく
なる。その結果、圧延材の端部が厚くなるのである。
That is, when the first intermediate roll is moved in the axial direction, no load is applied to the rolled material at a location where the roll axis is tilted. As a result, the ends of the rolled material become thicker.

第27A図〜第27D図にもう一度ニューロコンピュー
タの構成と動作例を示す。第27A図はニューロンの構
造を示し、入力xiは荷重43ω1を介し加算器44に
入力され、加算器44の出力yはロジテック関数器45
に入力され、該ロジテック関数器45を経て出力される
。ロジテック関数の入力yと出力2の関係は以下の式で
表される。
FIGS. 27A to 27D show the configuration and operation example of the neurocomputer once again. FIG. 27A shows the structure of a neuron, where the input xi is input to the adder 44 via the weight 43ω1, and the output y of the adder 44 is input to the Logitech function unit 45.
The signal is input to the Logitech function unit 45 and output. The relationship between the input y and the output 2 of the Logitech function is expressed by the following formula.

z=1/ (1+ [exp (−y)] )第27B
図はニューロコンピュータの概要を示す。入力信号10
10は入力層51の入力セル37に入力され、入力層5
1の出力は中間層39を経て出力層50より特徴量とし
て出力される。
z=1/ (1+ [exp (-y)] ) No. 27B
The figure shows an overview of a neurocomputer. input signal 10
10 is input to the input cell 37 of the input layer 51, and the input layer 5
The output of 1 passes through the intermediate layer 39 and is output from the output layer 50 as a feature quantity.

呂カバターン発生機構67の出力と、前記出力層50の
出力が加算器161に入力され、加算器161の出力で
ある偏差が、学習制御機構68に入力され、ニューロコ
ンピュータの学習が実施される。
The output of the rough pattern generation mechanism 67 and the output of the output layer 50 are input to an adder 161, and the deviation that is the output of the adder 161 is input to a learning control mechanism 68, so that learning of the neurocomputer is performed.

次に、第27C図、第27D図に学習の過程を示す。す
なわち、学習時で入力端子が凹101゜−aの時、出力
線1011が1で、出力線1012がOになるように、
教師信号67から出力線1o13が1.出力線1014
がOである出力がでる。学習が終了する前は、出力層5
0の出力線1oll、1012はそれぞれ1.0でない
ので、加算器161の出力には教師信号との偏差ejが
現われ、第11図に述べたように学習制御機構68が、
偏差ea(但し、J=1.・・・tn)が零になるよう
に、第3図の重み関数ωl、を変更する。
Next, the learning process is shown in FIGS. 27C and 27D. That is, when the input terminal is concave 101°-a during learning, the output line 1011 is 1 and the output line 1012 is O.
The output line 1o13 from the teacher signal 67 is 1. Output line 1014
Output is O. Before learning ends, output layer 5
Since the output lines 1oll and 1012 of 0 are not 1.0, a deviation ej from the teacher signal appears in the output of the adder 161, and as described in FIG. 11, the learning control mechanism 68
The weighting function ωl in FIG. 3 is changed so that the deviation ea (J=1...tn) becomes zero.

その結果、凹1010−aが入力されると、出力線10
11.1012の値が、それぞれ1,0になる。
As a result, when the recess 1010-a is input, the output line 10
The values of 11.1012 become 1 and 0, respectively.

次に、凸1010−bを入力し、教師信号67の出力線
1013.1014がそれぞれO,lになる様に学習す
る。
Next, input the convex 1010-b and learn so that the output lines 1013 and 1014 of the teacher signal 67 become O and l, respectively.

第28図に、記憶させるべき波形を全て学習させた後の
ニューラルネットワークの動作を示す。
FIG. 28 shows the operation of the neural network after learning all the waveforms to be stored.

形状検出機構34の出力波形1010−cには、凸10
10−aの成分が30%、凹1010−bの成分を60
%含んでいると仮定する。前記出力波形1010−cが
ニューロコンピュータであるパターン認識機構33に入
力され、パターン認識機構33から、パターン凸101
0−a、パターン凹1010−bの確信度がそれぞれ0
.3゜0.6であると出力される。一方、オペレータに
は「動作波形が凹ならば中央部のAS−Uロールを操作
する」等のノウハウが有る。前記ノウハウに対応するの
が、ファジィ推論ルール148に記載されているr″前
件部”凹型ならば、“結論部”AS−Uロールの−LI
J番目を動作させる」というルールである。前記、特徴
抽出機構の出力は、ファジィルールの前件部の確信度に
対応する。ファジィ制御は、個々の推論ルールの結論部
を合成させ、各アクチュエータの指令を決定する。すな
わち、ファジィ制御は第2図の指令発生機構の機能に対
応する。
The output waveform 1010-c of the shape detection mechanism 34 has a convex 10
The component of 10-a is 30%, and the component of concave 1010-b is 60%.
%. The output waveform 1010-c is input to the pattern recognition mechanism 33 which is a neurocomputer, and from the pattern recognition mechanism 33, the pattern convex 101
0-a and pattern concavity 1010-b are each 0
.. It is output as 3°0.6. On the other hand, the operator has the know-how to operate the central AS-U roll if the operation waveform is concave. If the r″ antecedent part” corresponding to the know-how described in the fuzzy inference rule 148 is concave, then the -LI of the “conclusion part” AS-U roll is
The rule is ``operate the Jth item.'' The output of the feature extraction mechanism corresponds to the confidence of the antecedent part of the fuzzy rule. Fuzzy control combines the conclusions of individual inference rules and determines commands for each actuator. That is, fuzzy control corresponds to the function of the command generation mechanism shown in FIG.

次に、第29図にファジィルールとしてオペレータのノ
ウハウ以外に、実際のアクチュエータ動作波形を求めて
制御する場合の例を示す。オペレータは、第1図のマン
マシンインターフェース7を用いて個々のアクチュエー
タ2を操作する0例えば第29図の場合、個々の5ad
dles 1007を操作し、AS−Uロールを動作さ
せる。その結果、板厚形状が変化し、動作波形1015
が得られる。この動作波形は、第2図の記憶機構35に
記憶される。学習機構36、前記記憶機構35に記憶さ
れた動作波形から、アクチュエータを操作することによ
って、目標とする形状が得られる制御可能な波形101
6が含まれる成分を求め、パターン認識機構33のニュ
ーラルネットワークに学習させる。。
Next, FIG. 29 shows an example in which control is performed by determining the actual actuator operation waveform as a fuzzy rule in addition to the operator's know-how. The operator operates the individual actuators 2 using the man-machine interface 7 in FIG. 1. For example, in the case of FIG.
dles 1007 to operate the AS-U role. As a result, the plate thickness shape changes and the operating waveform 1015
is obtained. This operating waveform is stored in the storage mechanism 35 shown in FIG. A controllable waveform 101 that allows a target shape to be obtained by operating an actuator from the operation waveforms stored in the learning mechanism 36 and the storage mechanism 35.
6 is found, and the neural network of the pattern recognition mechanism 33 is made to learn. .

すなわち、この場合の制御可能波形1016とは、目標
形状から動作波形1015を差し引いたものである。
That is, the controllable waveform 1016 in this case is the target shape minus the operation waveform 1015.

実際の操業時には、操業波形1017がパターン認識機
構33に入力され、パターン認識機構33は操業波形1
017に含まれる制御可能波形1016の成分を第28
図のファジィ推論の結論部の合成処理1018に入力さ
れる。ファジィ結論部の合成処理の出力はアクチュエー
タ2に入力され、所望の圧延材を得る。
During actual operation, the operation waveform 1017 is input to the pattern recognition mechanism 33, and the pattern recognition mechanism 33
The component of the controllable waveform 1016 included in 017 is
It is input to the synthesis process 1018 of the conclusion part of the fuzzy inference shown in the figure. The output of the synthesis process of the fuzzy conclusion part is input to the actuator 2 to obtain the desired rolled material.

このような構成にすると、暖味性の有るオペレータのノ
ウハウを取り入れて制御できると共に、実際にアクチュ
エータを操作してその動作波形から制御を行うことがで
き、従来のモデルを活用した制御より簡単で、良好な制
御が可能となる。
With this kind of configuration, control can be carried out by incorporating warm operator know-how, and control can be performed by actually operating the actuator and its operation waveform, which is easier than control using conventional models. , good control becomes possible.

一方、圧延機の板厚制御のように制御対象のモデル化が
比較的正確に行われている制御システムでも、経年変化
、制御対象の非線形性等により制御がうまくいかなくな
る場合が有る。第30図に制御システムの経年変化等が
有る場合の制御システムを示す。
On the other hand, even in a control system where the object to be controlled is modeled relatively accurately, such as plate thickness control in a rolling mill, the control may fail due to aging, non-linearity of the object to be controlled, etc. FIG. 30 shows a control system in a case where the control system has changed over time.

制御対象1及びアクチュエータ2の状態はセンサ3を介
して制御機構6.フィルタ200に入力される。フィル
タ200は第1図に示した特徴抽出機構8の一種である
。フィルタ200の役割は特徴を抽出したり、ノイズを
低減したりする。第1図との相違点は、指令もフィルタ
200を介して自己調整機構11に入力される。フィル
タ200及び、制御機構からの出力である状態a、制御
状態が自己調整機構11に入力される。
The states of the controlled object 1 and the actuator 2 are determined by the control mechanism 6 via the sensor 3. It is input to filter 200. Filter 200 is a type of feature extraction mechanism 8 shown in FIG. The role of the filter 200 is to extract features and reduce noise. The difference from FIG. 1 is that commands are also input to the self-adjusting mechanism 11 via a filter 200. The filter 200, the state a that is the output from the control mechanism, and the control state are input to the self-adjustment mechanism 11.

前記自己調整機構11には、マンマシンインタフェース
7であるオペレータ操作盤からの起動信号と上位系20
1からの運転条件等が入力される。
The self-adjustment mechanism 11 receives a start signal from an operator panel, which is a man-machine interface 7, and a host system 20.
The operating conditions etc. from 1 are input.

第31図は、制御機構6を詳細に説明するものである。FIG. 31 explains the control mechanism 6 in detail.

制御対象1、アクチュエータ2からの状態はセンサ3を
介してフィルタ200.制御機構6の比較器202に入
力される。比較器202では自己調整機構11の出力で
ある目標の一部の目標状態とセンサ3から送られる前記
状態の差である状態偏差が生成され、コントローラb2
03に入力される。コントローラb203は例えば最適
レギュレータ等の制御則で設計される。
The status from the controlled object 1 and the actuator 2 is transmitted via the sensor 3 to the filter 200. It is input to the comparator 202 of the control mechanism 6. The comparator 202 generates a state deviation, which is the difference between the target state of a part of the target, which is the output of the self-adjusting mechanism 11, and the state sent from the sensor 3.
03. The controller b203 is designed using a control law such as an optimal regulator, for example.

コントローラb203の出力である制御指令は加算器2
04.自己調整機構11に出力される。
The control command that is the output of the controller b203 is sent to the adder 2
04. It is output to the self-adjusting mechanism 11.

加算器204は、自己**機構11からの目標値と、制
御指令を加算し指令を生成する。前記指令は、フィルタ
20o、コントローラa205に入力される。コントロ
ーラa205とコントローラb203は古典又は、アド
バンス制御理論によって決定できるものである。
The adder 204 adds the target value from the self** mechanism 11 and the control command to generate a command. The command is input to the filter 20o and the controller a205. Controller a205 and controller b203 can be determined by classical or advanced control theory.

なおここでは、比較器202で、偏差値系として制御系
を扱い、加算器204でレギュレータ問題として#御系
を扱う。当然、制御系を絶対値系で記述した構成や、サ
ーボ問題として記述する系もあるが、本質的には、絶対
値系は偏差値系で。
Here, the comparator 202 handles the control system as a deviation value system, and the adder 204 handles the # control system as a regulator problem. Of course, there are configurations in which the control system is described as an absolute value system, and systems that are described as servo problems, but essentially, the absolute value system is a deviation value system.

サーボ問題はレギュレータ問題で記述できるので、この
ような仮定は一般性を失わない。
Since the servo problem can be described as a regulator problem, such an assumption does not lose generality.

第32図は、自己調整機構11の詳細構成図である。制
御機構6からの出力制御指令は、フィルタ206を介し
て評価機構207に入力される。
FIG. 32 is a detailed configuration diagram of the self-adjusting mechanism 11. The output control command from the control mechanism 6 is input to the evaluation mechanism 207 via the filter 206.

評価機構207は制御指令の値が許容範囲を超えるか否
かを監視し、許容範囲を超えたときに学習機構36を起
動する起動信号を発生する。
The evaluation mechanism 207 monitors whether the value of the control command exceeds the permissible range, and generates an activation signal to activate the learning mechanism 36 when the value of the control command exceeds the permissible range.

コントローラbの出力である制御指令はフィードバック
により外乱、制御システムのモデル誤差、非線形性、経
年変化等に起因する制御対象1の目標値からのずれを補
正するものである。すなわち、制御指令は誤差を増幅し
、制御対象1を目標状態へ引き戻す役割を果たしており
、理想は制御指令が零になることである。
The control command, which is the output of the controller b, is used to correct deviations from the target value of the controlled object 1 due to disturbances, model errors of the control system, nonlinearity, aging, etc., by feedback. That is, the control command serves to amplify the error and return the controlled object 1 to the target state, and ideally the control command becomes zero.

ここで、ランダムな外乱による誤差は、フィルタ200
を通すことにより除かれ、状態aは、モデル誤差、経年
変化等ある方向性を持ったもの、すなわち、オフセット
の様なものとなる。前記状態aの値が大きくなると、制
御系の動作点を変更する必要がある。なぜならばコント
ローラの出力は飽和するのが普通で、例えば、オフセッ
トが大きくなり飽和値に近付くと、外乱が入ってもコン
トローラ出力が飽和し、外乱に対応できなくなる。
Here, the error due to random disturbance is the error caused by the filter 200.
The state a is removed by passing through the state, and the state a becomes something that has a certain directionality, such as a model error or aging change, that is, something like an offset. When the value of the state a increases, it is necessary to change the operating point of the control system. This is because the output of the controller normally saturates. For example, if the offset increases and approaches the saturation value, even if a disturbance occurs, the controller output will become saturated and cannot respond to the disturbance.

評価機構207の役割は、例えば、フィルタ206の出
力の制御指令の2乗平均等を監視しである値を超えたと
きに、動作点を変更するように学習機構36に起動信号
を発行する。
The role of the evaluation mechanism 207 is, for example, to monitor the root mean square of the control command output from the filter 206, and when it exceeds a certain value, issue an activation signal to the learning mechanism 36 to change the operating point.

前記学習機構36はオペレータ操作盤7からの起動信号
又は、前記評価機構207からの起動信号により起動さ
れる。なお、オペレータは、制御対象1の動作を監視し
、経験と勘から手動でアクチュエータを操作し、制御対
象を理想状態に持っていく。第30図に示すようにオペ
レータの操作は、手動操作指令として制御機構6に入力
される。
The learning mechanism 36 is activated by an activation signal from the operator console 7 or from the evaluation mechanism 207. Note that the operator monitors the operation of the controlled object 1 and manually operates the actuator based on experience and intuition to bring the controlled object into an ideal state. As shown in FIG. 30, the operator's operation is input to the control mechanism 6 as a manual operation command.

この手動操作指令は強制的に第31図の目標値を変更す
るものである。
This manual operation command forcibly changes the target value shown in FIG. 31.

起動された学習機構36は、前記フィルタ2゜Oからの
状態aと、上位系201からの運転条件を受けてニュー
ラルネットワーク208のパラメータを変更する。
The activated learning mechanism 36 changes the parameters of the neural network 208 in response to the state a from the filter 2°O and the operating conditions from the host system 201.

学習時におけるニューラルネットワーク208の入力は
上位系201からの運転条件等で、出力は状態aである
。なお、状態aは第31図に示すように、状態と指令か
ら作られる。
The input to the neural network 208 during learning is the operating conditions etc. from the upper system 201, and the output is state a. Note that state a is created from a state and a command, as shown in FIG.

学習終了時には、ニューラルネットワーク208の出力
である目標は制御対象の動作点を支持、する目標値と、
目標値が入力されたときの制御対象1の理想状態である
目標状態である。ここで、理想状態とは制御対象1が外
乱の影響を受けないときの制御対象とアクチュエータの
状態である。
At the end of learning, the output of the neural network 208 is a target value that supports the operating point of the controlled object;
This is the target state which is the ideal state of the controlled object 1 when the target value is input. Here, the ideal state is a state of the controlled object and the actuator when the controlled object 1 is not affected by disturbance.

なお、ニューラルネットワーク208と学習機構36を
合わせて、ニューロコンピュータ209という。
Note that the neural network 208 and learning mechanism 36 are collectively referred to as a neurocomputer 209.

このような構成にすると、制御機構の動作点が最適点と
なり、コントローラaは外乱に対応することになり、大
きな外乱が入っても、オフセットを補償する必要が無い
ので、制御できる範囲が拡大できる。
With this configuration, the operating point of the control mechanism becomes the optimal point, and the controller a can respond to disturbances.Even if a large disturbance occurs, there is no need to compensate for the offset, so the controllable range can be expanded. .

第33図に本実施例を圧延機板厚制御に適用した場合の
動作概要を示す。
FIG. 33 shows an outline of the operation when this embodiment is applied to rolling mill plate thickness control.

始めに、信号の流れを、実線で表した通常動作を説明し
5次に、破線で表わした学習時の動作を説明する。圧延
機は非線形性が強いため、直接線形制御理論を適用する
のは困難である。そこで、上位系201が母材板厚、製
品板厚、鋼種、鋼材等の運転条件がセットアツプデータ
としてニューラルネットワーク208に入力される。ニ
ューラルネットワーク208は予め学習が済んでいると
仮定すると、前記入力に応じて、圧延機の動作点を決め
る目標値と、圧延機の動作点における圧延機の動作状態
である目標状態を夫々加算器204゜202へ出力する
First, the normal operation represented by the solid line will be explained, and next, the operation during learning will be explained, which is represented by the broken line. Since rolling mills have strong nonlinearity, it is difficult to apply direct linear control theory to them. Therefore, the host system 201 inputs operating conditions such as base material plate thickness, product plate thickness, steel type, steel material, etc. to the neural network 208 as setup data. Assuming that the neural network 208 has been trained in advance, it adds a target value that determines the operating point of the rolling mill and a target state that is the operating state of the rolling mill at the operating point of the rolling mill in accordance with the input. Output to 204°202.

加算器202は、前記目標状態から圧延機の動作状態を
引いて制御偏差を生成し、該制御偏差が第31図のコン
トローラb203に相当するDDC制御系210に入力
される。
The adder 202 subtracts the operating state of the rolling mill from the target state to generate a control deviation, and the control deviation is input to the DDC control system 210, which corresponds to the controller b203 in FIG. 31.

DDC制御系210はレギュレータの設計アルゴリズム
等により設計され、制御偏差をフィードバックし、指令
偏差を決定する。
The DDC control system 210 is designed using a regulator design algorithm, etc., feeds back control deviations, and determines command deviations.

加算器204は前記目標値と指令偏差を加算し、圧延機
のアクチュエータ2へ出力する。ここで、第31図では
指令がコントローラaを介してアクチュエータに入力さ
れているが、第33図ではコントローラaのゲインが1
であるとすると、第33図と、第31図は等価である。
The adder 204 adds the target value and the command deviation and outputs the result to the actuator 2 of the rolling mill. Here, in Fig. 31, the command is input to the actuator via controller a, but in Fig. 33, the gain of controller a is 1.
If so, then FIG. 33 and FIG. 31 are equivalent.

この時、ニューラルネットワーク208の係数が最適で
あれば、DDC制御系210は外乱に対して動作するこ
とになる。
At this time, if the coefficients of the neural network 208 are optimal, the DDC control system 210 will operate in response to the disturbance.

ところで、ニューラルネットワーク208の出力が最適
でない場合、その誤差分が制御偏差として現われ制御指
令偏差の値が大きくなる。この時、外乱による指令偏差
は平均値的、又は、平均パワー的に零となる。そこで、
指令偏差を評価機構207は監視し、例えば、指令偏差
の自乗誤差の値が基準値を超えた場合に、評価機構20
7は学習機構36を起動する。第2図に示す記憶機構3
5には学習機構36が起動される時点の、加算器204
の出力である指令と、制御対象1である圧延機の動作状
態が記憶されており、これらの指令と動作状態を教師信
号として、前記セットアツプデータを入力とし、ニュー
ロコンピュータ209を学習させる。
By the way, when the output of the neural network 208 is not optimal, the error appears as a control deviation, and the value of the control command deviation increases. At this time, the command deviation due to disturbance becomes zero in terms of average value or average power. Therefore,
The evaluation mechanism 207 monitors the command deviation, and for example, when the value of the squared error of the command deviation exceeds the reference value, the evaluation mechanism 207
7 activates the learning mechanism 36. Storage mechanism 3 shown in FIG.
5 shows the adder 204 at the time when the learning mechanism 36 is activated.
The commands which are the output of the machine and the operating state of the rolling mill which is the controlled object 1 are stored, and the neurocomputer 209 is made to learn by using these commands and the operating state as teacher signals and the set-up data as input.

ニューロコンピュータを制御に利用するときの難しさは
教師信号を与える決定的な方法が無かったことにある。
The difficulty in using neurocomputers for control is that there is no definitive way to provide a teacher signal.

すなわち、入力と、出力の関係が非線形関数で表され、
その対応関係は無限に存在する。しかも、従来のニュー
ロコンピュータは使う人間が教師信号を与えていた。し
かし、制御変数が多い複雑な系では、教える人間が制御
対象の動作を完全に把握できなかったので、最適な教師
信号を作り出せなかった。
In other words, the relationship between input and output is expressed by a nonlinear function,
There are an infinite number of correspondences. Moreover, in conventional neurocomputers, the human user provided the teacher signals. However, in complex systems with many control variables, the instructor could not fully grasp the behavior of the object to be controlled, so it was not possible to create the optimal teacher signal.

この方法は、フィードバック制御は外乱やモデル誤差な
どに起因する誤差を旨く打ち消し、動作点を最適なとこ
ろに移動する方法であることに着目し、最適な動作点を
得るための指令と、最適な動作点における制御対象の動
作状態をニューロコンピュータに学習させる方法である
。すなわち、フィードバック制御はその制御可能な範囲
で最適な点へ動作点を移動するのである。そこで、その
結果を教師信号に用いることで自動的に最適な動作点を
決めていくのである。
This method focuses on the fact that feedback control effectively cancels out errors caused by disturbances and model errors, and moves the operating point to the optimal position. This is a method of making a neurocomputer learn the operating state of a controlled object at an operating point. In other words, feedback control moves the operating point to an optimal point within its controllable range. Therefore, by using the results as a teacher signal, the optimal operating point is automatically determined.

一方、オペレータは制御対象の動作状態を監視し、不具
合点が発生すると、手動介入を行う。最終的には、制御
対象の動作は改善され、良い方向に向かう。そのオペレ
ータの操作結果を教師信号とすると、オペレータのノウ
ハウや、直感をニューロコンピュータに反映できるので
ある。
On the other hand, the operator monitors the operating status of the controlled object and takes manual intervention if a problem occurs. Eventually, the behavior of the controlled object will improve and move in a positive direction. By using the operator's operation results as a teacher signal, the operator's know-how and intuition can be reflected in the neurocomputer.

そこで、オペレータが手動介入で第1図のマンマシンイ
ンタフェース7を構成するオペレーションコンソール2
11を操作する。オペレーションコンソール211の出
力は加算器204に印加され、指令が変更される。それ
らの操作が安定した時点で、制御対象の動作点は最適点
、又はその近傍にある。
Therefore, the operator manually intervenes to create the operation console 2 that constitutes the man-machine interface 7 shown in FIG.
Operate 11. The output of operation console 211 is applied to adder 204 and the command is changed. When these operations become stable, the operating point of the controlled object is at or near the optimum point.

安定点は、安定に達したというオペレータの判断、オペ
レータの最終操作から一定時間経過又は、指令偏差の定
常偏差の監視等により判断でき、学習機構36を起動す
る。学習機構起動後のシステムの動作は、前記評価機構
207により学習機構36が起動される場合と同じであ
る。
The stable point can be determined by the operator's judgment that stability has been reached, by the elapse of a certain period of time from the operator's last operation, or by monitoring the steady-state deviation of the command deviation, and the learning mechanism 36 is activated. The operation of the system after the learning mechanism is activated is the same as when the learning mechanism 36 is activated by the evaluation mechanism 207.

第34図に本発明をエレベータ制御装置に適用した場合
を示す、エレベータ乗り駕篭220はカウンタウェイト
221とシーブ222を介し、ロープ223でつるべ状
になって釣り合っている。
FIG. 34 shows a case in which the present invention is applied to an elevator control device. An elevator palanquin 220 is balanced by a rope 223 via a counterweight 221 and a sheave 222.

シーブ222には電動機223が連結され、電動機22
3が回転することによりエレベータ乗り駕篭220が上
下する。電動機223にはパルスジェネレータ224が
接続され、パルスジェネレータ224の出力はセンサ3
を構成する位置検出機構225、速度検出機構226に
印加される。位置検出機構225、速度検出機構226
の出力は速度制御機構227、自己調整機構11、上位
系201に相当するエレベータシーケンス制御機構22
8に入力される。速度制御機構227は、エレベータ乗
り駕篭220の位置、速度情報及び、エレベータシーケ
ンス制御機構228の情報を用いフィードバック制御則
にのっとり電力変換機構229に制御指令を出力する。
An electric motor 223 is connected to the sheave 222.
3 rotates, the elevator palanquin 220 moves up and down. A pulse generator 224 is connected to the electric motor 223, and the output of the pulse generator 224 is sent to the sensor 3.
The signal is applied to the position detection mechanism 225 and speed detection mechanism 226 that constitute the . Position detection mechanism 225, speed detection mechanism 226
The output of
8 is input. The speed control mechanism 227 uses the position and speed information of the elevator palanquin 220 and the information of the elevator sequence control mechanism 228 to output a control command to the power conversion mechanism 229 according to a feedback control law.

電力変換機構229は、速度制御機構227の指令を解
釈し、電動機223に供給する電力を制御する機構であ
る。前記電力変換機構229は、対象とする電動機の種
類により、インバータ、コンバータ、位相制御、サイク
ロコンバータ等が考えられる。
The power conversion mechanism 229 is a mechanism that interprets the command from the speed control mechanism 227 and controls the electric power supplied to the electric motor 223. The power conversion mechanism 229 may be an inverter, a converter, a phase control, a cycloconverter, etc. depending on the type of the target electric motor.

一方、エレベータ乗客はホールに配置された呼びボタン
230,231、又は、乗り駕篭内の行き先ボタンを操
作し、これに従って、エレベータシーケンス制御機構2
28はエレベータ乗り駕篭の行き光位置と減速開始位置
等を決定する。
On the other hand, the elevator passengers operate the call buttons 230, 231 arranged in the hall or the destination button in the palanquin, and follow the instructions in the elevator sequence control mechanism 2.
28 determines the destination light position and deceleration start position of the elevator palanquin.

ところで、エレベータは非線形性が強く、例えば、特定
の階を通過するときに振動する。振動が発生すると、速
度制御機構227の制御指令は、制御偏差が増大するた
め大きくなる。その結果、第32図に示す構成の自己調
整機構11は速度制御機構227の制御指令の2乗平均
の値がある基準値を超えたことを判断し、その動作の前
後のエレベータのセンサである位置検出機構225、速
度検出機構226等の情報を記憶している記憶機構35
の情報を教師信号として学習機構36が動作する。
By the way, elevators have strong nonlinearity, for example, they vibrate when passing through a specific floor. When vibration occurs, the control command for the speed control mechanism 227 increases because the control deviation increases. As a result, the self-adjusting mechanism 11 having the configuration shown in FIG. 32 determines that the root mean square value of the control commands of the speed control mechanism 227 exceeds a certain reference value, and the self-adjusting mechanism 11 with the configuration shown in FIG. A storage mechanism 35 that stores information on the position detection mechanism 225, speed detection mechanism 226, etc.
The learning mechanism 36 operates using the information as a teacher signal.

学習機構36が学習を終了し、エレベータが振動を発生
する条件になると、自己調整機構11により速度制御機
構227への速度指令を補正する。
When the learning mechanism 36 completes its learning and the condition for the elevator to generate vibrations is reached, the self-adjusting mechanism 11 corrects the speed command to the speed control mechanism 227.

以上の動作を第35図に図式的に示す。エレベータシー
ケンス制御機構228はエレベータの乗り駕篭220や
ホール釦230,231の乗客による操作で、エレベー
タを走行させるための速度指令を自己調整機構11を介
して速度制御機構227に入力する。エレベータが特定
の階床を通過するときに振動が発生すると、速度制御機
構は偏差に応じて制御指令を発生し、電力変換機構22
9を制御する。電力変換機構229は電動機223の回
転速度を制御する。その結果、パルスジェネレータ22
4、速度及び位置検出機構225.226を介して速度
カーブが得られ、この速度カーブは速度制御機構227
が働いているので、エレベータシーケンス機構228か
ら出力された速度指令よりは理想とする速度指令になっ
ている。
The above operation is schematically shown in FIG. The elevator sequence control mechanism 228 inputs a speed command for running the elevator to the speed control mechanism 227 via the self-adjustment mechanism 11 when a passenger operates the elevator carton 220 or the hall buttons 230, 231. When vibration occurs when the elevator passes a specific floor, the speed control mechanism generates a control command according to the deviation, and the power conversion mechanism 22
Control 9. Power conversion mechanism 229 controls the rotation speed of electric motor 223. As a result, the pulse generator 22
4. A speed curve is obtained through the speed and position detection mechanism 225, 226, and this speed curve is obtained through the speed control mechanism 227.
is working, so the speed command is more ideal than the speed command output from the elevator sequence mechanism 228.

この速度指令を発生させるために、速度制御機構227
の制御指令の値が大きくなっているため、自己調整機構
11が働き、学習を行う。この時の教師信号には、速度
検出機構225から得られた速度カーブと、振動が発生
する条件、例えば特定階を上昇、又は、下降等の条件も
入力される。自己調整機構11は、速度制御機構227
の出力の制御指令が最小になるように上記振動が発生す
る条件が入力されたときに前記の速度カーブを速度制御
装置227′4こ出力する。
In order to generate this speed command, the speed control mechanism 227
Since the value of the control command is large, the self-adjusting mechanism 11 operates and performs learning. At this time, the speed curve obtained from the speed detection mechanism 225 and conditions under which vibrations occur, such as ascending or descending a specific floor, are also input into the teacher signal at this time. The self-adjustment mechanism 11 includes a speed control mechanism 227
The speed control device 227'4 outputs the speed curve when the conditions for generating the vibration are input so that the control command for the output is minimized.

第36図に本発明を電車の制御に適用する場合の1例を
示す。電車250は架空線251と、線路252′から
電力を供給されて走行する。運行管理システム253は
、電車250の位置を列車位置検出機構254を介して
検出し、列車の位置に対応して信号機255、速度指令
発生機構256に指令を発生する。速度指令発生機構2
56は運行管理システム253の指示に従い列車制御機
構256に速度指令を発生する。列車制御機構256は
、前記速度指令と、列車位置検出機構254からの列車
速度を用い、列車250の速度を制御するのである。こ
こで、列車位置検出機構254、速度指令発生機構25
6、及び運行管理システム253の機能の一部は、列車
250に積載される場合も考えられる。
FIG. 36 shows an example in which the present invention is applied to train control. The electric train 250 runs on electricity supplied from an overhead line 251 and a track 252'. The operation management system 253 detects the position of the train 250 via the train position detection mechanism 254, and generates commands to the signal 255 and the speed command generation mechanism 256 in accordance with the position of the train. Speed command generation mechanism 2
56 generates a speed command to the train control mechanism 256 in accordance with instructions from the traffic management system 253. The train control mechanism 256 controls the speed of the train 250 using the speed command and the train speed from the train position detection mechanism 254. Here, the train position detection mechanism 254, the speed command generation mechanism 25
6 and some of the functions of the traffic management system 253 may be loaded onto the train 250.

第37図に列車制御機構256の概要を示す。FIG. 37 shows an outline of the train control mechanism 256.

列車位置検出機構254、速度指令発生機構256の出
力は自己調整機構11に入力される。自己調整機構11
には更に、制御機構227、電力変換機構229、パル
スジェネレータ224の出力が位置又は速度として入力
される。自己調整機構11からの速度指令と、パルスジ
ェネレータ224からの位置及び速度を受けて制御機構
227は、電力変換機構229及び、自己調整機構11
に制御指令を出力する。電力変換機構229は変圧器2
57の2次巻線から電力の供給とを受けると共に前記制
御指令を受けて電動機222に電力を供給する。前記変
圧器257の一次巻線にはパンタグラフ258と車輪2
59が接続され、架空線251及び線路252から供給
される電力が電力変換装置229へ供給される。これら
、第36図、第37図に示すシステム構成は、第34図
、第35図に示すエレベータのシステム構成と同じ構成
となる。ここでは、電車の動作について詳細に述べない
が、エレベータの場合と同じ動作をする。
The outputs of the train position detection mechanism 254 and speed command generation mechanism 256 are input to the self-adjustment mechanism 11. Self-adjustment mechanism 11
Furthermore, the outputs of the control mechanism 227, power conversion mechanism 229, and pulse generator 224 are inputted as positions or speeds. In response to the speed command from the self-adjusting mechanism 11 and the position and speed from the pulse generator 224, the control mechanism 227 controls the power conversion mechanism 229 and the self-adjusting mechanism 11.
Outputs control commands to. The power conversion mechanism 229 is the transformer 2
It receives power from the secondary winding 57 and also supplies power to the electric motor 222 in response to the control command. A pantograph 258 and a wheel 2 are connected to the primary winding of the transformer 257.
59 is connected, and power supplied from the overhead line 251 and the line 252 is supplied to the power conversion device 229. The system configurations shown in FIGS. 36 and 37 are the same as the elevator system configurations shown in FIGS. 34 and 35. I will not discuss the operation of the train in detail here, but the operation is the same as that of an elevator.

また、本実施例では、交流電車の制御について述べてい
るが、直流電車は電力変換機と変圧器の構成が異なるだ
けで、制御系の本質は変わらないので本発明の考えは、
直流電車に拡張できる。
Furthermore, although this embodiment describes the control of an AC electric train, the essence of the control system for a DC electric car is different only in the configuration of the power converter and transformer, so the idea of the present invention is as follows.
Can be extended to DC trains.

更に、動力分散型の電車について述べたが、動力集中型
の電気機関車の制御装置の構成は、電車の制御装置の構
成と同じであるので、本発明が電気機関車に適用できる
ことは、自明である。
Furthermore, although the description has been made regarding power-distributed electric locomotives, the configuration of the control device for power-centralized electric locomotives is the same as that of electric trains, so it is obvious that the present invention can be applied to electric locomotives. It is.

第38図に本発明を自動車の制御に適用する実施例を示
す。自動車のエンジン260で発生した動力は、変速機
261を介して車輪262に伝達される。エンジン26
0はキャブレター等のアクチュエータを介して制御機構
227から制御され、エンジン260、変速機261の
状態は制御機構227、自己調整機構11に入力される
。前記制御機構227はエンジン制御部、変速機制御部
からなり、自動車の運転者が操作するアクセル機構26
3、操舵機構264の操作による指示で制御される。
FIG. 38 shows an embodiment in which the present invention is applied to control of an automobile. Power generated by an automobile engine 260 is transmitted to wheels 262 via a transmission 261. engine 26
0 is controlled by the control mechanism 227 via an actuator such as a carburetor, and the states of the engine 260 and transmission 261 are input to the control mechanism 227 and the self-adjustment mechanism 11. The control mechanism 227 includes an engine control section and a transmission control section, and includes an accelerator mechanism 26 operated by the driver of the automobile.
3. Controlled by instructions from the operation of the steering mechanism 264.

最近は、一定速度で自動車を走行させる自動運転装置が
装備される車がある。これは、外部から制御機構227
に対し走行する速度を指示する。
Recently, some cars are equipped with automatic driving devices that drive the car at a constant speed. This is done by controlling the control mechanism 227 from the outside.
Instruct the speed at which the vehicle should travel.

制御機構227はセンサからのフィードバックを使い一
定速度で走行する。
The control mechanism 227 uses feedback from the sensor to run at a constant speed.

自己調整機構11は、センサ3からの出力と、制御機構
227からの情報を受けて、制御偏差が大きくなると自
己調整機構が働いて、アクチュエータ2に対する指令を
変更する。制御偏差が増大する原因として、経年変化等
や、潤滑油の交換、気候変化等が考えられ、これらは複
雑に絡み合った非線形制御系となっている。ここでは、
これら自動車の制御系の動作を、前述の圧延機の動作と
対応をつけながら説明する。
The self-adjusting mechanism 11 receives the output from the sensor 3 and the information from the control mechanism 227, and when the control deviation becomes large, the self-adjusting mechanism operates and changes the command to the actuator 2. Possible causes of increase in control deviation include aging, lubricating oil replacement, climate change, etc., and these factors form a nonlinear control system that is intricately intertwined. here,
The operation of the control system of these automobiles will be explained in correspondence with the operation of the aforementioned rolling mill.

自動車は、運転者の指示で一定速度で走行する状態を仮
定する。運転者は速度計等を見て、速度が下がった場合
、アクセル263を踏み込む。その結果、第33図に示
した圧延機のオペレータのオペレーションコンソール2
11の指示と同様に自己調整機構11に対し起動信号を
発行したあとの動作となる。ここでは、自動車の特殊性
は特にない。
It is assumed that the vehicle is driven at a constant speed according to instructions from the driver. The driver looks at the speedometer or the like and depresses the accelerator 263 if the speed decreases. As a result, the operation console 2 of the rolling mill operator shown in FIG.
The operation is performed after issuing a start signal to the self-adjusting mechanism 11 in the same way as the instruction No. 11. There is nothing special about cars here.

つぎに、第39図に第32図の変形例を示す。Next, FIG. 39 shows a modification of FIG. 32.

非線形性は強いが制御対象のモデルが比較的あっている
場合はそのモデルを利用し、誤差を補正する方法が考え
られる。上位系201からの運転条件と、フィルタ20
0からの状態aがセットアツプ制御系270に入力され
る。セットアツプ制御系270では目標の状態と目標を
設定し、運転条件及び、状態aと目標状態の偏差を状態
偏差として学習機構36に出力する。第32図との違い
は、ニューロコンピュータ209が絶対値ではなくある
基準(セットアツプ制御系270で決めた目標値、目標
状態)からのずれである偏差値系で動作する点にある。
Although the nonlinearity is strong, if the model to be controlled is relatively accurate, it is possible to use that model to correct the error. Operating conditions from the host system 201 and filter 20
State a from 0 is input to the setup control system 270. The set-up control system 270 sets a target state and a target, and outputs the operating condition and the deviation between the state a and the target state to the learning mechanism 36 as a state deviation. The difference from FIG. 32 is that the neurocomputer 209 operates not with absolute values but with a deviation value system that is a deviation from a certain reference (target value or target state determined by the setup control system 270).

第40図に圧延機の板厚制御系の動作の例で、第33図
の変形を示す。上位系201から運転条件を入力された
セットアツプモデル271は、制御対象の目標値と目標
状態を出力する。制御対象1の状態はフィルタ200を
介し加算器202に入力される。加算器202は上記状
態と、セットアツプモデルからの目標状態、ニューラル
ネットワークからの目標状態偏差を加減算し、状態偏差
を求める。状態偏差はDDC制御系と、記憶機構35を
介し教師信号としてニューロコンピュータ209の学習
機構36に入力される。DDC制御系210はレギュレ
ータ問題として制御偏差がゼロになるように動作し、制
御指令として加算器272に入力される。加算器272
では前記制御指令と、オペレーションコンソールの手動
指令が加算され新しい制御指令として加算器204、評
価機構207に入力される。加算器204は、制御指令
、前記セットアツプモデル271からの目標値、及び、
ニューラルネットワーク208からの目標値偏差が加算
され、アクチュエータ2に対する指令が生成される。こ
こで、セットアツプモデル271、加算器202,27
2,204の機能を合わせてセットアツプ制御系270
と呼ぶ。
FIG. 40 shows an example of the operation of the plate thickness control system of a rolling mill, and shows a modification of FIG. 33. The setup model 271 receives operating conditions from the host system 201 and outputs the target value and target state of the controlled object. The state of controlled object 1 is input to adder 202 via filter 200 . The adder 202 adds or subtracts the above state, the target state from the set-up model, and the target state deviation from the neural network to obtain the state deviation. The state deviation is input to the learning mechanism 36 of the neurocomputer 209 as a teacher signal via the DDC control system and the storage mechanism 35. The DDC control system 210 operates so that the control deviation becomes zero as a regulator problem, and is inputted to the adder 272 as a control command. Adder 272
Then, the control command and the manual command from the operation console are added and inputted to the adder 204 and evaluation mechanism 207 as a new control command. The adder 204 receives the control command, the target value from the setup model 271, and
The target value deviations from the neural network 208 are added and a command to the actuator 2 is generated. Here, the setup model 271, adders 202, 27
Setup control system 270 with 2,204 functions
It is called.

このような構成の板厚制御系を備えた圧延装置り巳おい
て、圧延機が動作すると、温度上昇が発生し、潤滑油の
摩擦抵抗が減少し板厚が変化する。
In a rolling mill equipped with a plate thickness control system having such a configuration, when the rolling mill operates, a temperature rise occurs, the frictional resistance of the lubricating oil decreases, and the plate thickness changes.

その結果、目標状態からずれるため、加算器202の出
力の状態偏差が大きくなる。DDC制御系210は状態
偏差が大きくなったので、その偏差を減少させるように
制御指令を発生する。制御指令は偏差を急速に減少させ
るため、通常は偏差を増幅するので、評価機構207が
動作し、学習を開始する。加算器204では、前記制御
指令と、セットアツプモデル271からの目標値を加算
しアクチュエータ2に対する指令を発生する。
As a result, since the state deviates from the target state, the state deviation of the output of the adder 202 increases. Since the state deviation has become large, the DDC control system 210 generates a control command to reduce the deviation. Since the control command rapidly reduces the deviation and usually amplifies the deviation, the evaluation mechanism 207 operates and starts learning. The adder 204 adds the control command and the target value from the setup model 271 to generate a command to the actuator 2.

次にニューロコンピュータ209の学習過程を説明する
。学習機構36の教師信号の入力は上位系201からの
運転条件で、出力は状態偏差と制御指令である。学習が
終了するとニューラルネットワーク208の出力、は目
標状態偏差として加算器202に、目標指令値偏差とし
て加算器204に加えられる。その結果、学習前には、
加算器202の出力は、学習後の目標状態の偏差と等し
かったが、学習後は、目標状態偏差が引かれゼロとなる
。−力指令は、DDC制御系からの出力がゼロであるが
、目標値偏差がニューラルネットワークから出力される
ので、学習前の制御状態と同じ指令が加算器204から
得られる。
Next, the learning process of the neurocomputer 209 will be explained. The input of the teacher signal of the learning mechanism 36 is the operating condition from the upper system 201, and the output is the state deviation and control command. When learning is completed, the output of the neural network 208 is added to an adder 202 as a target state deviation and to an adder 204 as a target command value deviation. As a result, before learning,
The output of the adder 202 was equal to the deviation of the target state after learning, but after learning, the target state deviation is subtracted and becomes zero. - As for the force command, the output from the DDC control system is zero, but since the target value deviation is output from the neural network, the same command as the control state before learning can be obtained from the adder 204.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、定性的な知識が定量化され、この定量
化された情報によってアクチュエータが操作され、また
、制御によって移動した動作点が求められ、該動作点に
基づいて制御が行われるので、従来、自動制御システム
に導入するのが困難だった定性的な知識が自動制御に導
入され、多様な制御対象を充分な制御余裕をもって制御
することが可能となった。
According to the present invention, qualitative knowledge is quantified, the actuator is operated based on this quantified information, the operating point moved by control is determined, and control is performed based on the operating point. , qualitative knowledge that was previously difficult to introduce into automatic control systems has been introduced into automatic control, and it has become possible to control a variety of control objects with sufficient control margin.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は本発明を
圧延機制御システムに適用した実施例、第3図はパター
ン認識機構図、第4図は指令発生機構図、第5図は操作
量決定手段の構成図、第6図は知識ベース構成図、第7
図は操作量決定手段の動作説明図、第8図はプロダクシ
ミン機構の動作説明図、第9図は指令値計算手段の構成
図、第1o図は入力切換え装置の構成、第11図は学習
機構の構成、第12図は学習制御機構とノードの荷重関
数との関連図、第13図は学習制御機構の基本処理図、
第14図は記憶機構の構成図、第15図はパターン認識
機構図、第16図は学習機構にシミュレータを備えた時
の構成図、第17図はパターン認識機構の動作説明図、
第18図は入力パターン例、第19図はパターン認識機
構の出力の説明図、第20図、第21図は圧延材の時間
的変化の説明図、第22図はプロダクションルールとフ
ァジィルールの一例を示した図、第23図は類似度を操
作量へ変換する方法の説明図、第24図は入力波形の処
理状況の説明図、第25図はZRミルへの適用例、第2
6A図〜第26C図はZRミルの構造図、第27A図〜
第27D図はニューロコンピュータの学習の具体例、第
28図はニューロ特徴抽出及びファジィ制御の具体例。 第29図は本発明のZRミルへの適用時の動作波形の一
例、第30図は自己調整機能の全体説明図、第31図は
制御機構の具体的構成図、第32図は自己調整機構の構
成図、第33図は自己調整機構の動作図、第34図は本
発明のエレベータへの適用例、第35図はエレベータの
動作波形図、第36図は本発明の車両制御への適用例、
第37図は列車制御機構の構成図、第38図は本発明の
自動車制御への適用例、第39図はモデルを併用する場
合の自己組織化の一例、第40図はモデル併用自己組織
化の具体例である。 1・・・制御対象、2・・・アクチュエータ、3・・・
検出装置(センサ)、5・・・最適性判定装置、6・・
・制御機構、23・・・圧延材、26〜31・・・駆動
機構、32・・・指令発生機構、33・・・パターン認
識機構、35・・・記憶機構、36・・・学習機構、3
9・・・第1段の中間層、47.49・・・別の中間層
、50・・・出力層、51・・・入力層、65・・・入
力パターン発生機構、66・・・比較機構、67・・・
出力パターン発生機構、68・・学習制御機構、209
・・・ニューロコンピュータ。
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an embodiment in which the present invention is applied to a rolling mill control system, Fig. 3 is a pattern recognition mechanism diagram, Fig. 4 is a command generation mechanism diagram, and Fig. 4 is a diagram of a command generation mechanism. Figure 5 is a configuration diagram of the operation amount determining means, Figure 6 is a knowledge base configuration diagram, and Figure 7 is a diagram of the knowledge base configuration.
Figure 8 is an explanatory diagram of the operation of the manipulated variable determining means, Figure 8 is an explanatory diagram of the operation of the production mechanism, Figure 9 is a configuration diagram of the command value calculation means, Figure 1o is the configuration of the input switching device, and Figure 11 is the learning The structure of the mechanism, Figure 12 is a diagram of the relationship between the learning control mechanism and node weight functions, Figure 13 is a diagram of the basic processing of the learning control mechanism,
FIG. 14 is a configuration diagram of the storage mechanism, FIG. 15 is a diagram of the pattern recognition mechanism, FIG. 16 is a configuration diagram when the learning mechanism is equipped with a simulator, and FIG. 17 is an explanatory diagram of the operation of the pattern recognition mechanism.
Fig. 18 is an example of an input pattern, Fig. 19 is an explanatory diagram of the output of the pattern recognition mechanism, Figs. 20 and 21 are explanatory diagrams of temporal changes in rolled material, and Fig. 22 is an example of production rules and fuzzy rules. Fig. 23 is an explanatory diagram of the method of converting the similarity into a manipulated variable, Fig. 24 is an explanatory diagram of the input waveform processing situation, Fig. 25 is an example of application to the ZR mill, and Fig. 2
Figures 6A to 26C are structural diagrams of the ZR mill, and Figures 27A to 26C are structural diagrams of the ZR mill.
FIG. 27D shows a specific example of neurocomputer learning, and FIG. 28 shows a specific example of neural feature extraction and fuzzy control. Fig. 29 is an example of the operation waveform when the present invention is applied to a ZR mill, Fig. 30 is an overall explanatory diagram of the self-adjustment function, Fig. 31 is a specific configuration diagram of the control mechanism, and Fig. 32 is the self-adjustment mechanism. Fig. 33 is an operational diagram of the self-adjusting mechanism, Fig. 34 is an example of application of the present invention to an elevator, Fig. 35 is an operation waveform diagram of an elevator, and Fig. 36 is an application of the present invention to vehicle control. example,
Fig. 37 is a block diagram of a train control mechanism, Fig. 38 is an example of application of the present invention to automobile control, Fig. 39 is an example of self-organization when a model is used in combination, and Fig. 40 is a self-organization in combination with a model. This is a specific example. 1... Controlled object, 2... Actuator, 3...
Detection device (sensor), 5...Optimality determination device, 6...
- Control mechanism, 23... Rolled material, 26-31... Drive mechanism, 32... Command generation mechanism, 33... Pattern recognition mechanism, 35... Memory mechanism, 36... Learning mechanism, 3
9... First stage intermediate layer, 47. 49... Another intermediate layer, 50... Output layer, 51... Input layer, 65... Input pattern generation mechanism, 66... Comparison Mechanism, 67...
Output pattern generation mechanism, 68...Learning control mechanism, 209
...neurocomputer.

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.アクチュエータにより動作する制御対象と、前記ア
クチュエータを制御する制御機構と、前記制御対象とア
クチュエータの動作を検出する検出器から構成される検
出装置からなる制御システムにおいて、前記検出装置の
出力信号から、前記制御対象及びアクチュエータの動作
を総合判定し、前記判定結果に基づいて前記アクチュエ
ータ制御機構に制御指令を送信する最適性判定機構を備
えたことを特徴とする制御システム。
1. A control system comprising a detection device including a control object operated by an actuator, a control mechanism that controls the actuator, and a detector that detects the operation of the control object and the actuator. A control system comprising: an optimality determination mechanism that comprehensively determines operations of a controlled object and an actuator, and transmits a control command to the actuator control mechanism based on the determination result.
2.請求項第1項において、制御機構は上位計算機の情
報、又は、制御装置の操作者の操作をもとに指令を発生
する前記最適性判定機構の指令と、制御対象の制御量と
の偏差を減少させるようにフィードバック制御量を決定
し、アクチュエータに制御指令を発生する制御装置から
構成されることを特徴とする制御システム。
2. In claim 1, the control mechanism detects a deviation between a command of the optimality determination mechanism that generates a command based on information from a host computer or an operation by an operator of the control device, and a controlled variable of the controlled object. A control system comprising a control device that determines a feedback control amount to decrease the amount and generates a control command to an actuator.
3.請求項第2項において、最適性判定機構は、前記制
御機構の偏差に応じて、指令を変更できる機構を有する
ことを特徴とする制御システム。
3. 3. The control system according to claim 2, wherein the optimality determination mechanism includes a mechanism that can change the command according to a deviation of the control mechanism.
4.請求項第3項において、最適性判定機構は前記制御
機構の偏差が予め決めておいた判定基準を超えたことを
認知する機構を設けたことを特徴とする制御システム。
4. 4. The control system according to claim 3, wherein the optimality determination mechanism includes a mechanism for recognizing that the deviation of the control mechanism exceeds a predetermined determination criterion.
5.請求項第4項において、最適性判定機構は、上位計
算機の情報、又は、制御装置の操作者の操作をもとに指
令を発生する機構を有し、前記判定基準を超えた時に、
指令を変更する機構を設けたことを特徴とする制御シス
テム。
5. In claim 4, the optimality determination mechanism has a mechanism that generates a command based on information from a host computer or an operation by an operator of a control device, and when the determination criterion is exceeded,
A control system characterized by having a mechanism for changing commands.
6.請求項第4項において、最適性判定機構の指令を発
生する機構は、制御偏差を減少させるように指令を変更
することを特徴とする制御システム。
6. 5. The control system according to claim 4, wherein the mechanism for generating the command for the optimality determining mechanism changes the command so as to reduce a control deviation.
7.請求項第6項において、前記最適性判定装置の指令
を発生する機構にニューロコンピュータを用いることを
特徴とする制御システム。
7. 7. The control system according to claim 6, wherein a neurocomputer is used as a mechanism for generating commands for the optimality determining device.
8.請求項第1項において、前記最適性判定機構は、予
め記憶した複数の制御方策から最適な制御方策を選択す
る意志決定機構、前記検出装置より出力された複数の検
出信号から、前記選択された制御方策を用い処理指令を
発生する制御機構と、前記操作量決定手段により決定し
た操作量を、個々のアクチュエータの制御指令に変換す
る指令値計算手段により構成されることを特徴とする制
御システム。
8. In claim 1, the optimality determination mechanism includes a decision-making mechanism that selects an optimal control strategy from a plurality of control strategies stored in advance; A control system comprising: a control mechanism that generates a processing command using a control strategy; and a command value calculation means that converts the manipulated variable determined by the manipulated variable determining means into a control command for each actuator.
9.請求項第8項において、操作量決定手段に記憶され
た複数の制御方策とは、知識ベースと推論部より構成さ
れた推論制御方策、パターン認識手法を用いた制御方策
、フィードバック制御等に用いられる補償器を用いた制
御方策、状態モデルを用いた制御方策のいずれかから成
ることを特徴とする制御システム。
9. In claim 8, the plurality of control strategies stored in the manipulated variable determining means include an inference control strategy constructed from a knowledge base and an inference section, a control strategy using a pattern recognition method, a feedback control, etc. A control system comprising either a control strategy using a compensator or a control strategy using a state model.
10.請求項第1項において、前記最適性判定機構は、
前記検出装置の複数の検出信号の複数の組合せパターン
と前記複数の組合せパターンに対応したアクチュエータ
の操作量を記憶する手段を有し、前記検出装置の複数の
検出信号の新規出力パターンと、先に記憶された出力パ
ターンを比較し、類似度の最も大きい記憶パターンに対
する複数のアクチュエータの操作量を出力する構成とし
たことを特徴とする制御システム。
10. In claim 1, the optimality determination mechanism comprises:
means for storing a plurality of combination patterns of a plurality of detection signals of the detection device and operation amounts of an actuator corresponding to the plurality of combination patterns; A control system characterized in that it is configured to compare stored output patterns and output operation amounts of a plurality of actuators for the stored pattern with the greatest degree of similarity.
11.請求項第1項において、前記最適性判定機構は、
前記検出装置からの複数の検出信号の組み合せから、前
記出力信号のパターンの類似度を求めるパターン認識機
構と、前記類似度から複数のアクチュエータの個々の操
作量を決定し、決定した操作量を前記複数のアクチュエ
ータの指令信号に変換する指令発生機構より構成される
ことを特徴とする制御装置。
11. In claim 1, the optimality determination mechanism comprises:
a pattern recognition mechanism that determines the degree of similarity between the patterns of the output signals from a combination of a plurality of detection signals from the detection device; A control device comprising a command generation mechanism that converts into command signals for a plurality of actuators.
12.請求項第11項において、前記パターン認識機構
は、前記検出装置の複数の出力信号の組合せパターンを
取り込む入力層と、前記入力層の出力信号に重みを掛け
て加算し、その結果を指定した関数で写像する複数のノ
ードで構成された第1段の中間層と、前記第1の中間層
の各ノードの出力信号を入力信号として重みを掛けて加
算し、その結果を指定した関数で写像する複数のノード
で構成された別の中間層を複数段有し、前記別の中間層
の最終段が、パターンの類似度を判定結果として出力す
る出力層で構成されたことを特徴とする制御システム。
12. In claim 11, the pattern recognition mechanism includes an input layer that takes in a combination pattern of a plurality of output signals of the detection device, and a function that multiplies and adds the output signals of the input layer with weights, and uses the result as a designated function. The output signal of each node of the first intermediate layer is weighted and added as an input signal, and the result is mapped by a specified function. A control system comprising a plurality of stages of another intermediate layer composed of a plurality of nodes, and a final stage of the another intermediate layer is composed of an output layer that outputs pattern similarity as a determination result. .
13.請求項第12項において、前記指令発生機構は前
記パターン発生機構の出力である複数のパターンの類似
度から、知識ベースと推論機構を用いてアクチュエータ
に対する操作量を求め、前記操作量を前記複数のアクチ
ュエータの制御機構に対する指令信号に変換する構成と
したことを特徴とする制御システム。
13. In claim 12, the command generating mechanism uses a knowledge base and an inference mechanism to determine the amount of operation for the actuator from the similarity of the plurality of patterns output from the pattern generation mechanism, and A control system characterized in that it is configured to convert into a command signal for a control mechanism of an actuator.
14.請求項第1項において、前記最適性判定装置の判
定結果の良否を判断する機構と、判断結果を外部に報知
する手段と、前記最適性判定装置の内容を変更する手段
とを有する教示装置を備えたことを特徴とする制御シス
テム。
14. Claim 1: A teaching device comprising: a mechanism for determining whether the determination result of the optimality determination device is good; a means for notifying the determination result to the outside; and a means for changing the contents of the optimality determination device. A control system characterized by:
15.請求項第1項において、前記検出装置の出力信号
を時系列的に記憶する記憶機構を設け、前記検出器の出
力と前記記憶機構の出力を前記最適性判定装置へ入力し
、前記最適性判定装置では時間的変化も加味した総合判
定を可能としたことを特徴とする制御システム。
15. In claim 1, a storage mechanism is provided for storing the output signal of the detection device in time series, the output of the detector and the output of the storage mechanism are input to the optimality determination device, and the optimality determination device is configured to perform the optimality determination. The control system is characterized by the ability of the device to make comprehensive judgments that take into account temporal changes.
16.複数の検出器の検出信号と、前記検出器の出力信
号に応じて制御を実行する複数のアクチュエータ制御機
構と、前記複数のアクチュエータの動作により制御され
る制御対象で構成された制御システムにおいて、前記複
数の検出信号の組合せをパターンとして認識し、前記信
号の組合せパターンを予め記憶する機能と、予め記憶さ
れたパターンと新規入力パターンを比較する機能、比較
結果をパターンの類似度として出力するパターン認識機
構と、前記パターンの類似度をファジ推論により各アク
チュエータの操作量に変換し、前記操作量を前記各アク
チュエータの指令値に変換する指令発生機構とを備えた
ことを特徴とする制御システム。
16. In the control system, the control system includes a plurality of actuator control mechanisms that execute control according to detection signals of a plurality of detectors and output signals of the detectors, and a controlled object controlled by the operation of the plurality of actuators. Pattern recognition that recognizes a combination of multiple detection signals as a pattern, stores the signal combination pattern in advance, compares the pre-stored pattern with a new input pattern, and outputs the comparison result as pattern similarity. A control system comprising: a mechanism; and a command generation mechanism that converts the degree of similarity of the patterns into an operation amount for each actuator by fuzzy inference, and converts the operation amount into a command value for each actuator.
17.請求項第16項において、前記パターン認識機構
にニューロコンピュータを用いたことを特徴とする制御
システム。
17. 17. The control system according to claim 16, wherein a neurocomputer is used for the pattern recognition mechanism.
18.請求項第17項において、前記パターン認識機構
に入力パターンを印加し、前記パターン認識機構が理想
出力となるように予め前記パターン認識機構の各ノード
の重みを変更するための学習機構を備えたことを特徴と
する制御システム。
18. Claim 17, further comprising a learning mechanism for applying an input pattern to the pattern recognition mechanism and changing the weight of each node of the pattern recognition mechanism in advance so that the pattern recognition mechanism has an ideal output. A control system featuring:
19.請求項第18項において、前記学習機構はパター
ン認識機構の入力層に入力する入力パターン発生機構、
前記パターン認識機構の理想出力を発生する出力パター
ン発生機構、前記パターン認識機構の出力パターンと、
前記出力パターン発生機構の偏差を求める比較機構、前
記比較結果に基づき、パターン発生機構内のノードの重
みを変更する指令、及び前記入力パターン発生機構、出
力パターン発生機構の動作指令を発生する学習制御機構
で構成されることを特徴とする制御システム。
19. 19. The learning mechanism comprises an input pattern generation mechanism inputting to an input layer of a pattern recognition mechanism;
an output pattern generation mechanism that generates an ideal output of the pattern recognition mechanism; an output pattern of the pattern recognition mechanism;
a comparison mechanism for determining a deviation of the output pattern generation mechanism; a learning control that generates a command to change the weight of a node in the pattern generation mechanism based on the comparison result; and an operation command for the input pattern generation mechanism and the output pattern generation mechanism. A control system characterized by comprising a mechanism.
20.請求項第16項において、前記複数の検出器の検
出信号を時系列的に記憶する記憶機構を備え前記検出器
の検出信号と並列に前記記憶機構の出力を前記パターン
認識機構に入力する構成としたことを特徴とする制御シ
ステム。
20. Claim 16, further comprising a storage mechanism for storing the detection signals of the plurality of detectors in time series, and inputting the output of the storage mechanism to the pattern recognition mechanism in parallel with the detection signals of the detectors. A control system characterized by:
21.複数のアクチュエータで動作する制御対象と、前
記複数アクチュエータの動作および制御対象の動作を検
出する検出器よりなる制御システムにおいて、前記複数
の検出信号を用いて、制御システム全体の動作を認識し
、システム全体としての動作が最適となるように前記個
々のアクチュエータの制御量を決定する最適性判定装置
を備えたことを特徴とする制御システム。
21. In a control system that includes a controlled object that operates with a plurality of actuators and a detector that detects the operation of the plurality of actuators and the operation of the controlled object, the plurality of detection signals are used to recognize the operation of the entire control system, and the system A control system comprising: an optimality determination device that determines the control amount of each of the actuators so that the overall operation is optimal.
22.複数の駆動機構を備え材料を圧延する圧延機の制
御システムにおいて、前記複数の駆動機構の状態及び圧
延材の状態を検出して、その検出信号に基づいてシステ
ム全体の動作の良否を判定し、前記各駆動機構の操作量
に分類して、前記各駆動機構に指令信号を出力する構成
とした制御システム。
22. In a control system for a rolling mill that includes a plurality of drive mechanisms and rolls a material, detecting the states of the plurality of drive mechanisms and the state of the rolled material, and determining the quality of the operation of the entire system based on the detection signal, A control system configured to output a command signal to each of the drive mechanisms by classifying the amount of operation of each of the drive mechanisms.
23.複数のアクチュエータの動作状態を入力できる複
数の入力端子と複数のアクチュエータに対する制御指令
を出力する複数の出力端子を有し、前記入力信号に基づ
き、システム全体の動作の良否を判定し、その判定結果
に基づき各出力端子への出力信号を決定する機能を備え
た最適性判定装置。
23. It has a plurality of input terminals into which the operating states of a plurality of actuators can be input and a plurality of output terminals which output control commands for the plurality of actuators, and based on the input signals, determines whether the operation of the entire system is good or bad, and determines the determination result. Optimality determination device with a function to determine the output signal to each output terminal based on
24.請求項第23項において、システム全体の動作信
号の組合せをパターン化し、前記パターンを記憶する機
能を有し、記憶された複数のパターンと新規入力信号の
パターンとの類似度を求め、前記類似度から、各当力信
号を求める推諭機能とで構成された最適性判定装置。
24. Claim 23, further comprising a function of patterning a combination of operation signals of the entire system and storing the pattern, determining a degree of similarity between a plurality of stored patterns and a pattern of a new input signal, and determining the degree of similarity between the plurality of stored patterns and a pattern of a new input signal. The optimality determination device is composed of a recommendation function that obtains each force signal from the above.
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