JPH06222809A - 適応制御装置 - Google Patents
適応制御装置Info
- Publication number
- JPH06222809A JPH06222809A JP1060093A JP1060093A JPH06222809A JP H06222809 A JPH06222809 A JP H06222809A JP 1060093 A JP1060093 A JP 1060093A JP 1060093 A JP1060093 A JP 1060093A JP H06222809 A JPH06222809 A JP H06222809A
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- JP
- Japan
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- control
- output
- adaptive
- manipulated variable
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Abstract
(57)【要約】
【目的】制御対象の特性が変化しても、再度調整するこ
となく、最適なプラント状態を維持することにある。 【構成】目標値ＳＶとプロセスから出力された制御量Ｐ
Ｖとの偏差信号を受け、この偏差信号に対して制御定数
に基いて調節演算を行って制御対象に入力する調節部２
を備え、制御定数を制御対象に応じて最適に定める適応
機能を有する適応制御装置において、前記制御対象の推
定モデル４−２の出力と実際の制御量ＰＶとを除算する
除算器４−３と、この除算器４−３より得られるで推定
モデルの出力と制御量との比から、操作量あるいは制御
定数の修正値を求め、この修正値に基いて調節部２の操
作量あるいは制御定数を補正する修正部４とを設ける。
となく、最適なプラント状態を維持することにある。 【構成】目標値ＳＶとプロセスから出力された制御量Ｐ
Ｖとの偏差信号を受け、この偏差信号に対して制御定数
に基いて調節演算を行って制御対象に入力する調節部２
を備え、制御定数を制御対象に応じて最適に定める適応
機能を有する適応制御装置において、前記制御対象の推
定モデル４−２の出力と実際の制御量ＰＶとを除算する
除算器４−３と、この除算器４−３より得られるで推定
モデルの出力と制御量との比から、操作量あるいは制御
定数の修正値を求め、この修正値に基いて調節部２の操
作量あるいは制御定数を補正する修正部４とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特にプロセス計装分野
のプラントの状態を監視し、最適な状態に保つ計装シス
テム全般に利用される適応制御装置に係わり、特に所望
とする仕様を満足する適切な制御を実行する適応制御装
置に関する。
のプラントの状態を監視し、最適な状態に保つ計装シス
テム全般に利用される適応制御装置に係わり、特に所望
とする仕様を満足する適切な制御を実行する適応制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、適応制御装置としては主としてセ
ルフチューニング型と呼ばれるタイプの装置に関して幾
つか提案がなされている。
ルフチューニング型と呼ばれるタイプの装置に関して幾
つか提案がなされている。
【０００３】例えば、特開昭６２−１１９６０１号公報
に示されているものは、ＰＩＤ調節器の比例ゲイン、積
分時間、微分時間等の制御定数の最適値を決定する場
合、プロセスのステップ応答観測データを座標変換する
ことによって一次遅れ時定数と無駄時間を推定し、ＰＩ
Ｄ調節器の制御定数である比例ゲイン、積分時間、微分
時間の最適値を決定してＰＩＤ調節器に与えることによ
って制御定数を自動調整するようにしたものである。
に示されているものは、ＰＩＤ調節器の比例ゲイン、積
分時間、微分時間等の制御定数の最適値を決定する場
合、プロセスのステップ応答観測データを座標変換する
ことによって一次遅れ時定数と無駄時間を推定し、ＰＩ
Ｄ調節器の制御定数である比例ゲイン、積分時間、微分
時間の最適値を決定してＰＩＤ調節器に与えることによ
って制御定数を自動調整するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
適応制御装置では、制御対称の特性が変化する度に再度
調整手順を繰返して制御定数を自動調整しなければなら
ないという不都合があった。
適応制御装置では、制御対称の特性が変化する度に再度
調整手順を繰返して制御定数を自動調整しなければなら
ないという不都合があった。
【０００５】本発明は、上記の不都合を解決して制御対
象の特性が変化しても、再度調整することなく、最適な
プラント状態を維持する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。
象の特性が変化しても、再度調整することなく、最適な
プラント状態を維持する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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、目標値とプロセスから出力された制御量と
の偏差信号を受け、この変差信号に対して制御定数に基
いて調節演算を行って制御対象に入力する調節計を備
え、制御定数を制御対象に応じて最適に定める適応機能
を有する適応制御装置において、前記制御対象の推定モ
デルの出力と実際の制御量とを比較する比較手段と、こ
の比較手段で比較された推定モデルの出力と実際の制御
量との偏差から、操作量あるいは制御定数の修正値を求
め、この修正値に基いて前記調節計の操作量あるいは制
御定数を補正する修正手段とを設ける。
成するため、目標値とプロセスから出力された制御量と
の偏差信号を受け、この変差信号に対して制御定数に基
いて調節演算を行って制御対象に入力する調節計を備
え、制御定数を制御対象に応じて最適に定める適応機能
を有する適応制御装置において、前記制御対象の推定モ
デルの出力と実際の制御量とを比較する比較手段と、こ
の比較手段で比較された推定モデルの出力と実際の制御
量との偏差から、操作量あるいは制御定数の修正値を求
め、この修正値に基いて前記調節計の操作量あるいは制
御定数を補正する修正手段とを設ける。
【０００７】
【作用】このような構成の適応制御装置にあっては、予
め調節系の調節時に推定された制御対象の特性を推定モ
デルとして修正部１０に与えておき、プロセスの制御実
行時に制御対象の推定モデルの出力と実際の制御量とを
比較し、その偏差から求められる操作量あるいは制御定
数の修正値に基いて調節計の操作量あるいは制御定数が
補正されるようにしたので、プロセスの動特性が調節当
時と比べて変化した場合でも、その変化を吸収すること
が可能となり、調節計を再度調整し直すことなく、プラ
ントを最適な状態に維持することができる。
め調節系の調節時に推定された制御対象の特性を推定モ
デルとして修正部１０に与えておき、プロセスの制御実
行時に制御対象の推定モデルの出力と実際の制御量とを
比較し、その偏差から求められる操作量あるいは制御定
数の修正値に基いて調節計の操作量あるいは制御定数が
補正されるようにしたので、プロセスの動特性が調節当
時と比べて変化した場合でも、その変化を吸収すること
が可能となり、調節計を再度調整し直すことなく、プラ
ントを最適な状態に維持することができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【０００９】図１は本発明による適応制御装置の構成例
を示すブロック図である。図１において、１は目標値Ｓ
Ｖが入力される目標値フィルタ、２はこの目標値フィル
タ１の出力と制御量ＰＶとの差である偏差が入力され、
この偏差から操作量ＭＶを算出する調節部である。ま
た、３はテスト信号ＵｒまたはＵｖの何ずれかを出力す
る調整部で、この調整部３からテスト信号Ｕｒが出力さ
れる場合には目標値フィルタ１の出力に加算され、テス
ト信号Ｕｖの場合には調節部２より出力される操作量Ｍ
Ｖに加算される。
を示すブロック図である。図１において、１は目標値Ｓ
Ｖが入力される目標値フィルタ、２はこの目標値フィル
タ１の出力と制御量ＰＶとの差である偏差が入力され、
この偏差から操作量ＭＶを算出する調節部である。ま
た、３はテスト信号ＵｒまたはＵｖの何ずれかを出力す
る調整部で、この調整部３からテスト信号Ｕｒが出力さ
れる場合には目標値フィルタ１の出力に加算され、テス
ト信号Ｕｖの場合には調節部２より出力される操作量Ｍ
Ｖに加算される。
【００１０】また、調整部３は目標値フィルタ１の出力
にテスト信号Ｕｒが加算された信号と制御量ＰＶとを入
力して、テスト信号Ｕｒの場合には制御系全体を、テス
ト信号Ｕｖの場合には制御対象の特性を推定（数式で表
現）する。さらに、この調整部３はこの推定した特性に
ついて最適な制御定数を所定のアルゴリズムに従って算
出し、調整した制御定数を調節部３にセットする。
にテスト信号Ｕｒが加算された信号と制御量ＰＶとを入
力して、テスト信号Ｕｒの場合には制御系全体を、テス
ト信号Ｕｖの場合には制御対象の特性を推定（数式で表
現）する。さらに、この調整部３はこの推定した特性に
ついて最適な制御定数を所定のアルゴリズムに従って算
出し、調整した制御定数を調節部３にセットする。
【００１１】一方、４はプロセス５への入力信号Ｓ２と
制御量ＰＶおよび調整部３からの推定値Ｓ３とが入力さ
れる修正部で、この修正部４はこれらの信号に基いて修
正信号Ｓ４を求め、この修正信号Ｓ４を調節部２に入力
している。
制御量ＰＶおよび調整部３からの推定値Ｓ３とが入力さ
れる修正部で、この修正部４はこれらの信号に基いて修
正信号Ｓ４を求め、この修正信号Ｓ４を調節部２に入力
している。
【００１２】従って、かかる構成のプロセス制御系にお
いて、まず制御系全体の特性を調整する場合には調整部
３より出力されるテスト信号Ｕｒと目標値フィルタ１の
出力とを加算した出力を調整部３に入力すると共に、こ
のとき調節部２より得られる操作量ＭＶでプロセス５を
制御した制御量ＰＶを調整部３に入力することにより、
制御系全体の特性が推定される。
いて、まず制御系全体の特性を調整する場合には調整部
３より出力されるテスト信号Ｕｒと目標値フィルタ１の
出力とを加算した出力を調整部３に入力すると共に、こ
のとき調節部２より得られる操作量ＭＶでプロセス５を
制御した制御量ＰＶを調整部３に入力することにより、
制御系全体の特性が推定される。
【００１３】また、制御対象の特性を推定する場合には
調整部３より出力されるテスト信号Ｕｖと調節部２より
出力される操作量ＭＶとの加算値を調整部３に入力する
と共に、このとき調節部２より得られる操作量ＭＶでプ
ロセス５を制御した制御量ＰＶを入力することにより、
制御対象の特性が推定される。
調整部３より出力されるテスト信号Ｕｖと調節部２より
出力される操作量ＭＶとの加算値を調整部３に入力する
と共に、このとき調節部２より得られる操作量ＭＶでプ
ロセス５を制御した制御量ＰＶを入力することにより、
制御対象の特性が推定される。
【００１４】次に上記のように構成された適応制御装置
の作用を述べるに、ここでは目標値フィルタ１としてＨ
（ｓ）＝１、調節部２としてＰＩＤ調節計Ｃ（ｓ）の場
合を例にとって図２および図３により説明する。
の作用を述べるに、ここでは目標値フィルタ１としてＨ
（ｓ）＝１、調節部２としてＰＩＤ調節計Ｃ（ｓ）の場
合を例にとって図２および図３により説明する。
【００１５】図２は図１の調整部３にて求められたプラ
ントモデルが修正部４に与えられた状態にある場合を示
しており、従ってここでは調整部３については省略して
ある。図２において、目標値ＳＶと制御量ＰＶとの偏差
εがΔＭＶ算出部２０に入力されると、ΔＭＶ算出部２
０では操作量の変化量ΔＭＶを算出する。このΔＭＶ算
出部２０で算出された変化量ΔＭＶは、修正部４内の乗
算器４−１で修正信号Ｓ４と乗算され、修正操作変化量
ΔＭＶ´を得てこれをＭＶ積算部（ＭＶＳ）２１に入力
する。このＭＶ積算部２１では、修正操作変化量ΔＭＶ
´を積算して操作量ＭＶを作成し、その出力をプロセス
に入力すると共に、修正部４に与える。
ントモデルが修正部４に与えられた状態にある場合を示
しており、従ってここでは調整部３については省略して
ある。図２において、目標値ＳＶと制御量ＰＶとの偏差
εがΔＭＶ算出部２０に入力されると、ΔＭＶ算出部２
０では操作量の変化量ΔＭＶを算出する。このΔＭＶ算
出部２０で算出された変化量ΔＭＶは、修正部４内の乗
算器４−１で修正信号Ｓ４と乗算され、修正操作変化量
ΔＭＶ´を得てこれをＭＶ積算部（ＭＶＳ）２１に入力
する。このＭＶ積算部２１では、修正操作変化量ΔＭＶ
´を積算して操作量ＭＶを作成し、その出力をプロセス
に入力すると共に、修正部４に与える。
【００１６】この修正部４では、図３に示すようにＭＶ
積算部２１より入力される操作量ＭＶに応じて調整部３
で求められたプラントモデル４−２よりモデル出力ＰＶ
M を算出し、これを除算器４−３に与える。この除算器
４−３ではモデル出力ＰＶMを制御量ＰＶで除算して、
比Ｇ＝ＰＶM ／ＰＶP を求め、その出力をフィルタ４−
４を通してノイズを除去した後、リミッタ４−５により
上記比Ｇに対して予め設定された許容範囲に制限し、こ
れを修正信号Ｇ´として前述した乗算器４−１に入力し
て操作量の変化量ΔＭＶに乗じて操作量ＭＶを補正す
る。
積算部２１より入力される操作量ＭＶに応じて調整部３
で求められたプラントモデル４−２よりモデル出力ＰＶ
M を算出し、これを除算器４−３に与える。この除算器
４−３ではモデル出力ＰＶMを制御量ＰＶで除算して、
比Ｇ＝ＰＶM ／ＰＶP を求め、その出力をフィルタ４−
４を通してノイズを除去した後、リミッタ４−５により
上記比Ｇに対して予め設定された許容範囲に制限し、こ
れを修正信号Ｇ´として前述した乗算器４−１に入力し
て操作量の変化量ΔＭＶに乗じて操作量ＭＶを補正す
る。
【００１７】このように修正部４による修正動作を行う
ことにより、調整当時に比べてプロセスの動特性が変化
した場合でも、その変化分が吸収されるので、再度調節
系を調整し直すことなく、プラントを最適な状態に維持
することが可能である。なお、上記実施例では操作量の
変化量ΔＭＶにゲインＧを掛けたが、ΔＭＶ算出部２１
の比例要素に比例ゲインＫP を乗算して補正するように
しても良い。
ことにより、調整当時に比べてプロセスの動特性が変化
した場合でも、その変化分が吸収されるので、再度調節
系を調整し直すことなく、プラントを最適な状態に維持
することが可能である。なお、上記実施例では操作量の
変化量ΔＭＶにゲインＧを掛けたが、ΔＭＶ算出部２１
の比例要素に比例ゲインＫP を乗算して補正するように
しても良い。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、制御
対象の動特性の変動を吸収するようにしたので、再度調
整手順を繰返すことなく、プラントを最適な状態に維持
することができる適応制装置を提供できる。
対象の動特性の変動を吸収するようにしたので、再度調
整手順を繰返すことなく、プラントを最適な状態に維持
することができる適応制装置を提供できる。
【図１】本発明による適応制御装置の基本構成の一例を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図３】同実施例において、修正部の作用を説明するた
めの処理手順を示す図。
めの処理手順を示す図。
１……目標値フィルタ、２……調節部、３……調整部、
４……修正部、４−１……乗算器、４−２……プラント
モデル、４−３……除算器、４−４……フィルタ、４−
５……リミッタ、５……プロセス、２１……ΔＭＶ算出
部、２２……ＭＶ積算部。
４……修正部、４−１……乗算器、４−２……プラント
モデル、４−３……除算器、４−４……フィルタ、４−
５……リミッタ、５……プロセス、２１……ΔＭＶ算出
部、２２……ＭＶ積算部。
Claims (2)
- 【請求項１】 目標値とプロセスから出力された制御量
との偏差信号を受け、この偏差信号に対して制御定数に
基いて調節演算を行って制御対象に入力する調節計を備
え、制御定数を制御対象に応じて最適に定める適応機能
を有する適応制御装置において、前記制御対象の推定モ
デルの出力と実際の制御量とを比較する比較手段と、こ
の比較手段で比較された推定モデルの出力と実際の制御
量との偏差から、操作量あるいは制御定数の修正値を求
め、この修正値に基いて前記調節計の操作量あるいは制
御定数を補正する修正手段とを設けたことを特徴とする
適応制御装置。 - 【請求項２】 制御対象の推定モデルは、プラント制御
系の目標値フィルタの出力と操作量にテスト信号を加え
合せた信号と制御量とに基づいて制御対象の特性を推定
し、これを修正手段にモデルとして与えられたものであ
る請求項１に記載の適応制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060093A JPH06222809A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 適応制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060093A JPH06222809A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 適応制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222809A true JPH06222809A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11754741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1060093A Pending JPH06222809A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 適応制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06222809A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009095228A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Microflow Engineering Sa | 適応型圧電アクチュエータ制御システム |
| WO2009142628A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Brainlike, Inc. | Auto-adaptive network |
| US7877337B2 (en) | 2006-10-10 | 2011-01-25 | Brainlike, Inc. | Auto-adaptive network for sensor data processing and forecasting |
| US8069132B2 (en) | 2005-07-08 | 2011-11-29 | Brainlike, Inc. | Efficient processing in an auto-adaptive network |
| US8229879B2 (en) | 2005-07-08 | 2012-07-24 | Brainlike, Inc. | System and method for auto-adaptive network |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP1060093A patent/JPH06222809A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8069132B2 (en) | 2005-07-08 | 2011-11-29 | Brainlike, Inc. | Efficient processing in an auto-adaptive network |
| US8229879B2 (en) | 2005-07-08 | 2012-07-24 | Brainlike, Inc. | System and method for auto-adaptive network |
| US7877337B2 (en) | 2006-10-10 | 2011-01-25 | Brainlike, Inc. | Auto-adaptive network for sensor data processing and forecasting |
| JP2009095228A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Microflow Engineering Sa | 適応型圧電アクチュエータ制御システム |
| WO2009142628A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Brainlike, Inc. | Auto-adaptive network |
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