JPS628202A - 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、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Ｉｎ、
（２１は制御対象位置θｎであＦ）、　ｔａ＋Ｆｉｘｎ
Ｏ茅とθｎ（２）の偏差１１ｔｎで、（４；のサーボ制
御回路は。

偏差ｉｎ　（３）に応じて（５）の制御量Ｉｎを出力す
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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
達する手段に異常が生じた場合、制御量Ｉｎ（５）が不
適当なまま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Ｉｎ
　（１）と制御対象位置θｎ（２）の偏差Ｉｎ（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。

この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
のであシ、制御系のモデルを考慮し、制御対象に与えた
制御量よ多制御対象の位置を適、切に推定することによ
シ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量［は１作動中の制御対象の
モデルを推定し、事前に得られた制御対象のモデルと比
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設
けたものであるＯ 〔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、適当ガ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Ｉｎ　ｔｌ）
と制御対象位置θｎ（２）から制御量Ｉｎ　＋５１を出
力するこの発明によるディジクル制御装置であり、制御
量Ｉｎ（５）は（７）のディジタルアナログ変換器によ
ってアナログ量に変換され（８）の増幅器によって適当
に増幅され、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１９＋が作動すると、接続されたａ〔のシンクロ
発振器によって位置を検出し、ａυのシンクロディジタ
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（６）を具体的に示した
図であり、　ｔｌ）、　＋２１．　＋５１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Ｘｎ　ｆｌ）
と制御対象位置θｎ（２）との偏差Ｉｎであシ、α２は
サーボ制御回路であり、偏差！Ｉ！ｎ　１３）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
工ｎ（５）を決定する制御則を実現するものでめる＠ｑ
３は異常検出器であり、制御対象位置θｎ（２）と制御
量Ｉｎ　＋５）から制御系の正常、異常を判定し。

α４のエラー信号を出力する。

エラー信号ａ４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、ａ！９の選択器へ入力さ
れる。

選択器Ｑ５は、エラー信号α尋がＯ”の場合サーボ制御
回路ａｚの出力器を選択し、エラー信号０が”１”の場
合は制御量（６）をαηの０″に切り換え制御対象を停
止させることによシ、制御系の暴走を抑止する。

第３図は、異常検出器−を具体的に示した図であり、　
＋２１．　＋１５１は、第１図、第２図と同じである。

顛は、モデル推定回路でオシ、制御対象位置θｎ（２）
と制御素工ｎ（５）から制御対象のモデルを推定するも
のである◎ すなわち、サンプリング量である制御対象位置σｎ（２
）と制御素工ｎ（５）の間には１次のモデルを考えるこ
とができる。

θｎ−Ｇ（−〇工ｎ ここで　ｎ；サンプリング時刻 θｎ；サンプリング時刻ｎの制御対象位置工ｎ；サンプ
リング時刻ｎの制御量 Ｇ（ｇｌ−１）；制御系のに次のモデルＧ（ｇ−１）−
ＡｌｓＺ　　＋−＋Ａｋ”Ｚ−にモデル推定回路員では
、　ＷＭ６１１ｊされた制御対象位置θｎ（２）と制御
素工ｎ（５）を使用し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”Ｑｎ−θｎ）
Ｋｎ＋１−Ｐｎ＠Ｉｎ＋１　ｓ（１＋Ｉｎ＋１’　＋＋
ＰｎｅＸｎ＋１　）−’Ｐｎ＋１−ｗＰｎ−Ｐｎ＠ｌｎ
＋１ｓ（１＋Ｉｎ−Ｎ’＠Ｐｎ＠Ｘｎ＋１）　　５Ｘｎ
−１−１’ｅＰｎここでＰＯｓ噂位行列 Ｑｎ；に個の係数行列−（Ａ１　＠Ａ２　ｔ　”””Ａ
ｋ）Ｋｎ；観測されたθｎと工ｎの行列 Ｘｎ’；観測されたθｎと工ｎの転置行列ａ９はモデル
推定回路α梯の出力であり、求めたに個の係数Ｑｎであ
る。

■は、制御系のシステムを稼動させる前に同様にして求
めた制御系のに次のモデルのに個の係数Ｒであり、Ｑυ
のパラメータ比較回路へ入力されモデル推定回路α秒の
出力データＱｎ０と比較される。

パラメータ比較回路ｃｌυでは、実際に得られる制御対
象システムパラメータＱ、ｎ　ａ９との誤差と事前に求
めたシステムパラメータＲ＠との誤差をシステムに依存
する許容誤差範囲ｅと比較して。

ｌ　Ｑｎｋ−ＲｋＩ（ｅｋｆｏｒ　ａｌｌ　ｌｃ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ａ４と
して０”、そうでなければ制御系が異常として”１″を
出力し、ａ９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、この発明によれば正確な制御系のモデル
を必要としないで、制御対象の位置計測手段、シンクロ
ディジタル変換器、ディジタルアナログ変換器のいずれ
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
あシ、さらには制御対象の異常を検出することができ、
制御系の暴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ａ３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１ｅｎ、ｆ４１はサーボ制御回
路、（５）は制御素工ｎ、１６）はディジタル制御装置
、（７）はディジタルアナログ変換器、（８）は増幅器
、（９）は駆動機、　Ｑ［）はシンクロ発振器、ａυは
シンクロディジタル変換器、　０３はサーボ制御回路、
０は異常検出器、（Ｉ４はエラー信号、　＋ｔｃｊは選
択器、αｅ、ａηは出力値、錦はモデル推定回路、α値
はパラメータ比較回路Ｑυで実際に得られる制御対象シ
ステムパラメータＱｎ、■は事前に得られたシステムパ
ラメータＲ，０１１はパラメータ比較回路である。 なお１図中同一あるいは相当部分には同一符号を付しで
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、事前に得
   られた制御対象のモデルと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
   よつ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。