JPH05284771A - Ｐｉ制御器のオートチューニング方法 - Google Patents
Ｐｉ制御器のオートチューニング方法Info
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- JPH05284771A JPH05284771A JP4076764A JP7676492A JPH05284771A JP H05284771 A JPH05284771 A JP H05284771A JP 4076764 A JP4076764 A JP 4076764A JP 7676492 A JP7676492 A JP 7676492A JP H05284771 A JPH05284771 A JP H05284771A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特徴量の抽出手段の簡素化を図ったものであ
る。 【構成】 偏差器１４は回転数指令値ωr＊から回転数
実測値ωrの偏差を採る。この偏差出力値はＰＩ制御器
１５とファジィチューニングシステム１６に入力され
る。ファジィチューニングシステム１６にはＰＩ制御器
１５からＰＩ制御器出力の変化分ΔＴeが入力される。
ファジィチューニングシステム１６は入力された偏差値
と変化分ΔＴeとをファジィ推論してＰＩ制御器１５に
比例ゲインＫpと積分ゲインＫiを入力する。
る。 【構成】 偏差器１４は回転数指令値ωr＊から回転数
実測値ωrの偏差を採る。この偏差出力値はＰＩ制御器
１５とファジィチューニングシステム１６に入力され
る。ファジィチューニングシステム１６にはＰＩ制御器
１５からＰＩ制御器出力の変化分ΔＴeが入力される。
ファジィチューニングシステム１６は入力された偏差値
と変化分ΔＴeとをファジィ推論してＰＩ制御器１５に
比例ゲインＫpと積分ゲインＫiを入力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電動機制御系等に適用
されるＰＩ制御器のオートチューニング方法に関する。
されるＰＩ制御器のオートチューニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プロセス制御にはＰＩＤコントローラが
多く用いられている。このＰＩＤコントローラに望まし
い制御性能を持たせるには、制御定数をプロセスの動特
性に合わせて適切な値に設定しなければならない。この
設定を自動的に行う調整のことをオートチューニングと
称している。このオートチューニング技術として大別す
ると、次の２つの方式がある。第１の方式は同定用信号
を加えて制御対象を同定し、その結果より制御理論に基
づいて自動的にゲイン、時定数を決定するもの（計測と
制御Ｖｏｌ２７，ＮＯ.４、昭和６３年４月）、第２の
方式はステップ応答における特徴量（オーバシュート
量、振幅減衰比、整定時間比）を用いてファジィによる
オートチューニングを行うもの（平成３年４月電気学会
全国大会、シンポジウム［Ｓ.１０−５］）がある。
多く用いられている。このＰＩＤコントローラに望まし
い制御性能を持たせるには、制御定数をプロセスの動特
性に合わせて適切な値に設定しなければならない。この
設定を自動的に行う調整のことをオートチューニングと
称している。このオートチューニング技術として大別す
ると、次の２つの方式がある。第１の方式は同定用信号
を加えて制御対象を同定し、その結果より制御理論に基
づいて自動的にゲイン、時定数を決定するもの（計測と
制御Ｖｏｌ２７，ＮＯ.４、昭和６３年４月）、第２の
方式はステップ応答における特徴量（オーバシュート
量、振幅減衰比、整定時間比）を用いてファジィによる
オートチューニングを行うもの（平成３年４月電気学会
全国大会、シンポジウム［Ｓ.１０−５］）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記第１の方式のオー
トチューニングでは制御対象を同定し、制御理論に基づ
いてゲイン等を決定するために、同定誤差の影響が受け
易い欠点があるとともに、同定用信号を加えるために、
出力に外乱としての影響が出る問題もある。
トチューニングでは制御対象を同定し、制御理論に基づ
いてゲイン等を決定するために、同定誤差の影響が受け
易い欠点があるとともに、同定用信号を加えるために、
出力に外乱としての影響が出る問題もある。
【０００４】また、第２の方式は特徴量という制御性能
評価値を直接確認しながら、通常運転中にチューニング
を行うことができるので、制御対象のパラメータ変動に
対してロバスト性がある点で優れているが、特徴量の抽
出手段が前述したように、オーバシュート量、振幅減衰
比や整定時間比であるために、簡単に抽出できない問題
がある。
評価値を直接確認しながら、通常運転中にチューニング
を行うことができるので、制御対象のパラメータ変動に
対してロバスト性がある点で優れているが、特徴量の抽
出手段が前述したように、オーバシュート量、振幅減衰
比や整定時間比であるために、簡単に抽出できない問題
がある。
【０００５】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、特徴量の抽出手段の簡素化を図ったＰＩ制御器の
オートチューニング方法を提供することを目的とする。
ので、特徴量の抽出手段の簡素化を図ったＰＩ制御器の
オートチューニング方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、比例ゲインとＰＩ制御器の偏差入力値
の変化分との積を得る第１工程と、この第１工程で得ら
れた値に、積分ゲインとＰＩ制御器の偏差入力値との積
を加算する第２工程と、この第２工程で得られた値にＰ
Ｉ制御器の（ｍ−１）番目のサンプル点の出力値とを加
算する第３工程と、前記ＰＩ制御器の偏差入力値と前記
第１，第２工程との加算値が入力され、両入力値をファ
ジィ演算して比例ゲインおよび積分ゲインを得る第４工
程とからなるものである。
達成するために、比例ゲインとＰＩ制御器の偏差入力値
の変化分との積を得る第１工程と、この第１工程で得ら
れた値に、積分ゲインとＰＩ制御器の偏差入力値との積
を加算する第２工程と、この第２工程で得られた値にＰ
Ｉ制御器の（ｍ−１）番目のサンプル点の出力値とを加
算する第３工程と、前記ＰＩ制御器の偏差入力値と前記
第１，第２工程との加算値が入力され、両入力値をファ
ジィ演算して比例ゲインおよび積分ゲインを得る第４工
程とからなるものである。
【０００７】
【作用】前記第４工程は、ステップ応答時のＰＩ制御器
の偏差入力値の変化分と、その偏差入力値の位相平面で
の軌跡において、ＰＩ制御器出力の変化分を零としたと
きに決定される直線と交差する最初の点の次に交差する
第１の点と、次に交差する第２の点を用いて、比例ゲイ
ンと積分ゲインの比の変化分の推定には、前記第１の点
でのＰＩ制御器の偏差入力値とその変化分を使用してフ
ァジィ推論を実行し、積分ゲインの変化分の推定には第
１，第２の点における各々の偏差入力値とその変化分を
使用してファジィ推論を実行し、得られた第１，第２の
点の積分ゲイン変化分の和を積分ゲインの変化分とする
ようなファジィ推論を行って、ＰＩ制御器の比例ゲイン
と積分ゲインの比および積分ゲインのチューニングを行
うとともに比例ゲインと積分ゲインの比と積分ゲインの
積よりも比例ゲインのチューニングを行うようにした。
の偏差入力値の変化分と、その偏差入力値の位相平面で
の軌跡において、ＰＩ制御器出力の変化分を零としたと
きに決定される直線と交差する最初の点の次に交差する
第１の点と、次に交差する第２の点を用いて、比例ゲイ
ンと積分ゲインの比の変化分の推定には、前記第１の点
でのＰＩ制御器の偏差入力値とその変化分を使用してフ
ァジィ推論を実行し、積分ゲインの変化分の推定には第
１，第２の点における各々の偏差入力値とその変化分を
使用してファジィ推論を実行し、得られた第１，第２の
点の積分ゲイン変化分の和を積分ゲインの変化分とする
ようなファジィ推論を行って、ＰＩ制御器の比例ゲイン
と積分ゲインの比および積分ゲインのチューニングを行
うとともに比例ゲインと積分ゲインの比と積分ゲインの
積よりも比例ゲインのチューニングを行うようにした。
【０００８】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はこの発明を二次磁束一定すべり周波数ベク
トル制御系に使用したときの構成説明図で、図１におい
て、１１は誘導電動機、１２はＰＷＭインバータ、１３
はタコジェネレータからなる回転数検出器である。誘導
電動機１１は回転数指令値ωr＊と、回転数検出器１３
が検出した回転数実測値ωrとを偏差器１４に供給して
その偏差出力を得る。この偏差器１４の出力はＰＩ制御
器１５とファジィチューニングシステム１６にそれぞれ
供給される。ファジィチューニングシステム１６は詳細
を後述するように構成されている。
する。図１はこの発明を二次磁束一定すべり周波数ベク
トル制御系に使用したときの構成説明図で、図１におい
て、１１は誘導電動機、１２はＰＷＭインバータ、１３
はタコジェネレータからなる回転数検出器である。誘導
電動機１１は回転数指令値ωr＊と、回転数検出器１３
が検出した回転数実測値ωrとを偏差器１４に供給して
その偏差出力を得る。この偏差器１４の出力はＰＩ制御
器１５とファジィチューニングシステム１６にそれぞれ
供給される。ファジィチューニングシステム１６は詳細
を後述するように構成されている。
【０００９】ＰＩ制御器１５は出力に速度偏差入力によ
りトルク指令値Ｔe＊を得るもので、ここで得られたト
ルク指令値はトルク電流演算部１７に供給される。この
演算部１７は次の（１）式の演算を行って、電流制御部
１８に供給される。
りトルク指令値Ｔe＊を得るもので、ここで得られたト
ルク指令値はトルク電流演算部１７に供給される。この
演算部１７は次の（１）式の演算を行って、電流制御部
１８に供給される。
【００１０】
【数１】
【００１１】前記トルク電流演算部１７には励磁電流指
令値ｉ1d＊が供給される。この励磁電流指令値は二次イ
ンダクタンス演算部１９にも供給される。一方、トルク
電流演算部１７のトルク電流ｉ1qは二次抵抗演算部２０
に供給され、その出力がベクトル制御条件成立時のすべ
り角周波数ωs＊演算部２１に供給される。このすべり
角周波数は次の（２）式により得られる。
令値ｉ1d＊が供給される。この励磁電流指令値は二次イ
ンダクタンス演算部１９にも供給される。一方、トルク
電流演算部１７のトルク電流ｉ1qは二次抵抗演算部２０
に供給され、その出力がベクトル制御条件成立時のすべ
り角周波数ωs＊演算部２１に供給される。このすべり
角周波数は次の（２）式により得られる。
【００１２】
【数２】
【００１３】この演算部２１には二次インダクタンス演
算部１９の出力も供給される。すべり角周波数演算部２
１の出力は加算部２２に供給され、この加算部２２で極
対数ｑと回転数実測値ωrとを乗算した乗算部２３の出
力を加算してその加算出力を積分部２４に与える。
算部１９の出力も供給される。すべり角周波数演算部２
１の出力は加算部２２に供給され、この加算部２２で極
対数ｑと回転数実測値ωrとを乗算した乗算部２３の出
力を加算してその加算出力を積分部２４に与える。
【００１４】積分部２４に得られた二次磁束の角度θは
ｄ，ｑ回転座標変換部２５と電流制御部１８に供給され
る。回転座標変換部２５にはＰＷＭインバータ１２の出
力電流ｉa，ｉbが供給され、前記θによって出力にトル
ク電流と励磁電流ｉ1q，ｉ1dを得る。この電流は電流予
測部２６を介して電流制御部１８に供給される。２７は
フィルタである。
ｄ，ｑ回転座標変換部２５と電流制御部１８に供給され
る。回転座標変換部２５にはＰＷＭインバータ１２の出
力電流ｉa，ｉbが供給され、前記θによって出力にトル
ク電流と励磁電流ｉ1q，ｉ1dを得る。この電流は電流予
測部２６を介して電流制御部１８に供給される。２７は
フィルタである。
【００１５】上述したベクトル制御系に使用されるファ
ジィチューニングシステム１６での推論は一度の推論で
チューニングを終了するのではなく、チューニング動作
を数回繰り返すことにより最終値に収束させる方法を採
っている。
ジィチューニングシステム１６での推論は一度の推論で
チューニングを終了するのではなく、チューニング動作
を数回繰り返すことにより最終値に収束させる方法を採
っている。
【００１６】次にファジィチューニングシステム１６の
機能について述べる。ＰＩ制御器１５では、次の（３）
式で表される離散化ＰＩ演算式を用いている。なお、Ｅ
rは制御対象の出力の目標値からの偏差を示し、ΔＥrは
その変化分を、Ｔe＊は制御器から出力されるトルク指
令値を表している。
機能について述べる。ＰＩ制御器１５では、次の（３）
式で表される離散化ＰＩ演算式を用いている。なお、Ｅ
rは制御対象の出力の目標値からの偏差を示し、ΔＥrは
その変化分を、Ｔe＊は制御器から出力されるトルク指
令値を表している。
【００１７】
【数３】
【００１８】（３）式より、トルク指令値Ｔe＊を決定
することができるが、実システムにおいては、インバー
タの定格を考慮して、トルクの最大値はある程度の範囲
内に抑えなければならない。そのため、トルクリミット
値Ｔ１imを設定し、次の（４）式のようにトルク指令値
を制限する。
することができるが、実システムにおいては、インバー
タの定格を考慮して、トルクの最大値はある程度の範囲
内に抑えなければならない。そのため、トルクリミット
値Ｔ１imを設定し、次の（４）式のようにトルク指令値
を制限する。
【００１９】
【数４】
【００２０】ここで、（３）式を次のように書き換え
る。
る。
【００２１】
【数５】
【００２２】今、Ｅrをｙ軸に、ΔＥrをｘ軸とする空間
を考える。図２ａ，ｂは任意のＫp，Ｋiの値における制
御対象の速度ステップ応答ωrとトルク指令値Ｔe＊を示
し、図３は速度ステップ応答ωrを、この空間に置き換
えたものである。図３の直線Ａは、ΔＴe＝０としたと
きのものである。この直線Ａを境界に、上側はΔＴe＞
０の領域を、下側はΔＴe＜０の領域を示している。直
線Ａからの距離が増加するにつれ、｜ΔＴe｜は大きく
なる。
を考える。図２ａ，ｂは任意のＫp，Ｋiの値における制
御対象の速度ステップ応答ωrとトルク指令値Ｔe＊を示
し、図３は速度ステップ応答ωrを、この空間に置き換
えたものである。図３の直線Ａは、ΔＴe＝０としたと
きのものである。この直線Ａを境界に、上側はΔＴe＞
０の領域を、下側はΔＴe＜０の領域を示している。直
線Ａからの距離が増加するにつれ、｜ΔＴe｜は大きく
なる。
【００２３】図２ａ，ｂおよび図３において、点線部分
の領域では制御器がトルクリミット値を出力している場
合、厳密には、制御器による制御は行われていない。制
御器による制御が開始される点は、ΔＴeが正から負に
初めて変化するところである。すなわち、応答軌跡が直
線Ａと接するところである。つまり、（５）式におい
て、ΔＴe＝０となり、次の（６）式を満たす時点であ
る。
の領域では制御器がトルクリミット値を出力している場
合、厳密には、制御器による制御は行われていない。制
御器による制御が開始される点は、ΔＴeが正から負に
初めて変化するところである。すなわち、応答軌跡が直
線Ａと接するところである。つまり、（５）式におい
て、ΔＴe＝０となり、次の（６）式を満たす時点であ
る。
【００２４】
【数６】
【００２５】いま、制御対象がすべて同じであれば、制
御器からトルクリミット値Ｔ１imが出力されている状態
の応答軌跡は同じ経路をとる。従って、制御器が制御を
開始する地点はＫp／Ｋiの値により決定される。また、
（５）式から、ΔＴeの大きさは、Ｋp／Ｋi、ΔＥrおよ
びＥrの値が一定の場合、Ｋiによって決定される。
御器からトルクリミット値Ｔ１imが出力されている状態
の応答軌跡は同じ経路をとる。従って、制御器が制御を
開始する地点はＫp／Ｋiの値により決定される。また、
（５）式から、ΔＴeの大きさは、Ｋp／Ｋi、ΔＥrおよ
びＥrの値が一定の場合、Ｋiによって決定される。
【００２６】このΔＥr−Ｅr座標系において、制御器が
制御を開始するときのΔＥrとＥrの値（ΔＥr＊および
Ｅr＊）を用いてファジィルール空間を設定する。図４
は実施例に示したファジィチューニングシステムで使用
する前件部ファジィ変数とメンバーシップ関数を示す。
この実施例ではマイクロプロセッサ内での処理を簡単に
するために離散型ファジィ変数を用いる。
制御を開始するときのΔＥrとＥrの値（ΔＥr＊および
Ｅr＊）を用いてファジィルール空間を設定する。図４
は実施例に示したファジィチューニングシステムで使用
する前件部ファジィ変数とメンバーシップ関数を示す。
この実施例ではマイクロプロセッサ内での処理を簡単に
するために離散型ファジィ変数を用いる。
【００２７】上述したファジィルール空間における制御
対象の応答軌跡を図５ａ，ｂおよび図６ａ，ｂに示す。
図５ａ，ｂはＫp／Ｋiの値を一定とし、ＫpおよびＫiの
値を変化させたものであり、図５ｂの場合は、図５ａの
場合におけるＫp，Ｋiの３倍である。Ｋp／Ｋiの値が一
定である場合、ＫpおよびＫiの値が大きくなるにつれ、
ΔＴeが負から正に変化する点Ｐ１は右下から左上へと
移動している。これは、（５）式より、制御器が制御を
開始する地点が同じであっても、ΔＴeの値がＫiにより
変化するためである。図６ａ，ｂはＫiを一定とし、Ｋp
／Ｋiの値すなわち、Ｋpの値を変化させたものであり、
図６ｂの場合は、図６ａの場合の３倍である。図６ａで
は制御器が制御を開始する地点が目標値に近すぎるた
め、Ｅrが正の範囲ではトルク指令値が零にならず、点
Ｐ１は右下へ、図６ｂでは、逆に目標値から遠いため、
トルク指令値の減少が過多気味になり、Ｐ１の左上と移
動している。
対象の応答軌跡を図５ａ，ｂおよび図６ａ，ｂに示す。
図５ａ，ｂはＫp／Ｋiの値を一定とし、ＫpおよびＫiの
値を変化させたものであり、図５ｂの場合は、図５ａの
場合におけるＫp，Ｋiの３倍である。Ｋp／Ｋiの値が一
定である場合、ＫpおよびＫiの値が大きくなるにつれ、
ΔＴeが負から正に変化する点Ｐ１は右下から左上へと
移動している。これは、（５）式より、制御器が制御を
開始する地点が同じであっても、ΔＴeの値がＫiにより
変化するためである。図６ａ，ｂはＫiを一定とし、Ｋp
／Ｋiの値すなわち、Ｋpの値を変化させたものであり、
図６ｂの場合は、図６ａの場合の３倍である。図６ａで
は制御器が制御を開始する地点が目標値に近すぎるた
め、Ｅrが正の範囲ではトルク指令値が零にならず、点
Ｐ１は右下へ、図６ｂでは、逆に目標値から遠いため、
トルク指令値の減少が過多気味になり、Ｐ１の左上と移
動している。
【００２８】上述のことをまとめると次のようになる。
【００２９】（１）Ｐ１が原点より、左上にあるとき、
（ａ）Ｋp／Ｋiは大きい、（ｂ）Ｋiは大きい、
（ａ），（ｂ）のどちらか一方、または、両方である。
（ａ）Ｋp／Ｋiは大きい、（ｂ）Ｋiは大きい、
（ａ），（ｂ）のどちらか一方、または、両方である。
【００３０】（２）Ｐ１が原点より、右下にあるとき、
（ａ）Ｋp／Ｋiは小さい、（ｂ）Ｋiは小さい、
（ａ），（ｂ）のどちらか一方、または、両方である。
（ａ）Ｋp／Ｋiは小さい、（ｂ）Ｋiは小さい、
（ａ），（ｂ）のどちらか一方、または、両方である。
【００３１】今、ΔＴe＝０となる点Ｐ１およびＰ２の
位置を考えて見る。この二点が原点付近にあれば、制御
対象の速度ステップ応答は望ましい波形となる。ここ
で、Ｐ２に着目すると、それはＰ１が原点付近であって
も、応答が発散した場合など、必ずしもＰ２が原点付近
にあるとは限らないからである。
位置を考えて見る。この二点が原点付近にあれば、制御
対象の速度ステップ応答は望ましい波形となる。ここ
で、Ｐ２に着目すると、それはＰ１が原点付近であって
も、応答が発散した場合など、必ずしもＰ２が原点付近
にあるとは限らないからである。
【００３２】この実施例では、Ｋp／ＫiとＫiの値の変
化分の割合Δ（Ｋp／Ｋi）、ΔＫiを別々に推論するも
のとする。Δ（Ｋp／Ｋi）については、点Ｐ１の位置だ
けを考慮する。ΔＫiについては、点Ｐ１，Ｐ２の位置
を考慮し、ルール数をできるだけ少なくするため、二点
について、ファジィ推論、非ファジィ化を行う。すなわ
ち、点Ｐ１から推論した値ΔＫip1と点Ｐ２から推論し
たΔＫip2の２つの値を合計し、その値をΔＫiに対する
最終的な出力とする。なお、すべての推論は、図７に示
すファジィルールを用いる。また、図８ａ，ｂ，ｃに後
件部ファジィ変数とメンバーシップ関数を示す。
化分の割合Δ（Ｋp／Ｋi）、ΔＫiを別々に推論するも
のとする。Δ（Ｋp／Ｋi）については、点Ｐ１の位置だ
けを考慮する。ΔＫiについては、点Ｐ１，Ｐ２の位置
を考慮し、ルール数をできるだけ少なくするため、二点
について、ファジィ推論、非ファジィ化を行う。すなわ
ち、点Ｐ１から推論した値ΔＫip1と点Ｐ２から推論し
たΔＫip2の２つの値を合計し、その値をΔＫiに対する
最終的な出力とする。なお、すべての推論は、図７に示
すファジィルールを用いる。また、図８ａ，ｂ，ｃに後
件部ファジィ変数とメンバーシップ関数を示す。
【００３３】図８ａ，ｂ，ｃにおいて、Δ（Ｋp／Ｋi）
については、点Ｐ１の位置を原点付近へ大きく移動させ
るために、−０.９から０.９を、ΔＫip1については、
点Ｐ１の位置を細かく移動させるために、−０.３から
０.３をΔＫip2については、点Ｐ１の位置の移動に伴う
点Ｐ２の位置の移動を打ち消すために、ΔＫip1の場合
より大きい値、−０.６から０.６をあてはめた。前件部
と同様の理由により、後件部においても離散型ファジィ
変数を用いる。
については、点Ｐ１の位置を原点付近へ大きく移動させ
るために、−０.９から０.９を、ΔＫip1については、
点Ｐ１の位置を細かく移動させるために、−０.３から
０.３をΔＫip2については、点Ｐ１の位置の移動に伴う
点Ｐ２の位置の移動を打ち消すために、ΔＫip1の場合
より大きい値、−０.６から０.６をあてはめた。前件部
と同様の理由により、後件部においても離散型ファジィ
変数を用いる。
【００３４】この実施例では、推論方式に（８）式，
（９）式に示すＭＡＸ−ＰＲＯＤＵＣＴ法を、非ファジ
ィ化に（１０）式に示す重心法を用いる。（７）式はこ
の実施例で用いるルール形式を表している。式中、ｉは
ルール数を表し、Ａi1，Ａi2は前件部ファジィ変数をＢ
iは後件部ファジィ変数を表ししている。また、ｘはΔ
（Ｋp／Ｋi）、ΔＫip1，ΔＫip2を表している。
（９）式に示すＭＡＸ−ＰＲＯＤＵＣＴ法を、非ファジ
ィ化に（１０）式に示す重心法を用いる。（７）式はこ
の実施例で用いるルール形式を表している。式中、ｉは
ルール数を表し、Ａi1，Ａi2は前件部ファジィ変数をＢ
iは後件部ファジィ変数を表ししている。また、ｘはΔ
（Ｋp／Ｋi）、ΔＫip1，ΔＫip2を表している。
【００３５】
【数７】
【００３６】
【数８】
【００３７】
【数９】
【００３８】上記式において、Ｂ0（ｙ）は出力のファ
ジィ変数を表し、ΔＥr 0、Ｅr 0は前件部入力値を示す。
ジィ変数を表し、ΔＥr 0、Ｅr 0は前件部入力値を示す。
【００３９】
【数１０】
【００４０】（１０）式によりΔ（Ｋp／Ｋi）、ΔＫ
ip1，ΔＫip2の値を非ファジィ化し、その値を用いてＫ
p／Ｋi、Ｋiの値を更新し、最終的にＫp，Ｋiを出力す
る。
ip1，ΔＫip2の値を非ファジィ化し、その値を用いてＫ
p／Ｋi、Ｋiの値を更新し、最終的にＫp，Ｋiを出力す
る。
【００４１】
【数１１】
【００４２】
【数１２】
【００４３】
【数１３】
【００４４】
【数１４】
【００４５】次に、この実施例のシミュレーションにお
いて制御対象として用いた誘導電動機のパラメータを表
１におよび諸定数を表２に示す。
いて制御対象として用いた誘導電動機のパラメータを表
１におよび諸定数を表２に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】また、図９ａ，ｂ，ｃに、０［ｒｐｍ］か
ら１５００［ｒｐｍ］の速度ステップ入力において、Ｋ
p，Ｋｉの値をチューニングしたシミュレーション結果
を示す。ここで、Ｋp／Ｋi、Ｋiの初期値はそれぞれ１.
０である。なお、図９ａはＫp／Ｋiの値の変化を、図９
ｂはＫiの値の変化を、図９ｃのＫpの値の変化をそれぞ
れ示している。横軸は推論回数である。
ら１５００［ｒｐｍ］の速度ステップ入力において、Ｋ
p，Ｋｉの値をチューニングしたシミュレーション結果
を示す。ここで、Ｋp／Ｋi、Ｋiの初期値はそれぞれ１.
０である。なお、図９ａはＫp／Ｋiの値の変化を、図９
ｂはＫiの値の変化を、図９ｃのＫpの値の変化をそれぞ
れ示している。横軸は推論回数である。
【００４９】図１０ａ，ｂ，ｃは、それぞれ、推論回数
が、５回目，１５回目，２４回目（最終値）における速
度ステップ応答を示している。図１０ａは、推論回数が
５回のものであるが、この図においてはオーバーシュー
ト量も大きく、振動を起こしていることが判る。図１０
ｂは、推論回数が１５回のものであるが、この場合には
オーバシュート量も減少し、わずかに振動を生じている
ものの収束している。図１０ｃは推論回数が２４回のも
のであるが、この場合には図１０ｂよりもさらに良い応
答波形となっている。これにより、推論を繰り返すうち
に、次第に適切なゲインが得られるようになる。
が、５回目，１５回目，２４回目（最終値）における速
度ステップ応答を示している。図１０ａは、推論回数が
５回のものであるが、この図においてはオーバーシュー
ト量も大きく、振動を起こしていることが判る。図１０
ｂは、推論回数が１５回のものであるが、この場合には
オーバシュート量も減少し、わずかに振動を生じている
ものの収束している。図１０ｃは推論回数が２４回のも
のであるが、この場合には図１０ｂよりもさらに良い応
答波形となっている。これにより、推論を繰り返すうち
に、次第に適切なゲインが得られるようになる。
【００５０】なお、上記実施例ではＩＭのベクトル制御
系について述べて来たが直流電動機の速度制御系および
プラント用ＰＩ制御器への適用も可能である。
系について述べて来たが直流電動機の速度制御系および
プラント用ＰＩ制御器への適用も可能である。
【００５１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ΔＥr−Ｅr空間において、トルク指令値の変化分ΔＴe
が零となる位置により、積分ゲインＫiおよびそれと比
例ゲインＫpの比Ｋp／Ｋiの値を推論し、それによりＫp
およびＫiをチューニングする手段を用いたことによ
り、速度制御用等のＰＩ制御器のゲインと時定数をチュ
ーニングすることにより、制御対象の特性が不明確な場
合でも自動的にゲインの調整を行うことができる。ま
た、人手による制御器の調整が不要となり、調整時間の
削減と調整員が異なったときの人的な要因による調整ば
らつきが無くなる。さらに、制御対象の慣性モーメント
（ＧＤ2）が変動するような場合にも、自動的にＰＩ制
御器のチューニングが行われるために系全体としてのロ
バスト性が向上する。
ΔＥr−Ｅr空間において、トルク指令値の変化分ΔＴe
が零となる位置により、積分ゲインＫiおよびそれと比
例ゲインＫpの比Ｋp／Ｋiの値を推論し、それによりＫp
およびＫiをチューニングする手段を用いたことによ
り、速度制御用等のＰＩ制御器のゲインと時定数をチュ
ーニングすることにより、制御対象の特性が不明確な場
合でも自動的にゲインの調整を行うことができる。ま
た、人手による制御器の調整が不要となり、調整時間の
削減と調整員が異なったときの人的な要因による調整ば
らつきが無くなる。さらに、制御対象の慣性モーメント
（ＧＤ2）が変動するような場合にも、自動的にＰＩ制
御器のチューニングが行われるために系全体としてのロ
バスト性が向上する。
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図、
【図２】ａは制御対象の速度ステップ応答ωrの特性
図、ｂは同じくトルク指令値Ｔe＊の特性図、
図、ｂは同じくトルク指令値Ｔe＊の特性図、
【図３】ΔＥr−Ｅにおける制御対象の速度ステップ応
答を示す特性図、
答を示す特性図、
【図４】前件部ファジィ変数とメンバーシップ関数説明
図で、ａはΔＥrにおける説明図、ｂはＥrにおける説明
図、
図で、ａはΔＥrにおける説明図、ｂはＥrにおける説明
図、
【図５】ａ，ｂはＫiの値による応答軌跡説明図、
【図６】ａ，ｂはＫp／Ｋiの値による応答軌跡説明図、
【図７】ファジィルール説明図、
【図８】ａ，ｂ，ｃは後件部ファジィとメンバーシップ
関数を示す説明図、
関数を示す説明図、
【図９】ａ，ｂ，ｃはシミュレーション結果を示すもの
で、ａはＫp／Ｋiについての特性図、ｂはＫiについて
の特性図、ｃはＫpについての特性図、
で、ａはＫp／Ｋiについての特性図、ｂはＫiについて
の特性図、ｃはＫpについての特性図、
【図１０】ａ，ｂ，ｃは推論ゲインによる速度ステップ
応答のシミュレーション結果を示すもので、ａは推論回
数が５回のときの特性図、ｂは同じく１５回のときの特
性図、ｃは同じく２４回のときの特性図。
応答のシミュレーション結果を示すもので、ａは推論回
数が５回のときの特性図、ｂは同じく１５回のときの特
性図、ｃは同じく２４回のときの特性図。
１４…偏差器 １５…ＰＩ制御器 １６…ファジィチューニングシステム １７…トルク電流演算部 １９…二次インダクタンス演算部 ２０…二次抵抗演算部 ２１…すべり角周波数演算部 ２２…加算部 ２３…乗算部 ２４…積分部 ２５…回転座標変換部 ２６…電流予測部
Claims (1)
- 【請求項１】 比例ゲインとＰＩ制御器の偏差入力値の
変化分との積を得る第１工程と、この第１工程で得られ
た値に、積分ゲインとＰＩ制御器の偏差入力値との積を
加算する第２工程と、この第２工程で得られた値にＰＩ
制御器の（ｍ−１）番目のサンプル点の出力値とを加算
する第３工程と、前記ＰＩ制御器の偏差入力値と前記第
１，第２工程との加算値が入力され、両入力値をファジ
ィ演算して比例ゲインおよび積分ゲインを得る第４工程
とからなることを特徴とするＰＩ制御器のオートチュー
ニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076764A JPH05284771A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Ｐｉ制御器のオートチューニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076764A JPH05284771A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Ｐｉ制御器のオートチューニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284771A true JPH05284771A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13614665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076764A Pending JPH05284771A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Ｐｉ制御器のオートチューニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05284771A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659250B1 (ko) * | 2004-07-01 | 2006-12-19 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 영구자석 동기전동기의 제어장치 및 모듈 |
| KR100857099B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2008-09-05 | 인하대학교 산학협력단 | 적응 적분 바이너리 관측기와 퍼지로직 제어기를 이용한전동기 제어장치 및 그 방법 |
| CN106354022A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-01-25 | 湖南大学 | 一种无刷直流电机及其控制方法、系统 |
| CN110572094A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-13 | 江苏师范大学 | 一种改进型双闭环直流调速系统的控制方法 |
| CN112644289A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-04-13 | 奇瑞新能源汽车股份有限公司 | 车辆的电制动停车方法、装置、电机控制器及车辆 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4076764A patent/JPH05284771A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659250B1 (ko) * | 2004-07-01 | 2006-12-19 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 영구자석 동기전동기의 제어장치 및 모듈 |
| KR100857099B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2008-09-05 | 인하대학교 산학협력단 | 적응 적분 바이너리 관측기와 퍼지로직 제어기를 이용한전동기 제어장치 및 그 방법 |
| CN106354022A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-01-25 | 湖南大学 | 一种无刷直流电机及其控制方法、系统 |
| CN110572094A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-13 | 江苏师范大学 | 一种改进型双闭环直流调速系统的控制方法 |
| CN112644289A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-04-13 | 奇瑞新能源汽车股份有限公司 | 车辆的电制动停车方法、装置、电机控制器及车辆 |
| CN112644289B (zh) * | 2021-01-05 | 2022-07-12 | 奇瑞新能源汽车股份有限公司 | 车辆的电制动停车方法、装置、电机控制器及车辆 |
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