JPH05173605A - Gain control device for rotating speed pid controller of internal combustion engine - Google Patents

Gain control device for rotating speed pid controller of internal combustion engine

Info

Publication number
JPH05173605A
JPH05173605A JP4123413A JP12341392A JPH05173605A JP H05173605 A JPH05173605 A JP H05173605A JP 4123413 A JP4123413 A JP 4123413A JP 12341392 A JP12341392 A JP 12341392A JP H05173605 A JPH05173605 A JP H05173605A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gain
amount
gain adjustment
rule
feature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4123413A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Nishizawa
博幸 西澤
Masataka Osawa
正敬 大澤
Kota Otoshi
浩太 大年
Tomohiro Iwai
友宏 岩井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc, Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP4123413A priority Critical patent/JPH05173605A/en
Publication of JPH05173605A publication Critical patent/JPH05173605A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform proper control over a controlled system such as the internal combustion engine for which many evaluation items needs to be set by performing proper gain control matching the thinking of a human being. CONSTITUTION:A storage means 22 stores feature quantities corresponding to respective groups when plural feature quantities are divided into plural groups, a rule group showing the relation of the feature quantities with gain control quantities, and the relation between the value of the feature quantity and the acceptance of the gain adjustment quantity for each group. An antecedent corrector 24 when judging that it is impossible to suppress each feature quantity within a permissible range corrects the rule group so that the permissible range is relaxed. A fuzzy inference part 20 infers gain control quantities of P, I, and D by the rule groups according to the detected feature quantities and rule group to find the acceptance according to the values of the feature quantities and finds the weighted mean value of the inference result based upon the acceptance as weight to determine the gain control quantity of PID. The determined gain control quantity is set in a PID arithmetic part 12 and respective gains of PID are controlled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の回転速度を調
節するPID制御器に対してゲインを設定する内燃機関
の回転速度PID制御器用ゲイン調整装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gain adjusting device for a rotational speed PID controller of an internal combustion engine which sets a gain for a PID controller which adjusts the rotational speed of the internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】フィードバック制御装置の一種であるP
ID制御装置において、人間がPIDゲインの調整に用
いている知識やノウハウを利用し、ファジィ推論を利用
してゲイン調整量を設定し、ゲインの調整を自動的に行
うようにしたPID制御装置が知られている(一例とし
て、特開昭62-241006 号公報、特開平1-258003号公報等
参照)。これらのファジィ推論を利用したPID制御装
置では、ゲイン調整用の知識やノウハウを記述した多数
のルールから成るルールベースを予め記憶している。
2. Description of the Related Art P which is a kind of feedback control device
In an ID control device, a PID control device that uses knowledge and know-how that humans use to adjust the PID gain, sets a gain adjustment amount by using fuzzy reasoning, and automatically adjusts the gain. It is known (see, for example, JP-A-62-241006 and JP-A-1-258003). In the PID control device using these fuzzy inferences, a rule base including a large number of rules describing knowledge and know-how for gain adjustment is stored in advance.

【0003】PID制御装置によって制御される制御対
象には、制御状態を評価するための複数の特徴量が設定
されている。前記多数のルールの各々は人間がゲイン調
整に用いている知識やノウハウを用いて作成され、例え
ば特徴量として目標到達時間、オーバーシュート量、振
動減衰が設定されている場合に「IF 目標値到達時間
=遅い かつオーバーシュート量=大きい、かつ振動減
衰=悪い THENP(比例ゲイン)の値を大きく、I
(積分ゲイン)の値を大きく、D(微分ゲイン)の値を
大きくする」のように、評価する特徴量を全てつなげた
IF〜THEN〜形式の複合命題で記述される。また前
記PID制御装置は、例として図14の(A)乃至
(D)に示すように、検出された特徴量を評価して各ル
ールに対する適合度を求めるための前件部をメンバーシ
ップ関数の形で記憶している。また例として図15の
(A)乃至(C)に示すように、各ルールに対する適合
度に応じて各ルールが指示するゲイン調整量を重み付け
するための後件部をメンバーシップ関数の形で記憶して
いる。
A plurality of characteristic quantities for evaluating the control state are set for the controlled object controlled by the PID control device. Each of the plurality of rules is created by using the knowledge and know-how that humans use for gain adjustment. For example, when the target arrival time, the overshoot amount, and the vibration damping are set as the feature values, the “IF target value arrival” is set. Time = slow and overshoot amount = large, and vibration damping = bad. Increase the THENP (proportional gain) value to I
The value of (integral gain) is made large and the value of D (differential gain) is made large ”is described by a compound proposition of the IF-THEN-type in which all the feature quantities to be evaluated are connected. Further, as shown in FIGS. 14A to 14D as an example, the PID control device uses the membership function as an antecedent part for evaluating the detected feature amount and obtaining the degree of conformity to each rule. I remember it in shape. As an example, as shown in FIGS. 15A to 15C, the consequent part for weighting the gain adjustment amount indicated by each rule according to the degree of conformity to each rule is stored in the form of a membership function. is doing.

【0004】実際にファジィ推論を利用してゲイン調整
量を設定する場合には、前記複数の特徴量を検出し、例
として図16に示すように、検出された特徴量の各ルー
ルに対する適合度を前件部のメンバーシップ関数を用い
て求める。次に、後件部のメンバーシップ関数におい
て、各ルール毎に、各ルールが指示するゲイン調整量に
対応する三角形の頂部を各ルールに対する適合度で切っ
た図形を求め、各ルール毎に求めた前記図形を重ね合わ
せて重心を求め、ゲイン調整量を設定する。この処理
は、各ルールが指示するゲイン調整量を各ルールの適合
度に応じて重み付けして平均値を算出する処理に相当す
る。上記処理によって設定されたゲイン調整量は、人間
がゲイン調整に用いている知識やノウハウが反映された
ものとなるので、ファジィ推論を適用していないPID
ゲイン調整装置と比較して、人間の思考に合った適正な
ゲインの調整を行うことができる。
When the gain adjustment amount is actually set by using fuzzy inference, the plurality of feature amounts are detected and, as an example shown in FIG. 16, the degree of conformity of the detected feature amount to each rule is detected. Is calculated using the membership function of the antecedent part. Next, in the membership function of the consequent part, for each rule, a figure obtained by cutting the top of the triangle corresponding to the amount of gain adjustment indicated by each rule with the goodness of fit for each rule was obtained and obtained for each rule. The center of gravity is obtained by superimposing the figures, and the gain adjustment amount is set. This process corresponds to a process of weighting the gain adjustment amount designated by each rule according to the degree of conformity of each rule and calculating an average value. Since the gain adjustment amount set by the above processing reflects the knowledge and know-how used by humans for gain adjustment, the PID to which fuzzy inference is not applied.
As compared with the gain adjusting device, it is possible to perform an appropriate gain adjustment suitable for human thinking.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記P
ID制御装置におけるゲイン調整量の設定は、前述のよ
うに評価する特徴量を全てつなげた複合命題でルールを
記述したルールベースを用いて行っており、前件部にお
ける評価の分割数(単一の特徴量に対する「やや大き
い」、「小さい」等の評価の数)をm、評価する特徴量
の数をnとすると、ルールの組合せ数がmのn乗という
膨大な数になる。例えば分割数を4、特徴量の数を5と
した場合にはルールの組合せ数が1000以上になる。
However, the above-mentioned P
The setting of the gain adjustment amount in the ID control device is performed using a rule base in which rules are described in a compound proposition that connects all the feature amounts to be evaluated as described above, and the number of divisions of the evaluation in the antecedent part If m is the number of evaluations such as “slightly large” and “small” for the feature amount of n and the number of feature amounts to be evaluated is n, the number of rule combinations is an enormous number of m to the nth power. For example, when the number of divisions is 4 and the number of feature quantities is 5, the number of rule combinations is 1000 or more.

【0006】制御状態に対する要求を細かく設定しよう
とすると、分割数及び特徴量の数を多くして制御状態を
評価する必要があるが、前記のように分割数及び特徴量
の数を多くすると、上記のようなゲイン調整量の設定方
法ではルールの組合せ数が膨大になり、ルールの構築自
体が困難になる。このため従来のファジィ推論法による
PIDゲイン調整装置を多数の評価項目を設定する必要
がある内燃機関の回転速度制御に適用することができな
かった。
[0006] In order to finely set the demand for the control state, it is necessary to increase the number of divisions and the number of feature quantities to evaluate the control state. However, if the number of divisions and the number of feature quantities are increased as described above, With the above gain adjustment amount setting method, the number of rule combinations becomes enormous, which makes it difficult to construct rules. Therefore, the conventional PID gain adjusting device based on the fuzzy inference method cannot be applied to the rotational speed control of an internal combustion engine which requires setting a large number of evaluation items.

【0007】また、内燃機関では特に出力軸が比較的低
い速度で回転する低回転域において回転が不安定とな
り、各特徴量を許容範囲内に抑えることが不可能となる
が、従来のゲイン調整量の設定方法によって内燃機関の
回転速度を調節するようにした場合、前記低回転域で回
転速度の変動を抑制しようとしてゲインがハイゲイン側
に変更され制御がかえって振動的になり、この振動を抑
えようとして次にはゲインを下げるというようなゲイン
が収束しない状況が発生する、という問題があった。
Further, in the internal combustion engine, the rotation becomes unstable especially in a low rotation range where the output shaft rotates at a relatively low speed, and it becomes impossible to suppress each characteristic amount within an allowable range. When the rotation speed of the internal combustion engine is adjusted by the amount setting method, the gain is changed to the high gain side in an attempt to suppress the fluctuation of the rotation speed in the low rotation range, and the control becomes oscillating rather than controlling, and this vibration is suppressed. As a result, there was a problem that a situation in which the gain did not converge, such as decreasing the gain, occurred next time.

【0008】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、人間の思考に合った適正なゲイン調整を行うことが
でき、多数の評価項目を設定する必要のある内燃機関に
対して適切な制御を行うことができる内燃機関の回転速
度PID制御器用ゲイン調整装置を得ることが目的であ
る。
The present invention has been made in consideration of the above facts, and is suitable for an internal combustion engine that requires a large number of evaluation items to be set, and that can perform an appropriate gain adjustment that suits human thinking. An object of the present invention is to obtain a gain adjusting device for a rotational speed PID controller of an internal combustion engine that can perform various controls.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る内燃機関の回転速度PID制御器用ゲイ
ン調整装置は、内燃機関の回転速度と目標値との偏差及
びゲインに基づいて前記回転速度が前記目標値に一致す
るように前記回転速度の操作量を制御するPID制御器
に対して、前記ゲインを設定する内燃機関の回転速度P
ID制御器用ゲイン調整装置であって、推論に使用する
前記回転速度に関する複数の特徴量を検出する特徴量検
出手段と、前記複数の特徴量を複数の組に分けたときの
各組に対応する特徴量とゲイン調整量との関係を表すル
ール群を記憶した第1の記憶手段と、前記各組に対応す
る特徴量の大きさとゲイン調整量の採用度との関係を記
憶した第2の記憶手段と、各特徴量を許容範囲内に抑え
ることが不可能であると判断したときに該許容範囲を緩
和するように前記ルール群の特徴量とゲイン調整量との
関係を修正する修正手段と、前記検出された特徴量と前
記ルール群とに基づいて各組毎のゲイン調整量を推論す
ると共に、特徴量の大きさに応じて各組毎の前記ゲイン
調整量の採用度を求め、該ゲイン調整量の推論結果と採
用度とから採用度を重みとしたゲイン調整量の推論結果
の重み付き平均値を演算して前記PID制御器に設定す
るゲインの調整量を定める推論手段と、を有している。
In order to achieve the above object, a gain adjusting device for a rotational speed PID controller of an internal combustion engine according to the present invention is based on a deviation and a gain between the rotational speed of the internal combustion engine and a target value. The rotation speed P of the internal combustion engine that sets the gain for the PID controller that controls the operation amount of the rotation speed so that the rotation speed matches the target value.
A gain adjusting device for an ID controller, which corresponds to a feature amount detecting means for detecting a plurality of feature amounts relating to the rotation speed used for inference and each set when the plurality of feature amounts are divided into a plurality of sets. A first storage unit that stores a rule group that represents the relationship between the feature amount and the gain adjustment amount, and a second storage that stores the relationship between the feature amount size and the gain adjustment amount adoption level corresponding to each set. And a correction unit that corrects the relationship between the feature amount and the gain adjustment amount of the rule group so that the allowable range is relaxed when it is determined that each feature amount cannot be suppressed within the allowable range. , Infering a gain adjustment amount for each set based on the detected feature amount and the rule group, and determining an adoption degree of the gain adjustment amount for each set according to the size of the feature amount, Recruitment based on inference result of gain adjustment amount and recruitment Has a inference means for determining an adjustment amount of the gain to be set in the PID controller calculates the weighted average value of the inference result of the gain adjustment amount as a weight, a.

【0010】[0010]

【作用】本発明において、ルール群は複数の特徴量を複
数の組に分けたときの各組に対応する特徴量とゲイン調
整量との関係を表すように構成している。例えば分割数
を4、特徴量の数を4とした場合、従来は各ルールが4
つの特徴量をつなげた複合命題となり、ルールの数は4
4 =256になるが、本発明に従って4つの特徴量を例
えば2つの組に分けてルール群を構成した場合には、各
ルールは2つの特徴量をつなげた複合命題となるので、
ルールの数は42 +42 =32で済む。さらに4つの組
に分けてルール群を構成した場合には、各ルールが単一
命題となり、ルールの数は4×4=16になる。従っ
て、ルールの数を削減することができるので、ルール群
の構築、調整が容易になり、特に多数の評価項目を設定
する必要のある制御対象に適用した場合に、従来よりも
ルールの数を大幅に減少させることができ、ルールベー
スの構築、調整を容易に行うことができる。このよう
に、特に多数の評価項目を設定する必要のある内燃機関
の回転速度を制御するPID制御器に容易に適用するこ
とができる。
In the present invention, the rule group is configured to represent the relationship between the feature amount and the gain adjustment amount corresponding to each set when the plurality of feature amounts are divided into a plurality of sets. For example, when the number of divisions is 4 and the number of feature quantities is 4, conventionally, each rule has 4
It is a compound proposition that connects two features, and the number of rules is 4
4 = 256, but if four feature quantities are divided into, for example, two sets according to the present invention to form a rule group, each rule becomes a compound proposition that connects two feature quantities.
The number of rules is 4 2 +4 2 = 32. Further, when the rule group is divided into four groups, each rule becomes a single proposition, and the number of rules is 4 × 4 = 16. Therefore, since the number of rules can be reduced, it becomes easier to construct and adjust the rule group, and especially when applied to a control target that needs to set a large number of evaluation items, the number of rules can be reduced more than before. It can be greatly reduced, and the rule base can be easily constructed and adjusted. In this way, it can be easily applied to a PID controller for controlling the rotation speed of an internal combustion engine, which requires setting a large number of evaluation items.

【0011】また、ルールベースの各ルール群を人間が
ゲイン調整に用いている知識やノウハウを用いて作成す
ることができるので、本発明の内燃機関の回転速度PI
D制御器用ゲイン調整装置で設定するゲインの調整量を
人間の知識やノウハウが反映されたものとすることがで
き、従来と同様に人間の思考に合った適正なゲイン調整
を行うことができる。
Further, since each rule group of the rule base can be created by using the knowledge and know-how that humans use for gain adjustment, the rotational speed PI of the internal combustion engine of the present invention.
The amount of gain adjustment set by the gain adjuster for the D controller can be made to reflect human knowledge and know-how, and appropriate gain adjustment suitable for human thinking can be performed as in the conventional case.

【0012】また、各組毎の特徴量の大きさとゲイン調
整量の採用度との関係を記憶しておき、特徴量の大きさ
に応じて各組毎のゲイン調整量の採用度を求め、ゲイン
調整量の推論結果と採用度とから採用度を重みとしたゲ
イン調整量の推論結果の重み付き平均値を求めるように
したので、採用度によって各推論結果の重要度を変更す
ることができる。これは人間により調整を行う場合に、
要求を満たしていない評価項目に特に注目し、要求を満
足している評価項目には余り注目しないことに相当す
る。従って、特徴量を評価項目に対応するように組に分
け、特定の評価項目の要求を満たしていないときに、該
評価項目に対応する組の推論結果の重要度すなわち採用
度が高くなるように、特徴量の変化に応じて採用度を変
更することによって、より人間の思考に合った適正なゲ
イン調整を行うことができる。
Further, the relationship between the size of the feature amount and the adoption degree of the gain adjustment amount for each set is stored, and the adoption amount of the gain adjustment amount for each set is obtained according to the size of the feature amount. Since the weighted average value of the inference result of the gain adjustment amount with the adoption degree as a weight is obtained from the inference result of the gain adjustment amount and the adoption degree, the importance of each inference result can be changed depending on the adoption degree. .. This is when humans make adjustments,
This is equivalent to paying particular attention to the evaluation items that do not meet the requirements and paying little attention to the evaluation items that satisfy the requirements. Therefore, the feature amount is divided into groups so as to correspond to the evaluation items, and when the requirements of a particular evaluation item are not satisfied, the importance of the inference result of the group corresponding to the evaluation item, that is, the adoption degree becomes high. By changing the degree of adoption according to the change in the feature amount, it is possible to perform an appropriate gain adjustment more suited to human thinking.

【0013】また、特徴量を許容範囲内に抑えることが
不可能なときに、前記許容範囲を緩和するように修正手
段によってルール群の特徴量とゲイン調整量との関係を
修正するようにしたので、例えば低回転域における除去
不可能な回転数の変動が検出されても、許容範囲を緩和
してこの変動を容認するようにルール群が修正されるの
で、前記回転数変動を抑制しようとしてゲインが変更さ
れ、適正なゲインが設定されないということはない。こ
のため、許容範囲内に抑えることができない特徴量が存
在する内燃機関に対して適切な制御を行うことができ
る。
Further, when it is impossible to suppress the feature amount within the allowable range, the correction means corrects the relationship between the characteristic amount of the rule group and the gain adjustment amount so as to relax the allowable range. Therefore, for example, even if an irremovable rotation speed variation in the low rotation speed range is detected, the rule group is modified so that the allowable range is relaxed to allow this variation. Gain is not changed and proper gain is not set. Therefore, appropriate control can be performed on the internal combustion engine in which there is a characteristic amount that cannot be suppressed within the allowable range.

【0014】なお、前記組の数は複数であればよい。但
し、各組毎のルールの数は、評価の分割数をm、各組に
対応する特徴量の数をpとするとmp となる。このた
め、ルール数を少なくしてルール群の構築、調整を容易
にするためには、複数の特徴量をできるだけ多くの組に
分けることが好ましい。特に、特徴量の数と前記組の数
を同数とした場合には、ルール群の各ルールが前述のよ
うに単一命題となるので、推論手段による推論が容易に
なる。
The number of sets may be plural. However, the number of rules for each set is m p , where m is the number of evaluation divisions and p is the number of feature quantities corresponding to each set. Therefore, in order to reduce the number of rules and facilitate the construction and adjustment of the rule group, it is preferable to divide the plurality of feature amounts into as many sets as possible. In particular, when the number of feature quantities is the same as the number of sets, each rule of the rule group becomes a single proposition as described above, and therefore the inference by the inference means becomes easy.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

〔第1実施例〕以下、図面を参照して本発明の第1実施
例を詳細に説明する。図1には本第1実施例に係るゲイ
ン調整器付きPID制御装置10が示されている。
[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a PID control device 10 with a gain adjuster according to the first embodiment.

【0016】ゲイン調整器付きPID制御装置10は制
御対象としての内燃機関14の回転速度の制御を行う。
ゲイン調整器付きPID制御装置10はPID演算部1
2を備えている。PID演算部12は吸入空気量調節器
13を介して内燃機関14に接続されている。PID演
算部12は吸入空気量調節器13に対してP(比例ゲイ
ン)、I(積分ゲイン)、D(微分ゲイン)から成る所
定の操作量を加える。吸入空気量調節器13は内燃機関
14の吸気管内に配置された図示しないダンパを備えて
おり、加えられた操作量に応じて前記ダンパを移動させ
て内燃機関14の吸入空気量を調節する。吸入空気量を
調節した結果は内燃機関14の制御量としての回転速度
に現れる。PID演算部12には回転速度と回転速度目
標値との偏差が入力され、入力された偏差に応じて前記
操作量を変更する周知のPID制御を行う。また、PI
D演算部12には本発明のゲイン調整装置に対応するオ
ートチューニング部16が接続されている。PID演算
部12にはオートチューニング部16からP、I、D毎
のゲインの調整量が設定され、設定されたゲインの調整
量に基づいて前記P、I、Dの各ゲインを調整する。
The PID controller 10 with a gain adjuster controls the rotational speed of the internal combustion engine 14 as a control target.
The PID controller 10 with the gain adjuster includes the PID calculator 1
Equipped with 2. The PID calculator 12 is connected to the internal combustion engine 14 via the intake air amount adjuster 13. The PID calculator 12 applies a predetermined manipulated variable consisting of P (proportional gain), I (integral gain), and D (differential gain) to the intake air amount controller 13. The intake air amount adjuster 13 is provided with a damper (not shown) arranged in the intake pipe of the internal combustion engine 14, and adjusts the intake air amount of the internal combustion engine 14 by moving the damper according to the applied operation amount. The result of adjusting the intake air amount appears in the rotation speed as the control amount of the internal combustion engine 14. The deviation between the rotation speed and the rotation speed target value is input to the PID calculation unit 12, and the well-known PID control for changing the operation amount according to the input deviation is performed. In addition, PI
An automatic tuning unit 16 corresponding to the gain adjusting device of the present invention is connected to the D calculation unit 12. The PID calculation unit 12 is set with gain adjustment amounts for each of P, I, and D from the auto-tuning unit 16, and the P, I, and D gains are adjusted based on the set gain adjustment amounts.

【0017】オートチューニング部16はマイクロコン
ピュータ等から構成される。オートチューニング部16
は特徴量検出部18を備えている。特徴量検出部18に
は、吸入空気量調節器13を介して内燃機関14に加え
られた操作量、内燃機関14の回転速度、前記回転速度
目標値及び前記偏差が入力される。特徴量検出部18は
入力された情報から12個の特徴量を検出する。検出す
る特徴量は「目標値到達時間と指定値との偏差」、「オ
ーバーシュート量」、「振動減衰」、「オーバシュート
収束時間」、「整定時の操作変動」、「目標値到達前の
制御量変動」、「TP (95%到達時間÷60%到達時
間)」、「外乱が入った場合の制御量変動」、「外乱が
入った場合の制御量変動の回復時間」、「自励振動」、
「制御量の振動」、「操作量の振動」である。特徴量検
出部18にはファジィ推論部20が接続されており、検
出した特徴量をファジィ推論部20へ出力する。ファジ
ィ推論部20には調整用ルールベースを記憶した記憶手
段22が接続されている。記憶手段22は、例えば不揮
発性のメモリ等で構成されている。
The auto tuning unit 16 is composed of a microcomputer and the like. Auto tuning unit 16
Includes a feature amount detection unit 18. The operation amount applied to the internal combustion engine 14 via the intake air amount controller 13, the rotational speed of the internal combustion engine 14, the rotational speed target value, and the deviation are input to the characteristic amount detection unit 18. The feature amount detector 18 detects 12 feature amounts from the input information. The feature quantity to be detected is "deviation between target value arrival time and specified value", "overshoot amount", "vibration damping", "overshoot convergence time", "operation fluctuation during settling", "before reaching target value". Control amount fluctuation ”,“ TP (95% arrival time ÷ 60% arrival time) ”,“ Control amount fluctuation when disturbance occurs ”,“ Control amount fluctuation recovery time when disturbance occurs ”,“ Auto Excited vibration ",
“Vibration of control amount” and “vibration of operation amount”. A fuzzy inference unit 20 is connected to the feature amount detection unit 18, and outputs the detected feature amount to the fuzzy inference unit 20. The fuzzy inference unit 20 is connected to a storage unit 22 that stores an adjustment rule base. The storage unit 22 is composed of, for example, a non-volatile memory or the like.

【0018】本実施例では内燃機関14の制御状態を評
価するために、後述する11個の評価項目が設定されて
おり、12個の特徴量は前記評価項目に対応する11個
の組に分けられている。本実施例では、特定の評価項目
に対応する特徴量とゲイン調整量との関係を表すルール
群が11個の評価項目の各々に対応して設けられて前記
調整用ルールベースが構成されている。各ルール群は人
間がゲインの調整に用いている知識やノウハウが反映さ
れたものとなっている。以下、本実施例における評価項
目と該評価項目に対応するルール群を示す。
In this embodiment, in order to evaluate the control state of the internal combustion engine 14, eleven evaluation items, which will be described later, are set, and the twelve feature quantities are divided into eleven sets corresponding to the evaluation items. Has been. In the present embodiment, the adjustment rule base is configured by providing a rule group representing the relationship between the feature amount corresponding to a specific evaluation item and the gain adjustment amount corresponding to each of the 11 evaluation items. .. Each rule group reflects the knowledge and know-how that humans use to adjust the gain. Hereinafter, the evaluation items and the rule group corresponding to the evaluation items in this embodiment will be shown.

【0019】評価項目1:目標値到達時間と指定値との
偏差は小さいか。 ルール群1:目標値到達時間を指定値に維持するように
ゲイン調整を行う。 IF 目標値到達時間が十分速い THEN ゲイン調整を行わない。 IF 目標値到達時間が少し遅い THEN 比例ゲインを1%大きくする。
Evaluation item 1: Is the deviation between the target value arrival time and the specified value small? Rule group 1: Gain adjustment is performed so as to maintain the target value arrival time at the specified value. IF Target value arrival time is fast enough THEN Gain adjustment is not performed. IF Target value reaching time is a little late. Increase THEN proportional gain by 1%.

【0020】 積分ゲインを2%大きくする。 微分ゲインを1%大きくする。 IF 目標値到達時間が遅い THEN 比例ゲインを35%大きくする。 Increase the integral gain by 2%. Increase the differential gain by 1%. IF Target value arrival time is slow THEN Proportional gain is increased by 35%.

【0021】 積分ゲインを35%大きくする。 微分ゲインを35%大きくする。 IF 目標値到達時間が非常に遅い THEN 比例ゲインを50%大きくする。 Increase the integral gain by 35%. Increase the differential gain by 35%. The IF target value arrival time is very slow. Increase THEN proportional gain by 50%.

【0022】 積分ゲインを50%大きくする。 微分ゲインを50%大きくする。Increase the integral gain by 50%. Increase the differential gain by 50%.

【0023】評価項目2:オーバーシュート量が小さ
く、振動減衰が良いか。 ルール群2:オーバーシュート量が小さく、かつ振動減
衰を良くするようにゲイン調整を行う。評価項目2は制
御の安定化を目的としており、関係する特徴量は「オー
バーシュート量」と「振動減衰」の2つである。ルール
群2の各ルールの構成を次の表1乃至表3に示す。
Evaluation item 2: Is the amount of overshoot small and vibration damping good? Rule group 2: The gain is adjusted so that the overshoot amount is small and the vibration damping is improved. The evaluation item 2 is intended to stabilize the control, and there are two related characteristic quantities, “overshoot quantity” and “vibration damping”. The configurations of the rules of the rule group 2 are shown in Tables 1 to 3 below.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】評価項目3:オーバーシュート収束時間T
0 は短いか。 ルール群3:オーバーシュート量が小さくても制御偏差
がいつまでも残っていると好ましくないので、オーバー
シュート収束時間T0 を短くするようにゲイン調整を行
う。 IF T0 が十分短い THEN ゲイン調整を行わない。 IF T0 が少し長い THEN 微分ゲインを5%小さくする。 IF T0 が長い THEN 微分ゲインを10%小さくする。 IF T0 が非常に長い THEN 微分ゲインを20%小さくする。
Evaluation item 3: Overshoot convergence time T
Is 0 short? Rule group 3: Even if the overshoot amount is small, it is not preferable that the control deviation remains indefinitely. Therefore, the gain adjustment is performed so as to shorten the overshoot convergence time T 0 . IF T 0 is short enough THEN Gain adjustment is not performed. IF T 0 is a little long THEN Reduce the differential gain by 5%. IF T 0 is long THEN Reduce the differential gain by 10%. Very long IF T 0 THEN Reduce the differential gain by 20%.

【0028】評価項目4:整定時の操作変動は小さい
か。 ルール群4:制御量が安定している場合(整定時)であ
っても、操作量がノイズ等によって変動することがある
ので、整定時の操作量変動を小さくするようにゲイン調
整を行う。 IF 整定時操作量変動が十分小さい THEN ゲイン調整を行わない。 IF 整定時操作量変動が少し大きい THEN 比例ゲイン調整を行わない。
Evaluation item 4: Is the change in operation during settling small? Rule group 4: Even if the controlled variable is stable (during settling), the manipulated variable may fluctuate due to noise, etc. Therefore, the gain adjustment is performed so as to reduce the fluctuation in the manipulated variable during settling. The manipulated variable change at IF setting is sufficiently small. THEN Gain adjustment is not performed. The manipulated variable fluctuates slightly during IF setting. THEN Proportional gain adjustment is not performed.

【0029】 積分ゲイン調整を行わない。 微分ゲインを7%小さくする。 IF 整定時操作量変動が大きい THEN 比例ゲインを2%小さくする。 The integral gain adjustment is not performed. Reduce the derivative gain by 7%. The manipulated variable during IF setting is large. THEN Proportional gain is reduced by 2%.

【0030】 積分ゲインを2%小さくする。 微分ゲインを15%小さくする。 IF 整定時操作量変動が THEN 比例ゲインを4%小さくする。 The integral gain is reduced by 2%. Reduce the differential gain by 15%. If the manipulated variable fluctuates during IF setting, the THEN proportional gain is reduced by 4%.

【0031】 非常に大きい 積分ゲインを4%小さくする。 微分ゲインを30%小さくする。Very large integral gain is reduced by 4%. Reduce the differential gain by 30%.

【0032】評価項目5:目標値到達前の制御量変動は
ないか。 ルール群5:比例ゲインの値が大きいと制御量が目標値
に到達する前に逆戻りする場合があるので、この現象が
起こった場合に制御量が逆戻りしないようにゲイン調整
を行う。 IF 目標値到達前の制御量変動が THEN ゲイン調整を行わない。
Evaluation item 5: Is there a change in the control amount before the target value is reached? Rule group 5: If the value of the proportional gain is large, the control amount may return before reaching the target value. Therefore, when this phenomenon occurs, the gain adjustment is performed so that the control amount does not return. Control amount fluctuation before reaching the IF target value does not adjust THEN gain.

【0033】 ない IF 目標値到達前の制御量変動が THEN 比例ゲインを15%小さくする。 The variation of the control amount before reaching the non-IF target value reduces the THEN proportional gain by 15%.

【0034】 少し大きい 積分ゲインを1%大きくする。 微分ゲインを3%小さくする。 IF 目標値到達前の制御量変動が THEN 比例ゲインを30%小さくする。 A little larger integral gain is increased by 1%. Reduce the derivative gain by 3%. The control amount fluctuation before reaching the IF target value reduces the THEN proportional gain by 30%.

【0035】 大きい 積分ゲインを2%大きくする。 微分ゲインを5%小さくする。 IF 目標値到達前の制御量変動が THEN 比例ゲインを40%小さくする。 Large Increase the integral gain by 2%. Reduce the differential gain by 5%. The control amount fluctuation before reaching the IF target value reduces the THEN proportional gain by 40%.

【0036】 非常に大きい 積分ゲインを5%大きくする。 微分ゲインを10%小さくする。Increase the very large integral gain by 5%. Decrease the differential gain by 10%.

【0037】評価項目6:TP (95%到達時間÷60%到
達時間)は小さいか。 ルール群6:制御量の立上がりは速くても目標値直前で
変化が鈍くなり、いつまでも制御偏差が残る場合がある
ので、これを改善するようにゲイン調整を行う。95%到
達時間÷60%到達時間をTP として、 IF TP が十分小さい THEN ゲイン調整を行わない。 IF TP が少し大きい THEN 比例ゲインを30%小さくする。
Evaluation item 6: Is T P (95% arrival time ÷ 60% arrival time) small? Rule group 6: Even if the control amount rises quickly, the change becomes blunt immediately before the target value and the control deviation may remain forever. Therefore, the gain adjustment is performed to improve this. 95% arrival time ÷ 60% arrival time is T P. IF T P is sufficiently small. THEN gain adjustment is not performed. IF T P is a little larger THEN Proportional gain is reduced by 30%.

【0038】 積分ゲインを5%小さくする。 微分ゲインを30%小さくする。 IF TP が大きい THEN 比例ゲインを50%小さくする。 The integral gain is reduced by 5%. Reduce the differential gain by 30%. IF T P is large THEN Proportional gain is reduced by 50%.

【0039】 積分ゲインを10%小さくする。 微分ゲインを50%小さくする。 IF TP が非常に大きい THEN 比例ゲインを70%小さくする。 The integral gain is reduced by 10%. Reduce the differential gain by 50%. IF T P is very large THEN Proportional gain is reduced by 70%.

【0040】 積分ゲインを20%小さくする。 微分ゲインを70%小さくする。The integral gain is reduced by 20%. Reduce the differential gain by 70%.

【0041】評価項目7:外乱が入った場合の制御量変
動は小さいか。 ルール群7:負荷変動等の外乱が入った場合の制御量変
動を抑えるようにゲイン調整を行う。 IF 外乱時制御量変動が十分小さい THEN ゲイン調整を行わない。 IF 外乱時制御量変動が少し大きい THEN 比例ゲインを6%大きくする。
Evaluation item 7: Is the fluctuation of the control amount small when a disturbance occurs? Rule group 7: The gain adjustment is performed so as to suppress fluctuations in the control amount when disturbance such as load fluctuations occurs. IF The amount of control fluctuation during disturbance is sufficiently small. THEN Gain adjustment is not performed. IF The amount of control fluctuation during disturbance is a little large. Increase the THEN proportional gain by 6%.

【0042】 積分ゲインを4%大きくする。 微分ゲイン調整を行わない。 IF 外乱時制御量変動が大きい THEN 比例ゲインを12%大きくする。 Increase the integral gain by 4%. Do not adjust differential gain. IF The amount of control fluctuation during disturbance is large THEN Proportional gain is increased by 12%.

【0043】 積分ゲインを8%大きくする。 微分ゲインを2%大きくする。 IF 外乱時制御量変動が THEN 比例ゲインを24%大きくする。 Increase the integral gain by 8%. Increase the derivative gain by 2%. IF fluctuation during disturbance increases THEN proportional gain by 24%.

【0044】 非常に大きい 積分ゲインを16%大きくする。 微分ゲインを4%大きくする。Increase the very large integral gain by 16%. Increase the derivative gain by 4%.

【0045】評価項目8:外乱が入った場合の制御量変
動の回復時間Tr は短いか。 ルール群8:負荷変動等の外乱が入った場合の制御量変
動の回復にかかる時間Tr を短くするようにゲイン調整
を行う。 IF Tr が十分小さい THEN ゲイン調整を行わない。 IF Tr が少し大きい THEN 比例ゲインを2%大きくする。
Evaluation item 8: Is the recovery time T r of the control amount fluctuation in the case of a disturbance being short? Rule group 8: Gain adjustment is performed so as to shorten the time T r required for recovery of control amount fluctuation when disturbance such as load fluctuation occurs. IF T r is sufficiently small THEN Gain adjustment is not performed. IF T r is a little larger THEN Increase proportional gain by 2%.

【0046】 積分ゲインを5%大きくする。 微分ゲインを8%小さくする。 IF Tr が大きい THEN 比例ゲインを4%大きくする。 Increase the integration gain by 5%. Reduce the differential gain by 8%. IF T r is large Increase the THEN proportional gain by 4%.

【0047】 積分ゲインを15%大きくする。 微分ゲイン調整を行わない。 IF Tr が非常に大きい THEN 比例ゲインを8%大きくする。 Increase the integral gain by 15%. Do not adjust differential gain. IF T r is very large Increases THEN proportional gain by 8%.

【0048】 積分ゲインを30%大きくする。 微分ゲインを5%大きくする。Increase the integral gain by 30%. Increase the differential gain by 5%.

【0049】評価項目9:自励振動は減衰しているか。 ルール群9:制御対象の特性変動等によって自励振動を
起こす場合があるので、自励振動の初期段階で振動を抑
えるようにゲイン調整を行う。 IF 振動が減衰している THEN ゲイン調整を行わない。 IF 振動が少し増幅している THEN 比例ゲインを10%小さくする。 IF 振動が増幅している THEN 比例ゲインを20%小さくする。 IF 振動が非常に増幅している THEN 比例ゲインを50%小さくする。
Evaluation item 9: Is self-excited vibration attenuated? Rule group 9: Since self-excited vibration may occur due to characteristic fluctuation of the controlled object, etc., gain adjustment is performed so as to suppress vibration at the initial stage of self-excited vibration. IF vibration is attenuated. THEN Gain adjustment is not performed. IF vibration is slightly amplified THEN Proportional gain is reduced by 10%. IF vibration is amplified THEN Proportional gain is reduced by 20%. IF vibration is greatly amplified. THEN Proportional gain is reduced by 50%.

【0050】評価項目10:制御量の振動は減衰してい
るか。 ルール群10:制御量の振動が大きいままいつまでも残
る場合に、危険回避のために制御ゲインを小さくする操
作を行う。 IF 制御量振動は十分減衰している THEN ゲイン調整を行わない。 IF 制御量振動の大きさが THEN 全ゲインを10%小さくする。
Evaluation item 10: Is the vibration of the controlled variable damped? Rule group 10: When the vibration of the control amount remains large and remains forever, the control gain is reduced to avoid danger. IF controlled variable vibration is sufficiently damped. THEN Gain adjustment is not performed. The magnitude of IF controlled variable vibration reduces THEN total gain by 10%.

【0051】 少し残っている IF 制御量振動の大きさが THEN 全ゲインを20%小さくする。 The magnitude of the remaining IF controlled variable vibration reduces THEN total gain by 20%.

【0052】 残っている IF 制御量振動の大きさが THEN 全ゲインを50%小さくする。 The magnitude of the remaining IF control amount vibration reduces the THEN total gain by 50%.

【0053】 大きく残っている 評価項目11:操作量の振動は減衰しているか。Remaining evaluation item 11: Is the vibration of the manipulated variable damped?

【0054】ルール群11:操作量の振動が大きいまま
いつまでも残る場合に、危険回避のために制御ゲインを
小さくする操作を行う。 IF 操作量振動は十分減衰している THEN ゲイン調整を行わない。 IF 操作量振動の大きさが THEN 全ゲインを10%小さくする。
Rule group 11: When the vibration of the operation amount remains large and remains forever, an operation for reducing the control gain is performed to avoid danger. IF manipulated variable vibration is sufficiently damped. THEN Gain adjustment is not performed. The magnitude of IF manipulated variable vibration reduces THEN total gain by 10%.

【0055】 少し残っている IF 操作量振動の大きさが THEN 全ゲインを20%小さくする。 The magnitude of the remaining IF manipulated variable vibration reduces the THEN total gain by 20%.

【0056】 残っている IF 操作量振動の大きさが THEN 全ゲインを50%小さくする。 The magnitude of the remaining IF manipulated variable vibration reduces the THEN total gain by 50%.

【0057】 大きく残っている 上記のように、本実施例では評価の分割数が「4」、検
出する特徴量の数が「12」であるので、従来のルール
ベースではルールの組合せ数が412=16777216という膨
大な数になり、ルールベースの構築、調整は殆ど不可能
である。しかしながら、本実施例では12個の特徴量が
11個の評価項目に対応する組に分けられて各組毎にル
ール群が設定されており、ルール群2以外のルールが単
一命題で構成され、ルール数が4×10+42 =56で
済むので、ルールの構築、調整を容易に行うことができ
る。
As described above, since the number of divisions of evaluation is “4” and the number of detected feature amounts is “12” in the present embodiment, the number of rule combinations is 4 in the conventional rule base. The number is 12 = 16777216, and it is almost impossible to build and adjust the rule base. However, in this embodiment, 12 feature quantities are divided into groups corresponding to 11 evaluation items, and a rule group is set for each group, and rules other than the rule group 2 are configured by a single proposition. Since the number of rules is 4 × 10 + 4 2 = 56, rules can be easily constructed and adjusted.

【0058】上記11個のルール群には、ルール群の各
ルールに対する適合度を求めてゲイン調整量をルール群
毎に推論するためのメンバーシップ関数が含まれてお
り、記憶手段22はこれらを記憶している。例として、
図2(A)乃至(D)にルール群1を表現するメンバー
シップ関数を示す。なお、(A)は前件部のメンバーシ
ップ関数、(B)乃至(D)は後件部のメンバーシップ
関数であり、各々比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン
に対応している。また、記憶手段22は特徴量の大きさ
と調整量の推論結果を採用するための採用度との関係を
各ルール群毎に記憶している。図6に示すように、本実
施例における採用度は、ルール群2に対応する採用度を
除いて特徴量の変化に応じて変更されるようになってお
り、前記関係がメンバーシップ関数の形で記憶されてい
る。
The 11 rule groups include a membership function for inferring the gain adjustment amount for each rule group by obtaining the goodness of fit for each rule of the rule group, and the storage means 22 stores these. I remember. As an example,
2A to 2D show membership functions expressing the rule group 1. Note that (A) is a membership function of the antecedent part, and (B) to (D) are membership functions of the antecedent part, which correspond to a proportional gain, an integral gain, and a differential gain, respectively. The storage unit 22 also stores the relationship between the size of the feature amount and the adoption degree for adopting the inference result of the adjustment amount for each rule group. As shown in FIG. 6, the adoption degree in this embodiment is adapted to be changed according to the change of the feature amount except the adoption degree corresponding to the rule group 2, and the relation is the form of the membership function. Remembered in.

【0059】ルール群2の特徴量であるオーバーシュー
ト量と振動減衰は制御の安定性に係わる特徴量であり、
重要度が高いため、この2つの特徴量を組合せ、上記表
1、表2、表3に示すような詳細なルールを設けてい
る。また、採用度に関してもルール群2の採用度を最大
とし、制御の安定性を重視した調整を行なっている。
The overshoot amount and the vibration damping which are the characteristic amounts of the rule group 2 are the characteristic amounts relating to the stability of control,
Since the importance is high, these two feature quantities are combined to provide detailed rules as shown in Table 1, Table 2 and Table 3 above. Further, regarding the degree of adoption, the degree of adoption of the rule group 2 is maximized, and adjustment is performed with emphasis on control stability.

【0060】また、記憶手段22には前件部修正器24
が接続されている。本実施例では、内燃機関14の特徴
量を許容範囲内に抑えることが不可能な回転速度域が予
め観測されている。なお、本実施例では上記回転速度域
を1000rpm 以下としている。前件部修正器24は制御量
としての回転速度が入力され、入力された回転速度に基
づいて内燃機関14が前記回転速度域内であるか否か判
定する。前記回転域内であると判定した場合には、前記
回転速度の変動を容認するようにルール群の特徴量とゲ
イン調整量との関係を修正する。
The antecedent correction unit 24 is stored in the storage unit 22.
Are connected. In the present embodiment, the rotational speed range in which the characteristic amount of the internal combustion engine 14 cannot be suppressed within the allowable range is observed in advance. In this embodiment, the rotation speed range is 1000 rpm or less. The antecedent part corrector 24 receives the rotational speed as a control amount, and determines whether or not the internal combustion engine 14 is within the rotational speed range based on the input rotational speed. When it is determined that the rotation speed is within the rotation range, the relationship between the feature amount of the rule group and the gain adjustment amount is corrected so as to allow the change in the rotation speed.

【0061】具体的には図3に示すように、ルール群7
の「外乱時の回転速度(制御量)変動量」を評価するた
めの前件部のメンバーシップ関数を、三角形が大きい方
(右方)へシフトするように修正する。これにより、同
一の回転速度変動量に対して「良い」という評価に対す
る重みが増すことになるので、外乱時の回転速度変動量
に対する評価が甘くなることになる。ルール群2、ルー
ル群3、ルール群8の「オーバーシュート量」、「オー
バシュート収束時間」、「外乱時の制御量変動回復時
間」を評価するための前件部のメンバーシップ関数につ
いても同様に修正する。また、ルール群2の「振動減
衰」を評価するための前件部のメンバーシップ関数につ
いては図4に示すように修正する。すなわち、メンバー
シップ関数の「悪い」という評価に対応する三角形につ
いては、「非常に悪い」という評価に対応する三角形と
の関連を考慮して三角形の右下の頂点を固定し、他の2
頂点を右方へシフトするように修正する。「やや悪
い」、「十分良い」という評価に対応する三角形につい
ては、全体的に右方へシフトするように修正する。
Specifically, as shown in FIG. 3, the rule group 7
The membership function of the antecedent part for evaluating the "rotation speed (control amount) fluctuation amount at the time of" is corrected so that the triangle is shifted to the larger side (right side). This increases the weight for the evaluation “good” for the same rotation speed fluctuation amount, and thus the evaluation for the rotation speed fluctuation amount at the time of disturbance becomes unsatisfactory. The same applies to the membership functions in the antecedent part for evaluating the “overshoot amount”, “overshoot convergence time”, and “control amount fluctuation recovery time at disturbance” of rule groups 2, 3, and 8 To fix. Further, the membership function of the antecedent part for evaluating the "vibration damping" of the rule group 2 is corrected as shown in FIG. That is, regarding the triangle corresponding to the evaluation of the membership function as "bad", the lower right vertex of the triangle is fixed in consideration of the relation with the triangle corresponding to the evaluation of "very bad", and the other 2
Modify the vertex to shift it to the right. The triangles corresponding to the evaluations "slightly bad" and "good enough" are corrected so that they are shifted to the right as a whole.

【0062】一方、ファジィ推論部20は、特徴量検出
部18から入力された特徴量、記憶手段22に記憶され
たルールベース及び採用度を用いてファジィ推論を行
い、ゲイン調整量をP、I、D毎に求めてPID演算部
へ出力する。
On the other hand, the fuzzy inference unit 20 performs fuzzy inference using the feature amount input from the feature amount detection unit 18, the rule base and the adoption degree stored in the storage unit 22, and sets the gain adjustment amounts P and I. , D for each and output to the PID calculator.

【0063】次に図5のフローチャートを参照して本第
1実施例の作用を説明する。なお、図5のフローチャー
トは偏差が規定値以上になると実行される。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 5 is executed when the deviation exceeds a specified value.

【0064】ステップ100では内燃機関14の回転速
度が1000rpm 以下か否か判定する。ステップ100の判
定が肯定された場合は、ステップ102において前件部
修正器24によりルール群2、3、7、8の前件部のメ
ンバーシップ関数を前述の図3及び図4に示すように修
正し、ステップ104へ移行する。これにより、「振動
減衰」、「オーバーシュート量」、「オーバシュート収
束時間」、「外乱時の制御量変動量」、「外乱時の制御
量変動回復時間」に対する評価が甘くなり、内燃機関1
4の回転速度の変動の発生に伴う上記各特徴量の悪化が
容認されることになる。なお、ステップ100の判定が
否定された場合には、ステップ102の処理を実行する
ことなくステップ104へ移行する。
In step 100, it is determined whether the rotation speed of the internal combustion engine 14 is 1000 rpm or less. If the determination in step 100 is affirmative, in step 102 the antecedent part corrector 24 determines the membership functions of the antecedent parts of the rule groups 2, 3, 7, and 8 as shown in FIGS. Correction is made and the process proceeds to step 104. As a result, the evaluations of “vibration damping”, “overshoot amount”, “overshoot convergence time”, “control amount fluctuation amount during disturbance”, and “control amount fluctuation recovery time during disturbance” are weakened, and the internal combustion engine 1
The deterioration of each of the above-mentioned characteristic amounts due to the occurrence of the fluctuation of the rotation speed of No. 4 is tolerated. When the determination in step 100 is negative, the process proceeds to step 104 without executing the process of step 102.

【0065】ステップ104では、特徴量検出部18に
入力された各種の情報に基づいて前述の12個の特徴量
の検出を行う。次のステップ102では、記憶手段22
に記憶されている調整用ルールベースの中から、特定の
評価項目に対応するルール群(例えば評価項目1の場合
にはルール群1)を読み込む。このとき、ルール群2、
3、7、8については前記ステップ102の処理が実行
されている場合には、前件部のメンバーシップ関数が修
正されたルール群が読み込まれる。ステップ108で
は、前記評価項目に関係する特徴量(例えば評価項目1
の場合には「目標値到達時間と指定値との偏差」)と、
前記読み込んだルール群に対応する前件部のメンバーシ
ップ関数と、を用い、前記特徴量の各ルールに対する適
合度を算出する。
In step 104, the above-mentioned twelve feature quantities are detected based on various information input to the feature quantity detecting section 18. In the next step 102, the storage means 22
A rule group corresponding to a specific evaluation item (for example, rule group 1 in the case of evaluation item 1) is read from the adjustment rule base stored in. At this time, rule group 2,
For steps 3, 7, and 8, when the process of step 102 is executed, the rule group in which the membership function of the antecedent part is corrected is read. In step 108, a feature amount related to the evaluation item (for example, evaluation item 1
In the case of, "the deviation between the target value arrival time and the specified value"),
Using the membership function of the antecedent part corresponding to the read rule group, the degree of conformity of the feature quantity to each rule is calculated.

【0066】例として、特徴量「目標値到達時間と指定
値との偏差」の値が図2(A)に矢印Aで示す値であっ
た場合、第1ルールの「目標値到達時間が十分に速い」
に対する適合度は0.25、第2ルールの「目標値到達時間
が少し遅い」に対する適合度は0.75であると算出され、
第3ルール、第4ルールに対する適合度は0であると判
断される。
As an example, when the value of the feature value “deviation between the target value arrival time and the designated value” is the value indicated by the arrow A in FIG. 2A, the “target value arrival time of the first rule is sufficient. Fast
Is calculated to be 0.25, and the goodness of fit for the second rule, "the target value arrival time is a little slow," is 0.75,
It is determined that the degree of conformity with the third rule and the fourth rule is zero.

【0067】次のステップ110では、後件部のメンバ
ーシップ関数において、各ルール毎に、各ルールが指示
するゲイン調整量に対応する三角形の頂部を各ルールに
対する適合度で切った図形を求め、求めた複数の図形を
重ね合わせて重心を求める。例として、第1ルールに対
する適合度を0.25、第2ルールに対する適合度を0.75と
した場合の比例ゲインの調整量について、図2(B)を
参照して説明すると、第1ルールについては、第1ルー
ルが指示するゲイン調整量は「ゲイン調整を行わない」
であるので、「変更せず」に対応する図形の頂部を、第
1ルールに対する適合度0.25で切った図形Bが求まる。
第2ルールについては、第2ルールが指示するゲイン調
整量は「比例ゲインを1%大きくする」であるので、
「1%増」に対応する図形の頂部を、第2ルールに対す
る適合度0.75で切った図形Cが求まる。ここで、図形B
と図形Cを重ね合わせた図形の重心を求める。この重心
は各ルールが指示するゲイン調整量を各ルールの適合度
に応じて重み付けした平均値に相当し、ルール群1で比
例ゲインの調整量を推論した結果である。上記処理を積
分ゲインの調整量及び微分ゲインの調整量に対して同様
に行うことにより、単一の評価項目(組)に対するゲイ
ン調整量が推論される。
In the next step 110, in the membership function of the consequent part, for each rule, a figure obtained by cutting the apex of the triangle corresponding to the gain adjustment amount indicated by each rule by the goodness of fit for each rule, The center of gravity is obtained by superposing the obtained figures. As an example, the adjustment amount of the proportional gain when the goodness of fit to the first rule is 0.25 and the goodness of fit to the second rule is 0.75 will be described with reference to FIG. 2B. The amount of gain adjustment specified by one rule is "No gain adjustment"
Therefore, the figure B obtained by cutting the top of the figure corresponding to “without change” with the matching degree 0.25 for the first rule is obtained.
Regarding the second rule, the gain adjustment amount instructed by the second rule is “to increase the proportional gain by 1%”.
A figure C obtained by cutting the top of the figure corresponding to "1% increase" with a matching degree of 0.75 to the second rule is obtained. Here, figure B
The center of gravity of the figure obtained by superposing the figure C and the figure C is obtained. The center of gravity corresponds to an average value obtained by weighting the gain adjustment amount indicated by each rule according to the suitability of each rule, and is the result of inferring the adjustment amount of the proportional gain by the rule group 1. By performing the above-described processing in the same manner for the adjustment amount of the integral gain and the adjustment amount of the differential gain, the gain adjustment amount for a single evaluation item (group) is inferred.

【0068】ステップ112では全ての評価項目に対し
て推論処理が終了したか否か判定する。ステップ112
の判定が否定された場合にはステップ102へ戻り、ス
テップ112の判定が肯定されるまでステップ102乃
至ステップ112を繰り返し、推論処理の終了していな
い評価項目に対応するルール群を読み込んで、上記と同
様に処理する。これにより、全ての評価項目に対してゲ
イン調整量が推論される。なお、内燃機関14の回転速
度が、特徴量を許容範囲内に抑えることが不可能である
回転速度域の場合には、ルール群のメンバーシップ関数
が前述のように修正されているので、上記で推論された
ゲイン調整量に、除去不可能な回転速度の変動を抑えよ
うとする調整分が含まれることはなく、各々適正なゲイ
ン調整量が推論されることになる。
In step 112, it is determined whether the inference processing has been completed for all the evaluation items. Step 112
If the determination of No is denied, the process returns to Step 102, and Steps 102 to 112 are repeated until the determination of Step 112 is affirmed to read the rule group corresponding to the evaluation item for which the inference processing is not completed, Process as in. Thereby, the gain adjustment amount is inferred for all the evaluation items. In the case where the rotation speed of the internal combustion engine 14 is in the rotation speed range in which the characteristic amount cannot be suppressed within the permissible range, the membership function of the rule group is corrected as described above. The gain adjustment amount inferred in step 1 does not include an adjustment amount for suppressing the irremovable rotation speed fluctuation, and an appropriate gain adjustment amount is inferred.

【0069】ステップ114では、記憶手段22に記憶
されている採用度のメンバーシップ関数と特徴量とを用
いて、各ルール群の推論結果の採用度を算出する。ルー
ル群2を除く各ルール群の採用度のメンバーシップ関数
は、制御対象14の制御状態が評価項目の要求を満たし
ていないときに採用度が高くなるように設定されてい
る。これにより、要求を満たしていない評価項目に対応
するルール群の推論結果により大きな重みが付与される
ことになるので、より人間の思考に合った適正なゲイン
調整を行うことができる。なおルール群2については制
御の安定性と密接に関わっているため、制御の安定性を
考慮して特徴量(オーバーシュート量と減衰比)の変化
に拘わらず採用度を「1.0 」(最大値)としている(図
6参照)。
In step 114, the adoption degree of the inference result of each rule group is calculated using the membership function of the adoption degree and the feature amount stored in the storage unit 22. The membership function of the adoption degree of each rule group except the rule group 2 is set so that the adoption degree becomes high when the control state of the controlled object 14 does not satisfy the requirement of the evaluation item. As a result, a larger weight is given to the inference result of the rule group corresponding to the evaluation item that does not satisfy the request, so that it is possible to perform an appropriate gain adjustment more suitable for human thinking. Note that rule group 2 is closely related to control stability, so considering the control stability, the adoption level is set to "1.0" (maximum value) regardless of changes in the feature values (overshoot amount and damping ratio). ) (See FIG. 6).

【0070】ステップ116では各ルール群毎の推論結
果を上記で算出された採用度を用いて重み付けし、平均
値を演算する。これにより、各推論結果が並列的に扱わ
れ多数の特徴量を反映したゲイン調整量が比例ゲイン、
積分ゲイン、微分ゲイン毎に決定される。ステップ11
8では上記で決定したPIDの各ゲインの調整量をPI
D演算部12へ出力し設定する。なお、ルールベースの
各ルール群は人間の知識やノウハウを用いて作成してい
るので、前記ゲイン調整量は人間の知識やノウハウが反
映されたものとなる。従って、人間の思考に合った適正
な制御が行われるように各ゲインが調整される。
In step 116, the inference result for each rule group is weighted using the adoption degree calculated above, and the average value is calculated. As a result, each inference result is treated in parallel, and the gain adjustment amount reflecting a large number of feature amounts is proportional gain,
It is determined for each integral gain and differential gain. Step 11
In 8, the adjustment amount of each gain of the PID determined above is set to PI.
It is output to the D calculation unit 12 and set. Since each rule group of the rule base is created using human knowledge and know-how, the gain adjustment amount reflects human knowledge and know-how. Therefore, each gain is adjusted so that appropriate control suitable for human thought is performed.

【0071】次のステップ120では、ステップ102
の処理が実行され前件部のメンバーシップ関数が修正さ
れていた場合に、これを復帰させて元に戻す。これによ
り、本ルーチンを次に実行するときに内燃機関14の回
転速度が1000rpm よりも大きい場合には、通常のルール
群によってゲイン調整量の推論が行われ、回転速度の変
動が生じている場合にはこれを除去するようにゲイン調
整量が決定されることになる。
In the next step 120, step 102
If the membership function in the antecedent part has been modified by the processing of, the function is restored and restored. As a result, when the rotation speed of the internal combustion engine 14 is higher than 1000 rpm when the routine is next executed, the gain adjustment amount is inferred by the normal rule group and the rotation speed fluctuates. , The gain adjustment amount is determined so as to remove this.

【0072】次に、本第1実施例のゲイン調整器付きP
ID制御装置10によって実際に内燃機関14のゲイン
調整を行った結果を説明する。図7(A)及び(B)に
は内燃機関14の無負荷時に目標値を変更した場合のオ
ートチューニングの過程が示されている。振動的であっ
たエンジン回転数の変化がオートチューニングによって
改善されていく様子が分かる。図8(A)及び(B)に
は内燃機関14に加える負荷を油圧ポンプによって変化
させた場合のオートチューニング過程が示されている。
負荷入り時(負荷が加わった瞬間)及び負荷抜け時(加
わっている負荷が抜けた瞬間)におけるエンジン回転数
の変動のピーク値が徐々に小さくなっている。このよう
に、目標値変更によるチューニングと負荷変化によるチ
ューニングを交互に行うことにより、目標値追従と外乱
抑制を両立するようにゲイン調整が行われる。チューニ
ング終了後の応答を図9の(A)及び(B)に示す。
Next, P with a gain adjuster of the first embodiment
The result of actually adjusting the gain of the internal combustion engine 14 by the ID control device 10 will be described. 7A and 7B show the process of auto-tuning when the target value is changed when the internal combustion engine 14 has no load. You can see how the auto-tuning improves the vibrational changes in engine speed. FIGS. 8A and 8B show an auto tuning process when the load applied to the internal combustion engine 14 is changed by the hydraulic pump.
The peak value of the fluctuation of the engine speed when the load is applied (the moment when the load is applied) and when the load is removed (the moment when the applied load is removed) gradually decreases. In this way, the gain adjustment is performed so as to achieve both target value tracking and disturbance suppression by alternately performing tuning by changing the target value and tuning by changing the load. The response after the tuning is shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B).

【0073】このように、本第1実施例では12個の特
徴量を評価項目に対応する11個の組に分け、各組毎
に、対応する特徴量とゲイン調整量の関係をメンバーシ
ップ関数を用いて表現するルール群を設定してルールベ
ースを構成し、ルール群2以外のルール群の各ルールを
単一命題で構成したので、ルール数を少なくすることが
でき、多数の評価項目を設定する必要のある内燃機関1
4等の制御対象にも適用することができる。
As described above, in the first embodiment, 12 feature quantities are divided into 11 groups corresponding to the evaluation items, and the relationship between the corresponding feature quantity and the gain adjustment quantity is determined by membership function for each group. Since a rule base is configured by setting a rule group expressed by using, and each rule of the rule group other than the rule group 2 is configured by a single proposition, the number of rules can be reduced and a large number of evaluation items can be obtained. Internal combustion engine 1 that needs to be set
It can also be applied to controlled objects such as 4.

【0074】また、ルール群2を除く各ルール群の採用
度のメンバーシップ関数を、制御対象14の制御状態が
ルール群に対応される評価項目の要求を満たしていない
ときに採用度が高くなるように設定したので、要求を満
たしていない評価項目に対応するルール群の推論結果に
より大きな重みが付与され、より人間の思考に合った適
正なゲイン調整を行うことができる。
Further, the membership function of the adoption degree of each rule group except the rule group 2 becomes high when the control state of the controlled object 14 does not satisfy the requirement of the evaluation item corresponding to the rule group. Since the setting is made as described above, a larger weight is given to the inference result of the rule group corresponding to the evaluation item that does not satisfy the request, and it is possible to perform an appropriate gain adjustment more suitable for human thinking.

【0075】また、本第1実施例では内燃機関14の回
転速度が1000rpm 以下の場合に、各特徴量の許容範囲を
緩和するようにルール群の前件部のメンバーシップ関数
を修正するようにしたので、前記回転数の変動を抑制し
ようとしてゲインが変更され、適正なゲインが設定され
ないということはない。このため、多数の評価項目を設
定する必要のある内燃機関14等の制御対象に対して、
より適切な制御を行うことができる。
Further, in the first embodiment, when the rotation speed of the internal combustion engine 14 is 1000 rpm or less, the membership function of the antecedent part of the rule group is modified so as to relax the allowable range of each feature amount. Therefore, the gain is changed in an attempt to suppress the fluctuation of the rotation speed, and the proper gain is not set. Therefore, for a control target such as the internal combustion engine 14 that needs to set a large number of evaluation items,
More appropriate control can be performed.

【0076】本実施例では、ルール群2を上記表1、表
2、表3に示すように、2つの特徴量を考慮した詳細な
ルールによって構成したが、これに限ることなく、ルー
ル群2を2組に分け、組の数を特徴量の数と等しくする
こともできる。この場合の図6と同様の概念図を図17
に示し、ルール群を以下に示す。この場合、運転条件に
よっては収束時間が30%程度延びることもあるが、実
用上は問題ない。
In this embodiment, the rule group 2 is composed of detailed rules in consideration of the two feature quantities as shown in Tables 1, 2 and 3 above. However, the rule group 2 is not limited to this. Can be divided into two sets and the number of sets can be made equal to the number of feature quantities. FIG. 17 is a conceptual diagram similar to FIG. 6 in this case.
, And the rules are shown below. In this case, the convergence time may be extended by about 30% depending on the operating conditions, but there is no practical problem.

【0077】評価項目2:オーバーシュート量は小さい
か。 ルール群2:オーバーシュート量を小さくするようにゲ
イン調整を行う。また、ルール群の採用度は常に1.0
である。 IF オーバーシュート量が十分小さい THEN ゲイン調整を行わない。 IF オーバーシュート量が少し大きい THEN 比例ゲインを3%大きくする。
Evaluation item 2: Is the amount of overshoot small? Rule group 2: Gain adjustment is performed to reduce the amount of overshoot. In addition, the adoption rate of the rule group is always 1.0
Is. IF Overshoot amount is small enough THEN Gain adjustment is not performed. IF Overshoot amount is a little larger THEN Proportional gain is increased by 3%.

【0078】 積分ゲインを3%小さくする。 IF オーバーシュート量が大きい THEN 比例ゲインを16%大きくする。The integral gain is reduced by 3%. IF Overshoot amount is large Increase the THEN proportional gain by 16%.

【0079】 積分ゲインを6%小さくする。 IF オーバーシュート量が非常に大きい THEN 比例ゲインを30%大きくする。The integral gain is reduced by 6%. IF The amount of overshoot is very large. Increase the THEN proportional gain by 30%.

【0080】 積分ゲインを12%小さくする。 評価項目3:振動減衰は良いか。The integral gain is reduced by 12%. Evaluation item 3: Is vibration damping good?

【0081】ルール群3:振動減衰が良くなるようゲイ
ン調整を行う。また、ルール群の採用度は常に1.0と
する。 IF 振動減衰が十分良い THEN ゲイン調整を行わない。 IF 振動減衰が少し悪い THEN 比例ゲインを3%小さくする。
Rule group 3: Gain adjustment is performed so that vibration damping is improved. The degree of adoption of the rule group is always 1.0. IF Vibration damping is good enough. THEN Gain adjustment is not performed. IF Vibration damping is a little bad THEN Proportional gain is reduced by 3%.

【0082】 積分ゲインを3%小さくする。 微分ゲインを4%大きくする。 IF 振動減衰が悪い THEN 比例ゲインを6%小さくする。The integration gain is reduced by 3%. Increase the derivative gain by 4%. IF Vibration damping is poor THEN Proportional gain is reduced by 6%.

【0083】 積分ゲインを6%小さくする。 微分ゲインを10%大きくする。 IF 振動減衰が非常に悪い THEN 比例ゲインを12%小さくする。The integral gain is reduced by 6%. Increase the differential gain by 10%. IF Vibration damping is very bad THEN Proportional gain is reduced by 12%.

【0084】 積分ゲインを12%小さくする。 微分ゲインを20%大きくする。The integral gain is reduced by 12%. Increase the differential gain by 20%.

【0085】〔第2実施例〕次に本発明の第2実施例を
説明する。本第2実施例は第1実施例とほぼ同一の構成
であるが、ファジィ推論部20で第1実施例と同様にゲ
イン調整量を決定した後に、該ゲイン調整量と現在のゲ
インより調整後のゲインを計算し、調整後のゲインをP
ID演算部12に設定するようにしている。PID演算
部12では設定されたゲインと入力された偏差に基づい
て内燃機関14に加える操作量を決定する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment has almost the same configuration as the first embodiment, but after the gain adjustment amount is determined by the fuzzy inference unit 20 as in the first embodiment, the gain adjustment amount and the current gain are adjusted. Calculate the gain and adjust the gain to P
The ID calculation unit 12 is set. The PID calculator 12 determines the operation amount to be applied to the internal combustion engine 14 based on the set gain and the input deviation.

【0086】上記のように、ファジィ推論部20がゲイ
ンを演算してPID演算部12に設定するように構成し
た場合にも、第1実施例と同様に、より人間の思考に合
った適正なゲイン調整を行うことができ、多数の評価項
目を設定する必要のある内燃機関14等の制御対象に適
用することができる、という効果が得られる。このよう
に、本発明のゲイン調整装置は、PID制御器にゲイン
の調整量を設定するものに限定されるものではなく、上
記のようにゲインを演算して設定するものであってもよ
い。
As described above, even when the fuzzy inference unit 20 is configured to calculate the gain and set the gain in the PID calculating unit 12, as in the first embodiment, it is more suitable for human thinking. The effect that the gain can be adjusted and can be applied to the controlled object such as the internal combustion engine 14 that needs to set a large number of evaluation items is obtained. As described above, the gain adjusting device of the present invention is not limited to the one in which the gain adjustment amount is set in the PID controller, but may be one in which the gain is calculated and set as described above.

【0087】〔第3実施例〕次に本発明の第3実施例を
説明する。なお、前記各実施例と同一の部分には同一の
符号を付し、説明を省略する。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the above-mentioned respective embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0088】図10に示すように、本第3実施例のゲイ
ン調整器付きPID制御装置は、PID演算部12を備
えたPID制御部11と、特徴量検出部18、ファジィ
推論部20及び記憶手段22を備えたオートチューニン
グ部16と、に分離されている。PID制御部11は通
信装置32を有している。通信装置32には、内燃機関
14に加えられた操作量、内燃機関14の回転速度、回
転速度目標値及び回転速度目標値と回転速度との偏差が
入力される。通信装置32は前記入力された情報を、オ
ートチューニング部16の通信装置31へ送信する。
As shown in FIG. 10, the PID control device with a gain adjuster according to the third embodiment has a PID control unit 11 having a PID calculation unit 12, a feature amount detection unit 18, a fuzzy inference unit 20 and a memory. And an auto tuning unit 16 having means 22. The PID control unit 11 has a communication device 32. The operation amount applied to the internal combustion engine 14, the rotation speed of the internal combustion engine 14, the rotation speed target value, and the deviation between the rotation speed target value and the rotation speed are input to the communication device 32. The communication device 32 transmits the input information to the communication device 31 of the auto tuning unit 16.

【0089】通信装置31は特徴量検出部18に接続さ
れており、受信した前記各情報を特徴量検出部18に供
給する。特徴量検出部18は供給された情報に基づい
て、第1実施例と同様に特徴量を検出する。また、通信
装置31はファジィ推論部20に接続されており、ファ
ジィ推論部20で決定されたPID毎のゲイン調整量が
入力される。通信装置31は入力されたPID毎のゲイ
ン調整量を前述の通信装置32へ送信する。通信装置3
2は受信したPIDゲイン調整量をPID演算部12へ
設定する。PID演算部12は設定されたゲイン調整量
に応じてPID毎にゲインを調整し、内燃機関14に所
定の操作量を加える。
The communication device 31 is connected to the characteristic amount detecting unit 18, and supplies the received respective information to the characteristic amount detecting unit 18. The feature amount detection unit 18 detects the feature amount based on the supplied information as in the first embodiment. Further, the communication device 31 is connected to the fuzzy inference unit 20, and the gain adjustment amount for each PID determined by the fuzzy inference unit 20 is input. The communication device 31 transmits the input gain adjustment amount for each PID to the communication device 32 described above. Communication device 3
2 sets the received PID gain adjustment amount in the PID calculator 12. The PID calculator 12 adjusts the gain for each PID according to the set gain adjustment amount, and adds a predetermined operation amount to the internal combustion engine 14.

【0090】上記のように、オートチューニング部16
がPID制御部11にゲイン調整量を通信手段等を介し
て設定するよう構成した場合も、第1実施例と同様に、
より人間の思考に合った適正なゲイン調整を行うことが
でき、多数の評価項目を設定する必要のある内燃機関1
4等の制御対象に適用することができる、という効果が
得られる。このように、本発明はゲイン調整装置とPI
D制御器とを直接接続する必要はなく、通信装置等の伝
達手段を介して接続するようにしてもよい。
As described above, the auto tuning unit 16
Even when the PID control unit 11 is configured to set the gain adjustment amount via communication means or the like, as in the first embodiment,
Internal combustion engine 1 that can perform more appropriate gain adjustment more suited to human thinking and needs to set many evaluation items
It is possible to obtain the effect that it can be applied to controlled objects such as 4. As described above, the present invention provides the gain adjusting device and the PI.
The D controller need not be directly connected, but may be connected via a transmission device such as a communication device.

【0091】〔第4実施例〕次に本発明の第4実施例を
説明する。本第4実施例は第3実施例とほぼ同一の構成
であるが、ファジィ推論部20で第1実施例と同様にゲ
イン調整量を決定した後に、該ゲイン調整量と現在のゲ
インより調整後のゲインを計算し、調整後のゲインを通
信装置31へ出力するようにしている。出力されたゲイ
ンは通信装置31、32を介してPID演算部12に設
定される。PID演算部12では設定されたゲインと入
力された偏差に基づいて操作量を決定する。
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment has substantially the same configuration as the third embodiment, but after the gain adjustment amount is determined by the fuzzy inference unit 20 as in the first embodiment, the gain adjustment amount and the current gain are adjusted. Is calculated, and the adjusted gain is output to the communication device 31. The output gain is set in the PID calculator 12 via the communication devices 31 and 32. The PID calculator 12 determines the operation amount based on the set gain and the input deviation.

【0092】上記のように、ファジィ推論部20でゲイ
ンを演算し、通信装置等の伝達手段を介して前記ゲイン
をPID演算部12に設定するように構成した場合に
も、より人間の思考に合った適正なゲイン調整を行うこ
とができ、多数の評価項目を設定する必要のある内燃機
関14等の制御対象に適用することができる、という効
果が得られる。
As described above, even when the fuzzy inference unit 20 calculates the gain and the gain is set in the PID calculation unit 12 via the transmission means such as a communication device, it is more human thought. The effect that suitable gain adjustment can be performed and it can be applied to a controlled object such as the internal combustion engine 14 that needs to set a large number of evaluation items is obtained.

【0093】なお、上記実施例では予め各特徴量を許容
範囲内に抑えることが不可能な回転域を求め、内燃機関
14の回転速度がこの回転域となった場合に、前件部修
正器24によって前件部のメンバーシップ関数を修正す
るようにしていたが、これに代えて燃料供給に関連する
制御量と内燃機関14の回転速度とを比較して、燃料供
給に関連する操作量が変更されていないにも拘わらず回
転速度が許容量以上に変動している場合に前述のように
前件部のメンバーシップ関数を修正して回転速度の変動
を容認するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, a rotation range in which each feature amount cannot be suppressed within an allowable range is obtained in advance, and when the rotation speed of the internal combustion engine 14 is within this rotation range, the antecedent correction unit Although the membership function of the antecedent part was corrected by 24, instead of this, the control amount related to the fuel supply is compared with the rotation speed of the internal combustion engine 14 to determine the operation amount related to the fuel supply. When the rotation speed is changing more than the allowable amount even though it is not changed, the membership function of the antecedent part may be modified as described above to allow the change of the rotation speed.

【0094】また、上記実施例では各特徴量を許容範囲
内に抑えることが不可能な回転域で前件部のメンバーシ
ップ関数を修正するようにしていたが、前件部のメンバ
ーシップ関数を修正せず、前件部のメンバーシップ関数
の評価結果に対するゲイン調整量が小さくなるように後
件部のメンバーシップ関数を修正するようにしてもよ
い。
Further, in the above embodiment, the membership function of the antecedent part is corrected in the rotation range where it is impossible to suppress each feature amount within the allowable range. Without modification, the membership function of the consequent part may be modified so that the gain adjustment amount for the evaluation result of the membership function of the antecedent part becomes small.

【0095】また、上記実施例では制御対象を内燃機関
14とした例について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、多数の評価項目を設定する必要の
ある制御対象に適用した場合にも、適切な制御を行うこ
とができる。例として本発明をアナログコンピュータの
ゲイン調整に適用した場合の結果を説明する。図11の
(A)及び(B)には、制御対象14をアナログコンピ
ュータの2次遅れ系とした場合のゲイン調整によるオー
トチューニングの過程が示されており、目標値を変更す
る毎に波形認識をしてゲイン調整を行っている。振動的
であった制御量の変化がオートチューニングによって改
善されていく様子が分かる。図12(A)及び(B)に
はアナログコンピュータの2次遅れ系を制御対象とし、
制御対象の応答特性が速い系から遅い系に変化した場合
のゲイン再調整過程が示されている。特性が変わって制
御量の応答に振動が発生しているが、オートチューニン
グにより、応答速度を低下させることなく良好な応答波
形になっていくのが分かる。図13(A)及び(B)に
はアナログコンピュータの4次遅れ系を制御対象とした
場合のオートチューニング過程が示されている。制御対
象の次数が変わってもゲイン調整によるオートチューニ
ングが可能であることが理解できる。このように本発明
は汎用性が高く、様々な制御対象の制御に適用すること
ができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the example in which the control target is the internal combustion engine 14 has been described, but the present invention is not limited to this, and it is applied to a control target in which a large number of evaluation items need to be set. Even in this case, appropriate control can be performed. As an example, the result when the present invention is applied to the gain adjustment of the analog computer will be described. FIGS. 11A and 11B show the process of auto-tuning by gain adjustment when the controlled object 14 is a second-order lag system of an analog computer, and the waveform recognition is performed every time the target value is changed. To adjust the gain. It can be seen that the change in the control amount, which was oscillatory, is improved by the auto tuning. In FIGS. 12 (A) and 12 (B), a second-order delay system of an analog computer is controlled,
The gain readjustment process when the response characteristic of the controlled object changes from a fast system to a slow system is shown. It can be seen that although the characteristics have changed and vibrations have occurred in the response of the controlled variable, a good response waveform can be obtained by auto tuning without lowering the response speed. 13 (A) and 13 (B) show an auto-tuning process when a fourth-order delay system of an analog computer is controlled. It can be understood that automatic tuning by gain adjustment is possible even if the order of the controlled object changes. As described above, the present invention has high versatility and can be applied to control of various controlled objects.

【0096】また、上記実施例では三角形型のメンバシ
ップ関数を用いていたが、釣鐘型のメンバーシップ関数
を用いてもよい。
Further, although the triangle type membership function is used in the above embodiment, a bell type membership function may be used.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ルール
群によって複数の特徴量を複数の組に分けたときの各組
に対応する特徴量と制御対象のゲイン調整量との関係を
表すと共に、各特徴量を許容範囲内に抑えることが不可
能であると判断したときに許容範囲を緩和するようにル
ール群の特徴量とゲイン調整量との関係を修正するよう
にしたので、人間の思考に合った適正なゲイン調整を行
うことができ、多数の評価項目を設定する必要のある内
燃機関等の制御対象に対して適切な制御を行うことがで
きる、という優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the relationship between the feature amount corresponding to each set and the gain adjustment amount of the controlled object when the plurality of feature amounts are divided into a plurality of sets by the rule group is shown. , When it is determined that each feature amount cannot be suppressed within the allowable range, the relationship between the feature amount of the rule group and the gain adjustment amount is modified so that the allowable range is relaxed. It is possible to obtain an excellent effect that an appropriate gain adjustment suitable for a thought can be performed, and an appropriate control can be performed on a control target such as an internal combustion engine that needs to set a large number of evaluation items.

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

【図1】第1実施例に係るオートチューニング部を含む
ゲイン調整器付きPID制御装置を示す概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a PID control device with a gain adjuster including an auto tuning unit according to a first embodiment.

【図2】(A)乃至(D)はルール群1に対応するメン
バーシップ関数を示す概念図である。
2A to 2D are conceptual diagrams showing membership functions corresponding to rule group 1. FIG.

【図3】前件部修正器による「外乱時の制御量変動
量」、「オーバーシュート量」、「オーバシュート収束
時間」、「外乱時の制御量変動回復時間」に対応する前
件部メンバーシップ関数の修正を説明するための概念図
である。
[Fig. 3] Members of the antecedent part corresponding to "the amount of control amount fluctuation at the time of disturbance", "overshoot amount", "overshoot convergence time", and "time to recover the amount of control amount fluctuation at the time of disturbance" by the antecedent part modifier It is a conceptual diagram for demonstrating correction of a ship function.

【図4】前件部修正器による「振動減衰」に対応する前
件部メンバーシップ関数の修正を説明するための概念図
である。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the modification of the antecedent part membership function corresponding to “vibration damping” by the antecedent part modifier.

【図5】第1実施例の作用を説明するフローチャートで
ある。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the first embodiment.

【図6】各ルール群毎にゲイン調整量を推論した後の処
理を説明する概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a process after inferring a gain adjustment amount for each rule group.

【図7】(A)及び(B)は内燃機関の無負荷時に目標
値を変更した場合のオートチューニングの過程を示す波
形図である。
7 (A) and 7 (B) are waveform diagrams showing the process of auto-tuning when the target value is changed when the internal combustion engine is unloaded.

【図8】(A)及び(B)は油圧ポンプによって内燃機
関に加える負荷を変化させた場合のオートチューニング
過程を示す波形図である。
8A and 8B are waveform charts showing an auto tuning process when the load applied to the internal combustion engine is changed by the hydraulic pump.

【図9】(A)及び(B)はチューニング終了後の内燃
機関の応答を示す波形図である。
9A and 9B are waveform charts showing the response of the internal combustion engine after the tuning is completed.

【図10】第3実施例に係るオートチューニング部を含
むゲイン調整器付きPID制御装置を示す概略構成図で
ある。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a PID control device with a gain adjuster including an auto-tuning unit according to a third embodiment.

【図11】(A)及び(B)は本発明をアナログコンピ
ュータの2次遅れ系のゲイン調整に適用した場合のオー
トチューニング過程を示す波形図である。
11A and 11B are waveform diagrams showing an auto tuning process when the present invention is applied to gain adjustment of a second-order delay system of an analog computer.

【図12】(A)及び(B)は本発明をアナログコンピ
ュータの2次遅れ系のゲイン調整に適用し、制御対象の
応答特性が速い系から遅い系に変化した場合のゲイン再
調整過程を示す波形図である。
12 (A) and 12 (B) are diagrams showing a gain readjustment process when the present invention is applied to gain adjustment of a second-order lag system of an analog computer and the response characteristic of a controlled object changes from a fast system to a slow system. It is a waveform diagram shown.

【図13】(A)及び(B)は本発明をアナログコンピ
ュータの4次遅れ系のゲイン調整に適用した場合のオー
トチューニング過程を示す波形図である。
13A and 13B are waveform diagrams showing an auto tuning process when the present invention is applied to gain adjustment of a fourth-order delay system of an analog computer.

【図14】(A)乃至(D)はファジィ推論を適用した
従来のPID制御装置において、前件部のメンバーシッ
プ関数を説明するための概念図である。
14A to 14D are conceptual diagrams for explaining the membership function of the antecedent part in the conventional PID control device to which fuzzy inference is applied.

【図15】(A)乃至(C)はファジィ推論を適用した
従来のPID制御装置において、後件部のメンバーシッ
プ関数を説明するための概念図である。
15A to 15C are conceptual diagrams for explaining the membership function of the consequent part in the conventional PID control device to which fuzzy inference is applied.

【図16】ファジィ推論を適用した従来のPID制御装
置の作用として、比例ゲインの調整量の算出処理を例に
説明するための説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining, as an example of the operation of a conventional PID control device to which fuzzy inference is applied, a process of calculating an adjustment amount of a proportional gain.

【図17】ルール群2を2組に分けたときの図6と同様
の概念図である。
17 is a conceptual diagram similar to FIG. 6 when the rule group 2 is divided into two sets.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ゲイン調整器付きPID制御装置 12 PID演算部 14 内燃機関 16 オートチューニング部 18 特徴量検出部 20 ファジィ推論部 22 記憶手段 24 前件部修正器 10 PID control device with gain adjuster 12 PID calculation unit 14 Internal combustion engine 16 Auto tuning unit 18 Feature amount detection unit 20 Fuzzy inference unit 22 Storage means 24 Antecedent correction unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 13/62 E 7361−3H (72)発明者 大澤 正敬 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大年 浩太 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 岩井 友宏 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location G05D 13/62 E 7361-3H (72) Inventor Masataka Osawa Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture No. 41 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Kota Kota Aichi 2-1, Toyota-cho, Kariya-shi Aichi Prefecture Toyota Industries Corporation (72) Inventor Tomohiro Iwai Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi 2-chome 1 Toyota Industries Corp.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の回転速度と目標値との偏差及
びゲインに基づいて前記回転速度が前記目標値に一致す
るように前記回転速度の操作量を制御するPID制御器
に対して、前記ゲインを設定する内燃機関の回転速度P
ID制御器用ゲイン調整装置であって、 推論に使用する前記回転速度に関する複数の特徴量を検
出する特徴量検出手段と、 前記複数の特徴量を複数の組に分けたときの各組に対応
する特徴量とゲイン調整量との関係を表すルール群を記
憶した第1の記憶手段と、 前記各組に対応する特徴量の大きさとゲイン調整量の採
用度との関係を記憶した第2の記憶手段と、 各特徴量を許容範囲内に抑えることが不可能であると判
断したときに該許容範囲を緩和するように前記ルール群
の特徴量とゲイン調整量との関係を修正する修正手段
と、 前記検出された特徴量と前記ルール群とに基づいて各組
毎のゲイン調整量を推論すると共に、特徴量の大きさに
応じて各組毎の前記ゲイン調整量の採用度を求め、該ゲ
イン調整量の推論結果と採用度とから採用度を重みとし
たゲイン調整量の推論結果の重み付き平均値を演算して
前記PID制御器に設定するゲインの調整量を定める推
論手段と、 を有する内燃機関の回転速度PID制御器用ゲイン調整
装置。
1. A PID controller for controlling a manipulated variable of the rotational speed such that the rotational speed matches the target value based on a deviation and a gain between the rotational speed of the internal combustion engine and the target value. Rotational speed P of internal combustion engine for setting gain
A gain adjusting device for an ID controller, which corresponds to a feature amount detecting means for detecting a plurality of feature amounts relating to the rotation speed used for inference, and each set when the plurality of feature amounts are divided into a plurality of sets. A first storage unit that stores a rule group that represents the relationship between the feature amount and the gain adjustment amount, and a second storage that stores the relationship between the feature amount size and the gain adjustment amount adoption level corresponding to each set. And correction means for correcting the relationship between the feature amount of the rule group and the gain adjustment amount so as to relax the allowable range when it is determined that each of the feature amounts cannot be suppressed within the allowable range. , Inferring the gain adjustment amount for each set based on the detected feature amount and the rule group, and determining the adoption degree of the gain adjustment amount for each set according to the size of the feature amount, Based on the inference result of the gain adjustment amount and the adoption level And a gain adjusting device for calculating a weighted average value of the inference result of the gain adjustment amount with the degree as a weight to determine the gain adjustment amount to be set in the PID controller. ..
JP4123413A 1991-05-15 1992-05-15 Gain control device for rotating speed pid controller of internal combustion engine Pending JPH05173605A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4123413A JPH05173605A (en) 1991-05-15 1992-05-15 Gain control device for rotating speed pid controller of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3-110606 1991-05-15
JP11060691 1991-05-15
JP4123413A JPH05173605A (en) 1991-05-15 1992-05-15 Gain control device for rotating speed pid controller of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05173605A true JPH05173605A (en) 1993-07-13

Family

ID=26450204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4123413A Pending JPH05173605A (en) 1991-05-15 1992-05-15 Gain control device for rotating speed pid controller of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05173605A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0981206A (en) * 1995-09-08 1997-03-28 Kayaba Ind Co Ltd Fuzzy control device
JP2003216202A (en) * 2002-01-25 2003-07-31 Yamatake Corp Regulator with pid selection function
JP2011117836A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Yokogawa Denshikiki Co Ltd Control device and gyrocompass
KR101258721B1 (en) * 2006-12-09 2013-04-26 두산인프라코어 주식회사 Digital governor controller
CN103823368A (en) * 2014-01-27 2014-05-28 浙江大学 PID (proportion, integral, derivative)-type fuzzy logic control method based on weight rule table
JP2017169437A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 オムロン株式会社 Control device and method for tuning servo motor
JP2020003991A (en) * 2018-06-27 2020-01-09 三菱電機株式会社 Control device, air conditioning system, control method and program

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0981206A (en) * 1995-09-08 1997-03-28 Kayaba Ind Co Ltd Fuzzy control device
JP2003216202A (en) * 2002-01-25 2003-07-31 Yamatake Corp Regulator with pid selection function
KR101258721B1 (en) * 2006-12-09 2013-04-26 두산인프라코어 주식회사 Digital governor controller
JP2011117836A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Yokogawa Denshikiki Co Ltd Control device and gyrocompass
CN103823368A (en) * 2014-01-27 2014-05-28 浙江大学 PID (proportion, integral, derivative)-type fuzzy logic control method based on weight rule table
CN103823368B (en) * 2014-01-27 2016-02-24 浙江大学 Based on the PID Fuzzy logic control method of weight rule table
JP2017169437A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 オムロン株式会社 Control device and method for tuning servo motor
US10416612B2 (en) 2016-03-14 2019-09-17 Omron Corporation Control device and method for tuning a servo motor
JP2020003991A (en) * 2018-06-27 2020-01-09 三菱電機株式会社 Control device, air conditioning system, control method and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5213077A (en) Gain adjusting device for pid controller for controlling rotational speed of internal combustion engine
JP3662346B2 (en) Variable droop engine speed control system
US5245698A (en) Apparatus for and method of correcting membership functions
US20200104743A1 (en) Machine learning device, control device, and machine learning method
JPH05173605A (en) Gain control device for rotating speed pid controller of internal combustion engine
CN111478682A (en) Machine learning system, control device, and machine learning method for optimizing filter coefficient
GB2400191A (en) Control system for quantity having characteristic frequency behaviour
JP2008231939A (en) Electronic governor for engine
CN113964849A (en) Self-adaptive inertia VSG control method for micro-grid inverter
JP4580952B2 (en) Engine electronic governor
JP2721186B2 (en) Fuzzy control method
JP3120559B2 (en) Gain adjustment device
JP2850075B2 (en) Variable structure control method
CN115419581A (en) Dynamic power matching method and device, electronic equipment and engineering machinery
JPH0728527A (en) Correction processing method for coulomb's friction
JPH07103041A (en) Engine speed control device and gain setting method
CN111828246A (en) Wind generating set overspeed prevention control method and device and storage medium
JP4036520B2 (en) Simple adaptive controller
JP3399691B2 (en) Power system stabilizer
US20240027971A1 (en) Control assistance device, control system, and filter adjustment method
JP3242420B2 (en) Lambda control method for internal combustion engine having catalyst
JP3494772B2 (en) Fuzzy control device
JPH10161706A (en) Simply adaptive controller
WO2022030132A1 (en) Optimal value search control unit, optimal value search control method, computer program, and optimal value search control system
JPH08297512A (en) Method for positioning control by sliding mode control