JPS62229402A - 適応制御装置 - Google Patents

適応制御装置

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JPS62229402A
JPS62229402A JP7116286A JP7116286A JPS62229402A JP S62229402 A JPS62229402 A JP S62229402A JP 7116286 A JP7116286 A JP 7116286A JP 7116286 A JP7116286 A JP 7116286A JP S62229402 A JPS62229402 A JP S62229402A
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JP
Japan
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control parameter
control
control parameters
controller
unit
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Pending
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JP7116286A
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Inventor
Masae Kanda
神田 雅江
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、制御パラメータを用いて操作出力を得るコン
トローラを持ったプロセス制御系の適応側m装置に係わ
り、特にプロセスの動特性の変化を検出し、その検出結
果に基づいて制御パラメータを最適値に調整する適応制
御装置に関する。
(従来の技術) 制御対称となるプロセスを最適条件で制御するにはプロ
セスの動特性を知る手段が必要となってくる。この手段
はその動特性の同定と呼んでいる。この同定を行うには
、プロセスを制御するコントローラを切り離して開ルー
プ動作で同定を行う場合と、そのプロセスを制御しなが
ら閉ループ動作で同定を行う場合がある。この同定は、
経済性1品質管理上あるいは安全上等の観点から考える
と、操業中のプロセスの動特性変化に応じられるように
閉ループ動作中に速やかに同定することが望ましい。
ところで、従来、目標値信号とプロセスからのフィード
バック信号との偏差に基づいて、コントローラが例えば
PIDI節演算を行い、得られた操作出力を用いてプロ
セスを操作するプロセス制御系において閉ループ動作中
に同定を行う適応制御装置としては、プロセスの動特性
を検出して同定信号発生部より前記コントローラの入力
端側に同定信号を印加することにより、プロセス同定部
で閉ループ動作中のプロセスの動特性を同定し、かつ、
この同定により得られたプロセスの推定伝達関数を受け
て制御パラメータ設計部が制御パラメータを決定し、コ
ントローラの制御パラメータを調整していた。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、通常、プロセス制御系には外乱が加わっており
、必ずしも正確なプロセスモデルを同定することができ
るとは限らない。従って、制御パラメータ設計部が以上
のような同定に基づいて制御パラメータを作成した場合
、その制御パラメータが適切でないことが多々ある。こ
の場合、かかる制御パラメータを用いてプロセスを制御
すると、制御系が発振現象を起こしプラントが非常に危
険な状態となる。
そこで、従来、オペレータが制御パラメータ設計部によ
って求めた制御パラメータを確認しながらコントローラ
に登録するようにしている。しかし、この場合、オペレ
ータが介在するために省力化および制御性に欠ける問題
がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、オペレータ
の介在なしに最適な刺部パラメータに調整でき、プラン
トの安全性を確保でき、信頼性の高い制−を行い得る適
応制御装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段] 本発明による適応制御装置によれば、同定信号発生部か
らプロセスへ同定信号を印加してプロセスの閉ループを
同定し、この同定により得られたプロセスの推定伝達関
数を制御パラメータ設計部で受けて新たな制御パラメー
タを求め、この制御パラメータ設計部によって求めた新
たな制御パラメータを制御パラメータチェック部にて適
切な制御パラメータであるか否かをチェックし、適切な
制御パラメータであると判断したときにコントローラに
更新登録するようにしたものである。
(作用) 従って、以上のような手段とすることにより、制御パラ
メータ設計部で求めた新たな制御パラメータを、制御パ
ラメータチェック部で例えばプロセスの推定伝達関数の
モデリング精度やプラントへの適用可否等をチェックし
、適用可能と判断したときその制御パラメータを更Fr
!録するようにしたので、オペレータの介在なしに常に
最適な制御パラメータをコントローラに登録でき、プラ
ントの安全性および制御の信頼性を確保することができ
る。
(実施例) 息下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第1図は装置全体の構成を示す図である。同図にお
いて11はプロセス制御系のコントローラであって、こ
れは目標値信号S■とプロセス12からのフィードバッ
ク信号との偏差信号を受け、この偏差信号を零に近づけ
るために制御パラメータを用いて例えばPI(P:比例
、■:微分)またはPID(D:積分)調節演算を行っ
て操作出力MVを求め、この操作出力MVを用いてプロ
セス12を操作する機能を持っている。
13はプロセス12の動特性の変化を検出するプロセス
監視部、14はプロセス監視部13によってプロセス1
2の動特性を検出されたとき、プロセス12を同定する
ための同定信号を発生し前記偏差信号を求めるための加
算要素15に供給する同定信号発生部である。16はプ
ロセス12を同定するプロセス同定部であって、これは
閉ループ全体を同定し、コントローラ11の制御パラメ
ータおよび閉ループ系の伝達関数から新たな伝達関数を
推定する。17は推定伝達関数を用いて現在のプラント
に最適な制御パラメータを算出する$制御パラメータ設
計部、18は制御パラメータ設計部17によって求めた
制御パラメータをチェックし、最適な制御パラメータで
あればコントローラ11の演算用パラメータとして更新
登録し、不適切なM Iffパラメータであれば制御パ
ラメータの更新を行わずに再び同定を行って再度制御パ
ラメータを求めてチェックを行う制御パラメータチェッ
ク部である。
この制御パラメータチェック部18は、例えば第2図に
示すようなモデリング精度判定手段A。
プラント適否判断手段Bおよび最適制御パラメータ判断
手段C等からなり、前記制御パラメータ設計部によって
算出された制御パラメータのチェックを行うものである
。このモデリング精度判定手段Aは、理論的に分ってい
る伝達関数とのずれ、ひいては誤差を判定するものであ
って、このモデリング誤差が大きい場合には新しい制御
パラメータが不適切であると判断する機能を持っている
前記プラント適否判断手段段Bは、シュミレーションま
たは過去の経験等に基づいてプラントごとに制御パラメ
ータの設計可能範囲が定められ、前記推定伝達関数が制
御パラメータ設計部17で設計可能なプラントであるか
否かのチェックを行う芸能を持っている。前記最適制御
パラメータ判断手段Cは、予めオペレータにより許容範
囲のデータが入力され、制御パラメータ設計部17で求
めた制御パラメータがこの許容範囲内にあれば最適制御
パラメータと判断してコントローラ11に更新登録し、
許容範囲外であれば更新せずに再度新しく求めた制御パ
ラメータに基づいて判断するものである。
次に、以上のように構成された装置の動作について第3
図および第4図を用いて説明する。電源の投入により装
置が稼働すると、プロセス監視部13は第3図に示すス
テップS1のように常時プロセス12の動特性状態を監
視している。このとき、プロセス12の制御mPVとし
ては例えば第4図に示すように時間とともに変(ヒして
いるものとする。しかして、前記プロセス監視部13は
以上のような制御0@PVの変化状態にあって例えばt
1時点において比較的大きな乱れが発生したと感知し、
以後、その状態が所定時間(tl−t2)継続し同定条
件が成立したと判断すると(ステップS2)、同定信号
発生部14ヘトリガを与えて同定を開始する(ステップ
83)。すなわち、時刻t2において同定信号発生部1
4から加算要素15に外乱として同定信号が与えられる
と、その同定信号により加算要素15から偏差として現
われ、これがコントローラ11を通ってプロセス12に
与えられ、制御系における閉ループ全体の同定が行われ
る。このとき、プロセス同定部16は閉ループ系の伝達
関数を推定し、この推定伝達関数およびコントローラ1
1の制御パラメータからプロセス12の推定伝達関数を
求めた後、これを制御パラメータ設計部17に送出する
と、ここではステップS4に示すように現在のプラント
に最適な制御パラメータを算出する。しかる後、制御パ
ラメータ設計部17で求めた制御パラメータは制御パラ
メータチェック部18に送られ、制御パラメータのチェ
ックが行われる(ステップS5)。この制御パラメータ
チェック部18は、理論的に分っている伝達関数とのず
れ、つまりモデリング誤差を判断し、このモデリング誤
差が小さい場合にはプラント適否判断手段Bによりプラ
ントの適否判断を行う。このプラント適否判断手段Bは
、前記推定伝達関数が制御パラメータ設計部17で設計
可能なプラントであるか否かのチェックを行い、設計可
能な場合には1Thl制御パラメータの最適なものであ
るか否かの判断を行う。すなわち、この最適制御パラメ
ータ判断手段Cは、制御パラメータ設計部17で求めた
制御パラメータが予め設定された許容範囲内に有るか否
かを判断するもので、許容範囲内にあれば最適制御パラ
メータと判断してコントローラ11に更新登録しくステ
ップS6.S7)、許容範囲外であれば更新せずに再度
もとに戻ってプロセス監視部13によりプロセス12の
動特性状態を監視させるものである。
第4図において時刻t3は新しい制御パラメータを登録
したしたことを示している。
従って、以上のような実施例の構成によれば、制御パラ
メータ設計部17の後段に制御パラメータチェック部1
8を組み入れたことにより、従来のようにプロセス同定
部のモデリング誤差により不適切に算出された制御パラ
メータをコントローラに登録するといった問題がなくな
り、プラントを危険な状態にすることを未然に回避する
ことができ、プラントの安定な運転を確保できる。また
、制御パラメータ設計部17で最適な制御パラメータを
得るようにしているが、制御パラメータ算出のアルゴリ
ズムには多くの種類があり、すべてのプラントに万能で
あるとは限らない。例えば小さな零点を有するプロセス
には適応可能であるが、大きな零点を有するプロセスに
は適応できないことがあり、未だすへてのプロセスに適
用可能な制御パラメータは見当たらない。従って、本装
置の如く、制御パラメータチェック部18を設けていれ
ば、プラントへの適用可能状態を見(Φめ、不適切な制
御パラメータであればコントローラ11に登録しないよ
うにするので、コントローラ11には常に最適な制御パ
ラメータを更新登録でき、しかも、人為的な手段を経る
ことなく制御パラメータの最適化を判断して更新登録で
きるために省力化にも大きく貢献し得、かつ、プロセス
の制御性も改善できるものである。
なお、上記実施例は、同定信号発生部14から出力され
る同定信号を、目標値信号およびフィードバック信号と
の偏差を求める加算要素15に供給する構成としたが、
例えば第5図に示すようにコントローラ11に操作出力
MVに加えるようにしてもよい。その他、本発明はその
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
[発明の効果] 以上詳記したように本発明によれば、オペレータの介在
なしに最適な制御パラメータを更新登録でき、かつ、プ
ラントの安全性を確保でき、信頼性の高い制御を行い得
る適応制御装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明に係わる適応制御装置の一
実17+!倒を説明するために示したもので、第1図は
gi置の全体構成図、第2図は第1図に示す制御パラメ
ータチェック部の機能ブロック図、第3図は本装置の動
作を説明する流れ図、第4図は?6+制御伍の変化と同
定開始の関係を示す図、第5図は本装置の他の実施例を
示す構成図である。 11・・・コントローラ、12・・・プロセス、13・
・・プロセス監視部、14・・・同定信号発生部、16
・・・プロセス同定部、17・・・制御パラメータ設計
部、18・・・制御パラメータチェック部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 手続補正書 昭和に7年10月20日 特許庁長官  黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示 特願昭61−071162号 2、発明の名称 適応制御装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (307)株式会社 東 芝 4、代理人 東京都千代田区霞が関3丁目7番2号 UBEビル7、
補正の内容 (1)  明細書の「2、特許請求の範囲」を別紙の通
り訂正する。 (2)  明細書第6頁第12行目の「微分)またはP
ID(D:積分)」とあるを「積分)またはPID(D
:微分)」と訂正する。 (3)  明細書第6頁第20行目ないし第7頁第1行
口の「プロセス12を同定するプロセス同定部」とある
を「プロセス12の動特性を推定する同定部」と訂正す
る。 (4)  明細書第7頁第3行目の「新たな伝達」とあ
るを「新たなプロセスの伝達」と訂正する。 (5)  明細書第7頁第20行目の「理論的に分って
いる伝達関数とのずれ」とあるを「理論的に分っている
閉ループ系のゲインのモデリングによって得られた推定
値とのずれ」と訂正する。 (6)明細書第8頁第15行口ないし同頁第16行口の
「判断するものである。」とある記載の後に「なお、パ
ラメータチェック部18の構成は第2図に限らない。」
なる文章を追加する。 (7)  図面第1図ないし第3図を別紙の通り訂正す
る。 2、特許請求の範囲 (1)  同定信号発生部からプロセスへ同定信号を印
加し制御系あるいはプロセスを同定してプロセスの伝達
関数を推定するプロセス同定手段と、このプロセス同定
手段によって得られた推定伝達関数を用いて制御パラメ
ータを求める制御パラメータ設計部と、この制御パラメ
ータ設計部の制御パラメータをチェックし、適切な制御
パラメータであればコントローラの演算用パラメータと
して更新登録する制御パラメータチェック部とを備えた
ことを特徴とする適応制御装置。 (2)制御パラメータチェック部は、前記プロセス同定
手段により同定し得られたプロセスの推定伝達関数のモ
デリング精度を判定するモデリング精度判定手段と、こ
のモデリング精度判定手段により適切な精度と判断した
とき、前記プロセス推定伝達関数が前記制御パラメータ
設計部で求め得るプラントであるか否かをチェックする
ブラント適否チェック手段と、このプラント適否チェッ
ク手段で適合性有りと判断したとき、前記制御パラメー
タ設計部で求めた制御パラメータが適切であると判断し
、前記プロセスコントローラに更新登録する更新手段と
を有するものである特許請求の範囲第1項記載の適応制
御装置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同定信号発生部からプロセスへ同定信号を印加し
    プロセスの閉ループを同定してプロセスの伝達関数を推
    定するプロセス同定手段と、このプロセス同定手段によ
    つて得られた推定伝達関数を用いて制御パラメータを求
    める制御パラメータ設計部と、この制御パラメータ設計
    部の制御パラメータをチェックし、適切な制御パラメー
    タであればコントローラの演算用パラメータとして更新
    登録する制御パラメータチェック部とを備えたことを特
    徴とする適応制御装置。
  2. (2)制御パラメータチェック部は、前記プロセス同定
    手段により同定し得られたプロセスの推定伝達関数のモ
    デリング精度を判定するモデリング精度判定手段と、こ
    のモデリング精度判定手段により適切な精度と判断した
    とき、前記プロセス推定伝達関数が前記制御パラメータ
    設計部で求め得るプラントであるか否かをチェックする
    プラント適否チェック手段と、このプラント適否チェッ
    ク手段で適合性有りと判断したとき、前記制御パラメー
    タ設計部で求めた制御パラメータが適切であると判断し
    、前記プロセスコントローラに更新登録する更新手段と
    を有するものである特許請求の範囲第1項記載の適応制
    御装置。
JP7116286A 1986-03-31 1986-03-31 適応制御装置 Pending JPS62229402A (ja)

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02106575A (ja) * 1988-02-16 1990-04-18 Kone Elevator Gmbh エレベータの位置制御装置の調整方法
JP2020087342A (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 ブラザー工業株式会社 更新方法、コンピュータプログラム、及び制御システム

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