JPH0643907A - オートチューニング機能付ファジイ制御装置 - Google Patents
オートチューニング機能付ファジイ制御装置Info
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- JPH0643907A JPH0643907A JP19818292A JP19818292A JPH0643907A JP H0643907 A JPH0643907 A JP H0643907A JP 19818292 A JP19818292 A JP 19818292A JP 19818292 A JP19818292 A JP 19818292A JP H0643907 A JPH0643907 A JP H0643907A
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- Japan
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- control
- calculation unit
- data
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Abstract
(57)【要約】
【目的】目標値の設定とオートチューニング機能の起動
設定とをするだけで広範囲の制御対象の制御が簡単に行
えるオートチューニング機能付ファジイ制御装置を提供
する。 【構成】ステップ応答法によるオートチューニングによ
って制御対象の必要なデータの収集を行うデータ収集部
12と、収集されたデータに基づいて制御対象のむだ時
間とゲインと時定数とを演算によって求めるむだ時間算
出部21、ゲイン演算部22、時定数演算部23と、む
だ時間に基づいて制御対象の制御周期を算出する制御周
期算出部24と、むだ時間とゲインと時定数とに基づい
てメンバーシップ関数の変数の幅を算出するメンバーシ
ップ関数値算出部25と、算出された変数の値によって
その横幅が設定されたメンバーシップ関数を用いてファ
ジイ演算を行うファジイ演算部14とを備えた構成とす
る。
設定とをするだけで広範囲の制御対象の制御が簡単に行
えるオートチューニング機能付ファジイ制御装置を提供
する。 【構成】ステップ応答法によるオートチューニングによ
って制御対象の必要なデータの収集を行うデータ収集部
12と、収集されたデータに基づいて制御対象のむだ時
間とゲインと時定数とを演算によって求めるむだ時間算
出部21、ゲイン演算部22、時定数演算部23と、む
だ時間に基づいて制御対象の制御周期を算出する制御周
期算出部24と、むだ時間とゲインと時定数とに基づい
てメンバーシップ関数の変数の幅を算出するメンバーシ
ップ関数値算出部25と、算出された変数の値によって
その横幅が設定されたメンバーシップ関数を用いてファ
ジイ演算を行うファジイ演算部14とを備えた構成とす
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステップ応答法による
オートチューニングによって制御対象の必要なデータを
収集し、このデータに基づいてメンバーシップ関数の変
数の幅を設定することにより、制御対象をファジイ推論
によって適正に制御するようにしたオートチューニング
機能付ファジイ制御装置に関し、例えば押出成形機にお
ける温度調節装置に適用される。
オートチューニングによって制御対象の必要なデータを
収集し、このデータに基づいてメンバーシップ関数の変
数の幅を設定することにより、制御対象をファジイ推論
によって適正に制御するようにしたオートチューニング
機能付ファジイ制御装置に関し、例えば押出成形機にお
ける温度調節装置に適用される。
【0002】
【従来の技術】押出成形機における温度調節装置として
従来よりPID制御が一般に知られているが、本発明者
らは、近時注目されているファジイ推論を用いて押出成
形機の温度調節をより効率的に行えるようにしたファジ
ィ温度調整装置を提供している。
従来よりPID制御が一般に知られているが、本発明者
らは、近時注目されているファジイ推論を用いて押出成
形機の温度調節をより効率的に行えるようにしたファジ
ィ温度調整装置を提供している。
【0003】この押出成形機におけるファジイ温度調節
装置では、ルールの内容やメンバーシップ関数の値等は
全て固定とし、制御対象をある程度限定したものとして
いる。
装置では、ルールの内容やメンバーシップ関数の値等は
全て固定とし、制御対象をある程度限定したものとして
いる。
【0004】また、このときのメンバーシップ関数は、
作成者の経験等により試行錯誤して決める必要があり、
また制御対象毎にメンバーシップ関数のデータを持つ必
要がある。
作成者の経験等により試行錯誤して決める必要があり、
また制御対象毎にメンバーシップ関数のデータを持つ必
要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、本発明者
らが提供した押出成形機におけるファジイ温度調整装置
は、メンバーシップ関数を作成者の経験等により試行錯
誤して決める必要があることから、多大の時間と労力と
を必要とする。また、制御対象毎にメンバーシップ関数
のデータを持つ必要があることから、十分な保存データ
エリアが必要となり、データが膨大なものとなる。ま
た、人が設定すべきパラメータの数が多くなるといった
種々の問題があった。
らが提供した押出成形機におけるファジイ温度調整装置
は、メンバーシップ関数を作成者の経験等により試行錯
誤して決める必要があることから、多大の時間と労力と
を必要とする。また、制御対象毎にメンバーシップ関数
のデータを持つ必要があることから、十分な保存データ
エリアが必要となり、データが膨大なものとなる。ま
た、人が設定すべきパラメータの数が多くなるといった
種々の問題があった。
【0006】本発明はかかる実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、多くのデータを持つ必要がなく、目標
値の設定とオートチューニング機能の起動設定とをする
だけで広範囲の制御対象の制御が簡単に行えるオートチ
ューニング機能付ファジイ制御装置を提供することにあ
る。
で、その目的は、多くのデータを持つ必要がなく、目標
値の設定とオートチューニング機能の起動設定とをする
だけで広範囲の制御対象の制御が簡単に行えるオートチ
ューニング機能付ファジイ制御装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のオートチューニング機能付ファジイ制御装
置は、ステップ応答法によるオートチューニングによっ
て制御対象の必要なデータの収集を行うデータ収集部
と、このデータ収集部によって収集されたデータに基づ
き、制御対象のむだ時間とゲインと時定数とを演算によ
って求めるデータ演算部と、このデータ演算部によって
求めた制御対象のむだ時間に基づいて制御対象の制御周
期を算出する制御周期算出部と、前記データ演算部によ
って求めた制御対象のむだ時間とゲインと時定数とに基
づいてメンバーシップ関数の変数の幅を算出する変数算
出部と、前記制御周期算出部によって算出された制御周
期で制御を行うとともに、前記変数算出部によって算出
された変数の値によってその横幅が設定されたメンバー
シップ関数を用いてファジイ演算を行い、制御対象を制
御するファジイ演算制御部とを備えた構成とする。
め、本発明のオートチューニング機能付ファジイ制御装
置は、ステップ応答法によるオートチューニングによっ
て制御対象の必要なデータの収集を行うデータ収集部
と、このデータ収集部によって収集されたデータに基づ
き、制御対象のむだ時間とゲインと時定数とを演算によ
って求めるデータ演算部と、このデータ演算部によって
求めた制御対象のむだ時間に基づいて制御対象の制御周
期を算出する制御周期算出部と、前記データ演算部によ
って求めた制御対象のむだ時間とゲインと時定数とに基
づいてメンバーシップ関数の変数の幅を算出する変数算
出部と、前記制御周期算出部によって算出された制御周
期で制御を行うとともに、前記変数算出部によって算出
された変数の値によってその横幅が設定されたメンバー
シップ関数を用いてファジイ演算を行い、制御対象を制
御するファジイ演算制御部とを備えた構成とする。
【0008】
【作用】押出成形機の金型温度を調整する温度調整装置
を制御対象とすると、この押出成形機の定常制御状態か
らステップ応答法によるオートチューニングによって、
目標温度に対する実際の金型温度データ等をデータ収集
部によって収集する。
を制御対象とすると、この押出成形機の定常制御状態か
らステップ応答法によるオートチューニングによって、
目標温度に対する実際の金型温度データ等をデータ収集
部によって収集する。
【0009】データ演算部では、データ収集部によって
収集された金型温度データ等に基づき、温度調整装置の
むだ時間とプロセスゲインと時定数とを演算によって求
める。 制御周期算出部では、データ演算部によって求
めたむだ時間と、経験的に求めた係数とから制御周期を
求める。
収集された金型温度データ等に基づき、温度調整装置の
むだ時間とプロセスゲインと時定数とを演算によって求
める。 制御周期算出部では、データ演算部によって求
めたむだ時間と、経験的に求めた係数とから制御周期を
求める。
【0010】また、変数算出部では、データ演算部によ
って求めたむだ時間とプロセスゲインと時定数とに基づ
いてメンバーシップ関数の変数として使用される偏差の
値及び偏差の変化の値を算出する。これにより、メンバ
ーシップ関数の変数の幅が決定されることになる。
って求めたむだ時間とプロセスゲインと時定数とに基づ
いてメンバーシップ関数の変数として使用される偏差の
値及び偏差の変化の値を算出する。これにより、メンバ
ーシップ関数の変数の幅が決定されることになる。
【0011】そして後、ファジイ演算制御部では、制御
周期算出部によって算出された制御周期で制御を行うと
ともに、変数算出部によって算出された偏差の値及び偏
差の変化の値によってその横幅が設定されたメンバーシ
ップ関数を用いてファジイ演算を行い、立ち上げ後の押
出成形機の温度調整装置を制御する。
周期算出部によって算出された制御周期で制御を行うと
ともに、変数算出部によって算出された偏差の値及び偏
差の変化の値によってその横幅が設定されたメンバーシ
ップ関数を用いてファジイ演算を行い、立ち上げ後の押
出成形機の温度調整装置を制御する。
【0012】すなわち、ステップ応答法によるオートチ
ューニングによって得られたデータに基づいて、ファジ
イ推論で必要なメンバーシップ関数の横幅を決定するの
で、制御対象が変わっても、目標温度の設定とオートチ
ューニング機能の起動設定とをするだけでその制御対象
の制御が簡単に行えるものである。
ューニングによって得られたデータに基づいて、ファジ
イ推論で必要なメンバーシップ関数の横幅を決定するの
で、制御対象が変わっても、目標温度の設定とオートチ
ューニング機能の起動設定とをするだけでその制御対象
の制御が簡単に行えるものである。
【0013】
【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。
明する。
【0014】図1は、本発明のオートチューニング機能
付ファジイ制御装置の電気的構成を示すブロック図、図
2は本発明のオートチューニング機能付ファジイ制御装
置を押出成形機の金型温度を調整する温度調整装置に適
用した場合の概略構成図である。
付ファジイ制御装置の電気的構成を示すブロック図、図
2は本発明のオートチューニング機能付ファジイ制御装
置を押出成形機の金型温度を調整する温度調整装置に適
用した場合の概略構成図である。
【0015】図2において、この押出成形機1は、パイ
プやフィルム等を成形する成形機であって、複数段に接
続された金型2と、この金型2のそれぞれに設けられた
加熱用ヒータ3及び冷却用クーラ4と、各金型2の温度
を測定する温度センサ5と、ファジイ温度制御装置6と
を備えており、温度センサ5からの温度情報をファジイ
温度制御装置6に取り込み、各種の演算を行ってファジ
イ制御に必要な各パラメータを設定して、金型2の温度
調節を行うようになっている。
プやフィルム等を成形する成形機であって、複数段に接
続された金型2と、この金型2のそれぞれに設けられた
加熱用ヒータ3及び冷却用クーラ4と、各金型2の温度
を測定する温度センサ5と、ファジイ温度制御装置6と
を備えており、温度センサ5からの温度情報をファジイ
温度制御装置6に取り込み、各種の演算を行ってファジ
イ制御に必要な各パラメータを設定して、金型2の温度
調節を行うようになっている。
【0016】図1において、本発明のファジイ制御装置
(温度調整装置)は、装置全体の動作制御を行う温調制
御部11を備えており、温調制御部11の出力は、オー
トチューニング用データを収集するデータ収集部12
と、ステップ応答波作成部13と、ファジイ演算部14
とに導かれている。
(温度調整装置)は、装置全体の動作制御を行う温調制
御部11を備えており、温調制御部11の出力は、オー
トチューニング用データを収集するデータ収集部12
と、ステップ応答波作成部13と、ファジイ演算部14
とに導かれている。
【0017】ステップ応答波作成部13の出力は切換ス
イッチ26の一方の固定端子aに、ファジイ演算部14
の出力は切換スイッチ26の他方の固定端子bにそれぞ
れ接続されており、切換スイッチ26の可動端子cは操
作部15に接続されている。また、切換スイッチ26の
切換制御入力には、温調制御部11からの切換制御信号
が導かれている。
イッチ26の一方の固定端子aに、ファジイ演算部14
の出力は切換スイッチ26の他方の固定端子bにそれぞ
れ接続されており、切換スイッチ26の可動端子cは操
作部15に接続されている。また、切換スイッチ26の
切換制御入力には、温調制御部11からの切換制御信号
が導かれている。
【0018】操作部15の出力は、加熱側操作部16及
び冷却側操作部17に導かれており、加熱側操作部16
の出力及び冷却側操作部17の出力は、制御対象(本実
施例では、各金型2の図示しない温度調整部)18に導
かれている。
び冷却側操作部17に導かれており、加熱側操作部16
の出力及び冷却側操作部17の出力は、制御対象(本実
施例では、各金型2の図示しない温度調整部)18に導
かれている。
【0019】一方、データ収集部12の出力は、むだ時
間算出部21と、ゲイン演算部22と、時定数演算部2
3とに導かれている。また、むだ時間算出部21の出力
は、ゲイン演算部22に導かれており、ゲイン演算部2
2の出力は、時定数演算部23に導かれている。
間算出部21と、ゲイン演算部22と、時定数演算部2
3とに導かれている。また、むだ時間算出部21の出力
は、ゲイン演算部22に導かれており、ゲイン演算部2
2の出力は、時定数演算部23に導かれている。
【0020】また、制御周期を算出する制御周期算出部
24には、むだ時間算出部21の出力が導かれており、
メンバーシップ関数の値を算出するメンバーシップ関数
値算出部25には、むだ時間算出部21の出力と、ゲイ
ン演算部22の出力と、時定数演算部23の出力とが導
かれている。
24には、むだ時間算出部21の出力が導かれており、
メンバーシップ関数の値を算出するメンバーシップ関数
値算出部25には、むだ時間算出部21の出力と、ゲイ
ン演算部22の出力と、時定数演算部23の出力とが導
かれている。
【0021】そして、制御周期算出部24の出力は温調
制御部11に、メンバーシップ関数値算出部25の出力
はファジイ演算部14にそれぞれ導かれている。
制御部11に、メンバーシップ関数値算出部25の出力
はファジイ演算部14にそれぞれ導かれている。
【0022】また、金型2に取り付けられた温度センサ
5の出力が、データ収集部12と、ステップ応答波作成
部13と、ファジイ演算部14とに導かれた構成となっ
ている。
5の出力が、データ収集部12と、ステップ応答波作成
部13と、ファジイ演算部14とに導かれた構成となっ
ている。
【0023】次に、上記構成のオートチューニング機能
付ファジイ制御装置の動作を、図3乃至図5を適宜参照
して説明する。
付ファジイ制御装置の動作を、図3乃至図5を適宜参照
して説明する。
【0024】押出成形機1の立ち上げ時、温調制御部1
1は、切換スイッチ26に切換制御信号を出力して可動
端子cを固定端子a側に接続させ、ステップ応答波作成
部13及びデータ収集部12においてオートチューニン
グを実施させる。
1は、切換スイッチ26に切換制御信号を出力して可動
端子cを固定端子a側に接続させ、ステップ応答波作成
部13及びデータ収集部12においてオートチューニン
グを実施させる。
【0025】ステップ応答法によるオートチューニング
の実施に当たっては、定常制御状態からステップ入力を
強制的に与え、ステップ応答実施時と同様の概念により
サンプリングを行う。すなわち、定常制御状態から加熱
用ヒータ3(又は冷却用クーラ4)のステップ入力を行
い、その入力に対する制御対象の応答(温度)をサンプ
リングする。
の実施に当たっては、定常制御状態からステップ入力を
強制的に与え、ステップ応答実施時と同様の概念により
サンプリングを行う。すなわち、定常制御状態から加熱
用ヒータ3(又は冷却用クーラ4)のステップ入力を行
い、その入力に対する制御対象の応答(温度)をサンプ
リングする。
【0026】図3は、このようなステップ応答法によっ
て得られた温度センサ5の温度実測値の波形と、加熱出
力の波形(ステップ応答波形作成部13から出力される
波形)との関係を示している。
て得られた温度センサ5の温度実測値の波形と、加熱出
力の波形(ステップ応答波形作成部13から出力される
波形)との関係を示している。
【0027】すなわち、制御対象には、加熱用ヒータ3
(又は冷却用クーラ4)をオン状態(すなわち、出力1
00%の状態)とした時刻T1から無駄時間を経て温度
変化が現れる。その温度変化が現れてから最大温度変化
を計測するまで加熱用ヒータ3(又は冷却用クーラ4)
の出力をオン状態にしておき、最大温度変化を記録した
時点(時刻T2)で加熱用ヒータ3(又は冷却用クーラ
4)の出力をオフ状態(ただし、ここで言うオフ状態と
は、定常制御時の出力状態のことであって、例えば出力
60%等の状態のことである)とする。このような動作
を任意の回数繰り返す。
(又は冷却用クーラ4)をオン状態(すなわち、出力1
00%の状態)とした時刻T1から無駄時間を経て温度
変化が現れる。その温度変化が現れてから最大温度変化
を計測するまで加熱用ヒータ3(又は冷却用クーラ4)
の出力をオン状態にしておき、最大温度変化を記録した
時点(時刻T2)で加熱用ヒータ3(又は冷却用クーラ
4)の出力をオフ状態(ただし、ここで言うオフ状態と
は、定常制御時の出力状態のことであって、例えば出力
60%等の状態のことである)とする。このような動作
を任意の回数繰り返す。
【0028】そのため、ステップ応答波作成部13から
は、図3の下段に示すように、時刻T1にまずオン状態
(出力100%)を指示する「H」レベルの信号が出力
され、次に最大温度変化を記録した時刻T2にオフ状態
(定常制御時の出力状態である例えば出力60%)を指
示する「L」レベルの信号が出力される。このように、
ステップ応答開始時に「L」から「H」に切り換わり、
最大温度変化を記録した時点で「H」から「L」に切り
換わる信号が出力される。
は、図3の下段に示すように、時刻T1にまずオン状態
(出力100%)を指示する「H」レベルの信号が出力
され、次に最大温度変化を記録した時刻T2にオフ状態
(定常制御時の出力状態である例えば出力60%)を指
示する「L」レベルの信号が出力される。このように、
ステップ応答開始時に「L」から「H」に切り換わり、
最大温度変化を記録した時点で「H」から「L」に切り
換わる信号が出力される。
【0029】操作部15では、このステップ応答波作成
部13からの指示が加熱のみの場合には、「H」レベル
時にオン、「L」レベル時にオフを示す信号を加熱側操
作部16に与え、制御対象である各金型2の温度調整部
をオン/オフ制御する。
部13からの指示が加熱のみの場合には、「H」レベル
時にオン、「L」レベル時にオフを示す信号を加熱側操
作部16に与え、制御対象である各金型2の温度調整部
をオン/オフ制御する。
【0030】このとき、冷却側操作部17は非動作状態
となっている。
となっている。
【0031】なお、ステップ応答波作成部13からの指
示が加熱と冷却との両方を示している場合には、操作部
15は、「H」レベル時にオン、「L」レベル時にオフ
を示す信号を加熱側操作部16に与えるとともに、
「H」レベル時にオフ、「L」レベル時にオンを示す信
号を冷却側操作部17に与える。これにより、制御対象
である各金型2の温度調節部は、加熱時には出力100
%で加熱され、冷却時には出力−100%で冷却される
ことになる。ただし、本実施例では、加熱のみの場合を
示している。
示が加熱と冷却との両方を示している場合には、操作部
15は、「H」レベル時にオン、「L」レベル時にオフ
を示す信号を加熱側操作部16に与えるとともに、
「H」レベル時にオフ、「L」レベル時にオンを示す信
号を冷却側操作部17に与える。これにより、制御対象
である各金型2の温度調節部は、加熱時には出力100
%で加熱され、冷却時には出力−100%で冷却される
ことになる。ただし、本実施例では、加熱のみの場合を
示している。
【0032】ここで、出力100%とは、例えば加熱の
場合であれば、出力周期を20秒とすると、20秒間加
熱用ヒータ3をオンしたときが出力100%である。因
みに、12秒間加熱用ヒータ3をオンし、8秒間加熱用
ヒータ3をオフしたときが出力60%である。
場合であれば、出力周期を20秒とすると、20秒間加
熱用ヒータ3をオンしたときが出力100%である。因
みに、12秒間加熱用ヒータ3をオンし、8秒間加熱用
ヒータ3をオフしたときが出力60%である。
【0033】データ収集部2では、図3の上段に示す温
度センサ5の温度実測値の波形データ、及び図3の下段
に示す加熱用ヒータ3(又は冷却用クーラ4)のオン/
オフのタイミングデータを収集する。
度センサ5の温度実測値の波形データ、及び図3の下段
に示す加熱用ヒータ3(又は冷却用クーラ4)のオン/
オフのタイミングデータを収集する。
【0034】そして、この収集した温度実測値データ及
びオン/オフのタイミングデータは、むだ時間算出部2
1、ゲイン演算部22、及び時定数演算部23にそれぞ
れ与えられる。
びオン/オフのタイミングデータは、むだ時間算出部2
1、ゲイン演算部22、及び時定数演算部23にそれぞ
れ与えられる。
【0035】むだ時間算出部21では、図4に示すよう
に、与えられた温度実測値データの波形から、サンプリ
ング周期毎に傾きR(t)〔=今回の温度実測値θ
(t)−前回の温度実測値θ(t−1)〕を計算する。
そして、計算した今回の傾きR(t)と前回の傾きR
(t−1)との比較を行い、R(t)≦R(t−1)が
成立した時点でのθ(t)を求める。この後、むだ時間
算出部21では、下式に基づいて無駄時間の算出を行
う。
に、与えられた温度実測値データの波形から、サンプリ
ング周期毎に傾きR(t)〔=今回の温度実測値θ
(t)−前回の温度実測値θ(t−1)〕を計算する。
そして、計算した今回の傾きR(t)と前回の傾きR
(t−1)との比較を行い、R(t)≦R(t−1)が
成立した時点でのθ(t)を求める。この後、むだ時間
算出部21では、下式に基づいて無駄時間の算出を行
う。
【0036】
【数1】 無駄時間L=〔R(t)*t−θ(t)〕/R(t) このようにして算出した無駄時間Lのデータは、ゲイン
演算部22に与えられる。
演算部22に与えられる。
【0037】ゲイン演算部22では、データ収集部12
から与えられた温度実測値データと、むだ時間算出部2
1から与えられた無駄時間Lとに基づき、下式に基づい
てプロセスゲインGpを演算する。
から与えられた温度実測値データと、むだ時間算出部2
1から与えられた無駄時間Lとに基づき、下式に基づい
てプロセスゲインGpを演算する。
【0038】
【数2】Gp=θ(t)/〔1−exp(−t+L)〕 このようにして演算したプロセスゲインGpのデータ
は、時定数演算部23に与えられる。
は、時定数演算部23に与えられる。
【0039】時定数演算部23では、データ収集部12
から与えられた温度実測値データと、ゲイン演算部22
から与えられたプロセスゲインGpとに基づき、下式に
基づいて時定数Tを演算する。
から与えられた温度実測値データと、ゲイン演算部22
から与えられたプロセスゲインGpとに基づき、下式に
基づいて時定数Tを演算する。
【0040】
【数3】T=Gp/R(t) このようにして、むだ時間算出部21において算出され
たむだ時間L、ゲイン演算部22において演算されたプ
ロセスゲインGp、時定数演算部23において演算され
た時定数Tの各値がメンバーシップ関数値算出部25に
与えられるとともに、むだ時間算出部21において算出
されたむだ時間Lが制御周期算出部24に与えられる。
たむだ時間L、ゲイン演算部22において演算されたプ
ロセスゲインGp、時定数演算部23において演算され
た時定数Tの各値がメンバーシップ関数値算出部25に
与えられるとともに、むだ時間算出部21において算出
されたむだ時間Lが制御周期算出部24に与えられる。
【0041】制御周期算出部24では、むだ時間算出部
21から与えられた時間Lと、経験的に求めた係数αと
から、L/αの式によって制御周期(演算周期)を求
め、これを温調制御部11に与える。
21から与えられた時間Lと、経験的に求めた係数αと
から、L/αの式によって制御周期(演算周期)を求
め、これを温調制御部11に与える。
【0042】ここで、係数αは2〜4程度とするのが良
い。これは、制御周期がLよりも長くなると制御不能と
なり、また制御周期をLの1/4を越えて短くしても精
度的にはあまり変わらないからである。
い。これは、制御周期がLよりも長くなると制御不能と
なり、また制御周期をLの1/4を越えて短くしても精
度的にはあまり変わらないからである。
【0043】一方、メンバーシップ関数値算出部25で
は、むだ時間算出部21から与えられた時間Lと、ゲイ
ン演算部22から与えられたプロセスゲインGpと、時
定数演算部23から与えられた時定数Tとに基づき、下
式に示す近似式によって2種類の変数(偏差E=実測値
−目標温度、偏差の変化ΔE=En −En-1 )を算出す
る。
は、むだ時間算出部21から与えられた時間Lと、ゲイ
ン演算部22から与えられたプロセスゲインGpと、時
定数演算部23から与えられた時定数Tとに基づき、下
式に示す近似式によって2種類の変数(偏差E=実測値
−目標温度、偏差の変化ΔE=En −En-1 )を算出す
る。
【0044】
【数4】E=Gp*〔1−exp(−3L/T)〕
【0045】
【数5】ΔE=Gp*〔1−exp(−τ/T)〕 ここで、τは演算周期である。
【0046】メンバーシップ関数値算出部25では、こ
れらの算出結果E,ΔEの値をファジイ演算部14に与
える。
れらの算出結果E,ΔEの値をファジイ演算部14に与
える。
【0047】温調制御部11は、制御周期算出部24か
ら制御周期τが与えられると、切換スイッチ26に切換
制御信号を出力して可動端子cを固定端子b側に接続さ
せる。
ら制御周期τが与えられると、切換スイッチ26に切換
制御信号を出力して可動端子cを固定端子b側に接続さ
せる。
【0048】これにより、ファジイ演算部14では、温
調制御部11を介して与えられた制御周期τ、Eの幅、
ΔEの幅を従来より構築しているルールに適用し、以後
操作部15、加熱側操作部16、冷却側操作部17を介
して制御対象である金型2の温度調節部をオン/オフ制
御することになる。
調制御部11を介して与えられた制御周期τ、Eの幅、
ΔEの幅を従来より構築しているルールに適用し、以後
操作部15、加熱側操作部16、冷却側操作部17を介
して制御対象である金型2の温度調節部をオン/オフ制
御することになる。
【0049】なお、上記実施例では、ステップ応答波作
成部13の出力につていは、ステップ応答時の出力を1
00%として説明しているが、例えば90%、80%等
とすることが可能である。
成部13の出力につていは、ステップ応答時の出力を1
00%として説明しているが、例えば90%、80%等
とすることが可能である。
【0050】
【発明の効果】本発明のオートチューニング機能付ファ
ジイ制御装置は、データ収集部によりステップ応答法に
よるオートチューニングによって制御対象の必要なデー
タの収集を行い、この収集されたデータに基づいて制御
対象のむだ時間とプロセスゲインと時定数とを求め、こ
の求めたむだ時間とプロセスゲインと時定数とに基づい
て制御周期と偏差の値と偏差の変化の値とを求め、この
求めた偏差の値と偏差の変化の値とによって横幅が設定
されたメンバーシップ関数を用いてファジイ演算を行う
ことにより、制御対象を制御するように構成したので、
未知の制御対象に対してもオペレーションの工数をほと
んど必要とせず、短時間で最適な制御を行うことができ
るといった効果を奏する。
ジイ制御装置は、データ収集部によりステップ応答法に
よるオートチューニングによって制御対象の必要なデー
タの収集を行い、この収集されたデータに基づいて制御
対象のむだ時間とプロセスゲインと時定数とを求め、こ
の求めたむだ時間とプロセスゲインと時定数とに基づい
て制御周期と偏差の値と偏差の変化の値とを求め、この
求めた偏差の値と偏差の変化の値とによって横幅が設定
されたメンバーシップ関数を用いてファジイ演算を行う
ことにより、制御対象を制御するように構成したので、
未知の制御対象に対してもオペレーションの工数をほと
んど必要とせず、短時間で最適な制御を行うことができ
るといった効果を奏する。
【図1】本発明のオートチューニング機能付ファジイ制
御装置の電気的構成を示すブロック図である。
御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】本発明のオートチューニング機能付ファジイ制
御装置を押出成形機の金型温度を調整する温度調整装置
に適用した場合の概略構成図である。
御装置を押出成形機の金型温度を調整する温度調整装置
に適用した場合の概略構成図である。
【図3】ステップ応答法によって得られた温度センサか
らの温度実測値の波形と、ステップ応答波作成部の出力
波形との関係を示した図である。
らの温度実測値の波形と、ステップ応答波作成部の出力
波形との関係を示した図である。
【図4】むだ時間算出部での無駄時間の算出処理を説明
するための、図3に示す波形の一部拡大図である。
するための、図3に示す波形の一部拡大図である。
【図5】メンバーシップ関数の一例を示す図である。
1 押出成形機 2 金型 5 温度センサ 11 温調制御部 12 データ収集部 13 ステップ応答波作成部 14 ファジイ演算部 18 制御対象 21 むだ時間算出部 22 ゲイン演算部 23 時定数演算部 24 制御周期算出部 25 メンバーシップ関数値算出部
Claims (1)
- 【請求項1】 ステップ応答法によるオートチューニン
グによって制御対象の必要なデータの収集を行うデータ
収集部と、 このデータ収集部によって収集されたデータに基づき、
制御対象のむだ時間とゲインと時定数とを演算によって
求めるデータ演算部と、 このデータ演算部によって求めた制御対象のむだ時間に
基づいて制御対象の制御周期を算出する制御周期算出部
と、 前記データ演算部によって求めた制御対象のむだ時間と
ゲインと時定数とに基づいてメンバーシップ関数の変数
の幅を算出する変数算出部と、 前記制御周期算出部によって算出された制御周期で制御
を行うとともに、前記変数算出部によって算出された変
数の値によってその横幅が設定されたメンバーシップ関
数を用いてファジイ演算を行い、制御対象を制御するフ
ァジイ演算制御部とを備えたことを特徴とするオートチ
ューニング機能付ファジイ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19818292A JPH0643907A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | オートチューニング機能付ファジイ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19818292A JPH0643907A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | オートチューニング機能付ファジイ制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0643907A true JPH0643907A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16386847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19818292A Pending JPH0643907A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | オートチューニング機能付ファジイ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0643907A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7302862B2 (en) | 2003-04-04 | 2007-12-04 | Omron Corporation | Flow rate-measuring device |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP19818292A patent/JPH0643907A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7302862B2 (en) | 2003-04-04 | 2007-12-04 | Omron Corporation | Flow rate-measuring device |
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