JPH0766282B2 - Control device - Google Patents
Control deviceInfo
- Publication number
- JPH0766282B2 JPH0766282B2 JP16164089A JP16164089A JPH0766282B2 JP H0766282 B2 JPH0766282 B2 JP H0766282B2 JP 16164089 A JP16164089 A JP 16164089A JP 16164089 A JP16164089 A JP 16164089A JP H0766282 B2 JPH0766282 B2 JP H0766282B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target value
- control
- target
- controller
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動制御装置に関するものであり、特に、複
数の目標値を持ち、かつ各目標値によって制御特性が大
きく異なる制御対象に対して有効な制御装置である。こ
のような特性を有する制御対象として例えばロボット・
マニピュレータがある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic control device, and in particular, it is effective for a control target that has a plurality of target values and whose control characteristics greatly differ depending on each target value. It is a control device. As a controlled object having such characteristics, for example, a robot
There is a manipulator.
従来の技術 従来は、制御対象を線形近似し、近似した結果を用いて
制御装置を構成していた。非線形な対象を線形化する方
法は、例えば小郷・美多「システム制御理論入門」第１
章に述べられている方法である。すなわち、制御目標値
近傍における制御対象を、制御量の微小変化に対する目
標値の微小変化量に求めるものである。2. Description of the Related Art Conventionally, a control target has been linearly approximated, and a control device has been configured using the approximated result. A method for linearizing a non-linear object is described in, for example, Kogo and Mita, "Introduction to System Control Theory", Part 1
The method described in the chapter. That is, the object to be controlled in the vicinity of the control target value is obtained as the minute change amount of the target value with respect to the minute change of the control amount.
発明が解決しようとする課題 このような線形近似を行う場合には、目標値により、変
化量の比が大きく変化する。したがって、一つの目標値
について設計した制御装置であっても、目標値によって
は十分な制御性能が得られなくなる。Problems to be Solved by the Invention When performing such a linear approximation, the ratio of the amount of change greatly changes depending on the target value. Therefore, even a control device designed for one target value cannot obtain sufficient control performance depending on the target value.
課題を解決するための手段 本発明では、従来の課題を解決するために、複数の目標
値に対する制御ユニットをそれぞれ設計し、各目標値の
間の目標値に対しては、各々の制御ユニットにおける各
々の目標値からのずれをあらかじめ求めておき、ずれに
応じてそれぞれの制御ユニットの出力を重み付き平均
し、平均結果により制御対象を制御するものである。Means for Solving the Problems In the present invention, in order to solve the conventional problems, control units for a plurality of target values are designed respectively, and for the target values between the respective target values, in each control unit. The deviation from each target value is obtained in advance, the outputs of the respective control units are weighted and averaged according to the deviation, and the controlled object is controlled by the averaging result.
作用 いくつかの目標値については、制御ユニットの評価関数
が最適値になるように設計されているので、前記目標値
における評価関数の最適値からのずれはなく、設計どお
りの性能が得られる。また目標値が設定した値でない場
合においては、最適値を求めた目標値からのずれに応じ
た値で分配された各々の目標値用の制御ユニットの出力
を重み付き平均した結果で制御する。Action For some target values, the evaluation function of the control unit is designed to have an optimum value, so that there is no deviation from the optimum value of the evaluation function at the target value, and performance as designed can be obtained. When the target value is not the set value, the output of the control unit for each target value, which is distributed by the value corresponding to the deviation from the target value for which the optimum value is obtained, is weighted and averaged.
このとき、評価関数は目標値からずれるにしたがって連
続的に変化しているので、各目標値を結ぶ連続的な制御
目標に対しても、滑らかであり、かつ、精度の良い制御
を行なうことができる。At this time, since the evaluation function changes continuously as it deviates from the target value, smooth and accurate control can be performed even for a continuous control target connecting each target value. it can.
実 施 例 本発明の一実施例における制御装置を図面に基づき説明
する。第１図は同装置の構成を示す図である。すなわち
異なるＮ通りの目標値に対して最適設計されたＮ個のコ
ントローラ１を用いて、目標値および対象プラント13の
出力状態を各々のコントローラ１に入力して制御出力を
得る。得られた各々の制御出力は重み付き平均演算手段
11に入力される。重み付き平均演算手段11の重みは目標
値を用いて、重み配分決定手段12により得られる。重み
配分の具体方法は後述する。重み付き平均演算手段11の
演算結果により、対象プラント13を制御する。また対象
プラント13の制御結果すなわちプラント出力は各々のコ
ントローラ１に再び入力され、閉ループ制御系を構成す
る。Practical Example A control device in an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the device. That is, using N controllers 1 optimally designed for N different target values, the target value and the output state of the target plant 13 are input to each controller 1 to obtain a control output. The obtained control outputs are weighted average calculation means.
Entered in 11. The weight of the weighted average calculation means 11 is obtained by the weight distribution determination means 12 using the target value. A specific method of weight distribution will be described later. The target plant 13 is controlled by the calculation result of the weighted average calculation means 11. Further, the control result of the target plant 13, that is, the plant output is input again to each controller 1 to form a closed loop control system.
次に重み配分決定手段12の決定方法を説明する。第２図
（ａ）は制御装置の設計における評価関数の考え方の一
例を示すものである。プラント13の状態（出力）がずれ
た状態から、目標値へと戻る際の応答を示したものであ
る。この制御性能を示す手法として、目標値yrefに対す
るプラント13の出力ｙのずれ（偏差）の２乗の時間積分
値などがある。第２図（ａ）では偏差の２乗の時間積分
値を示している。第２図（ｂ）は目標値の変化に対して
評価関数が変化する状態を示したものであり、かつ、重
み配分を計算する手法を示すものである。目標値x1に対
して設計された第１のコントローラ１では目標値ｘが変
化するにしたがって評価関数J1は例えば曲線J1（ｘ）の
ように変化する。曲線J1（ｘ）は、ｘ＝x1のとき、最小
値J1minとなる。同様に目標値x2に対して設計された第
２のコントローラ１では、評価関数曲線J2（ｘ）が得ら
れ、ｘ＝x2のとき最小値J2minをとる。次にJ1minとJ2
minとを結んだ直線Jmin（ｘ）を作成する。この直線は
２つの目標値X1、X2間に別のコントローラを設けた場合
の設計値に仮想的に対応するものである。この直線と第
１及び第２のコントローラ１の評価関数とのずれをそれ
ぞれ△J1、△J2とし、この値の比でこれらコントローラ
１の出力の重みを決定する。２つのコントローラ１の出
力をC1、C2とすると、重み付き平均演算結果すなわち制
御出力Ｃは次のようになる。Next, the determining method of the weight distribution determining means 12 will be described. FIG. 2 (a) shows an example of the concept of the evaluation function in the design of the control device. It shows the response when the state (output) of the plant 13 shifts to the target value from the shifted state. As a method of showing this control performance, there is a time integral value of the square of the deviation (deviation) of the output y of the plant 13 with respect to the target value y ref . FIG. 2 (a) shows the time integral value of the square of the deviation. FIG. 2B shows a state in which the evaluation function changes with respect to a change in the target value, and also shows a method for calculating the weight distribution. In the first controller 1 designed for the target value x1, as the target value x changes, the evaluation function J1 changes like a curve J1 (x), for example. The curve J1 (x) has the minimum value J1 min when x = x1. Similarly, in the second controller 1 designed for the target value x2, the evaluation function curve J2 (x) is obtained, and the minimum value J2 min is taken when x = x2. Then J1 min and J2
Create a straight line J min (x) that connects min and. This straight line virtually corresponds to the design value when another controller is provided between the two target values X1 and X2. The deviations between this straight line and the evaluation functions of the first and second controllers 1 are ΔJ1 and ΔJ2, respectively, and the weights of the outputs of these controllers 1 are determined by the ratio of these values. When the outputs of the two controllers 1 are C1 and C2, the weighted average calculation result, that is, the control output C is as follows.
Ｃ＝（△J2＊C1＋△J1＊C2）／（△J1＋△J2） したがって、ｘ＝x1においては、△J1＝０となるので、
Ｃ＝C1となる。また、ｘがx1からずれてx2に近づくにし
たがって、△J1は大きくなり、△J2は小さくなってい
き、徐々にC2の重みが高くなっていく。この変化は連続
的であり、主として有効に動作するコントローラ１が、
第１から第２の徐々に切替わっていくことを示してい
る。C = (ΔJ2 * C1 + ΔJ1 * C2) / (ΔJ1 + ΔJ2) Therefore, when x = x1, ΔJ1 = 0, so
C = C1. Further, as x shifts from x1 and approaches x2, ΔJ1 increases, ΔJ2 decreases, and the weight of C2 gradually increases. This change is continuous, and the controller 1 that operates mainly effectively
It is shown that the switching is gradually performed from the first to the second.
第３図は目標値によって各コントローラ１の重みが切替
わっていく様子を示したものである。第３図では、演算
を簡略化するため、△Ｊがゼロに近いときには、第１の
コントローラ１からの出力のみで制御する場合を示して
いる。目標値x1ではこのコントローラ１の評価関数の最
適値からのずれはゼロであるので第１のコントローラ１
の重みは１、その他のコントローラ１の重みはゼロにな
る。目標値がx2に近づくと第２のコントローラ１の評価
関数の最適値からのずれが小さくなり、第２のコントロ
ーラ１の重みが大きくなりはじめる。そして目標値がx2
になると、このコントローラ１の評価関数の最適値から
のずれがゼロになるので、第２のコントローラ１の重み
は１となりその他のコントローラ１の重みはゼロにな
る。そして目標値がx2をずれていくと、第２のコントロ
ーラ１の評価関数のずれが大きくなっていくのでこのコ
ントローラ１の重みは再び小さくなって行き、その他の
コントローラ１の重みが増加する。FIG. 3 shows how the weight of each controller 1 is switched depending on the target value. In FIG. 3, in order to simplify the calculation, when ΔJ is close to zero, only the output from the first controller 1 is used for control. At the target value x1, the deviation of the evaluation function of the controller 1 from the optimum value is zero, so the first controller 1
Is 1, and the weights of the other controllers 1 are zero. When the target value approaches x2, the deviation of the evaluation function of the second controller 1 from the optimum value decreases, and the weight of the second controller 1 starts to increase. And the target value is x2
Then, since the deviation of the evaluation function of the controller 1 from the optimum value becomes zero, the weight of the second controller 1 becomes 1 and the weights of the other controllers 1 become zero. When the target value deviates from x2, the deviation of the evaluation function of the second controller 1 increases, so that the weight of this controller 1 decreases again and the weights of the other controllers 1 increase.
なお、上記実施例では、目標値を一次元上に設定した
が、目標値がＮ次元（Ｎは整数）であっても実施するこ
とができることは容易に類推できることである。また、
上記実施例では、コントローラを複数個用いるようにし
て説明したが、ディジタル計算機を用いて、時分割処理
を行って実施することも可能である。Although the target value is set one-dimensionally in the above embodiment, it can be easily inferred that the target value can be implemented even if the target value is N-dimensional (N is an integer). Also,
Although the above embodiment has been described using a plurality of controllers, it is also possible to carry out the time-division processing by using a digital computer.
発明の効果 以上説明したように、本発明は従来の制御装置にはな
い、複数の目標値に対して異なる制御アルゴリズムが必
要な場合でも十分な制御性能を得ることができる制御装
置を提供するものであり、その効果は大きい。Effect of the Invention As described above, the present invention provides a control device which is not provided in the conventional control device and can obtain sufficient control performance even when different control algorithms are required for a plurality of target values. And, the effect is great.
第１図は本発明の一実施例における制御装置の構成を示
すブロック図、第２図（ａ）（ｂ）は各コントローラの
重み配分の決定方法を示す原理図、第３図は目標値と各
コントローラの重みの変化例を示す図である。 １……コントローラ、11……重み付き平均演算手段、13
……対象プラント。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device in an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are principle diagrams showing a method of determining weight distribution of each controller, and FIG. 3 is a target value. It is a figure which shows the example of a change of the weight of each controller. 1 ... Controller, 11 ... Weighted average calculation means, 13
…… Target plant.
Claims (1)
は、各々の目標値に対する各々の評価関数を最適化せし
めるよう構成された制御ユニットを有し、最適化された
各々の目標値以外の目標値に対しては、前記最適化せし
めるよう求めた各々の目標値からのずれを算出し、得ら
れたずれに応じてそれぞれの制御ユニットの出力を重み
付き平均し、平均結果により制御対象を制御するように
構成したことを特徴とする制御装置。1. For some target values of the plurality, a control unit configured to optimize each evaluation function for each target value, other than each optimized target value. For the target value of, the deviation from each target value obtained so as to be optimized is calculated, and the output of each control unit is weighted and averaged according to the obtained deviation, and the control target is calculated by the average result. A control device characterized by being configured to control the.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16164089A JPH0766282B2 (en) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | Control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16164089A JPH0766282B2 (en) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | Control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0327402A JPH0327402A (en) | 1991-02-05 |
| JPH0766282B2 true JPH0766282B2 (en) | 1995-07-19 |
Family
ID=15739029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16164089A Expired - Fee Related JPH0766282B2 (en) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | Control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766282B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5372616A (en) * | 1992-10-28 | 1994-12-13 | Hokuto Corporation | Bin for mushroom culture |
| US5372615A (en) * | 1993-10-20 | 1994-12-13 | Hokuto Corporation | Bin cap for mushroom culture |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP16164089A patent/JPH0766282B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0327402A (en) | 1991-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0712060B1 (en) | Method and apparatus for providing multivariable nonlinear control | |
| KR920004079B1 (en) | Process controller and method | |
| US5706193A (en) | Control system, especially for a non-linear process varying in time | |
| US5988848A (en) | Method and arrangement for adapting a sliding mode fuzzy controller | |
| US4742444A (en) | Method of optimizing drive controls in machine tools having computer control | |
| US4836310A (en) | Combination counting and weighing system | |
| JPH0766282B2 (en) | Control device | |
| Roberts | A brief overview of model predictive control | |
| JP2653156B2 (en) | Controller group control system | |
| US5737213A (en) | Controlling system for determining a system deviation | |
| JPH0378003A (en) | Fuzzy controller | |
| JPH01292405A (en) | Digital position servo device | |
| JPH0272404A (en) | Deciding method for membership function | |
| JPS62241006A (en) | Auto-tuning controller | |
| RU2058577C1 (en) | Adaptive control system | |
| EP0129287B1 (en) | Control system | |
| JPH05181502A (en) | Limit value control system for pi controller | |
| JPS6375901A (en) | Overall control system for parallel control circuit | |
| JPH03242702A (en) | Controller | |
| JPH02129702A (en) | Process controller | |
| JPH03188504A (en) | Fuzzy controller and fuzzy inference method | |
| RU2113005C1 (en) | Pneumatic regulator | |
| SU708300A2 (en) | Automatic control system | |
| JPH10222207A (en) | Feedforward controller | |
| JPH02140802A (en) | Self correction type fuzzy control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |