JPH0610764B2 - 適応制御装置 - Google Patents
適応制御装置Info
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- JPH0610764B2 JPH0610764B2 JP61069203A JP6920386A JPH0610764B2 JP H0610764 B2 JPH0610764 B2 JP H0610764B2 JP 61069203 A JP61069203 A JP 61069203A JP 6920386 A JP6920386 A JP 6920386A JP H0610764 B2 JPH0610764 B2 JP H0610764B2
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- Japan
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- control
- signal
- optimum
- control coefficient
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、制御対象の特性が変化し易いプラントの制御
に利用して好適な適応制御装置に係わり、特に最適制御
係数を求める手段の改良に関する。
に利用して好適な適応制御装置に係わり、特に最適制御
係数を求める手段の改良に関する。
(従来の技術) 一般に、プラントの制御においては、制御対象の特性が
種々の条件で変化する。このため、固定の最適制御定数
たとえばPID制御定数に基いて制御する制御装置で
は、制御対象の変化に対応できず、良質な制御性は得ら
れなかった。そこで、最近では制御対象の特性変化に追
従してPID制御係数を求め、このPID制御係数に基
いて制御する適応制御装置が広く利用されている。
種々の条件で変化する。このため、固定の最適制御定数
たとえばPID制御定数に基いて制御する制御装置で
は、制御対象の変化に対応できず、良質な制御性は得ら
れなかった。そこで、最近では制御対象の特性変化に追
従してPID制御係数を求め、このPID制御係数に基
いて制御する適応制御装置が広く利用されている。
第4図は従来のこの種の適応制御装置の構成を示すブロ
ック図である。この適応制御装置は、制御対象1の出力
すなわちプロセス変数をフィードバックするフィードバ
ック信号S1と、上記制御対象1の目標値を設定してな
る目標値信号S2とを減算手段2で比較し、その偏差信
号S3をPID調節手段3に印加してPID制御係数に
基いて調節演算を行ない、操作信号S4を発生させる。
そして、この操作信号S4を加算手段4に印加し、探索
信号発生手段5により発生される前記制御対象1を探索
するための探索信号S5と加算し、この加算信号S6を
制御対象1に与えて制御する。また、上記加算信号S6
を制御対象同定手段6に導くと共に前記フィードバック
信号S1も導き、この制御対象同定手段6により制御対
象1の特性を固定し、この固定結果に基いて最適なPI
D制御係数を最適PID値決定手段7にて決定し、この
最適なPID制御係数を前記PID調節手段3のPID
制御係数と設定して、制御対象1の制御を実行するもの
となっている。
ック図である。この適応制御装置は、制御対象1の出力
すなわちプロセス変数をフィードバックするフィードバ
ック信号S1と、上記制御対象1の目標値を設定してな
る目標値信号S2とを減算手段2で比較し、その偏差信
号S3をPID調節手段3に印加してPID制御係数に
基いて調節演算を行ない、操作信号S4を発生させる。
そして、この操作信号S4を加算手段4に印加し、探索
信号発生手段5により発生される前記制御対象1を探索
するための探索信号S5と加算し、この加算信号S6を
制御対象1に与えて制御する。また、上記加算信号S6
を制御対象同定手段6に導くと共に前記フィードバック
信号S1も導き、この制御対象同定手段6により制御対
象1の特性を固定し、この固定結果に基いて最適なPI
D制御係数を最適PID値決定手段7にて決定し、この
最適なPID制御係数を前記PID調節手段3のPID
制御係数と設定して、制御対象1の制御を実行するもの
となっている。
しかるに、従来の適応制御装置においては、上述したよ
うにステップ信号またはM系列信号等の制御対象の特性
を探索する探索信号S5を操作信号S4に重畳して制御
対象1に印加し、その結果から制御対象1の特性を同定
し、同定するための最適PID制御係数を求めてPID
調節手段3のPID制御係数に設定している。したがっ
て、過去の探索信号S5に対する制御対象1の特性を求
め、この特性に対応する最適PID制御係数を現在の最
適PID制御係数として設定し制御している。これに対
し、制御対象1の特性は過去の状態から変化しているの
で、最適PID値決定手段7にて求められた最適PID
制御係数は現在の制御対象1に対する最適値とはいえな
かった。このため、良質な制御性を得るのは困難である
上、プラントの異常等により制御対象1の特性が急変し
てもこれに速応できず危険であった。
うにステップ信号またはM系列信号等の制御対象の特性
を探索する探索信号S5を操作信号S4に重畳して制御
対象1に印加し、その結果から制御対象1の特性を同定
し、同定するための最適PID制御係数を求めてPID
調節手段3のPID制御係数に設定している。したがっ
て、過去の探索信号S5に対する制御対象1の特性を求
め、この特性に対応する最適PID制御係数を現在の最
適PID制御係数として設定し制御している。これに対
し、制御対象1の特性は過去の状態から変化しているの
で、最適PID値決定手段7にて求められた最適PID
制御係数は現在の制御対象1に対する最適値とはいえな
かった。このため、良質な制御性を得るのは困難である
上、プラントの異常等により制御対象1の特性が急変し
てもこれに速応できず危険であった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、このような事情に基いてなされたものであ
り、制御対象の特性変化に速応でき、制御性の向上をは
かり得、かつ制御対象の特性が急変しても安全な制御が
実行できる適応制御装置を提供することを目的とする。
り、制御対象の特性変化に速応でき、制御性の向上をは
かり得、かつ制御対象の特性が急変しても安全な制御が
実行できる適応制御装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、制
御対象の制御量とこの制御量に対する目標値との偏差を
演算して得られる偏差信号に対し最適制御係数にしたが
って制御演算を行ない操作信号を発生する制御調節手段
と、前記制御対象の特性を探索するための探索信号を発
生する探索信号発生手段と、この探索信号発生手段によ
り発生された探索信号と前記制御調節手段により発生さ
れた操作信号とを重畳する加算手段と、この加算手段に
より探索信号が重畳された操作信号と前記制御量とに基
づき前記制御対象の特性を同定する制御対象同定手段
と、この制御対象同定手段において前記制御対象の特性
を同定するための最適制御係数を求める最適制御係数決
定手段と、予め影響信号の大きさに対応させて複数の記
憶領域に区分され、これら区分された記憶領域に前記最
適制御係数決定手段により求められる最適制御係数が記
憶され、前記探索信号発生手段から発生される探索信号
を用いて得られる制御対象の応答時間内に生ずる前記影
響信号の大きさに応じて前記該当区分の最適制御係数の
更新有無を判断し、かつ、前記該当区分から最適制御係
数を読み出す最適制御係数記憶手段とを具備し、この最
適制御係数記憶手段から読出した最適制御係数を前記制
御調節手段に設定し前記制御対象を制御する適応制御装
置である。
御対象の制御量とこの制御量に対する目標値との偏差を
演算して得られる偏差信号に対し最適制御係数にしたが
って制御演算を行ない操作信号を発生する制御調節手段
と、前記制御対象の特性を探索するための探索信号を発
生する探索信号発生手段と、この探索信号発生手段によ
り発生された探索信号と前記制御調節手段により発生さ
れた操作信号とを重畳する加算手段と、この加算手段に
より探索信号が重畳された操作信号と前記制御量とに基
づき前記制御対象の特性を同定する制御対象同定手段
と、この制御対象同定手段において前記制御対象の特性
を同定するための最適制御係数を求める最適制御係数決
定手段と、予め影響信号の大きさに対応させて複数の記
憶領域に区分され、これら区分された記憶領域に前記最
適制御係数決定手段により求められる最適制御係数が記
憶され、前記探索信号発生手段から発生される探索信号
を用いて得られる制御対象の応答時間内に生ずる前記影
響信号の大きさに応じて前記該当区分の最適制御係数の
更新有無を判断し、かつ、前記該当区分から最適制御係
数を読み出す最適制御係数記憶手段とを具備し、この最
適制御係数記憶手段から読出した最適制御係数を前記制
御調節手段に設定し前記制御対象を制御する適応制御装
置である。
(作用) このような手段を講じたことにより、最適制御係数記憶
手段には影響信号の大きさに応じて最適制御係数が記憶
され、制御動作は影響信号の大きさに対応する最適制御
係数が読出されて制御調節手段の最適制御係数として実
行される。
手段には影響信号の大きさに応じて最適制御係数が記憶
され、制御動作は影響信号の大きさに対応する最適制御
係数が読出されて制御調節手段の最適制御係数として実
行される。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、第4図と同一部分には同一符号を付し、詳し
い説明は省略する。第1図において10は最適PID値
記憶手段であって、具体的には第2図に示す構成をなす
ものである。すなわち、最適PID値記憶手段10は、
前記探索信号発生手段5により探索信号S5が発生され
た時点で起動し制御対象1の応答時間を経時するタイマ
部11と、前記制御対象1に影響を与える信号すなわち
目標値信号,プロセス信号,外乱信号等のうち少なくと
も1つの影響信号S10のレベルを測定するレベル測定
部12と、このレベル測定部12にて測定されるレベル
値が前記タイマ部11にて経時された応答時間内に所定
レベル範囲以上変化したか否かを判断するレベル変化判
断部13と、第3図に示す如く上記所定レベル範囲L
1,L2,……L(n−1),Ln毎に記憶領域を区分
し、この区分された記憶領域に対応する最適PID制御
係数を格納するメモリ部14と、前記レベル変化判断部
13にて前記影響信号S10が所定レベル範囲内の変動
しか生じていないと判断された場合には、当該影響信号
S10のレベル範囲に対応する前記メモリ部14の記憶
領域の記憶内容を前記最適PID値決定部7にて求めら
れた最適PID制御係数に更新すると共に、この最適P
ID制御係数をPID調節部3へ出力する書込み制御部
15と、前記レベル変化判断部13にて前記影響信号S
10が所定レベル範囲以上の変動を生じたと判断された
場合には、当該影響信号S10のレベル範囲に対応する
前記メモリ部14の記憶領域の記憶内容を読出してPI
D調節手段3に出力し、かつ前記書込み制御部15に入
力された最適PID値決定部7にて求められた最適PI
D制御係数をキャンセルするキャンセル信号S11を出
力する読出し制御部16とからなっている。
る。なお、第4図と同一部分には同一符号を付し、詳し
い説明は省略する。第1図において10は最適PID値
記憶手段であって、具体的には第2図に示す構成をなす
ものである。すなわち、最適PID値記憶手段10は、
前記探索信号発生手段5により探索信号S5が発生され
た時点で起動し制御対象1の応答時間を経時するタイマ
部11と、前記制御対象1に影響を与える信号すなわち
目標値信号,プロセス信号,外乱信号等のうち少なくと
も1つの影響信号S10のレベルを測定するレベル測定
部12と、このレベル測定部12にて測定されるレベル
値が前記タイマ部11にて経時された応答時間内に所定
レベル範囲以上変化したか否かを判断するレベル変化判
断部13と、第3図に示す如く上記所定レベル範囲L
1,L2,……L(n−1),Ln毎に記憶領域を区分
し、この区分された記憶領域に対応する最適PID制御
係数を格納するメモリ部14と、前記レベル変化判断部
13にて前記影響信号S10が所定レベル範囲内の変動
しか生じていないと判断された場合には、当該影響信号
S10のレベル範囲に対応する前記メモリ部14の記憶
領域の記憶内容を前記最適PID値決定部7にて求めら
れた最適PID制御係数に更新すると共に、この最適P
ID制御係数をPID調節部3へ出力する書込み制御部
15と、前記レベル変化判断部13にて前記影響信号S
10が所定レベル範囲以上の変動を生じたと判断された
場合には、当該影響信号S10のレベル範囲に対応する
前記メモリ部14の記憶領域の記憶内容を読出してPI
D調節手段3に出力し、かつ前記書込み制御部15に入
力された最適PID値決定部7にて求められた最適PI
D制御係数をキャンセルするキャンセル信号S11を出
力する読出し制御部16とからなっている。
次に、本実施例の動作について説明する。制御対象1の
制御量をフィードバックするフィードバック信号S1と
目標値信号S2との偏差が減算部2にて演算され、偏差
信号S3としてPID調節手段3に与えられる。そし
て、ここで最適PID記憶手段10から与えられる最適
PID制御係数にしたがって制御演算が実行され、演算
結果が操作信号S4として加算手段4に与えられる。こ
の加算手段4には探索信号発生手段5から探索信号S5
が与えられており、前記操作信号S4にこの探索信号S
5が加算され、加算信号S6として前記制御対象1に与
えられる。かくして、制御対象1は加算信号S6にした
がって制御され、制御量が再びフィードバック信号S1
として出力される。
制御量をフィードバックするフィードバック信号S1と
目標値信号S2との偏差が減算部2にて演算され、偏差
信号S3としてPID調節手段3に与えられる。そし
て、ここで最適PID記憶手段10から与えられる最適
PID制御係数にしたがって制御演算が実行され、演算
結果が操作信号S4として加算手段4に与えられる。こ
の加算手段4には探索信号発生手段5から探索信号S5
が与えられており、前記操作信号S4にこの探索信号S
5が加算され、加算信号S6として前記制御対象1に与
えられる。かくして、制御対象1は加算信号S6にした
がって制御され、制御量が再びフィードバック信号S1
として出力される。
また、上記フィードバック信号S1と加算信号S6とは
制御対象同定部6に与えられ、前記制御対象1の特性を
同定する。このとき、最適PID値決定部7にて特性を
同定するのに最適なPID制御係数が求められ、最適P
ID値記憶部10の書込み制御部15に入力される。
制御対象同定部6に与えられ、前記制御対象1の特性を
同定する。このとき、最適PID値決定部7にて特性を
同定するのに最適なPID制御係数が求められ、最適P
ID値記憶部10の書込み制御部15に入力される。
一方、最適PID値記憶部10のタイマ部11は前記探
索信号発生手段5から探索信号S5が発生した時点で起
動し、制御対象1の応答時間を経時している。また、レ
ベル測定部12には影響信号S10が与えられ、この影
響信号S10のレベルが測定される。そして、この測定
されたレベル情報はレベル変化判断部13に与えられ、
前記タイマ部11にて経時された応答時間内に所定レベ
ル範囲以上変化したか否かが判断される。そして、所定
レベル範囲(例えばL2)内の変動であると判断された
場合には、読出し制御部16により変動内のレベル範囲
L2に対応する前記メモリ部14の記憶領域の記憶内容
(P2,I2,D2)が読出されてPID調節手段3に
出力されるとともに、前記書込み制御部15に入力され
る最適PID制御係数(P′2,I′2,D′2)が、
メモリ部14の当該所定レベル範囲に対応する記憶領域
に書込まれる。他方、所定レベル範囲以上の変動(例え
ばL2からL3)を生じたと判断された場合には、読出
し制御部16により変動したレベル範囲L3に対応する
前記メモリ部14の記憶領域の記憶内容(P3,I3,
D3)が読出されてPID調節手段3に出力されると同
時に、前記書込み制御部15にキャンセル信号S11が
出力され、この書込み制御部15に入力される最適PI
D制御係数(P′2,I′2,D′2)はキャンセルさ
れる。
索信号発生手段5から探索信号S5が発生した時点で起
動し、制御対象1の応答時間を経時している。また、レ
ベル測定部12には影響信号S10が与えられ、この影
響信号S10のレベルが測定される。そして、この測定
されたレベル情報はレベル変化判断部13に与えられ、
前記タイマ部11にて経時された応答時間内に所定レベ
ル範囲以上変化したか否かが判断される。そして、所定
レベル範囲(例えばL2)内の変動であると判断された
場合には、読出し制御部16により変動内のレベル範囲
L2に対応する前記メモリ部14の記憶領域の記憶内容
(P2,I2,D2)が読出されてPID調節手段3に
出力されるとともに、前記書込み制御部15に入力され
る最適PID制御係数(P′2,I′2,D′2)が、
メモリ部14の当該所定レベル範囲に対応する記憶領域
に書込まれる。他方、所定レベル範囲以上の変動(例え
ばL2からL3)を生じたと判断された場合には、読出
し制御部16により変動したレベル範囲L3に対応する
前記メモリ部14の記憶領域の記憶内容(P3,I3,
D3)が読出されてPID調節手段3に出力されると同
時に、前記書込み制御部15にキャンセル信号S11が
出力され、この書込み制御部15に入力される最適PI
D制御係数(P′2,I′2,D′2)はキャンセルさ
れる。
このように、本実施例においては、制御対象1の特性に
影響を与える影響信号S10の大きさ(レベル)に対応
して最適PID制御係数を記憶し、かつこの影響信号S
10の大きさに応じて記憶された最適PID制御係数を
読出し、PID調節手段3における最適PID制御係数
として設定している。
影響を与える影響信号S10の大きさ(レベル)に対応
して最適PID制御係数を記憶し、かつこの影響信号S
10の大きさに応じて記憶された最適PID制御係数を
読出し、PID調節手段3における最適PID制御係数
として設定している。
したがって、本実施例によれば、影響信号S10の大き
さに対応して記憶された最適PID制御係数を速やかに
読出すことができるので、制御対象1の特性変化に対し
て速応できる。その結果、制御性の向上をはかり得る。
また、プラントの異常等により制御対象1の特性が急変
した場合においても、影響信号S10のレベルに対応し
て記憶された最適PID制御係数が読出され、PID調
節手段3に与えられるので、急変に速応でき、危険を招
くおそれはない。
さに対応して記憶された最適PID制御係数を速やかに
読出すことができるので、制御対象1の特性変化に対し
て速応できる。その結果、制御性の向上をはかり得る。
また、プラントの異常等により制御対象1の特性が急変
した場合においても、影響信号S10のレベルに対応し
て記憶された最適PID制御係数が読出され、PID調
節手段3に与えられるので、急変に速応でき、危険を招
くおそれはない。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
たとえば前記実施例では、PID制御系に適用して場合
を示したが、PI制御系等に適用できるのは言うまでも
ない。また、前記実施例では1つの影響信号S10に対
応して最適PID制御係数を記憶し、当該影響信号S1
0のレベルに応じて最適PID制御係数を読出す場合を
示したが、2つ以上の影響信号に対応して記憶し、これ
ら影響信号のレベルに応じて読出すようにしてもよい。
このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。
たとえば前記実施例では、PID制御系に適用して場合
を示したが、PI制御系等に適用できるのは言うまでも
ない。また、前記実施例では1つの影響信号S10に対
応して最適PID制御係数を記憶し、当該影響信号S1
0のレベルに応じて最適PID制御係数を読出す場合を
示したが、2つ以上の影響信号に対応して記憶し、これ
ら影響信号のレベルに応じて読出すようにしてもよい。
このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明によれば、制御対象の特性
変化に速応でき、制御性の向上をはかり得、かつ制御対
象の特性が急変しても安全な制御が実行できる適応制御
装置を提供できる。
変化に速応でき、制御性の向上をはかり得、かつ制御対
象の特性が急変しても安全な制御が実行できる適応制御
装置を提供できる。
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図は同実施例における最適PID値記憶手段10の具
体的構成を示すブロック図、第3図はメモリの状態図、
第4図は従来例の構成を示すブロック図である。 1…制御対象、2…減算手段、3…PID制御手段、4
…加算手段、5…操作信号発生手段、6…制御対象同定
手段、7…最適PID値決定手段、10…最適PID値
記憶手段、11…タイマ部、12…レベル測定部、13
…レベル変化判断部、14…メモリ部、15…書込み制
御部、16…読出し制御部。
2図は同実施例における最適PID値記憶手段10の具
体的構成を示すブロック図、第3図はメモリの状態図、
第4図は従来例の構成を示すブロック図である。 1…制御対象、2…減算手段、3…PID制御手段、4
…加算手段、5…操作信号発生手段、6…制御対象同定
手段、7…最適PID値決定手段、10…最適PID値
記憶手段、11…タイマ部、12…レベル測定部、13
…レベル変化判断部、14…メモリ部、15…書込み制
御部、16…読出し制御部。
Claims (3)
- 【請求項1】制御対象の制御量とこの制御量に対する目
標値との偏差を演算して得られる偏差信号に対し最適制
御係数にしたがって制御演算を行ない操作信号を発生す
る制御調節手段と、前記制御対象の特性を探索するため
の探索信号を発生する探索信号発生手段と、この探索信
号発生手段により発生された探索信号と前記制御調節手
段により発生された操作信号とを重畳する加算手段と、
この加算手段により探索信号が重畳された操作信号と前
記制御量とに基づき前記制御対象の特性を同定する制御
対象同定手段と、この制御対象同定手段において前記制
御対象の特性を同定するための最適制御係数を求める最
適制御係数決定手段と、予め影響信号の大きさに対応さ
せて複数の記憶領域に区分され、これら区分された記憶
領域に前記最適制御係数決定手段により求められる最適
制御係数が記憶され、前記探索信号発生手段から発生さ
れる探索信号を用いて得られる制御対象の応答時間内に
生ずる前記影響信号の大きさに応じて前記該当区分の最
適制御係数の更新有無を判断し、かつ、前記該当区分か
ら最適制御係数を読み出す最適制御係数記憶手段とを具
備し、 この最適制御係数記憶手段から読出した最適制御係数を
前記制御調節手段に設定し前記制御対象を制御するよう
にしたことを特徴とする適応制御装置。 - 【請求項2】前記制御対象の特性影響を与える影響信号
は、目標値信号,プロセス信号,外乱信号等の少なくと
も1つであることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項記載の適応制御装置。 - 【請求項3】前記最適制御係数記憶手段は、前記影響信
号が前記制御対象の応答時間内に所定範囲を越えたか否
かを判断し、所定範囲内のときには該当区分の最適制御
係数を前記最適制御係数決定手段により求めた最適制御
係数で更新し、所定範囲外のときには当該最適制御係数
の更新を禁止することを特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載の適応制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61069203A JPH0610764B2 (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 適応制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61069203A JPH0610764B2 (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 適応制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62226201A JPS62226201A (ja) | 1987-10-05 |
JPH0610764B2 true JPH0610764B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=13395934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61069203A Expired - Fee Related JPH0610764B2 (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 適応制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0610764B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01175002A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-11 | Tokyo Gas Co Ltd | プロセスの制御機構 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58154004A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-13 | Toshiba Corp | フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラ |
JPS6083104A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | Chino Works Ltd | 調節計 |
-
1986
- 1986-03-27 JP JP61069203A patent/JPH0610764B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62226201A (ja) | 1987-10-05 |
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