JPH0883103A - 調節器パラメータの自動調整装置 - Google Patents

調節器パラメータの自動調整装置

Info

Publication number
JPH0883103A
JPH0883103A JP6302579A JP30257994A JPH0883103A JP H0883103 A JPH0883103 A JP H0883103A JP 6302579 A JP6302579 A JP 6302579A JP 30257994 A JP30257994 A JP 30257994A JP H0883103 A JPH0883103 A JP H0883103A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
controller
ideal
plant
control system
parameter
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.)
Pending
Application number
JP6302579A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Kusumoto
敏 楠本
Yuji Todaka
雄二 戸高
Masanori Yamamoto
正典 山本
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP6302579A priority Critical patent/JPH0883103A/ja
Publication of JPH0883103A publication Critical patent/JPH0883103A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】プラント制御系における未知の或は変動する機
械時定数等に対しても、PI又はPID調節器のパラメ
ータをオンラインで最適値に自動調整させる。 【構成】図1は実プラントにおける電動機制御ループの
伝達関数表現のブロック線図である。電動機の制御装置
に理想の応答を示す負荷モデル5を内蔵させ、実プラン
ト制御ループに与える速度指令Nref をこの負荷モデル
5にも与え、その出力信号NT と電動機速度実際値N
act との偏差(NT −Nact )に応じ、パラメータ修正
部02にてPI調節器1のパラメータとしての比例ゲイ
ンKP ,積分ゲインKI を自動補正して偏差(NT −N
act )を0に近づけ、プラントの実制御ループの応答が
理想負荷モデル5の応答と等しくなるようにする。な
お、パラメータ修正部02及び加算器03を括めて2入
力2層線形ニューラルネットワークに置換えることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はPI調節器又はPID調
節器を用いプラントにおける電動機回転数あるいは圧力
等を制御するシステムにおいて、最適制御を行わせるよ
うに調節器のパラメータをオンラインで自動調整する装
置に関する。なお、以下各図において同一の符号は同一
もしくは相当部分を示す。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のPI調節器を用いた電動機
の速度制御ループの伝達関数ブロック線図を示す。同図
において1はパラメータとしてのゲインK,積分時間T
I を持つPI調節器、2は電動機の電流制御系、3は電
動機の機械系の夫々の伝達関数を示す。
【0003】図4は以下のことを表している。即ち、速
度指令Nref と速度実際値Nact との偏差がPI調節器
1に与えられてトルク指令τ* (=電流指令)となり、
電流制御系2に与えられる。なお、電流制御系2は時定
数Ta の1次遅れ伝達関数として表すことができる。電
流制御系2の出力としての電流実際値、従ってトルク実
際値τと負荷トルクτLOADとの差が慣性モーメントに基
づく機械時定数Jの電動機機械系3に加わり、その出力
が速度実際値Nact となる。
【0004】ところで、従来のPI調節器1のパラメー
タの最適調整を行うには一般に、速度指令Nref をステ
ップ状に加えるステップ応答試験を実施し、速度実際値
ac t の応答をみながら、ゲインK,積分時間TI を変
更する方法が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では、プラント稼動の初期状態にてPI調節器のパラ
メータを決定しており、稼動後の負荷状態の変化や機械
系の変化に対して修正が行われてはいない。よって、負
荷(慣性量)の変化に対して制御系が最適調整状態から
ずれてしまう問題点があった。
【0006】そこで本発明は負荷側の状態の変化を制御
量の偏差として検出し、PI調節器のパラメータをオン
ラインで変更し、常に最適調整状態を維持しうる調節器
パラメータの自動調整装置を提供することを課題とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1の自動調整装置は、制御指令(速度指令
ref など)とプラントの制御量実際値(速度実際値N
ac t など)との偏差をPI調節器(1など)又はPID
調節器に与えプラントを閉ループ制御する装置におい
て、前記制御指令を入力とし理想の制御量実際値(モデ
ル出力信号NT など)を出力する理想制御系モデル(理
想負荷モデル5など)と、前記理想の制御量実際値とプ
ラントの制御量実際値との偏差に応じて、前記PI調節
器又はPID調節器のパラメータ(比例ゲインKP ,積
分ゲインKI など)を修正する手段(パラメータ修正部
02など)とを備えたものとする。
【0008】また、請求項2の自動調整装置では、請求
項1に記載の自動調整装置において、 前記パラメータ
を修正する手段は2入力2層線形ニューラルネットワー
ク(10など)に含まれるものであるようにする。ま
た、請求項3の自動調整装置は、請求項1又は2に記載
の自動調整装置において、前記理想制御系モデルを当該
のPI調節器又はPID調節器を含まぬ非閉ループの
(電流制御系時定数Ta ,理想等価機械時定数TL など
を持つ)制御負荷として構成するようにする。
【0009】また、請求項4の自動調整装置は、請求項
1又は2に記載の自動調整装置において、前記理想制御
系モデルを(電流制御系時定数Ta ,理想機械時定数J
M を持つ制御負荷などに対し最適調整された)当該のP
I調節器又はPID調節器を含む閉ループの制御系とし
て構成するようにする。
【0010】
【作用】理想の負荷モデル又は理想の制御系モデルを設
けて、同一の速度指令Nref を与え、前記モデルから得
られる理想の速度実際値NT と、現実のプラントにおけ
る速度実際値Nact との差(NT −Nact )に応じてP
I調節器(又はPID調節器)のパラメータを修正す
る。この修正には2入力2層線形ニューラルネットワー
クを利用することができる。
【0011】
【実施例】図5は図4のPI調節器1の伝達関数表現を
分解して示す。即ち、図4の伝達関数表現K(1+1/
sTI )は図5(A)で表され、図5(A)は更に図5
(B)に書換えられる。即ち、図4のPI調節器の伝達
関数表現を分解すると、図5(B)のように速度指令N
ref と速度実際値Nact との偏差eP に比例ゲインK
(=KP )を乗じた値と、偏差eP の積分値eI にゲイ
ン(積分ゲインと呼ぶ)K/TI (=KI )を乗じた値
との和であることがわかる。
【0012】図1は本発明の一実施例としてのプラント
の電動機制御ループの伝達関数ブロック線図である。同
図においては、PI調節器1は図5(B)で述べたよう
に積分器01とパラメータ修正部02とに分解されてい
る。即ち、パラメータ修正部02は前述の比例ゲインK
P 及び積分ゲインKI からなる。そして、図1の制御系
には新たに理想負荷モデル5が組込まれている。
【0013】図2は理想負荷モデル(つまり理想応答を
示すプラント負荷制御系)5の実施例を示す。即ち、同
図(4)は理想負荷モデルを理想の等価な電動機負荷と
見做し、これを図4で述べた電流制御系2の1次遅れ伝
達関数1/(1+sTa )と、理想の等価機械時定数T
L を持つ1次遅れ伝達関数1/(1+sTL )との直列
系(積)で表したものである。
【0014】また、図2(B)は理想負荷モデルとして
の電動機制御ループを図4の制御ループにおける電動機
機械系3の慣性モーメントに基づく機械時定数Jを理想
の機械時定数JM に置換え、かつPI調節器1の比例ゲ
インK及び積分時間TI を夫々このモデルの電流制御系
時定数Ta 、及び上記理想機械時定数JM によって定ま
る最適調整値KM 及びTM に置換えて表したものであ
る。
【0015】図1の制御回路では同一の速度指令Nref
を上述の理想負荷モデル5に与えたときのモデル出力
(理想の速度実際値)NT と、現実のプラントの制御系
に与えたときの速度実際値Nact との偏差量(NT −N
act )に応じて、パラメータ修正部02にて比例ゲイン
P 及び積分ゲインKI を自動的に修正する。この修正
のアルゴリズムは次式(1),(2)で示される。
【0016】
【数1】 KP n+1 =KP n +α・(NT n −Nact n )・eP n ・・・(1) KI n+1 =KI n +α・(NT n −Nact n )・eI n ・・・(2) 但し eP :速度偏差(=Nref −Nact ) eI :eP の積分値(=eP ・(1/s)) α:予め定められた比例定数 また、KP ,KI ,NT ,Nact ,eP ,eI の各値の
右肩のnはこれらの値KP 〜eI がn回目の補正計算時
に用いられる値であることを示し、KP ,KIの右肩の
(n+1)は、このKP ,KI の値がn回目の補正計算
で得られる(つまりn+1回目の補正計算に使用され
る)値であることを示す。
【0017】このように速度指令(Nref )を入力信号
とする理想負荷モデル5をPI調節器に内蔵し、モデル
出力信号NT と速度実際値Nact の偏差量に応じて調節
器パラメータKP ,KI の量を式(1),(2)のアル
ゴリズムで修正を加えることにより、実プラントの挙動
を理想負荷モデル5の挙動に追従する様にKP ,KI
自動的に定められる。
【0018】ところで図1のPI調節器1内のパラメー
タ修正部02と加算器03は、次に述べるように2入力
2層線形ニューラルネットワークに置換えることができ
る。図3は2入力2層線形ニューラルネットワーク10
の一般的な構造を示す。即ち、このニューラルネットワ
ーク10は処理対象の2つの入力I1 ,I2 の各入力端
子と、学習時の誤差errの入力端子と、1つの出力Oの
出力端子を持っている。入力I1 ,I2 には夫々の重み
1 ,W2 が掛けられ、その和(W1 ・I1 +W2 ・I
2 )がニューラルネットワーク10の出力Oとなる。そ
してスイッチSW1 をオンし、このニューラルネットワ
ーク10を学習モードとすると、教師信号としての理想
出力と実際出力との誤差errに基づき、修正量計算部1
1により重みW1 ,W2 に対する夫々の修正量ΔW1
ΔW2 が計算され、重みW1 ,W 2 が補正される。この
補正計算は次式(3),(4)のように行わせることが
できる。
【0019】
【数2】 W1 n+1 =W1 n +ΔW1 n =W1 n +α・err n ・I1 n ・・・(3) W2 n+1 =W2 n +ΔW2 n =W2 n +α・err n ・I2 n ・・・(4) 但し α:予め定められた比例定数 また、W1 ,ΔW1 ,W2 ,ΔW2 ,err,I1 ,I2
の右肩のnは、これらの値W1 〜I2 がn回目の補正計
算時に用いられる値であることを示し、W1 ,W2 の右
肩の(n+1)はこのW1 ,W2 の値がn回目の補正計
算で得られる(つまりn+1回目の補正計算に使用され
る)値であることを示す。従って、図3のI1 ,I2
1 ,W2 ,err,Oの夫々の値を
【0020】
【数3】 I1 →eP2 →eI1 →KP2 →KIrr→(NT −Nact ) O→τ* のように置換えることにより、図1のパラメータ修正部
02と加算器03が2入力2層線形ニューラルネットワ
ーク10に置換わることになる。
【0021】
【発明の効果】本発明によればプラントの制御系に与え
る制御指令を入力信号とし、理想の制御量実際値を出力
信号とする理想負荷モデルをプラントの制御装置に内蔵
させ、理想負荷モデルの出力信号とプラントの制御量実
際値との偏差量に応じて、2入力2層線形ニューラルネ
ットワークなどを介し前記調節器のパラメータを自動調
整させるようにしたので、次のような効果を得ることが
できる。
【0022】1)任意のプラント負荷機械時定数に対し
て常に最適調整がオンラインで行える。 2)機械時定数が運転状態で変動する負荷においても、
自動的に調節器パラメータKP ,KI が変化し、最適調
整状態が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としてのプラント制御ループ
の伝達関数表現のブロック線図
【図2】図1における理想負荷モデルのブロック線図
【図3】2入力2層線形ニューラルネットワークの一般
的な構造を示す図
【図4】図1に対応する従来のプラント制御ループのブ
ロック線図
【図5】PI調節器の機能の分解表現の説明図
【符号の説明】
1 PI調節器 01 積分器 02 パラメータ修正部 03 加算器 2 電流制御系 3 電動機機械系 5 理想負荷モデル 10 2入力2層線形ニューラルネットワーク 11 修正量計算部 Nref 速度指令 Nact 速度実際値 NT モデル出力信号(理想の速度実際値) KP 比例ゲイン KI 積分ゲイン Ta 電流制御系時定数 TL 理想等価機械時定数 KM 理想負荷モデル最適調整時のPI調節器の比例ゲ
イン TM 理想負荷モデル最適調整時のPI調節器の積分時
間 JM 理想機械時定数 I1 ニューラルネットワークの入力 I2 ニューラルネットワークの入力 err ニューラルネットワークの学習用の入力(誤差) W1 入力I1 に掛ける重み W2 入力I2 に掛ける重み ΔW1 重みW1 の修正量 ΔW2 重みW2 の修正量

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御指令とプラントの制御量実際値との偏
    差をPI調節器又はPID調節器に与えプラントを閉ル
    ープ制御する装置において、 前記制御指令を入力とし理想の制御量実際値を出力する
    理想制御系モデルと、 前記理想の制御量実際値とプラントの制御量実際値との
    偏差に応じて、前記PI調節器又はPID調節器のパラ
    メータを修正する手段とを備えたことを特徴とする調節
    器パラメータの自動調整装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の自動調整装置において、 前記パラメータを修正する手段は2入力2層線形ニュー
    ラルネットワークに含まれるものであることを特徴とす
    る調節器パラメータの自動調整装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載の自動調整装置にお
    いて、 前記理想制御系モデルを当該のPI調節器又はPID調
    節器を含まぬ非閉ループの制御負荷として構成したこと
    を特徴とする調節器パラメータの自動調整装置。
  4. 【請求項4】請求項1又は2に記載の自動調整装置にお
    いて、 前記理想制御系モデルを当該のPI調節器又はPID調
    節器を含む閉ループの制御系として構成したことを特徴
    とする調節器パラメータの自動調整装置。
JP6302579A 1994-07-12 1994-12-07 調節器パラメータの自動調整装置 Pending JPH0883103A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6302579A JPH0883103A (ja) 1994-07-12 1994-12-07 調節器パラメータの自動調整装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-159726 1994-07-12
JP15972694 1994-07-12
JP6302579A JPH0883103A (ja) 1994-07-12 1994-12-07 調節器パラメータの自動調整装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0883103A true JPH0883103A (ja) 1996-03-26

Family

ID=26486436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6302579A Pending JPH0883103A (ja) 1994-07-12 1994-12-07 調節器パラメータの自動調整装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0883103A (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999056185A1 (fr) * 1998-04-24 1999-11-04 Hitachi, Ltd. Unite de commande et procede de commande
WO2002005414A1 (en) * 2000-07-11 2002-01-17 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Motor control device
KR20020072077A (ko) * 2001-03-08 2002-09-14 한국전기연구원 신경회로망 추정기를 이용한 매입형 영구자석동기전동기의 제어 방법
WO2004017506A1 (ja) * 2002-08-12 2004-02-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 電圧変換装置、電圧変換方法および電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP2007014127A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Brother Ind Ltd モータ制御方法、モータ制御装置および画像形成装置
EP1796263A1 (en) * 2005-12-12 2007-06-13 Fanuc Ltd Time constant automatic estimation method, time constant automatic estimation apparatus and servo motor control system
JP2008040706A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Hitachi Ltd リニアソレノイドの電流制御装置
CN104635496A (zh) * 2015-02-10 2015-05-20 华中科技大学 一种带串联校正的pi控制器的参数整定方法
JP2017143730A (ja) * 2017-03-02 2017-08-17 ファナック株式会社 ゲインの最適化を学習する機械学習装置及び機械学習装置を備えた電動機制御装置並びに機械学習方法
JP2018074878A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 株式会社デンソー 電動機制御装置
CN108809167A (zh) * 2018-06-26 2018-11-13 长春工业大学 一种基于模糊控制的bp神经网络pid调速控制算法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999056185A1 (fr) * 1998-04-24 1999-11-04 Hitachi, Ltd. Unite de commande et procede de commande
US6310456B1 (en) 1998-04-24 2001-10-30 Hitachi, Ltd. Control system and method
WO2002005414A1 (en) * 2000-07-11 2002-01-17 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Motor control device
KR20020072077A (ko) * 2001-03-08 2002-09-14 한국전기연구원 신경회로망 추정기를 이용한 매입형 영구자석동기전동기의 제어 방법
CN100435462C (zh) * 2002-08-12 2008-11-19 丰田自动车株式会社 电压转换装置、电压转换方法和具有记录于其上的程序以允许计算机执行电压转换控制的计算机可读记录介质
US7262978B2 (en) 2002-08-12 2007-08-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Voltage conversion apparatus, voltage conversion method, and computer-readable recording medium with program recorded thereon to allow computer to execute voltage conversion control
WO2004017506A1 (ja) * 2002-08-12 2004-02-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 電圧変換装置、電圧変換方法および電圧変換の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP2007014127A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Brother Ind Ltd モータ制御方法、モータ制御装置および画像形成装置
JP4735081B2 (ja) * 2005-06-30 2011-07-27 ブラザー工業株式会社 モータ制御方法、モータ制御装置および画像形成装置
EP1796263A1 (en) * 2005-12-12 2007-06-13 Fanuc Ltd Time constant automatic estimation method, time constant automatic estimation apparatus and servo motor control system
JP2008040706A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Hitachi Ltd リニアソレノイドの電流制御装置
CN104635496A (zh) * 2015-02-10 2015-05-20 华中科技大学 一种带串联校正的pi控制器的参数整定方法
JP2018074878A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 株式会社デンソー 電動機制御装置
JP2017143730A (ja) * 2017-03-02 2017-08-17 ファナック株式会社 ゲインの最適化を学習する機械学習装置及び機械学習装置を備えた電動機制御装置並びに機械学習方法
CN108809167A (zh) * 2018-06-26 2018-11-13 长春工业大学 一种基于模糊控制的bp神经网络pid调速控制算法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3336135B2 (ja) プロセスに指令を与えるための方法および装置
KR19990022789A (ko) 다변수 예측 제어기내에서 독립적인 피드포워드 제어를결합하는 방법
EP0720071B1 (en) Heater controlling unit
JPH0883103A (ja) 調節器パラメータの自動調整装置
US20080172349A1 (en) Neural network controller with fixed long-term and adaptive short-term memory
US5598329A (en) Method and device for controlling a process
JP3864781B2 (ja) 温度調節器
JPH09146610A (ja) 多変数非線形プロセス・コントローラー
JP2923000B2 (ja) サーボ制御装置
JPH09174128A (ja) 圧延材の形状制御方法
JPH04326402A (ja) ファジィ制御装置
JP3815260B2 (ja) 速度制御装置
JPH07196216A (ja) 張力制御方法
JP2532967B2 (ja) フアジイ制御ル―ル自動チユ―ニング装置
JPH0535306A (ja) むだ時間補償制御装置
JPH06313326A (ja) アクチュエータ制御装置
JPH0570841B2 (ja)
JPH1082719A (ja) エンジントルク制御装置
JPH11506553A (ja) ダイナミックプロセスのモデル化装置
JPH07191709A (ja) モデル予測制御のパラメータ設定方法
JPH08297512A (ja) スライディングモード制御による位置決め制御方法
JPH0876804A (ja) ディジタルpid制御装置
JPH0619506A (ja) 同定装置
JPH05324007A (ja) プロセス制御装置
JPH1130108A (ja) タービン制御装置