JPS6280705A - 適応制御装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、動特性が変化する制御対象に対し、その特性
をオンラインで同定し、その結果にもとづき制御・！ラ
メータを調整することにょシ常に制御性能を最適に保つ
ことができる適応制御装置に関する。

〔発明の技術背景とその問題点〕

従来の適応制御方式は、制御対象の入出力信号に基づき
、制御対象そのものの動特性モデルを推定するというも
のが主流である。しかし、過渡的にプラントに加わる外
乱が存在する場合、モデルに関する推定パラメータが狂
うため、操作量が太き（乱れるという欠点があった。又
、その推定）４ラメータが、未知外乱の加わる環境下で
正しく推定されているか否かを判別する手段、もしくは
、その時点での制御性能の良否を直接に推定する手段が
なかった。

さらには、制御対象の動特性モデルを推定するための同
定アルゴリズムが、ある一定周期で推定値を更新してゆ
く離散時間形のものである場合、グランドへの操作信号
も同じ周期のＯ次ホールダーを通さなければ、正確な同
定ができず、そのため、ホールダーによる制御性能の低
下を犠牲にしていた。

〔発明の目的〕

本発明は、プラントに過渡的な外乱が加わった場合でも
、プラント動特性モデルの推定パラメータが大きく乱れ
ることがなく、良好な制御性能を維持できる適応制御装
置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の適応制御装置は、制御対象そのものの動特性を
推定する代わりに操作債演算部、すなわちコントローラ
も含めた閉ループ系全体の動特性を推定することにより
、閉ループ系による外乱抑制効果を利用し、プラントに
加わる過渡的外乱により悪影響を受けにくい推定機構を
実現したこと、および、操作信号にホールダを設ける必
要をなくしたこと、推定したパラメータの精度を監視す
ることによって、ノザラメータ推定値が外乱によって乱
されていないが？チェ、りする手段を設けたこと、閉ル
ープ系の動特性モデルの推定値から制御性能をオンライ
ンで監視し、それに基づいて制御パラメータの調整をコ
ントロールする手段を設けたことを特徴としている。

〔発明の効果〕

本発明の適応制御方式を用いることにより、次のような
効果が得られる。

１）閉ループ系の動特性を推定するので、閉ループ系の
外乱抑制効果により、外乱の影響がかなり低減され、・
９ラメータ推定値が大きく乱されることはない。特にコ
ントローラに積分器を含む場合、外乱の直流成分の影響
はなくなり、又、一般のプロセス系、熱系によくみられ
る低周波成分の多い非定常外乱、ドリフト外乱等を効果
的に除去できる。

１１）制御対象をその入出力信号から同定する場合は、
入力信号、すなわち操作量が、サンプリング周期でホー
ルドされていなければならない。しかし、本方式では、
試験信号がホールドされていれば、操作信号をホールド
する必要がナク、従ってコントローラが連続系でもよい
。

この結果、きめの細かい、滑らかな制御と、同定のため
の粗いサンプリングとを両立させることができる。

１１１）本発明の１つは、目標値に試験信号を加えるも
のである。操作信号に試験信号を加える場合、その制御
量への影響は明確ではないが、目標値に加える場合、制
御系がある程度調整されていれば、制御量の変動幅が、
試験信号の振幅にほぼ等しくなる。従って試験信号の振
幅をあらかじめオペレータの指定した、あるいは、制御
系の状態から自動的に定められた許容される制御量変動
幅に等しく設定することによシ、制御量の許容範囲をこ
える変動を防ぐことができる。

ｉ■）コントローラに積分器がある場合、一定日標値に
対するオフセットはＯとなるので、閉ループ系動特性モ
デルの定常ゲインは１．０である。これを用いて推定さ
れたモデルのパラメータが正しいか否かをチェックする
ことにより、外乱でパラメータ推定値が乱された場合、
制御系を誤まって調整することを未然に防ぐことができ
る。

■）閉ループ系の動特性モデルをオンラインで推定する
ことにより、制御系の制御性能を監視することができる
。又、それを用いて制御ノＪ？ラメータの調整のタイミ
ングをコントロールすることができる。特に制御性能を
動特性モデルのパラメータで判定できるため、応答波形
から、直接オーバーシュート量、整定時間等の情報を抽
出するなどの複雑な処理を必要とせず、簡単なアルゴリ
ズムで判定できる。

〔本発明の実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は、この実施例に係る適応制御方式の基本構成を
示す図である。制御対象１は操作量演算部２と合わせて
閉ループ系３を構成している。試験信号発生部４は、オ
ペレータが指定した、あるいは制御系の状態に基づき自
動的に定められた振幅を持つ同定用試験信号？（１）を
発生させる。この信号λｔ）と、制御量目標値信号ｒｏ
　（ｔ）とを加算して制御系の目標値信号、（１）が生
成される。

このｒ（ｔ）と制御ｉ〆ｔ）は、それぞれ状態変数フィ
ルタ５ｍ、５ｂを通過し、サンプラ６ｍ、６ｂにより一
定周期でそれぞれサンシリングされる。

そして、サンプリングされた信号列４）、ｄｋ）　（ｋ
＝０　、１　、２　、３　、・・・）を７４’ラメ一タ
同定部７に取り込む。パラメータ同定部７では、これよ
り閉ループ系３の動特性モデルを推定する。制御性能監
視部８では、推定された閉ループ系動特性モデルを制御
性能監視ルー／Ｌ／９に基づきチェックすることにより
、現在の制御系の制御性能を評価する。ノ９ラメータ監
視部１０では、逆に推定されたモデルのパラメータ自体
を、制御対象の予備知識に基づいて作られたパラメータ
チェックルール１１に従って監視し、異常判定。

修正等を行なう。そのノ４ラメータを用いて、制御パラ
メータ演算部１２では、制御パラメータ演算ルール１３
に従って制御ノ９ラメータを演算し、制御則監視部１４
にて制御パラメータチェ、クルール１５に従うて制御パ
ラメータを監視し、異常判定、修正等を行なった上で、
操作量演算部２のパラメータを新しい制御パラメータに
調整し直す。

制御性能監視部８．ノ臂テラメータ監視１０゜制御則監
視部１４の情報は制御系動作モード。

コントロール部１６に集められ、制御モード６コントロ
ール、ルール１７に従りチ本ｍ　１６　制御系全体の動
作モード、たとえば、試験信号発生部４．パラメータ同
定部７．制御パラメータ演算部１２等をコントロールす
る。又、制御性能監視ルール９．パラメータチェックル
ール１１゜制御パラメータ演算ルール１３．制御パラメ
ータチェ、クルールｆ５１制ｍモードコントロール・ル
ール１７などのルール群は、全てルールペース１８に格
納されている。制御系動作モード・コントロール部１６
の動作モードや、ルールベース１８に格納された各ルー
ルの内容は、図示しない表示装置、コンソール端末等の
入出力装置を介して、オペレータ１９が確認したう、調
整したりすることができる。

なお、この構成は、制御対象が多入出力系である場合に
も適用することができる。

次に上記の適応制御方式をＰＩ制御系に適用した例を第
２図に基づき説明する。

まず制御量式ｔ）の許容変動幅Δｙｌ’１ｍ１ｔ＋を撮
幅とした試験信号頁ｔ）を発生し、目標値ｒ、　（ｔ）
に加算した信号串）を求め、それを改めて目標値とする
。

試験信号頁ｔ）としては、ステップ信号やＭ系列信号な
どのノや一シスチントリ・エキサイテイング（持続的励
起性）信号を用いる。

又、許容変動幅Δｙ　　は、制御系の特性。

ｋ　ｆｍｉ　を 安全性に基づいてオペレータがあらかじめ入出力装置を
介して設定するか、あるいは制御系の状態に基づいて自
動的に定められる。自動設定の場合は、たとえば次式の
ように第２図の制御偏差帖）の平均値に比例した値とす
る。

（ｋは比例定数　Ｎは平均をとるデータ数）信号ｒ（ｔ
）および制御ｉ　ｙ（ｔ）をそれぞれ状態変数フィルタ
２２１Ｌ　＃　ｊ　２ｂに通した後、周期τ（ｓａｃ）
でサンプリングして信号列傘ルｙ（ｋ）を得る。状態変
数フィルタとしては、アナログ回路で実現できるが、フ
ィルタ自体をディジタル演算回路で実現することもでき
る。その場合は第３図のように状態変数フィルタ３２ｈ
、３２ｂの前と後に異なるサンプリングタイムのサンプ
２３１ａ。

３１ｂ、３３ｍ、３３ｂをつける。第３図において状態
変数フィルタＪ、？ａ　、３２ｂの前にある第１サンプ
ラ３１ｍ、３１ｂは周期τ１　、後ろの第２サンプラ３
３ｍ、３３ｂは周期τ。

（τ、くτ、）のサンプリングを行なう。まず連続した
観測信号路）、州）を第１サンプラ３１ａ。

３１ｂでサンプリングし、信号列べｉ）、ｙ（１）を得
る。次に、状態変数フィルタの演算を次のようなディジ
タル演算で実行し、出力をそれぞれ”５１）。

ヌ１）とする。

Δｘ（１）＝べｉ）−！（１−１）　　）次の第２サン
プラ３３ｈ、３３ｂでは、１（ｔＬヌｌ）のＮ７個おき
の値をとり出し”ｂ）　、　’Ｔｈ）として・次のパラ
メータ同定部７へ送る。（ここで、Ｎ、は１以上の整数
である。この結果、第２サンプラ３３＊、３３ｂのサン
プリング周期τ、はτ、＝Ｎ、Ｘτ１となる。） 次に、パラメータ同定部７の機能を説明する。

まず、初めに、目標値べｔ）から制御量ｙ（ｔ）までの
動特性について明らかにしておく。

まず制御対象の伝達関数を とする。又、制御対象２０に加わる外乱を、第２図のよ
うに等測的に操作置傘）に加わる外乱め）で表現する。

このとき、制御量〆ｔ）は次式で表現される。

ただし、ｙ（ｓ）、　、（、ルｄ（ｓ）は、それぞれｙ
（ｔ）、　ｒ（ｔ）、　ｄ（ｔ）をラグラス変換したも
のである。これを近似的にと表わしておく。従って、（
ａｓ　＊ａ、　、ａｌ　、ａ、　）と（σ、α２．α）
と（ｇ＋　＊ｇｔ　２ｇ＊　）の間には、次式のような
関係が存在する。

パラメータ同定部２３では、信号列ｒ（ｋ）　、　ｙ（
ｋ）より（３）式の伝達関数を以下の方法でオンライン
推定する。

まず、ｒ伽）、　ｙ（ｋ）より（３）式の離散時間モデ
ルに相当する（７）式を逐次形最小二乗法（８）式で推
定する。

（ｚ−１は時間推移演算子） ＝α１５１．・・・、？、、、’Ｉｓ□、１８．・・ゼ
。Ｘ−ｙ（ｋ−１）。

−ｙＣｋ２）　ｅ＝・ｚ−ｙ　（ｋ　Ｎム）、ｕ（ｋ−
１）、・・・、ｕ（ｋ−ＮＢ））＝θへ）・ψ伽）（８
） θ［有］）；θ（ｋ−ｔ）　＋ｒ（ｋ−１）ψ侃）・ε
〜）　　　　　　　　　　αルただし、Ｏくλ（ｋ）＜
１　　（ｋ＝ｏ、１，２，３．・・・）このようにして
、推定されたノｆラメータｒｌ（１＝１．２．・・・Ｎ
ム）、嘗１（１＝１．２．・・・、ＮＢ）による離散時
間モデル（７）式を以下の方法で連続時間モデル（３）
式へ変換する。（τはサンプリング周期） ｄ、−１−１，ｄ８＝に＊　ｄ、　””　１／１２１　
ａ＠　＝ｏとして、このようにして、時刻ｔ＝にτ（ｋ
＝０．１，２゜３、・・・）ごとに（３）式のモデルの
パラメータａｏ。

１！、轟５ｅａｓをオンライン推定するのが、パラメー
タ同定部２３の機能である。

このようにして得られたｒ（ｔ）からｙ（ｔ）までの閉
ルーフ＃特性２８のモデル（３）式又は（４）式から以
下のチェックを行なう。

くチェ、りａ〉 ＰＩコントローラ２１は、積分器を持っているので、（
２）式から明らかなようにステ、グ状の操作端外乱ｄ（
ｔ）に対し、制御偏差はＯとなシ、ｒ（ｔ）からｙ（ｔ
）までの閉ルーｆ％性モデ＃　（３）式又は（４）式の
定常ダイン、、−１は１．０となるはずである。しかし
、制御対象であるプラントに過渡的に太きな外乱が加わ
った場合、オンライン推定パラメータａｓ（ｌ＝ｏ＊ｉ
＊２＊３）は真値から大きく離れてしまう。そこで、／
ぞラメータ監視部２４では、ａ、が１．０の近傍にある
か否かを以下のルールで判定することにより、推定パラ
メータが信頼できるものか否かを判断する。すなわち、
１−６１≦ａ０≦１＋ｔ２ Ｏａ。

（Ｃλ　、ε１゜はしきい値） の条件が成り立てば、ノサラメータａ＠　ｅ＆＠　、ａ
、　ｔａ、は真である。一方、上記の条件が成シ立たな
い場合には、パラメータａ６．ａ１．ａ禽烏＆３は偽で
ある。ここで、パラメータが真であれば以下のステップ
に進み、偽でちれば、パラメータ同定部２３における推
定／４’ラメータを以下の要領でリセットし、 再び逐次形最小二乗法（８）　、　（９）　、（ト）、
収メ式によるオンライン推定を続行する。

くチェ、りｂ〉 パラメータが真であるとき、閉ループ系の特性モデル（
４）式は現在の制御ノ母うメータＣ６ａＪによるＰＩ制
御系の制御性能、すなわち過渡応答特性を表わしている
。そこで、制御性能監視部２５では、推定モデル（４）
式のノ苧うメータのσ。

α１．α、から以下のルールに従って制御性能をオンラ
インで監視、評価する。すなわち、σｍｌユ≦σ≦σｍ
１工 α２ｍｌ。≦α２くα２ｍａｘ α３ｍ１ｎりα３＜−α３ｍＡＫ の各条件が全て成シ立つ場合には、制御性能は良好なの
で、制御パラメータＣ０，ｃ８は調整しない。一方、上
記各条件の一つでも成シ立たない場合には、制御性能は
良好でないので、以下のステ、プで求めた新しい制御ノ
ｅラメータの値に再調整する。ここで、σｍｉｎ’σｍ
＆Ｘ’α２□、、α２ｍｌ！。

α３ｍｆｎ’α３ｍａｘは、制御系の応答速度を表わす
パラメータσ、応答形状を表わすパラメータα２．α３
に対する上下限のしきい値で、制御仕様、制御対象の事
前の知誠および、推定パラメータＢＳ（ｌ＝０〜３）よ
シ、（５）　、　（６）式に従って求めた制御対象（１
）式のパラメータｇ。＝ｇ　＊ｇ　ｅ・・・の情報によ
シ定められる値である。

制御パラメータは、絶えず調整する場合や、オペレータ
が指定した時のみ調整する場合があるが、本実施例では
上記のルールにより、現在の制御性能が良好でないと判
定されたときのみ制御則パラメータを調整している。

制′＃Ｊパラメータ演算部２６では、新しい制御パラメ
ータを以下の要領で求める。

Ｉ）推定パラメータ！ＬＯ＠ｌＬ１　ｒａｌ　、ａ、か
ら（５）。

（６）式に従って制御対象（１）式のパラメータｇｏ　
ａｇｌｍｇｍを求める。

ｉｉ）北森法によってＰＩ制御定数ｅｌｌ＊ｃ１を以下
のように定める。すなわち、閉ループ伝達特性０）式を
、盟ましい応答をするα４式の参照モデルにラプラス演
算子３の低次の項からマツチングさせる。この条件から
、ＰＩ制御定数はα峠式よシ求める。

ただし、σは、参照モデルαカ式の時定数、すなわち制
御系の応答速度に対応するものであり、σ工に関する２
次方程式（至）式の正の最小の根を用いる。

このようにして得られた制御パラメータｃ、。

ｃｌは制御ノクラメータチェック部２７において、以下
の制御ノーラメータチェックルールに従って妥当性のチ
ェック、修正を行なう。すなわち、ｃｏ＜８ｒｒｌ＆ｎ
１・Ｃ・（ｏｌｄ）であるならばＣＯ”’ｍ１ｎ１°ｅ
、　（ｏｌｄ） ＣＩ＞”ｍａｘｌｏＣ・（ｏｌｄ）であるならばｃ　＠
　＝ａｍａ　ｘ　１　”　＠　（ｏ　１　ｄ　）”　＜
’ｍ１ｎ２・ｃｔ　（ｏｌｄ）であるならばｃ、　＝’
ｍ１ｎ２１１ｃ’　（ｏｌｄ）ｅｌ）ａ　　　ＩＣ，（
ｏｌｄ）であるならばａｘ２ ＣＩ　”’ｍａｘ２・（！１　（ｏｌｄ）このようにし
て、最終的に得られた制御ノヤラメータｅ＠ｌｅ、に従
ってＰＩコントローラ２１のパラメータを調整する。

以上の適応制御装置は次のような特徴を有する。

１）一般にプロセス系、熱系などのプラントでは、低周
波数成分を多く含んだ非定常外乱やドリフト外乱がしば
しば存在する。制御系を設計する上で制御系の低周波数
領域の特性は重要な情報であるが、しばしばこの外乱に
よって推定が因島になる。しかし、本適応制御装置直に
よれば、ＰＩコントローラも含めた閉ループ系全体を（
２）式の形で同定しでいるので、外乱ｄ（ｔ）の直流成
分は、グランド出力ｙ（を塾らは完全に見えなくなシ、
外乱の低周波成分の影響もかなり低減され制御対象の低
周波特性が精度良く推定できる。

ｉｉ）制御対象そのものの動特性モデルを第２図におけ
る操作量ｕ　（ｔ）および制御量ｙ（ｔ）を離数化した
ものから正確に推定する場合操作信号ｕ（１）を推定の
ためのサンプリング周期と同じ周明でホールドしなけれ
ばならない。従ってこの場合は離散時間制御系になる。

動特性モデルの推定は、サンプリング周期はある程度長
い方が、観測雑音や数値計算上の有限語長による誤差な
どの影響を受けずにｎ度が良くなるが、一方では制御と
とるが、本適応制御装置では、閉ループ系全体をモデリ
ングするため、目標値ｒ（ｔ）が推定のためのサンプリ
ング周期でホールドされていれば、ＰＩコントローラが
連続系又は、非常に細かい制御周期の離散系であること
が許され、上記のような問題は生じない。

１１１）動特性を推定するための試験信号をプラントの
操作端から入力する場合、プラントの制御量にどのくら
いの影響を与えるかが事前にわからない場合が多（、安
全のため初めは試験信号を小さい振幅で入力し、次第に
大きくしていく必要がある。しかし、本適応制御装置の
場合、目標値に試験信号を入力するので、あらかじめ制
御系がある程度の性能を保つようにチュー二ングされて
いれば、制御量ｙ（ｔ）の変動幅は目標値である試験信
号の変動幅を大きく超えることはない。従りて、あらか
じめ試験信号による制御量の変動幅を規定しておくこと
ができる。なお、この変動幅は、オイレークがあらかじ
め指定することもできるし、制御系の状態に基づいて自
動的にその値を定めることもできる。

１ｖ）本発明の閉ループ系の動特性を推定する方式では
、コントローラの積分動作によシ、制御量ｙ（ｔ）は一
定の目標値ｒ（１）に対しオフセットがなくなる。との
ことから、（３）式のａ、は１．０になることが明らか
であるため、逆（これを予備知識として本実施例の）母
うメータ監視部２４におけるチェ、りａのように／ぐラ
メータ推定値ａ・。

ａｌ　＊ａｌ　、＆、が正しいか否かをチェ、りするこ
とができる。従って、もし、ノｆラメータ推定中に突発
的に外乱が加わることによシ、ノ母うメータ推定値が大
きく狂っても、それを上記の方法黒検出することにより
、誤まった制御パラメータにチューニングしてしまうこ
とを防げる。

■）本発明の閉ループ系の動特性を推定する方式では閉
ループ系の動特性モデル（３）又は（４）式はそのまま
目標値ｒ（ｔ）から制御量ｙ（ｔ）までの伝達特性、す
なわち制御性能（目標値追従性）を表わしている。従っ
て本実施例の制御性能監視部２５におけるチェックｂの
ように（３）式のノ４２メータをオンラインで推定する
ことによって制御系の制御性能をオンラインで監視でき
る。これにより、制御性能が乱れてきたときのみチュー
ニングを行なうなどのチューニングのタイミングを自己
管理することができる。

本発明による適応制御装置の応答を第４図と第５図に示
す。第４図は、初めに制御系のチューニングが悪い状態
であるとき、本適応制御方式により求めた制御則パラメ
ータによりチューニングした結果、制御系の応答特性が
改善された例である。ＰＩ制御系の目標値ｒ（１）と制
御量ｙ（ｔ）の波形を２つの例について示す。同図（ａ
）　、　（ｂ）ともにチューニング以後、制御量ｙ（ｔ
）が目標値ｒ（ｔ）にスムーズに追従していることがわ
かる。同図（Ｃ）では、そのときの制御対象（１）式の
パラメータｇ。１ｇ５５ｇ５の推定値へ＃　会誼の時間
変化の例を示している。時間とともに各パラメータが真
値へ収束していることがわかる。

第５図は制御対象に操作端から外乱ｄ（ｔ）が加わる場
合の本適応制御方式の効果を示したものである。

まず同図（、）は操作端に試験信号型ｔ）を加え、操作
量ｕ（ｔ）と制御量ｙ（ｔ）から制御対象の動特性を推
定する方法による適応制御系の応答を示している。

ノ９ラメータが外乱によりてうまく推定できず、その結
果、チューニング後に制御系が不安定になシ、制御量ｙ
（ｔ）が発散していることがわかる。

同図伽）は、本実施例の方法であシ、目標値に試験信号
ｒ（ｔ）を加え、閉ループ系の動特性を推定する方法に
よる適応制御系である。外乱ｄ（ｔ）が制御対象に加わ
りてもパラメータ推定が乱されず、その結果のチューニ
ングによシ、制御系の応答が良好になったことがわかる
。同図（ｃ）については、次の実施例において説明する
。

次に本発明の適応制御方式を用いた他の実施例に係る適
応制御装置を第６図に基づき説明する。ここでは、制御
対象２０に、ＰＩコントローラ２１ｆ、用いて閉ループ
系２８を構成している。

基本的構成は前述した第２図の適応制御装置と同じであ
るが、目標値の代シに操作端に試験信号ｕ（ｔ）を加え
る点、および目標値ｒ（ｔ）ｓ制御量　ｙ（ｔ）を測定
する代シに、試験信号負ｔ）　ｅ　Ｐ　Ｉコントローラ
の積分器出力ｕｘ（ｔ）を測定するという点が異なる。

この装置では、制御対象を（１）式で表わすとすると、
積分器出力ｕ　Ｉ（ｔ）は次式で表わされる。

ただし１．　Ｘ（、）、、　、　、？（、）　、　ｒ（
、）は、それぞれｕｌ（ｔ）　、　可ｔ）。

ｒ（ｔ）をラブ歩ス変換したものである。特に、目標値
ｒ　（ｔ）が一定のときは、得られた信号”（ｔ）　ａ
　ｕ　ｘ（ｔ）を以下のような状態変数フィルタ２２に
通すことによって四式を（２）式で置き換えることがで
きる。これによって、（１）の影響を除くことができる
。

これは、ＰＩ制御系の閉ループ２８の外乱に対する特性
を表わしている。これを近似的に、と表わすと・ぐラメ
ータ（”＠　＊ＩＬ１　＃＆！　＃＆３　）と（σ。

α２．α３）と（ｇｓ＊ｇ工１ｇ３）の間には、次の関
係が成シ立つ。

よって、信号型ｊ）”　＊　ｕ？（ｋ）をサンプリング
した信号列４＞　、　ｕ祢）からパラメータ同定部２３
においてに）式の形の伝達関数を前記実施例と同様の方
法で推定し、ノ９ラメータａ（１＠ＪＬ１　ｊａｗ磨ａ
３を求め制御対象のパラメータｇ＠ｅｆ　ｈｉｍを（イ
）、（７）式よシ得ることができる。それ以後の処理は
前記実施例と同様である。

この実施例の適応制御装置によれば前述した実施例と同
様の効果が得られることに加え、次のような特有の効果
を得ることができる。

すなわち、本実施例では（イ）式と四人の関係から理論
的に１゜＝１．０が成シたつので、ノ９ラメータ監視部
２４において前実施例と同様のパラメータチェックがで
きる。

また、本実施例では（イ）式の動特性をオンライ　・ン
で監視することができる。

ところで、ＰＩ制御系の外乱特性は、 となり、分母の特性方程式は（財）式と同じになる。

従ってに）式の推定モデルである（イ）弐又はＨ式のノ
９ラメータから、制御性能監視部２５において制御系の
制御性能（外乱抑制性）をオンラインで監視できる。こ
れにより、前述した実施例と同様にチューニングのタイ
ミングを自己管理することができる。もちろん、先の実
施例と本実施例を交互に用いることによって、目標値追
従性と外乱抑制性を同時に監視することも可能である。

本実施例の適応制御装置では、第５図（ｃ）に示すよう
に、外乱ｄ（ｔ）の加わる制御対象に対し、外乱の影響
を受けずにチューニングしており、チューニング後の制
御ｉ　ｙ（ｔ）の応答が改嵜されていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る適応制御装置の基本構
成を示す制御ブロック図、第２図は本発明をＰＩ適応制
御系に応用した実施例に係る適応制御装置の制御ブロッ
ク図、第３図は同装置における状態フィルタ周辺部の他
の構成例を示す制御プロ、り図、第４図は上記装置の作
用を説明するための図、第５図は本発明の効果を従来例
と比較して示す図、第６図は本発明の他の実施例に係る
適応制御装置の制御ブロック図である。 ３．２８・・・閉ループ系、２０・・・制御対象、２１
・・・操作量演算部、２９・・・比例器、３０・・・積
分器・ 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 呼量− 第４凶 第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御対象に係わる諸情報から上記制御対象の動特
   性に関連したパラメータを推定する同定手段と、この同
   定手段で推定されたパラメータに基づき制御パラメータ
   を演算する制御パラメータ演算手段と、この手段で得ら
   れた制御パラメータに基づき目標値とプラントの制御量
   から操作量を演算する操作量演算手段と、これらの各手
   段の動作モードを監視、調整する制御系監視手段と、持
   続的励起性信号からなる試験信号を発生する試験信号発
   生手段とを備えた適応制御装置において、試験信号を目
   標値信号に加算し、その加算された目標値信号とプラン
   トの制御量信号とを取り込み、これらの信号をフィルタ
   演算するフィルタ演算手段と、この手段で得られた結果
   をサンプリングし、離散時間信号列を得るサンプリング
   手段と、この手段で得られた信号列から、プラントと操
   作量演算手段とを含めた閉ループ系全体の動特性モデル
   のパラメータを推定する手段と、この手段で推定された
   パラメータから制御パラメータを演算し、その値を用い
   て前記操作量演算手段のパラメータを調整する手段とを
   具備したことを特徴とする適応制御装置。
2. （２）操作量演算手段は積分器を備え、フィルタ演算手
   段は上記積分器の出力と、持続的励起性信号から成る試
   験信号を操作信号に加算した信号とを取り込み、これら
   の信号をフィルタ演算するものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の適応制御装置。
3. （３）推定された閉ループ系の動特性モデルに関するパ
   ラメータを既知の情報と比較することにより、パラメー
   タの推定精度を監視、評価するパラメータ監視手段を備
   え、制御量演算手段に制御偏差の積分値フィードバック
   を含むとき、推定された閉ループ系の動特性モデルの定
   常ゲインが１．０であるか否かを判定することにより、
   モデルに関するパラメータの推定精度を評価し、その推
   定値に基づいて制御パラメータを調整するか否かを判断
   する機能を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の適応制御装置。
4. （４）推定された閉ループ系の動特性モデルに関するパ
   ラメータをオンラインで推定しながら、その情報から制
   御系の制御性能を監視、評価する制御性能監視手段を備
   え、制御性能の良否から制御パラメータを調整する必要
   があるか否かを判定し、パラメータ調整の実行、停止を
   自己管理する機能を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の適応制御装置。
5. （５）制御対象に加える試験信号の振幅を、入出力装置
   を介してオペレータが指定する機能および制御系の制御
   偏差の大きさに応じて自動決定する機能を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の適
   応制御装置。