JPH0644294A - Signal generating device, simulation device, and controller - Google Patents

Signal generating device, simulation device, and controller

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JPH0644294A
JPH0644294A JP19958592A JP19958592A JPH0644294A JP H0644294 A JPH0644294 A JP H0644294A JP 19958592 A JP19958592 A JP 19958592A JP 19958592 A JP19958592 A JP 19958592A JP H0644294 A JPH0644294 A JP H0644294A
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JP
Japan
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signal
series data
function
chaotic
time series
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Application number
JP19958592A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Amano
雅彦 天野
Yasuo Morooka
泰男 諸岡
Junzo Kawakami
潤三 川上
Hiroo Konishi
博雄 小西
Yasushi Harada
泰志 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve simulation and control precision by generating a disturbance signal which is close to an actual phenomenon. CONSTITUTION:A chaos function generating mechanism 11 generates a chaos function on the basis of actually measured time-series data. Several candidates for the chaos function are previously given and the chaos function generating mechanism 11 determines the parameter of a function by a method of least square, etc., and determines the function by using a pattern recognizing method. A chaos signal generating mechanism 12 generates time-series data on the basis of the generated chaos function. Various disturbance signals can be generated by combining functions or varying an initial value. A simulator 13 performs simulation by using the generated time-series data as a disturbance input. Thus, the disturbance signal which is close to an actual phenomenon is easily generated on the basis of the chaos function, so the simulation result and control precision can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は外乱信号に近似する信号
を発生させてシミュレーションを行うシミュレーション
装置や実際の制御を行う制御装置に係り、特に、実際の
現象に性質が近い信号を容易に発生させるのに好適な信
号発生装置やシミュレーション装置,制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simulation device for generating a signal close to a disturbance signal for simulation and a control device for actual control, and particularly, to easily generate a signal having a property close to an actual phenomenon. The present invention relates to a signal generation device, a simulation device, and a control device that are suitable for controlling.

【0002】[0002]

【従来の技術】外乱信号に対するシステムの応答をシミ
ュレーションする場合、外乱として実際の現象に近いも
のを用いるのが望ましい。そこで、実際の現象の外乱を
測定して、測定した時系列データをそのままシミュレー
ションに用いる方法がある。
2. Description of the Related Art When simulating the response of a system to a disturbance signal, it is desirable to use a disturbance that is close to an actual phenomenon. Therefore, there is a method of measuring the disturbance of an actual phenomenon and using the measured time series data as it is for the simulation.

【0003】一方、外乱がある程度確率的な変動をする
という仮定のもとに確率モデルを作成し、それをもとに
時系列データを発生させ、外乱信号として用いるという
方法もある。例えば、電力系統の負荷変動外乱に対する
周波数変動をシミュレーションする場合、電気学会論文
誌B、111巻5号、第570〜571頁に論じられて
いるようなマルコフ過程に基づく確率モデルを用いた外
乱信号発生方法がある。
On the other hand, there is also a method in which a probabilistic model is created under the assumption that the disturbance fluctuates to some extent, and time series data is generated based on the stochastic model and used as a disturbance signal. For example, in the case of simulating a frequency fluctuation with respect to a load fluctuation disturbance of a power system, a disturbance signal using a stochastic model based on a Markov process as discussed in IEICE Transactions B, Vol. 111, No. 5, pp. 570-571. There is a method of occurrence.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
測定した時系列データをそのまま用いる方法では、長い
現象を、あるいはいくつものケースについてシミュレー
トする場合に、大量のデータを記憶しておく必要があ
り、多様な外乱信号を発生させることができないといっ
た問題がある。また、確率モデルを用いる方法では、実
際の現象に近い外乱信号を発生させるのが難しいという
問題がある。
Of the above-mentioned conventional techniques,
The method that uses the measured time series data as it is requires a large amount of data to be stored when simulating a long phenomenon or several cases, and thus a variety of disturbance signals cannot be generated. There is. Further, the method using the probabilistic model has a problem that it is difficult to generate a disturbance signal close to an actual phenomenon.

【0005】本発明の目的は、実際の現象に近い外乱信
号を、大量のデータを記憶する必要もなく簡単に発生さ
せることができる信号発生装置等を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a signal generator or the like which can easily generate a disturbance signal close to an actual phenomenon without the need to store a large amount of data.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的は、実際に測定
した時系列データをもとにカオス関数作成手段で作成
し、作成したカオス関数をもとに模擬信号としての時系
列データを信号発生手段から発生させ、発生させた時系
列データを外乱信号としてシミュレーションや制御を行
うことで、達成される。
[Means for Solving the Problems] The above-mentioned object is to create time-series data as a simulated signal based on the created chaotic function based on the actually-measured time-series data. This is achieved by performing simulation and control by generating the time series data from the means and using the generated time series data as a disturbance signal.

【0007】[0007]

【作用】実際に測定した時系列データを記憶装置に記憶
しておき、この時系列データをそこから読み出してカオ
ス関数作成手段に入力する。また、必要な周波数成分の
みをカオス関数の対象とするときは、時系列データを周
波数フィルタを通してカオス関数作成手段に入力する。
The time series data that is actually measured is stored in the storage device, and this time series data is read out and input to the chaos function creating means. When only the necessary frequency components are to be the target of the chaos function, the time series data is input to the chaos function creating means through the frequency filter.

【0008】カオス関数作成手段は、予め用意したいく
つかのカオス関数の候補の中から、測定した時系列デー
タの性質に最も近いものを選ぶ。または、予め用意した
関数のパラメータを最適に設定する。
The chaotic function creating means selects, from among several prepared chaotic function candidates, one that is closest to the property of the measured time series data. Alternatively, the parameters of the function prepared in advance are optimally set.

【0009】信号発生手段は、複数のカオス関数の中か
ら一つを選ぶか、あるいは必要に応じて複数の関数を組
み合わせて用いる。関数の組合せは、状況に応じて変え
られるようにする。また、必要に応じて補助信号発生手
段を設け、カオス関数に基づいて発生させた時系列デー
タに乱数などの適当な値を加えられるようにするのが好
ましい。
The signal generating means selects one from a plurality of chaotic functions or uses a plurality of functions in combination as required. The combination of functions can be changed according to the situation. Further, it is preferable that an auxiliary signal generating means is provided as necessary so that an appropriate value such as a random number can be added to the time series data generated based on the chaotic function.

【0010】測定した時系列データに基づいて作成した
カオス関数には、もとの外乱信号の性質がある程度保存
されているため、実際の現象に近い信号を発生させるこ
とができる。カオス関数の作成に必要な時系列データ
は、それほど長期間のものでなくてもよいので、大量の
データ記憶が必要でない。また、状況に応じたカオス関
数を複数用意しておけば、必要に応じて関数を切り替え
たり組み合わせたりすることができる。さらに、初期値
を変えることによって、性質が同じで値の異なる時系列
を容易に発生させることができる。
Since the nature of the original disturbance signal is preserved to some extent in the chaotic function created based on the measured time series data, a signal close to an actual phenomenon can be generated. The time-series data required to create the chaos function does not have to be that long, so a large amount of data storage is not required. If a plurality of chaotic functions are prepared according to the situation, the functions can be switched or combined as needed. Furthermore, by changing the initial value, it is possible to easily generate a time series having the same property but different values.

【0011】発生させた時系列データを外乱入力として
用いれば、実際の現象に近いシミュレーションを容易に
行うことができる。また、適応制御系の設計の際に外乱
入力として用いれば、状況に応じた最適なパラメータの
設定が容易に行える。さらに、オンラインの制御系に組
み込んで、近未来の外乱予測値として用いれば、外乱の
影響を抑制するフィードフォワード制御を行うこともで
きる。
If the generated time-series data is used as a disturbance input, a simulation close to an actual phenomenon can be easily performed. If used as a disturbance input when designing the adaptive control system, optimum parameters can be easily set according to the situation. Further, if it is incorporated in an online control system and used as a near future disturbance prediction value, it is possible to perform feedforward control for suppressing the influence of the disturbance.

【0012】[0012]

【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。図1は、本発明の一実施例を電力系統の周波数
制御シミュレーションに適用したシステムの構成図であ
る。周波数制御シミュレーションでは、系統の数秒から
1分程度の負荷変動外乱に対して周波数がどう変化する
かをシミュレートする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a system in which an embodiment of the present invention is applied to frequency control simulation of a power system. The frequency control simulation simulates how the frequency changes in response to a load fluctuation disturbance of several seconds to one minute of the system.

【0013】まず、各発電所に設置された発電電力測定
装置101が測定した発電電力と、周波数測定装置10
2が測定した系統周波数が、負荷変動データ作成装置1
03に時々刻々送られる。負荷変動データ作成装置10
3は、系統周波数の変動分に発電電力の変化分を加味し
て、系統全体の負荷変動外乱を時系列データとして作成
する。なお、発電電力の変化分は加味せずに、周波数変
動だけで作成してもよい。作成された時系列データは、
記憶装置104に一度記憶される。
First, the generated power measured by the generated power measuring device 101 installed at each power plant and the frequency measuring device 10
The system frequency measured by 2 is the load fluctuation data creation device 1
It is sent every hour to 03. Load fluctuation data creation device 10
In 3, the load fluctuation disturbance of the entire system is created as time-series data by adding the change amount of the generated power to the change amount of the system frequency. It should be noted that the generated amount may be created only by the frequency change without adding the changed amount. The created time series data is
It is stored in the storage device 104 once.

【0014】データ読出装置105は、記憶装置104
に蓄えられた時系列データを読み出し、フィルタ106
に入力する。フィルタ106は、周波数制御の対象とな
る数秒から1分程度の周期の変動分だけが残るようにデ
ータをフィルタリングする。フィルタ106を通った時
系列データは、カオス関数作成機構11に入力される。
The data reading device 105 is a storage device 104.
The time series data stored in the
To enter. The filter 106 filters the data so that only the fluctuation of the period of several seconds to 1 minute, which is the target of frequency control, remains. The time series data that has passed through the filter 106 is input to the chaos function creating mechanism 11.

【0015】カオス関数作成機構11は、入力された時
系列データに最も適合するカオス関数を作成する。作成
の方法には様々なものがあるが、手順の一例を図2を用
いて説明する。まず、時系列データを図3のように時間
の関数v(t)とみる。任意の値v0を選び、v0を正の方
向に横切る点の時刻t1,t2,…を求める(ステップ2
1)。図3は、v0=0とした場合のt1,t2を示した
ものである。実際の時系列データはサンプル値であるか
ら、例えば直線補間などの補間手法を用いて求める。次
に、適当な時間τを選び、v(t1+τ),v(t2+τ),
…を求める(ステップ22)。これらの値も与えられた
時系列データから何らかの補間手法で求めることができ
る。なお、最適なτの選び方に関しては、文献、エー・
フレーザーとエッチ・スウィニーの「インディペンデン
ト・コーディネーイツ・フォー・ストレンジ・アトラク
ターズ・フローム・ミューチャル・インフォメーショ
ン」フィジカル・レビュー・A,33巻1134頁(A.
Fraser and H.Swinney,"Independent coordinates
for strange attractors from mutual informat
ion," Physical Review A, vol.33, p.1134)に詳
しく記述されている。
The chaos function creating mechanism 11 creates a chaos function most suitable for the input time series data. There are various creation methods, and an example of the procedure will be described with reference to FIG. First, the time series data is considered as a function of time v (t) as shown in FIG. An arbitrary value v0 is selected, and times t1, t2, ... Of points crossing v0 in the positive direction are obtained (step 2).
1). FIG. 3 shows t1 and t2 when v0 = 0. Since the actual time series data is a sample value, it is obtained by using an interpolation method such as linear interpolation. Next, select an appropriate time τ, v (t1 + τ), v (t2 + τ),
Is obtained (step 22). These values can also be obtained from given time series data by some interpolation method. In addition, regarding how to select the optimum τ, see the literature,
Fraser and Et Swinney's "Independent Coordinates for Strange Attractors From Mutual Information" Physical Review A, 33, 1134 (A.
Fraser and H. Swinney, "Independent coordinates
for strange attractors from mutual informat
ion, "Physical Review A, vol.33, p.1134).

【0016】ここで、次の数1のようにx(n)を定義
し、座標値(x(n),x(n+1))を求める(ステップ2
3)。
Here, x (n) is defined as in the following equation 1 and the coordinate value (x (n), x (n + 1)) is obtained (step 2).
3).

【0017】[0017]

【数1】x(n) ≡ v(tn+τ) x(n)とx(n+1)とを軸とする平面上に求めた座標値をプ
ロットして、例えば図4に示すようになったとすると、
これを次の数2のような形の関数で記述できれば、カオ
ス関数が作成できる。
## EQU1 ## x (n) ≡ v (tn + τ) x (n) and x (n + 1) are plotted on a plane having axes as axes, and as shown in FIG. Then,
If this can be described by a function of the form shown in the following Expression 2, a chaotic function can be created.

【0018】[0018]

【数2】x(n+1) = f{x(n)} しかし、実際にはfの関数形を自動的に定めるのはかな
り難しいので、いくつかの関数の候補を用意しておき、
その中から最もよく適合するものを選ぶようにする方法
が考えられる。
## EQU00002 ## x (n + 1) = f {x (n)} However, it is quite difficult to automatically determine the functional form of f in practice, so prepare some function candidates,
A possible method is to select the most suitable one.

【0019】そこで、いくつかのパラメータを含んだ関
数を用意しておき、各関数について上記の方法で求めた
座標値に最もよく適合するようパラメータの値を設定す
る。関数としては、例えば次の数3のようなものが考え
られる。
Therefore, a function including some parameters is prepared, and the value of the parameter is set so as to best fit the coordinate value obtained by the above method for each function. As the function, for example, the following expression 3 can be considered.

【0020】[0020]

【数3】x(n+1) = a・x(n)・{1−x(n)} ここで、aはパラメータである。## EQU00003 ## x (n + 1) = a.x (n) .multidot. {1-x (n)} where a is a parameter.

【0021】パラメータ設定の方法としては、例えば最
小二乗法などを利用して、関数値と座標値の差の二乗和
が最小になるようにして決めればよい(ステップ2
4)。また、その際、求めた関数と座標値との同定誤差
が全体でどれだけあるかも計算できる。最後に、各関数
の同定誤差を比較し、最もよく適合するカオス関数を選
定する(ステップ25)。このように、いくつかの関数
の候補を予め設定しておく方法により、容易にカオス関
数が作成できる効果がある。
As a parameter setting method, for example, the least square method or the like may be used so that the sum of squares of the difference between the function value and the coordinate value is minimized (step 2).
4). At that time, it is also possible to calculate how much the identification error between the obtained function and the coordinate value is. Finally, the identification error of each function is compared, and the chaotic function that best fits is selected (step 25). As described above, the method of presetting some function candidates has an effect of easily creating a chaotic function.

【0022】なお、上述の例では単純な2次元アトラク
タからカオス関数を求める方法を示したが、3次元アト
ラクタからカオス関数を同定する方法については、文献
「非線形力学とカオス」武者利光監訳、橋口住久訳、オ
ーム社、第329〜333頁に詳しく記述されている。
In the above example, a method for obtaining a chaotic function from a simple two-dimensional attractor was shown, but as to a method for identifying a chaotic function from a three-dimensional attractor, a document "Nonlinear Mechanics and Chaos", Translated by Musashi Toshimitsu, Hashiguchi See Sumikyu, Ohmsha, pp. 329-333 for details.

【0023】また、上述の例ではカオス関数は数2の形
で与えられるとしたが、時系列データから同定できるも
のであれば、時間の関数や微分方程式で与えられるもの
など、他のいかなる形の関数でも構わないことは言うま
でもない。また、変数の数も一つだけでなく、二つ以上
あっても構わない。
In the above example, the chaotic function is given in the form of equation 2, but any other form such as the one given by the time function or the differential equation can be used as long as it can be identified from the time series data. Needless to say, the function of can be used. Also, the number of variables is not limited to one, and there may be two or more.

【0024】次に、カオス信号発生機構12は、以上の
ようにして作成されたカオス関数をもとに時系列データ
を発生させる。カオス関数が例えば、数2の形で定義さ
れていれば、初期値x(0)さえ決めれば、あとは式に基
づいてx(1),x(2),…という時系列データを作成する
ことができる。また、もし微分方程式で与えられていれ
ば、これも初期値を決めれば方程式を数値的に解いて時
系列データを発生させることができる。初期値として
は、乱数を用いて決定する方法、使用者が設定する方法
などが考えられる。初期値を様々に変えれば、多様な外
乱信号を発生させることができる。
Next, the chaotic signal generating mechanism 12 generates time series data based on the chaotic function created as described above. For example, if the chaos function is defined in the form of Equation 2, if only the initial value x (0) is determined, then the time series data x (1), x (2), ... Is created based on the formula. be able to. Also, if given as a differential equation, this can also be numerically solved to generate time series data if an initial value is determined. As the initial value, a method of determining using a random number, a method of setting by a user, etc. can be considered. By changing the initial value variously, various disturbance signals can be generated.

【0025】カオス関数としては、一つの関数を用いて
もよいが、場合によってはいくつかの関数を組み合わせ
て使うことも考えられる。例えば、電力負荷変動が地域
ごとに定めたカオス関数の和で表されるような場合、系
統の接続状態に応じてカオス関数の組合せを変えるよう
にする。
As the chaos function, one function may be used, but it is also possible to use a combination of several functions depending on the case. For example, when the power load fluctuation is represented by the sum of chaotic functions determined for each region, the combination of chaotic functions is changed according to the connection state of the system.

【0026】次に、カオス関数作成の際にフィルタ10
6で取り除かれた成分を補うため、長周期外乱発生機構
107と短周期外乱発生機構108にそれぞれ外乱成分
を発生させ、時系列データに加える。これらの補助信号
発生機構はカオス関数に基づく必要はないので、例えば
短期外乱発生機構107は確率モデルに基づく方法で、
長周期外乱発生機構108は負荷予想に基づく方法で外
乱を発生させる。もちろんカオス関数に基づく方法で発
生させてもよい。
Next, the filter 10 is used when creating the chaos function.
In order to supplement the component removed in 6, the disturbance components are generated in the long-period disturbance generation mechanism 107 and the short-period disturbance generation mechanism 108, respectively, and added to the time series data. Since these auxiliary signal generation mechanisms do not need to be based on chaotic functions, for example, the short-term disturbance generation mechanism 107 is a probabilistic model-based method.
The long-period disturbance generation mechanism 108 generates disturbance by a method based on load prediction. Of course, it may be generated by a method based on a chaotic function.

【0027】このように、カオス関数作成時にフィルタ
を通し、外乱発生時にその分を別の補助信号発生機構で
補う方法を用いれば、必要な周波数成分のみをカオス関
数で表せるので、より実際に近いカオス関数が得られや
すいという効果がある。
As described above, if a method is used in which a chaos function is passed through a filter and the disturbance is compensated for by another auxiliary signal generating mechanism, only the necessary frequency component can be represented by the chaos function, which is more realistic. There is an effect that a chaotic function is easily obtained.

【0028】以上の方法で発生させた時系列データは、
シミュレータ13に負荷電力変動の外乱入力として与え
られ、シミュレータ13はその外乱に対応する周波数変
動を計算する。
The time series data generated by the above method is
It is given to the simulator 13 as a disturbance power fluctuation input, and the simulator 13 calculates a frequency fluctuation corresponding to the disturbance.

【0029】本実施例によれば、実際に近い負荷電力変
動外乱を用いた電力系統の周波数制御シミュレーション
が容易に行えるという効果がある。
According to the present embodiment, there is an effect that the frequency control simulation of the power system using the load power fluctuation disturbance which is close to the actual one can be easily performed.

【0030】上述の例では、カオス関数を求める際に最
小二乗法などの数理計画的手法を用いたが、パターン認
識の手法でもカオス関数を求めることができる。例え
ば、適当な時間τを選んで、時系列データをv(t)とv
(t+τ)との2軸からなる平面上にプロットすること
により、アトラクタと呼ばれる軌跡が描かれる。予め用
意しておいたカオス関数のアトラクタと、時系列データ
に基づいて描かれたアトラクタを比較することにより、
最も近いカオス関数を選定することができる。アトラク
タを比較する際には、ニューラルネットなどのパターン
認識の手法が利用できる。アトラクタとしては、2次元
だけでなく、3次元、4次元といった高次元のものも考
えられる。
In the above example, a mathematical programming method such as the least squares method is used for obtaining the chaotic function, but the chaotic function can also be obtained by the pattern recognition method. For example, select an appropriate time τ and set time series data to v (t) and v (t).
A locus called an attractor is drawn by plotting it on a plane consisting of two axes (t + τ). By comparing the attractor of the chaotic function prepared in advance with the attractor drawn based on the time series data,
The closest chaotic function can be selected. When comparing attractors, a pattern recognition method such as a neural network can be used. Not only two-dimensional attractors but also three-dimensional and four-dimensional attractors can be considered.

【0031】さらに、時系列データを入力として、カオ
ス関数の種類やパラメータを出力とするニューラルネッ
トを用いれば、アトラクタを描かずに直接カオス関数を
選定することも可能である。
Furthermore, by using a neural network that inputs time series data and outputs the type and parameters of a chaotic function, it is possible to directly select a chaotic function without drawing an attractor.

【0032】次に、本実施例の信号発生装置を制御装置
のパラメータ設定に適用した例について、図5を用いて
説明する。シミュレータ13は制御対象モデルと制御装
置モデルとをもち、外乱変動に対するシミュレーション
を行う。パラメータ設定機構52はシミュレーション出
力を見ながら制御装置モデルのパラメータを最適に設定
する。外乱としては、カオス関数作成機構11を用いて
作成したカオス関数を用いてカオス信号発生機構12が
時系列データを発生させる。カオス関数の初期値は、初
期値設定機構51が乱数を用いて自動的に設定する。
Next, an example in which the signal generator of this embodiment is applied to the parameter setting of the controller will be described with reference to FIG. The simulator 13 has a controlled object model and a control device model, and performs simulation for disturbance fluctuations. The parameter setting mechanism 52 optimally sets the parameters of the controller model while watching the simulation output. As the disturbance, the chaotic signal generating mechanism 12 generates time series data by using the chaotic function created by the chaotic function creating mechanism 11. The initial value of the chaos function is automatically set by the initial value setting mechanism 51 using a random number.

【0033】この方法によれば、実際に近い外乱が容易
に発生できるため、実際の制御に適した制御装置のパラ
メータが容易に設定できるという効果がある。
According to this method, since a disturbance that is close to the actual one can be easily generated, there is an effect that the parameters of the control device suitable for the actual control can be easily set.

【0034】さらに、上記の手法を電力系統の周波数制
御に適用して、朝,昼,夜,平日,休日など、いくつか
の状況での外乱をカオス関数を用いて発生させ、それぞ
れの状況での最適な制御方策を求めておき、状況に応じ
て制御方策を使い分けるという方法も考えられる。この
方法によれば、状況に応じた最適な制御の設計や適応が
容易にできるという効果がある。
Further, the above method is applied to the frequency control of the power system to generate disturbances in some situations such as morning, daytime, night, weekdays, and holidays by using a chaotic function, and in each situation, It is also conceivable to find the optimum control policy for the above and selectively use the control policy according to the situation. According to this method, there is an effect that the optimum control design and adaptation according to the situation can be easily performed.

【0035】また、オンラインで外乱の時系列データが
得られれば、カオス関数の作成をオンラインで行ない、
作成したカオス関数に対応する制御方策を自動的に選定
して制御することも可能である。この方法によれば、状
況に対応した最適な制御方策の選定をオンラインで自動
的に行なえるという効果がある。
If the time series data of the disturbance is obtained online, the chaos function is created online,
It is also possible to automatically select and control the control policy corresponding to the created chaotic function. According to this method, there is an effect that the optimum control measure corresponding to the situation can be automatically selected online.

【0036】次に、本発明をオンラインのフィードフォ
ワード制御系に組み込んだ例について、図6を用いて説
明する。外乱測定装置63は制御対象62に入力される
外乱信号を測定し、カオス関数作成機構11に時系列デ
ータとして与える。カオス関数測定機構11は、時系列
データをもとにカオス関数を作成し、カオス信号発生機
構12に与える。カオス信号発生機構12は、外乱測定
装置63からの信号により現在時点の外乱の値がわかる
ので、カオス関数を用いて近未来の外乱の予測値を発生
させることができる。制御装置61は、カオス信号発生
機構12が発生した外乱予測値に基づいて、その影響を
打ち消すようなフィードフォワード制御を行う。
Next, an example in which the present invention is incorporated into an online feedforward control system will be described with reference to FIG. The disturbance measuring device 63 measures the disturbance signal input to the controlled object 62 and supplies it to the chaos function creating mechanism 11 as time series data. The chaotic function measuring mechanism 11 creates a chaotic function based on the time series data and gives it to the chaotic signal generating mechanism 12. Since the chaos signal generation mechanism 12 knows the value of the disturbance at the current time point from the signal from the disturbance measuring device 63, it can generate the predicted value of the disturbance in the near future by using the chaotic function. The control device 61 performs feedforward control that cancels the influence based on the disturbance prediction value generated by the chaotic signal generation mechanism 12.

【0037】このようにオンラインの制御系に組み込む
ことにより、近未来の外乱を予測してその影響を打ち消
すような制御が実行できる。
Incorporation into an online control system in this way makes it possible to execute control that predicts near-future disturbances and cancels out their effects.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、実際の現象に近い性質
の外乱を容易に発生させることができる効果がある。ま
た、そのために大量のデータ記憶を必要とすることもな
い。さらに、カオス関数を組み合わせたり初期値を様々
に変えることにより、多様な外乱を容易に発生できる効
果がある。
According to the present invention, there is an effect that a disturbance having a property close to an actual phenomenon can be easily generated. Nor does it require a large amount of data storage. Furthermore, there is an effect that various disturbances can be easily generated by combining chaotic functions and changing various initial values.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る信号発生装置を周波数
制御シミュレーションに適用したシステムの構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of a system in which a signal generator according to an embodiment of the present invention is applied to frequency control simulation.

【図2】図1に示すカオス関数作成機構でのカオス関数
作成手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of creating a chaotic function in the chaotic function creating mechanism shown in FIG.

【図3】時系列データの時間変動例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of time variation of time series data.

【図4】カオス関数の写像の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of mapping of a chaotic function.

【図5】実施例に係る信号発生装置を適応制御系のパラ
メータ設定に適用した場合の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram when the signal generator according to the embodiment is applied to parameter setting of an adaptive control system.

【図6】実施例に係る信号発生装置をオンライン制御系
に適用した場合の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram when the signal generator according to the embodiment is applied to an online control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…カオス関数作成機構、12…カオス信号発生機
構、13…シミュレータ、61…制御装置。
11 ... Chaotic function creating mechanism, 12 ... Chaotic signal generating mechanism, 13 ... Simulator, 61 ... Control device.

フロントページの続き (72)発明者 小西 博雄 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 原田 泰志 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内Front Page Continuation (72) Inventor Hiroo Konishi 4026 Kuji Town, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Inc. (72) Inventor Yasushi Harada 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Research Laboratory, Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 実際に計測した時系列データに基づいて
カオス関数を作成するカオス関数作成手段と、該カオス
関数作成手段によって作成されたカオス関数に基づいて
模擬信号としての時系列データを発生させる信号発生手
段とを備えたことを特徴とする信号発生装置。
1. A chaotic function creating means for creating a chaotic function based on actually measured time series data, and time series data as a simulated signal is generated based on the chaotic function created by the chaotic function creating means. A signal generating device comprising: a signal generating means.
【請求項2】 請求項1において、前記カオス関数作成
手段は、実際に計測した時系列データに基づいて、予め
与えられた複数のカオス関数の中から一つあるいは複数
のカオス関数を選び出す手段を備えることを特徴とする
信号発生装置。
2. The chaotic function creating means according to claim 1, further comprising means for selecting one or a plurality of chaotic functions from a plurality of pre-given chaotic functions based on actually measured time series data. A signal generator comprising:
【請求項3】 請求項1において、前記カオス関数作成
手段は、実際に計測した時系列データに基づいて、予め
与えられたカオス関数のパラメータを決定する手段を備
えることを特徴とする信号発生装置。
3. The signal generating apparatus according to claim 1, wherein the chaos function creating means includes means for determining a parameter of a chaos function given in advance, based on actually measured time series data. .
【請求項4】 請求項1において、前記カオス関数作成
手段の前段にフィルタを設け、実際に計測した時系列デ
ータを、ある一定の周波数領域の成分を取り除く前記フ
ィルタを通した後に前記カオス関数作成手段に入力する
ことを特徴とする信号発生装置。
4. The chaotic function generating device according to claim 1, wherein a filter is provided in the preceding stage of the chaotic function generating means, and the actually measured time series data is passed through the filter for removing components in a certain frequency region. A signal generator characterized by inputting to a means.
【請求項5】 請求項1において、前記信号発生手段
は、複数のカオス関数を組み合わせて模擬信号としての
時系列データを発生させる手段を備えることを特徴とす
る信号発生装置。
5. The signal generating device according to claim 1, wherein the signal generating means includes means for combining a plurality of chaotic functions to generate time series data as a simulated signal.
【請求項6】 請求項5において、前記信号発生手段
は、状況に応じてカオス関数の組み合わせを変化させる
手段を備えることを特徴とする信号発生装置。
6. The signal generating device according to claim 5, wherein the signal generating means includes means for changing a combination of chaotic functions depending on a situation.
【請求項7】 請求項1において、補助信号発生手段
と、前記信号発生手段がカオス関数に基づいて発生した
時系列データに前記補助信号発生手段が発生した値を加
える手段とを備えることを特徴とする信号発生装置。
7. The apparatus according to claim 1, further comprising: auxiliary signal generating means, and means for adding the value generated by the auxiliary signal generating means to the time series data generated by the signal generating means based on a chaotic function. Signal generator.
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
の信号発生装置を備え、該信号発生装置から出力される
模擬信号を外乱としてシミュレーションを行うことを特
徴とするシミュレーション装置。
8. A simulation apparatus comprising the signal generator according to claim 1, wherein the simulation is performed by using a simulated signal output from the signal generator as a disturbance.
【請求項9】 請求項1において、前記信号発生手段が
発生した模擬信号としての時系列データを、制御装置の
パラメータ設定のための入力信号として用いることを特
徴とする信号発生装置。
9. The signal generator according to claim 1, wherein the time-series data as the simulated signal generated by the signal generator is used as an input signal for setting a parameter of the controller.
【請求項10】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載の信号発生装置を備え、オンラインで計測した時系列
データに基づいて該信号発生装置がオンラインで出力し
た模擬信号としての時系列データを用い制御信号をフィ
ードフォワード信号として制御系に与えることを特徴と
する制御装置。
10. A time-series data as a simulated signal, which is equipped with the signal generator according to claim 1 and is output online by the signal generator based on time-series data measured online. A control device characterized in that a control signal is applied to a control system as a feedforward signal by using.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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