JPS628201A - デイジタル制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、匍制御対象の計測環境、データ変換器及び
データ伝送経路等の外囲環境の異常を検出し、制御系の
暴走を抑止することのできるディジタル制御装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

一般にディジタル制御装置は、第４図に示すような構成
である。第４図において（１）は目標位置データＸｎ、
　＋２１は制御対象位置θｎであり、（３）はＸｎ（１
１とθｎ（２１の偏差Ｋｎで、（４）のサーボ匍制御回
路は、偏差Ｋｎ（３１に応じて（５）の制御量Ｉｎを出
力する。

〔発明が解決りようとする問題点〕

しかしながら、制御対象位置θｎ（２）　を計測する手
段に異常が生じた場合、もしくは、計測されたデータを
伝達する手段如異常が生じた場合、制御量工ｎ（５１が
不適当な１１出力され続は制御系の暴走を引き起こすと
いう問題があった。

例えば、制御対象位置θｎ（２）を計測する手段に異常
が生じ、制御対象が作動しても制御対象位置θｎ（２）
が一定値となってしまう場合には、目標位置データＸｎ
（１１と制御対象位置θｎ　（２１の偏差Ｅｎ　（３）
は一定となり、これに対応する制御量Ｉｎ（５）もまた
一定値が出力され続け、制御系は一定方向へ暴走してし
まう。

また、制御系が正常であっても制御対象の緩やかな変動
によって制御対象の出力が変化し、固定されたモデルで
は本当の異常の検出は困難で返った。

この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
のであり、制御系のモデルを制御対象への入力と制御対
象からの出力から制御系のモデルを作成し、このモデル
と制御対象に与えた制御量より・制御対象の位置を適切
に推定することにより。

制御対象の緩やかな変動には追従しながら、外囲環境の
異常を検出し、制御系の暴走を抑止することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のディジタル制御装置は１作動中の制御対象の
モデルを推定し、このモデルから推定される出力と観測
される制御対象の出力を比較することによって、外囲環
境の異常を検出する異常検出器と、上記異常検出器によ
って、出力される二→−信号によって制御対象への出力
を切り換える選択器とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、異常検出器で制御系が適当な動作
をしているか否かを決定し、適当な動作をし、ている場
合にはサーボ制御回路の出力を制御量とし制御系の動作
が不適当ならば、制御量を”０”として制御系を停止さ
せるものである。

〔実施例〕

以下第１図、第２図に示す一実施例によってこの発明を
具体的に説明する。

第１図は、この発明によるディジタル制御装置を含む制
御系の全体構成図である。

第１図において、（６）は目標位置データＸ　ｎ　（１
１と制御対象位置θｎ（２）から制御量Ｉ　ｎ　（５１
を出力するこ■ °′１′″６５”″６″“””１°・６パ”１１工ｎ（
５）は（））のディジタルアナログ変換器によって　　
　　　　　１アナログ量に変換され（８１の増幅器によ
って適当に増幅すれ、制御対象である（９）の駆動機へ
の入力となり制御量に応じて駆動機（９）が作動する。

駆動機（９）が作動すると、接続された顛のシンクロ発
振器によって位置を検出し、Ｕのシンクロブ　　　　　
　　１イジタル変換器を介し制御対象位置θｎ（２）と
なりフィードバックされる。

第２図は、ディジタル制御装置（３）を具体的に示した
図であり、　ｆｌｌ、　＋２１．　（５）は、第１図と
同じである。

第２図において、（３）は目標位置データＩｎ（１１と
制御対象位置θｎ（２）との偏差Ｅｎであり、α２はサ
ーボ制御回路であり、偏差Ｅｎｉ３１を入力とし、シス
テムに依存する評価関数を最適にする制御量Ｉｎ（５）
を決定する制御則を実現するものである。

αｊは異常検出器であり、制御対象位置θｎ（２）と制
御量Ｉｎ＋５１から制御系の正常、異常を判定し。

Ｉのエラー信号を出力する。

工丹−信号α４は、制御系が正常の場合”０”、制御系
が異常の場合”１”を出力し、ａ９の選択器へ入力され
る。

選択器αりは、エラー信号０４が”０”の場合サーボ制
御回路αつの出力ａｅを選択し、工う一信号ａ４がＮ　
１　ｊｌの場合は制御量（５）をＯｎの０”に切り換え
制御対象を停止させることにより、制御系の暴走を７′
）−７６・　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　、：第３図は、異常検出器（１３を具体的に示した図
であり、　＋２１．　＋５１は、第１図、第２図と同じ
である。　　　　　　　　）。

Ｑｇｔｉ、モデル推定回路であり、制御対象位置　　　
　　　　　１″［・ ｏｎ（２）と制御童工ｎ（５）から制御対象のモデルを
推定　　　　　　　［するも。アある。　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　：１−ｔヵゎあ、　−
ｙｙｌ　ＩＪ　ｙｆｊｋアあ、９％Ｈ＋ｌｌＩヵよ□　
　　　−”ｏｎ（２）と制御量］：ｎ＋５１の間には１
次のモデルを考えることができる。

： Ｈ（ｚ）・ｏｎ　＝　Ｇ　（ｚ）　・工ｎ１ここで　ｎ
；サンプリング時刻 θｎ；サンプリング時刻ｎの制御対象位置 ■・：す〜ブリング時刻・の制御ｆｊｋ：、、、。

Ｇ（Ｚ−１）；制御系のに次のモデル　　　　　　　　
　　　　１：Ｇ（ｚ−１）＝Ａ１４＋−）−・−・＝−
１−Ａｌ（−Ｚ−に′：１ Ｈ（Ｚ、−１）：制御系のｍ次のモデル　　　　　　　
　　　　　；、′： Ｈ（ｚ−１）＝ｌ　十Ｂ１−Ｚ−’十−１−＝−４−Ｂ
ｚ−ｚ−ｍ　　　　　　　　　　　″：モデー推定回路
α秒では、観測された制御対象位置　　　　　　　：１
、。

ｏｎ（２）と制御量Ｉｎ（５）を使Ｗ［次のようにして
制御　　　　　　　“□系のに次のモデルのに個の係数
を求める。

Ｑｎ＋１＝Ｑｎ−Ｋｎ＋１　・（Ｘｎ＋１’Ｑ、ｎ−θ
ｎ）Ｋｎ十ｉ　＝Ｐｎ−Ｉｎ−１−１　Ｈ（１＋Ｘｎ＋
１ζＰｎ−Ｘｎ−１−ｊ　）’″１゜Ｐｎ＋ｊ　＝Ｐｎ
−Ｐｎ−Ｘｎ＋１−（Ｌ＋Ｘｎ＋１’・Ｐｎ４ｎ−Ｈ）
　　　ＨＸｎ−１−１’・Ｐｎ ここで　ＰＯ；単位行列 Ｑｎ　；　ｋ−１−ｍ個の係数行列＝　（ＡＩ　、Ａ２
．−、−・・ＡｋＢｌ　、Ｂ２　、、−−−−−Ｂｍ）
Ｘｎ：ｔｆｆｌ側されたθｎと工ｎの行列ｘｒｌ′；観
測されたθｎと工ｎの転値行列ａ９はモデル推定回路ａ
ｒｐの予測出力Ｓｎであり、求めたｆｌｌｌ制御系のに
次のモデルから次のようにして与えられる。

Ｓｎ”　（ＡＩ　・Ｚ−’　十・−・−・＋Ａｋ　、Ｚ
−に１　、工ｎ　−（Ｂ１　＋・・・・・・十Ｂｍ、Ｚ
　　　）・θｎ−１ （１）の比較回路では、実際に得られる制御対象の出力
θｎ（２）と推定された制御系のに次のモデルから得ら
れた予測出力Ｓｎとの誤差をシステムに依存する許容誤
差節回θと比較して。

１ｓｎ−θｎｌ＜ｅ を満足する場合制御系が正常であると判定しエラー信号
Ｉと［て”Ｏ”、そうでなければ制御系が異常と［て１
″を出力し、α９の選択器へ入力される。

なお、上記実施例ではシンクロ発振器による計測の例で
あるが１位置を計測できるその他の手段を用いても、こ
の発明を適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば事前に制御系のモデル
を必要とせず、制御対象の緩やかな変動には追従しなが
ら、制御対象の位置計測手段、シフ　１　ｅｌ　７’イ
ジタル変換器、ディジタルアナログ変換器のめずれかに
異常が生じた場合にもこれを検出することが可能であり
、さらには制御対象の異常を検出することができ、制御
系の曇走を抑止するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるディジタル制御装置を含む制
御系の全体構成図、第２図は、ディジタル制御装置（６
）を具体的に示した図、第３図は、異常検出器−を具体
的に示した図、第４図は従来のディジタル制御装置を示
した図である。 図中、（１）は目標位置データＩｎ、　　＋２１は制御
対象位置θｎ、（３１は偏差Ｅｎ、　（４１はサーボ制
御回路、（５）は制御量Ｉｎ、（６１はディジタル制御
装置、（７Ｉはディジタルアナログ変換器、ｆ８１は増
＠器、（９）は駆動機、（１１はシンクロ発振器、αυ
はシンクロディジタル変換器、ａｚはサーボ制御回路、
（１３は異常検出器。 Ｉはエラー信号、ａ５は選択器、顧、αηは出方値。 鱈はモデル推定回路、ａ場はパラメータ比較回路Ｑυで
実際に得られる側御対象システムバうメータＱｎ、ｍは
比較回路である。 なお１図中同一あるｂは相当部分には同一符号を符しで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 目標値からの誤差を入力として、制御対象への制御量を
   出力とするサーボ制御回路と、制御対象への入力と制御
   対象からの出力から制御系のモデルを作成し、この制御
   系のモデルから得られる推定出力と観測された制御対象
   からの出力比較することによつて、上記サーボ制御回路
   の外囲環境の異常を検出する異常検出器と、上記異常検
   出器によつて、出力されるエラー信号によって制御対象
   への出力を切り換える選択器とを有し、外囲環境の異常
   による制御系の暴走を抑止することを特徴とするディジ
   タル制御装置。