KR0171091B1

KR0171091B1 - 제어 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR0171091B1
Application number: KR1019950034206A
Authority: KR
Inventors: 츄토무 이시다
Original assignee: 다떼이시 요시오; 오무론주식회사
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1999-03-30
Also published as: JP3350715B2; CN1143208A; US5708341A; KR960015122A; TW321738B; JPH08106302A; SG34278A1; CN1104670C

Abstract

[목 적]

용이하게 전달요소의 결정을 행할 수 있는 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[구 성]

PID 콘트롤러(22)는 본동작에 앞서 수회의 시행동작을 크게 제어한다. 시행동작 해석부(24)는 PID 콘트롤러(22)에 의한 시행 작업을 해석,학습하므로써 본동작에 있어서 조작량의 시계열 패턴 규범으로 될 규범 조작 패턴을 작성한다. 본동작 콘트롤러(26)는 시행동작 해석부(24)의 작성된 규범조작 패턴에 기초하여 본동작을 제어한다. 동작 절환 스위치(SW1)는 시행 동작과 본동작으로 PID 콘트롤러(22)와 본동작 콘트롤러(26)를 절환한다. 따라서, 제어장치 자체가 시행동작을 학습하므로써, 본동작을 위한 규범 조작 패턴을 자기 습득할 수 있다. 이로인해 규범 조작 패턴의 생성을 용이하게 행할 수 있다.

Description

제어 장치 및 제어 방법

제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 구성을 도시한 도면.

제2도는 CPU를 이용한 경우의 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 하드웨어 구성을 도시한 도면.

제3도는 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 소프트웨어 구성을 도시한 도면.

제4도는 알루미늄 콘트롤러(20)의 작동을 도시한 흐름도.

제5도는 알루미늄 콘트롤러(20)의 작동을 도시한 흐름도.

제6도는 시행작동 및 본작동에 의한 정보의 계측치를 도시한 도면

제7도는 압출동작의 1 사이클분의 정보의 계측치를 도시한 도면.

제8도는 상승부분의 확대도를 도시한 도면.

제9도는 오버슈트가 없는 경우의 정보의 계측치를 도시한 도면.

제10(a)도 및 제10(b)도는 예비하락 처리의 멤버쉽 함수를 도시한 도면.

제11도는 오버슈트가 있으며, 또한 조작량 제어에 걸리지 않는 경우의 정보의 계측치를 도시한 도면.

제12(a)도 및 제12(b)도는 압출압력 지지 최대치 수정처리의 멤버쉽 함수를 도시한 도면.

제13도는 조작량 제한에 걸리는 부분의 확대도.

제14(a)도 및 제14(b)도는 조작량 제한시간 단축처리의 멤버쉽 함수를 도시한 도면.

제15도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 알루미늄 압출 콘트롤러(80)의 구성을 도시한 도면.

제16도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 알루미늄 압출 콘트롤러(90)의 구성을 도시한 도면.

제17도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 알루미늄 압출 콘트롤러(100)의 구성을 도시한 도면.

제18도는 종래의 2 자유도 조절계의 구성을 도시한 도면.

제19도는 PID 조절계의 구성을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

22 : PID 콘트롤러 24 : 시행작동 해석부

26 : 본작동용 콘트롤러 SW1 : 동작 절환스위치

[산업상의 이용분야]

본 발명은 제어 장치 및 제어 방법에 관한, 특히 전달요소의 결정을 용이화 하기 위한 것이다.

[종래의 기술]

플랜트등의 제어 장치로서 2 자유도 조절계가 이용된다. 종래의 2 자유도 조절계(2)의 구성을 라플라스 변환에 의한 전달함수를 이용하여 제18도에 도시하였다. 종래의 2 자유도 조절계(2)는 플랜트(10)에 조작량 U(s)를 부여하므로써 플랜트의 상태를 나타내는 제어량 Y(s)를 목표치 R(s)에 신속히 근접시키도록 플랜트(10)를 제어한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 2 자유도 조절계(2)는 검출요소(6), 피드백요소(8)외에 피드포워드요소(4)를 구비하고 있다. 제18도에 있어서, 피드포워드요소(4)의 전달함수를 GR(s), 검출요소(6)의 전달함수를 H(s), 피드백요소(8)의 전달함수를 GC(s)로 한다. 또 플랜트(10)의 전달함수를 G(s)로 한다.

포워드요소(4)는 외란 D(s) 및 잡음 N(s)가 없는 경우, 목표치 R(s)를 입력으로서 개방루프로 플랜트(10)를 제어할수 있도록 예상되는 조작량을 출력하는 전달요소이다.

검출요소(6)는 제어량 Y(s)를 검출하고, 검출결과를 피드백요소(8)의 입력측에 피드백 한다. 피드백요소(8)는 목표치 R(s)와 그 검출결과와의 차를 입력으로서 조작량을 출력하는 전달요소이다.

상기와 같이 구성하면, 피드포워드요소(4)는 입력인 목표치 R(s)에 대응하여 미리 설정된 최적으로 생각되는 조작량을 출력할수가 있다. 이때문에 제19도에 도시된 바와같이 피드포워드요소를 갖지않는 PID조절계(비례, 적분, 미분요소로 구성된 피드백요소만으로 이루어진 조절계)(12)에 비해, 플랜트(10)의 특성에 대응한 신속한 예측제어를 행할수 있다.

또한 검출요소(6), 피드백요소(8)에 의해 피드백 루프를 형성하므로써 외란 D(s) 및 잡음N(s)가 발생한 경우에 있어서도 이들의 영향을 상쇄할수 있다.

[발명이 해결하도록 하는 과제]

그러나 이와같은 종래의 2 자유도 조절계(2)에는 다음과 같은 문제점이 있다. 제18도에 도시된 자유도 조절계(2) 및 플랜트(10)를 포함하는 제어계 전체의 전달함수는 다음식으로 표시될수 있다.

단, WRY(s), WDY(s), WNY(s)는 각각 목표치 R(s)와 제어량 Y(s), 외란 D(s)와 제어량 Y(s), 잡음 N(s)와 제어량 Y(s)와의 사이의 합성전달함수이고, 다음 식으로 표시된다.

한편, 제19도에 도시한 PID 조절계(12), 플랜트(10)를 포함하는 제어계 전체의 전달함수는 다음 식으로 표시될 수 있다.

단, WRY2(s), WDY2(s), WNY2(s)는 각각 목표치 R와 제어량 Y2(s), 외란 D(s)와 제어량 Y2(s), 잡음 N(s)과 제어량 Y2(s)사이의 전달함수이고, 다음과 같이 표시된다.

식 d에 표시한 PID 제어계의 3개의 합성 전달함수는 전체 GC(s), G(s), H(s)만의 함수로 되어있다. 여기서, G(s) 및 H(s)를 계에 고정시킨 전달함수로 하면, 3개의 합성전달함수 WRY2(s), WDY2(s), WNY2(s)는 피드백요소의 전달함수 GC(s)를 결정하므로서 근본적으로 결정된다.

즉, 피드백요소의 전달함수 GC(s)만을 결정하므로써 제19도에 표시한 PID 조절계(12)의 제어특성을 근본적으로 결정할수 있다.

그러나, 식 b에 표시한 2 자유도 조절계의 3개의 합성전달계중에서, WDY(s), WNY(s)는 함께 GC(s), G(s), H(s)만의 함수로 되어있으나, WRY(s)는 또한 GR(s)를 포함한다. 그런데, G(s) 및 H(s)를 계에 고유의 고정된 전달함수로 하면, 3개의 합성전달함수중 WDY(s), WNY(s)는 피드백요소의 전달함수 GC(s)를 결정하므로써 근본적으로 결정되나, WRY(s)를 결정하기 위하여는 또한 피드포워드요소(4)의 전달함수 GR(s)를 결정하기 않으면 안된다.

즉, 제19도에 도시한 PID 조절계(12)의 경우와 달리, 제18도에 도시한 2 자유도 조절계(12)에 있어서 피드백요소(8)의 전달함수 GC(s)를 결정함과 동시에 피드포워드요소(4)의 전달함수 GR(s)를 결정하지 않으면 그 제어특성을 근본적으로 결정할 수 없다.

그때문에 피드백요소(8) 및 피드포워드요소(4)가 함께 비례, 적분, 미분의 3요소로 구성되어 있다면, 전달함수 GC(s) 및 전달함수 GR(s)를 결정하기 위하여는 합계 6개의 매개변수를 조정하지 않으면 안되며, 피드백요소(8), 피드포워드요소(4)등의 전달요소의 결정작업이 극히 번잡한 것으로 되어있다.

또한, 특개소 64-19219 학습기능을 갖는 자동버너 제어 장치는 본원과 관련한 기술을 개시하고 있다. 즉, 상기 기술에 의하면, 시운전시에 있어서 조작신호와 그때의 제어량이 기억되고, 이들 정보에 기초하여 제어대상에 대한 최적조작순서를 결정하기위한 법칙이 생성되고, 상기 법칙을 이용하여 최적조작순서가 결정된다.

본 발명은 그러한 종래의 2 자유도 조절계등의 제어장치의 문제점을 해소하고 용이하게 전달요소의 결정을 행할수 있는 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[문제를 해결하기 위한 수단]

청구항 제1항의 제어 장치는 본동작에 앞서 시행작동중에 제어량의 시계열 패턴인 시행제어 패턴 및 시행제어 패턴에 대응하는 조작량의 시계열 패턴인 시행조작 패턴을 유지하는 시행 패턴 유지수단, 목표제어수단, 시행제어 패턴 또는 시행조작 패턴으로부터, 시행동작을 평가하기 위한 시행평가 특성치를 추출하는 시행평가 특성치 추출수단, 시행평가 특성치에 기초하여 시행제어 패턴을 목표제어 패턴에 근접하도록 시행조작 패턴을 수정함과 동시에, 수정한 시행조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 시계열 패턴의 규범으로 되는 규범조작 패턴으로서 유지하는 규범조작 패턴 생성수단, 규범조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량으로서 출력하는 규범조작 패턴 출력수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 제2항의 제어 장치는, 청구항 제1항의 제어 장치에 있어서 규범조작 패턴 생성수단을, 시행평가 특성치에 기초하여 시행제어 패턴을 목표제어 패턴에 근접하도록 시행조작 패턴을 수정하기 위해 필요한 시행수정치를 퍼지추론에 의해 산출하고, 시행수정치에 기초하여 시행조작 패턴을 수정함과 동시에, 수정한 시행조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 시게열 패턴의 규범으로 된 규범조작 패턴으로서 유지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

청구항 제3항의 제어 장치는, 청구항 제1 또는 청구항 제2항의 제어 장치에 있어서, 시행동작 전용 귀환회로를 설치하고, 시행조작을 행하는 경우는 제어대상에 대해 시행동작전용 귀환회로를 접속함과 동시에 제어대상으로부터 규범조작 패턴 출력수단을 절단 분리하고, 본동작을 행하는 경우는 제어대상에 대해 규범조작 패턴 출력수단을 접속함과 동시에 제어대상으로부터 시행동작 전용 귀환회로를 절단 분리하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

청구항 제4항의 제어 장치는, 청구항 제1항의 제어 장치에 있어서 규범조작 패턴만을 본동작에 있어서 조작량으로서 제어대상에 입력하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

청구항 제5항의 제어 장치는, 청구항 제1항의 제어 장치에 있어서 제어량에 기초한 귀환신호 및 규범조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량으로서 제어대상에 입력하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

청구항 제6항의 제어 방법은, 본동작에 선행하는 시행작동중의 제어량의 시계열 패턴인 시행제어 패턴 및 시행제어 패턴에 대응하는 제작량의 시계열 패턴인 시행조작 패턴을 구하고, 목표제어 패턴, 시행제어 패턴 또는 시행제어 패턴으로부터 시행동작을 평가하기위한 시행평가 특성치를 추출하고, 시행평가 특성치에 기초하여 시행제어 패턴을 목표제어 패턴에 근접하도록 시행조작 패턴을 수정함과 동시에, 수정한 시행조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 시계열 패턴의 규범으로 되는 규범조작 패턴으로 하여 유지하고, 규범조작 패턴에 기초하여 조작량을 추출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 제1의 실시예에 있어서는, 시행동작 전용 귀환회로는 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 구성을 도시하는 제1도에 있어서 PID 콘트롤러(22)에 대응한다. 또 시행 패턴 보호수단은 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 동작을 도시한 흐름도인 제4도, 제5도에 있는 스텝 S4에, 시행평가 특성치 압출수단 및 규범 패턴 생성수단은 스텝 S6 내지 S10에, 규범조작 패턴 출력수단은 스텝 S14에 각각 대응한다.

또한, 시행동작 전용 귀환회로는 제1도에 있어서 PID 콘트롤러(22)에 한정되지 않고, 비례, 적분제어만을 행하는 PI 콘트롤러등 다른 귀환회로에 있어서도 좋다. 즉, 시행동작 전용 귀환회로와는 시행동작을 행하는 경우에는 제어대상에 대해 접속되고, 본동작을 행하는 경우에는 제어대상으로부터 절단분리되도록 구성된 귀환회로 일반을 의미한다.

또, 시행 패턴 유지수단은 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 동작을 도시하는 흐름도인 제4도, 제5도에 있어서 스텝 S4의 처리를 행하는 것에 한정되는 것이 아니며, 본동작에 선행하는 시행동작등의 제어량의 시계열 패턴인 시행조작 패턴을 유지하는 수단 일반을 의미한다.

또, 시행평가 특성치 추출수단 및 규범 패턴 생성수단은 제4도, 제5도에 있어서 스텝 S6 내지 S10의 처리를 행하는 것으로 한정되지 않고, 목표제어 패턴, 시행제어 패턴 또는 시행조작 패턴으로부터 시행조작을 평가하기 위한 시행평가 특성치를 추출하는 수단 일반을 의미한다.

또한, 규범조작 패턴 출력수단은 제4도, 제5도에 있어서 스텝 S14의 처리를 행하는 것으로 한정되는 것이 아니고 규범조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량으로서 출력하는 수단 일반을 의미한다.

[작용]

청구항 제1항의 제어 장치 및 청구항 제6항의 제어 방법은 목표제어 패턴, 시행제어 패턴 또는 시행조작 패턴으로부터 추출한 시행평가 특성치에 기초하여 시행조작 패턴을 수정함과 동시에, 수정한 시행조작 패턴을 규범조작 패턴으로서 유지하고, 규범조작 패턴에 기초하여 조작량을 출력하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 제어 장치 자체가, 시행동작을 학습하므로써 규범조작 패턴을 자기습득 할수가 있다. 그때문에 사용자가 규범조작 패턴을 작성할 필요가 없다.

또한, 시행조작 패턴과 이것에 대응하는 시행제어 패턴과의 인과관계를 직접 알릴수 있다. 그 때문에, 제어 장치 자체의 학습이 충분한 경우에 있어서도 사용자는 시행조작 패턴의 수정을 이것에 대응하는 시행제어 패턴에 기초하여 용이하게 행할수 있다.

또한, 규범조작 패턴을 생성하기 위한 학습은, 본작동에 선행하는 시행동작에 있어서 행하여진다. 이 때문에 본동작에 있어서 학습을 행하는 경우와 달리 학습결과의 수습성이 보증된다.

청구항 제2항의 제어 장치는, 제1항의 제어 장치에 있어서 시행조작 패턴을 수정하기 위해 필요한 시행 수정치를 퍼지추론에 의해 산출하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 시행동작에 있어서 시행조작 패턴의 수정을 언어규칙화 할수 있다.

청구항 제3항의 제어 장치는, 청구항 제1항 또는 청구항 제2항의 제어 장치에 있어서 시행동작 전용 귀환회로를 설치한 것을 특징으로 한다.

따라서, 시행동작을 피드백 제어하에서 행할수 있다. 이 때문에 숙련 조작자 이외의 사람들에 있어서도 신뢰성이 높은 시행동작을 행할수 있다.

따라서, 외란을 무시할수 있는 플랜트등에 있어서는, 피드포워드요소를 조작량의 시계열 패턴인 규범조작 패턴으로 하고, 규범조작 패턴만으로 개방루프를 형성할수 있다. 이 때문에 규범조작 패턴을 학습에 의해 생성하는 것만으로 전달요소를 설정할 수 있다.

청구항 제5항의 제어 장치는, 청구항 제1항의 제어 장치에 있어서 제어량에 기초하여 귀환신호 및 규범조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량으로서 제어대상에 입력하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 외란을 무시할수 없는 플랜트등에 있어서 피드포워드요소를 조작량의 시계열 패턴인 규범조작 패턴으로 하고, 규범조작 패턴과 피드백요소에 의해 2 자유도의 제어계를 형성할 수 있다. 이 때문에 규범조작 패턴을 피드백요소와 독립으로 학습에 의해 생성할수 있다.

[실시예]

제1도에, 본 발명의 한 실시예에 의한 제어 장치인 알루미늄 압출 콘트롤러(20)구성을 도시하였다. 알루미늄 봉재의 압출성형가공에 알루미늄 압출기(60, 제2도 참조)가 이용된다. 알루미늄 압출기(60)는, 일정 길이의 알루미늄 봉재를, 램(도시되지 않음)으로 불려지는 압출자에 의해 다이스(도시되지 않음)를 통과시킴과 동시에 압출하므로써, 다이스형상에 대응한 소정단면의 봉재를 제조하는 기계이다.

일정 길이의 알루미늄 봉재를 공급하고, 램을 왕복시키므로써 압출성형을 행하고, 그후 램을 왕복시켜 원래의 위치로 복귀시킨다. 이러한 일련의 동작을 1 사이클로 하고, 이것을 반복하므로써 다수의 알루미늄 봉재의 압출성형을 행한다.

알루미늄 봉재의 압출속도는 일정할 것이 요망된다. 본 실시예에 있어서 알루미늄 압출 콘트롤러(20)는, 알루미늄 압출기(60)에 있어서 알루미늄 봉재의 압출속도가 소망의 일정치로 되도록 제어하기 위한 콘트롤러이며, 대략 시행동작 전용 귀환회로인 PID 콘트롤러(22), 시행동작 해석부(24), 본동작용 콘트롤러(26), 동작절환스위치(SW1)로 구성되어 있다.

PID 콘트롤러(22)는 본동작에 앞서는 회수의 시행동작을, 대충 제어하기 위한 콘트롤러인 피드백을 동작시키면서 비례, 적분, 미분제어를 행한다. 시행동작 해석부(24)는, PID 콘트롤러(22)에 의한 시행동작을 해석, 학습하므로써 본동작에 있어서 조작량의 시계열 패턴의 규범으로 되도록 규범조작 패턴을 작성한다.

본동작용 콘트롤러(26)는 시행동작 해석부(24)이 작성된 규범조작 패턴에 기초하여 본동작을 제어한다. 동작절환스위치(SW1)는 시행동작과 본동작으로 PID 콘트롤러(22)와 본동작용 콘트롤러(26)를 절환한다.

시행동작용 해석부(24)는 시행 패턴 유지수단인 시행조작 패턴 유지부(30) 및 시행제어 패턴 유지부(32), 시행평가 특성치 추출수단인 오버슈트 추출부(34), 정상편차 추출부(36) 및 상승시간 추출부(38), 규범패턴 생성수단인 시행조작 패턴 제 1 수정부(40), 시행조작 패턴 제 2 수정부(42), 시행조작 패턴 제 3 수정부(44), 수정패턴 유지부(46), 수정패턴 합성부(48), 규범 패턴 유지부(50) 및 샘플 수확 스위치(SW2)로 구성되어 있다.

시행조작 패턴 유지부(30)는 시행동작중의 PID 콘트롤러(22)의 출력인 조작량의 시계열 패턴 즉 압출동작의 1 사이클분의 시행조작 패턴을 유지한다. 본 실시예에 있어서는, 시행조작 패턴은 알루미늄 압출기(60)의 압력펌프(62)의 밸브 개구정도를 지시하는 압출압력지시(U)의 시계열 패턴으로서 표시된다(제7도 참조).

시행제어 패턴 유지부(32)는, 시행동작중의 제어대상(28)의 출력인 제어량의 시계열 패턴 즉 압출동작의 1 사이클분의 시행제어 패턴을 유지한다. 본 실시예에 있어서는, 시행제어 패턴은 램의 압출속도를 나타내는 램속도(YR)의 시계열 패턴으로 표시된다(제7도 참조).

오버슈트 압출부(34)는 램속도(YR)가 목표제어 패턴인 압출목표속도(r)를 상회한 량인 오버슈트랑(OV)(제7도 참조)을 추출한다.

정상편차 추출부(36)는, 1 사이클의 50% 경과후로부터 80%경과시까지의 평균 램속도인 정상 램속도(YS)와 압출목표속도(r)와의 차인 정상편차(ES)(제7도 참조)를 추출한다.

상승시간 추출부(38)는, 램속도(YR)가 압출목표속도(r)의 70%에 도달되서부터 90%에 도달할때까지의 시간인 평균 상승시간(TAV)(제7도 참조)을 추출한다.

시행조작 패턴 제 1 수정부(40)는, 오버슈트 추출부(34)가 추출한 오버슈트량(OV)에 기초하여 시행조작 패턴 유지부(30)를 유지하는 시행조작 패턴을 수정한다.

마찬가지로, 시행조작 패턴 제 2 수정부(42)는 정상편차(ES)에 기초하여 시행조작 패턴을, 시행조작 패턴 제 3 수정부(44)는 평균 상승기간(TAV)에 기초하여 시행조작 패턴을 수정한다.

수정패턴 유지부(46)는 시행조작 패턴 제 1 수정부(40), 시행조작 패턴 제 2 수정부(42) 및 시행조작 패턴 제 3 수정부(44)에 의해 수정된 최신의 1 사이클분의 수정시행조작 패턴을 유지한다.

수정패턴 합성부(48)는 수정패턴 유지부(46)에 유지된 최신의 수정시행조작 패턴과 규범패턴 유지부(50)에 유지된 전회 이전의 각 수정시행 조작 패턴을 합성한 규범조작 패턴을 또한 합성한다.

규범패턴 유지부(50)는 수정패턴 합성부(48)에서 합성된 수정시험 패턴을 규범조작 패턴으로 유지한다.

본동작용 콘트롤러(26)는 규범조작 패턴 출력수단인 규범 패턴 출력부(52), 피드백요소(54), 검출요소(56)로 구성되어 있다.

규범 패턴 출력부(52)는 규범 패턴 유지부(50)에 유지된 규범조작 패턴을 본작동에 있어서 조작량의 시계열 패턴의 규범으로서 출력한다. 즉 이러한 규범조작 패턴이 본동작에 있어서 피드백요소에 대응한다. 또한 본동작에 있어서 외란, 잡음에 대응하기위해 검출요소(56), 피드백요소(54)에 의해 피드백 루프를 형성하고 있다.

제2도에는 본 실시예에 의한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)를 CPU(64)를 이용하여 실현한 경우의 하드웨어 구성을 도시한다. 제2도에 있어서 알루미늄 압출 콘트롤러(20)는 연산처리를 행하는 CPU(64), 주기억장치인 메모리(66), 알루미늄 압출에 관한 프로그램등을 격납한 외부기억장치(68), 디지탈신호의 입력포트인 디지탈입력(70), 디지탈신호의 출력포트인 디지탈출력(76), 아날로그 신호 입력을 수확 디지탈 신호에 변환하는 A/D 컨버터(72), 디지탈신호를 아날로그신호에 변환하여 출력하는 D/A 컨버터(74), PID 콘트롤러(22) 및 동작절환스위치(SW1)로 구성되어 있다.

CPU(64)는 제1도에 있어서 오버슈트 추출부(34), 정상편차 추출부(36), 상승시간 추출부(38), 시행조작 패턴 제 1 수정부(40), 시행조작 패턴 제 2 수정부(42), 시행조작 패턴 제 3 수정부(44), 수정 패턴 합성부(48), 샘플수확 스위치(SW2), 규범패턴 추출부(52), 피드백요소(54)의 역할을 갖는다.

메모리(66)는 시행조작 패턴 유지부(30), 시행제어 패턴 유지부(32), 수정 패턴 유지부(46), 규범 패턴 유지부(50)의 역할을 갖는다.

제3도에는, 본실시예에 의한 알루미늄 콘트롤러(20)의 소프트웨어 구성을 도시한다. 알루미늄 압출 콘트롤러 프로그램(PO)은 PID 콘트롤러 동작 취득부(P2), 압출압력 지시 수정부(P4), 압출압력 지시부(P6), 자기 수정부(P8)로 구성되어 있다.

PID 콘트롤러 동작 취득부(P2)는 PID 콘트롤러(22)에서의 압출여부를 판단 및 PID 콘트롤러(22)의 압출압력지시의 보전을 행한다. 압출압력지시 수정부(P4)는 PID 콘트롤러(22)에 의한 압력지시의 평가 및 그의 압출압력지시의 수정을 행한다.

압출압력 지시부(P6)는 1 샘플마다의 압출압력의 지시, 압출 종료판단을 행한다. 자기 수정부(P8)는 본작동에 있어서 압출압력지시의 평가 및 그의 압출 압력의 수정을 행한다.

다음에, 상기 알루미늄 압출 콘트롤러(20)이 작동을 설명한다. 제4도 및 제5도는 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 동작을 도시한 흐름도이다. 제6도는 시행동작 및 본동작에 있어서 목표압출속도(r), 압출압력지시(U), 램속도(YR)와 후술할 압출스타트신호, 압출스톱신호의 관계를 도시한다. 제2도에 기초하여 제4도, 제5도 및 제6도를 참조하면서 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 동작을 설명한다.

CPU(64)는 먼저 디지탈출력(76)을 거쳐 동작 절환 스위치(SW1)를 동작시켜 제2도에 도시한 상태(시행동작위치)에 설정한다. 동작 절환 스위치(SW1)은 연동하는 3개의 접점(SW1a, SW1b, SW1c)이 폐쇄되도록 구성되어 있다.

그러나, 동작절환스위치(SW1)를 시행동작위치에 설정하므로서 PID 콘트롤러(22)와 압출기(60)를 운전하는 PID 콘트롤러(22)하에서 압출처리(시행동작)가 행하여진다.(제4도, 스텝 S2 참조).

다음에 CPU(64)는 알루미늄 압출기(60)로부터 시작된 압출스타트신호를 디지탈입력(70)를 거쳐 검출하고, 부여받은 목표압출속도(r), PID 콘트롤러(22)에서 출력된 압출압력지시(U), 알루미늄 압출기(60)에서 출력되는 램속도(YR)의 수확을 개시한다.

그후, 압출스톱신호의 검지에 의해 이들의 정보의 수확을 종료한다. 이와같이 하여 압출동작의 1 사이클분에 대하여 정보의 수확을 행한다(제6도(가) 참조). 이러한 정보는 A/D콘트롤러(72)를 거쳐 수확되고, 메모리(66)에 보전된다(제4도, 스텝 S4 참조).

제7도에는 압출동작의 1 사이클분에 대하여 수확된 각 정보의 시계열 패턴을 도시한다. 또한, 제8도는 제7도의 상승부분(TU)의 확대도이다. 여기서, 상승부분(TU)이란 압출개시에서 압출압력지시(U)가 최대로 될 때까지의 구간을 말한다.

다음에 CPU(64)는 압출동작의 1 사이클분에 대하여 수확한 시행동작에 대하여 정보에 기초하고, 압출압력지시(U)의 수정을 행한다(제4도, 스텝 S6 참조).

압출압력지시(U)의 수정은 제7도에 도시한 상승부분(TU), 정상부분(TS), 접속부분(TC)으로 분할되어 행한다.

또, 압출압력지시(U)의 상승부분(TU)의 수정에 대하여 설명한다. 상승부분(TU)의 수정은 오버슈트가 없는 경우 (제7도에 도시한 램속도(YR)의 오버슈트량(OV)이 압출목표속도(r)의 2% 미만인 경우)와 오버슈트가 있는 경우(오버슈트량(OV)이 압출목표속도(r)이 2% 이상인 경우)와는 경우를 나누어서 처리를 행한다.

오버슈트가 있는 경우에 관하여는 또한 압출압력지시(U)가 조작량제어에 걸리지 않는 경우와, 조작량제어에 걸리는 경우로 분리하여 처리를 행한다. 조작량제어로는 압출압력지시(U)의 허용 최대치를 설정하고, 압출압력지시(U)가 허용 최대치를 넘도록 한 경우는 강제적으로 압출압력지시(U)를 허용 최대치로 한정하는 처리를 말한다.

오버슈트가 없는 경우(제9도 참조)의 처리에 대하여 설명한다. 이 경우는 먼저 평활화 처리를 행하고 그후 압출압력지시(U)의 출력시각을 예비 하락하는 예비 하락 처리를 행한다.

평활화 처리는 알루미늄 압출기(60)의 불안정한 거동의 영향을 받는 상승부분(TU)근방을 평활화하므로써 압출압력지시(U)로부터 이러한 불안정요소를 배제하고, 원활한 알루미늄 압출작업을 행할수 있도록 제어하는 것을 목적으로 행하는 처리이다. 평활화 처리는 다음 식에 따라 행한다.

평활화 처리 전의 압출압력지시를 UZ, 평활화 처리 후의 압출지시를 UA, 평활화 처리에 사용하는 샘플을 n, 샘플 시각을 k라 하면,

또, 본 실시예에 있어서는 평활화 처리는 제9도에 도시한 압출압력지시(U)의 압출개시부터 축소대상구간(DRED)의 종료까지 행한다. 여기서, 축소대상구간(DRED)이란 압출압력지시(U)가 압출압력지시(U)의 최대치의 80% 이상의 값을 기대하는 구간을 말한다.

예비 하락 처리는 제9도에 도시된 램속도(YR)의 평균 상승속도에 따라 압출압력지시(U)의 출력시각을 예비 하락하는 처리이다. 제9도에 도시한 압력지시(U)의 상승부분(TU) 및 축소대상구간(DRED)이 예비 하락 처리 대상으로 된다. 전도량은 tb로 한다면, 압출압력지시(U)는 다음에 따라 수정된다.

수정후의 압출압력지시U(t)=수정전의 압출압력지시 U(t+b) .................(식2)

램속도(YR)의 평균상승속도가 작은경우, 즉 평균상승시간(TAV)이 클 경우에는 압출압력지시(U)의 출력시각의 예비 하락 량을 크게한다. 이에 따라 램속도(YR)의 평균상승속도를 크게하도록 수정할수 있다. 따라서 예비 하락 처리를 행하므로써 알루미늄의 사이클타임을 단축할수가 있다.

평균상승시간(TAV)에 기초하여 출력시각의 예비 하락량을 구하기 위해 퍼지 이론을 이용한다. 상기 퍼지추론의 제어법칙을 표시한다.

만약 평균상승시간(TAV)이 소이면 예비 하락량은 소

만약 평균상승시간(TAV)이 대이면 예비 하락량은 대 ..................(R1)

상기 퍼지추론의 멤버쉽함수를 제10(a)도 및 제10(b)도에 도시했다. 본 실시예에 있어서는 평균상승시간(TAV)의 대집합을 0.5 내지 4.0초, 예비 하락량의 대집합을 0.5 내지 4.0초로 하고 있다.

이와같이 예비 하락 처리를 행하므로써 제9도에 도시한 램속도(YR)의 평균 상승속도에 기초하여 시행조작패턴인 압출압력지시(U)의 시계열 패턴을 수정한다.

다음에 오버슈트가 있고 또한 압출압력지시(U)가 조작량 제한에 걸리지 않는 경우(제11도 참조)의 최대치인 압출지시 최대치(UMAX)를 수정하는 압출압력지시 최대치 수정처리를 행하며, 다음에 평활화 처리 및 예비 하락 처리를 행한다.

평활화 처리 및 예비 하락 처리는 상술한 오버슈트가 없는 경우의 처리와 동일한 방법, 즉 식1 및 규칙 R1과 함께 행한다. 또한 평활화 처리를 행하는 범위는 상술한 경우와 같이 제11도에 도시한 압출압력지시(U)의 압출개시로부터 축소대상구간(DRED)의 종료까지이다.

압출압력지시 최대치 수정처리는 제11도에 도시한 램속도(YR)의 오버슈트랑(OV)에 대응하여, 압출압력지시(U)를 줄이므로써 압출압력지시 최대치(UMAX)를 수정하는 처리이다. 제11도에 도시된 축소대상구간(DRED)이 압출압력지시 최대치 수정처리의 대상으로 된다.

압출압력지시 최대치(UMAX)는 압출압력시지(U)에 비례한다. 이 때문에 압출압력지시(U)를 다음의 식,

수정후의 압출압력지시=수정전의 압출압력지시.(1-축소율) ..................(식3)

에 따라 수정하므로써 압출압력지시 최대치(UMAX)를 다음의 식,

수정후의 압출압력지시 최대치=수정전의 압출압력지시 최대치.(1-축소율)................(식4)

와 같이 수정할수 있다.

램속도(YR)의 오버슈트랑(OV)이 큰 경우에는 축소율을 크게한다. 이에 따라 압출압력지시 최대치(UMAX)를 작게하고, 오버슈트량(OV)을 가압할수 있다.

오버슈트량(OV)에 기초하여 축소율을 구하기 위하여 퍼지추론을 이용한다. 상기 퍼지추론의 제어법칙을 표시한다.

만약 오버슈트(OV)가 대이면 축소율은 대

마약 오버슈트(OV)가 소이면 축소율은 소 ......................(R2)

상기 퍼지추론의 멤버쉽함수를 제12(a)도 및 제12(b)도에 도시한다. 또 본 실시예에 있어서 오버슈트(OV)의 대집합을 2 내지 15%, 축소율의 대집합을 0 내지 20%로 하고 있다.

이와같이, 압출압력지시 최대치 수정처리를 행하므로써 제11도에 도시한 램속도(YR)의 오버슈트량(OV)에 기초하여, 시행조작 패턴인 압출압력지시(U)의 시계열 패턴에 있어서 압출압력지시 최대치(UMAX)를 수정한다.

다음에 오버슈트가 있고 또한 압출압력지시(U)가 조작량제한에 걸리는 경우(제7도 참조)의 처리에 대해 설명한다. 이 경우는 먼저 조작량제한에 걸린 시간인 조작량 제한시간(TLMT)을 수정하는 조작량 제한시간 단축처리를 행하고, 그후 상술한 오버슈트가 있고 또한 압출압력지시(U)가 조작량제한에 걸리지않는 경우의 처리와 동일한처리, 즉 압출압력지시 최대치 수정처리 평활화 처리 및 예비 하락 처리를 행한다.

제13도에 압출압력지시(U)의 조작량제한이 걸리는 부분의 확대도를 도시한다. 조작량제한시간 단축처리는 제7도에 도시한 램속도(YR)의 오버슈트량(OV)에 대응하여 제13도에 도시한 압출압력지시(U)의 조작량제한시간(TLMT)을 작게하는 처리를 행한다.

수정후의 조작량 제한시간=수정전의 조작량 제한시간.(1-시간단축율)...(식5)

램속도(YR)의 오버슈트량(OV)이 큰 경우에는 시간 단축율을 크게한다. 이에 따라 조작량 제한시간(TLMT)을 작게하도록 수정할수 있다.

오버슈트량(OV)에 기초하여 시간단축율을 구하기 위하여 퍼지추론을 이용한다. 이러한 퍼지추론의 제어법칙을 표시한다.

만약 오버슈트(OV )가 대이면 시간단축율은 대

만약 오버슈트(OV)가 소이면 시간단축율은 소 ...................(R3)

상기 퍼지추론의 멤버쉽함수를 제14(a)도 및 제14(b)도에 도시한다. 또한 본 실시예에 있어서는 오버슈트(OV)의 대집합을 2 내지 15%, 축소율의 대집합을 0 내지 70%로 하고있다.

이와같이 조작량제한시간 단축처리를 행하므로써 제11도에 도시한 램속도(YR)의 오버슈트량(OV)에 기초하여 시행조작 패턴인 압출압력지시(U)의 시계열 패턴에 있어서 조작량제한시간(TLMT)(제13도)을 수정한다.

다음에 제13도의 수정전의 압출압력지시(U)를 표시하는 패턴 P3, P4, P5, P6상에서 수정후의 조작량 제한시간의 종료점 P1과 축소대상구간(DRED)의 종료점 P2를 직선으로 연결하고, P3, P4, P1, P2, P6를 새로운 압출압력지시(U)이 패턴으로 하고, 조작량 제한시간 단축처리를 종료한다.

다음에 제7도에 도시한 압출압력지시(U)의 정상부분(TS)의 수정에 대하여 설명한다. 정상부분(TS)의 수정을 행하는 정상부분 수정처리는 제7도에 도시한 램속도(YR)의 오버슈트량(OV)에 대응하여 압출압력지시(U)의 정상조작량(US)을 수정하는 처리이다. 정상부분 수정처리는 다음 식에 따라 행한다.

정상부분 수정처리전의 정상조작량을 US, 정상램속도를 YS, 압출목표속도를 r, 정상편차를 ES, 정상부분 수정처리후의 정상조작량을 USS로 하여,

USS = US / (1 - ES / r) ................... (식 6)

식 6에 있어서 정상편차(ES)는 상술한바와 같이 압출동작의 1 사이클의 50% 경과후로부터 80% 경과시까지의 평균 램속도인 정상램속도(YS)와 압출목표속도(r)와의 차이다. 따라서 정상부분 수정처리에 의해 압출압력지시(U)의 정상부분(TS)의 평활화 처리를 행할수 있다. 정상부분(TS)의 평활화 처리에 의해 정상부분(TS)의 물결현상(헌팅)을 방지할수 있다.

다음에 제7도에 도시한 압출압력지시(U)의 접속부분(TC)의 수정인 접속부분 수정처리에 대하여 설명한다. 접속부분 수정처리는 상술한 상승부분(TU) 및 정상부분(TS)에 대하여의 수정의 결과 상승부분(TU)과 정상부분(TS)과의 사이에 공극이 있는 경우에 행하는 처리이다.

즉 상기와 같은 공극이 있는 경우에는 압출압력지시(U)이 패턴중 상승부분(TU)의 종점(Q1)과 정상부분(TS)의 시점(Q2)을 직선으로 연결, 이것을 압출압력지시(U)의 접속부분(TC)의 새로운 패턴으로 하는 처리를 행한다.

이와같이 하여 시행동작에 대하여의 정보에 기초하여 압출압력지시(U)의 상승부분(TU), 정상부분(TS), 접속부분(TC)(제7도 참조)에 관한 수정이 종료되면 CPU 64는 수정결과를 메모리(66)에 기억된다(제4도, 스텝 S6 참조).

다음에 CPU 64는 상술한 시행동작이 1회째인가의 여부를 판정한다(제4도, 스텝 S8 참조). 시행동작이 1회째인 경우는 동일한 조작을 재차 행한다(제6도(나), 스텝 S2 내지 S6 참조).

시행동작이 2회째 이상인 경우는 메모리 66에 기억시킨 전회 이전의 시행동작에 의한 압출압력지시(U)의 수정결과와 금회의 시행동작에 의한 압출압력지시(U)의 수정결과를 합성하고, 새로운 수정결과로서 메모리 66에 기억시킨다(제4도, 스텝 S10참조).

다음에 CPU 64는 시행동작이 설정한 회수를 행하는지의 여부를 판단한다(제4도, 스텝 S12 참조). 시행동작이 설정회수에 도달하고 있지 않은 경우는 스텝 S2 내지 S12의 조작을 반복한다. 또한 본 실시예에 있어서는 시행동작을 4회 행하여지도록 설정한다.

시행동작이 설정회수에 달하고 시행동작이 종료한 것으로 판단한 경우, CPU 64는 제2도에 도시된 디지탈출력(76)을 거쳐 동작절환스위치(SW1)를 동작시켜 제2에 도시한 상태와 역의 상태(본동작위치)로 설정한다. 즉 본동작위치에 있어서는 접점(SW1a)이 폐쇄됨과 동시에 접점 SW1b,SW1c가 개방되도록 구성되어 있다.

따라서, 동작절환스위치(SW1)를 본동작위치에 설정하므로써 시행동작용의 PID 콘트롤러(22)와 알루미늄 압출기(60)가 절취 분리되고, 이후 본동작용 콘트롤러(26)(제1도 참조)의 제어하에 알루미늄 압출이 행하여진다(제6도(다), 스텝 S14 참조).

즉 CPU 64는 메모리 66에 기억된 상술한 시행동작에 의한 압출압력지시(U)의 수정결과를 규범조작 패턴으로 하고, 제2도에 도시한 D/A 컨버터(74)를 거쳐 알루미늄 압출의 피드포워드제어를 행한다(제1도 참조).

다음에 CPU 64는 부여된 목표압출속도(r), D/A 콘트롤러(74)로부터 출력된 압출압력지시(U), 알루미늄 압출기(60)로부터 출력된 램속도(YR)등 본동작에 있어서 압출동작의 1 사이클분의 정보를 상술한 시행동작의 경우와 같이, A/D 콘트롤러(72)를 거쳐 메모리(66)에 수확된다.(제5도, 스텝 S16 참조).

CPU 64는 수확된 본동작에 있어서 압출동작의 정보를 평가하고, 제7도에 도시된 램속도(YR)의 정산편차(ES)가 잔존하고 있는 경우는 상술한 시행동작의 경우와 같이, (식 6)에 기초하여 규범조작 패턴인 압출압력지시(U)의 정상부분(TS)의 자기수정을 행한다(제5도, 스텝 S18 참조).

본동작에 있어서도 압출압력지시(U)의 정상부분(TS)의 자기수정을 계속하므로써 보다 신뢰성이 높은 알루미늄 압출제어를 실현할수가 있다.

CPU 64는 알루미늄 압출기(60)로부터 발생된 다이스 교환신호를 디지탈입력(70)을 거쳐 감시하고 있고 다이스 교환신호가 없는 경우는 본동작을 반복한다(제5도, 스텝 S14 내지 S20).

또 본동작중에 목표압출속도(r)가 변경된 경우 CPU 64는 목표압출속도((r))의 변경에 대응하여 비례적으로 압출압력지시(U)를 증감하도록 구성되어 있다(제6도(라), (마) 참조).

다이스 교환신호를 수취하면 CPU 64는 디지탈출력(76)을 거쳐 동작절환스위치(SW1)를 작동시켜 재차 제2도에 도시된 상태(시행동작위치)로 설정함과 동시에 메모리(66)의 기억내용을 재설정하고 새로운 다이스에 대하여 재차 PID 콘트롤러(22)에 의한 시행동작을 개시한다(제5도, 스텝 S20 참조). 이와같이, 다이스 교환을 행할때, 각각의 다이스에 대응한 최적의 규범조작 패턴을 시행동작에 의해 습득한다.

또한 시행동작과 본동작에 있어서 다이스는 동일한 그대로 압출 길이 즉 알루미늄 봉재의 길이만이 변경된 경우에는 수정후의 압출압력지시(U)의 상승부분(TU) 및 접속부분(TC)에는 변경을 가하지 않고, 정상부분(TS)의 정상조작량(US)(제7도 참조)의 출력시간을 연장 또는 단축하므로써 대처하도록 구성되어 있다.

계속하여 제15도에 본 발명의 다른 실시예에 위한 제어 장치인 알루미늄 압출 콘트롤러(80)의 구성을 도시한다. 상기 알루미늄 압출 콘트롤러(80)는 PID 콘트롤러(22), 시행동작 해석부(24), 동작절환스위치(SW1)에 대하여는 상술한 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)와 동일하나, 본동작용 콘트롤러(82)의 내용이 제1도에 도시한 알루미늄 콘트롤러(20)와 다르다.

즉 제15도에 도시한 본 실시예에 의한 알루미늄 압출 콘트롤러(80)의 본동작용 콘트롤러(82)는 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 본동작용 콘트롤러(26)와 다르고, 규범다이스 출력부(52)에 목표치가 입력되지 않는 구성으로 되어있다.

이것은 동일한 다이스를 사용할때는 반드시 동일한 목표치를 취하는 경우와 압출압력지시(U)가 목표치의 변화량에 비례하여 변화하는 것이 아니기 때문에 다른 목표치마다 개별적으로 압출압력지시(U)를 설정해야만하는 경우에 이용된다.

다음에 제16도에 본 발명의 다른 실시예에 의한 제어 장치인 알루미늄 압출 콘트롤러(90)의 구성을 도시한다. 상기 알루미늄 압출 콘트롤러(90)는 PID 콘트롤러(22), 시행동작 해석부(24)에 대하여는 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)와 동일하나, 본동작용 콘트롤러(92), 동작절환스위치(SW3)의 내용이 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)와 다르다.

즉, 제16도에 도시된 알루미늄 압출 콘트롤러(90)의 본동작용 콘트롤러(92)는 시행동작용 귀환회로는 PID 콘트롤러(22)를 본동작용 귀환회로로서 겸용하고 있는 점에서 시행동작용 귀환회로는 PID 콘트롤러(22)와는 별개로 독립한 피드백요소(54) 및 검출요소(56)를 갖는 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)의 본동작용 콘트롤러(26)와 다르다.

또한, 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)와 달리, 제16도에 도시된 알루미늄 압출 콘트롤러(90)의 동작절환스위치(S23)에는 피드백루프를 절환하기 위한 접점(SW1b 및 SW1c)이 설치되어 있지 않다.

제16도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(90)는 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)에 있어서 PID 콘트롤러(22)와 피드백요소(54) 및 검출요소(56)가 유사한 제어특성을 갖는 경우에 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)에 대체 사용된다.

이와같이 시행동작과 본동작에서 귀환회로를 겸용하는 것으로, 회로구성을 간략화할수 있기 때문에 알루미늄 압출 콘트롤러(90)의 제조비용을 저감시킬수 있다.

다음에 제17도에 본 발명의 다른 실시예에 의한 제어 장치인 알루미늄 압출 콘트롤러(100)의 구성을 도시한다. 상기 알루미늄 압출 콘트롤러(100)는 PID 콘트롤러(22), 시행동작 해석부(24), 동작절환스위치(SW1)에 대하여는 제1도에 도시된 알루미늄 압출 콘트롤러(20)와 동일하나, 본동작용 콘트롤러(102)의 내용이 제1도에 도시된 알루미늄 압출 콘트롤러(20)와 다르다.

즉, 제17도에 도시한 알루미늄 콘트롤러(100)의 본동작용 콘트롤러(102)는 규범 패턴 출력부(52)만으로 구성되고, 본동작용의 귀환회로를 갖지않는다는 점에서 본동작용의 귀환회로를 갖는 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(200)의 본동작용 콘트롤러(26)와 다르다.

제17도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(100)는 제1도에 도시한 알루미늄 압출 콘트롤러(20)에 있어서, 제어대상(28)에 대한 외란과 검출요소(56)에 대한 잡음이 없는 경우에 제1도에 도시된 알루미늄 압출 콘트롤러(20)에 대체하여 이용된다.

이와같이, 본동작에 있어서 귀환회로를 생략하는 것으로, 회로구성을 간략화할수 있기 때문에 알루미늄 압출 콘트롤러(100)의 제조비용을 저감할수 있다.

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는 시행동작을 제1도, 제15도, 제16도 및 제17도에 도시한 PID 콘트롤러(22)에 의해 행하여지도록 구성되나, 시행동작을 알루미늄 압출기(60)의 숙련조작자등에 의한 수동조작에 의해 행하여지도록 구성되어도 좋다. 단, 시행동작을 PID 콘트롤러(20)에 의해 행하여지도록 하므로써 알루미늄 압출기(60)의 숙련조작자가 아닌자에 있어서도 시행동작을 행할수가 있기 때문에 매우 적합하다.

또한, 평균상승시간(TAV)등 시행평가 특성에 기초하여 출력시각의 예비 하락량등 시행수정치를 산출하기 위하여 퍼지추론을 이용하나, 본 발명은 이것에 한정되지 아니하며, 종래의 통게적 추론수법등을 이용할수가 있다.

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는 압출동작의 1 사이클에 걸쳐 목표압출속도(r)가 일정한 경우에 대하여 설명하였으나, 압출동작의 1 사이클 사이에 목표압출속도(r)가 일정한 패턴에 따라 변화하는 경우에도, 본 발명을 적용할수 있다.

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는 시행평가 특성치로서 오버슈트량(OV), 평균상승시간(TAV), 정상편차(ES)등을 이용하나, 시행평가 특성치로서 다른 특성치를 이용해도 좋다.

또한, 시행수정치로서 예비 하락량, 압출 압력 지시 최대치(UMAX), 조작량제한시간(TLMT), 정상조작량(US)등을 이용하나, 시행수정치로서 다른 값을 이용해도 좋다.

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는 오버슈트량(OV)등에 기초하여 압출압력지시(U)의 시계열 패턴을 수정할 때, 4회의 시행동작을 각각 독립적으로 행하고, 각 시행동작에 의해 수정된 압력지표(U)의 시계열 패턴을 평균하므로써 최종적인 규범조작 패턴을 구하도록 구성되었으나, 시행동작을 행하는 경우, 직전의 시행동작에 의해 수정된 압력지표(U)의 시계열 패턴을 규범패턴으로서 다음 시행동작을 행하도록 구성되어도 좋다.

단, 상술한 각 실시예와 같이 4회의 시행동작을 각각 독립적으로 행하도록 구성하므로써 수정량의 발산을 방지할 수가 있어 매우 적합하다.

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는 시행동작을 4회 반복하도록 구성하였으나, 시행동작의 회수는 이에 한정되지 아니하며, 예를들어 시행동작을 1회만을 행하여도 좋다.

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는, 알루미늄 압출 콘트롤러(20)등의 압출속도의 제어를 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 예를들어 합성수지필름을 가열용착하는 시라의 온도제어등에도 적용될수 있다.

또한, 상술한 각 실시예에 있어서는 제2도에 도시된 바와같이 알루미늄 압출 콘트롤러(20)등을 CPU 64를 이용하여 구성하였으나, CPU 64를 이용하여 구성한 부분의 일부 또는 전체를 하드웨어로직에 의해 구성하여도 좋다.

[발명의 효과]

청구항 제1항의 제어 장치 및 청구항 제6항의 제어 방법은 목표제어 패턴, 시행제어 패턴 또는 시행조작 패턴으로부터 추출한 시행평가 특성치에 기초하여 시행조작 패턴을 수정함과 동시에 수정한 시행조작 패턴을 규범조작 패턴으로서 유지하고, 규범조작 패턴에 기초하여 조작량을 추력하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 제어 장치 자체가 시행동작을 학습하기 때문에 규범조작 패턴을 자기습득할수가 있다. 이 때문에 사용자가 규범조작 패턴을 작성할 필요가 없다. 즉, 제어에 관한 전문지식을 필요로하지 아니하며 규범조작 패턴의 생성을 용이하게 행할수 있다.

또한, 시행조작 패턴과 이에 대응하는 시행제어 패턴과의 인과관계를 직접 알수가 있다. 이 때문에 제어 장치 자체의 학습이 충분한 경우에 있어서도, 사용자는 시행조작 패턴의 수정을 이에 대응하는 시행제어 패턴에 기초하여 용이하게 행할수 있다. 즉, 제어에 관한 전문지식을 필요로 하지 않고도 규범조작 패턴의 생성을 용이하게 행할수 있다.

또한, 규범조작 패턴을 생성하기 위한 학습은 본동작에 우선하는 시행동작에 있어 행하여진다. 이 때문에 본동작에 있어서 학습을 행하는 경우와는 달리, 학습결과의 수속성이 보증된다. 즉, 학습의 발진 발산을 방지함과 동시에 규범조작 패턴의 생성을 용이하게 행할수 있다.

청구항 제2항의 제어 장치는, 청구항 제1항의 제어 장치에 있어서 시행조작 패턴을 수정하기 위하여 필요한 시행수정치를 퍼지추론에 의해 산출하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 시행동작에 있어서 시행조작 패턴의 수정을 언어법칙화 할수 있다. 즉, 제어에 관한 전문지식을 필요로하지 않고도 규범조작 패턴의 생성을 보다 용이하게 행할수 있다.

따라서, 시행동작을 피드백제어하에서 행할수 있다. 이 때문에 숙련조작자 이외의 사람에게 있어서도 신뢰성이 높은 시행동작을 행할수가 있다. 즉 제어대상의 조작에 관한 비숙련자에 있어서도, 규범조작 패턴의 생성을 용이하게 행할수 있다.

청구항 제4항의 제어 장치는, 청구항 제1항의 제어 장치에 있어서, 규범조작 패턴만을 본동작에 있어서 조작량으로서 제어대상에 입력하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 외란을 무시할 수 있는 플랜트등에 있어서는 피드포워드요소를 조작량의 시계열 패턴인 규범조작 패턴으로 하고, 규범조작 패턴만으로 개방루프를 형성할 수 있다. 이 때문에 규범조작 패턴을 학습에 의해 생성하는 것만으로 전달요소를 설정할 수있다. 즉, 용이하게 전달요소의 결정을 행할수 있다.

청구항 제5항의 제어 장치는, 청구항 제1항의 제어 장치에 있어서, 제어량에 기초하여 귀환신호 및 규범조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량으로서 제어대상에 입력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 외란을 무시할수 없는 플랜트등에 있어서는, 피드포워드요소를 조작량의 시게열 패턴인 규범조작 패턴으로 하고, 규범조작 패턴과 피드백요소에 의해 2 자유도의 제어계를 형성할수 있다. 이 때문에 규범조작 패턴을 피드백요소와 독립하여, 학습에 의해 생성할수 있다. 즉 용이하게 전달요소의 결정을 행할수 있다.

Claims

제어대상에 조작량을 부여하므로써, 제어대상의 상태를 표시하는 제어량의 시계열 패턴인 출력제어 패턴을 제어량의 목표치의 시계열 패턴인 목표제어 패턴에 근접하도록 제어대상을 제어하는 제어 장치에 있어서, 본동작에 앞서 시행작동중의 제어량의 시계열 패턴인 시행제어 패턴 및 시행제어 패턴에 대응하는 조작량의 시계열 패턴인 시행조작 패턴을 유지하는 시행 패턴 유지수단과, 목표 제어 패턴, 시행제어 패턴 또는 시행조작 패턴으로부터, 시행동작을 평가하기 위한 시행평가 특성치를 추출하는 시행평가 특성치 추출수단과, 시행평가 특성치에 기초하여 시행제어 패턴을 목표제어 패턴에 근접하도록 시행조작 패턴을 수정함과 동시에, 수정한 시행조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 시계열 패턴의 규범으로 되는 규범조작 패턴으로서 유지하는 규범조작 패턴 생성수단 및, 규범조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 적어도 일부로서 출력하는 규범조작 패턴 출력수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 규범조작 패턴 생성수단을, 시행평가 특성치에 기초하여 시행제어 패턴을 목표제어 패턴에 근접하도록 시행조작 패턴을 수정하기 위해 필요한 시행수정치를 퍼지추론에 의해 산출하고, 시행수정치에 기초하여 시행조작 패턴을 수정함과 동시에, 수정한 시행조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 시계열 패턴의 규범으로 된 규범조작 패턴으로서 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 시행동작 전용 귀환회로를 설치하고, 시행조작을 행하는 경우는 제어대상에 대해 시행동작 전용 귀환회로를 접속함과 동시에 제어대상으로부터 규범조작 패턴 출력수단을 절단 분리하고, 본동작을 행하는 경우는 제어대상에 대해 규범조작 패턴 출력수단을 접속함과 동시에 제어대상으로부터 시행동작 전용 귀환회로를 절단 분리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제1항에 있어서, 규범조작 패턴만을, 본동작에 있어서 조작량으로서 제어대상에 입력하도록 구성한 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어량에 기초한 귀환신호 및 규범조작 패턴을, 본동작에 있어서 조작량으로서 제어대상에 입력하도록 구성한 것을 특징으로 하는 제어 장치.
제어대상에 조작량을 부여하므로써, 제어대상의 상태를 표시하는 제어량의 시계열 패턴인 출력제어 패턴을 제어량의 목표치의 시계열 패턴인 목표제어 패턴에 근접하도록 제어대상을 제어하는 제어 방법에 있어서, 본동작에 선행하는 시행작동중의 제어량의 시계열 패턴인 시행제어 패턴 및 시행제어 패턴에 대응하는 조작량의 시계열 패턴인 시행조작 패턴을 구비하고, 목표제어 패턴, 시행제어 패턴 또는 시행제어 패턴으로부터 시행동작을 평가하기위한 시행평가 특성치를 추출하고, 시행평가 특성치에 기초하여 시행제어 패턴을 목표제어 패턴에 근접하도록 시행조작 패턴을 수정함과 동시에, 수정한 시행조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 시계열 패턴의 규범으로 되는 규범조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 시계열 패턴의 규범으로 되는 규범조작 패턴으로 하여 유지하고, 규범조작 패턴을 본동작에 있어서 조작량의 적어도 일부로서 출력하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.