JPH077285B2 - プラント制御装置 - Google Patents
プラント制御装置Info
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- JPH077285B2 JPH077285B2 JP60283006A JP28300685A JPH077285B2 JP H077285 B2 JPH077285 B2 JP H077285B2 JP 60283006 A JP60283006 A JP 60283006A JP 28300685 A JP28300685 A JP 28300685A JP H077285 B2 JPH077285 B2 JP H077285B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力発電プラントや火力発電プラントなど
のプラントを制御する制御系に係り、特にプラント特性
が変化しても一様に良好な制御特性を実現するように改
良した制御ルールの学習機能を有するプラント制御装置
に関するものである。
のプラントを制御する制御系に係り、特にプラント特性
が変化しても一様に良好な制御特性を実現するように改
良した制御ルールの学習機能を有するプラント制御装置
に関するものである。
運転員のプラント制御方法に関する知識を制御ルールと
して直接入力可能で、かつルールの自動学習機能を持た
せたプラント制御器については、計測自動制御学会論文
集,20巻，第８号,P720〜P726（1984年）における、山崎
及び菅野による「自動学習フアジーコントローラ」と題
する文献に記載された技術が公知である。
して直接入力可能で、かつルールの自動学習機能を持た
せたプラント制御器については、計測自動制御学会論文
集,20巻，第８号,P720〜P726（1984年）における、山崎
及び菅野による「自動学習フアジーコントローラ」と題
する文献に記載された技術が公知である。
第２図は上記公知技術に係る制御器のブロツク図であ
る。
る。
上記公知の制御装置の基本的な構成は、制御演算部５
と、ルール学習部25とから成つている。
と、ルール学習部25とから成つている。
上記の制御演算部５は、制御目標値１と制御量10との偏
差３、および、偏差の変化率４をとりこんで、制御ルー
ルをフアジイ論理により解釈して得られるルール参照テ
ーブル24を用いて、プラントへの操作量の変化量６を決
定する。また、前記のルール学習部25は、偏差３とその
変化率４とをとりこんでプラントの応答の目標値と実際
値とのずれの程度を示す制御の性能評価値を求め、プラ
ントモデルから求める操作量変化に対する制御量変化の
ゲイン（以下、モデルゲインと称す）の逆数と性能評価
値の積をもつてルール参照テーブルの操作量の変化量の
設定値を修正する。ここで、修正の対象となる制御ルー
ルは、制御性能を評価した時点よりもプラントの操作効
果遅れ時間だけ以前、及びその近傍で使われたルールと
している。
差３、および、偏差の変化率４をとりこんで、制御ルー
ルをフアジイ論理により解釈して得られるルール参照テ
ーブル24を用いて、プラントへの操作量の変化量６を決
定する。また、前記のルール学習部25は、偏差３とその
変化率４とをとりこんでプラントの応答の目標値と実際
値とのずれの程度を示す制御の性能評価値を求め、プラ
ントモデルから求める操作量変化に対する制御量変化の
ゲイン（以下、モデルゲインと称す）の逆数と性能評価
値の積をもつてルール参照テーブルの操作量の変化量の
設定値を修正する。ここで、修正の対象となる制御ルー
ルは、制御性能を評価した時点よりもプラントの操作効
果遅れ時間だけ以前、及びその近傍で使われたルールと
している。
前記の公知技術によれば、各時点の制御性能の評価値
は、それよりも操作効果遅れ時間だけ過去に用いられた
制御ルールのみに依存すると近似してアルゴリズムの簡
単化を図つている。この方法は、対象とするプラントが
比較的単純で、未知外乱発生や複数の制御系間の干渉な
どの影響が少ない場合には良好な学習効果が得られてい
る。しかし、対象が原子力プラントのような複雑な多変
数のプラントであつて種々の外乱が発生する場合には、
性能評価値に突発的外乱や制御系間の干渉による制御変
数の応答変化の影響も入つてくるので、これらを考慮し
た新たなルール学習の方法の開発が望まれる。
は、それよりも操作効果遅れ時間だけ過去に用いられた
制御ルールのみに依存すると近似してアルゴリズムの簡
単化を図つている。この方法は、対象とするプラントが
比較的単純で、未知外乱発生や複数の制御系間の干渉な
どの影響が少ない場合には良好な学習効果が得られてい
る。しかし、対象が原子力プラントのような複雑な多変
数のプラントであつて種々の外乱が発生する場合には、
性能評価値に突発的外乱や制御系間の干渉による制御変
数の応答変化の影響も入つてくるので、これらを考慮し
た新たなルール学習の方法の開発が望まれる。
プラント特性が変化した場合でも、一様に良好な制御特
性を実現するための適応機能を有する制御系を実現する
ような技術としては、公知例の他に、規範モデル応答と
プラント応答との偏差の時系列を用いて制御ゲイン又は
操作量の変化量を修正していくモデル規範形の適応制御
系が良く知られているが、これは対象プラントのモデル
を精度よく同定する必要があり、制御アルゴリズムが複
雑となる。
性を実現するための適応機能を有する制御系を実現する
ような技術としては、公知例の他に、規範モデル応答と
プラント応答との偏差の時系列を用いて制御ゲイン又は
操作量の変化量を修正していくモデル規範形の適応制御
系が良く知られているが、これは対象プラントのモデル
を精度よく同定する必要があり、制御アルゴリズムが複
雑となる。
上記した従来技術は、いずれも目標とする応答にプラン
トの応答を可能な限り近づけるように制御性能を向上さ
せるための、ルール学習機能又は適応機能を有する制御
装置に関するものであるが、前述したような複雑な大規
模プラント（例えば原子力プラント）での外乱や制御系
干渉の発生によつて、学習又は適応動作が誤つて行われ
ると制御特性の不安定化をもたらす虞れがある。
トの応答を可能な限り近づけるように制御性能を向上さ
せるための、ルール学習機能又は適応機能を有する制御
装置に関するものであるが、前述したような複雑な大規
模プラント（例えば原子力プラント）での外乱や制御系
干渉の発生によつて、学習又は適応動作が誤つて行われ
ると制御特性の不安定化をもたらす虞れがある。
本発明の目的は、比較的簡単な制御アルゴリズムを用い
て、プラントで発生する外乱や制御系間の干渉の影響を
考慮し、制御安定性の確保を基礎とした制御ルールの学
習機能を持たせることにより、原子力プラントや火力プ
ラント等の大規模なプラントに対しても、プラント特性
変化に左右されることなく一様に良好で、かつ安定な制
御が可能なプラント制御装置を提供することである。
て、プラントで発生する外乱や制御系間の干渉の影響を
考慮し、制御安定性の確保を基礎とした制御ルールの学
習機能を持たせることにより、原子力プラントや火力プ
ラント等の大規模なプラントに対しても、プラント特性
変化に左右されることなく一様に良好で、かつ安定な制
御が可能なプラント制御装置を提供することである。
従来技術の制御の性能評価部に加え、新たに、プラント
の応答軌跡を評価して制御安定度を求め、制御安定度の
値に依存させて性能評価テーブル修正係数と制御ルール
修正係数を出力する応答軌跡評価部を付加したような、
制御装置の構成とすることにより、前記の目的を達成す
ることができる。前記の応答軌跡評価部は、プラントの
振動応答の減幅比と振動振幅の程度の時間平均値を計算
し、その２つの変数を指標として制御安定度を求める。
ルール学習部における制御ルールの修正は、性能評価値
と応答軌跡評価部からの制御ルール修正係数を用い、外
乱又は制御系干渉等により急に振動応答を示すようにな
つた場合は制御ルールの修正の程度を少くする。また、
振動振幅が定常的に大きいような場合には、このような
現象を生じたのは目標応答の速さにプラントが追従でき
ないことによると考えられるので、性能評価テーブルを
検索する場合の偏差の変化率に乗ずる係数を増加し、等
価的に規範応答を遅くする。
の応答軌跡を評価して制御安定度を求め、制御安定度の
値に依存させて性能評価テーブル修正係数と制御ルール
修正係数を出力する応答軌跡評価部を付加したような、
制御装置の構成とすることにより、前記の目的を達成す
ることができる。前記の応答軌跡評価部は、プラントの
振動応答の減幅比と振動振幅の程度の時間平均値を計算
し、その２つの変数を指標として制御安定度を求める。
ルール学習部における制御ルールの修正は、性能評価値
と応答軌跡評価部からの制御ルール修正係数を用い、外
乱又は制御系干渉等により急に振動応答を示すようにな
つた場合は制御ルールの修正の程度を少くする。また、
振動振幅が定常的に大きいような場合には、このような
現象を生じたのは目標応答の速さにプラントが追従でき
ないことによると考えられるので、性能評価テーブルを
検索する場合の偏差の変化率に乗ずる係数を増加し、等
価的に規範応答を遅くする。
制御ルールを修正する必要があるかどうかを判定するに
は、各サンプリング時点の偏差とその変化率から決まる
局所的な性能のみでなく、ある時間幅にわたる応答の全
体を評価するべきである。而して、前述した解決手段を
適用すると、応答軌跡評価部により、プラント応答の振
動の一周期以上にわたる時間幅の応答を評価して、振動
の減幅比と、振動振幅の程度の平均値を求めて、ルール
の学習に反映させることができる。これより、複雑かつ
大規模なプラントにみられる突発的外乱発生や制御系間
の干渉の影響を受けた性能評価値をルール修正に用いる
という誤りを低減できる。
は、各サンプリング時点の偏差とその変化率から決まる
局所的な性能のみでなく、ある時間幅にわたる応答の全
体を評価するべきである。而して、前述した解決手段を
適用すると、応答軌跡評価部により、プラント応答の振
動の一周期以上にわたる時間幅の応答を評価して、振動
の減幅比と、振動振幅の程度の平均値を求めて、ルール
の学習に反映させることができる。これより、複雑かつ
大規模なプラントにみられる突発的外乱発生や制御系間
の干渉の影響を受けた性能評価値をルール修正に用いる
という誤りを低減できる。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。この実
施例では、運転員がとる制御戦略を定性的に表現した制
御ルール（IF−THENルール）をフアジイ論理を用いて解
釈し、偏差とその変化率を入力としプラントへの操作量
の変化量を出力とするルール参照テーブルに変換して用
いるフアジイ制御方式を例にとつている。本発明の原理
はフアジイ制御方式のみに限定されないことは当然であ
り、ルール参照テーブル作成方法、及びその入出力形式
は特に限定しない。
施例では、運転員がとる制御戦略を定性的に表現した制
御ルール（IF−THENルール）をフアジイ論理を用いて解
釈し、偏差とその変化率を入力としプラントへの操作量
の変化量を出力とするルール参照テーブルに変換して用
いるフアジイ制御方式を例にとつている。本発明の原理
はフアジイ制御方式のみに限定されないことは当然であ
り、ルール参照テーブル作成方法、及びその入出力形式
は特に限定しない。
量子化部２は、目標値１と制御量10との偏差を毎時とり
こみ、規格化した偏差３と規格化した偏差の変化率４と
を出力する。制御演算部５は、偏差３と偏差の変化率４
とをとりこみ、ルール参照テーブル14を用いて操作量の
変化量６を出力する。
こみ、規格化した偏差３と規格化した偏差の変化率４と
を出力する。制御演算部５は、偏差３と偏差の変化率４
とをとりこみ、ルール参照テーブル14を用いて操作量の
変化量６を出力する。
ルール参照テーブル14は、偏差とその変化率が与えられ
たとき、操作量の変化量を決定するものであり、以下に
述べるような定性的表現の制御ルールを解釈して求め
る。
たとき、操作量の変化量を決定するものであり、以下に
述べるような定性的表現の制御ルールを解釈して求め
る。
IF〔｛偏差が符号正で大（EisPB）｝AND（偏差の変化率
が符号負で小（CEisNS）〕 THEN〔操作量の変化量は符号負で中くらい（CUisNM）…
…。
が符号負で小（CEisNS）〕 THEN〔操作量の変化量は符号負で中くらい（CUisNM）…
…。
制御ルールテーブルの例を表１に示す。
上掲の第１表に用いた記号はそれぞれ次の如くである。
NB:ネガチブ ビツク NM:ネガチブ メデイアム NS:ネガチブ スモール ZO:ゼロ PB:ポジチブ ビツグ PM:ポジチブ メデイアム PS:ポジチブ スモール 上記第１表に示したテーブルから、具体的な制御出力を
決定するためのルール照テーブルを得るには、フアジイ
論理を用いて定性的表現の制御ルールを解釈する。第３
図に、ルール参照テーブルの解釈手順を示す。いま、制
御演算部５（第１図）で用いる量子化変数で偏差ｅと、
偏差の変化率ceが与えられたとき、フアジイ変数のメン
バーシツプ関数を用いて各制御ルールの適合度を求め、
最も適合度の大きい制御ルールの結論部から操作量の変
化量を求める。
決定するためのルール照テーブルを得るには、フアジイ
論理を用いて定性的表現の制御ルールを解釈する。第３
図に、ルール参照テーブルの解釈手順を示す。いま、制
御演算部５（第１図）で用いる量子化変数で偏差ｅと、
偏差の変化率ceが与えられたとき、フアジイ変数のメン
バーシツプ関数を用いて各制御ルールの適合度を求め、
最も適合度の大きい制御ルールの結論部から操作量の変
化量を求める。
性能評価部12（第１図）では、偏差３と偏差の変化率４
とをとりこんで性能評価テーブル11を用いて性能評価値
を求める。たとえば、この性能評価値は、近似的に次の
（１）式で表わされるような、変化率を加味して偏差の
程度を表わしたものである。
とをとりこんで性能評価テーブル11を用いて性能評価値
を求める。たとえば、この性能評価値は、近似的に次の
（１）式で表わされるような、変化率を加味して偏差の
程度を表わしたものである。
Ｐｎ＝ｅｎ＋η・Ceｎ …（１） ここで、Ｐｎ：性能評価値,eｎ：偏差,ceｎ偏差の変化
率，η：性能評価テーブル修正係数，添字ｎはサンプリ
ング時点を表わす。性能評価テーブル修正係数ηは、後
述する応答軌跡評価部16の出力で与えられるもので、規
範応答の速さを調整するための係数である。この値を増
加させると、ｅｎ＋η・ceｎ＝０の式で与えられる規範
応答のカーブの傾きが低下する。性能評価値は、近似的
には前記（１）式で表わされるが、実際の性能評価式
は、（１）式のような線形ではなく、実プラントの特性
や知識を反映した非線形関数となるので、関数テーブル
形式で求める。そのための性能評価テーブル11は、前記
性能評価テーブル修正係数ηにより規範応答の速さを調
整する修正を行ない、この修正された性能評価テーブル
を用いて、とりこんだ偏差３と偏差の変化率４から性能
評価値Pnを求める。
率，η：性能評価テーブル修正係数，添字ｎはサンプリ
ング時点を表わす。性能評価テーブル修正係数ηは、後
述する応答軌跡評価部16の出力で与えられるもので、規
範応答の速さを調整するための係数である。この値を増
加させると、ｅｎ＋η・ceｎ＝０の式で与えられる規範
応答のカーブの傾きが低下する。性能評価値は、近似的
には前記（１）式で表わされるが、実際の性能評価式
は、（１）式のような線形ではなく、実プラントの特性
や知識を反映した非線形関数となるので、関数テーブル
形式で求める。そのための性能評価テーブル11は、前記
性能評価テーブル修正係数ηにより規範応答の速さを調
整する修正を行ない、この修正された性能評価テーブル
を用いて、とりこんだ偏差３と偏差の変化率４から性能
評価値Pnを求める。
ルール修正部13では、性能評価値とルール修正係数とを
とりこんで、制御ルールの結論部のパラメータである操
作量の変化量を修正する。ルール修正量は次式で求め
る。
とりこんで、制御ルールの結論部のパラメータである操
作量の変化量を修正する。ルール修正量は次式で求め
る。
γｋ＝ξ・M-1・Ｐｎ …（２） ここで、γｋ：ルール修正係量，ξ：ルール修正係数,
M:モデルゲインである。ルール修正係数ξは、次に述べ
る応答軌跡評価部16の出力で与えられるもので、プラン
トの時定数を目やすとするある時間幅にわたるプラント
全体の応答を評価して決定する。ここで、ルール修正の
対象となる制御ルールは、修正時点の制御性能に影響が
あると思われる。プラントの操作効果遅れ時間だけ過去
の時点で実際に用いられた制御ルールとしている。ルー
ル修正量γｋを用いたルール参照テーブル14の修正は、
通常の加算による方法を用いる。
M:モデルゲインである。ルール修正係数ξは、次に述べ
る応答軌跡評価部16の出力で与えられるもので、プラン
トの時定数を目やすとするある時間幅にわたるプラント
全体の応答を評価して決定する。ここで、ルール修正の
対象となる制御ルールは、修正時点の制御性能に影響が
あると思われる。プラントの操作効果遅れ時間だけ過去
の時点で実際に用いられた制御ルールとしている。ルー
ル修正量γｋを用いたルール参照テーブル14の修正は、
通常の加算による方法を用いる。
CUｋ′＝CUｋ＋γ３ｋ …（３） ここで、CUｋ′；修正された操作量の変化量、CUｋ；現
在の操作量の変化量、γｋ；操作量の変化量を修正する
量（ルール修正量）である。
在の操作量の変化量、γｋ；操作量の変化量を修正する
量（ルール修正量）である。
応答軌跡評価部16は、偏差３と偏差の変化率４の記憶さ
れた時系列の値をとりこんで、プラントの制御安定度の
指標を求め、その程度と、プラントの状態量（例えばプ
ラント出力）とに応じて性能評価テーブル修正係数ηと
ルール修正係数ξを決定し、出力する。以下、第４図に
より応答軌跡評価の方法について説明する。いま、プラ
ントの制御量の目標値ステツプ変化に対して規範とする
目標応答を破線のような一次遅れとし、実際のプラント
応答を実線のような振動応答とすると、偏差とその変化
率からなる平面上のプラント応答の軌跡は下側の図に示
すうず巻状となる。この軌跡は、応答が目標値に一致し
て整定すると平面上の原点に留まる。すなわち、原点か
ら軌跡の各点迄の距離は整定状態からの偏りを表すもの
であり、この軌跡がいつまでも原点に到達しない場合は
リミツトサイクル応答を示しており、原点から遠ざかる
場合は発散振動応答を示している。そこで、原点から軌
跡の各点迄の距離を拡張振幅と定義し、その平均値を求
めて、制御安定度を評価する指標の一つとして用いる。
拡張振幅の平均値を次式で求める。
れた時系列の値をとりこんで、プラントの制御安定度の
指標を求め、その程度と、プラントの状態量（例えばプ
ラント出力）とに応じて性能評価テーブル修正係数ηと
ルール修正係数ξを決定し、出力する。以下、第４図に
より応答軌跡評価の方法について説明する。いま、プラ
ントの制御量の目標値ステツプ変化に対して規範とする
目標応答を破線のような一次遅れとし、実際のプラント
応答を実線のような振動応答とすると、偏差とその変化
率からなる平面上のプラント応答の軌跡は下側の図に示
すうず巻状となる。この軌跡は、応答が目標値に一致し
て整定すると平面上の原点に留まる。すなわち、原点か
ら軌跡の各点迄の距離は整定状態からの偏りを表すもの
であり、この軌跡がいつまでも原点に到達しない場合は
リミツトサイクル応答を示しており、原点から遠ざかる
場合は発散振動応答を示している。そこで、原点から軌
跡の各点迄の距離を拡張振幅と定義し、その平均値を求
めて、制御安定度を評価する指標の一つとして用いる。
拡張振幅の平均値を次式で求める。
ここで、m:評価する時間幅のサンプリング数ｅ＊：規格
化の基準となる偏差、である。
化の基準となる偏差、である。
この他に、通常の安定度の評価方法にならつて、制御安
定度の評価指標として振動の減幅比をとる。振動の減幅
比は次式で与えられる。
定度の評価指標として振動の減幅比をとる。振動の減幅
比は次式で与えられる。
ζｎ＝A3/A1＝|eｎ/eｎ‐ｍ｜ …（５） ここで、ｅｎ,eｎ‐ｍ：サンプリング時n,n−ｍにおけ
る偏差,A3,A1:振動の振幅、である。
る偏差,A3,A1:振動の振幅、である。
応答軌跡評価部16（第１図）の第１の詳細ブロツク図を
第５図に示す。拡張振幅計算部33は、偏差とその変化率
の平面の点軌跡の時系列の値をとりこんで、（４）式に
より拡張振幅の平均値を求めて出力する。減幅比計算部
34は、偏差の時系列の値をとりこんで、（５）式により
減幅比を求めて出力する。性能評価テーブル修正係数計
算部37、及びルール修正係数計算部38は、拡張振幅平均
値35と減幅比36とをそれぞれとりこんで、以下の式にす
るような性能評価テーブル修正係数39、及びルール修正
係数40を出力する。
第５図に示す。拡張振幅計算部33は、偏差とその変化率
の平面の点軌跡の時系列の値をとりこんで、（４）式に
より拡張振幅の平均値を求めて出力する。減幅比計算部
34は、偏差の時系列の値をとりこんで、（５）式により
減幅比を求めて出力する。性能評価テーブル修正係数計
算部37、及びルール修正係数計算部38は、拡張振幅平均
値35と減幅比36とをそれぞれとりこんで、以下の式にす
るような性能評価テーブル修正係数39、及びルール修正
係数40を出力する。
η＝π１（ｎ，ζｎ） …（６） ξ＝π２（ｎ，ζｎ） …（７） ここで、π1:性能評価テーブル修正係数を与える関数テ
ーブル、π2:ルール修正係数を与える関数テーブル、で
ある。
ーブル、π2:ルール修正係数を与える関数テーブル、で
ある。
関数テーブルπ1,π２は、制御安定度の評価指標に応じ
て性能評価テーブル修正係数39とルール修正係数40を決
定するが、実際のプラントではプラントの状態量（例え
ばプラント出力）をパラメータとする運転点によつて許
容する制御安定度は異なつてくる。そこで、同一の制御
安定度が得られた場合でも、プラントの状態量に応じて
用いる関数テーブルを変更することにより、許容する制
御安定度を考慮した適切な性能評価テーブル修正係数39
とルール修正係数40が出力されるようにしている。
て性能評価テーブル修正係数39とルール修正係数40を決
定するが、実際のプラントではプラントの状態量（例え
ばプラント出力）をパラメータとする運転点によつて許
容する制御安定度は異なつてくる。そこで、同一の制御
安定度が得られた場合でも、プラントの状態量に応じて
用いる関数テーブルを変更することにより、許容する制
御安定度を考慮した適切な性能評価テーブル修正係数39
とルール修正係数40が出力されるようにしている。
関数テーブルπ1,π２の設定の基本的考え方を示すフロ
ーチヤートを第７図に示す。このフロチヤートにおい
て、減幅比ζｎが1.0よりも大きい場合は発散応答又は
外乱の発生時と考えられるので、制御系応答改善のため
のルール学習が適切に行われない可能性が大きい、した
がって、学習による修正量は少なくなる必要があるの
で、ルール修正係数ξを小さく設定する。ルール修正係
数ξは、（７）式に示すように拡張振幅ｎと減幅比ζ
ｎの関数とするが、本図では例としてξ＝0.5と設定し
ている。減幅比ζｎが0.5より小さい場合は、安定に整
定する応答であるのでルール学習の内容を修正する必要
はない、減幅比ζｎが0.5と1.0の間にある場合は、やや
ダンピングが弱い応答であり、この場合は規範としてい
る目標応答を修正する必要があるかどうかを次のように
判断する。すなわち、拡張振幅の平均値ｎがしきい値
Ｒ＊より大きい場合は、性能評価テーブル修正係数ηを
変更して規範応答を修正する。性能評価テーブル修正係
数ηは、（６）式に示すように拡張振幅の平均値ｎと
減幅比ζｎを入力する関数であり、各入力値が大きい程
ηを大きな値に設定するが、本図では例としてη＝2.0
と設定している。なお、判定部のしきい値は一例であ
り、プラントの状態量（例えばプラント出力）に依存し
ても変更されるので、これに限定されるものではない。
ーチヤートを第７図に示す。このフロチヤートにおい
て、減幅比ζｎが1.0よりも大きい場合は発散応答又は
外乱の発生時と考えられるので、制御系応答改善のため
のルール学習が適切に行われない可能性が大きい、した
がって、学習による修正量は少なくなる必要があるの
で、ルール修正係数ξを小さく設定する。ルール修正係
数ξは、（７）式に示すように拡張振幅ｎと減幅比ζ
ｎの関数とするが、本図では例としてξ＝0.5と設定し
ている。減幅比ζｎが0.5より小さい場合は、安定に整
定する応答であるのでルール学習の内容を修正する必要
はない、減幅比ζｎが0.5と1.0の間にある場合は、やや
ダンピングが弱い応答であり、この場合は規範としてい
る目標応答を修正する必要があるかどうかを次のように
判断する。すなわち、拡張振幅の平均値ｎがしきい値
Ｒ＊より大きい場合は、性能評価テーブル修正係数ηを
変更して規範応答を修正する。性能評価テーブル修正係
数ηは、（６）式に示すように拡張振幅の平均値ｎと
減幅比ζｎを入力する関数であり、各入力値が大きい程
ηを大きな値に設定するが、本図では例としてη＝2.0
と設定している。なお、判定部のしきい値は一例であ
り、プラントの状態量（例えばプラント出力）に依存し
ても変更されるので、これに限定されるものではない。
応答軌跡評価部16の第２の詳細ブロツク図を第６図に示
す。本詳細ブロツク図では、各サンプリング毎に求めた
拡張振幅平均値と減幅比をそれぞれ記憶テーブル43,44
に貯えておき、それらの時間平均値及び変化率を求めて
出力し、性能評価テーブル修正係数計算部47及びルール
修正係数計算部48の入力値とする。時間平均値をとるこ
とにより、突発的外乱の影響を少くして安定度評価の信
頼性を上げるとともに、変化率をみることにより突発的
外乱や制御系間の干渉による制御変数の応答変化を、ル
ール学習に反映できる。
す。本詳細ブロツク図では、各サンプリング毎に求めた
拡張振幅平均値と減幅比をそれぞれ記憶テーブル43,44
に貯えておき、それらの時間平均値及び変化率を求めて
出力し、性能評価テーブル修正係数計算部47及びルール
修正係数計算部48の入力値とする。時間平均値をとるこ
とにより、突発的外乱の影響を少くして安定度評価の信
頼性を上げるとともに、変化率をみることにより突発的
外乱や制御系間の干渉による制御変数の応答変化を、ル
ール学習に反映できる。
本発明のプラント制御装置の実施例を沸騰水型原子力プ
ラントの圧力制御系に適用した場合のシミユレーシヨン
結果を第８図、及び第９図に示す。第８図は、応答軌跡
評価部16を付加しない従来技術の学習付制御装置による
結果と本発明の制御装置による結果とを比較したもの
で、圧力変化により中性子束が変化して干渉外乱が発生
しても、本発明の場合は安定な制御特性を示している。
第９図は、実プラントで用いられている進み／遅れ補償
による制御器と本発明の制御装置の応答とを比較した結
果である。本発明の制御装置によれば炉出力が大きく変
化しても、一様に良好な制御特性を示していることが解
る。
ラントの圧力制御系に適用した場合のシミユレーシヨン
結果を第８図、及び第９図に示す。第８図は、応答軌跡
評価部16を付加しない従来技術の学習付制御装置による
結果と本発明の制御装置による結果とを比較したもの
で、圧力変化により中性子束が変化して干渉外乱が発生
しても、本発明の場合は安定な制御特性を示している。
第９図は、実プラントで用いられている進み／遅れ補償
による制御器と本発明の制御装置の応答とを比較した結
果である。本発明の制御装置によれば炉出力が大きく変
化しても、一様に良好な制御特性を示していることが解
る。
なお、本発明のプラント制御装置の説明は、簡単のため
の一変数の場合を取り上げたが、多変数の制御装置とし
ても容易に実現可能である。この場合には、各変数の制
御演算部はクロスコントローラを介して結合されプラン
トへの操作量が決定される。
の一変数の場合を取り上げたが、多変数の制御装置とし
ても容易に実現可能である。この場合には、各変数の制
御演算部はクロスコントローラを介して結合されプラン
トへの操作量が決定される。
本発明のプラント制御装置によれば、一時点の制御性能
のみでなく、ある時間幅にわたるプラント応答の全体を
評価して制御ルールの修正を行うので、複雑かつ大規模
なプラントにみられる突発的外乱発生や制御系間の干渉
の影響を少なくして、安定したルール学習を実現でき
る。また、ある時間幅のプラント応答の全体の評価から
制御安定度の指標が得られて、これの程度に応じて規範
応答の速さを調節するので、制御装置のハードウエアの
一部（例えば弁アクチユエータ）が異常となつて制御能
力が低下した場合でも、発散振動の発生を防ぐことが可
能である。
のみでなく、ある時間幅にわたるプラント応答の全体を
評価して制御ルールの修正を行うので、複雑かつ大規模
なプラントにみられる突発的外乱発生や制御系間の干渉
の影響を少なくして、安定したルール学習を実現でき
る。また、ある時間幅のプラント応答の全体の評価から
制御安定度の指標が得られて、これの程度に応じて規範
応答の速さを調節するので、制御装置のハードウエアの
一部（例えば弁アクチユエータ）が異常となつて制御能
力が低下した場合でも、発散振動の発生を防ぐことが可
能である。
第１図は本発明の実施例の構成を示すブロツク図、第２
図は従来技術の制御装置のブロツク図、第３図はルール
参照テーブルの作成手順を示す図表、第４図は応答軌跡
の評価方法を示す図表、第５図は本発明の実施例の応答
軌跡評価部の第１の詳細ブロツク図、第６図は応答軌跡
評価部の第２の詳細ブロツク図、第７図は制御安定度か
ら修正係数を決定するフローチヤート、第８図，第９図
は圧力制御系へ本発明を適用した時のシミユレーシヨン
結果を示す図表である。 １……目標値、２……量子化部、３……偏差、４……偏
差の変化率、５……制御演算部、６……操作量の変化
量、７……積分器、８……操作量、９……プラント、10
……制御量、11,21……性能評価テーブル、12,22……性
能評価部、13,23……ルール修正部、14,24……ルール参
照テーブル、15,43,44……記憶テーブル、16……応答軌
跡評価部、17,25……ルール学習部、18……プラントの
状態量、31……応答軌跡の時系列、32……偏差の時系
列、33,41……拡張振幅計算部、34,42……減幅比計算
部、35,45……拡張振幅平均値、36……減幅比、46……
減幅比平均値、37,47……性能評価テーブル修正係数計
算部、38,48……ルール修正係数計算部、39,49……性能
評価テーブル修正係数、40,50……ルール修正係数。
図は従来技術の制御装置のブロツク図、第３図はルール
参照テーブルの作成手順を示す図表、第４図は応答軌跡
の評価方法を示す図表、第５図は本発明の実施例の応答
軌跡評価部の第１の詳細ブロツク図、第６図は応答軌跡
評価部の第２の詳細ブロツク図、第７図は制御安定度か
ら修正係数を決定するフローチヤート、第８図，第９図
は圧力制御系へ本発明を適用した時のシミユレーシヨン
結果を示す図表である。 １……目標値、２……量子化部、３……偏差、４……偏
差の変化率、５……制御演算部、６……操作量の変化
量、７……積分器、８……操作量、９……プラント、10
……制御量、11,21……性能評価テーブル、12,22……性
能評価部、13,23……ルール修正部、14,24……ルール参
照テーブル、15,43,44……記憶テーブル、16……応答軌
跡評価部、17,25……ルール学習部、18……プラントの
状態量、31……応答軌跡の時系列、32……偏差の時系
列、33,41……拡張振幅計算部、34,42……減幅比計算
部、35,45……拡張振幅平均値、36……減幅比、46……
減幅比平均値、37,47……性能評価テーブル修正係数計
算部、38,48……ルール修正係数計算部、39,49……性能
評価テーブル修正係数、40,50……ルール修正係数。
Claims (2)
- 【請求項１】（ａ）プラントの制御量と目標値との偏差
及び偏差の変化率をとりこみ、偏差と偏差の変化率から
操作量の変化量を求める制御ルールの参照テーブルを用
いて前記とりこんだ偏差と偏差の変化率からプラントへ
の操作量の変化量を出力する制御演算部と、（ｂ）プラ
ントの応答軌跡及びプラントの状態量を用い性能評価テ
ーブル修正係数および制御ルール修正係数を決定して出
力する応答軌跡評価部と、（ｃ）前記偏差及び偏差の変
化率と前記性能評価テーブル修正係数とをとりこみ、偏
差と偏差の変化率から性能評価値を求める性能評価テー
ブルを用い、該性能評価テーブルの前記とりこんだ性能
評価テーブル修正係数により規範応答の速さを調整する
修正をし、該修正された性能評価テーブルを用いて前記
とりこんだ偏差と偏差の変化率から規範応答からのずれ
の程度を示す性能評価値を求め、該性能評価値と前記制
御ルール修正係数をとりこみ、該性能評価値と制御ルー
ル修正係数から操作量の変化量を修正する量を求め、該
操作量の変化量を修正する量を用いて前記制御ルールの
参照テーブルの操作量の変化量の値を修正する学習部と
を設けたことを特徴とするプラント制御装置。 - 【請求項２】前記の応答軌跡評価部は、偏差−偏差変化
率平面において、原点からプラント応答の点軌跡までの
平均値を求める手段、並びに、応答の減幅比を求める手
段を備え、かつ、前記平均値と減幅比とを入力とする関
数テーブルを用いて性能評価テーブル修正係数および制
御ルール修正係数を決定するものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のプラント制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283006A JPH077285B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | プラント制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283006A JPH077285B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | プラント制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62143103A JPS62143103A (ja) | 1987-06-26 |
| JPH077285B2 true JPH077285B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=17660002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60283006A Expired - Lifetime JPH077285B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | プラント制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077285B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07104683B2 (ja) * | 1988-04-13 | 1995-11-13 | 株式会社日立製作所 | プロセス制御装置 |
| JP2643295B2 (ja) * | 1988-05-20 | 1997-08-20 | 松下電器産業株式会社 | ファジィ制御演算装置およびファジィ推論方法 |
| JP2721186B2 (ja) * | 1988-07-26 | 1998-03-04 | 株式会社東芝 | ファジィ制御方式 |
| JPH0272405A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-12 | Yokogawa Electric Corp | メンバーシップ関数決定方法 |
| JPH0272404A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-12 | Yokogawa Electric Corp | メンバーシップ関数決定方法 |
| JPH0283703A (ja) * | 1988-09-21 | 1990-03-23 | Hitachi Ltd | プロセス制御システム |
| JPH0293904A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Omron Tateisi Electron Co | ファジィ制御装置およびファジィ制御方法 |
| JPH0760323B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1995-06-28 | 出光石油化学株式会社 | プロセスのファジィ制御方法 |
| JP2653156B2 (ja) * | 1989-02-28 | 1997-09-10 | オムロン株式会社 | コントローラの群制御システム |
| AU5401990A (en) * | 1989-04-14 | 1990-11-16 | Omron Corporation | Method and apparatus for evaluating membership functions or rules in fuzzy inference |
| JP2917707B2 (ja) * | 1992-10-07 | 1999-07-12 | 住友金属工業株式会社 | 連続鋳造における鋳片切断方法 |
| JP4553266B2 (ja) | 2007-04-13 | 2010-09-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置、制御定数の自動調整方法及び記憶媒体 |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP60283006A patent/JPH077285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62143103A (ja) | 1987-06-26 |
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