JPS63165903A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、動特性が未知、あるいは時間経５過。

操業条件の違いに応じて変化する制御対象に対し。

その動特性を対象の入出力信号のデータから推定し、そ
れに基づき制御装置（制御演算部）の制御定数を調整す
ることにより、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。

（従来の技術） 従来の適応制御系には、セルフチ五−ニングコントロー
ラ（Ｓ、Ｔ、Ｃ）やモデル規範形適応制御系（ＭＲＡＣ
８）および、ＰＩＤオートチューニングコントローラな
どがある。まずＳ、Ｔ、ＣやＭ、Ｒ，Ａ、Ｃ，Ｓは、理
論的にもその特性が詳しく解明されてセリ。

ある条件のもとて制御系の大局的な安定性も保証されて
いる。この点に関しては、たとえば〔自動制御ハンドブ
ックＰ７０１〜７３３（計測自動制御学会側、オーム社
発行）〕に詳しく説明されている。

しかし、その安定性を保証する条件とは、対象が線形２
時不変系で対象のムダ時間や、最大次数極と零点の数の
差が既知、対象は最小位相系でなければならないなど、
現実のプロセスにはきびしすぎる条件ばかりである。ま
た、実プロセスでは非線形性や外乱なども存在し、これ
らの影響も才だ明らかではない。このような背景からＳ
、Ｔ、ＣやＭＲＡＣ８はまだ実プロセスへの適用には多
くノ問題点がある。

−Ｊ、ＰＩＤオートチ八−ニングコーニングコントロー
ラの多くのプロセスで用いられているＰＩＤコントロー
ラを基本とし、プロセス動特性を入出力信号から推定し
、それにもとづいてＰＩＤ定数を決定するものであり、
既にいくつかの実施例がある。しかし、ＰＩＤオートチ
ューニングコントローラも制御系が必らずしも安定にな
るとは限らず、又、外乱、観測ノイズにより対象の動特
性を誤まって推定することにより制御系のチューニング
がうまくいかないという問題点があった。

（発明が解決しようとした問題点） 本発明は、従来の適応制御方式において問題となってい
た外乱に対する弱さを克服するため制御対象に外乱、観
測ノイズが加わる場合でも、対象に必要最小限の動揺を
与えることにより、プラントの運転状態を大きく乱すこ
となく、外乱、ノイズに乱された応答データから対象の
動特性を精度良く求め、それにもとづき制御系を良好な
状態にチューニングすることのできる適応制御装置を提
供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明の概要を
第２図〜第６図を用いて説明する。本発明は制御量のフ
ィードバックによってできる閉ループ系に非線形要素を
設けることにより閉ループ系にリミットサイクルを発生
させ、それにより制御対象を励起状態にしておき、その
ときの入出力データから制御対象の動特性を推定し。

それにもとづいて制御定数を定める適応制御装置である
。

以下１本発明の概要を第２図〜第６図を用いて説明する
。

第２図は、非線形要素を含む閉ループ系の構成例である
。線形システムＧ　（ｓ）は、コントローラと制御対象
を合わせたものとした。又、非線形要素は、たとえば入
力信号と出方信号との間に第３図のような特性を持つ２
値リレー要素とした。このとき、第２図の閉ループ系に
はリミットサイクルすなわち周期的な持続振動が発生す
ることが知られている。その原理を第４図のナイキスト
線図を用いて説明する。これは複素平面上に線形システ
ムＧ（ｓ）の周波数応答関数Ｇ（ｊω）の周波数ωに対
する軌跡を描いたものである。

次に、閉ループ系内に発生したリミットサイクルは周期
関数であるために、フーリエ級数展開することができる
。そこで、たとえば制御量ｙ（ｔ）の基本波成分を ｙｏ（ｔ）　＝　Ｘ出ωｔ　　　　　　　　　・・・・
・・（１）とした。第２図でｒ　（ｔ）三〇の場合、信
号ｅ　（ｔ）の基本波成分は−Ｘｔｈωｔとなり、さら
に非線形要素を通過した後の信号をｅ（ｔ）としたと、
その基本波成分も同じ周期で、−Ｘ、１．、ωｔとなる
。Ｃ（りとｅ　（ｔ）の基本波成分の比は、ｇ３図の特
性を持つ２値リレー系においては、 となる。このＮ（ｘ）を非線形要素の記述関数と呼ぶ。

第２図の閉ループ系がリミットサイクルを持つとき、そ
の基本周波数をωとしたと、ナイキストの定理より１次
式が成立する。

１　＋　Ｎ（ｘ）Ｇ（ｊω）＝０　　　　　　　　・・
・・・・（３）（４）式右辺のＸに対する軌跡を複素平
面に描くと。

第４図の様に負の実軸に一致する。（３）又は（４）式
が成り立つのは、第４図で、Ｇ（ｊω）の軌跡と一１／
Ｎ（ｘ）の軌跡の交点Ｐである。従って、リミットサイ
クルの基本波は、第４図点ＰにおけるＧ（ｊω）の周波
数１、点Ｐにおける１／Ｎ（ｘｌの５によって）’６（
ｔ）＝　Ｘ−ω、と表わされる。

ここで、注目すべき点は、この基本波の周波数ωは、線
形システムＧ（ｓ）の位相特性が一１８０′　　となる
周波数と同じであること、すなわち１Ｇ（Ｊω）＝−１
８０’　　　　　　　　　・・・・・・（５）となるこ
とである。

次に、第２図の線形システムＧ（ｓ）にムダ時間装ｉム 素ｅ　が付加してＧ（ｓ）　、　Ｃ“でおきかえられた
場合を考える。このとき１周波数応答関数０（ｊω）　
、ｅ−Ｊ″のナイキスト線図上の各点はＧ（ｊω）のナ
イキスト線図上の各点から、その点におけるωに対し、
原点Ｏを中心にωＡｌ：ｒａｄ〕だけ時計回りに回転し
た点に相当する。従って、前述のＧ（ｓ）に対するリミ
ットサイクルの点Ｐと同様にＧ（ｓ）、ｅ”’に対する
リミットサイクルの生じる点Ｐ１は、Ｇ（ｊω、　、　
ｅ−ｊ′のナイキスト線図が負の実軸と交わる所にある
。これをＧ（ｊω）のナイキスト線図から求める場合、
第５図のように、実軸Ａ−０を角度θ＝ωＬ［：ｒａｄ
］ｐ だけ１反時計方向へ回転した半直線ＡＴ−０とＧ（ｊω
）の軌跡との交点から点ｐｌが求められる。第５図から
明らかな様に点Ｐ１における周波数ω１は１点Ｐにおけ
る周波数ωより低い。すなわち、Ｇ（ｓ）、　ｃ７”に
対するリミットサイクルの基本周波数はＧ（ｓ）に対す
るそれより低くなる。よって、第２図の線形システムＧ
（３）にムダ時間要素を付加したとき、ムダ時間りを０
から次第に大きくしてゆくと、閉ループ系内に存在する
リミットサイクルの基本周波数は、、１Ｇ（ｊωＩ））
＝−１８０°となる周波数ωから次第に低くなっていく
。

以上がリミットサイクルの発生の原理である。

次に、このリミットサイクルを用いた本発明の詳細な説
明する。

本発明では、第２図の閉ループ系のかわりｌこ。

第６図のＩ−ＦＤ制御系に非線形要素、ムダ時間要素が
加わったものを考える。このとき、第２図のＧ（ｓ）は
、第６図では、 となる。従って第６図の閉ループ系で１＝０のとき発生
するリミットサイクルは、Ｉ−ＰＤ制御系ノー巡伝達関
数（６）式の位相が一１８０°となる周波数ωを基本周
波数として持つ。このＩ−ＦＤ制御系の安定性は、周波
数ωあたりの特性、具体的にはゲイン余裕１位相余裕に
よって特徴づけられる。ところが、通常の適応制御系で
は、外乱や観測ノイズによりこの周波数ωあたりの特性
を十分な精度で推定できないため、十分な安定性（ゲイ
ン余裕。

位相余裕）を持つ制御系にチューニングすることが困難
になる。これを回避するためには、同定信号を加えて対
象の動特性の推定精度を向上させればよい。しかしあま
り大きな同定信号を加えるとプロセスを大きく乱すこと
になるため、必要最小限の同定信号として周波数へあた
りの成分のみを含む信号が好ましい。もし、周波数１が
既知ならば、そのような同定信号を外乱で発生させ、制
御系に加えることができる。しかし、一般に対象の動特
性が未知である場合、ωも未知である。ところが、上述
のように、閉ループ系に非線形要素を設けることにより
、自動的にωを基本周波数としたリミットサイクルが生
じるため、これを同定信号のかわりに用い、プロセスを
励起させることにより対象のωあたりの周波数特性を正
確に推定することができる。以上が本発明の原理である
。

実際には、リミットサイクルの生じた状態で。

対象の入出力信号のサンプリングデータから対象の動特
性を時系列モデルの形で推定する。この時系列モデルか
ら対象の周波数応答関数Ｇ（ｊω）を求め、それにもと
づき、制御系があらかじめ指定したゲイン余裕、位相余
裕を満たすように、制御定数を定める。

なお１発生したＩＪ　ミツトサイクルの周波数ωと振幅
Ｘから、制御対象のその周波数のゲイン、位相特性を直
接測定するという方法は、たとえば。

文献〔藤井、他：リミットサイクルによる制御系動特性
の測定法；計測自動制御学会誌「計測と制御」第７巻第
４号Ｐ２４８〜２５７（昭４３）〕などで述べられてい
る。しかし、外乱や観測ノイズが存在する場合、その中
にうもれたリミットサイクルの波形をから１周期、振幅
を直接読みとるのは困難かつ大きな誤差を生じる。

本発明では、上述のように１７　ミツトサイクルの波形
から最小二乗法を用いて一度時系列モデルを推定した後
、そこから制御対象のある区間の周波数特性を推定する
ため、統計的処理により外乱に対し、精度が良くまた一
点の周波数特性だけでなく、ある幅をもった周波数帯域
の特性を短かい測定時間で推定できるという利点がある
。

（実施例） 第１図に本発明の適応制御系の１つの実施例の構成図を
示す。

図中の１は制御対象で、その制御量ｙ（りをフィードバ
ックし、目標値信号ｒ（ｔ）と合わせて２のコントロー
ラに入り、操作ｉ　ｕ＜ｔ＞を演算する。２のコントロ
ーラ（操作量演算部）は、フィードフォワード付Ｉ−Ｐ
コントローラで、フィードフォワードゲインｆｆを調整
することにより、Ｐ−Ｉコントローラとも等価になる。

このような制御系を２自由度形制御系と称す。２自由度
形制御系の利点は、制御系の特性である目標値追従性能
と、外乱抑制性を独立に調整できるため双方を同時に最
適化できる点にある。

制御性能監視部１０では、常に目標値信号ｒ（ｋ）。

制御偏差ｅ（ｋ）を監視し続けている。そして、常に制
御偏差の二乗平均値 および、目標値変化率 を測定し続ける。以下の条件を満たしたとき、チューニ
ングが起動される。

Ｏｒ（ｋＫε、かつ　σ、Ｊｋ）　＞ε１→チユーニン
グ起動Ｏγ（ｋ）〉ε、かつ　σ、（ｋ）＞＃！→チュ
ーニング起動起動待刻に−Ｎ３〜にの間でＩｅ（ｋ）Ｉ
＞１３となる回数が坑口以上あったとき→チューニング
起動チューニングが起動されると１図中の切替えスイッ
チ７が切替わり、２値リレー要素５およびムダ時間要素
（遅延素子）６が積分器３に直結する。

その結果、第２図又は第６図と同じ２値リレー要素を含
む閉ループ系が構成され、リミットサイクルが生じ、そ
れによって制御対象１が励起される。

ここで、２値リレー要素５のゲインＡはａυ式の制御偏
差の２乗平均値σに対しリミットサイクルの振幅Ｘが Ｘ＝ｍｉｎ　（Ｘｍａｘ、　Ｃｐ−ａｅ）〕・１月・α
四となる様に調整される。（ただし、Ｘｍａｘはプロセ
スの制御量の最大許容変動値、ρはＳ／Ｎ比を表わす定
数、σ。＝枦（である。） 又、ムダ時間要素のムダ時間りは、初め０で除徐に値が
大きくなり、リミットサイクルの周期ωに対し。

ω・Ｌ　　＝　　％　　　［：ｒａｄ］　　　　　　　
　　−・−・（１４）（ただし、９Ｍはあらかじめ指定
された位相余裕設計値） となるまで、増加する。

次に、このリミットサイクルが持続している状態で、制
御対象１の入出力信号ｕ（ｔ）、　ｙ（ｔ）をフィルタ
８に通したあとサンプラ９でサンプリングしてデータ列
ｕ（ｋ）　、　ｙ（ｋ）が得られる。動特性同定部１１
では、このデータにもとづき１次式の逐次形最小二乗法
でαＳ式のＡＲＭＡ（自己回帰移動平均）モデルのパラ
メータ（ａｉ）　、　（ｂ、）が推定される。

ＡＲＭＡモデル： 逐次形最小二乗法 ステップ１ ｎ　ｍ＝ｍａｘ　（ｎ　、　ｍ　）　　　　　　　　　
　、、、、、、　（Ｌ、９Ｈ−ｍｘｎ＋ｍ　行列７”（
ｎｍ−５）＝＝αｎ　　　、、、　、、、圓（α）１．
■は単位行列） ｎ＋７ｔ１次推定パラメータベクトルθ（ｎｍ−ｔ）＝
［：Ｏ−０〕　ＨＯくλく１　（たとえばλ＝０．９９
）　　・・・・・・（１９に＝ｎｍ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・囚とおく。

ステップ２ 以下の（ａ）〜（ｅ）の処理、計算をに＝Ｎ（ただしＮ
　））　ｎ　ｍ　）となるまでくり返し実行する。

（ａ）ベクトル　ｑ／ｋ）＝〔−ｙ（ｋ−１）、−ｙ（
ｋ−２）・・・。

７（ｋ−ｎ）　ｕ（ｋ−１）　＃ｕ（ｋ”）　’をつく
る。　　”’　ｐ　ｕ（ｋ−ｍ）丁　　　　°−−−−
−ｃ！。

（Ｃ）　　θ（ｋ）＝’（ｋ−１）＋ｒ（ｋ−１）’ｔ
ｋ＞−ｇ’ｔｋ）　　　−・−Ｕ（ｅ）　　ｋ＋ｌをｋ
とおき、（ａ）にもどるステップ３ （０＜ｇθ＜＜１　；Ｎ０≧１） ならば。

θｉＮ、＝＝（ａ、　、ａｔ　＊”’ｙａｎｓｂ１　＊
ｂ！　ｐ”’ｔｂｍ〕”潰ヲ（５）式のＡＲＭＡモデル
のパラメータ推定値とした。

それ以外のときは、再びｋ　＝　ｎ　ｍと置き、ステッ
プ２を実行する。

ただし、りは推定パラメータθの収束判定のためのしき
い値である。又、１θ１はベクトルθのユークリッドノ
ルムを意味し １θ１＝Ｂ−可：１−７　　・・・・・憧となる。

次に、以下の処理に従って　Ｑ、（ｚ−１）から、制御
対象１の周波数応答関数Ｇ、（ｊω）を求める。実際に
は、ゲイン特性Ｈａ、＜ｊω）Ｉおよび位相特性ＺＧ、
（ｊω）を求める。手順は以下のようになる。

ある周波数ωに対し、複素数 ｚ＝５”＝Ｘ　＋　ＪＹ　　　（ｊは虚数単位）　　　
・・・・・・■を求める。サンプラ９のサンプリング周
期τとして１次の複素数を求める。

（ｊωτ）３ ＝　ｇｘ＋ｊ＋ｇｙ　　　　　　　　　　・・・・・・
翰このとき、周波数ω（ｒａｄ／ｓｅｃ〕に対するゲイ
ン特性、位相特性はそれぞれ 推定パラメータ確認、修正部１２では、推定された制御
対象の動特性に関してその妥当性をチェックし、必要に
応じて修正を行なう。これらはたとえば以下のルールに
従う。

修正ルール１ 対象の定常ゲイン ”　＝Ｇｐ（ｚ−１）’　ｚ＝１−　（３２）を求める
。あらかじめ与えられた。対象の定常ゲインの最大値ｇ
、）ｍａｘ、最小値ｇ＠　ｍｉ　ｎを用いてもし　　ｇ
＠　ｒｎｔｎ≦ｇ、≦ｇ６ｍａｘ　　　　　−・（３４
）なら、（ｌ）式のＧｐ（ｚ−”　）の推定は正しいも
のと判断する。そうでないときは、最小二乗法によるパ
ラメータの推定がうまくできなかったものと判断し、再
びＧ、（ｚ”）を推定しなおす。制御定数決定部１３で
は、対象の周波数特性（ゲイン特性ＩＧｐ（ｊω）１位
相特性ＩＧ、（ｊω）から以下の手順によりあらかじめ
ユーザが指定しておいたゲイン余裕ＧＭ［ｄＢ］、位相
余裕ψッ〔ｄｅｇ：］にもとづき１１ｇ１のフィードフ
ォワード付Ｉ−Ｐ制御器の制御パラメータｋ（積分ゲイ
ン）、ｆｏ（フィードバラ外、ゲイン）。

ｆｉｃフィードフォワードゲイン）を求める。

ステップ１ ステップ２ 設計周波数ω、＝ω６゜と設定する。

ステップ３ フィードバックゲインｆｏ、積分ゲインｋを次式により
算出する ステップ４　ω６゜くω。〈ω１８゜の範囲の中でを満
たすω。

を求める。

ステップ５ ならば、ω、←ω２×（１＋δ） として、ω、を少し増加させステップ３へ戻るステップ
６ フィードフォワードゲインｆ、を次式で求める。・ ｆ（＝　ｋ・β・吟１　　　　　　　・・・（４０）た
だしβは０．０〜０．５ぐらいの値の定数である。

以上の計算手順を第７図にフローチャートの形で示す。

このようにして、求められた制御定数ｆ、、　ｋ　、　
ｆｏ　　は制御定数確認、修正部１４に送られ。

ここで以下のようなルールにもとづき、妥当性をチェッ
クし、必要に応じて修正する。

修正ルール２ もし　’ｆ　＜　’ｆｍｉ　ｎならば　’ｆ　＝　’ｆ
ｍｉ。

もし　’ｆ　＞　’ｆｍａｘならば　’ｆ　””　’ｆ
ｍａｘもし　ｋ＜ｋｍｉｎならば　ｋ＝ｋｒｒ１１ｎも
し　ｋ＞１ｃｍａｘ　　　ならば　ｋ＝　ｋｍａｘもし
　ｆ６　（ｆｏ　ｍｉｎ　　ならば　’ｒ”Ｏｍｉ。

もし　’ｏ　＞　’ｏ　ｍａｘ　　ならば　’ｏ＝’ｌ
１ｍａｘチェック、修正を済ませた制御定数ｆ、　、　
ｋ　、　ｆｏはフィードフォワード付Ｉ−Ｐコントロー
ラすなわち、フィードフォワード部２％積分器３．フィ
ードバック部４へ送られ、それぞれの定数を新しい値に
調整する。最後に再びスイッチ７をもとに戻し１通常の
フィードフォワード付Ｉ−Ｐ制御系になる。

以上が本発明の適応制御装置の実施例の概要である。

次に、本実施例の適応制御装置を実験用プロセスに適用
したときの制御応答の結果を第８図に示す。第８図伸）
は外乱の無い場合、同（ｂ）は外乱の加わる場合である
。又、同（ａ）　、　（ｂ）はムダ時間要素６の１＝０
とした場合で、同（Ｃ）は１＞０とした場合である。そ
れぞれ、リミットサイクルを発生させその間にチューニ
ングを行なった後、制御性能を確かめるために、目標値
をステップ状に１１変化させた。いずれも、制御量ｙ（
ｔ）がすばやく追従しており、制御系が良好にチューニ
ングされたことがわかる。又、第８図（ｂ）では外乱に
よりリミットサイクルが乱され、その周期も不規則にな
っているが、それでも良好なチューニング結果が得られ
ている。第８図（Ｃ）はムダ時間要素６のムダ時間を１
＞０としたため第８図（ａ）よりリミットサイクルの周
期が長くなっている。ｔを徐々に増加させることにより
、リミットサイクルの基本周波数が除徐に変化し、対象
のその帯域の周波数特性をより正確に推定することがで
きる。

最後に１本発明は非線形要素として２値リレー要素を用
いているが、その他の特性を持つもの（たとえば、飽和
中ヒステリシス特性）などでも同様にリミットサイクル
を発生させることができる。

又、制御系の構造として、実施例においてフィードフォ
ワード付Ｉ−Ｐ制御系を採用したが、ニーＦＤ制御系や
ＰＩＤ制御系に対しても同様の適応制御系を構成するこ
とができる。さらに、実施例の中では、連続系のコント
ローラを扱りているが、コントローラを離散時間系にし
てもリミットサイクルを生じさせることができ全く同様
な適応制御系を構成できる。

〔発明の効果〕

上記の適応制御装置は、従来の適応制御装置に比べ、以
下の効果をもたらす。

■　非線形要素の挿入により簡単にリミットサイクルを
生じさせることができる。

■　このＩＪ　ミツトサイクルを同定信号のかわりにす
ることにより、外乱、観測ノイズの加わるプロセスでも
、制御系の安定性の要めとなる対象のカットオフ周波数
帯域の特性を精度良く推定することができる。

■　非線形要素のゲイン（たとえば−２値リレー要素の
場合、第３図の振幅人）の調整により任意の大きさのリ
ミットサイクルを発生できるので必要最小限の動揺でプ
ロセスを大きく乱さずに済む。しかもそのときのリミッ
トサイクルは。

対象のカットオフ周波数成分のみを多く含むので、広帯
域の成分を含む同定信号に比べてプロセスを乱す割合が
さらに小さくなる。

■　リミットサイクルの周期を直接観測する方式では、
外乱によって大きな誤差を生じる。

本発明の方式は、リミットサイクルを含む波形から一度
対象の動特性モデルとして時系列モデルを推定した後に
周波数特性を推定するため。

統計的な処理により外乱の悪影響をおさえ、高精度の推
定ができる。

又、リミットサイクルの波形からは、その基本周波数の
一点におけるゲイン・位相特性しかわからないが、リミ
ットサイクルを含む波形に時系列モデルをフィッティン
グさせた後、そのモデルから周波数特性を推定すること
により。

ある程度の幅を持った帯域のゲイン・位相特性や、その
変化率（すなわち特性曲線の傾き）などがわかる。

■　閉ループ系のまま、非線形要素を加えるだけなので
、制御量ｙ（ｔ）の平均値は制御目標値に追従するし、
外乱を抑制することもできる。従りて、チューニング中
にも制御系の機能は失われないのでプラントの運転中に
リアルタイムのチューニングができる。

■　制御定数は対象のカットオフ周波数帯域の特性にも
とづき、制御系があらかじめ指定された安定余裕を持つ
ように定められるため、プロセスの動特性変動の影響を
制御系が吸収し、急激な変動にも対処できる。

又、安定性を考慮した方法なので、どのような特性のプ
ロセスに対しても、安定性をそこなうことなく、良好な
チューニングができる。

■　対象のカットオフ周波数帯域の周波数特性曲線だけ
を用いて制御定数を決定する適応制御方式なので、従来
のモデル規範形適応制御系などで要求される対象のムダ
時間、次数が既知であること、対象が最小位相系である
ことなどの条件を考慮する必要なく、いかなる形の対象
にも統一的に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は閉ループ
系のリミットサイクルが発生する原理を説明するための
非線形要素を含んだ単純な閉ループ系の構成図、第３図
は非線形要素の１つである２値リレー要素の特性を表わ
すグラフ、第４図および第５図はリミットサイクルの発
生する原理を説明するためのナイキスト線図、第６図は
本発明を第２図の閉ループ系に適用した構成図、第７図
は本発明の実施例の中で用いている制御対象の周波数特
性から、制御定数を決定する手順を示すフローチャート
、第８図は本発明の適応制御装置を実験用プロセスに適
用したときの制御応答を示した図である。 １・・・制御対象、２・・・フィードフォ゛ワード部。 ３・・・積分器、４・・・フィードバック部、５・・・
２値リレー要素、６・・・ムダ時間要素（遅延素子）、
１０・・・制御性能監視部、１１・・・動特性同定部、
１２・・・推定パラメータ確認・修正部、１３・・・制
御定数決定部、１４・・・制御定数確認・修正部。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 第２図 第　　３　図 第　　４　　図　　　　　　　　　　　第　　５　　図
岬晰μ　　　　ｅ（ｔ）　　ｅ（ｔ−１）第　　６　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御対象および制御系にかかわる諸信号から制御
   対象であるプロセスの動特性を推定する動特性同定手段
   と、推定された動特性に基づき制御定数を演算する制御
   定数演算手段と、その制御定数にもとづき制御目標値と
   プロセス制御量から操作量を求める制御演算手段とを備
   えた適応制御装置において、上記制御演算手段として、
   フィードフォワード付Ｉ−ＰＤ（積分、比例、微分）制
   御および、非線形要素とムダ時間要素をもち、制御目標
   値と制御量との差である制御偏差信号が非線形要素およ
   びムダ時間要素を通過した後、制御演算手段へフィード
   バックすることにより、制御系内にリミットサイクルを
   発生させ、上記、動特性同定手段ではそのときのプロセ
   スの操作量および制御量のサンプリングデータから最小
   二乗法で自己回帰、移動平均モデルを推定し、そのモデ
   ルからプロセスのゲイン、位相の周波数特性曲線を求め
   る機能を有し、上記、制御定数演算手段では、この周波
   数特性曲線から、制御系があらかじめ指定したゲイン余
   裕、位相余裕を満たすように、制御定数を決定する機能
   を有することを特徴とした適応制御装置。
2. （２）上記適応制御装置において、非線形要素として、
   ２値リレー要素を有し、又ムダ時間要素のムダ時間を適
   応動作の開始とともに、０から除々に増やしていくこと
   を特徴とした特許請求の範囲第１項記載の適応制御装置
   。
3. （３）上記適応制御装置において目標値信号と制御偏差
   信号から制御性能を逐次監視する制御性能監視機能を有
   し、制御性能がある基準値より悪くなったとき、制御定
   数のチューニングを起動させることを特徴とした特許請
   求の範囲第１項記載の適応制御装置。