JPS61110203A - 数式処理制御システム - Google Patents

数式処理制御システム

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JPS61110203A
JPS61110203A JP59230185A JP23018584A JPS61110203A JP S61110203 A JPS61110203 A JP S61110203A JP 59230185 A JP59230185 A JP 59230185A JP 23018584 A JP23018584 A JP 23018584A JP S61110203 A JPS61110203 A JP S61110203A
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mathematical formula
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    • GPHYSICS
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    • Y10S706/919Designing, planning, programming, CAD, CASE
    • Y10S706/922Computer program preparation

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は数式処理による制御に係り、特に使用条件を満
足する数式を選択しプログラムに変換制御をおこなう数
式処理制御システムを提供することにある。
〔発明の背景〕
計算機制御システムや情報処理システムでは、対象の数
式モデルをプログラムとして表現し、対象の将来像を予
測したり、直接計測できない状態骨を推定する方法が一
般的に用いられている。
これらの数式にも使用上の条件があって、どのような場
合でも使えるということはない。このたの、細組かの数
式を用意し、条件によって使い分けるということもめず
らしくかい。一方、当初考えていないような条件がみつ
かったり、適用範囲を広げたりする場合には、新たに数
式モデルの見直しをおこなってプログラムの修正、追加
を行なうととKなる。しかしながらこの過程で様々な間
違いが入いりこみ、システムトラブルが発生することが
多い。この間違いを防ぐために細心の注意と多大の労力
が払われるが、人手に頼る現状のやり方では完全を期す
ことは困難である。
例えば加熱炉燃焼制御では、与えられたいくつかの制御
目標を同時に満足するような制御を実現する必要がある
。例えば、抽出時の鋼片温度を目標範囲におさめること
、燃料消費量を最小にすること、炉温の変化速度を一定
値以下にすること等様々の制御目標がある。一方これら
の目標は必らずしも固定したものでかい。
加熱炉の炉内現象は完全にはわかっていないため、制御
目標が経験的に決められていることが多い。したがって
操業P、駒を積むにしたがい、よりよい制御目標が見つ
かり修正する必要が生じてくる。また操業方針が変更に
なったり、当初計画に含まれていない種類の偉材を加熱
するような場合にも、制御目標の修正、追加が必要にな
る。これに伴ってプログラムの修正、追加をおこなうこ
とになるが、これには次のような問題がともなう。
(1)修正、追加プログラムにひそむバグによるシステ
ムトラブル。
(II)  (IIl−正、追加に多大の労力を必要と
する。
そこでこれらの間鴨点をもう少し明確にするために、従
来システムにおいて制御目標がどのような形で用いられ
ていたかを分析してみる。
IIl図は圧延用鋼片を加熱する多帯式加熱炉の燃焼制
御システムである(特開昭58−210121)第2図
において10は加熱炉、11は鋼片、20は燃焼制御シ
ステA、30a、30b、300は比例積分型調節器、
21は炉内鋼片の移動スケジュールを予測するスケジュ
ール予測部、22は炉内鋼片の最適昇温曲線の予測計算
部、23は鋼片内部の温度を炉温計算値から計算する推
定部、24は炉温の設定値を決定する演算部を表わして
いる。
予測計算部22は複数の制御目標を満足する鋼片昇温曲
線を計算する。次の(1)〜(5)式は代表的な制御目
標を数式で記述したものである。
J=Σv(i)Δτ−→最小       ・・・・・
・(1)7L≦′″5orr!≦50        
  ・・・・・・(2)Δθし≦Δθ。。、≦Δθυ 
      ・・・・・・(3)0≦v(1)≦v”(
i)(1=1〜n)    ””(4)TL(i)≦T
(1)≦T o(1)  (H= 1〜n )  ・”
・・・(5)ここでnは現時刻から抽出までの予定時間
(これは移動スケジュール予測部21で計算される)を
n分割することを表わし、iはその第1番目の時間ゾー
ンを、Δτ亀は第1時刻ゾーンの時間長を意味する。従
ってT(1)、 v(i)は第1時間ゾーンにおける炉
温、および計算対集−片の加熱に要する燃料流量を表わ
している。またθoat 、Δθov〒は抽出時の鋼片
温度の平均値および均熱度(鋼片表面と内部の温度差)
を表わしている。また添字りとUのついた項はそれぞれ
の式の下限値と上限値を表わしそいる。(1)式は現在
から抽出までの加熱に要する燃料を最小化する評価関数
、(2)、 (a)式は細片抽出温度に関する制約式、
(4)、 (5)式は設備能力からくる燃料流量と炉温
の制約式を表わしている。
燃焼制御システムの目的は(1)〜(5)の数式と同時
に満足する解を求めることにあるが、そのために引例で
は様々の工夫をおこなっている。例えば、(1)〜(5
)式のv(i)、θ00?  と炉温T(i)を導びっ
ける炉内現象モデル式の誘導、そのモデル式をベースに
して(1)〜(5)式を線形化するアリゴリズムの導出
線形化された(1)〜(5)式の解を求める線形計画法
アルゴリズムの採用等がめる。最終的(それらのアルゴ
リズムは適当なプログラム言語を用いて表現され、実用
に供されることになる。すなわち、ある数式(もしくは
数式群)が与えられたとき、それを計算機で実行可能な
形にするまでには、数式間の関係を記述するモデルを導
出するステップ、数式を計算機で解くためのアルゴリズ
ムを決定するステップ、そのモデルやアルゴリズムをプ
ログラムに変換するというステップ等を踏む必要がある
。従って新しい数式が追加になったり、修正になるとア
リゴリズムの修正、プログラムの修正が必要になる。ま
たそれ以前に作ったアルゴリズムやプログラムとの整合
性も充分考慮されねばならない。
これらのアルゴリズムの検討、プログラム修正方式の決
定、プログラムの作成といった作業はシステムエンジニ
アとかプログラマとよげれる人間がおこなうことになる
が、数式からプログラムに変換する各ステップのミスを
完全に防ぐことは非常KJIIい。
なお、(1)〜(5)式はめる典形的な制御目標を表わ
したものであって、常に(1)〜(5)式を使えば良い
というものではない。例えば鋼片の材質が異なれば(1
)〜(5)の代りに別の制御目標が用いられることがあ
るし、同じ材質のものでも抽出時間の長さや鋼片の充法
等によって(1)〜(5)式の中のめる式を使わなかっ
たり、別のものでおきかえるといったことが必要(なる
。炉の操業条件に応じてどの数式をどのように組合せて
使うか(数式使用条件)は、操業P%に負うところが大
きい。このため操業経験が深まるとともに数式の使い方
も変化することもしばしば発生する。従来のように数式
をプログラムとして書いている場合には、その変化に合
せてプログラムの変更が必要になり、やはり大きな問題
を生ずる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、かかる従来方式の欠点に鑑みユーザが
数式を入力すると、その数式に対応するプログラムを自
動的に生成し、作成済みの実行プログラムと自動的にリ
ンクする機能をもった数式処理システムを提供すること
にある。
〔発明の概要〕
本発明は数式もしくは数式と数式使用条件の組をプログ
ラムとは独立したデータとして入力して記憶する。記憶
した数式の構文解析をおこなってそれに基づいて演算プ
ログラムを生成し、この生成したプログラムを実行して
情報処理システムにその結果を返す。このような機能を
備えることにより情報処理に任意の数式処理を埋め込ん
だのと同等の効果を与える。
〔発明の実施例〕
本発明の具体的実施例を第1図、第3図〜第10図を用
いて加熱炉制御の場合について説明する。第2図におい
て100は制御部、200は数式処理部、101は移動
スケジュール予測部、103は鋼片温度予測部、102
は予測計算部、104は操作量予測部を表わす。ここで
101゜103および104は、tax図の21.23
および24と同一の機能と構成をもつものでその詳細説
明は省略する。一方制御目標に直接関係している予測計
算102は第1図の22と異なり、数式処理部200と
のインタラクションを介して最適な鋼片昇温曲線の決定
する。
すなわち、予測計算部102は先ず数式処理部200に
対し、炉操業データから、どのような制御目標を使うべ
きかを問い合せる。数式処理部200では数式使用条件
を炉操業データを比較し数式を選択する。さらに数式処
理部200ではこの選択された数式を実行可能なプログ
ラムに自動変換し、予測計算部102に返す。予測計算
部102はこのプログラムを受は取って実行し、その結
果に基づいて昇温曲線を決定する。
次に予測計算部102と数式処理部200の詳細を第3
図を用いて説明する。実線はプログラムフローを、点紳
はデータフローを示す。第3図において102は第2図
の予測計算部に対応し、102−a〜102−Jはその
処理のステップを表わしている。また300は後述する
インタープリタを表わし、200は第2図の200に対
応する数式処理部を表わす。また201はユーザとの対
話形式により数式を入力するマンマシン処理部、202
は数式選択部、203は選択された数式を実行可能なプ
ログラム(自動変換するプログラム生成部を表わす。
またF1〜F9けデータファイルを表わしている。FI
Fi数式選択に必要な炉内状況データ(鋼種、板厚、在
炉時間等)を数式処理部にわたすためのインターフェー
スファイル、F2〜F4は数式処理部200から予測計
算部102へ渡す実行可能プログラムの入ったファイル
、F5.・F6はマンマシン部201を介して取り込ん
だ数式および数式使用条件を格納するファイル、F7〜
F9は予測計算部で用いるワークファイルである。
予測計算部102の102−aでは昇温予定曲線の対象
となっている鋼片(対象材と呼ぶ)の鋼種、板厚、抽出
までの時間(在炉時間)、炉温分布といった炉内状況を
表わすデータをファイルF1に格納する。次に102−
bで数式処理部200を起動する。数式処理部200の
処理はあとで詳しく説明するが、炉内状況データに基づ
いて数式(評価関数や制約式)を選択する。さらにそれ
らの数式を計算可能なプログラム(ここでは中間コード
と呼ぶ)に変換して、Yの結果をインターフェースファ
イルF2.F3.F4に格納する。
予測計算部102の102−C〜102−Hは(1)〜
(5)式で代表される数式から線形計画プログラムで使
用するデータを生成するステップであり、102−Iが
線形計画プログラムを実行するステップ、102−JF
i線形線形計画上る計算結果が求まる最適炉温分布(T
(1)、 ’r(2)、・・・・・・、Tか))oパを
求め、その炉温分布で鋼片を加熱した場合の鋼片昇温曲
線を計算するステップでおる。この中で制御目標を表わ
す数式に直接関係するのは、102−E、102−Gお
よび102−Hであり、ここで実行すべきプログラムは
数式処理部200から[ftタインターフェースフフイ
ルF2.F3゜F4に中間コードとして格納されている
(詳細は後述)、102−E、102−c*、102−
Hではこれらの中間コードを実行するために、インター
プリタ−300を起動するだけであり、特定の制御目標
に対応する数式の処理手続きは102−E、102−G
、102−Hには−切かかれていない。従って102−
a〜102−Jの冬季続きけ特定の制御目標に依存しな
い標準的プログラムである。
なお以下では数式処理部200によって制御目標として
(1)、 (2)、 (4)、 (5)式が選択された
ものとして説明を進める。また、説明が必要以上に?!
雑になるのを避けるため(2)、 (4)、 (5)式
の上下限値は定数で、時間分割数nと時間長Δτlの値
も決っているものとする。
予測計算部102の処理の内容をもう少し詳しく説明す
る。予測計算部の102−Cでは適当な炉温分布(基準
炉温分布) (T(1)、 T(2)、・・・・・・。
T(n))を決定し、102−Dの部分で炉内現象モデ
ルを用いて鋼片の内部温度分布と燃料流量をシミュレー
ションで決定する。炉内現象モデルとしては熱伝導方程
式、燃料流量式を用いれば良い。
この炉内現象モデルで計算される諸量は炉内の状況を推
定するための基本的な物理景であり、どのような制御目
標を用いるかとは直接関係ない。
102−Dは、この炉内現象を計算するプログラムその
ものを表わしている。
ここでは計算で求まる鋼片の内部温度分布を第4図に示
したようにθ(1)、・・・・・・θ(5)で表わし、
各時間ゾーンの燃料流量の計算値をv(1)、v(2)
、・・・・・・、v(n)で表わす。それらの計算結果
はプロセスデータ格納テーブルF7の所定の格納場所に
格納される。
制御目標の中には炉内現象モデルで直接計算していない
ような物理!(例えば(2)式のθovtが用いられて
いることがある。その値を決定するKは、それらの物理
量を炉内現象モデルで計算した基本的物理骨と結びつけ
る関係式が必要である。θoatの場合には、次のよう
な関係式が(2)式の定義と一緒におこなわれているも
のとする(マンマシン処理部2010所で説明する)。
この関係式に対応するプログラムは数式処理200によ
って自動生成されインター7エースフアイルF2に格納
されている。一方このプログラムの実行に用いられるデ
ータは、102−Dの所で説明したようにプロセスデー
タ格納テーブル・F7に格納されている。ステップ10
2−Eからインタープリタ300を起動すると、インタ
ープリタ−はファイルF2から中間コードと取り出し実
行する。この計算によりθor1テの値が決まり、ワー
クテーブルF8の゛所定の格納場所に格納される。
以上の102−C〜102−Hの計算は異ったいくつか
の炉温分布に関して繰返しおこなわれる。
すなわち、先ず線形中心となる炉温分布(To(1)。
・・−・−・、 ’re (n) 1に関し102−C
〜102−Eの計算をおこなってθoT1↑やv (i
)を決定する(これを00υ?、O’10 (1)と表
わすことにする)。次に第1時刻ゾーンの炉温だけを’
ro(J)+ΔT(、(Tは定数)として、同様の計算
を繰返す(j=1〜n)。
その結果をここではθon〒1Jlvl(1)とする。
結果はいずれもワークテーブルF8に格納される。
これらの結果から各時間ゾーンの炉温変化が各物理量に
及ぼす影響の大きさを次式によって計算できる。
数式処理部200は(1)〜(5)式の中から00υ〒
やv(i)のような物理量に関し、それらの線形係数を
計算するプログラム(7)、 (8)式に対応)を自動
的に生成し、インターフェースファイルF3に格納シて
おく。従って第3図の102−Gからインタープリタ3
00を起動すると、そのプログラムをインタープリタ3
00が実行する。これにより線形係数αj+rl+jの
値が求まる。
ところで、制御目標の中に現われる物理量θoa’yと
、v(1)は以上より次のように表わされる。
v(i)=vo(o−t−ΣrIJX+       
  ・”i(1(i=1〜n) ここでXiは第1時間ゾーンの炉温微少変化量を表わし
ており、本実施例では、このXiを独立変数とみなして
いる。(9)、60式tl−(1)、 (2)、 (4
)、 (5)式に代入して整理すると次のようになる。
J=C,+cx→最小        ・・・・・・a
ob L<? −x ≦b a−(J2 ここで、 co = Σ We(すΔT +          
    −03・・・(l!19 03〜a61式の各要素の値が決まれば線形計画法の欅
準プログラムにより(1υ、(I2を満す解が求められ
る。(11〜((1式には各要素の計算式が与えられて
いるが、これらの計算式は制御目標としてどの数式が選
ばれるかによって異ったものになる。数式処理部200
では、数式が選択されたあと、その数式からC,、c、
bL、bU、Hの各要素を計算するプログラムを生成し
、ファイルF4に格納しておく。@3図の102−Hか
らインタープリタを起動し、ファイル4Pのプログラム
を実行すると、線形計画プログラムで必要なデータが生
成される(詳細は数式処理200で述べる)。
この計算に引き続き線形計画性計算プログラムを102
−Iで起動すること(より標価関数aυ式を最小(する
炉温の微小変化の最適値(X、 、OF〒。
X□OF?、・・・・・・I Xs@OF!)が求まる
。このとき最適炉温分布(T(1)、 T(2)、 ・
・・−、T(n) ) OF?は(T、(1)+ XI
、OF?、  T6(2)十Xl0P?、   ・+1
+、To(n)+xm、apt)で与えられる。第3図
の102−Jではこの最適炉温で加熱した場合の鋼片温
度変化を熱伝導方程式により求め、それを最適な鋼片昇
温曲線とする。
次に数式処理部200の機能と構成を説明する。
第3図のマンマシン処理部201はユーザが数式の使用
条件および数式を入力するのをサポートシ、。
その入力データをファイルF5.F6に格納する。
第5図(a) KファイルF5中の数式使用条件、同Φ
)にファイルF6中の数式の定義式の例を示す。また第
5図(C)は数式中に表われる物理量を炉内現象モデル
で計算される基本的物理量に結びつける式でファイルF
5に格納されている。第5図(a)に示したように数式
使用条件はrIF−THEN・・・」の形で入力する。
「〜」はある数式を使用する上で成り立つべき条件を表
わしており(前提部と呼ぶ)、それが成立するときに用
いられる数式の種類と名前が「・・・」に示されている
「・・・」を結論部と呼ぶ)。例えばルール1は[鋼片
の種類(Kind)が低炭素鋼(low  Carbo
r)であれば、制約式(Condition)  とし
て抽出温度平均値制約aVEQを使え」ということを意
味している。第5図(b)の第1式はavEqの定義式
を表わしており、この中に登場するtheta Qut
の定義式が第5図(1))の下方に示されている。これ
らの数式使用条件や数式、物理量の定義式はファイルF
5.F6に文字列として記憶されている。従って新しい
数式の追加や修正は、これらの文字列ファイルの編集を
意味する。結局マンマシン処理部201はこれらの文字
列ファイルの橢隼を対話的におこなうのをサポートする
第3図の数式選択部202は、予測計算部からインター
フェースファイルF1を渡されたとき、このファイルの
中にあるデータ(鋼材のmm、板厚、在炉時間等)とフ
ァイルF5中の数式使用条件を比較し、どの数式を使う
べきかを決定する。
例えば一種([1nd)として低炭素鋼(LOWCar
bon)というデータがインター7エースフアイルの中
にあれば、ファイルF5中のルール1により式avli
:qを使うべきことが決定される。同様にしてインター
7エースフアイルF1中の全てのデータをファイルF5
中の全ルールに適用し、昇温曲線の計算に必要な全ての
数式を選び出す。
この数式選択部202の動作はファイルF1中の数式使
用条件の内容に関係なく、一定の処理をおこなう。すな
わち■ファイルF5中の条件を1つとり出し、■ファイ
ル1の中のデータの中に、とり出した条件の前提部と一
致するものがあるかどうか調べ、■一致すれば、その結
論部を図示していないファイルF、10に格納し、■不
一致でめれは別の条件に対し■〜■を行なう。この処理
は使用条件が全てチェックされるまで続く。この説明か
らもわかるように数式選択部は条件が成立するかどうか
の判定(すなわち推論)の処理フローの制御を担当して
いる。使用条件の内容は全てファイルF5の中にあユ、
数式選択部からみると処理の対象となるデータにしかす
ぎない。
従って数式の使用条件4しくけそれに関連した数式が変
更になっても数式選択部202の処理手続き(すなわち
プログラム)を変更する必要はない。
次に中間コード生成部203の処理を第6図を用いて説
明する。中間コード生成部203の役割け、ファイルF
IO中の選択済の数式(文字列として表わされている)
を実行可能なプログラムに変換することにある。ここで
実行可能プログラムは、演算の種類を表わすコードと、
各演算に用いられるデータ(もしくけデータ格納番地)
の組からカる。第7図に代表的演算コードを示す。
’!、6図のれ環フローに従い、以下では次の例を用い
て中間コード生成部の処理を説明する。
選択された数式 %式% 数式中の物理量の定義式 t h e t a Ou t= (THI)+2 F
[2)+ 2 T[3)+2T)[4)+−T庄5))
/8    ・・・(1gステップ1(203−a) 選択された数式群の中から1つずつ数式をとり出し、数
式を構成要素に分解し、各要素が演算。
変数、定数のいずれに該当しているかを調べる。
この手法自体は構文解析として知られており、その手法
自体は本特許の本質とけ直接関係ないので省略する。弐
〇Fjを203−aで処理した結果を第8図(a)に示
す。ここで、数式を構成する要素を示しており骨はその
要素が変数であることを示す。
第8図(a)のような表現はリスト表現と呼ばれること
がある。
ステップ2(203−b) 次に第8図(a)のような数式の中に炉内現職モデルで
直接計算しているもの以外の変数(以下では未定義車数
と呼ぶ)があるかどうか調べる。もし未定I!LI変数
が含まれていれば、それの定義式をファイルF6からと
抄出してくる。第8図(a)の場合には変数theta
Qutが含まれているので、ファイルF6から09式を
とり出してきて、ステップ1と同様にこの定義式を演算
順序を考慮したリストに変換する(第8図(b))。
ステップ3(203−c) 第8図(b)のリストを実行可能プログラムに変換する
。この変換はカッコ(・・・)のレベルが深い方から浅
い方に向って計算が実行されるようにプログラム化され
る。第8図(C)は01式の実行可能プログラムを示す
。m8図(c)の各行の第1要素は演算コードを、y4
2.第3の要素は引数、第4要素は演算結果の格納場所
を示している。また定数以外の要素は全てデータとアク
セスする記憶場所を示している。第8図(b)中のTH
I、TH2,・・・・・・。
TH5は、第9図に示した変数変換テーブル(基づいて
、−片内部渾度の計算値が実際に格納されるPD(43
,FD(5)、・・・・・・、FD(8)に変換されて
い乙。第8図(C)中の1Wilは、thetaout
c7)計算値を格納する記憶場所を示すものでファイル
F8の空きエリアに確保される。第3図102−Eの所
で述べたようにthetaQutの値は(n+1)回計
算されるので、記憶場所の大きさt(n+1)ケとられ
る。’IWTαl#におけるWT4(Inはその先頭の
アドレス、チは複数個記憶場所が存在することを示す。
第8図(d)K theta Outすなわち007丁
の格納場所のとりがたを示す。
ステップ4(203−d) ステップ3で決められた各変数の格納場所に関するデー
タを用いれば線形係数の計算プログラムは容易に作り出
せる。例えば第1時間ゾーンの線形係数α、は番地WT
Qυに格納されたthetaQutから番地WT(l[
)中のthetaQutを引いてΔTで割ることによっ
て求まる。従ってそのプログラムは第8図(e)のよう
に表わされる。このプログラムでWTα腸はα、の格納
場所を示しておりファイルF7上の空きエリアの先頭で
ある。
ステップ5 (203−6) ステップ5では制御目標を表わす数式の線形式に関する
。計算プログラムを導く。Uの場合、次のような処理を
おこなうプログラムを生成する。
■ 線形近似式の下限値は [1120−線形中心におけるthetaQut〕(@
8図(d)のWTに格納されている)■ 線形近似式の
上限値は (1150−線形中心におけるthetaQut)■ 
第1線形係数=α、(@8図(e)のWT’ )第2線
形係数=α!(第8図(e)のWT’+1)y40線形
係数=α、(第8図(e)のWT’ +rl−1)この
ような処理は選択された全数式に関しておこなわれる。
tti式が第2番目に処理される数式の鴫曾、上記の処
理を行なうプログラムは第8図(f)のように表わされ
る。ここでB L(2)、 B U(2)、 HH(2
,I)(I=1〜n)は第に番目の線形式の下限’t’
L+上限値、#形係数噴を格納する場所で、線形計画法
の標準プログラムの引数となるものである。従って第8
図(f)のプログラムを実行すれば、その計算結果が線
形計画法の標準プログラムに渡されることになる。
@8図(C)、 (e)、 (f)のプログラムを中間
コードと呼び、それぞれファイルF2.F3.F4に格
納して予測計算部102に渡す。
最後にインタープリタ−300の機能について説明する
。インタープリタ−300は中間コードの格納されたフ
ァイルを渡されると、このファイルの先頭から順にデー
タを取り出し、解釈実行する。第10図にインタープリ
タ−の構成を示す。
第10図において、310はコード判定部、321゜3
22、・・・・・・は演算実行部、301はテンポラル
データファイルを表わす。コード判定部は、中間コード
格納ファイル(F2.F3もしくはF4)から先頭のデ
ータを引き出し、演算コードの種別を判定する。次に演
算コードの種別で決まる引数の個数分だけ中間コード格
納ファイルからデータをとり出す。第8図(b)かられ
かるように演算コードの後のデータは、その演算に使う
データの格納番地を示している場合と、定数を示してい
る場合とがある。コード判定部は、データが番地をさし
ている“場合にはファイル(F7.F8 or F9)
の膣当番地から演算に使う値を取り出す。これらの値を
引数として、各演算コードに対応する演算奥行部の1つ
を呼び出す。各演算実行部は、演算コードの種類分だけ
用意されている。これらの演算実行部はコンパイル済の
プログラムであり、引数に対し指定された演算をおこな
い、その結果を返す。演算結果を格納する場所も中間コ
ードとして指定されている(第8図(C) 、 (6)
 、 (f) )ので、コード判定部310は、結果を
指定の番地に格納することができる。
インタープリタ−300は、このようにして、中間コー
ド格納ファイルからデータをとり出しながら実行を続け
、最終的に線形計画プログラムで必要とするデータを決
定する。
本実施例によれば、加熱炉煤焼制御に用いる制御目標を
、人手(よるプログラム修正なしに追加。
修正することができるので、燃焼制御の機能の拡張、変
更が簡単に実現できる。
本実施例では、制御目標を表わす数式をグログラムに自
動変換するようにしており、その変換を数式選択時にお
こなうものとして説明したが、これはマンマシン処理部
で制御目標を入力する際(自動変換しておいても良い。
こうすれば数式選択毎に毎回変換する必要がなくな9、
予測計算部にすぐにプログラムを渡すことができる。こ
れにより処理速度を大幅に改善できる。
また実施例では数式を中間コードに変換し、インタープ
リタで実行する方式を述べたが、本システムを実行する
計算機のマシン語に直接変換することもできる。この場
合には異った機種に移殖する際に変換プログラムを作り
直さなければならないというデメリットはあるが、処理
速度はやはり大幅に改善される。
また第2図の実施例では制御目標を表わす数式を数式処
理部でプログラムに変換する例を述べたが、あらかじめ
使用する数式が全てわかっていて、その使用条件だけが
変更になる可能性がある場合も考えられる。この場合に
は、数式を全てプログラムモジュールとして制御部に用
意しておき、どの数式を使用すべきかを判定したり、数
式の中で用いるデータを条件によって判定するための推
論部をfsca図の数式処理部200のかわりに用いれ
ば良い。第3図の数式処理と同様に推論部では制御目標
の使用条件を記憶するファイルが設けられてお9、ユー
ザとの対話によりその使用条件の追加が、変更ができる
。推論部は、第3図の数式処理と同様に制御部から送ら
れたデータに基づいてどの使用条件が成立するかを判断
するが、成立した使用条件に対応するプログラムを生成
するかわりに、制御系に内蔵したどのプログラムモジュ
ールを起動するかを決定し、その結果を制御系に知らせ
る。この方式では数式のプログラムを自動的に生成する
ことはできないが、従来のシステムに比べ制御目標の使
い方を容易(変更できるというメリットがある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、複数の制御目標を同時に満足する制御
において、直接人手によってプログラムの変更をおこな
うことなく制御目標の追加、変更ができる。このためシ
ステムの機能の拡張、変更が容易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例、第2図は従来の加熱炉燃焼制
御の例、第3図は予測計算部と数式処理部の詳細説明、
第4図は一片内部温度の説明図、第5図は制御目標を表
わす数式使用条件と数式の具体例、第6図は中間コード
生成部の処理フロー、第7図は演算コード、WJ8図は
プログラム生成の過程を説明するための図、filc9
図は変数変換テーブル、第10図はインタープリタ−の
構成。 100・・・制御部、101・・・玖動スケジュール予
測部、101・・・予測計算部、103・・・鋼片温度
予測部、104・・・操作量予測部、200・・・数式
処理部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、数式モデル処理に基づいて制御をおこなう数式処理
    制御システムにおいて、複数の数式と各数式の使用条件
    を入力して記憶する記憶手段と該制御システムから該数
    式使用を判断するためのデータを与えそのデータと該使
    用条件が一致する数式群を選択する手段と該選択された
    数式群を実行可能プログラムに自動的に変換する手段と
    、該プログラムを実行した結果を該処理システムに帰還
    する手段とを備えたことを特徴とする数式処理制御シス
    テム。 2、前記特許請求の範囲第1項記載において、該記憶手
    段に数式とその数式の使用条件とを組として記憶し、該
    数式の使用条件を満足する数式を選択実行することを特
    徴とする数式処理制御システム。 3、前記特許請求の範囲第1項記載において、該数式の
    使用条件はその制御系の制御目標であることを特徴とす
    る数式処理制御システム。 4、前記特許請求の範囲第3項記載において、該帰還手
    段からのデータに基づいて、 記憶済みの各制御目標の使用条件が成立するかどうかを
    判断し、該条件が成立した数式をプログラムに変換し、
    該プログラムにより制御をおこなうことを特徴とする数
    式処理制御システム。 5、前記特許請求の範囲第4項において、制御目標の使
    用条件を1つずつ記憶ファイルから取り出して該条件と
    該データの比較し、その条件が成立すると判断された場
    合には、該条件の組となつている数式をファイルに登録
    し、条件が成立しない場合には別の使用条件に関し同様
    の処理をおこなう推論をおこなうことを特徴とする数式
    処理制御システム。 6、前記特許請求の範囲第3、第4、第5項において数
    式をプログラムに変換するにあたり、数式を演算子、変
    数、定数を要素とするリストに分解し、各変数に記憶場
    所を割り当て、該演算子の優先順位に基づく処理手順を
    決定し該演算子とその引数となる変数と定数の組を該処
    理手順に配列してそれをプログラムとすることを特徴と
    すの数式処理制御システム。 7、前記特許請求の範囲第1、第2、第3、第4、第5
    、第6項において、該数式処理により得られたプログラ
    ムを解釈実行するインタープリタを設けたことを特徴と
    する数式処理制御システム。
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