JPH1183115A - Air conditioner - Google Patents

Air conditioner

Info

Publication number
JPH1183115A
JPH1183115A JP9250208A JP25020897A JPH1183115A JP H1183115 A JPH1183115 A JP H1183115A JP 9250208 A JP9250208 A JP 9250208A JP 25020897 A JP25020897 A JP 25020897A JP H1183115 A JPH1183115 A JP H1183115A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
indoor
outdoor
refrigerant
heat exchanger
control amount
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.)
Granted
Application number
JP9250208A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3383901B2 (en
Inventor
Yasutaka Yoshida
康孝 吉田
Susumu Nakayama
進 中山
Hiroshi Yasuda
弘 安田
Satoru Yoshida
悟 吉田
Kenichi Nakamura
憲一 中村
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
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP25020897A priority Critical patent/JP3383901B2/en
Publication of JPH1183115A publication Critical patent/JPH1183115A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3383901B2 publication Critical patent/JP3383901B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/005Outdoor unit expansion valves

Landscapes

  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably adjust a plurality of controlled variables with small mutual interference by varying robust stabilizing gain and adaptively controlling it based on the values of parameters estimated for meeting the fluctuation of the parameters representing dynamic characteristics. SOLUTION: In this air conditioner, sealed refrigerant is compressed and heated by a compressor 20 and flows to an outdoor heat exchanger 21 during a cooling operation. The refrigerant is cooled, liquefied by outdoor air therein and gives heat to air. Further, when the refrigerant passes through an outdoor expansion valve 26, an indoor expansion valves 30l and 30N, its pressure is reduced and the pressure reduced refrigerant enters indoor heat exchangers 28l and 28N. There, the refrigerant takes heat from air. Evaporating refrigerant enters again the compressor and is compressed. On the other hand, during a heating operation, processes opposite to those during the cooling operation are carried out. As described above, a controller controls room temperature and humidity respectively during the heating and cooling operations and also controls the temperature and pressure of the refrigerant of the air conditioner itself as a heat loading device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、1台の室外機と接
続する1台または複数台の室内機によって、1または複
数の利用部の空気の加熱や冷却を行う空気調和機に関
し、特に、冷媒圧力や温度、利用部の空気温湿度などを
ロバスト制御により安定して制御する空気調和機に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner for heating and cooling air in one or a plurality of utilization units by one or more indoor units connected to one outdoor unit. The present invention relates to an air conditioner that stably controls a refrigerant pressure, a temperature, an air temperature and a humidity of a use unit, and the like by robust control.

【0002】[0002]

【従来の技術】空気調和機は、それ自体が、制御すべき
制御量、該制御量を調節するため操作する機器の操作
量、該操作した結果を検知する検知量が、多数存在し、
しかも個々の操作量の挙動が、ほとんどすべての制御量
に影響を与える、干渉系である。例えば、冷房運転の
際、即ち、圧縮機により吐出される高温高圧の冷媒が、
室外機で凝縮されて液冷媒となり、この液冷媒が膨張弁
で減圧膨張し、室内機で蒸発してガス冷媒となり、この
ガス冷媒が圧縮機に戻り吸入される冷凍サイクルを形成
する冷房運転の際、操作量である圧縮機駆動周波数を高
くすると、冷媒吐出温度や冷媒吐出圧力、室外熱交換器
凝縮温度が高くなり、室内熱交換器蒸発温度や冷媒吸入
圧力が低下する。制御量として冷媒吐出圧力を低減する
ために、操作量として室外ファン回転数を高くすると、
冷媒吐出温度が低下し、冷媒蒸発温度、冷媒吸入圧力も
低くなることがある。そこで、制御量として冷媒吐出温
度を高くするために、操作量として膨張弁開度を小さく
すると、今度は冷媒吸入圧力がより低下することもあ
る。さらには、空気調和機の室内機が、利用部室内に与
える単位時間当たりの熱量である冷房能力が変化するた
めに、室内空気温度と室内空気湿度が変化し、室内ファ
ンの動力が変化することさえ考えられる。このような干
渉は、すべての制御量、操作量の間で存在するといって
も過言ではない。
2. Description of the Related Art An air conditioner itself has a large number of control amounts to be controlled, operation amounts of devices operated to adjust the control amounts, and detection amounts for detecting the operation results.
Moreover, it is an interference system in which the behavior of each manipulated variable affects almost all controlled variables. For example, during the cooling operation, that is, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged by the compressor,
The refrigerant is condensed in the outdoor unit to become a liquid refrigerant, and this liquid refrigerant is decompressed and expanded by the expansion valve, evaporates in the indoor unit to become a gas refrigerant, and this gas refrigerant returns to the compressor to form a refrigeration cycle in which the refrigerant is sucked. In this case, when the compressor drive frequency, which is an operation amount, is increased, the refrigerant discharge temperature, the refrigerant discharge pressure, and the outdoor heat exchanger condensation temperature increase, and the indoor heat exchanger evaporation temperature and the refrigerant suction pressure decrease. In order to reduce the refrigerant discharge pressure as a control amount, if the outdoor fan rotation speed is increased as an operation amount,
The refrigerant discharge temperature may decrease, and the refrigerant evaporation temperature and the refrigerant suction pressure may also decrease. Therefore, if the opening degree of the expansion valve is reduced as the operation amount in order to increase the refrigerant discharge temperature as the control amount, the refrigerant suction pressure may be further reduced. Furthermore, because the cooling capacity, which is the amount of heat per unit time that the indoor unit of the air conditioner gives to the user unit room, changes, the indoor air temperature and indoor air humidity change, and the power of the indoor fan changes. Even conceivable. It is no exaggeration to say that such interference exists between all control amounts and operation amounts.

【0003】そこで、従来の制御装置の制御方法は以下
のように設計されている。例えば制御量として、冷媒吐
出過熱度(=冷媒吐出温度と飽和温度との差)及び室内
空気温度の2つが選定されており、操作量として、室外
膨張弁あるいは室内膨張弁のいずれかの膨張弁と圧縮機
駆動周波数との2つが選定されているとする。そして基
本的には、膨張弁が冷媒吐出過熱度を、圧縮機駆動周波
数が室内空気温度を制御するとする。しかし、実際には
膨張弁の動作に対して室内空気温度の変化があり、圧縮
機駆動周波数に対する冷媒吐出過熱度の変化が存在す
る。そこで、それぞれの干渉の大きさを前もって計算し
ておき、その干渉を考慮する制御を行うことで、非干渉
制御を達成する。
Therefore, the control method of the conventional control device is designed as follows. For example, two of the refrigerant discharge superheat degree (= the difference between the refrigerant discharge temperature and the saturation temperature) and the indoor air temperature are selected as the control amounts, and the operation amount is any one of the outdoor expansion valve and the indoor expansion valve. And the compressor drive frequency are selected. Basically, it is assumed that the expansion valve controls the refrigerant discharge superheat degree and the compressor drive frequency controls the indoor air temperature. However, actually, there is a change in the indoor air temperature with respect to the operation of the expansion valve, and there is a change in the refrigerant discharge superheat degree with respect to the compressor drive frequency. Therefore, the magnitude of each interference is calculated in advance, and control is performed in consideration of the interference, thereby achieving non-interference control.

【0004】このような空気調和機の制御装置の従来の
公知例としては、特開昭63−29155号公報などに
記載されている。
A conventional known example of such an air conditioner control device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-29155.

【0005】ところが、1台の室外機に、多数の室内機
が接続されている空気調和機では、制御量、操作量の数
が非干渉制御を行うには多くなりすぎ、非干渉化を行う
ことは、事実上不可能であるという課題があった。
[0005] However, in an air conditioner in which a number of indoor units are connected to one outdoor unit, the number of control amounts and operation amounts is too large to perform non-interference control, and non-interference is performed. There was a problem that it was virtually impossible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和機で行
っていた非干渉化は、多数の操作量、多数の制御量が存
在する多入力多出力系においては、非常に困難であり、
非干渉化についてのアプローチを変えねばならない。
The decoupling performed by the conventional air conditioner is very difficult in a multi-input multi-output system having a large number of operation amounts and a large number of control amounts.
We have to change our approach to decoupling.

【0007】ところで1つの制御量に対して1つの操作
量が割り当てられている制御系では、その他の操作量の
動作は、外乱である。前述したように、膨張弁が吐出温
度を制御するように割当てられている場合、圧縮機周波
数が高くなれば吐出温度も急激に上昇するので、この組
合わせにとって圧縮機周波数は外乱である。そこで、外
乱に対する制御量の感度を小さくするようにすればいい
という考え方が生まれる。つまり、非干渉化と外乱抑制
とは、同じ観点で論ずることができる。さらに、その他
に存在する外乱として、室外気流変化、運転室内機停止
動作、停止室内機運転動作、制御量の目標値変化など多
数が考えられる。例えば、制御量の目標値の変化は、そ
の変化のために、現在、目標値に追従していた制御量
が、次の瞬間には、目標値からずれた値となってしまう
ので、急激に制御量に影響を与える外乱の1つである。
このように、非干渉化と相まって、外乱が多数存在する
という事実からも、外乱抑制手法が非常に重要であるこ
とは自明である。
In a control system in which one operation amount is assigned to one control amount, the operation of the other operation amounts is a disturbance. As described above, when the expansion valve is assigned to control the discharge temperature, the discharge temperature rises sharply as the compressor frequency increases, so the compressor frequency is a disturbance for this combination. Therefore, there is an idea that the sensitivity of the control amount to the disturbance should be reduced. That is, decoupling and disturbance suppression can be discussed from the same viewpoint. Further, there are many other possible disturbances, such as a change in outdoor airflow, a stop operation of the operating indoor unit, an operation of stopping the indoor unit, and a change in the target value of the control amount. For example, a change in the target value of the control amount causes the control amount, which is currently following the target value, to become a value deviated from the target value at the next moment due to the change. This is one of the disturbances affecting the control amount.
As described above, it is obvious that the disturbance suppression technique is very important from the fact that there are many disturbances in combination with decoupling.

【0008】ところが、実際の制御問題においては、制
御対象の動特性変動の問題というものが存在する。従来
の制御系では、ある定格ポイントでの制御設計を行い、
定格ポイントからずれた条件に対しては、積極的に制御
性能を補償するものではなかった。つまり、従来の制御
設計においては、定格ポイント以外の条件では、結果的
にそこそこ性能を満足するものであったとしても、それ
は、出来なりの結果であった。しかし、実際の空気調和
機においては、室外空気温度、室内空気温度、運転室内
機合計容量、運転室内機合計台数、室外機室内機間の配
管長、配管径、室外機室内機間高低差、冷媒封入量、封
入冷媒種類などの条件によって、制御対象の動特性が変
動することは周知である。例えば、配管長が長いと、同
じ圧縮機駆動周波数であっても、冷媒吐出圧力の立ち上
がりは遅くなり、また到達値は低下する。また同時に冷
媒吸入圧力の到達値も低下する傾向にある。これは、制
御対象の動特性を微分方程式や伝達関数で表した際、そ
のパラメータである微分係数が変化していると言うこと
ができる。従って、何らかの形で制御対象のパラメータ
変動を補償する必要がある。
However, in the actual control problem, there is a problem of dynamic characteristic fluctuation of a controlled object. In the conventional control system, control design at a certain rated point is performed,
The control performance was not actively compensated for the condition deviated from the rated point. In other words, in the conventional control design, even under the conditions other than the rated point, even if the performance is reasonably satisfied, it is an unsatisfactory result. However, in an actual air conditioner, the outdoor air temperature, the indoor air temperature, the operating indoor unit total capacity, the operating indoor unit total number, the pipe length between the outdoor unit indoor units, the pipe diameter, the height difference between the outdoor unit indoor units, It is well known that the dynamic characteristics of a controlled object fluctuate depending on conditions such as the amount of charged refrigerant and the type of charged refrigerant. For example, when the pipe length is long, the rise of the refrigerant discharge pressure is delayed and the attained value is reduced even at the same compressor drive frequency. At the same time, the ultimate value of the refrigerant suction pressure tends to decrease. This can be said that when the dynamic characteristics of the controlled object are represented by a differential equation or a transfer function, the derivative, which is a parameter thereof, is changing. Therefore, it is necessary to somehow compensate for the parameter variation of the control target.

【0009】加えて、制御設計のための数式モデルを、
例えば微分方程式や伝達関数を用いて、次数と呼ばれる
微分方程式の階数や、伝達関数の乗数を、1次、2次と
して構築しても、実際の制御対象には、5次、6次の高
次項が存在する場合がある。一般的に1次、2次程度の
とき低次と言い、5次、6次になるとき高次と言う。こ
れは相対的な言い回しであって、厳密な区分けは無い。
この高次項が存在する例としては、図3における冷媒吐
出温度である。温度曲線51は1次モデルによる計算で
あり、温度曲線52は、高次項を付加したモデルによる
計算である。この図はどちらも計算機で計算したシミュ
レーションであるが、実際の冷媒吐出温度は52のよう
に時間の経過につれて微小変動を繰り返すことがきわめ
て多い。これは制御対象の伝達関数G(s)を、温度曲線5
1の場合には
In addition, a mathematical model for control design is
For example, even if the order of the differential equation, called the order, or the multiplier of the transfer function is constructed as a first-order or second-order using a differential equation or a transfer function, the actual control target has a fifth-order or sixth-order high order. The following terms may be present: Generally, the first order and second order are called low order, and the fifth order and sixth order are called high order. This is a relative wording, with no strict division.
An example in which this higher-order term exists is the refrigerant discharge temperature in FIG. The temperature curve 51 is a calculation based on a primary model, and the temperature curve 52 is a calculation based on a model to which a higher-order term is added. Both of these figures are simulations calculated by a computer, but the actual refrigerant discharge temperature very often repeats minute fluctuations as time passes, as shown by 52. This means that the transfer function G (s) of the controlled
In case of 1

【0010】[0010]

【数1】 (Equation 1)

【0011】で表現したのに対し、温度曲線52の場合
In the case of the temperature curve 52,

【0012】[0012]

【数2】 (Equation 2)

【0013】として、実際の冷媒吐出温度に少しでも似
るようシミュレートしたためである。以上のことから、
実際の冷媒吐出温度は、本来、上記数式のように高次項
が付加しているモデルで表現しなければならないと言え
る。しかしこのような微小変動は、正確なモデル化が非
常に困難である。
[0013] This is because the simulation was performed so as to be slightly similar to the actual refrigerant discharge temperature. From the above,
It can be said that the actual refrigerant discharge temperature must be represented by a model to which higher-order terms are added as in the above equation. However, such small fluctuations are very difficult to accurately model.

【0014】結局、上述の如く、動特性変動には、条件
の違いによる定格値からのパラメータ変動と、正確なモ
デル化が困難な高次項があり、前者の変動をパラメータ
変動、後者の変動を高次項変動と、以後呼ぶようにし、
パラメータ変動をΔ1(s)、高次項変動をΔ2(s)と表現す
る。数式(2)の第2項は、Δ2(s)の例である。これらの
変動を補償する制御設計でなければ、本来の制御系とし
ては不完全である。
After all, as described above, fluctuations in dynamic characteristics include parameter fluctuations from the rated value due to differences in conditions, and higher-order terms for which accurate modeling is difficult. The former fluctuations are parameter fluctuations, and the latter fluctuations are parameter fluctuations. As we call it higher-order term variation,
The parameter fluctuation is expressed as Δ1 (s), and the higher-order term fluctuation is expressed as Δ2 (s). The second term in Expression (2) is an example of Δ2 (s). Without a control design that compensates for these variations, the original control system is incomplete.

【0015】ところで、図4でも言えるように、定格伝
達関数Pn(s)の出力から見ると、変動伝達関数Δ1(s)、
Δ2(s)の出力は、付加外乱と考えられる。従って、ここ
でも、外乱を抑制する考え方が、制御対象の変動をも扱
えることになる。つまり、外乱抑制が、非干渉化、制御
対象の動特性変動といったすべての問題事項に対する回
答になり得る。ロバスト制御は、この問題に対応でき
る。
By the way, as can be said from FIG. 4, when viewed from the output of the rated transfer function Pn (s), the fluctuation transfer function Δ1 (s),
The output of Δ2 (s) is considered as an additional disturbance. Therefore, also in this case, the concept of suppressing the disturbance can handle the fluctuation of the control target. That is, disturbance suppression can be an answer to all problems such as decoupling and dynamic characteristic fluctuation of the control target. Robust control can address this problem.

【0016】しかし、ここで問題になるのは、現状のロ
バスト制御では、具体的に変動Δ1(s)、Δ2(s)がいくら
かを、見積もって計算する必要があることである。例え
ば、1台の室外機に、多数の室内機が接続される空気調
和機では、冷媒吐出温度を制御する際、室内機が全台運
転されている場合と、1台のみ運転されている場合との
動特性の差違があり、さらに、室内外空気温度、室内外
機間配管長、室内外機間高低差などでも、動特性が変化
するので、それも動特性の変動として見積もらなければ
ならない。これらは定格伝達関数Pn(s)の大きさに比べ
て、意外と変動が大きいことに気付く。それで、これら
の変動△1(s)、△2(s)をまとめて1つの変動と見なし
て、さらに補償を確かなものとするために安全を見越し
て変動を大きめに見積もってロバスト制御の設計をする
と、どんな環境のもとでも何とか制御を行うが、即応性
など、制御性能が望ましくない制御系となってしまうこ
とが多かった。
However, the problem here is that in the current robust control, it is necessary to estimate and calculate some of the fluctuations Δ1 (s) and Δ2 (s). For example, in an air conditioner in which a number of indoor units are connected to one outdoor unit, when controlling the refrigerant discharge temperature, a case where all the indoor units are operating and a case where only one indoor unit is operating There is a difference in the dynamic characteristics from the above, and the dynamic characteristics also change due to the indoor / outdoor air temperature, indoor / outdoor unit piping length, indoor / outdoor unit height difference, etc., which must be estimated as a change in the dynamic characteristics. . It is noticed that these have unexpectedly large fluctuations compared to the magnitude of the rated transfer function Pn (s). Therefore, these fluctuations △ 1 (s) and △ 2 (s) are collectively regarded as one fluctuation, and in order to further secure the compensation, the fluctuation is largely estimated in anticipation of safety and robust control is designed. Then, control is performed under any environment, but the control system often has an undesirable control performance such as responsiveness.

【0017】従って、パラメータ変動Δ1(s)について
は、その変動値を検知値から同定して、積極的に活用す
るパラメータ同定法を用いることによって対処し、残り
の非干渉化、高次項変動Δ2(s)に関しては、従来のロバ
スト制御で対処すれば良いことになる。このパラメータ
同定法と従来ロバスト制御を組み合わせる制御方法を、
ここで適応ロバスト制御と呼ぶことにする。簡単に表現
すれば、ロバスト制御はPn(s)とΔ2(s)に関して計算さ
れた固定のゲインを用いる制御であるが、適応ロバスト
制御は、パラメータ固定によって、Pn(s)とΔ1(s)を明
らかにし、Pn(s)とΔ1(s)を可変の定格伝達関数とし、P
n(s)とΔ1(s)とΔ2(s)に関して安定化ゲインを時々刻々
と計算、更新する制御である。
Therefore, the parameter variation Δ1 (s) is dealt with by identifying the variation value from the detected value and using a parameter identification method that actively utilizes the remaining value, and the remaining non-interference and high-order term variation Δ2 Regarding (s), it is sufficient to deal with the conventional robust control. A control method that combines this parameter identification method and the conventional robust control,
Here, it is called adaptive robust control. In simple terms, the robust control is a control using a fixed gain calculated with respect to Pn (s) and Δ2 (s), whereas the adaptive robust control uses Pn (s) and Δ1 (s) by fixing parameters. And make Pn (s) and Δ1 (s) variable transfer functions,
This is control for calculating and updating the stabilization gain with respect to n (s), Δ1 (s) and Δ2 (s) every moment.

【0018】本発明の目的は、圧縮機の冷媒吐出圧力や
温度、室内温度等の制御量を調節する際、相互干渉が小
さく安定的に複数の制御量を調節できるよう適応ロバス
ト制御を用いる空気調和機を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an air using adaptive robust control so that a plurality of control amounts can be stably adjusted with little interference when adjusting control amounts such as refrigerant discharge pressure, temperature, and room temperature of a compressor. To provide a harmony machine.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の空気調和機は、一つの室外機に複数
の室内機が並列に配管接続されてなり、室外機に備え
た、駆動周波数可変の圧縮機、室外熱交換器及び室外膨
張弁を順次に、続いて各室内機に備えた室内膨張弁及び
室内熱交換器室を順次に、さらに圧縮機に戻るように配
管接続して冷媒を封入した順循環路を形成し、そして室
外熱交換器に送風する室外ファン及び室内熱交換器に送
風する室内ファンを備え、順循環路にそって冷媒が流れ
る際に冷房運転を行い、又は順循環路と逆回りに冷媒が
流れる際に暖房運転を行う空気調和機において、運転室
内機全冷房能力あるいは全暖房能力を検知する検知手段
と、圧縮機駆動周波数を操作する操作手段を有し、運転
室内機全冷房能力あるいは全暖房能力を制御量として制
御する時、運転室内機全冷房能力あるいは全暖房能力に
対する室外膨張弁開度や室外ファン回転数や室内膨張弁
開度や室内ファン回転数の変化、室外気流変化、運転室
内機停止動作、停止室内機運転動作、運転室内機全冷房
能力あるいは全暖房能力の目標値変化という外乱のう
ち、少なくとも1つを含む外乱に対して、あるいは、運
転室内機全冷房能力あるいは全暖房能力を低次の数式モ
デルで表した際に、実際の運転室内機全冷房能力あるい
は全暖房能力が数式モデルより高次項を含んでおり、そ
の高次項が及ぼす悪影響に対しては、ロバスト安定化ゲ
インを用いて安定化を行うが、更に室外空気温度、室内
空気温度、運転室内機合計容量、運転室内機合計台数、
配管長、配管径、室外機室内機間高低差、冷媒封入量、
封入冷媒種類のうち少なくとも1つを含むこれらの条件
の違いにより、圧縮機駆動周波数に対する運転室内機全
冷房能力あるいは全暖房能力の動特性が変動するとき、
運転室内機全冷房能力あるいは全暖房能力の動特性を表
すパラメータの変動に対応するために、推定されたパラ
メータの値をもとに上記ロバスト安定化ゲインを可変と
して、適応的に制御を行う、適応ロバスト制御装置を備
えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first air conditioner of the present invention comprises a plurality of indoor units connected in parallel to one outdoor unit, and is provided in the outdoor unit. In addition, the compressor, the outdoor heat exchanger and the outdoor expansion valve having a variable drive frequency are sequentially arranged, then the indoor expansion valve and the indoor heat exchanger room provided for each indoor unit are sequentially arranged, and the piping is returned so as to return to the compressor. An outdoor fan for blowing air to the outdoor heat exchanger and an indoor fan for blowing air to the indoor heat exchanger are connected to form a forward circulation path enclosing the refrigerant, and a cooling operation is performed when the refrigerant flows along the forward circulation path. Or an air conditioner that performs a heating operation when the refrigerant flows in a reverse direction to the forward circulation path, a detecting means for detecting the total cooling capacity or the total heating capacity of the operating indoor unit, and an operation of operating the compressor drive frequency Means, and the indoor cooling capacity Or when the total heating capacity is controlled as a control amount, changes in the outdoor expansion valve opening, outdoor fan rotation speed, indoor expansion valve opening, indoor fan rotation speed, and outdoor air flow for the operating indoor unit total cooling capacity or total heating capacity Change, disturbance in the operating indoor unit, operation of the stopped indoor unit, operation of the stopped indoor unit, change in the target value of the total cooling capacity or total heating capacity of the operating indoor unit, or the cooling of the operating indoor unit. When the capacity or total heating capacity is represented by a lower-order mathematical model, the actual cooling capacity or total heating capacity of the actual indoor unit of the operating room includes higher-order terms than the mathematical model, and the adverse effects of the higher-order terms are as follows: Performs stabilization using the robust stabilization gain, but further includes outdoor air temperature, indoor air temperature, operating indoor unit total capacity, operating indoor unit total number,
Pipe length, pipe diameter, height difference between outdoor unit and indoor unit, refrigerant charge amount,
When the dynamic characteristics of the operating indoor unit total cooling capacity or total heating capacity with respect to the compressor drive frequency fluctuates due to a difference in these conditions including at least one of the sealed refrigerant types,
In order to cope with the variation of the parameter representing the dynamic characteristic of the driving indoor unit total cooling capacity or total heating capacity, the robust stabilization gain is made variable based on the value of the estimated parameter, and adaptive control is performed. An adaptive robust control device is provided.

【0020】また、本発明の第2の空気調和機は、第1
の空気調和機における制御量としての運転室内機全冷房
能力あるいは全暖房能力に代えて圧縮機の冷媒吸入圧力
を、操作量として第1の空気調和機と同じく圧縮機駆動
周波数を用いるものである。
Further, the second air conditioner of the present invention has a first air conditioner.
In this air conditioner, the refrigerant suction pressure of the compressor is used instead of the total cooling capacity or total heating capacity of the operating indoor unit as the control amount, and the compressor drive frequency is used as the operation amount as in the first air conditioner. .

【0021】また、本発明の第3の空気調和機は、第1
の空気調和機における制御量としての運転室内機全冷房
能力あるいは全暖房能力に代えて圧縮機の冷媒吐出圧力
を、操作量として第1の空気調和機と同じく圧縮機駆動
周波数を用いるものである。
Further, the third air conditioner of the present invention has a first air conditioner.
The refrigerant discharge pressure of the compressor is used instead of the total cooling capacity or total heating capacity of the operating indoor unit as the control amount in the air conditioner, and the compressor drive frequency is used as the control amount in the same manner as the first air conditioner. .

【0022】本発明の第4の空気調和機は、一つの室外
機に複数の室内機が並列に配管接続されてなり、室外機
に備えた、駆動周波数可変の圧縮機、室外熱交換器及び
室外膨張弁を順次に、続いて各室内機に備えた室内膨張
弁及び室内熱交換器室を順次に、さらに圧縮機に戻るよ
うに配管接続して冷媒を封入した順循環路を形成し、そ
して室外熱交換器に送風する室外ファン及び室内熱交換
器に送風する室内ファンを備え、順循環路にそって冷媒
が流れる際に冷房運転を行い、又は順循環路と逆回りに
冷媒が流れる際に暖房運転を行う空気調和機において、
圧縮機の冷媒吐出温度を制御すべき制御量とし、該制御
量を調節する操作量として室外膨張弁開度を用いてフィ
ードバック制御を行う時、制御量に対する圧縮機駆動周
波数や室外ファン回転数や室内膨張弁開度や室内ファン
回転数の変化、室室外気流変化、運転室内機停止動作、
停止室内機運転動作、制御量の目標値変化という外乱の
うち、少なくとも1つを含む外乱に対して、あるいは、
制御量を低次の数式モデルで表した際に、実際の制御量
が数式モデルより高次項を含んでおり、その高次項が及
ぼす悪影響に対しては、ロバスト安定化ゲインを用いて
安定化を行うが、更に室外空気温度、室内空気温度、運
転室内機合計容量、運転室内機合計台数、配管長、配管
径、室外機室内機間高低差、冷媒封入量、封入冷媒種類
のうち少なくとも1つを含むこれらの条件の違いによ
り、操作量に対する制御量の動特性が変動するとき、制
御量の動特性を表すパラメータの変動に対応するため
に、推定されたパラメータの値をもとに上記ロバスト安
定化ゲインを可変として、適応的に制御を行う、適応ロ
バスト制御装置を備えたことを特徴とする。
A fourth air conditioner according to the present invention comprises a plurality of indoor units connected in parallel to one outdoor unit, and a variable drive frequency compressor, an outdoor heat exchanger and an outdoor unit provided in the outdoor unit. An outdoor expansion valve is sequentially formed, then an indoor expansion valve and an indoor heat exchanger chamber provided in each indoor unit are sequentially formed, and a pipe is connected so as to return to the compressor to form a forward circulation path in which a refrigerant is sealed, An outdoor fan that blows air to the outdoor heat exchanger and an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger perform a cooling operation when the refrigerant flows along the forward circulation path, or the refrigerant flows in a reverse direction to the forward circulation path In an air conditioner that performs heating operation at the time,
When controlling the refrigerant discharge temperature of the compressor as a control amount to be controlled, and performing feedback control using the outdoor expansion valve opening as an operation amount for adjusting the control amount, the compressor drive frequency and the outdoor fan rotation speed for the control amount and Changes in indoor expansion valve opening and indoor fan speed, changes in outdoor airflow, operation indoor unit stop operation,
Stopped indoor unit operation, disturbance including at least one of disturbances such as a change in the target value of the control amount, or
When the control amount is expressed by a low-order mathematical model, the actual control amount includes a higher-order term than the mathematical model, and against the adverse effects of the higher-order term, stabilization is performed using a robust stabilization gain. Perform, but at least one of outdoor air temperature, indoor air temperature, total operating indoor unit capacity, total number of operating indoor units, pipe length, pipe diameter, height difference between outdoor unit indoor units, amount of refrigerant charged, and type of charged refrigerant When the dynamic characteristic of the control variable with respect to the manipulated variable fluctuates due to the difference between these conditions, the above robust based on the value of the estimated parameter is used to cope with the fluctuation of the parameter representing the dynamic characteristic of the control variable. An adaptive robust control device for adaptively controlling the stabilization gain by changing the stabilization gain is provided.

【0023】本発明の第5の空気調和機は、一台の室外
機と一台の室内機が配管接続されてなり、室外機に備え
た、駆動周波数可変の圧縮機、室外熱交換器及び室外膨
張弁を順次に、続いて各室内機に備えた室内膨張弁及び
室内熱交換器室を順次に、さらに圧縮機に戻るように配
管接続して冷媒を封入した順循環路を形成し、そして室
外熱交換器に送風する室外ファン及び室内熱交換器に送
風する室内ファンを備え、順循環路にそって冷媒が流れ
る際に冷房運転を行い、又は順循環路と逆回りに冷媒が
流れる際に暖房運転を行う空気調和機において、室内空
気温度を制御すべき制御量とし、該室内空気温度を調節
する操作量として圧縮機駆動周波数を用いてフィードバ
ック制御を行う時、室内空気温度に対する室外膨張弁開
度や室外ファン回転数や室内膨張弁開度や室内ファン回
転数の変化、室外気流変化、室内熱発生機器オンオフ動
作、室内換気装置運転停止動作、室内窓開閉動作、室内
空気温度の目標値変化という外乱のうち、少なくとも1
つを含む外乱に対して、あるいは、室内空気温度を低次
の数式モデルで表した際に、実際の室内空気温度が数式
モデルより高次項を含んでおり、その高次項が及ぼす悪
影響に対しては、ロバスト安定化ゲインを用いて安定化
を行うが、更に室外空気温度、室内空気温度、配管長、
配管径、室外機室内機間高低差、冷媒封入量、封入冷媒
種類、室内熱発生機器オンオフ状態や室内換気装置運転
停止や室内窓開閉状態や室内人員で起こる熱負荷差違の
うち、少なくとも1つを含むこれらの条件の違いによ
り、圧縮機駆動周波数に対する室内空気温度の動特性が
変動するとき、室内空気温度の動特性を表すパラメータ
の変動に対応するために、推定されたパラメータの値を
もとに上記ロバスト安定化ゲインを可変として、適応的
に制御を行う、適応ロバスト制御装置を備えたことを特
徴とする。
[0023] A fifth air conditioner of the present invention comprises one outdoor unit and one indoor unit connected by piping, and a variable drive frequency compressor, an outdoor heat exchanger and an outdoor unit provided in the outdoor unit. An outdoor expansion valve is sequentially formed, then an indoor expansion valve and an indoor heat exchanger chamber provided in each indoor unit are sequentially formed, and a pipe is connected so as to return to the compressor to form a forward circulation path in which a refrigerant is sealed, An outdoor fan that blows air to the outdoor heat exchanger and an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger perform a cooling operation when the refrigerant flows along the forward circulation path, or the refrigerant flows in a reverse direction to the forward circulation path In the air conditioner performing the heating operation, when performing the feedback control using the compressor drive frequency as the control amount for controlling the indoor air temperature and the operation amount for adjusting the indoor air temperature, the outdoor air temperature with respect to the indoor air temperature is controlled. Expansion valve opening and outdoor fan rotation Among the disturbances, changes in the number and indoor expansion valve opening and indoor fan rotation speed, outdoor air flow changes, indoor heat generation device ON / OFF operation, indoor ventilation device operation stop operation, indoor window opening / closing operation, and indoor air temperature target value change At least one
When the indoor air temperature is expressed by a lower-order mathematical model when the actual indoor air temperature contains higher-order terms than the mathematical model, and the higher-order Performs stabilization using a robust stabilization gain, but further includes outdoor air temperature, indoor air temperature, pipe length,
At least one of pipe diameter, height difference between indoor and outdoor units, amount of filled refrigerant, type of charged refrigerant, ON / OFF state of indoor heat generating equipment, shutdown of indoor ventilation system, open / close state of indoor windows, and difference in thermal load caused by indoor personnel When the dynamic characteristics of the indoor air temperature with respect to the compressor drive frequency fluctuate due to the difference between these conditions, the estimated parameter value is also changed to correspond to the fluctuation of the parameter representing the dynamic characteristic of the indoor air temperature. In addition, an adaptive robust control device that adaptively performs control by changing the robust stabilization gain is provided.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の空気調和機の適応ロバス
ト制御装置は、設定した室内空気温湿度の環境を得るた
めに、複数の利用部室内空気温度、圧縮機冷媒吐出圧
力、圧縮機冷媒吸入圧力、圧縮機冷媒吐出過熱度、運転
室内機全冷房能力あるいは全暖房能力などの制御量が、
それぞれ決められた目標値に一致するように、圧縮機の
駆動周波数や室外膨張弁開度、室内膨張弁開度や室外フ
ァン回転数及び室内ファン回転数といった操作量を制御
するものである。これにより、空気調和機全体が常に適
正な運転状態で運転出来るよう制御することができ、安
定かつ安全な運転を保持出来ると共に、負荷の増減に応
じた冷房或いは暖房能力が得られ、使用者に好ましい温
湿度環境が得られる。なお、本発明にかかる適応ロバス
ト制御装置は、複数の利用部を有する空気調和機に適し
ているが、一つの利用部を有するものにも好適であるこ
とはもちろんである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The adaptive robust control device for an air conditioner according to the present invention includes a plurality of use unit indoor air temperatures, a compressor refrigerant discharge pressure, a compressor refrigerant, in order to obtain a set indoor air temperature and humidity environment. Control variables such as suction pressure, compressor refrigerant discharge superheat degree, operating indoor unit total cooling capacity or total heating capacity
The operation amounts such as the drive frequency of the compressor, the opening degree of the outdoor expansion valve, the opening degree of the indoor expansion valve, the number of rotations of the outdoor fan, and the number of rotations of the indoor fan are controlled so as to coincide with the respective determined target values. As a result, the entire air conditioner can be controlled so that it can always be operated in an appropriate operation state, stable and safe operation can be maintained, and cooling or heating capacity according to the increase or decrease of the load can be obtained. A favorable temperature and humidity environment is obtained. The adaptive robust control device according to the present invention is suitable for an air conditioner having a plurality of utilization units, but it is needless to say that the adaptive robust control device is also suitable for an air conditioner having a single utilization unit.

【0025】以下、本発明の空気調和機の適応ロバスト
制御装置の実施の形態を、図に基づいて説明する。図2
は、空気調和機と制御装置を示す構成図であり、空気調
和機は1台の室外機19と、複数台の室内機271、2
7Nを有し、室外機19と複数台からなる室内機27
1、27Nとを配管接続して閉回路をなし、その閉回路
の中に冷媒を封入している。
An embodiment of an adaptive robust control device for an air conditioner according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
Is a configuration diagram showing an air conditioner and a control device. The air conditioner has one outdoor unit 19 and a plurality of indoor units 271, 2
An indoor unit 27 having 7N and comprising an outdoor unit 19 and a plurality of units
1, 27N are connected by piping to form a closed circuit, and a refrigerant is sealed in the closed circuit.

【0026】そして、室外機19においては、周波数可
変の圧縮機20に四方弁24を介して順次に室外熱交換
器21及び室外膨張弁26を配管するとともに室外熱交
換器21に送風する室外ファン22を備えている。ま
た、室内機271、27Nにおいては、室内空気と熱交
換を行う室内熱交換器281、28Nとその室内熱交換
器281、28Nの冷媒の流量を調節する室内膨張弁3
01、30Nを順次に配管するとともに室内熱交換器2
81、28Nに送風する室内ファン291、29Nを備
えている。
In the outdoor unit 19, the outdoor heat exchanger 21 and the outdoor expansion valve 26 are sequentially piped to the variable frequency compressor 20 via the four-way valve 24, and the outdoor fan blows the outdoor heat exchanger 21. 22. In the indoor units 271 and 27N, the indoor heat exchangers 281 and 28N that exchange heat with the indoor air and the indoor expansion valve 3 that adjusts the flow rate of the refrigerant in the indoor heat exchangers 281 and 28N.
01N and 30N sequentially and indoor heat exchanger 2
It has indoor fans 291 and 29N for blowing air to 81 and 28N.

【0027】室外機19は、アキュムレータ23及びレ
シーバ25を備えている。そして、室外機19及び室内
機271、27Nの各ガス側及び液側を、ガス側管路3
1、液側管路32及び分岐管331、33Nで接続して
閉回路となし、その閉回路の中に冷媒が封入してある。
また、室内機271、27Nは、空気調和の対象となる
部屋などである利用部341、34Nに、それぞれ配置
してある。
The outdoor unit 19 includes an accumulator 23 and a receiver 25. Then, the gas side and the liquid side of the outdoor unit 19 and the indoor units 271 and 27N are connected to the gas side pipeline 3
1. A closed circuit is formed by connecting the liquid side conduit 32 and the branch pipes 331 and 33N, and a refrigerant is sealed in the closed circuit.
In addition, the indoor units 271 and 27N are respectively disposed in use units 341 and 34N that are rooms or the like to be air-conditioned.

【0028】さらにまた、室外空気温度を検知する室外
空気温度検知器35、冷媒吐出温度検知器及び冷媒過熱
度演算器からなる冷媒吐出過熱度検知器36、冷媒吸入
圧力を検知する冷媒吸入圧力検知器37、冷媒吐出圧力
を検知する冷媒吐出圧力検知器38、圧縮機20の消費
電力を検知する圧縮機電力検知器39、圧縮機20の周
波数を操作するインバータ圧縮機周波数操作器40、室
外ファン22の送風能力を操作する室外側送風能力操作
器41、室外ファン22の消費電力を検知する室外ファ
ン電力検知器42、室外膨張弁26の開度を操作する室
外膨張弁開度操作器43、利用部341、34Nの利用
部室内空気温度を検知する利用部室内空気温度検知器4
41、44N、その利用部への吹き出し空気温度を検知
する利用部吹き出し空気温度検知器451、45N、室
内ファン291、29Nの送風能力を操作する室内側送
風能力操作器461、46N、室内ファン291、29
Nの電力を検知する室内ファン電力検知器471、47
N、室内膨張弁301、30Nの冷媒循環量を操作する
室内膨張弁開度操作器481、48N、予め与えられた
温湿度設定値を記憶あるいは使用者が好みの温湿度を設
定するためのリモコン設定器491、49Nを有してい
る。
Further, an outdoor air temperature detector 35 for detecting an outdoor air temperature, a refrigerant discharge superheat degree detector 36 comprising a refrigerant discharge temperature detector and a refrigerant superheat degree calculator, a refrigerant suction pressure detection for detecting a refrigerant suction pressure. Compressor 37, a refrigerant discharge pressure detector 38 for detecting refrigerant discharge pressure, a compressor power detector 39 for detecting power consumption of the compressor 20, an inverter compressor frequency operator 40 for operating the frequency of the compressor 20, an outdoor fan 22, an outdoor fan power operation device 41 for operating the air blowing capacity of the outdoor fan 22, an outdoor fan power detector 42 for detecting the power consumption of the outdoor fan 22, an outdoor expansion valve opening operation device 43 for operating the opening of the outdoor expansion valve 26, Utilization unit indoor air temperature detector 4 for detecting the utilization unit indoor air temperature of utilization units 341 and 34N
41, 44N, utilization section blowout air temperature detectors 451, 45N for detecting the temperature of the blown air to the utilization section, indoor side blower capacity controllers 461, 46N, and indoor fan 291 for controlling the blowing capacity of indoor fans 291, 29N. , 29
N fan power detectors 471 and 47 for detecting N power
N, indoor expansion valve opening controllers 481 and 48N for controlling the refrigerant circulation amounts of the indoor expansion valves 301 and 30N, and a remote controller for storing a predetermined temperature and humidity set value or setting a desired temperature and humidity by a user. It has setting devices 491 and 49N.

【0029】また、適応ロバスト制御装置50は、これ
ら検知信号を読み込み、圧縮機周波数操作器40、室外
側送風能力操作器41、室外膨張弁開度操作器43、室
内側送風能力操作器461、46N、室内膨張弁開度操
作器481、48Nの操作量を演算し、制御するよう配
線されている。圧縮機(駆動周波数可変あるいは固定)
が複数台の場合は、運転圧縮機の駆動周波数の相当和
を、圧縮機駆動周波数と定義する。
The adaptive robust control device 50 reads these detection signals, and operates the compressor frequency operating device 40, the outdoor air blowing capacity operating device 41, the outdoor expansion valve opening degree operating device 43, the indoor air blowing capacity operating device 461, 46N, are wired so as to calculate and control the operation amounts of the indoor expansion valve opening degree controllers 481 and 48N. Compressor (variable or fixed drive frequency)
When there are a plurality of compressors, the equivalent sum of the driving frequencies of the operating compressor is defined as the compressor driving frequency.

【0030】上記空気調和機では、まず、圧縮機20が
起動、圧縮作用を行うことで、封入された冷媒が、圧
縮、過熱され、冷房時には室外熱交換器21へ流れてゆ
く。そこで室外空気により冷却、液化され、空気には熱
量を与える。さらに、膨張作用を行う室外膨張弁26、
室内膨張弁301、30Nを通過することにより、減圧
されて、室内熱交換器281、28Nに流入する。そこ
で室内空気により加熱、蒸発されて、空気からは、熱量
を奪う。蒸発した冷媒は、また圧縮機に流入し、圧縮さ
れ、以下、上記動作を繰返す。これが冷房時における一
連の、空気調和機の冷媒の挙動である。一方、暖房時に
は、圧縮機20により圧縮、過熱された冷媒は、室内熱
交換器281、28Nの方向へ流れてゆく。そこで室内
空気により冷却、液化され、空気には熱量を与える。さ
らに、膨張作用を行う室内膨張弁301、30N、室外
膨張弁26を通過することにより、減圧されて、室外熱
交換器に流入する。そこで、室外空気により加熱、蒸発
されて、空気からは、熱量を奪う。蒸発した冷媒は、ま
た圧縮機に流入し、圧縮され、以下、上記動作を繰返
す。これが暖房時における一連の、空気調和機の冷媒の
挙動である。上記のように冷房時及び暖房時にそれぞ
れ、制御装置は、室内空気温度、湿度を制御するととも
に、熱負荷装置である空気調和機そのものの冷媒温度、
圧力の制御を行う。
In the above-described air conditioner, first, the compressor 20 starts up and performs a compression action, whereby the enclosed refrigerant is compressed and overheated, and flows to the outdoor heat exchanger 21 during cooling. Then, it is cooled and liquefied by the outdoor air, and gives heat to the air. Further, an outdoor expansion valve 26 performing an expansion action,
By passing through the indoor expansion valves 301 and 30N, the pressure is reduced and flows into the indoor heat exchangers 281 and 28N. Then, it is heated and evaporated by the indoor air, and the heat is removed from the air. The evaporated refrigerant again flows into the compressor and is compressed, and thereafter, the above operation is repeated. This is a series of behaviors of the refrigerant of the air conditioner during cooling. On the other hand, at the time of heating, the refrigerant compressed and superheated by the compressor 20 flows toward the indoor heat exchangers 281 and 28N. Then, it is cooled and liquefied by room air, and gives heat to the air. Furthermore, by passing through the indoor expansion valves 301 and 30N and the outdoor expansion valve 26 that perform an expansion action, the pressure is reduced, and flows into the outdoor heat exchanger. Then, the air is heated and evaporated by the outdoor air, and the heat is taken from the air. The evaporated refrigerant again flows into the compressor and is compressed, and thereafter, the above operation is repeated. This is a series of behaviors of the refrigerant of the air conditioner during heating. As described above, during cooling and heating, respectively, the control device controls the indoor air temperature and humidity, and the refrigerant temperature of the air conditioner itself, which is a heat load device,
Controls pressure.

【0031】これから、本空気調和機の適応ロバスト制
御装置に搭載されている、適応ロバスト安定化ゲインの
設計方法、及び動作を説明する。先に、現状のロバスト
制御の原理を、簡単に記しておく。前述では、ロバスト
制御を、非干渉化の観点から述べたが、もともとの原理
は以下の通りである。ロバスト制御のキーポイントは、
制御対象の動特性変動の考慮と、外乱抑制である。
The design method and operation of the adaptive robust stabilization gain mounted on the adaptive robust control device of the present air conditioner will now be described. First, the principle of the current robust control will be briefly described. In the above, the robust control has been described from the viewpoint of decoupling, but the original principle is as follows. The key point of robust control is
It is to consider the dynamic characteristic fluctuation of the controlled object and to suppress the disturbance.

【0032】動特性変動とは、要するに動特性が変化す
ることであるが、環境の変化や時間の経過に依存して、
変化量が既知であれ未知であれ、動特性が変化する、と
いう意味と、既知モデルに比べて、未知の微小変動など
予想外の挙動を呈するという、2つの意味がある。前者
をパラメータ変動Δ1(s)、後者を高次項変動Δ2(s)とこ
こでは呼ぶが、本発明以前の現状のロバスト制御は、こ
の2つを区別せず、未知変動として取り扱う。
The dynamic characteristic variation means that the dynamic characteristic changes. In short, depending on the environmental change and the passage of time,
Whether the amount of change is known or unknown, there are two meanings: a change in dynamic characteristics, and an unexpected behavior such as an unknown minute change as compared with the known model. The former is referred to as parameter variation Δ1 (s) and the latter is referred to as higher-order term variation Δ2 (s), but the current robust control prior to the present invention does not distinguish between the two and treats them as unknown variations.

【0033】PIDに代表されるような古典制御、最適
制御に代表されるような現代制御では、制御対象の数式
モデルは、固定されているのに対して、ロバスト制御の
特徴は、制御対象のモデルに、裕度があると言うことで
ある。別な表現をすれば、従来制御の制御対象の数式モ
デルは、変化しないか、変化してもどのように変化する
か既知であるのに対して、ロバスト制御では、制御対象
の数式モデルは、既知である定格部分に加えて、未知の
変動部分を考慮していると言うことである。実際の制御
対象の運転では、制御対象の数式モデルの挙動と、実際
の制御対象の挙動がほぼ完全に一致する事は希であるの
で、ロバスト制御における固定部分といえる定格伝達関
数と、誤差といえる変動伝達関数の和で構成されている
数式モデルは、現実的と言える。
In classical control typified by PID and modern control typified by optimal control, the mathematical model of the controlled object is fixed, whereas the feature of the robust control is that It means that the model has a margin. In other words, the mathematical expression model of the control target of the conventional control does not change, or it is known how it changes even if it changes, whereas in the robust control, the mathematical expression model of the control target is That is, in addition to the known rated part, the unknown variable part is considered. In the actual operation of the controlled object, it is rare that the behavior of the mathematical model of the controlled object and the behavior of the actual controlled object almost completely match.Therefore, the rated transfer function which can be regarded as a fixed part in the robust control, the error and A mathematical model composed of the sum of the variable transfer functions that can be said to be realistic.

【0034】このような制御対象を安定化することを考
えるとき、基本の動きを定義する、定格部分を安定化さ
せることは従来の制御と同様、もちろんであるが、変動
伝達関数を含んだ部分も安定させることが重要である。
この定格モデル、変動が付加した実際モデルの両方を安
定化することをロバスト安定化といい、そのとき用いら
れるフィードバックゲインをロバスト安定化ゲインとい
う。
When stabilizing such a controlled object, stabilizing a rated portion that defines a basic motion is, of course, similar to conventional control, but a portion including a fluctuation transfer function. It is also important to stabilize.
Stabilizing both the rated model and the actual model with fluctuations is called robust stabilization, and the feedback gain used at that time is called robust stabilization gain.

【0035】ロバスト制御のもう一つのポイントは、外
乱抑制である。外乱に対する、制御量の伝達関数Gwz
(s)を定義して、その伝達関数Gwz(s)を、なるべく小さ
くするようなフィードバックゲインが得られれば、その
フィードバックゲインを用いて制御する制御系は、外乱
に対して、制御量が反応せず乱れない、頑健な制御系と
言うことができる。
Another point of the robust control is disturbance suppression. Control function transfer function Gwz for disturbance
If (s) is defined and a feedback gain is obtained so as to make the transfer function Gwz (s) as small as possible, the control system using the feedback gain controls the control amount in response to disturbance. It can be said that it is a robust control system that does not disturb.

【0036】ところが図4でも分かる通り、定格伝達関
数Pn(s)を中心に考えると、変動伝達関数△1(s)、△2
(s)の出力と、外乱W(s)は、どちらも区別が付かない。
つまり、外乱を受けて乱れることと、動特性変動が存在
して乱れることとは、全く同じ作用である。従って外乱
と、動特性変動とは、本来同じ作用をするものであるか
ら、動特性変動に対する、制御量の伝達関数G(s)を定
義して、そのG(s)を出来る限り小さくするようなフィ
ードバックゲインを求めて、それで制御を行えば、動特
性変動の影響をなかなか受けない、頑健な制御系が設計
出来る。これがロバスト制御の基本的な原理である。
However, as can be seen from FIG. 4, considering the rated transfer function Pn (s) as a center, the variable transfer functions △ 1 (s), △ 2
Neither the output of (s) nor the disturbance W (s) can be distinguished.
That is, the disturbance due to the disturbance and the disturbance due to the fluctuation of the dynamic characteristic are exactly the same operation. Therefore, since the disturbance and the dynamic characteristic fluctuation originally have the same action, the transfer function G (s) of the control amount with respect to the dynamic characteristic fluctuation is defined, and the G (s) is made as small as possible. If a suitable feedback gain is obtained and control is performed using the feedback gain, a robust control system that is not easily affected by fluctuations in dynamic characteristics can be designed. This is the basic principle of robust control.

【0037】また、フィードバックゲインは、PID制
御のように、制御量(の偏差)に対して、比例、積分、
微分動作と決まっているわけではなく様々な形をとる。
例えばフィードバックゲインK(s)が
The feedback gain is proportional, integral, and integral with respect to (the deviation of) the control amount as in PID control.
It is not fixed as a differential action and takes various forms.
For example, the feedback gain K (s)

【0038】[0038]

【数3】 (Equation 3)

【0039】であり、操作量u(s)が、検知量y(s)のフィ
ードバック u(s)=K(s)y(s) であるときには、操作量u(s)は、
When the operation amount u (s) is feedback u (s) = K (s) y (s) of the detection amount y (s), the operation amount u (s) becomes

【0040】[0040]

【数4】 (Equation 4)

【0041】というダイナミクスを持つ動作となる。フ
ィードバックゲインK(s)は、単なるフィードバック係数
というよりは、フィードバック伝達関数と言える。以上
がロバスト制御の骨子である。
This is an operation having the dynamics described above. The feedback gain K (s) can be said to be a feedback transfer function rather than a mere feedback coefficient. The above is the outline of robust control.

【0042】以上の原理を適用して、例として、図1に
あるように、暖房時の空気調和機の室外膨張弁に対し
て、高次項変動Δ2(s)に対するロバスト安定を保証する
一般的なロバスト制御の設計を行うとする。ここでは、
制御量は冷媒吐出温度Td(t)あるいは冷媒吐出過熱度T
dSH(t)であり、操作量は室外膨張弁開度εo(t)とする。
TdSHとは、冷媒が飽和温度によりどのくらい加熱して
いるかを表すものでTd、吐出圧力Pdの関数である。従っ
て、TdSH制御は、PdによってTdの目標値が決まるTd
制御に帰着するので、Td制御とTdSH制御は事実上同じ
ものと言える。ここでは簡単のため、図1での冷媒吐出
温度目標値16は、一定であるとする。そして冷媒吐出
温度の動特性が
By applying the above principle, as shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 1, a general method for assuring robust stability against a high-order term variation Δ2 (s) for an outdoor expansion valve of an air conditioner during heating. Suppose that you design a robust control. here,
The control amount is the refrigerant discharge temperature Td (t) or the refrigerant discharge superheat degree T
dSH (t), and the operation amount is the outdoor expansion valve opening degree εo (t).
TdSH indicates how much the refrigerant is heated by the saturation temperature, and is a function of Td and the discharge pressure Pd. Therefore, the TdSH control is based on Td, in which the target value of Td is determined by Pd.
Since the control results, the Td control and the TdSH control can be said to be substantially the same. Here, for simplicity, it is assumed that the refrigerant discharge temperature target value 16 in FIG. 1 is constant. And the dynamic characteristics of the refrigerant discharge temperature

【0043】[0043]

【数5】 (Equation 5)

【0044】と書くことが出来るとする。tは時刻を表
し、パラメータとはここでは微分方程式の係数Ao、Boと
する。上式のパラメータAo、Boは、図3に示す挙動51
の例でいえば、立ち上がり速度、到達点を決定するもの
である。実際の空気調和機冷媒吐出温度Td(t)の挙動
は、室外空気温度、室内空気温度、運転室内機合計容
量、運転室内機合計台数、配管長、配管径、室外機室内
機間高低差、冷媒封入量、封入冷媒種類、圧縮機駆動周
波数、室外ファン回転数、室内ファン回転数など様々な
条件により変動するので、パラメータAo、Boは上記種々
の条件により変動すると言える。加えて、実際の空気調
和機の冷媒吐出温度は、上記数式(1.1)、あるいは、
図3の51に示されるような、滑らかな1階の微分方程
式では表しきれず、図3に示す52のTd(t)の挙動シミ
ュレーションに表されるように、さらに高次の、5階、
6階の不確定な高次項変動Δ2(s)を含む。
It can be written that t represents time, and the parameters here are coefficients Ao and Bo of the differential equation. The parameters Ao and Bo in the above equation are the behavior 51 shown in FIG.
In the example, the rising speed and the arrival point are determined. The behavior of the actual air conditioner refrigerant discharge temperature Td (t) is as follows: outdoor air temperature, indoor air temperature, operating indoor unit total capacity, operating indoor unit total number, pipe length, pipe diameter, outdoor unit indoor unit height difference, The parameters Ao and Bo can be said to fluctuate according to the above-mentioned various conditions because they vary according to various conditions such as the amount of the charged refrigerant, the type of the charged refrigerant, the compressor drive frequency, the outdoor fan speed, and the indoor fan speed. In addition, the actual refrigerant discharge temperature of the air conditioner is the above equation (1.1), or
It cannot be represented by a smooth first-order differential equation as shown by 51 in FIG. 3, and as shown in the behavior simulation of Td (t) of 52 shown in FIG.
Includes uncertain higher-order term variation Δ2 (s) of the 6th floor.

【0045】いま、ある決まった条件のもとでのパラメ
ータAo、Boの値を、パラメータの定格値と考える。次
に、数式(1.1)をTd(t)とεo(t)の伝達関数表現に
書き換える。これを図に表すと、図4のごとく、パラメ
ータAo、Boを含む定格伝達関数Pn(s)と、パラメータ変
動分であるパラメータ変動伝達関数Δ1(s)、高次項変動
伝達関数Δ2(s)の和の形で表すことが出来る。従って、
空気調和機の冷媒吐出温度と、室外膨張弁開度の実際の
伝達関数は、数式(2)のように P(s)=Pn(s)+Δ1(s)+Δ2(s) ・・・(2) と書き表すことが出来る。sはラプラス演算子である。
ただし、変動Δ1(s)、Δ2(s)自体は安定で、かつΔ2(s)
の大きさが既知なスカラ関数Wa(s)の大きさで抑えら
れ、その最大特異値をσで表すと、数式(3)で示すよう
に σ{Δ2(jω)}≦|Wa(jω)|, (0≦ω<∞) ・・・(3) であるとする。これは、高次項変動Δ2(s)が周波数にど
のように依存するかを表現する関数である。これより以
後、未知の変動Δ2(s)を考える代わりに、既知のWa(s)
を考える。
Now, the values of the parameters Ao and Bo under certain conditions are considered as the rated values of the parameters. Next, the equation (1.1) is rewritten into a transfer function expression of Td (t) and εo (t). When this is shown in the figure, as shown in FIG. 4, the rated transfer function Pn (s) including the parameters Ao and Bo, the parameter change transfer function Δ1 (s), which is the parameter change, and the higher order change transfer function Δ2 (s) Can be expressed in the form of the sum of Therefore,
The actual transfer function of the refrigerant discharge temperature of the air conditioner and the opening degree of the outdoor expansion valve is expressed as P (s) = Pn (s) + Δ1 (s) + Δ2 (s) as shown in Expression (2). It can be written as (2). s is a Laplace operator.
However, the fluctuations Δ1 (s) and Δ2 (s) themselves are stable and Δ2 (s)
Is suppressed by the size of the known scalar function Wa (s), and its maximum singular value is represented by σ. As shown in Expression (3), σ {Δ 2 (jω)} ≦ | W a ( jω) |, (0 ≦ ω <∞) (3) This is a function expressing how the higher-order term variation Δ2 (s) depends on the frequency. From here on, instead of considering the unknown variation Δ2 (s), the known Wa (s)
think of.

【0046】これより、高次項変動Δ2(s)が付加した場
合にも安定である制御系を構築する。定格伝達関数Pn
(s)の出力も、実際の伝達関数P(s)の出力も安定なこと
をロバスト安定という。
Thus, a control system that is stable even when the higher-order term variation Δ2 (s) is added is constructed. Rated transfer function Pn
The fact that both the output of (s) and the output of the actual transfer function P (s) are stable is called robust stability.

【0047】定格伝達関数Pn(s)に高次頁Δ2(s)(の
み)が付加した図を図5に示す。パラメータ変動Δ1(s)
は、今は考えない。図5は、等価的に図6のように表現
できる。この図6に対して、閉ループの安定性を保証す
るスモールゲイン定理を適用すると、-{1+K(s)Pn(s)}~1
が安定で、かつ数式(4.1)で示すように
FIG. 5 shows a diagram in which the higher order page Δ2 (s) (only) is added to the rated transfer function Pn (s). Parameter variation Δ1 (s)
Do not think now. FIG. 5 can be equivalently expressed as shown in FIG. When the small gain theorem that guarantees the stability of the closed loop is applied to FIG. 6,-{1 + K (s) Pn (s)} ~ 1
Is stable and as shown in equation (4.1)

【0048】[0048]

【数6】 (Equation 6)

【0049】であることが必要十分である。但し、高次
頁Δ2(s)は未知であり(未知として処理しているところ
がロバスト制御の特徴である)計算出来ないので、Δ2
(s)の別の情報源であるWa(s)を用いて、数式(4.2)で示
すように
It is necessary and sufficient that However, since the higher-order page Δ2 (s) is unknown (it is a feature of robust control that it is processed as unknown), Δ2 (s) cannot be calculated.
Using Wa (s), another source of (s), as shown in equation (4.2)

【0050】[0050]

【数7】 (Equation 7)

【0051】を安定の必要十分条件としている。記号‖
・‖はHノルム(無限大ノルム)であり、定義は
Is a necessary and sufficient condition for stability. symbol‖
・ ‖ is H norm (infinity norm), and its definition is

【0052】[0052]

【数8】 (Equation 8)

【0053】であり、数式(5.2)に示したように、σ
はX(s)の最大特異値を表し、またX*(s)は複素行列(ベ
クトル)の共役転置を表す。これより、数式(4)を満た
すと、等価的に図5が安定、つまり、「Δ2(s)が付加し
ている閉ループ」が安定となるので、これがすなわちロ
バスト安定条件となる。基本的に、ロバスト制御は、数
式(4.2)を満たすロバストフィードバックゲインK(s)
を求めることである。
And, as shown in equation (5.2), σ
Represents the maximum singular value of X (s), and X * (s) represents the conjugate transpose of a complex matrix (vector). As a result, when Expression (4) is satisfied, FIG. 5 becomes equivalently stable, that is, the “closed loop to which Δ2 (s) is added” becomes stable. This is a robust stability condition. Basically, the robust control is based on the robust feedback gain K (s) satisfying the equation (4.2).
Is to seek.

【0054】加えて、図1における制御偏差17の応答
も考慮する。制御偏差17の応答を考慮せず設計したロ
バスト制御系は、場合によっては、確かに外乱に対して
ロバストであるが、制御偏差17の応答が悪く、外乱に
よって目標値から外れた制御量が、速やかに目標値16
に整定しない。外乱が発生、付加し、制御量が目標値か
ら外れた場合にも、ロバスト安定で、かつ、制御偏差を
速やかに収束させる制御系は、相反する要求を同時に満
たすことになる。しかし、制御偏差は、低周波数帯で重
要であり、不確定な高次項変動Δ2(s)は、高周波帯で大
きので、制御偏差に対しては低周波動特性を重要視し、
高次変動に対しては高周波帯を重要視する周波数整形を
考慮した設計を行えば、ロバスト性が高く、かつ、制御
偏差を速やかに整定する制御設計が可能である。
In addition, the response of the control deviation 17 in FIG. 1 is considered. The robust control system designed without considering the response of the control deviation 17 is certainly robust against disturbance in some cases, but the response of the control deviation 17 is poor, and the control amount deviated from the target value due to the disturbance is: Target value 16 promptly
Do not settle. Even when a disturbance occurs and is added and the control amount deviates from the target value, a control system that is robustly stable and quickly converges a control deviation simultaneously satisfies conflicting requirements. However, the control deviation is important in the low frequency band, and the uncertain high-order term fluctuation Δ2 (s) is large in the high frequency band.
If a design is performed in consideration of frequency shaping that places importance on the high-frequency band with respect to higher-order fluctuations, a control design that has high robustness and can quickly settle a control deviation is possible.

【0055】この高次外乱の付加、周波数整形を図式化
すると、図7のようになる。いま、制御量をz(s)、検知
量をy(s)、操作量をu(s)、動特性を持つ状態量をx(s)、
外乱をw(s)と新たに定義し、それぞれ微分方程式表現で
FIG. 7 is a schematic diagram of the addition of the higher-order disturbance and the frequency shaping. Now, the control amount is z (s), the detection amount is y (s), the operation amount is u (s), the state amount having dynamic characteristics is x (s),
Disturbance is newly defined as w (s), and each is expressed by differential equation expression

【0056】[0056]

【数9】 (Equation 9)

【0057】と表現する。図7において、上記数式
(6.1)−(8.1)の具体的な要素が
Are expressed as follows. In FIG.
The specific element of (6.1)-(8.1) is

【0058】[0058]

【数10】 (Equation 10)

【0059】と数式(6.2)−(8.2)で表されるとす
る。
It is assumed that this is expressed by the following equation (6.2)-(8.2).

【0060】各変数を実際の空気調和機の状態量と関連
付けると、xo(t)は冷媒吐出温度Td(t)の定格分であ
り、xs(t)は、外乱入力に対する応答性をよくするため
に考慮する周波数重みWs(s)を動特性として表した変
数、xa(t)は実際の空気調和機が持つTd(t)の高次項変動
Δ2(s)の周波数領域での見積もり値Wa(s)を時間領域の
動特性として表した変数である。u(t)は室外膨張弁開度
εo(t)であり、w(t)は変動伝達関数が出力する、Td(t)
の変動分を、外乱入力とみなした変数で、ベクトルにし
て複数の要素を扱えるようにした上で、室外気流変化な
どの外乱を同時に扱ってもよい。z1(t)は、周波数重みW
s(s)の動特性状態量xs(s)をもとにした制御量、同じくz
2(t)は、変動伝達関数の見積もり値Wa(s)が出力するTd
(t)の変動分の動特性状態量xa(s)を、もとにした制御量
であり、この例では、それぞれxs(t)、xa(t)と同じでも
差し障りない。y(t)は冷媒吐出温度が直接センシング出
来ればTd(t)そのものである。
If each variable is associated with the actual state quantity of the air conditioner, xo (t) is the rated component of the refrigerant discharge temperature Td (t), and xs (t) improves the response to disturbance input. A variable expressing the frequency weight Ws (s) considered as a dynamic characteristic, xa (t) is an estimated value Wa in the frequency domain of a higher-order term variation Δ2 (s) of Td (t) of an actual air conditioner. (s) is a variable expressing the dynamic characteristic in the time domain. u (t) is the outdoor expansion valve opening εo (t), w (t) is the output of the fluctuation transfer function, Td (t)
It is also possible to treat a plurality of elements as a vector by using the fluctuation component of as a disturbance input as a variable, and then simultaneously treat disturbance such as an outdoor airflow change. z1 (t) is the frequency weight W
A control quantity based on the dynamic characteristic state quantity xs (s) of s (s), also z
2 (t) is Td output from the estimated value Wa (s) of the fluctuation transfer function.
This is a control amount based on the dynamic characteristic state quantity xa (s) corresponding to the variation of (t). In this example, there is no problem even if it is the same as xs (t) and xa (t), respectively. y (t) is Td (t) itself if the refrigerant discharge temperature can be directly sensed.

【0061】いま、この空調機の冷媒吐出温度の実際の
挙動が、予備実験などにより得られたとする。そのデー
タの中より、基準条件のデータを定格ポイントの挙動と
して、1次や、2次の数式に当てはめ、上記数式(6.
2)−(8.2)のAo、Bo、Coを定格パラメータとして決定
する。次に、高次項変動がΔ2(s)どの程度の大きさ、周
波数特性を持っているかを種々の実験データにより同定
し、それを変動の情報Wa(s)とし、数式(6.2)−(8.
2)におけるAa、Ba、Ca、Daを決定する。また、制御偏
差17の応答改善のための周波数調整因子As、Bs、Cs、
Dsを決定する。
Now, it is assumed that the actual behavior of the refrigerant discharge temperature of the air conditioner has been obtained through preliminary experiments and the like. From the data, the data of the reference condition is used as the behavior of the rated point and applied to the primary and secondary equations, and the above equation (6.
2) Determine Ao, Bo, and Co in (8.2) as rated parameters. Next, the magnitude and frequency characteristic of the higher-order term fluctuation Δ2 (s) are identified by various experimental data, and the result is defined as fluctuation information Wa (s). (8.
Determine Aa, Ba, Ca and Da in 2). Also, frequency adjustment factors As, Bs, Cs,
Determine Ds.

【0062】以上の作業により決定されたパラメータに
よって、定格状態量xo(t)と、高次項変動が加わった状
態量xo(t)+xa(t)の双方を安定化し、制御偏差17に対
して偏差を速やかに整定するロバスト安定化ゲインK(s)
は、周波数表現で
With the parameters determined by the above operations, both the rated state quantity xo (t) and the state quantity xo (t) + xa (t) to which the higher-order term fluctuation is added are stabilized, and the control deviation 17 Robust stabilization gain K (s) to settle deviation quickly
Is a frequency expression

【0063】[0063]

【数11】 [Equation 11]

【0064】で数式(9)、(10)、(11)から得られ
る。†は、擬似逆行列、⊥は正規直交成分、'は、転置
を表す。行列A、B1、B2などは、(6.1)−(8.1)と
(6.2)−(8.2)と、双方対応させてある。このゲイン
K(s)を用いて、数式(12)にように検知量y(s)のフィー
ドバック u(s)=K(s)y(s) …(12) を行えば、図4に表されているような、高次項変動Δ2
(s)が存在する場合にも、常に冷媒吐出温度を安定化す
ることが出来る。加えて、冷媒吐出温度の目標値16の
変化にも、速い応答で制御する空気調和機を供給するこ
とが出来る。これがロバスト制御である。
Is obtained from the equations (9), (10) and (11). † represents a pseudo inverse matrix, ⊥ represents an orthonormal component, and 'represents transposition. Matrices A, B1, B2, etc. are (6.1)-(8.1)
Both (6.2)-(8.2) correspond. This gain
By using K (s) to perform feedback u (s) = K (s) y (s)... (12) of the detection amount y (s) as shown in Expression (12), the result is shown in FIG. Higher-order term variation Δ2
Even when (s) exists, the refrigerant discharge temperature can always be stabilized. In addition, it is possible to supply an air conditioner that controls with a quick response to changes in the target value 16 of the refrigerant discharge temperature. This is the robust control.

【0065】以上の変動対応は、まだ、パラメータ変動
Δ1(s)を扱っていない。パラメータ変動Δ1(s)を、高次
項変動Δ2(s)と切り分けたのは、上述の如く、変動Δ
(s)=Δ1(s)+Δ2(s)をまとめてロバスト制御設計法で取
り扱うと、変動Δ(s)が大きくなり過ぎるためである。
このままであると、あまりに広範囲の伝達関数に対応し
なくてはならないフィードバック係数K(s)を求めねばな
らず、解が存在しないか、存在しても、速応性に限界が
生じ、様々な条件の違いに対しても安定であるが、応答
性などの制御性能が悪すぎる制御系が設計されてしま
う。例えば、室外膨張弁が冷媒吐出温度を制御すると
き、外乱として圧縮機駆動周波数が上昇変化し、冷媒吐
出温度が目標値から上昇しても、冷媒吐出温度が速やか
には低下せず、目標値に温度下降制御する前に圧縮機の
上限許容温度範囲を超えてしまうような事態となる。
The above-described variation handling does not yet deal with the parameter variation Δ1 (s). The parameter variation Δ1 (s) is separated from the higher-order term variation Δ2 (s) as described above.
This is because, if (s) = Δ1 (s) + Δ2 (s) is collectively handled by the robust control design method, the fluctuation Δ (s) becomes too large.
If this is left as it is, the feedback coefficient K (s) that must correspond to an extremely wide range of transfer functions must be obtained. However, a control system that is too poor in control performance such as responsiveness is designed. For example, when the outdoor expansion valve controls the refrigerant discharge temperature, the compressor drive frequency rises and changes as a disturbance, and even if the refrigerant discharge temperature rises from a target value, the refrigerant discharge temperature does not immediately decrease, and the target value The temperature may exceed the upper limit allowable temperature range of the compressor before the temperature lowering control is performed.

【0066】そこで、パラメータ同定法の概念を併用す
る。適応制御にしばしば用いられるパラメータ同定法
は、数式(1.1)におけるAo、Boなど、制御対象の動特
性表現のパラメータの値を、制御対象を運転稼動した際
に、その検知量と、規範数式モデルとを比較して、推定
する方策である。モデル誤差である未知の高次項変動が
なく、モデルとなる数式の次数や構成などがほぼ完全で
あり、パラメータの値だけ変動する場合に限っては、制
御対象の素性が明確に認識されているわけであるから、
制御対象のパラメータの値を時々刻々同定し、その値を
もとに、最適な制御ゲインをオンラインで計算する適応
制御が行える。ところが、上述したように、実際の制御
対象に、数式モデルより高次となる高次項変動などモデ
ル誤差が存在すると、パラメータ同定法によるパラメー
タ値の精度は劣化するので、適切に制御は行えない。つ
まり、パラメータ同定法を用いた適応制御は、モデル誤
差による変動には弱い。
Therefore, the concept of the parameter identification method is used together. A parameter identification method often used for adaptive control is to calculate a parameter value of a dynamic characteristic expression of a controlled object, such as Ao and Bo in Equation (1.1), when the controlled object is operated and operated, and a detection amount and a reference value. This is a method of estimating by comparing with a mathematical model. There is no unknown higher-order term variation that is a model error, the order and configuration of the model formula are almost complete, and only when the parameter value varies, the feature of the control target is clearly recognized. So,
Adaptive control for identifying the value of the parameter to be controlled from time to time and calculating the optimal control gain online based on the value can be performed. However, as described above, if a model error such as a higher-order term variation that is higher than the mathematical model exists in the actual control target, the accuracy of the parameter value by the parameter identification method deteriorates, so that appropriate control cannot be performed. That is, the adaptive control using the parameter identification method is vulnerable to a change due to a model error.

【0067】さらに、先述したように、1つの制御量−
操作量の組み合わせに対する他の操作量の干渉動作、室
外気流変化、運転室内機停止動作、停止室内機運転動
作、制御量の目標値変化など、外乱が存在するが、パラ
メータ同定を用いた適応制御では、外乱を抑制する考え
方はロバスト制御ほど徹底していない。従って非干渉化
もやや弱くなる。これを表として表すと、次のようにな
る。
Further, as described above, one control amount-
Disturbances such as interference operation of other manipulated variables with respect to the combination of manipulated variables, outdoor air flow change, operation indoor unit stop operation, stop indoor unit operation operation, and target value change of control amount exist, but adaptive control using parameter identification Then, the concept of suppressing disturbance is not as thorough as robust control. Therefore, the decoupling is slightly weakened. This is represented as a table as follows.

【0068】[0068]

【表1】 [Table 1]

【0069】従って、ロバスト制御の概念と、パラメー
タ同定法を用いた適応制御の概念を併用して、双方の有
利な点を、最大限利用する。上記したように、室内機全
室運転、1台運転の例のように、制御対象の動特性パラ
メータが大きく変動するような状況には、パラメータ同
定でPn(s)+Δ1(s)を推定することによって対応し、実際
の制御対象に含まれるモデル誤差である高次項変動Δ2
(s)に対する安定補償、多入力多出力系における非干渉
化など、パラメータ同定が不得意な問題に対しては、ロ
バスト安定化の考え方で対応し、最終的に伝達関数Pn
(s)+Δ1(s)+Δ2(s)に対して安定化を行う。
Therefore, the concept of the robust control and the concept of the adaptive control using the parameter identification method are used together to maximize the advantages of both. As described above, in a situation where the dynamic characteristic parameters of the controlled object fluctuate greatly, as in the example of indoor unit all-room operation and single-unit operation, Pn (s) + Δ1 (s) is estimated by parameter identification. And the higher-order term variation Δ2 which is the model error contained in the actual control target.
For problems where parameter identification is not good, such as stability compensation for (s) and decoupling in a multi-input multi-output system, the concept of robust stabilization is used, and finally the transfer function Pn
Stabilization is performed on (s) + Δ1 (s) + Δ2 (s).

【0070】以下にその制御アルゴリズムを説明する。
数式は時間領域の表現法で記する。まず、制御対象であ
る空気調和機を始動運転する。例として、室内機全室運
転で運転したとする。その時、予め記憶された、制御対
象の定格パラメータAo、Boなどを用いて制御を開始す
る。それとともに、検知量を用いて、パラメータ同定を
行い、現在の、制御対象のパラメータの値をリアルタイ
ムで推定する。その推定方法は以下の演算で行う。モデ
ルが数式(1.1)を離散形に変換した数式(1.2)
The control algorithm will be described below.
The formulas are described in a time domain expression. First, the air conditioner to be controlled is started and operated. As an example, it is assumed that the operation is performed in the indoor unit all-room operation. At that time, the control is started using the pre-stored rated parameters Ao, Bo and the like to be controlled. At the same time, parameter identification is performed using the detected amount, and the current value of the parameter to be controlled is estimated in real time. The estimation method is performed by the following calculation. Equation (1.2) obtained by transforming equation (1.1) into a discrete form by the model

【0071】[0071]

【数12】 (Equation 12)

【0072】である場合、推定ベクトルθ(k)、検知ベ
クトルq(k)を数式(13)のように
In this case, the estimated vector θ (k) and the detection vector q (k) are expressed as in Expression (13).

【0073】[0073]

【数13】 (Equation 13)

【0074】と定義する。ここで、kは、離散的に検知
を行った場合の時間ステップであり、Aodest(k)、Bodes
t(k)は、数式(1.2)中のAod、Bodの推定値である。離
散形パラメータAod、Bodと、連続形Ao、Boの間には、両
者ともスカラであるので、数式(14)のように
Is defined as Here, k is a time step when detection is performed discretely, and Aodest (k), Bodes
t (k) is the estimated value of Aod and Bod in equation (1.2). Since both are scalar between the discrete parameters Aod and Bod and the continuous parameters Ao and Bo, as shown in equation (14)

【0075】[0075]

【数14】 [Equation 14]

【0076】という関係があるとする。Δtはサンプリ
ング時間である。このとき、数式(15)のJ
It is assumed that the following relationship exists. Δt is a sampling time. At this time, J in Expression (15)

【0077】[0077]

【数15】 (Equation 15)

【0078】を最小化すためには数式(16)で示すよう
In order to minimize the following equation (16),

【0079】[0079]

【数16】 (Equation 16)

【0080】という逐次計算の形で、時々刻々求められ
る。これから、室内機全室運転の際のAod、Bodの推定値
が計算出来るので、逆に、連続形のパラメータAo、Boは
上記数式(14)で計算できる。これは、定格伝達関数Pn
(s)とパラメータ変動Δ1(s)を明確化していることにな
る。求められたパラメータより、上記数式(9)、(1
0)、(11)で計算されたロバスト安定化ゲインK(s)を
新たに計算する。これによって、冷媒吐出温度を不安定
にさせることなく、制御偏差を速やかに整定する制御を
行う。
In the form of the sequential calculation, it is obtained every moment. From this, the estimated values of Aod and Bod during the indoor unit all-room operation can be calculated, and conversely, the continuous type parameters Ao and Bo can be calculated by the above equation (14). This is the rated transfer function Pn
(s) and the parameter variation Δ1 (s) are clarified. From the obtained parameters, the above equations (9) and (1)
The robust stabilization gain K (s) calculated in (0) and (11) is newly calculated. As a result, control is performed to quickly settle the control deviation without making the refrigerant discharge temperature unstable.

【0081】次に、使用者の指令によって、室内機1台
運転に、運転が変更されたとする。このとき、冷媒吐出
温度の動特性を表すパラメータAod、Bodは、大きく変わ
る。そこで、室内機1台運転時のパラメータを、上記推
定方法によって、リアルタイムに推定する。そして同様
に、推定された新しいパラメータAod、Bodを用いて新し
いロバスト安定化ゲインK(s)を数式(9)、(10)、(1
1)で計算、更新し、制御対象を安定化し、かつ制御偏
差を速く整定する。
Next, it is assumed that the operation has been changed to the operation of one indoor unit according to a command from the user. At this time, the parameters Aod and Bod representing the dynamic characteristics of the refrigerant discharge temperature change greatly. Therefore, the parameters during operation of one indoor unit are estimated in real time by the above estimation method. Similarly, using the estimated new parameters Aod and Bod, a new robust stabilization gain K (s) is calculated using equations (9), (10), and (1).
The calculation and update are performed in 1) to stabilize the control target and to quickly settle the control deviation.

【0082】これをフローチャートで表すと、図8のよ
うになる。まず空気調和機が運転開始される(61)。そ
の後、操作量である室外膨張弁を初期値に作動させるた
め、室外全室運転か、1台運転かなど、事前情報などを
考慮して、初期ロバスト安定化ゲインを設定する(6
2)。次に、制御量である冷媒吐出温度を検知手段36
などを通じて検知する(63)。さらには、検知された冷
媒吐出温度と目標値とを比較しながら、実際に室外膨張
弁を操作器43により作動させる(64)。
FIG. 8 is a flowchart showing this. First, the operation of the air conditioner is started (61). Thereafter, in order to operate the outdoor expansion valve, which is the manipulated variable, to the initial value, the initial robust stabilization gain is set in consideration of advance information such as whether the operation is the outdoor all-room operation or the single-unit operation (6).
2). Next, the refrigerant discharge temperature, which is a control amount, is
(63). Further, the outdoor expansion valve is actually operated by the operating device 43 while comparing the detected refrigerant discharge temperature with the target value (64).

【0083】ここで、冷媒吐出温度がどう変化したかを
検知するために、続けて検知を行う(65)。最初に検知
した冷媒吐出温度と、室外膨張弁の開度、変化した後の
冷媒吐出温度を用いて、操作量と、制御量の間の関係を
表す、パラメータAodest、Bodestを推定する(66)。
Here, detection is continuously performed to detect how the refrigerant discharge temperature has changed (65). Using the initially detected refrigerant discharge temperature, the degree of opening of the outdoor expansion valve, and the changed refrigerant discharge temperature, parameters Aodest and Bodest that represent the relationship between the manipulated variable and the control variable are estimated (66). .

【0084】さらには、その推定パラメータをAo、Boに
変換し、Ao、Boの推定値とみなして、ロバスト安定化ゲ
インK(s)を演算する(67)。ゲインが計算されたと同時
に、65で検知された冷媒吐出温度と目標値の差に対し
て、フィードバックを行うための室外膨張弁開度を計算
する(68)。そして、その開度を操作器に出力し、作動
させる(69)。その後は、(65)−(69)の動作を停止
条件が入力されるまで、繰り返し行う(70)。最後に、
停止条件が入力された場合は、停止する(71)。これが
一連の動作である。
Further, the estimated parameters are converted into Ao and Bo, and the robust stabilization gain K (s) is calculated assuming the estimated values of Ao and Bo (67). At the same time when the gain is calculated, the outdoor expansion valve opening for performing feedback is calculated for the difference between the refrigerant discharge temperature detected at 65 and the target value (68). Then, the opening degree is output to the operating device and operated (69). Thereafter, the operations of (65)-(69) are repeatedly performed until a stop condition is input (70). Finally,
When the stop condition is input, the operation is stopped (71). This is a series of operations.

【0085】ブロック線図の図1で説明すると、既存の
ロバスト制御はループが11→14→15→16、17
と、一つなのに対し、適応ロバスト制御は、パラメータ
同定機構を備えているので、情報の流れが、18→10
と、もう一つループを持っている。これはロバスト安定
化ゲインK(s)の可変機構である。
Explaining with reference to FIG. 1 of the block diagram, the existing robust control has a loop of 11 → 14 → 15 → 16, 17
On the other hand, the adaptive robust control has a parameter identification mechanism, so that the information flow is 18 → 10
And has another loop. This is a variable mechanism of the robust stabilization gain K (s).

【0086】このように、パラメータが大きく変わる運
転条件変化の対応は、ロバスト制御における変動Δ(s)
をむやみに大きくとるのではなく、定格伝達関数のパラ
メータを推定し、パラメータ同定法によってロバスト安
定化ゲインを適応的に変化させることで、非常に広い運
転条件に対して、常に安定で、快適な温度環境をつくり
だす空気調和機の制御装置を設計することが出来る。そ
して、快適な温度環境を、常に安定に、使用者に供給す
ることが出来る。
As described above, the change in the operating condition in which the parameter greatly changes corresponds to the change Δ (s) in the robust control.
By estimating the parameters of the rated transfer function and adaptively changing the robust stabilization gain by the parameter identification method, it is always stable and comfortable for extremely wide operating conditions. An air conditioner control device that creates a temperature environment can be designed. And a comfortable temperature environment can always be supplied to the user stably.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空気調和機は、冷媒吐出温度、冷媒吐出過熱度などの制
御量が、室外機・室内機間の配管長や高低差、他の様々
な条件において動特性が異なる場合にも、パラメータ同
定法で、適応的に制御を行い、その際、動特性の数式モ
デルには含まれていない高次項変動が付加する場合にお
いても、予めその変動に対するロバスト安定性を考慮し
た、構成としたので、複数の制御量を、相互干渉を小さ
くして安定的に制御することができる。また、空気調和
機の冷凍サイクル状態が安定化されることにより、より
信頼性の高い空気調和機を供給することが出来、使用者
に対して、冷房能力あるいは暖房能力変動が少なく、故
障も少ない、快適な空気調和を創り出すことが出来る。
As described above, according to the present invention,
The air conditioner uses the parameter identification method even when the control amount such as the refrigerant discharge temperature and the refrigerant discharge superheat degree has different dynamic characteristics under various conditions such as the pipe length between the outdoor unit and the indoor unit, the height difference, and other various conditions. In the case where a higher-order variation not included in the mathematical model of dynamic characteristics is added, adaptive control is performed, and robust stability against the variation is considered in advance. The control amount can be controlled stably by reducing mutual interference. Further, by stabilizing the refrigeration cycle state of the air conditioner, a more reliable air conditioner can be supplied, and the cooling capacity or heating capacity of the user is less fluctuated and the failure is less. It can create comfortable air conditioning.

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

【図1】本発明の実施の形態に係わる空気調和機の伝達
関数の構造例を表すブロック線図と、空気調和機の制御
装置の主要部を示す図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a transfer function of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, and a diagram illustrating a main part of a control device of the air conditioner.

【図2】本発明の空気調和機の構成を表す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner of the present invention.

【図3】実際の空気調和機の冷媒吐出温度の挙動を、高
次変動がない場合、ある場合でシミュレートした図であ
る。
FIG. 3 is a diagram simulating the behavior of the refrigerant discharge temperature of an actual air conditioner in a case where there is no higher-order variation and in a certain case.

【図4】実際の空気調和機の動特性を伝達関数で表した
ときに、外乱や、未知の高次項変動、パラメータ変動な
どにより、理想である定格伝達関数に、さらに変動分が
付加する事を表す図である。
FIG. 4 When the dynamic characteristics of an actual air conditioner are represented by a transfer function, additional fluctuations are added to the ideal rated transfer function due to disturbance, unknown higher-order fluctuations, parameter fluctuations, and the like. FIG.

【図5】図4で表わされる実際の空気調和機の伝達関数
を、変動伝達関数を更に簡略して表わした図である。
FIG. 5 is a diagram showing the transfer function of the actual air conditioner shown in FIG.

【図6】図5の等価表現である。FIG. 6 is an equivalent representation of FIG.

【図7】変動を有する空気調和機の動特性を具体的に構
造化し、さらに、外乱に対して応答性の速い制御設計を
行う際の、モデルブロック線図である。
FIG. 7 is a model block diagram when a dynamic characteristic of an air conditioner having a fluctuation is specifically structured and a control design having a quick response to a disturbance is performed.

【図8】適応ロバスト制御を実行する際の、フローチャ
ートである。
FIG. 8 is a flowchart when executing adaptive robust control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ロバスト演算器 6 冷媒吐出温度伝達関数 9 パラメータ同定器 10 ロバスト安定化ゲイン信号 11 室外膨張弁開度信号 12 冷媒吐出温度定格出力 13 冷媒吐出温度変動出力 14 冷媒吐出温度 15 冷媒吐出温度検知信号 16 冷媒吐出温度制御目標値信号 17 制御偏差信号 18 推定パラメータ信号 19 室外機 20 圧縮機 21 室外熱交換器 22 室外ファン 23 アキュムレータ 24 四方弁 25 レシーバ 26 室外膨張弁 271、27N 室内機 281、28N 室内熱交換器 291、29N 室内ファン 301、30N 室内膨張弁 31 ガス管 32 液管 331、33N 分岐管 341、34N 利用部 35 室外空気温度検知器 36 冷媒吐出過熱度検知器 37 冷媒吸入圧力検知器 38 冷媒吐出圧力検知器 39 圧縮機電力検知器 40 インバータ圧縮機操作器 41 室外側送風能力操作器 42 室外ファン電力検知器 43 室外膨張弁開度操作器 441、44N 室内空気温度検知器 451、45N 吹き出し空気温度検知器 461、46N 室内側送風能力操作器 471、47N 室内ファン電力検知器 481、48N 室内膨張弁開度操作器 491、49N リモコン設定器 50 適応ロバスト制御装置 57 外乱 58 変動伝達関数モデル 59 定格伝達関数モデル 60 応答性重みモデル Reference Signs List 3 Robust computing unit 6 Refrigerant discharge temperature transfer function 9 Parameter identifier 10 Robust stabilization gain signal 11 Outdoor expansion valve opening signal 12 Refrigerant discharge temperature rated output 13 Refrigerant discharge temperature fluctuation output 14 Refrigerant discharge temperature 15 Refrigerant discharge temperature detection signal 16 Refrigerant discharge temperature control target value signal 17 Control deviation signal 18 Estimation parameter signal 19 Outdoor unit 20 Compressor 21 Outdoor heat exchanger 22 Outdoor fan 23 Accumulator 24 Four-way valve 25 Receiver 26 Outdoor expansion valve 271, 27N Indoor unit 281, 28N Indoor heat Exchanger 291, 29N Indoor fan 301, 30N Indoor expansion valve 31 Gas pipe 32 Liquid pipe 331, 33N Branch pipe 341, 34N Utilization section 35 Outdoor air temperature detector 36 Refrigerant discharge superheat degree detector 37 Refrigerant suction pressure detector 38 Refrigerant Discharge pressure detector 39 Compressor power Alarm 40 Inverter compressor operation device 41 Outdoor air blowing capacity operation device 42 Outdoor fan power detector 43 Outdoor expansion valve opening operation device 441, 44N Indoor air temperature detector 451, 45N Blow-out air temperature detector 461, 46N Indoor side Ventilation capacity controller 471, 47N Indoor fan power detector 481, 48N Indoor expansion valve opening controller 491, 49N Remote controller setting unit 50 Adaptive robust control unit 57 Disturbance 58 Fluctuation transfer function model 59 Rated transfer function model 60 Responsive weight model

フロントページの続き (72)発明者 吉田 悟 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 中村 憲一 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内Continued on the front page (72) Inventor Satoru Yoshida 390 Muramatsu, Shimizu-shi, Shizuoka Prefecture Inside Air Conditioning Systems Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kenichi Nakamura 390 Muramatsu, Shimizu-shi, Shizuoka Prefecture Inside Air Conditioning Systems Division, Hitachi, Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一つの室外機に複数の室内機が並列に配
管接続されてなり、前記室外機に備えた、駆動周波数可
変の圧縮機、室外熱交換器及び室外膨張弁を順次に、続
いて各室内機に備えた室内膨張弁及び室内熱交換器室を
順次に、さらに前記圧縮機に戻るように配管接続して冷
媒を封入した順循環路を形成し、そして前記室外熱交換
器に送風する室外ファン及び前記室内熱交換器に送風す
る室内ファンを備え、順循環路にそって冷媒が流れる際
に冷房運転を行い、又は順循環路と逆回りに冷媒が流れ
る際に暖房運転を行う空気調和機において、 運転室内機全冷房能力あるいは全暖房能力を制御すべき
制御量とし、該制御量を調節する操作量として圧縮機駆
動周波数を用いてフィードバック制御を行う時、制御量
に対する室外膨張弁開度や室外ファン回転数や室内膨張
弁開度や室内ファン回転数の変化、室外気流変化、運転
室内機停止動作、停止室内機運転動作、制御量の目標値
変化という外乱のうち、少なくとも1つを含む外乱に対
して、あるいは、制御量を低次の数式モデルで表した際
に、実際の制御量が含む、数式モデルより高次の項が及
ぼす悪影響に対しては、ロバスト安定化ゲインを用いて
安定化を行うが、更に室外空気温度、室内空気温度、運
転室内機合計容量、運転室内機合計台数、配管長、配管
径、室外機室内機間高低差、冷媒封入量、封入冷媒種類
のうち少なくとも1つを含むこれらの条件の違いによ
り、操作量に対する制御量の動特性が変動するとき、制
御量の動特性を表すパラメータの変動に対応するため
に、推定されたパラメータの値をもとに上記ロバスト安
定化ゲインを可変として、適応的に制御を行う、適応ロ
バスト制御装置を備えた空気調和機。
A plurality of indoor units are connected in parallel to one outdoor unit by piping, and a compressor having a variable drive frequency, an outdoor heat exchanger, and an outdoor expansion valve provided in the outdoor unit are sequentially arranged. The indoor expansion valve and the indoor heat exchanger chamber provided in each indoor unit are sequentially connected to each other, and a pipe is connected to return to the compressor to form a forward circulation path filled with refrigerant, and the outdoor heat exchanger is connected to the outdoor heat exchanger. An outdoor fan that blows air and an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger perform a cooling operation when the refrigerant flows along the forward circulation path, or perform a heating operation when the refrigerant flows in the reverse direction to the forward circulation path. In the air conditioner to be performed, when the feedback control is performed using the compressor drive frequency as the operation amount for controlling the total cooling capacity or total heating capacity of the operating indoor unit and the operation amount for adjusting the control amount, the outdoor amount with respect to the control amount Expansion valve opening and chamber Disturbance including at least one of a disturbance such as a change in a fan rotation speed, an indoor expansion valve opening degree, an indoor fan rotation speed, an outdoor air flow change, an operation indoor unit stop operation, a stop indoor unit operation operation, or a change in a target value of a control amount. When the control amount is expressed by a lower-order mathematical model, the robust control gain is used to stabilize the adverse effects of higher-order terms included in the actual control amount than the mathematical model. However, at least one of the outdoor air temperature, the indoor air temperature, the operating indoor unit total capacity, the operating indoor unit total number, the pipe length, the pipe diameter, the height difference between the outdoor unit indoor units, the refrigerant charging amount, and the charged refrigerant type. When the dynamic characteristic of the control amount with respect to the manipulated variable fluctuates due to the difference in these conditions including one, in order to cope with the fluctuation of the parameter representing the dynamic characteristic of the control amount, based on the value of the estimated parameter, Robust above An air conditioner equipped with an adaptive robust control device that adaptively controls with a variable stabilization gain.
【請求項2】 一つの室外機に複数の室内機が並列に配
管接続されてなり、前記室外機に備えた、駆動周波数可
変の圧縮機、室外熱交換器及び室外膨張弁を順次に、続
いて各室内機に備えた室内膨張弁及び室内熱交換器室を
順次に、さらに前記圧縮機に戻るように配管接続して冷
媒を封入した順循環路を形成し、そして前記室外熱交換
器に送風する室外ファン及び前記室内熱交換器に送風す
る室内ファンを備え、順循環路にそって冷媒が流れる際
に冷房運転を行い、又は順循環路と逆回りに冷媒が流れ
る際に暖房運転を行う空気調和機において、 圧縮機の冷媒吸入圧力を制御すべき制御量とし、該制御
量を調節する操作量として圧縮機駆動周波数を用いてフ
ィードバック制御を行う時、制御量に対する室外膨張弁
開度や室外ファン回転数や室内膨張弁開度や室内ファン
回転数の変化、室外気流変化、運転室内機停止動作、停
止室内機運転動作、制御量の目標値変化という外乱のう
ち、少なくとも1つを含む外乱に対して、あるいは、制
御量を低次の数式モデルで表した際に、実際の制御量が
含む、数式モデルより高次の項が及ぼす悪影響に対して
は、ロバスト安定化ゲインを用いて安定化を行うが、更
に室外空気温度、室内空気温度、運転室内機合計容量、
運転室内機合計台数、配管長、配管径、室外機室内機間
高低差、冷媒封入量、封入冷媒種類のうち少なくとも1
つを含むこれらの条件の違いにより、操作量に対する制
御量の動特性が変動するとき、制御量の動特性を表すパ
ラメータの変動に対応するために、推定されたパラメー
タの値をもとに上記ロバスト安定化ゲインを可変とし
て、適応的に制御を行う、適応ロバスト制御装置を備え
た空気調和機。
2. A plurality of indoor units are connected in parallel to one outdoor unit by piping, and a compressor having a variable drive frequency, an outdoor heat exchanger, and an outdoor expansion valve provided in the outdoor unit are sequentially arranged. The indoor expansion valve and the indoor heat exchanger chamber provided in each indoor unit are sequentially connected to each other, and a pipe is connected to return to the compressor to form a forward circulation path filled with refrigerant, and the outdoor heat exchanger is connected to the outdoor heat exchanger. An outdoor fan that blows air and an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger perform a cooling operation when the refrigerant flows along the forward circulation path, or perform a heating operation when the refrigerant flows in the reverse direction to the forward circulation path. In the air conditioner to be performed, when the refrigerant suction pressure of the compressor is a control amount to be controlled, and the feedback control is performed using the compressor drive frequency as an operation amount for adjusting the control amount, the outdoor expansion valve opening degree with respect to the control amount is controlled. And outdoor fan speed and room For a disturbance including at least one of disturbances such as a change in an expansion valve opening degree and a rotation number of an indoor fan, a change in an outdoor air flow, a stop operation of a driving indoor unit, a driving operation of a stopped indoor unit, and a change in a target value of a control amount, or When the control amount is represented by a lower-order mathematical model, the actual control amount includes, with respect to the adverse effects of higher-order terms than the mathematical model, stabilization is performed using a robust stabilization gain. In addition, outdoor air temperature, indoor air temperature, operating indoor unit total capacity,
At least one of the total number of operating indoor units, pipe length, pipe diameter, height difference between outdoor units and indoor units, amount of refrigerant charged, and type of refrigerant charged
When the dynamic characteristic of the control amount with respect to the manipulated variable fluctuates due to the difference in these conditions including the one above, in order to respond to the fluctuation of the parameter representing the dynamic characteristic of the control amount, the above An air conditioner equipped with an adaptive robust control device that performs adaptive control with a variable robust stabilization gain.
【請求項3】 一つの室外機に複数の室内機が並列に配
管接続されてなり、前記室外機に備えた、駆動周波数可
変の圧縮機、室外熱交換器及び室外膨張弁を順次に、続
いて各室内機に備えた室内膨張弁及び室内熱交換器室を
順次に、さらに前記圧縮機に戻るように配管接続して冷
媒を封入した順循環路を形成し、そして前記室外熱交換
器に送風する室外ファン及び前記室内熱交換器に送風す
る室内ファンを備え、順循環路にそって冷媒が流れる際
に冷房運転を行い、又は順循環路と逆回りに冷媒が流れ
る際に暖房運転を行う空気調和機において、 圧縮機の冷媒吐出圧力を制御すべき制御量とし、該制御
量を調節する操作量として圧縮機駆動周波数を用いてフ
ィードバック制御を行う時、制御量に対する室外膨張弁
開度や室外ファン回転数や室内膨張弁開度や室内ファン
回転数の変化、室外気流変化、運転室内機停止動作、停
止室内機運転動作、制御量の目標値変化という外乱のう
ち、少なくとも1つを含む外乱に対して、あるいは、制
御量を低次の数式モデルで表した際に、実際の制御量が
含む、数式モデルより高次の項が及ぼす悪影響に対して
は、ロバスト安定化ゲインを用いて安定化を行うが、更
に室外空気温度、室内空気温度、運転室内機合計容量、
運転室内機合計台数、配管長、配管径、室外機室内機間
高低差、冷媒封入量、封入冷媒種類のうち少なくとも1
つを含むこれらの条件の違いにより、操作量に対する制
御量の動特性が変動するとき、制御量の動特性を表すパ
ラメータの変動に対応するために、推定されたパラメー
タの値をもとに上記ロバスト安定化ゲインを可変とし
て、適応的に制御を行う、適応ロバスト制御装置を備え
た空気調和機。
3. A plurality of indoor units are connected in parallel to one outdoor unit by piping, and a compressor having a variable drive frequency, an outdoor heat exchanger, and an outdoor expansion valve provided in the outdoor unit are sequentially arranged. The indoor expansion valve and the indoor heat exchanger chamber provided in each indoor unit are sequentially connected to each other, and a pipe is connected to return to the compressor to form a forward circulation path filled with refrigerant, and the outdoor heat exchanger is connected to the outdoor heat exchanger. An outdoor fan that blows air and an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger perform a cooling operation when the refrigerant flows along the forward circulation path, or perform a heating operation when the refrigerant flows in the reverse direction to the forward circulation path. When performing feedback control using the compressor drive frequency as an operation amount for controlling the refrigerant discharge pressure of the compressor in the air conditioner to be controlled and controlling the control amount, the outdoor expansion valve opening relative to the control amount And outdoor fan speed and room For a disturbance including at least one of disturbances such as a change in an expansion valve opening degree and a rotation number of an indoor fan, a change in an outdoor air flow, a stop operation of a driving indoor unit, a driving operation of a stopped indoor unit, and a change in a target value of a control amount, or When the control amount is represented by a lower-order mathematical model, the actual control amount includes, with respect to the adverse effects of higher-order terms than the mathematical model, stabilization is performed using a robust stabilization gain. In addition, outdoor air temperature, indoor air temperature, operating indoor unit total capacity,
At least one of the total number of operating indoor units, pipe length, pipe diameter, height difference between outdoor units and indoor units, amount of refrigerant charged, and type of refrigerant charged
When the dynamic characteristic of the control amount with respect to the manipulated variable fluctuates due to the difference in these conditions including the one above, in order to respond to the fluctuation of the parameter representing the dynamic characteristic of the control amount, the above An air conditioner equipped with an adaptive robust control device that performs adaptive control with a variable robust stabilization gain.
【請求項4】 一つの室外機に複数の室内機が並列に配
管接続されてなり、前記室外機に備えた、駆動周波数可
変の圧縮機、室外熱交換器及び室外膨張弁を順次に、続
いて各室内機に備えた室内膨張弁及び室内熱交換器室を
順次に、さらに前記圧縮機に戻るように配管接続して冷
媒を封入した順循環路を形成し、そして前記室外熱交換
器に送風する室外ファン及び前記室内熱交換器に送風す
る室内ファンを備え、順循環路にそって冷媒が流れる際
に冷房運転を行い、又は順循環路と逆回りに冷媒が流れ
る際に暖房運転を行う空気調和機において、 圧縮機の冷媒吐出温度を制御すべき制御量とし、該制御
量を調節する操作量として室外膨張弁開度を用いてフィ
ードバック制御を行う時、制御量に対する圧縮機駆動周
波数や室外ファン回転数や室内膨張弁開度や室内ファン
回転数の変化、室外気流変化、運転室内機停止動作、停
止室内機運転動作、制御量の目標値変化という外乱のう
ち、少なくとも1つを含む外乱に対して、あるいは、制
御量を低次の数式モデルで表した際に、実際の制御量が
含む、数式モデルより高次の項が及ぼす悪影響に対して
は、ロバスト安定化ゲインを用いて安定化を行うが、更
に室外空気温度、室内空気温度、運転室内機合計容量、
運転室内機合計台数、配管長、配管径、室外機室内機間
高低差、冷媒封入量、封入冷媒種類のうち少なくとも1
つを含むこれらの条件の違いにより、操作量に対する制
御量の動特性が変動するとき、制御量の動特性を表すパ
ラメータの変動に対応するために、推定されたパラメー
タの値をもとに上記ロバスト安定化ゲインを可変とし
て、適応的に制御を行う、適応ロバスト制御装置を備え
たことを特徴とする空気調和機。
4. A plurality of indoor units are connected in parallel to one outdoor unit by piping, and a compressor having a variable drive frequency, an outdoor heat exchanger, and an outdoor expansion valve provided in the outdoor unit are sequentially arranged. The indoor expansion valve and the indoor heat exchanger chamber provided in each indoor unit are sequentially connected to each other, and a pipe is connected to return to the compressor to form a forward circulation path filled with refrigerant, and the outdoor heat exchanger is connected to the outdoor heat exchanger. An outdoor fan that blows air and an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger perform a cooling operation when the refrigerant flows along the forward circulation path, or perform a heating operation when the refrigerant flows in the reverse direction to the forward circulation path. In the air conditioner to be performed, when the feedback control is performed using the outdoor expansion valve opening as an operation amount for controlling the refrigerant discharge temperature of the compressor as a control amount for controlling the control amount, the compressor drive frequency with respect to the control amount is controlled. And outdoor fan speed and room For a disturbance including at least one of disturbances such as a change in an expansion valve opening degree and a rotation number of an indoor fan, a change in an outdoor air flow, a stop operation of a driving indoor unit, a driving operation of a stopped indoor unit, and a change in a target value of a control amount, or When the control amount is represented by a lower-order mathematical model, the actual control amount includes, with respect to the adverse effects of higher-order terms than the mathematical model, stabilization is performed using a robust stabilization gain. In addition, outdoor air temperature, indoor air temperature, operating indoor unit total capacity,
At least one of the total number of operating indoor units, pipe length, pipe diameter, height difference between outdoor units and indoor units, amount of refrigerant charged, and type of refrigerant charged
When the dynamic characteristic of the control amount with respect to the manipulated variable fluctuates due to the difference in these conditions including the one above, in order to respond to the fluctuation of the parameter representing the dynamic characteristic of the control amount, An air conditioner comprising an adaptive robust control device that adaptively controls by making a robust stabilization gain variable.
【請求項5】 一台の室外機と一台の室内機が配管接続
されてなり、前記室外機に備えた、駆動周波数可変の圧
縮機、室外熱交換器及び室外膨張弁を順次に、続いて各
室内機に備えた室内膨張弁及び室内熱交換器室を順次
に、さらに前記圧縮機に戻るように配管接続して冷媒を
封入した順循環路を形成し、そして前記室外熱交換器に
送風する室外ファン及び前記室内熱交換器に送風する室
内ファンを備え、順循環路にそって冷媒が流れる際に冷
房運転を行い、又は順循環路と逆回りに冷媒が流れる際
に暖房運転を行う空気調和機において、 室内空気温度を制御すべき制御量とし、該室内空気温度
を調節する操作量として圧縮機駆動周波数を用いてフィ
ードバック制御を行う時、室内空気温度に対する室外膨
張弁開度や室外ファン回転数や室内膨張弁開度や室内フ
ァン回転数の変化、室外気流変化、室内熱発生機器オン
オフ動作、室内換気装置運転停止動作、室内窓開閉動
作、室内空気温度の目標値変化という外乱のうち、少な
くとも1つを含む外乱に対して、あるいは、室内空気温
度を低次の数式モデルで表した際に、実際の室内空気温
度が含む、数式モデルより高次の項が及ぼす悪影響に対
しては、ロバスト安定化ゲインを用いて安定化を行う
が、更に室外空気温度、室内空気温度、配管長、配管
径、室外機室内機間高低差、冷媒封入量、封入冷媒種
類、室内熱発生機器オンオフ状態や室内換気装置運転停
止や室内窓開閉状態や室内人員で起こる熱負荷差違のう
ち、少なくとも1つを含むこれらの条件の違いにより、
圧縮機駆動周波数に対する室内空気温度の動特性が変動
するとき、室内空気温度の動特性を表すパラメータの変
動に対応するために、推定されたパラメータの値をもと
に上記ロバスト安定化ゲインを可変として、適応的に制
御を行う、適応ロバスト制御装置を備えたことを特徴と
する空気調和機。
5. An outdoor unit and an indoor unit are connected by piping, and a compressor having a variable drive frequency, an outdoor heat exchanger, and an outdoor expansion valve provided in the outdoor unit are successively provided. The indoor expansion valve and the indoor heat exchanger chamber provided in each indoor unit are sequentially connected to each other, and a pipe is connected to return to the compressor to form a forward circulation path filled with refrigerant, and the outdoor heat exchanger is connected to the outdoor heat exchanger. An outdoor fan that blows air and an indoor fan that blows air to the indoor heat exchanger perform a cooling operation when the refrigerant flows along the forward circulation path, or perform a heating operation when the refrigerant flows in the reverse direction to the forward circulation path. In the air conditioner to be performed, when the feedback control is performed using the compressor drive frequency as the control amount for controlling the indoor air temperature and the operation amount for adjusting the indoor air temperature, the outdoor expansion valve opening degree with respect to the indoor air temperature or Outdoor fan speed and indoor At least one of disturbances such as a change in the opening degree of the expansion valve and the number of rotations of the indoor fan, a change in the outdoor air flow, an operation for turning on / off the indoor heat generating device, an operation for stopping the operation of the indoor ventilation device, an operation for opening and closing the indoor window, and a change in the target value of the indoor air temperature. Robust stabilization against disturbances including, or when the room air temperature is expressed by a lower-order mathematical model, and the adverse effects of higher-order terms than the mathematical model include the actual room air temperature The gain is used for stabilization, but the outdoor air temperature, indoor air temperature, pipe length, pipe diameter, height difference between outdoor and indoor units, refrigerant charge, refrigerant charge, indoor heat generation equipment on / off status, and indoor ventilation Due to the difference in these conditions including at least one of the device operation stop, the indoor window opening / closing state, and the thermal load difference occurring in the indoor personnel,
When the dynamic characteristic of the indoor air temperature with respect to the compressor drive frequency fluctuates, the robust stabilization gain is varied based on the value of the estimated parameter to cope with the fluctuation of the parameter representing the dynamic characteristic of the indoor air temperature. An air conditioner comprising an adaptive robust control device that performs adaptive control.
JP25020897A 1997-09-16 1997-09-16 Air conditioner Expired - Fee Related JP3383901B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25020897A JP3383901B2 (en) 1997-09-16 1997-09-16 Air conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25020897A JP3383901B2 (en) 1997-09-16 1997-09-16 Air conditioner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1183115A true JPH1183115A (en) 1999-03-26
JP3383901B2 JP3383901B2 (en) 2003-03-10

Family

ID=17204438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25020897A Expired - Fee Related JP3383901B2 (en) 1997-09-16 1997-09-16 Air conditioner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3383901B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002106915A (en) * 2000-09-28 2002-04-10 Yanmar Diesel Engine Co Ltd Control method and control device for heat pump
CN107990499A (en) * 2017-11-15 2018-05-04 广东美的暖通设备有限公司 Air conditioner system control method and air-conditioning system
CN108958025A (en) * 2017-05-17 2018-12-07 北京源深节能技术有限责任公司 The discrimination method and system of overheating steam temperature automodel gain
CN109595753A (en) * 2018-11-30 2019-04-09 广东美的制冷设备有限公司 The control method and computer readable storage medium of a kind of air conditioner, air conditioner
CN110196117A (en) * 2019-05-15 2019-09-03 长飞光纤光缆股份有限公司 A kind of two-parameter pre-calibration insertion type probe
CN111771088A (en) * 2018-02-16 2020-10-13 三菱电机株式会社 Remote controller for air conditioner
CN115654704A (en) * 2022-09-30 2023-01-31 宁波奥克斯电气股份有限公司 Control method and control device for optimizing refrigeration effect of fresh air conditioner and fresh air conditioner

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106288179B (en) * 2016-08-12 2019-07-23 青岛海尔空调器有限总公司 It is a kind of for the control method of air-conditioning, device and air-conditioning

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002106915A (en) * 2000-09-28 2002-04-10 Yanmar Diesel Engine Co Ltd Control method and control device for heat pump
CN108958025A (en) * 2017-05-17 2018-12-07 北京源深节能技术有限责任公司 The discrimination method and system of overheating steam temperature automodel gain
CN107990499A (en) * 2017-11-15 2018-05-04 广东美的暖通设备有限公司 Air conditioner system control method and air-conditioning system
CN111771088A (en) * 2018-02-16 2020-10-13 三菱电机株式会社 Remote controller for air conditioner
CN111771088B (en) * 2018-02-16 2021-08-10 三菱电机株式会社 Remote controller for air conditioner
CN109595753A (en) * 2018-11-30 2019-04-09 广东美的制冷设备有限公司 The control method and computer readable storage medium of a kind of air conditioner, air conditioner
CN110196117A (en) * 2019-05-15 2019-09-03 长飞光纤光缆股份有限公司 A kind of two-parameter pre-calibration insertion type probe
CN115654704A (en) * 2022-09-30 2023-01-31 宁波奥克斯电气股份有限公司 Control method and control device for optimizing refrigeration effect of fresh air conditioner and fresh air conditioner

Also Published As

Publication number Publication date
JP3383901B2 (en) 2003-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10845070B2 (en) Extremum-seeking control system for a plant
US7076962B2 (en) Heating, ventilation and air conditioning (HVAC) system and method using feedback linearization
CN110382967B (en) Air conditioner controller and method for controlling air conditioning system
Qi et al. Multivariable control of indoor air temperature and humidity in a direct expansion (DX) air conditioning (A/C) system
Lin et al. Modeling, identification and control of air-conditioning systems
US8825184B2 (en) Multivariable optimization of operation of vapor compression systems
US10830515B2 (en) System and method for controlling refrigerant in vapor compression system
US10174957B2 (en) System and method for controlling multi-zone vapor compression systems
EP3126760B1 (en) Extremum seeking controller and method for controlling a vapor compression system
US9835347B2 (en) State-based control in an air handling unit
CN110094857A (en) Control method, device, computer product and the air-conditioning of air conditioner electronic expansion valve
US8694131B2 (en) System and method for controlling operations of vapor compression system
JP6706197B2 (en) Heat exchange system, controller, and method for constructing neural network
WO2008147828A1 (en) Modified fuzzy control for chiller electronic expansion valve
JP3383901B2 (en) Air conditioner
Zhao et al. Decentralized optimization for vapor compression refrigeration cycle
Xu et al. Effects of a GPC-PID control strategy with hierarchical structure for a cooling coil unit
Kumar et al. Design of model-based optimizing control scheme for an air-conditioning system
US11032978B2 (en) Climate control system for indoor horticulture
JP3465217B2 (en) Air conditioner
JP2013139922A (en) Air-conditioning system for adjusting temperature and humidity
JPH0926803A (en) Fuzzy adaptive controller
US20230288108A1 (en) Electronic expansion valve and superheat control in an hvac system
Wang et al. Experimental Comparison of Energy-Optimal Coordinated Control Strategies for Heat Pump Systems.
Ahn et al. Optimal control for central cooling plants

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071227

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071227

Year of fee payment: 5

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071227

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071227

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071227

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071227

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081227

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081227

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091227

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101227

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101227

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111227

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111227

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121227

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees