JPH0643903A - 複数の調節器を有する技術的プロセスの調節方法 - Google Patents
複数の調節器を有する技術的プロセスの調節方法Info
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- JPH0643903A JPH0643903A JP5036060A JP3606093A JPH0643903A JP H0643903 A JPH0643903 A JP H0643903A JP 5036060 A JP5036060 A JP 5036060A JP 3606093 A JP3606093 A JP 3606093A JP H0643903 A JPH0643903 A JP H0643903A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
- B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
- B65H23/1806—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in reel-to-reel type web winding and unwinding mechanism, e.g. mechanism acting on web-roll spindle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
- B21B37/54—Tension control; Compression control by drive motor control including coiler drive control, e.g. reversing mills
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0265—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
- G05B13/0275—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion using fuzzy logic only
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 選択された作動点に対応付けられており並列
に動作する複数の調節器Ｒ1 …Ｒn の使用のもとに技術
的プロセスを調節するための方法において、作動点変化
の際に１つの調節器から他の調節器へのソフトな漸次の
移行を達成する。 【構成】 プロセス特性に優勢に影響する作動点パラメ
ータｐ1 …ｐr に関係してこれらの調節器の重みｗ1 …
ｗn を付けられた能動化が行われる。
に動作する複数の調節器Ｒ1 …Ｒn の使用のもとに技術
的プロセスを調節するための方法において、作動点変化
の際に１つの調節器から他の調節器へのソフトな漸次の
移行を達成する。 【構成】 プロセス特性に優勢に影響する作動点パラメ
ータｐ1 …ｐr に関係してこれらの調節器の重みｗ1 …
ｗn を付けられた能動化が行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多くの調節器を有する
技術的プロセスを調節するための方法に関し、その際に
これらのプロセスの特性はそれぞれ現在の作動点に関係
している。作動点はたいてい、本来の制御量と相関のな
い多くの量、固定的にまたは可変に予め与えられている
いわゆる作動点パラメータにより記述され得る。このよ
うなプロセスに対する例は巻上機駆動の際のベルト張力
調節、アーク炉における電極調節、ターボ発電機の調節
またはセメント製造のためのプロセスの調節である。さ
まざまな作動点で等しく良好な調節結果を得ようと努め
られるならば、このことはそれぞれの作動点に対する調
節装置の適当な適応を必要とする。
技術的プロセスを調節するための方法に関し、その際に
これらのプロセスの特性はそれぞれ現在の作動点に関係
している。作動点はたいてい、本来の制御量と相関のな
い多くの量、固定的にまたは可変に予め与えられている
いわゆる作動点パラメータにより記述され得る。このよ
うなプロセスに対する例は巻上機駆動の際のベルト張力
調節、アーク炉における電極調節、ターボ発電機の調節
またはセメント製造のためのプロセスの調節である。さ
まざまな作動点で等しく良好な調節結果を得ようと努め
られるならば、このことはそれぞれの作動点に対する調
節装置の適当な適応を必要とする。
【０００２】
【従来の技術】個々の作動点に対してそれぞれ１つの相
応に適応された調節器を設け、またこれによってのみそ
れぞれの作動点環境で動作させることも考えられよう。
しかしその場合に、関心のある動作範囲をカバーするた
めには、しばしば耐えがたい多数の個別調節器が必要で
あり、また１つの調節器からその代わりをする調節器へ
の連続的移行の問題が生ずる。
応に適応された調節器を設け、またこれによってのみそ
れぞれの作動点環境で動作させることも考えられよう。
しかしその場合に、関心のある動作範囲をカバーするた
めには、しばしば耐えがたい多数の個別調節器が必要で
あり、また１つの調節器からその代わりをする調節器へ
の連続的移行の問題が生ずる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、作動
点変化の際に１つの調節器から他の調節器へのソフトな
漸次の移行を達成する方法を提供することである。
点変化の際に１つの調節器から他の調節器へのソフトな
漸次の移行を達成する方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１にあげられている特徴により解決され
る。本発明の基本的な考え方は、個々の並列に動作する
調節器において調節行為へのそれらの関与の度合をそれ
らにそれぞれ対応付けられている作動点と現在の作動点
との間の間隔に関係させることである。それによって
“内挿する”調節器関与または調節器切換が達成され、
また選択される作動点の網が比較的大きい網目にされ得
る。
れば、請求項１にあげられている特徴により解決され
る。本発明の基本的な考え方は、個々の並列に動作する
調節器において調節行為へのそれらの関与の度合をそれ
らにそれぞれ対応付けられている作動点と現在の作動点
との間の間隔に関係させることである。それによって
“内挿する”調節器関与または調節器切換が達成され、
また選択される作動点の網が比較的大きい網目にされ得
る。
【０００５】作動点の決定のために利用されるべき優勢
なパラメータの数はプロセスのテクノロジー的背景に従
う。それらはプロセス特性とこれらのパラメータとの際
立った関係が生ずるようにプロセスに有意に影響すべき
であろう。ｒのこのように優勢として評価される作動点
パラメータの際には、プロセスの可能な作動点はこれら
の作動点が広がるｒ次元の空間内に位置する。プロセス
特性が強くこれらのパラメータに関係するこのｒ次元の
空間の領域内では、作動点の間の間隔は上記の関係の強
さが弱い領域内よりも小さいであろう。それにより、プ
ロセス特性のすべての重要な特性が十分に正確に捕捉さ
れることが達成される。個々の調節器作用の重み付けは
変数として優勢な作動点パラメータを有する経験により
またはモデルにより見い出された関数により行われ、ま
たたとえば相応の特性曲線により実現され得る。
なパラメータの数はプロセスのテクノロジー的背景に従
う。それらはプロセス特性とこれらのパラメータとの際
立った関係が生ずるようにプロセスに有意に影響すべき
であろう。ｒのこのように優勢として評価される作動点
パラメータの際には、プロセスの可能な作動点はこれら
の作動点が広がるｒ次元の空間内に位置する。プロセス
特性が強くこれらのパラメータに関係するこのｒ次元の
空間の領域内では、作動点の間の間隔は上記の関係の強
さが弱い領域内よりも小さいであろう。それにより、プ
ロセス特性のすべての重要な特性が十分に正確に捕捉さ
れることが達成される。個々の調節器作用の重み付けは
変数として優勢な作動点パラメータを有する経験により
またはモデルにより見い出された関数により行われ、ま
たたとえば相応の特性曲線により実現され得る。
【０００６】
【実施例】従属請求項にあげらている他の実施例を含め
て本発明の詳細は以下に図面により説明される。
て本発明の詳細は以下に図面により説明される。
【０００７】図１によるブロック回路図で参照符号Ｐを
付されているのは一変数プロセス、すなわちただ１つの
操作量ｕおよびただ１つの測定または制御量ｙを有する
プロセスである。本発明はもちろん、複数の操作量およ
び複数の測定量を有する多変数プロセスにも採用され得
る。制御量ｙは混合要素１のなかでその目標値ｙ* から
差し引かれ、それにより制御偏差ｅが生ずる。制御偏差
ｅは調節器ブロックＲに供給され、またそこでプロセス
の操作量ｕに処理される。調節器ブロックＲは、プロセ
スのｎの選択された作動点に対応付けられており、また
これらに対して設けられているｎの別々の調節器Ｒ１…
Ｒｎを含んでいる。調節器Ｒ１ないしＲｎは任意の形式
であってよく、たとえばＰ、ＰＩまたはＰＩＤ特性を有
する通常の調節器であってもよいし、または状態調節器
またはその類似物であってもよい。各個の調節器の特性
はその調節器パラメータにより決定される。示されてい
る例では、調節器Ｒ１…Ｒｎの各々がｑの設定可能な調
節器パラメータを有することが前提とされており、この
ことは調節器Ｒ１ではｋ1,1 ないしｋ1,q により、また
調節器Ｒｎではｋn,1 …ｋn,q により示されている。
付されているのは一変数プロセス、すなわちただ１つの
操作量ｕおよびただ１つの測定または制御量ｙを有する
プロセスである。本発明はもちろん、複数の操作量およ
び複数の測定量を有する多変数プロセスにも採用され得
る。制御量ｙは混合要素１のなかでその目標値ｙ* から
差し引かれ、それにより制御偏差ｅが生ずる。制御偏差
ｅは調節器ブロックＲに供給され、またそこでプロセス
の操作量ｕに処理される。調節器ブロックＲは、プロセ
スのｎの選択された作動点に対応付けられており、また
これらに対して設けられているｎの別々の調節器Ｒ１…
Ｒｎを含んでいる。調節器Ｒ１ないしＲｎは任意の形式
であってよく、たとえばＰ、ＰＩまたはＰＩＤ特性を有
する通常の調節器であってもよいし、または状態調節器
またはその類似物であってもよい。各個の調節器の特性
はその調節器パラメータにより決定される。示されてい
る例では、調節器Ｒ１…Ｒｎの各々がｑの設定可能な調
節器パラメータを有することが前提とされており、この
ことは調節器Ｒ１ではｋ1,1 ないしｋ1,q により、また
調節器Ｒｎではｋn,1 …ｋn,q により示されている。
【０００８】ｎの調節器Ｒ１…Ｒｎの出力信号ｕ1 …ｕ
n は重み係数ｗ1 …ｗn を乗算され、またこうして乗算
された調節器出力信号は混合要素２のなかで加算され
る。こうして調節器Ｒ１…Ｒｎは並列に動作し、また重
みｗ1 …ｗn により、どの度合で調節器が影響を与える
かが決定され得る。基本的１つの調節器の影響は、プロ
セス経過のなかでそれに対応付けられている作動点に近
く位置するほど、大きくなるべきである。逆に調節器
は、それに対応付けられている作動点から遠くに離れる
ほど、影響が小さくなるべきであり、このことは最後に
当該の調節器の完全な脱結合または切り離しに通ずる。
たとえば重み係数ｗ1 …ｗn の１つまたはそれ以上が零
になるならば、それぞれ対応付けられている調節器は実
際上切り離されており、またその先の調節にもはや関与
しない。これらの重み係数の連続的変更により、調節器
の接続またはその切り離しを任意にソフトに、すなわち
内挿して行うことが可能である。
n は重み係数ｗ1 …ｗn を乗算され、またこうして乗算
された調節器出力信号は混合要素２のなかで加算され
る。こうして調節器Ｒ１…Ｒｎは並列に動作し、また重
みｗ1 …ｗn により、どの度合で調節器が影響を与える
かが決定され得る。基本的１つの調節器の影響は、プロ
セス経過のなかでそれに対応付けられている作動点に近
く位置するほど、大きくなるべきである。逆に調節器
は、それに対応付けられている作動点から遠くに離れる
ほど、影響が小さくなるべきであり、このことは最後に
当該の調節器の完全な脱結合または切り離しに通ずる。
たとえば重み係数ｗ1 …ｗn の１つまたはそれ以上が零
になるならば、それぞれ対応付けられている調節器は実
際上切り離されており、またその先の調節にもはや関与
しない。これらの重み係数の連続的変更により、調節器
の接続またはその切り離しを任意にソフトに、すなわち
内挿して行うことが可能である。
【０００９】重み係数ｗ1 …ｗn の和は一般に１に等し
くないので、正規化のために、参照符号３を付されてい
る装置が設けられており、この装置３が重み付けされた
調節器出力信号ｕ1 …ｕn の和から重み付けされた平均
値を式 ｕ＝（ｕ1 ・ｗ1 ＋ｕ2 ・ｗ2 ＋…ｕn ・ｗn ）／（ｗ1 ＋ｗ2 ＋…＋ｗn ） （１） に相応して、プロセスＰに対する操作量ｕとして形成す
る。それによって、各調節器が常にその重みにより加重
和に対する比を決定される割合により作用し得ることが
保証されている。上記の式（１）に示されているような
平均値形成器３の実現は、その被除数入力端に混合要素
２の出力信号を供給されている除算要素と、重みｗ1 …
ｗn の和を形成し、その出力信号をこの除算要素の除数
入力端に与える別の混合要素とにある。
くないので、正規化のために、参照符号３を付されてい
る装置が設けられており、この装置３が重み付けされた
調節器出力信号ｕ1 …ｕn の和から重み付けされた平均
値を式 ｕ＝（ｕ1 ・ｗ1 ＋ｕ2 ・ｗ2 ＋…ｕn ・ｗn ）／（ｗ1 ＋ｗ2 ＋…＋ｗn ） （１） に相応して、プロセスＰに対する操作量ｕとして形成す
る。それによって、各調節器が常にその重みにより加重
和に対する比を決定される割合により作用し得ることが
保証されている。上記の式（１）に示されているような
平均値形成器３の実現は、その被除数入力端に混合要素
２の出力信号を供給されている除算要素と、重みｗ1 …
ｗn の和を形成し、その出力信号をこの除算要素の除数
入力端に与える別の混合要素とにある。
【００１０】機能ブロックＦのなかで重み係数ｗ1 …ｗ
n の決定がプロセス特性に優勢に影響する作動点パラメ
ータｐ1 …ｐr により後で一層詳細に説明する仕方で行
われる一方、計算ブロックＡのなかでは選択された作動
点に対して最適化された調節器のパラメータの別の作動
点パラメータｐr+1 …ｐm の変化への適応が行われる。
ｎの調節器のパラメータｋ1,1 …ｋn,q の適応影響のた
めに変化を利用される作動点パラメータの選択はそれぞ
れのプロセスの特別な所与の条件に従う。それは作動点
パラメータの集合Ｐのすべてのパラメータ、または、図
１による例に示されているように、プロセス特性に優勢
に影響するパラメータｐ1 …ｐr を含んでいないこれら
の作動点パラメータの一部のみであってよい。
n の決定がプロセス特性に優勢に影響する作動点パラメ
ータｐ1 …ｐr により後で一層詳細に説明する仕方で行
われる一方、計算ブロックＡのなかでは選択された作動
点に対して最適化された調節器のパラメータの別の作動
点パラメータｐr+1 …ｐm の変化への適応が行われる。
ｎの調節器のパラメータｋ1,1 …ｋn,q の適応影響のた
めに変化を利用される作動点パラメータの選択はそれぞ
れのプロセスの特別な所与の条件に従う。それは作動点
パラメータの集合Ｐのすべてのパラメータ、または、図
１による例に示されているように、プロセス特性に優勢
に影響するパラメータｐ1 …ｐr を含んでいないこれら
の作動点パラメータの一部のみであってよい。
【００１１】適応装置Ａから与えられる調節器パラメー
タｋ1,1 …ｋn,q は、作動点パラメータｐr+1 …ｐm の
特定の値に対して、また各調節器にそれに対応付けられ
ている動作点に従って相応する優勢な作動点パラメータ
ｐ1 …ｐr の値に対して最適な調節器特性を保証するそ
れぞれ１つの一定の成分ａ1,1,0 …ａn,q,0 を含んでい
る。これらの一定の調節器パラメータ成分は経験知識に
基づいて調節すべきプロセスを介して，または通常の仕
方で経験的に、たとえばプロセスモデルにより、または
プロセスシミュレーションにより見い出され得る。作動
点パラメータｐr+1 …ｐm の変更の際と同じ仕方で調節
器パラメータを変更する必要があり、それによってさら
に最適な調節器特性が生ずる。
タｋ1,1 …ｋn,q は、作動点パラメータｐr+1 …ｐm の
特定の値に対して、また各調節器にそれに対応付けられ
ている動作点に従って相応する優勢な作動点パラメータ
ｐ1 …ｐr の値に対して最適な調節器特性を保証するそ
れぞれ１つの一定の成分ａ1,1,0 …ａn,q,0 を含んでい
る。これらの一定の調節器パラメータ成分は経験知識に
基づいて調節すべきプロセスを介して，または通常の仕
方で経験的に、たとえばプロセスモデルにより、または
プロセスシミュレーションにより見い出され得る。作動
点パラメータｐr+1 …ｐm の変更の際と同じ仕方で調節
器パラメータを変更する必要があり、それによってさら
に最適な調節器特性が生ずる。
【００１２】適応装置Ａの実現の際には、最適な調節の
ために必要な調節器パラメータの変更がそれぞれの作動
点の付近で作動点パラメータの変化に線形に関係するこ
とから出発される。従って、適応装置のなかでそれに供
給される作動点パラメータｐr+1 …ｐm の値が下記の仕
方で調節器パラメータｋ1,1 …ｋn,q として処理され
る： ｋ1,1 ＝ａ1,1,0 ＋ａ1,1,r+1 ・Δｐr+1 …ａ1,1,m ・Δｐm ｋ1,2 ＝ａ1,2,0 ＋ａ 1,2,r+1・Δｐr+1 …ａ1,2,m ・Δｐm ・ ・ ・ ・Δｐr+1 …・ ・Δｐm ・ ・ ・ ・Δｐr+1 …・ ・Δｐm ・ ・ ・ ・Δｐr+1 …・ ・Δｐm ｋn,q ＝ａn,q,0 ＋ａn,q,r+1 ・Δｐr+1 …ａn,q,m ・Δｐm （２） ここでΔｐr+1 …Δｐm は適応装置Ａのなかで形成され
る、作動点パラメータｐr+1 …ｐm の予め与えられた値
からの現在の偏差であり、また一定の係数ａi,j, r+s と
してそれぞれシミュレーションにより見い出された調節
器パラメータ変化と対応付けられている作動点パラメー
タ変化との比が使用される。たとえば調節器パラメータ
ｋn,q への作動点パラメータｐr+1 の変化の作用を決定
する係数に対しては： ａn,q,r+1 ＝（Δｋn,q ）sim ／（Δｐr+1 ）sim が成り立つ。ここで添字“ｓｉｍ”は、これらの値がシ
ミュレーションにより見い出されたことを意味する。
ために必要な調節器パラメータの変更がそれぞれの作動
点の付近で作動点パラメータの変化に線形に関係するこ
とから出発される。従って、適応装置のなかでそれに供
給される作動点パラメータｐr+1 …ｐm の値が下記の仕
方で調節器パラメータｋ1,1 …ｋn,q として処理され
る： ｋ1,1 ＝ａ1,1,0 ＋ａ1,1,r+1 ・Δｐr+1 …ａ1,1,m ・Δｐm ｋ1,2 ＝ａ1,2,0 ＋ａ 1,2,r+1・Δｐr+1 …ａ1,2,m ・Δｐm ・ ・ ・ ・Δｐr+1 …・ ・Δｐm ・ ・ ・ ・Δｐr+1 …・ ・Δｐm ・ ・ ・ ・Δｐr+1 …・ ・Δｐm ｋn,q ＝ａn,q,0 ＋ａn,q,r+1 ・Δｐr+1 …ａn,q,m ・Δｐm （２） ここでΔｐr+1 …Δｐm は適応装置Ａのなかで形成され
る、作動点パラメータｐr+1 …ｐm の予め与えられた値
からの現在の偏差であり、また一定の係数ａi,j, r+s と
してそれぞれシミュレーションにより見い出された調節
器パラメータ変化と対応付けられている作動点パラメー
タ変化との比が使用される。たとえば調節器パラメータ
ｋn,q への作動点パラメータｐr+1 の変化の作用を決定
する係数に対しては： ａn,q,r+1 ＝（Δｋn,q ）sim ／（Δｐr+1 ）sim が成り立つ。ここで添字“ｓｉｍ”は、これらの値がシ
ミュレーションにより見い出されたことを意味する。
【００１３】適応装置Ａはこうして各調節器パラメータ
に対して、最適な調節特性の達成のために調節器Ｒ1 な
いしＲm を作動点パラメータｐr+1 ないしｐm の変更に
適応させる線形の適応法則を実現する。式群（２）から
わかるように、ここに、選択された作動点に対応付けら
れているパラメータｐr+1 …ｐm の値から現在の偏差Δ
ｐr+1 …Δｐm を求めるための差形成器と、一定の係数
ａi,j,r+s に相応する増幅率を有する比例増幅器と、和
形成器のみが必要である。この線形の適応の代わりに、
場合によっては、相応により大きい費用を有する非線形
の適応も行われ得る。
に対して、最適な調節特性の達成のために調節器Ｒ1 な
いしＲm を作動点パラメータｐr+1 ないしｐm の変更に
適応させる線形の適応法則を実現する。式群（２）から
わかるように、ここに、選択された作動点に対応付けら
れているパラメータｐr+1 …ｐm の値から現在の偏差Δ
ｐr+1 …Δｐm を求めるための差形成器と、一定の係数
ａi,j,r+s に相応する増幅率を有する比例増幅器と、和
形成器のみが必要である。この線形の適応の代わりに、
場合によっては、相応により大きい費用を有する非線形
の適応も行われ得る。
【００１４】調節器Ｒ1 ないしＲn から与えられる操作
量ｕ1 ないしｕn に対する重み係数を形成する出力信号
ｗ1 ないしｗn を出力する参照符号Ｆを付されている機
能ブロックの入力側に、優勢な作動パラメータｐ1 ない
しｐr が供給される。それは原理的にｎの多変数の関数
発生器、すなわちそれぞれ１つの出力端と優勢な作動点
パラメータｐ1 ないしｐr を与えられている複数の入力
端とを有するｎの関数発生器から成っている。有利に機
能ブロックＦはあいまいな論理、たとえばファジー論理
回路により実現され得る。なぜならば、それによって入
力量の複雑な結合が経験知識の利用のもとにプロセス量
を介して実際上正しく解決され得るからである。あいま
いな論理およびその応用はたとえばドイツの雑誌“Auto
matisireungstechnische Praxis"、３３（１９９１）、
第１０巻、第５０４〜５１０頁に記載されている。
量ｕ1 ないしｕn に対する重み係数を形成する出力信号
ｗ1 ないしｗn を出力する参照符号Ｆを付されている機
能ブロックの入力側に、優勢な作動パラメータｐ1 ない
しｐr が供給される。それは原理的にｎの多変数の関数
発生器、すなわちそれぞれ１つの出力端と優勢な作動点
パラメータｐ1 ないしｐr を与えられている複数の入力
端とを有するｎの関数発生器から成っている。有利に機
能ブロックＦはあいまいな論理、たとえばファジー論理
回路により実現され得る。なぜならば、それによって入
力量の複雑な結合が経験知識の利用のもとにプロセス量
を介して実際上正しく解決され得るからである。あいま
いな論理およびその応用はたとえばドイツの雑誌“Auto
matisireungstechnische Praxis"、３３（１９９１）、
第１０巻、第５０４〜５１０頁に記載されている。
【００１５】あいまいな論理による機能ブロックＦの実
現の際にそれはあいまいな論理に対して典型的な所属関
数（membership function ）を実行する。すなわち各作
動点パラメータｐ1 ないしｐr に対してｎの作動点に対
応付けられているｎの所属関数が設けられている。
現の際にそれはあいまいな論理に対して典型的な所属関
数（membership function ）を実行する。すなわち各作
動点パラメータｐ1 ないしｐr に対してｎの作動点に対
応付けられているｎの所属関数が設けられている。
【００１６】図２は、入力量としてｒ＝２の優勢な作動
点パラメータｐ1 およびｐ2 を有するｎ＝３の選択され
た作動点Ｂ1 、Ｂ2 およびＢ3 に対する１つの理解しや
すい例におけるあいまいな論理により動作する機能ブロ
ックＦの構成および作用の仕方を説明する役割をする。
これらに変数ｐ1 、すなわちＭ11（ｐ1 ）、Ｍ
12（ｐ1 ）およびＭ13（ｐ1 ）ならびに変数ｐ2 、すな
わちＭ21（ｐ2 ）、Ｍ22（ｐ2）およびＭ23（ｐ2 ）を
有するそれぞれ１つの所属関数が、これらの関数がそれ
ぞれ付属の作動点にそれらの最大値１を有するように、
対応付けられている。それらは、図示されているよう
に、三角形状の経過を有し得るが、たとえば台形状、放
物線状または鐘状の経過も可能である。この関連で重要
なことは、増大する間隔を有する所属関数がそれらにそ
れぞれ対応付けられている作動点から常に取り出され、
またその際に重なって、従ってまた突然にではなく内挿
して“ソフト”に調節器の間を切換えられることのみで
ある。図２に示されている三角形関数ではそれらの底
は、どの領域で対応付けられている調節器が有効になり
得るかを決定する。一般にさまざまな重みを有する複数
の調節器が同時に能動的であり、すなわち重み係数
ｗ1 、ｗ2 およびｗ3 を形成する機能ブロックＦの相応
の出力量は零と異なる値を有する。こうして図２中にハ
ッチングを施されている範囲Ｇのなかではすべての３つ
の調節器が作用しており、また作動点Ｂ2 およびＢ3 で
は調節器Ｒ2 およびＲ3 が、また作動点Ｂ1 では調節器
Ｒ1 のみが作用する。
点パラメータｐ1 およびｐ2 を有するｎ＝３の選択され
た作動点Ｂ1 、Ｂ2 およびＢ3 に対する１つの理解しや
すい例におけるあいまいな論理により動作する機能ブロ
ックＦの構成および作用の仕方を説明する役割をする。
これらに変数ｐ1 、すなわちＭ11（ｐ1 ）、Ｍ
12（ｐ1 ）およびＭ13（ｐ1 ）ならびに変数ｐ2 、すな
わちＭ21（ｐ2 ）、Ｍ22（ｐ2）およびＭ23（ｐ2 ）を
有するそれぞれ１つの所属関数が、これらの関数がそれ
ぞれ付属の作動点にそれらの最大値１を有するように、
対応付けられている。それらは、図示されているよう
に、三角形状の経過を有し得るが、たとえば台形状、放
物線状または鐘状の経過も可能である。この関連で重要
なことは、増大する間隔を有する所属関数がそれらにそ
れぞれ対応付けられている作動点から常に取り出され、
またその際に重なって、従ってまた突然にではなく内挿
して“ソフト”に調節器の間を切換えられることのみで
ある。図２に示されている三角形関数ではそれらの底
は、どの領域で対応付けられている調節器が有効になり
得るかを決定する。一般にさまざまな重みを有する複数
の調節器が同時に能動的であり、すなわち重み係数
ｗ1 、ｗ2 およびｗ3 を形成する機能ブロックＦの相応
の出力量は零と異なる値を有する。こうして図２中にハ
ッチングを施されている範囲Ｇのなかではすべての３つ
の調節器が作用しており、また作動点Ｂ2 およびＢ3 で
は調節器Ｒ2 およびＲ3 が、また作動点Ｂ1 では調節器
Ｒ1 のみが作用する。
【００１７】あいまいな論理の専門用語により、３つの
調節器Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 の関与に対して機能ブロッ
クＦにより実現すべき調節は下記の式で表され得る： IF( p1 is Ｍ11 ) AND（ｐ2is Ｍ21）THEN（Ｒ1 active) IF( p1 is Ｍ12 ) AND（ｐ2is Ｍ22）THEN（Ｒ2 active) IF( p1 is Ｍ13 ) AND（ｐ2is Ｍ23）THEN（Ｒ3 active) ここで、調節器Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 の関与の度合また
は重み係数ｗ1 、ｗ2 およびｗ3 であるTHEN述語の真理
値は、あいまいな論理の論理規則に従ってたとえば ｗ1 ＝ Min〔Ｍ11，Ｍ21〕 ｗ2 ＝ Min〔Ｍ12，Ｍ22〕 （３） ｗ3 ＝ Min〔Ｍ13，Ｍ23〕 として求められる。
調節器Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 の関与に対して機能ブロッ
クＦにより実現すべき調節は下記の式で表され得る： IF( p1 is Ｍ11 ) AND（ｐ2is Ｍ21）THEN（Ｒ1 active) IF( p1 is Ｍ12 ) AND（ｐ2is Ｍ22）THEN（Ｒ2 active) IF( p1 is Ｍ13 ) AND（ｐ2is Ｍ23）THEN（Ｒ3 active) ここで、調節器Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 の関与の度合また
は重み係数ｗ1 、ｗ2 およびｗ3 であるTHEN述語の真理
値は、あいまいな論理の論理規則に従ってたとえば ｗ1 ＝ Min〔Ｍ11，Ｍ21〕 ｗ2 ＝ Min〔Ｍ12，Ｍ22〕 （３） ｗ3 ＝ Min〔Ｍ13，Ｍ23〕 として求められる。
【００１８】例として前提とされている現在の作動点Ｂ
akt に対しては、図２に示されている所属関数の評価が
式群（３）に相応して下記の値を生ずるであろう： Ｂakt に対して ｗ1 ＝ Min〔０，０．１１〕＝０ ｗ2 ＝ Min〔０．４２，０．３７〕＝０．３７ ｗ3 ＝ Min〔０．８４，０．８９〕＝０．８４
akt に対しては、図２に示されている所属関数の評価が
式群（３）に相応して下記の値を生ずるであろう： Ｂakt に対して ｗ1 ＝ Min〔０，０．１１〕＝０ ｗ2 ＝ Min〔０．４２，０．３７〕＝０．３７ ｗ3 ＝ Min〔０．８４，０．８９〕＝０．８４
【００１９】現在の作動点Ｂakt に対してこうして作動
点Ｂ2 に対応付けられている調節器は重み０．３７によ
り、また作動点Ｂ3 に対応付けられている調節器は重み
０．８４により作用する。
点Ｂ2 に対応付けられている調節器は重み０．３７によ
り、また作動点Ｂ3 に対応付けられている調節器は重み
０．８４により作用する。
【００２０】図２および式群（３）からわかるように、
この例では機能ブロックＦは６つの関数発生器および３
つの最小値回路により構成され得る。その代わりに市販
品として得られるファジー論理モジュールも集積された
形態またはあいまいな計算機（ファジーコンピュータ）
の形態で使用され得るし、同じく現在の技術では場合に
よっては調節器ブロックＲおよび適応装置Ａの機能を離
散的な構成要素によらずにマイクロプロセッサによって
も実現することも推奨される。
この例では機能ブロックＦは６つの関数発生器および３
つの最小値回路により構成され得る。その代わりに市販
品として得られるファジー論理モジュールも集積された
形態またはあいまいな計算機（ファジーコンピュータ）
の形態で使用され得るし、同じく現在の技術では場合に
よっては調節器ブロックＲおよび適応装置Ａの機能を離
散的な構成要素によらずにマイクロプロセッサによって
も実現することも推奨される。
【００２１】図３は巻上機駆動のベルト張力調節に対す
る本発明による方法の応用例を示す。詳細には歯車機構
６を介して巻上機４と連結されている駆動電動機５が示
されている。ベルト状の材料帯７が転向ローラ１０およ
び案内ローラ９および１１を介して導かれ、またたとえ
ば巻上機または圧延機であり得る参照符号１２を付され
ている装置を速度ＶB で去る。転向ローラ１０により、
その軸受が圧力測定セル１３の上に支えられており、ま
たその出力端子に接続されている増幅器１４がベルト張
力に比例する直流電圧ｚを供給することによって、ベル
ト張力が検出される。この電圧ｚは混合要素１のなかで
張力ｚ* の所望の目標値に比例する直流電圧と比較さ
れ、また混合要素の出力信号が調節器ブロックＲに供給
される。ベルト張力調節器Ｒの下位に、ベルト張力調節
器の出力量を目標値として与えられる回転数調節器１５
が設けられている。その実際値は回転計発電機８から供
給される巻上機回転数に比例する直流電圧ｎH である。
回転数調節器１５は比例利得ＫＰを有する。回転数調節
器１５の下位に駆動電動機５の電流に対する調節器１６
が設けられている。
る本発明による方法の応用例を示す。詳細には歯車機構
６を介して巻上機４と連結されている駆動電動機５が示
されている。ベルト状の材料帯７が転向ローラ１０およ
び案内ローラ９および１１を介して導かれ、またたとえ
ば巻上機または圧延機であり得る参照符号１２を付され
ている装置を速度ＶB で去る。転向ローラ１０により、
その軸受が圧力測定セル１３の上に支えられており、ま
たその出力端子に接続されている増幅器１４がベルト張
力に比例する直流電圧ｚを供給することによって、ベル
ト張力が検出される。この電圧ｚは混合要素１のなかで
張力ｚ* の所望の目標値に比例する直流電圧と比較さ
れ、また混合要素の出力信号が調節器ブロックＲに供給
される。ベルト張力調節器Ｒの下位に、ベルト張力調節
器の出力量を目標値として与えられる回転数調節器１５
が設けられている。その実際値は回転計発電機８から供
給される巻上機回転数に比例する直流電圧ｎH である。
回転数調節器１５は比例利得ＫＰを有する。回転数調節
器１５の下位に駆動電動機５の電流に対する調節器１６
が設けられている。
【００２２】ベルト張力調節装置の要素Ｒ、Ａ、Ｆは原
理的に図１中の同じ参照符号を付されている要素に相当
する。
理的に図１中の同じ参照符号を付されている要素に相当
する。
【００２３】優勢な作動パラメータとしては巻上機の慣
性モーメントＪH 、ベルト厚みおよび圧延機１２からの
ベルトの出口速度が予定されており、その際に機能ブロ
ックＦに最後にあげた両量の擾乱を含んでいる実際値が
供給されるだけでなく、それらの目標値ｄB * およびｖ
B * も供給される。それによって張力調節の静かさが達
成される。別の作動点パラメータとして、材料硬度に相
応する量ＭＴおよび巻上機回転数調節器１５の比例利得
に相応する量ＫＰが適応装置Ａに供給されている。
性モーメントＪH 、ベルト厚みおよび圧延機１２からの
ベルトの出口速度が予定されており、その際に機能ブロ
ックＦに最後にあげた両量の擾乱を含んでいる実際値が
供給されるだけでなく、それらの目標値ｄB * およびｖ
B * も供給される。それによって張力調節の静かさが達
成される。別の作動点パラメータとして、材料硬度に相
応する量ＭＴおよび巻上機回転数調節器１５の比例利得
に相応する量ＫＰが適応装置Ａに供給されている。
【００２４】必要であれば、優勢として顧慮される作動
点パラメータの数も別の作動点パラメータの数もほとん
ど任意に増大され得る。その際に本発明による方法によ
り、調節がそれにより上昇する複雑さにもかかわらず操
作可能にとどまることが保証される。
点パラメータの数も別の作動点パラメータの数もほとん
ど任意に増大され得る。その際に本発明による方法によ
り、調節がそれにより上昇する複雑さにもかかわらず操
作可能にとどまることが保証される。
【図１】本発明による方法に従って動作する制御ループ
のブロック回路図。
のブロック回路図。
【図２】３つの作動点および２つの優勢な作動点パラメ
ータの際の所属関数を例として示す図。
ータの際の所属関数を例として示す図。
【図３】３つの優勢な作動点パラメータおよび調節器パ
ラメータの適応のための２つの別の作動点パラメータを
有する巻上機駆動のための張力調節の際の本発明による
方法の応用例。
ラメータの適応のための２つの別の作動点パラメータを
有する巻上機駆動のための張力調節の際の本発明による
方法の応用例。
１、２ 混合要素 ３ 平均値形成器 ４ 巻上機 ５ 駆動電動機 ６ 歯車機構 ７ 材料帯 ８ 回転計発電機 １０ 転向ロール ９、１１ 案内ロール １２ 圧延機 １３ 圧力測定セル １４ 増幅器 １５、１６ 回転数調節器 Ａ 適応装置 Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 作動点 ｅ 制御偏差 Ｆ 機能ブロック ＪH 慣性モーメント ＫＰ 比例利得 ＭＴ 材料硬度 ｎ 直流電圧 Ｐ プロセス Ｒ 調節器ブロック Ｒ1 …Ｒn 調節器 ｕ 操作量 ｕ1 …ｕn 調節器出力信号 Ｖ ベルトの出口速度 ｗ1 …ｗn 重み ｙ 制御または測定量 ｙ* 、ｄB * 、ｖB * 目標値 ｚ 直流電圧 ｚ* 張力
Claims (7)
- 【請求項１】 選択された作動点に対応付けられた並列
に動作する複数の調節器（Ｒ1 …Ｒn ）の使用のもとに
技術的プロセスを調節するための方法において、プロセ
ス特性に優勢に影響する作動点パラメータ（ｐ1 …
ｐr ）に関係してこれらの調節器の重み付けられた能動
化（ｗ1 …ｗn ）が行われることを特徴とする複数の調
節器を有する技術的プロセスの調節方法。 - 【請求項２】 調節器（Ｒ1 …Ｒn ）の出力信号（ｕ1
…ｕn ）があいまいな論理の畳重する所属関数により優
勢な作動点パラメータ（ｐ1 …ｐn ）に関係して重み付
けられ、また重み付けられた調節器出力信号の和および
それらに付属の重み（ｗ1 …ｗn ）の和から、操作量
（ｕ）としてプロセス（Ｐ）に作用する重み付けられた
平均値が形成されることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 選択された作動点に対して最適化された
調節器（Ｒ1 …Ｒn）のパラメータが特に別の作動点パ
ラメータ（ｐr+1 …ｐm ）の変更に線形に適応されるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 ベルト巻上機（４）における張力調節の
ために優勢な作動点パラメータとして巻上機（４）の慣
性モーメント（ＪH ）、ベルト厚みおよびベルト速度が
使用されることを特徴とする請求項１ないし３の１つに
記載の方法。 - 【請求項５】 優勢な作動点パラメータとしてベルト厚
み（ｄB * ）およびベルト速度（ｖB * ）の目標値が使
用されることを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 別の作動点パラメータとして巻物の材料
硬度（ＭＴ）が使用されることを特徴とする請求項４ま
たは５記載の方法。 - 【請求項７】 別の作動点パラメータとして回転数調節
器（１５）の比例利得（ＫＰ）が使用されることを特徴
とする請求項４ないし６の１つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92101818A EP0554479B1 (de) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | Verfahren zur Regelung von technischen Prozessen mit mehreren Reglern |
| AT92101818.0 | 1992-02-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643903A true JPH0643903A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=8209297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5036060A Withdrawn JPH0643903A (ja) | 1992-02-04 | 1993-02-01 | 複数の調節器を有する技術的プロセスの調節方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5357421A (ja) |
| EP (1) | EP0554479B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0643903A (ja) |
| AT (1) | ATE152256T1 (ja) |
| CA (1) | CA2088636A1 (ja) |
| DE (1) | DE59208400D1 (ja) |
| DK (1) | DK0554479T3 (ja) |
| FI (1) | FI930428A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6737583B2 (en) | 2000-05-25 | 2004-05-18 | Yazaki Corporation | Grommet and method of producing the same |
| JP2014106921A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Samsung R&D Institute Japan Co Ltd | ポインティング装置及びポインティング装置用プログラム |
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|---|---|---|---|---|
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| AT402573B (de) * | 1993-08-23 | 1997-06-25 | Vaillant Gmbh | Verfahren zum regeln einer regelgrösse und regeleinrichtung |
| FR2709514B1 (fr) * | 1993-09-01 | 1995-11-17 | Siemens Automotive Sa | Procédé et dispositif de commande du régime d'un moteur à combustion interne en phase de ralenti. |
| DE4333808C2 (de) * | 1993-10-04 | 1998-05-14 | Siemens Ag | Regeleinrichtung |
| DE19618712B4 (de) * | 1996-05-09 | 2005-07-07 | Siemens Ag | Regelverfahren für ein Walzgerüst zum Walzen eines Bandes |
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| DE102006005972A1 (de) | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Einregelung eines sich in einem Zyklus ändernden Systems auf ein nichtkonstantes zyklisches Sollprofil und Regler hierfür |
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| JP5977682B2 (ja) * | 2013-01-25 | 2016-08-24 | アズビル株式会社 | 協調動作装置および方法 |
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-
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- 1992-02-04 DK DK92101818.0T patent/DK0554479T3/da active
- 1992-02-04 AT AT92101818T patent/ATE152256T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-02-04 DE DE59208400T patent/DE59208400D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-02-04 EP EP92101818A patent/EP0554479B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-02-01 FI FI930428A patent/FI930428A/fi unknown
- 1993-02-01 JP JP5036060A patent/JPH0643903A/ja not_active Withdrawn
- 1993-02-02 CA CA002088636A patent/CA2088636A1/en not_active Abandoned
- 1993-02-03 US US08/012,686 patent/US5357421A/en not_active Expired - Fee Related
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| FI930428A (fi) | 1993-08-05 |
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| ATE152256T1 (de) | 1997-05-15 |
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