JPH0612102A - Adaptive controller - Google Patents
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- JPH0612102A JPH0612102A JP16749192A JP16749192A JPH0612102A JP H0612102 A JPH0612102 A JP H0612102A JP 16749192 A JP16749192 A JP 16749192A JP 16749192 A JP16749192 A JP 16749192A JP H0612102 A JPH0612102 A JP H0612102A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プロセス、機械製品等
に適用される適応制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive control device applied to processes, machine products and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３に、プロセス、機械製品等に適用さ
れる従来の適応制御装置の代表例を示す。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a typical example of a conventional adaptive control device applied to a process, a machine product or the like.
【０００３】プロセス１は、既知外乱ｄ(t) ２と操作量
ｕ(t) ３を入力とし、制御量ｙp(t)４を出力する。この
制御量ｙp(t)４は、規範モデル５の出力ｙm(t)６に追従
する必要がある。なお、規範モデル５の入力ｕm(t)７
は、別途、指令値として与えられる。また、規範モデル
５の第２の出力ｘm(t)８は、規範モデル５の中間変数で
ある。本来であれば制御量ｙp(t)４と出力ｙm(t)６を比
較して、その制御偏差を小さくするように操作量ｕ(t)
３を動かすわけであるが、ここでは制御安定化のために
Ｇb(s)なる伝達関数部９をプロセス１に並行して配置
し、制御量ｙp(t)４とＧb(s)なる伝達関数部９の出力１
０を加算器１１で加算した、いわゆる拡張したプロセス
の制御量の値をｙa(t)１２としたときの出力ｙm(t)６と
ｙa(t)１２の偏差ｅz(t)１３を減算器１４で求めて、こ
の偏差ｅz(t)１３を大きくするための操作量ｕ(t) ３を
以下の手法で求めている。操作量ｕ(t) ３を算出するた
めの構成要素は、大きくは３つに分けられる。その一つ
は次の通りである。Process 1 receives a known disturbance d (t) 2 and a manipulated variable u (t) 3 and outputs a controlled variable yp (t) 4. This controlled variable yp (t) 4 needs to follow the output ym (t) 6 of the reference model 5. The input um (t) 7 of the reference model 5
Is separately given as a command value. The second output xm (t) 8 of the reference model 5 is an intermediate variable of the reference model 5. Normally, the controlled variable yp (t) 4 and the output ym (t) 6 are compared, and the manipulated variable u (t) is set so as to reduce the control deviation.
3 is moved, but here the transfer function unit 9 of Gb (s) is arranged in parallel with the process 1 for stabilizing the control, and the control amount yp (t) 4 and the transfer function of Gb (s) are set. Output 1 of part 9
The subtractor subtracts the deviation ez (t) 13 between the output ym (t) 6 and the ya (t) 12 when the value of the so-called extended process control amount obtained by adding 0 by the adder 11 is ya (t) 12. The manipulated variable u (t) 3 for increasing the deviation ez (t) 13 is obtained by the following method. The components for calculating the manipulated variable u (t) 3 are roughly divided into three. One of them is as follows.
【０００４】偏差ｅz(t)１３を乗算器１５，１６の片側
入力とし、乗算器１５の他方には後述の積分器１７の出
力ＫIe(t) １８を入力し、乗算器１６の他方には後述の
係数器１９の出力Ｋpe(t) ２０を入力する。そして、乗
算器１５，１６の各出力は、加算器２１に供給されて加
算される。The deviation ez (t) 13 is used as one input of the multipliers 15 and 16, the output KIe (t) 18 of the integrator 17 described later is input to the other side of the multiplier 15, and the other side of the multiplier 16 is input. The output Kpe (t) 20 of the coefficient unit 19 described later is input. Then, the respective outputs of the multipliers 15 and 16 are supplied to the adder 21 and added.
【０００５】ここで、積分器１７の出力ＫIe(t) １８
は、係数器２２を介して減算器２３の−端子に入力され
る。そして、減算器２３の出力は積分器１７の入力とな
る。また、減算器２３の＋端子には係数器２４の出力が
入力される。係数器１９，２４には共に乗算器２５の出
力が入力され、この乗算器２５には両入力端子に減算器
１４から出力される偏差ｅz(t)１３が入力される。同様
に、操作量ｕ(t) ３を算出するための二つめの構成要素
について説明する。Here, the output KIe (t) 18 of the integrator 17
Is input to the minus terminal of the subtractor 23 via the coefficient unit 22. The output of the subtractor 23 becomes the input of the integrator 17. The output of the coefficient unit 24 is input to the + terminal of the subtractor 23. The output of the multiplier 25 is input to both the coefficient units 19 and 24, and the deviation ez (t) 13 output from the subtractor 14 is input to both input terminals of the multiplier 25. Similarly, the second component for calculating the manipulated variable u (t) 3 will be described.
【０００６】規範モデル５の第２の出力ｘm(t)８を乗算
器２６，２７の片側入力とし、乗算器２６の他方には後
述の積分器２８の出力ＫIx(t) ２９を入力し、乗算器２
７の他方には後述の係数器３０の出力Ｋpx(t) ３１を入
力する。そして、乗算器２６，２７の各出力は、加算器
３２に供給されて加算される。The second output xm (t) 8 of the reference model 5 is used as one side input of the multipliers 26 and 27, and the output KIx (t) 29 of the integrator 28 described later is input to the other side of the multiplier 26, Multiplier 2
An output Kpx (t) 31 of a coefficient unit 30 described later is input to the other of 7. Then, the respective outputs of the multipliers 26 and 27 are supplied to the adder 32 and added.
【０００７】ここで、積分器２８の出力ＫIx(t) ２９
は、係数器３３を介して減算器３４の−端子に入力され
る。そして、減算器３４の出力は積分器２８の入力とな
る。また、減算器３４の＋端子には、係数器３５の出力
が入力される。係数器３０，３５には共に乗算器３６の
出力が入力され、乗算器３６には減算器１４から出力さ
れる偏差ｅz(t)１３と規範モデル５の第２の出力ｘm(t)
８が入力される。Here, the output KIx (t) 29 of the integrator 28
Is input to the minus terminal of the subtractor 34 via the coefficient unit 33. The output of the subtractor 34 becomes the input of the integrator 28. The output of the coefficient multiplier 35 is input to the + terminal of the subtractor 34. The output of the multiplier 36 is input to both the coefficient units 30 and 35, and the multiplier 36 outputs the deviation ez (t) 13 output from the subtractor 14 and the second output xm (t) of the reference model 5.
8 is input.
【０００８】三つめの構成要素は、規範モデル５の入力
ｕm(t)７を乗算器３７，３８の片側入力とし、乗算器３
７の他方には後述の積分器３９の出力ＫIu(t) ４０を入
力し、乗算器３８の他方には後述の係数器４１の出力Ｋ
pu(t) ４２を入力する。そして、乗算器３７，３８の各
出力は、加算器４３に供給されて加算される。The third component is that the input um (t) 7 of the reference model 5 is used as one side input of the multipliers 37 and 38, and the multiplier 3
The output KIu (t) 40 of the integrator 39 described later is input to the other side of 7 and the output K of the coefficient unit 41 described later is input to the other side of the multiplier 38.
Enter pu (t) 42. Then, the respective outputs of the multipliers 37 and 38 are supplied to the adder 43 and added.
【０００９】ここで、積分器３９の出力ＫIu(t) ４０
は、係数器４４を介して減算器４５の−端子に入力され
る。そして、減算器４５の出力は、積分器３９の入力と
なる。また、減算器４５の＋端子には、係数器４６の出
力が入力される。係数器４１，４６には共に乗算器４７
の出力が入力され、この乗算器４７には減算器１４から
出力される偏差ｅz(t)１３と規範モデル５の入力ｕm(t)
７が入力される。以上の各構成要素の加算器２１，３
２，４３の各出力は、加算器４８に入力され、この加算
器４８の出力がプロセス１に対する操作量ｕ(t) ３とな
る。Here, the output KIu (t) 40 of the integrator 39
Is input to the minus terminal of the subtractor 45 via the coefficient unit 44. The output of the subtractor 45 becomes the input of the integrator 39. The output of the coefficient unit 46 is input to the + terminal of the subtractor 45. The coefficient units 41 and 46 are both multipliers 47
Of the deviation ez (t) 13 output from the subtractor 14 and the input um (t) of the reference model 5 to the multiplier 47.
7 is input. Adders 21 and 3 of each of the above components
The outputs of 2 and 43 are input to the adder 48, and the output of the adder 48 becomes the manipulated variable u (t) 3 for the process 1.
【００１０】なお、Ｇb(s)なる伝達関数９は、簡単なケ
ースでは、１次遅れ要素でよく、同様に規範モデル５も
簡単なケースでは１次遅れ要素の出力を第１の出力ｙm
(t)６とし、出力ｙm(t)の微分値に相当する値を第２の
出力ｘm(t)８とすればよい。ここで、積分器１７，２
８，３９の各出力は、最小値として零またはそれ以上の
正の値でリミットをかける必要がある。また、係数器１
９，３０，４１の各出力にも、最小値として零またはそ
れ以上の正の値でリミットをかける必要がある。The transfer function 9 of Gb (s) may be a first-order lag element in a simple case, and similarly, the reference model 5 also has a first-order lag element as the first output ym in a simple case.
(t) 6 and a value corresponding to the differential value of the output ym (t) may be used as the second output xm (t) 8. Here, the integrators 17, 2
Each output of 8 and 39 must be limited to a positive value of zero or more as a minimum value. Also, the coefficient unit 1
It is necessary to limit each output of 9, 30, and 41 to a positive value of zero or more as a minimum value.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の適応制御装
置は、基本的に比例動作であり、制御性能の向上に限界
がある。また、定常偏差が残り、好ましくない。本発明
は上記の点を考慮してなされたもので、制御性能を向上
できると共に定常偏差を無くすことができる適応制御装
置を提供することを目的とする。The above-mentioned conventional adaptive control device basically has a proportional operation, and there is a limit to improvement of control performance. Moreover, a steady deviation remains, which is not preferable. The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an adaptive control device capable of improving control performance and eliminating steady-state deviation.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、プロセスに並
行して操作量を入力とする伝達関数部を設け、その出力
とプロセスの制御量ｙp を加算して得られる拡張したプ
ロセスの制御量ｙa を目標値ｒに追従させることを目標
とした適応制御装置において、閉ループ制御系の上流側
に設けられた第１の位相進み補償器と、閉ループ制御系
の下流側に設けられた第２の位相進み補償器と、上記第
１及び第２の位相進み補償器のパラメータを上記拡張し
たプロセスの制御量ｙa と目標値ｒとの差がを最小にな
るようにオンライン学習により求める学習手段と、上記
第１及び第２の位相進み補償器の各パラメータを指定し
た比率で可変設定する設定手段と、上記第１の位相進み
補償器の直後に設けられた可変ゲイン部と、上記第２の
位相進み補償器の直前に設けられた加算器と、この加算
器に上記プロセスの制御量ｙp と目標値ｒとの制御偏差
を可変ゲイン型の積分器により積分して入力する手段
と、上記積分器のゲインを上記第１の位相進み補償器の
パラメータの逆数に比例して制御する手段と、上記第２
の位相進み補償器の下流側に設けられたフィルタと、上
記プロセスに並行して配置され、時定数が上記第１の位
相進み補償器のパラメータと同じ値に設定された１次遅
れ特性要素と、上記閉ループ制御系のメインループに設
けられ、上記プロセスをバイパスするループとメインル
ープのゲイン配分を行なう係数器とを備えたことを特徴
とする。According to the present invention, a transfer function unit having an operation amount as an input is provided in parallel with a process, and an output of the transfer function unit is added to the process control amount yp to obtain an extended process control amount. In an adaptive control device aiming at making ya follow a target value r, a first phase lead compensator provided on the upstream side of the closed loop control system and a second phase lead compensator provided on the downstream side of the closed loop control system. A phase lead compensator, and learning means for finding the difference between the control amount ya of the extended process and the target value r by the online learning so that the parameters of the first and second phase lead compensators are minimized. Setting means for variably setting each parameter of the first and second phase lead compensators at a specified ratio, a variable gain section provided immediately after the first phase lead compensator, and the second phase Leading compensator straight And a means for inputting the adder by integrating a control deviation between the control amount yp of the process and the target value r by a variable gain type integrator, and inputting the gain of the integrator to the first 1 means for controlling in proportion to the reciprocal of the parameter of the phase advance compensator;
A filter provided on the downstream side of the phase lead compensator, and a first-order lag characteristic element arranged in parallel with the above process and having a time constant set to the same value as the parameter of the first phase lead compensator. Is provided in the main loop of the closed loop control system, and is provided with a loop for bypassing the process and a coefficient unit for performing gain distribution of the main loop.
【００１３】[0013]
【作用】第１及び第２の位相進み補償器を設けることに
より、プロセスの遅れを補償した操作量が得られる。ま
た、位相進みの程度を表わすパラメータをオンラインで
自動的に求めることにより、プロセスに経時変化がある
場合でも、常に適切な値をもつ位相補償器とすることが
できる。By providing the first and second phase lead compensators, the manipulated variable in which the process delay is compensated can be obtained. Further, by automatically obtaining the parameter indicating the degree of phase advance online, it is possible to obtain a phase compensator that always has an appropriate value even when the process changes with time.
【００１４】メインループに配置した積分部により、制
御偏差がある限り、積分機能で操作量を修正し、定常偏
差が徐々に零にすることができる。また、積分器の適切
なゲインがオンラインで求まり、常に適切な積分動作と
なる。As long as there is a control deviation, the integration amount arranged in the main loop allows the operation amount to be corrected by the integration function so that the steady deviation can be gradually reduced to zero. In addition, an appropriate gain of the integrator is obtained online, and an appropriate integration operation is always performed.
【００１５】また、安定化のためにプロセスに並行して
設けた伝達関数の時定数をオンライン学習で求められる
ので、プロセスに経時変化がある場合でも常に高い制御
性能を維持することができる。Further, since the time constant of the transfer function provided in parallel with the process for stabilization can be obtained by online learning, high control performance can always be maintained even when the process changes with time.
【００１６】更に、メインループとバイパスループの間
のループゲインの配分を任意に指定できる要素を付加し
ているので、制御系全体の安定化が容易な構成とするこ
とができる。Furthermore, since an element that can arbitrarily specify the distribution of the loop gain between the main loop and the bypass loop is added, it is possible to easily stabilize the entire control system.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。本発明装置の回路を図１及び図２にブロック線
図で示す。なお、図３に示した従来装置と同一部分に
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The circuit of the device of the present invention is shown in block diagrams in FIGS. The same parts as those of the conventional device shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００１８】図１において、プロセス１は、外乱ｄ(t)
２と操作量ｕ(t) ３を入力とし、制御量ｙp(t)４が出力
される。ここで、制御量ｙp(t)４は目標値ｒ(t) ４９に
追従させる必要がある。なお、本来であれば制御量ｙp
(t)４と目標値ｒ(t) ４９を減算器５０で比較して、そ
の制御偏差ｅy(t)５１を小さくするように操作量ｕ
（ｔ）３を求めることになるが、ここでは制御安定化の
ために、可変時定数Ｔ（ｔ） を持つ１次遅れ特性要素
５２の出力５３と制御量ｙp(t)４を加算器１１で加算し
た、所謂、拡張したプロセスの制御量の値をｙa(t)１２
としたときの目標値ｒ(t) ４９とｙa(t)１２の偏差ｅz
(t)１３を減算器１４で求め、この偏差ｅz(t)１３を小
さくするための操作量ｕ(t) ３を並行して以下の方法で
求めている。In FIG. 1, process 1 is the disturbance d (t)
2 and the manipulated variable u (t) 3 are input, and the controlled variable yp (t) 4 is output. Here, the controlled variable yp (t) 4 needs to follow the target value r (t) 49. In addition, if it is originally, the control amount yp
(t) 4 and the target value r (t) 49 are compared by the subtracter 50, and the manipulated variable u is set so as to reduce the control deviation ey (t) 51.
(T) 3 is obtained, but here, in order to stabilize the control, the output 53 of the first-order lag characteristic element 52 having the variable time constant T (t) and the control amount yp (t) 4 are added to the adder 11 The value of the so-called extended process control amount added in step ya (t) 12
Deviation ez between the target value r (t) 49 and ya (t) 12
(t) 13 is calculated by the subtractor 14, and the manipulated variable u (t) 3 for reducing the deviation ez (t) 13 is calculated in parallel by the following method.
【００１９】減算器１４から出力される偏差ｅz(t)１３
を第１の位相進み補償器５４を介して得られる値ｅz *
(t) ５５を乗算器５６（この乗算器５６の部分を可変ゲ
イン部と呼ぶことにする）の片側入力とし、乗算器５６
の他方には後述の加算器５７（図２参照）の出力Ｋe(t)
５８を入力する。ここで、第１の位相進み補償器５４
は、上記偏差ｅz(t)１３を加算器５９及びフィルタ付微
分器６０に供給し、このフィルタ付微分器６０の出力を
乗算器６１の片側に入力し、得られた出力を加算器５９
を介して取出し、第１の位相進み補償器５４の出力とす
る。なお、乗算器６１の他方の入力は、後述の除算器６
２（図２参照）の出力Ｔ(t) ６３である。The deviation ez (t) 13 output from the subtractor 14
Is a value ez * obtained via the first phase advance compensator 54 .
(t) 55 is used as one side input of the multiplier 56 (the part of this multiplier 56 is called a variable gain part), and the multiplier 56
On the other hand, the output Ke (t) of the adder 57 (see FIG. 2) described later is used.
Enter 58. Here, the first phase lead compensator 54
Supplies the deviation ez (t) 13 to the adder 59 and the differentiator with filter 60, inputs the output of the differentiator with filter 60 to one side of the multiplier 61, and outputs the obtained output to the adder 59.
And is used as the output of the first phase advance compensator 54. The other input of the multiplier 61 is connected to the divider 6 described later.
2 (see FIG. 2) output T (t) 63.
【００２０】上記加算器５７の出力Ｋe(t)５８は、図２
に示すように積分器６４の出力と係数器６５の出力なら
びに後述の除算器６６の出力が加算器５７に供給されて
得られる。積分器６４の出力は乗算器６７の片側に入力
され、他の側には定数器６８の出力が入力される。ま
た、乗算器６７の出力は減算器６９の−端子に入力さ
れ、この減算器６９の出力は積分器６４の入力となる。
減算器６９の＋端子には係数器７０の出力が入力され
る。係数器６５，７０には、共に乗算器７１の出力が入
力され、乗算器７１の両入力端子には、第１の位相進み
補償器５４の出力値ｅz * (t) ５５が入力される。除算
器６６の分子側には乗算器７２の出力が入力され、分母
側には減算器７３の出力が入力される。The output Ke (t) 58 of the adder 57 is shown in FIG.
The output of the integrator 64, the output of the coefficient unit 65, and the output of the divider 66, which will be described later, are supplied to the adder 57 and obtained. The output of the integrator 64 is input to one side of the multiplier 67, and the output of the constant number 68 is input to the other side. The output of the multiplier 67 is input to the-terminal of the subtractor 69, and the output of the subtractor 69 becomes the input of the integrator 64.
The output of the coefficient unit 70 is input to the + terminal of the subtractor 69. The output of the multiplier 71 is input to both the coefficient units 65 and 70, and the output value ez * of the first phase advance compensator 54 is input to both input terminals of the multiplier 71 . (t) 55 is input. The output of the multiplier 72 is input to the numerator side of the divider 66, and the output of the subtractor 73 is input to the denominator side.
【００２１】上記減算器７３には、制御量ｙp(t)から操
作量ｕ(t) までのゲインの最大値Ｋmax が設定できる定
数器７４と、同じく最小値Ｋmin が設定できる定数器７
５の各出力が入力される。In the subtractor 73, a constant device 74 that can set the maximum value Kmax of the gain from the controlled variable yp (t) to the manipulated variable u (t) and a constant device 7 that can also set the minimum value Kmin.
Each output of 5 is input.
【００２２】図１における１次遅れ特性要素５２は、乗
算器５６の出力ｕp(t)７６を入力の片側とし、他の側に
は定数器７４（図２参照）の出力を分子が値１からなる
除算器７７の分母側に入力して得られる値が入力される
乗算器７８と、その出力を＋側端子の入力とする減算器
７９と、その出力を乗算器８０の片側入力とし、乗算器
８０の出力を積分器８１に入力できる構成とする。ここ
で、減算器７９の−端子には積分器８１の出力を入力
し、乗算器８０の他方の側には後述の除算器８２の出力
Ｔ-1(T) ８３が入力される。そして、積分器８１の出力
が１次遅れ特性要素５２の出力５３となる。次に、第２
の位相進み補償器８４と積分動作機能部について説明す
る。In the first-order lag characteristic element 52 in FIG. 1, the output up (t) 76 of the multiplier 56 is used as one side of the input, and the numerator of the output of the constant unit 74 (see FIG. 2) is used as the other side. , A multiplier 78 into which a value obtained by inputting to the denominator side of the divider 77 is input, a subtractor 79 whose output is the input of the + side terminal, and its output is one side input of the multiplier 80, The output of the multiplier 80 can be input to the integrator 81. Here, the output of the integrator 81 is input to the minus terminal of the subtractor 79, and the output T −1 (T) 83 of the divider 82 described later is input to the other side of the multiplier 80. The output of the integrator 81 becomes the output 53 of the first-order delay characteristic element 52. Then the second
The phase lead compensator 84 and the integral operation function unit will be described.
【００２３】乗算器５６の出力ｕp(t)７６は、係数器８
５（バイパスループへの信号とメインループへの信号の
強さを調整するために設けている）を介して加算器８６
に供給され、第２の位相進み補償器８４の入力となる。
また、加算器８６の他の入力側には積分器８７の出力が
入力され、積分器８７の入力には乗算器８８の出力が入
力される。乗算器８８の片側入力には制御偏差ｅy(t)５
１を入力し、他の側には出力Ｔ-1(T) ８３を入力とする
係数器８９の出力μＴ-1(t) ９０を入力する。上記積分
器８７及び乗算器８８により可変ゲイン型の積分部を構
成している。The output up (t) 76 of the multiplier 56 is the coefficient unit 8
5 (provided to adjust the strength of the signal to the bypass loop and the signal to the main loop) via the adder 86
And becomes the input of the second phase advance compensator 84.
The output of the integrator 87 is input to the other input side of the adder 86, and the output of the multiplier 88 is input to the input of the integrator 87. The control deviation ey (t) 5 is applied to one side input of the multiplier 88.
1, and the output μT −1 (t) 90 of the coefficient unit 89, which receives the output T −1 (T) 83, is input to the other side. The integrator 87 and the multiplier 88 constitute a variable gain type integrator.
【００２４】上記加算器８６の出力は、上下限付加算器
９１とフィルタ付微分器９２に供給され、このフィルタ
付微分器９２の出力は乗算器９３の片側の入力となり、
他の側には係数器９４の出力ＫＴ(t) ９５が入力され、
乗算器９３の出力は上下限付加算器９１に入力される。The output of the adder 86 is supplied to the adder 91 with upper and lower limits and the differentiator with filter 92, and the output of the differentiator with filter 92 becomes one input of the multiplier 93,
The output KT (t) 95 of the coefficient unit 94 is input to the other side,
The output of the multiplier 93 is input to the adder 91 with upper and lower limits.
【００２５】ここで、上下限付加算器９１とは、加算器
の出力が指定された上下限値で制限されることを意味し
ている。上下限付加算器９１の出力は、フィルタ９６を
介して操作量ｕ(t) ３となる。なお、簡単なフィルタの
例としては、１次遅れ特性要素がある。次に上記出力Ｔ
(t) ６３、出力Ｔ-1(T) ８３及び出力μＴ-1(t) ９０及
び出力ＫＴ(t) ９５の求め方を説明する。Here, the adder 91 with upper and lower limits means that the output of the adder is limited to the specified upper and lower limit values. The output of the adder 91 with upper and lower limits becomes the manipulated variable u (t) 3 via the filter 96. An example of a simple filter is a first-order lag characteristic element. Next, the output T
A method of obtaining the (t) 63, the output T −1 (T) 83, the output μT −1 (t) 90 and the output KT (t) 95 will be described.
【００２６】出力Ｔ(t) ６３は、除算器６２の出力で、
除算器６２の分子側には加算器９７の出力が入力され、
分母側には加算器９８の出力が入力されて得られる。加
算器９７には、積分器９９と後述の除算器１００の出力
が入力される。積分器９９の出力は乗算器１０１の片側
に入力され、他の側には定数器６８の出力が入力され
る。また、積分器１０１の出力は減算器１０２の−端子
に入力され、減算器１０２の出力は積分器９９の入力と
なる。減算器１０２の＋端子には、係数器１０３の出力
が入力される。係数器１０３には、乗算器１０４の出力
が入力され、乗算器１０４の両入力端には減算器１４の
出力値ｅz(t)１３が入力される。The output T (t) 63 is the output of the divider 62,
The output of the adder 97 is input to the numerator side of the divider 62,
The output of the adder 98 is input and obtained on the denominator side. The outputs of the integrator 99 and a divider 100 described later are input to the adder 97. The output of the integrator 99 is input to one side of the multiplier 101, and the output of the constant unit 68 is input to the other side. The output of the integrator 101 is input to the negative terminal of the subtractor 102, and the output of the subtractor 102 is input to the integrator 99. The output of the coefficient multiplier 103 is input to the + terminal of the subtractor 102. The output of the multiplier 104 is input to the coefficient unit 103, and the output value ez (t) 13 of the subtractor 14 is input to both input terminals of the multiplier 104.
【００２７】除算器１００の分子側には、乗算器１０５
の出力が入力され、分母側には減算器１０６の出力が入
力される。減算器１０６には、Ｔ(t) の最大値Ｔmax が
設定できる定数器１０７とＴ(t) の最小値Ｔmin が設定
できる定数器１０８の各出力が入力される。A multiplier 105 is provided on the numerator side of the divider 100.
Is input, and the output of the subtractor 106 is input to the denominator side. The subtractor 106 receives the outputs of a constant device 107 that can set the maximum value Tmax of T (t) and a constant device 108 that can set the minimum value Tmin of T (t).
【００２８】加算器９８の入力には、値「１」を出力す
る定数器１０９の出力と乗算器１１０の出力を入力す
る。また、乗算器１１０の片側入力には加算器９７の出
力を入力し、他の側には値「１」からなる除算器１１１
の分母側に定数器１０７の出力を入力して得られる除算
器１１１の出力を入力する。To the input of the adder 98, the output of the constant unit 109 that outputs the value “1” and the output of the multiplier 110 are input. Further, the output of the adder 97 is input to one input of the multiplier 110, and the divider 111 having the value “1” is input to the other input.
The output of the divider 111 obtained by inputting the output of the constant unit 107 is input to the denominator side of.
【００２９】出力Ｔ-1(T) ８３は、除算器６２の出力を
除算器８２の分母側に入力して得られ、出力μＴ-1(t)
９０は出力Ｔ-1(t) ８３を係数器８９の入力とすること
により得られる。また、出力ＫＴ(t) ９５は、除算器６
２の出力Ｔ(t) ６３を係数器９４に入力することで得ら
れる。The output T -1 (T) 83 is obtained by inputting the output of the divider 62 to the denominator side of the divider 82, and the output μT -1 (t)
90 is obtained by inputting the output T −1 (t) 83 to the input of the coefficient unit 89. The output KT (t) 95 is the divider 6
It is obtained by inputting the output T (t) 63 of 2 into the coefficient unit 94.
【００３０】上記のように第１の位相進み補償器５４及
び第２の位相進み補償器８４を設けることにより、プロ
セスの遅れを補償した操作量ｕ(t) が得られ、制御性能
を向上することができる。By providing the first phase advance compensator 54 and the second phase advance compensator 84 as described above, the manipulated variable u (t) that compensates for the process delay is obtained, and the control performance is improved. be able to.
【００３１】また、位相進みの程度を表わすパラメータ
Ｔ(t) をオンラインで自動的に求めているので、プロセ
スに経時変化がある場合でも、第１及び第２の位相進み
補償器５４，８４は、常に適切な値を維持することがで
きる。また、第１及び第２の位相進み補償器５４，８４
のパラメータの変動可能範囲を任意に指定できるように
しているので、見通しの良い調整が可能である。Further, since the parameter T (t) representing the degree of phase lead is automatically obtained on-line, the first and second phase lead compensators 54 and 84 can be used even if the process changes with time. , Can always maintain an appropriate value. In addition, the first and second phase advance compensators 54 and 84
Since it is possible to arbitrarily specify the variable range of the parameter, it is possible to adjust the visibility.
【００３２】更に、メインループに配置した積分器８７
及び乗算器８８からなる可変ゲイン型の積分部により、
制御偏差がある限り、積分機能で操作量を修正し、定常
偏差を徐々に零にすることができる。また、積分器８７
の適切なゲインがオンラインで求まり、常に適切な積分
動作となる。Further, an integrator 87 arranged in the main loop
And a variable gain type integration unit composed of a multiplier 88,
As long as there is a control deviation, the manipulated variable can be corrected by the integration function to gradually reduce the steady-state deviation to zero. Also, the integrator 87
The appropriate gain of is obtained online, and the integration operation is always appropriate.
【００３３】また、プロセス１に並行して１次遅れ特性
要素５２を設けることにより、閉ループを安定化でき、
かつ、この１次遅れ特性要素５２の適切な時定数Ｔ(t)
をオンライン学習により求めているので、常に高い制御
性能を保持できる。Further, by providing the first-order lag characteristic element 52 in parallel with the process 1, the closed loop can be stabilized,
And, an appropriate time constant T (t) of this first-order lag characteristic element 52
Since online learning is used, high control performance can always be maintained.
【００３４】更にまた、メインループとバイパスループ
の間のループゲインの配分を任意に指定できる係数器８
５をメインループに付加しているので、制御系全体の安
定化が容易であり、安定化させる場合の調整を直感的に
行なうことができる。また、第２の位相進み補償器８４
の下流側にフィルタ９６を設けているので、耐ノイズ性
の劣化を改善することができる。Furthermore, the coefficient multiplier 8 which can arbitrarily specify the distribution of the loop gain between the main loop and the bypass loop
Since 5 is added to the main loop, it is easy to stabilize the entire control system, and the adjustment for stabilizing can be intuitively performed. In addition, the second phase lead compensator 84
Since the filter 96 is provided on the downstream side of, the deterioration of noise resistance can be improved.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、プ
ロセスに経時変化がある場合でも、常に高い制御性能が
得られると共に、定常偏差を確実に無くすことができる
適応制御装置を提供し得るものである。As described above in detail, according to the present invention, an adaptive control device is provided which can always obtain high control performance and can surely eliminate the steady deviation even when the process changes with time. I will get it.
【図１】本発明の一実施例に係る適応制御装置の主要部
を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an adaptive control device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施例に係る適応制御装置の他の部分を示す
ブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing another part of the adaptive control device according to the embodiment.
【図３】従来の適応制御装置を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional adaptive control device.
１…プロセス、２…既知外乱（ｄ(t) ）、３…操作量
（ｕ(t) ）、４…制御量（ｙp(t)）、１１，５９，６２
…加算器、１２…拡張したプロセスの制御量ｙa(t)、１
３…偏差ｅz(t)、１４，５０，７９…減算器、３０，４
４，４６，６５，７０，８５，８９…係数器、５１…制
御偏差ｅy(t)、５２…一次遅れ特性要素、５４…第１の
位相進み補償器、５５…出力値ｅ* z(t)、５６，６１，
８０，９３…乗算器、６０…フィルタ付微分器、６１，
６７，７１，７２，７８，８０…乗算器、６４，８１，
８７，９９…積分器、８４…第２の位相進み補償器、９
１…上下限付加算器、９２…フィルタ付微分器、９６…
フィルタ、７４，７５，１０７〜１０９…定数器。1 ... Process, 2 ... Known disturbance (d (t)), 3 ... Manipulation amount (u (t)), 4 ... Control amount (yp (t)), 11, 59, 62
... adder, 12 ... extended process control amount ya (t), 1
3 ... Deviation ez (t), 14, 50, 79 ... Subtractor, 30, 4
4, 46, 65, 70, 85, 89 ... Coefficient device, 51 ... Control deviation ey (t), 52 ... First-order lag characteristic element, 54 ... First phase lead compensator, 55 ... Output value e * z (t), 56, 61,
80, 93 ... Multiplier, 60 ... Filter differentiator, 61,
67, 71, 72, 78, 80 ... Multipliers, 64, 81,
87, 99 ... Integrator, 84 ... Second phase lead compensator, 9
1 ... Adder with upper and lower limits, 92 ... Differentiator with filter, 96 ...
Filters, 74, 75, 107 to 109 ... Constant number device.
Claims (1)
伝達関数部を設け、その出力とプロセスの制御量ｙp を
加算して得られる拡張したプロセスの制御量ｙa を目標
値ｒに追従させることを目標とした適応制御装置におい
て、 閉ループ制御系の上流側に設けられた第１の位相進み補
償器と、 閉ループ制御系の下流側に設けられた第２の位相進み補
償器と、 上記第１及び第２の位相進み補償器のパラメータを上記
拡張したプロセスの制御量ｙa と目標値ｒとの差がを最
小になるようにオンライン学習により求める学習手段
と、 上記第１及び第２の位相進み補償器の各パラメータを指
定した比率で可変設定する設定手段と、 上記第１の位相進み補償器の直後に設けられた可変ゲイ
ン部と、 上記第２の位相進み補償器の直前に設けられた加算器
と、 この加算器に上記プロセスの制御量ｙp と目標値ｒとの
制御偏差を可変ゲイン型の積分器により積分して入力す
る手段と、 上記積分器のゲインを上記第１の位相進み補償器のパラ
メータの逆数に比例して制御する手段と、 上記第２の位相進み補償器の下流側に設けられたフィル
タと、 上記プロセスに並行して配置され、時定数が上記第１の
位相進み補償器のパラメータと同じ値に設定された１次
遅れ特性要素と、 上記閉ループ制御系のメインループに設けられ、上記プ
ロセスをバイパスするループとメインループのゲイン配
分を行なう係数器とを具備したことを特徴とする適応制
御装置。1. A transfer function unit for inputting a manipulated variable is provided in parallel with a process, and an expanded process control variable ya obtained by adding the output and a process controlled variable yp is made to follow a target value r. In the adaptive control device aiming at that, a first phase lead compensator provided on the upstream side of the closed loop control system, a second phase lead compensator provided on the downstream side of the closed loop control system, Learning means for obtaining the parameters of the first and second phase advance compensators by online learning so as to minimize the difference between the control amount ya of the extended process and the target value r; and the first and second phases. Setting means for variably setting each parameter of the lead compensator at a specified ratio, a variable gain section provided immediately after the first phase lead compensator, and immediately before the second phase lead compensator. With adder A means for inputting the control deviation between the control amount yp of the process and the target value r into the adder by integrating it with a variable gain type integrator, and a gain of the integrator of the first phase advance compensator. Means for controlling in proportion to the reciprocal of the parameter, a filter provided on the downstream side of the second phase lead compensator, arranged in parallel with the process, and having a time constant of the first phase lead compensator. A first-order lag characteristic element set to the same value as the parameter, a loop provided in the main loop of the closed loop control system and bypassing the process, and a coefficient unit for distributing the gain of the main loop. And an adaptive control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16749192A JPH0612102A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Adaptive controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16749192A JPH0612102A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Adaptive controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0612102A true JPH0612102A (en) | 1994-01-21 |
Family
ID=15850670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16749192A Withdrawn JPH0612102A (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Adaptive controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612102A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003533632A (en) * | 2000-05-17 | 2003-11-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Method and apparatus for signal filtering |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP16749192A patent/JPH0612102A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003533632A (en) * | 2000-05-17 | 2003-11-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Method and apparatus for signal filtering |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |