JPS63189902A - モデル規範形適応制御方式 - 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〕 本発明は、未知パラメータを有する制御対象の出力を、
設計者が与える規範モデルの出力に一致させるモデル規
範形適応制御方式に関する。

〔従来の技術〕

モデル規範形適応制御系の設計においては、現在、リア
ブノフの直接法による方法と、ポポフの超安定定理によ
る方法の二つが主流となっている。

これらの両方法によって構成される適応ループは、制御
系が安定となることが保証されており、さらに、入力が
リッチネス条件を満足していれば、可調整パラメータが
理想値に収束することも保証される。ここに、リッチネ
ス条件とは、ｎ次のプラントに対して人力が少なくとも
ｎ個の異なった周波数成分を含んでいることを意味する
。この条件は、適応制御系においては可調整パラメータ
が真値に収束することを、適応観測器においては同定誤
差が零に収束することをそれぞれ保証するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらの方法においても、可調整パラメータが
複数個存在する場合には、それらが互いに影響を及ぼし
合う。したがって、各可調整パラメータの適応速度が不
均衡であると、それらはなかなか理想値に収束しない。

これは、制御対象の出力が、規範モデルの出力に、なか
なか一致しないことを意味し、モデル規範形適応制御方
式を実際のプラントに適用する際に重大な問題となる。

本発明は、一般に知られているモデル規範形適応制御方
式を実プラントに適用する際に生じる上述したような可
調整パラメータの収束の悪さの問題を解決し、プラント
の出力と規範モデルの出力をより早く一致させることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明のモデル規範形適応制
御方式は、１個以上の未知パラメータ及び１個以上の可
調整パラメータを持つプラントに対して、規範モデルの
出力に前記プラントの出力・が追従するよう前記可調整
パラメータを調整するモデル規範形適応制御方式におい
て、各可調整パラメータの前段に各々時定数の異なった
フィルタを挿入して各可調整パラメータの適応速度の不
釣合を解消することを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、前記の未知パラメータ及び可調整パラメータ
を持つプラントに対して、設計者の要求する望ましい動
特性モデル、すなわち規範モデルの出力に前記プラント
の出力が追従するよう前記可調整パラメータを調整する
、いわゆるモデル規範形適応制御方式を適用する場合に
、各可調整パラメータの適応速度が不釣合とならないよ
うに、その前段に各々時定数の異なったフィルタを挿入
するものである。　　　　′ 負荷イナーシャが未知である電動機の速度制御ループに
本発明を適用した制御系のブロック図を第１図に示す。

ただし、制御方式はＩＰ制御（積分比例制御）としてい
る。

ここで、 ＩＪｒ（ｔ）：速度指令 ｖ（ｔ）：モータ速度 ｖｓ（ｔ）：規範モデルの出力 ａ、、ｂ、：規範モデルの定係数 ｅ　（ｔ）　＝　ｖ　＊　（ｔ）　　ｖ　（ｔ）Ｋ＋（
ｔ）／Ｔ＋　：積分ゲイン Ｋｐ（ｔ）：比例ゲイン Ｇ：（アンプゲイン）Ｘ（モータのトルク定数）Ｊ、：
モータ及び負荷のイナーシャ（未知パラメータ） Ｔｆ：フィルタの時定数 なお、適応機構３はリアプノフの直接法あるいは、ポポ
フの超安定定理に基づいて構成されている。ものとする
。

第１図の制御方式において、可調整パラメータの一つで
あるに、（ｔ）の値として、適応機構によって与えられ
る値をフィルタ４に通したものを用いている点が、従来
のモデル規範形適応制御方式と異なっている。

いま、比例制御と積分制御との加え合わせ点５における
各可調整パラメータにｔ（ｔ）、　Ｋ、（ｔ）の変化に
よる影響を考えると、Ｋｐ（ｔ）による影響よりＸｔ（
ｔ）による影響の方が積分要素１／Ｔ　ＩＳの分だけ遅
れていることがわかる。

このため、にＩ（１）とＫＰ（ｔ）の各適応ループは釣
合がとれてふらず、この不均衡を適応機構３で補正しよ
うとすると、その構成が複雑となったり、あるいは補正
しきれない場合さえ生じてくる。そこでｘｐ（ｔ）の前
段にフィルタ４を挿入してやると、ＩＰ制御系の構造を
何ら変えることなしに、各適応ループの釣合をとること
ができ、仕様を満足するような、適応機構３を容易に構
成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を用いたモデル規範形適応制御系のシニミ
レーション結果を示す。第２図は速度指令の波形図、第
３図は本発明を用いて構成した第１図の構成の適応制御
系におけるシニミレーション結果、第４図は従来の構成
、すなわち第１図においてフィルタ４を挿入しないで構
成した適応制御系におけるシニミレーション結果をそれ
ぞれ示している。

ただし、フィルタ４０時定数Ｔｔは、積分ゲインのＴＩ
と同値を用いた。また、可調整パラメータＫｓ。

Ｋ、の収束すべき値は、第３図及び第４図について、と
もに２．５である。

東３図よりわかるように、本発明による構成では、フィ
ルタ４の挿入によってに、とＫｌが釣り合いをもって２
．５に収束している。これに対して、従来の構成では、
第４図に示すようにに、とＫｓとの釣り合いがとれてい
ないため、２．５にはなかなか収束しない。したがって
、モータ速度も規範モデルの出力と一致していない。

このように、本発明ではフィルタ４を挿入することによ
り、比例ゲインに、と積分ゲインに＋とが、釣り合った
状態で収束することが分かる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、未知パラメ
ータ及び可調整パラメータを持つプラントに対して、規
範モデルの出力に前記プラントの出力が追従するよう前
記可調整パラメータを調整するモデル規範形適応制御方
式を適用する場合に、各可調整パラメータの前段に各々
時定数の異なったフィルタを挿入するようにしている。

これにより、各可調整パラメータの適応速度の不釣合を
解消し、プラントの出力と規範モデルの出力をより速く
一致させることが可能となる。したがって、モデル規範
形適応制御系の制御能力が向上し、さらにその構成も簡
単なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための構成例を示すブロック
図、第２図は速度指令の波形図、第３図は本発明を用い
て構成した適応制御系におけるシュミレーション結果、
第４図は従来の構成による適応制御系におけるシュミレ
ーション結果である。 １：規範モデル　　　　２ニブラント ３：適応機構　　　　　４：フィルタ ５：加え合わせ点 特許出願人　　　　　株式会社　安用電機製作所代　理
　人　　　　　小　堀　　益（ほか２名）１１１図 第　２　図 ！３　　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、１個以上の未知パラメータ及び１個以上の可調整パ
   ラメータを持つプラントに対して、規範モデルの出力に
   前記プラントの出力が追従するよう前記可調整パラメー
   タを調整するモデル規範形適応制御方式において、各可
   調整パラメータの前段に各々時定数の異なったフィルタ
   を挿入して各可調整パラメータの適応速度の不釣合を解
   消することを特徴とするモデル規範形適応制御方式。