CN101546176B - 控制设备及功率推定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制设备及功率推定方法，能够利用已有的结构，高精度地推定加热器等执行机构的瞬时消耗功率。该控制设备，具备：PID控制运算部(3)，其基于控制对象的控制量(PV)计算出操作量(MV)并输出到执行机构；功率推定部(5)，其根据操作量(MV)的输出，将流入到执行机构的电流值(CT)、控制量(PV)和操作量(MV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定执行机构的消耗功率。功率推定函数式，通过多变量解析预先从输入变量的实测数据和执行机构消耗功率的实测数据中导出。

Description

控制设备及功率推定方法
技术领域
本发明涉及温度调节器等控制设备，特别是涉及推定加热器等执行机构的消耗功率的控制设备以及功率推定方法。
背景技术
根据近年来节能的要求，在控制设备中也要求监视使用的功率和具备功率控制的功能。因此，例如在专利文献1中公开的空调机中，基于加热器动作的时间和加热器每单位时间消耗的电量，来推定加热器的消耗功率。
然而，在温度调节器等简单结构的温度控制设备中，若附加了加热器每单位时间消耗的电量的测量功能，则由于结构复杂化和增加成本，因此新附加功率测量功能是困难的。而且，在现有的温度调节器上附加这样的测量功能是不可能的。
因此，考虑利用已有的结构来推定加热器的瞬时消耗功率的方法。在为电加热器的情况下，由于会产生加热器断线的故障，因此在温度调节器等温度控制设备中，测量流入到加热器的电流值CT(变流器值)，并监视加热器断线的产生。考虑如果使用该电流值CT，就能够推定加热器的瞬时消耗功率。另外，在温度调节器等温度控制设备中，计算出操作量MV作为向功率调整器的输出值。认为如果使用该操作量MV，就能够推定加热器的瞬时消耗功率。
专利文献1：日本特开2004-085087号公报
如上所述，考虑根据电流值CT和操作量MV就能够推定加热器的瞬时消耗功率。然而，电流值CT是与功率使用量具有很高的相关性的数值，但是根据用途代替完全的功率推定值时，则会存在精度不足的问题，将电流值CT用于功率推定是有限度的。其理由是，由于加热器电阻存在温度依存性，另外与操作量MV对应，在对加热器供给功率的功率调整器中具有非线性特性的缘故。
同样，操作量MV是与功率使用量具有很高的相关性的数值，然而根据用途代替完全的功率推定值时，则存在精度不足的问题，将操作量MV用于功率推定是有限度的。其理由，如上所述，是由于加热器电阻存在温度依存性，在功率调整器中具有非线性特性的缘故。
另外，以上的问题不限于温度调节器，只要是附加功率测量功能困难的控制设备同样都会产生。
发明内容
本发明是为了解决上述问题所作出的，目的在于提供一种能够利用已有的结构，高精度地推定加热器等执行机构的瞬时消耗功率的控制设备及功率推定方法。
本发明的控制设备，具备：控制运算单元，其基于控制对象的控制量(PV)计算出操作量(MV)并输出到执行机构；功率推定单元，其按照上述操作量(MV)的输出，将流入到上述执行机构中的电流值(CT)和上述控制量(PV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定上述执行机构的消耗功率。
另外，在本发明的控制设备的一个构成例中，上述功率推定单元，除了上述电流值(CT)和控制量(PV)之外，还将上述操作量(MV)作为输入变量，来推定上述执行机构的消耗功率。
另外，本发明的控制设备，具备：控制运算单元，其基于控制对象的控制量(PV)计算出操作量(MV)并输出到执行机构；功率推定单元，将上述操作量(MV)和上述控制量(PV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定上述执行机构的消耗功率。
另外，在本发明的控制设备的一个构成例中，上述功率推定函数式，通过多变量解析预先根据上述输入变量的实测数据和上述执行机构的消耗功率的实测数据导出。
另外，本发明的功率推定方法，具备：控制运算步骤，基于控制对象的控制量(PV)计算出操作量(MV)并输出到执行机构；功率推定步骤，按照上述操作量(MV)的输出，将流入到上述执行机构的电流值(CT)和上述控制量(PV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定上述执行机构的消耗功率。
另外，在本发明的功率推定方法的一个构成例中，上述功率推定步骤，除了上述电流值(CT)和控制量(PV)之外，还将上述操作量(MV)作为输入变量，来推定上述执行机构的消耗功率。
另外，本发明的功率推定方法，具备：控制运算步骤，基于控制对象的控制量(PV)计算出操作量(MV)并输出到执行机构；功率推定步骤，将上述操作量(MV)和上述控制量(PV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定上述执行机构的消耗功率。
根据本发明，将流入到执行机构的电流值CT和控制量PV作为输入变量，通过功率推定函数式来推定执行机构的消耗功率，从而能够利用控制设备已有的构成，高精度地推定执行机构的瞬时消耗功率。
另外，根据本发明，由于除了电流值CT和控制量PV之外，还将上述操作量MV作为输入变量，来推定执行机构的消耗功率，从而能够更高精度地推定执行机构的瞬时消耗功率。
另外，根据本发明，由于将操作量MV和控制量PV作为输入变量，通过功率推定函数式来推定执行机构的消耗功率，因此能够利用控制设备已有的构成，高精度地推定执行机构的瞬时消耗功率。另外，在本发明中，由于能够不测量电流值CT，而推定执行机构的瞬时消耗功率，因此也可适用于不具备电流测量单元的控制设备。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的控制设备的构成的框图。
图2是表示应用本发明的第一实施方式所涉及的控制设备的温度控制***的一例的图。
图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的控制设备的动作的流程图。
图4是表示在本发明的第一实施方式中功率测量值和功率推定值的比较结果的图。
图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的控制设备的构成的框图。
图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的控制设备的动作的流程图。
图7是表示在本发明的第二实施方式中功率测量值和功率推定值的比较结果的图。
图中符号说明如下：
1...设定值输入部；2...控制量输入部；3...PID控制运算部；4...电流值输入部；5、5a...功率推定部。
具体实施方式
[发明原理一]
在将流入到加热器的电流值CT用于加热器的瞬时消耗功率推定的情况下，作为影响功率推定值的精度的要因，有加热器电阻的温度依存性和功率调整器的非线性特性。这些虽然不是影响精度要因的全部，但是在温度调节器中作为温度计量值能得到控制量PV，作为向功率调整器的输出值能得到操作量MV。因此，发明者着眼于：温度引起的加热器电阻变化可通过控制量PV进行推定修正，功率调节器的非线性特性可通过操作量MV进行推定修正。而且，发明者想到：如果在功率推定函数的输入变量(自变量)中采用电流值CT和操作量MV及控制量PV，在输出变量(因变量)中采用功率推定值，将功率推定函数式应用于温度调节器，则可以有效解决问题。作为其具体方法，预先调查如下关系，即，由功率测量器进行的加热器的瞬时消耗功率的测量结果，与电流值CT、操作量MV及控制量PV的测量结果之间的关系，并用多变量解析法等预先计算出功率推定函数式的系数值，将确定了系数值的功率推定函数式用于温度调节器即可。
[发明原理二]
在将对功率调整器的输出值亦即操作量MV用于加热器的瞬时消耗功率推定的情况下，作为影响功率推定值的精度的要因，有加热器电阻的温度依存性。这些虽然不是影响精度要因的全部，但是在温度调节器中作为温度计量值能得到控制量PV。因此，发明者着眼于：由温度引起的加热器电阻变化可通过控制量PV进行推定修正。而且，发明者想到：如果在功率推定函数的输入变量中采用操作量MV和控制量PV，在输出变量中采用功率推定值，将功率推定函数式用于温度调节器，则可以有效解决问题。作为其具体方法，预先调查如下关系，即，由功率测量器进行的加热器的瞬时消耗功率的测量结果，与操作量MV及控制量PV的测量结果之间的关系，并用多变量解析法等预先计算出功率推定函数式的系数值，将确定了系数值的功率推定函数式用于温度调节器即可。
[第一实施方式]
以下，参照附图说明本发明的第一实施方式。图1表示本发明的第一实施方式所涉及的控制设备的构成的框图。本实施方式，是与上述发明原理一对应的方式。
控制设备，具有：设定值输入部1、控制量输入部2、PID控制运算部3、电流值输入部4和功率推定部5。
图2是表示应用了本实施方式的控制设备的温度控制***的一例的图。在图2的例中，在加热处理炉111的内部，设置加热器112和温度传感器113。温度传感器113，测量被加热器112加热的空气的温度PV。温度调节器100，以温度PV与设定值SP一致的方式计算出操作量MV。功率调整器114，决定与操作量MV对应的功率，并将该决定的功率通过电力供给电路115供给至加热器112。由此，温度调节器110，控制加热处理炉111内的温度。本实施方式的控制设备，是设置在该温度调节器100内部的装置。功率调整器114和电力供给电路115及加热器112，构成用于对控制对象(加热处理炉111)进行控制的执行机构。电力供给电路115，具备电流测量部(未图示)，用于测量流入到加热器112的电流值CT。
以下，说明本实施方式的控制设备的动作。图3是表示控制设备的动作的流程图。
设定值SP，由控制设备的操作者来设定，通过设定值输入部1被输入到PID控制运算部3(图3步骤S1)。
控制量PV，由传感器(在图2的例中，为温度传感器113)来检测，通过控制量输入部2，被输入到PID控制运算部3和功率推定部5(步骤S2)。
接着，PID控制运算部3，基于从设定值输入部1输入的设定值SP、和从控制量输入部2输入的控制量PV，进行公知的PID控制运算，并以使设定值SP与控制量PV一致的方式计算出操作量MV(步骤S3)。而且，PID控制运算部3，将计算出的操作量MV输出到控制对象和功率推定部5。图2的例中，控制对象是加热处理炉111，当然操作量MV实际的输出目的地为功率调整器114。
接下来，在加热器112中，流过与操作量MV对应的电流。此时的电流值CT，由电力供给电路115内的电流测量部来测量，并通过电流值输入部4被输入到功率推定部5(步骤S4)。
功率推定部5，通过预先设定的功率推定函数F，如下式所示根据电流值CT和操作量MV及控制量PV，计算出加热器112的瞬时消耗功率推定值U_est(步骤S5)。
U_est＝F(CT，MV，PV)    ···  (1)
以上的步骤S1～S5的处理，例如，到操作者指示控制结束为止(在步骤S6中为“是”)，按每个控制周期反复执行。
接着，对功率推定函数F的求法进行说明。为了容易进行说明，而用附加了若干修正的以下的算式，来表现某实际控制对象中分析出的电流值CT[A]、操作量MV[％]及控制量PV[℃]，与功率测量值U[W]的输入输出关系。
CT＝0.01×MV-0.0001×(PV-200.0)    ···(2)
U＝CT×CT×200.0×(1.0+0.0125×MV)
×(1.0+0.001×PV)                  ···  (3)
公式(2)、公式(3)，不是原封不动地表示实际控制对象中的输入输出关系，而是从实际控制对象的分析结果中，设想基于公式(2)、公式(3)那样的一定的关系，得到功率测量值U的状况，并作为用于彻底理解输入输出关系的一个事例所记载的公式。此时，通过公式(2)、公式(3)可收集表1那样的数据(为了容易地进行说明而假想的数据)。
表1。
收集数据
    CT     MV     PV   U
    0.1     10     200   2.7
    0.09     10     300   2.36925
    0.08     10     400   2.016
    0.07     10     500   1.65375
    0.06     10     600   1.296
    0.05     10     700   0.95625
    0.04     10     800   0.648
    0.3     30     200   29.7
    0.29     30     300   30.06575
    0.28     30     400   30.184
    0.27     30     500   30.07125
    0.26     30     600   29.744
    0.25     30     700   29.21875
    0.24     30     800   28.512
    0.5     50     200   97.5
    0.49     50     300   101.4423
    0.48     50     400   104.832
    0.47     50     500   107.6888
    0.46     50     600   110.032
    0.45     50     700   111.8813
    0.44     50     800   113.256
    0.7     70     200   220.5
    0.69     70     300   232.0988
    0.68     70     400   242.76
    0.67     70     500   252.5063
    0.66     70     600   261.36
    0.65     70     700   269.3438
    0.64     70     800   276.48
    0.9     90     200   413.1
    0.89     90     300   437.6353
    0.88     90     400   460.768
    0.87     90     500   482.5238
    0.86     90     600   502.928
    0.85     90     700   522.0063
    0.84     90     800   539.784
接下来，使用收集到的数据，通过多变量解析法来认证控制对象的输入输出关系。在本实施方式中，采用使用了在日本特开平5-141999号公报和日本特开平6-332504号公报的表示于脱机处理部的II型模糊数数量化理论的方法进行说明。
将使用了II型模糊数量化理论的方法应用于表1的数据时，例如能得到如下所示的功率推定函数式。另外，在此采用四次的近似式。
S＝-0.196013-3.282893×CT+0.038556×MV
-0.000291×PV            ···  (4)
U_est＝62.748737+627.430661×S
+3651.138842×S2+5845.650790×S3
-27793.31239×S4         ···  (5)
在表2中，表示：将预先收集的表1的数据、表1的电流值CT和操作量MV及控制量PV输入到公式(4)、公式(5)的功率推定函数式时得到的功率推定值U_est。另外，表2是算式生成用的收集数据的比较，除此之外，在表3中表示其它算式检证用收集的数据(从公式(2)、公式(3)得到的其它的假想数据)，和将该数据输入到功率推定函数式时得到的功率推定值U_est。
表2。
收集数据和功率推定值
  CT   MV   PV   U   U_est
  0.1   10   200   2.7   -5.66932
  0.09   10   300   2.36925   -3.07506
  0.08   10   400   2.016   -0.64663
  0.07   10   500   1.65375   1.624409
  0.06   10   600   1.296   3.746361
  0.05   10   700   0.95625   5.727407
  0.04   10   800   0.648   7.575595
  0.3   30   200   29.7   31.28682
  0.29   30   300   30.06575   32.07438
  0.28   30   400   30.184   32.8964
  0.27   30   500   30.07125   33.75735
  0.26   30   600   29.744   34.66157
  0.25   30   700   29.21875   35.61329
  0.24   30   800   28.512   36.61658
  0.5   50   200   97.5   86.85077
  0.49   50   300   101.4423   90.1757
  0.48   50   400   104.832   93.61369
  0.47   50   500   107.6888   97.16524
  0.46   50   600   110.032   100.8307
  0.45   50   700   111.8813   104.6105
  0.44   50   800   113.256   108.5045
  0.7   70   200   220.5   238.9203
  0.69   70   300   232.0988   245.3888
  0.68   70   400   242.76   251.9273
  0.67   70   500   252.5063   258.5323
  0.66   70   600   261.36   265.2002
  0.65   70   700   269.3438   271.9274
  0.64   70   800   276.48   278.71
  0.9   90   200   413.1   450.5775
  0.89   90   300   437.6353   457.0579
  0.88   90   400   460.768   463.4435
  0.87   90   500   482.5238   469.727
  0.86   90   600   502.928   475.9006
  0.85   90   700   522.0063   481.9569
  0.84   90   800   539.784   487.8879
表3。
算式验证用数据和功率推定值
  CT   MV   PV   U   U_est
  0.2   20   200   12   19.83638
  0.19   20   300   11.7325   20.75066
  0.18   20   400   11.34   21.61447
  0.17   20   500   10.8375   22.43426
  0.16   20   600   10.24   23.21636
  0.15   20   700   9.5625   23.96696
  0.14   20   800   8.82   24.69213
  0.4   40   200   57.6   49.18321
  0.39   40   300   59.319   50.93007
  0.38   40   400   60.648   52.76589
  0.37   40   500   61.605   54.69317
  0.36   40   600   62.208   56.71427
  0.35   40   700   62.475   58.83144
  0.34   40   800   62.424   61.04677
  0.6   60   200   151.2   150.4387
  0.59   60   300   156.3855   155.4933
  0.58   60   400   164.836   160.6546
  0.57   60   500   170.5725   165.9211
  0.56   60   600   175.616   171.2913
  0.55   60   700   179.9875   176.7634
  0.54   60   800   183.708   182.3356
  0.8   80   200   307.2   344.0928
  0.79   80   300   324.532   351.1923
  0.78   80   400   340.704   358.2947
  0.77   80   500   355.74   365.3944
  0.76   80   600   369.664   372.4859
  0.75   80   700   382.5   379.5635
  0.74   80   800   394.272   386.6214
图4表示，取表2、表3表示的功率推定值U为横轴，取功率推定值U_est为纵轴的图。表2、表3表示的收集数据，是用于表示作为功率推定值能得到大体妥当的精度的假想数据，然而可知通过将电流值CT和操作量MV及控制量PV作为输入变量，就能够提高功率推定值的精度。
实际上在求功率推定函数式时，是对控制对象实测电流值CT、操作量MV、控制量PV及功率测量值U，并将电流值CT和操作量MV及控制量PV作为输入变量(自变量)，将功率推定值U_est作为输出变量(因变量)，使用电流值CT、操作量MV及控制量PV的实测数据和功率测量值U的实测数据进行多变量解析即可。而且，将求出的功率推定函数式设定在功率推动部5中即可。
于是，在本实施方式中，通过将电流值CT和操作量MV及控制量PV作为输入变量，并通过功率推定函数式来推定加热器的消耗功率，从而能够根据控制量PV来修正加热器电阻的温度依存性，根据操作量MV来修正功率调整器的非线性特征，因此能够高精度地推定加热器的瞬时消耗功率。另外，由于在本实施方式中，使用设置于控制设备中的已有的温度传感器等来取得控制量PV，并利用已有的电流测量部取得电流值CT，因此不必增加特殊的设备，就能够推定加热器的瞬时消耗功率。另外，在图2的例中，电流测量部被设置于控制设备的外部，然而控制设备也可以具备电流测量部。
另外，在本实施方式中，在输入变量中采用了电流值CT和操作量MV及控制量PV，然而在功率推定时，还存在依存于操作量MV的非线性与依存于控制量PV的非线性相比，小到可以忽视的情况。因此，对于只根据电流值CT进行的功率推定，即使只增加根据控制量PV的修正，也能够在实用水平上提高功率推定精度。在这种情况下，对控制对象实测电流值CT、控制量PV和功率测量值U，并将电流值CT和控制量PV作为输入变量，将功率推定值U_est作为输出变量，并使用电流值CT和控制量PV的实测数据和功率测量值U的实测数据，进行多变量解析即可。而且，将求出的功率推定函数式设定在功率推定部5中即可。由此，功率推定部5，能够根据电流值CT和控制量PV计算出加热器的瞬时消耗功率推定值。
[第二实施方式]
接着，说明本发明的第二实施方式。图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的控制设备的构成的框图，对于与图1相同的构成，赋予相同的符号。本实施方式，是与上述发明原理二对应的方式。
控制设备，具有：设定值输入部1、控制量输入部2、PID控制运算部3和功率推定部5a。
以下，说明本实施方式的控制设备的动作。图6是表示控制设备的动作的流程图。
图6的步骤S11、S12、S13的处理，与图3的步骤S1、S2、S3相同。
功率推定部5a，通过预先设定的功率推定函数F，如下式所示，根据操作量MV和控制量PV，计算出加热器112的瞬时消耗功率推定值U_est (步骤S14)。
U_est＝F(MV，PV)    ···(6)
以上的步骤S11～S14的处理，例如，到操作者指示控制结束为止(在步骤S15中为“是”)，按每个控制周期反复执行。
接着，对功率推定函数F的求法进行说明。为了容易进行说明，而用附加了若干修正的以下的算式，来表现某实际控制对象中分析的操作量MV[％]及控制量PV[℃]与功率测量值U[W]的输入输出关系。
X＝0.01×MV-0.0001×(PV-200.0)    ···(7)
U＝X×X×200.0×(1.0+0.0125×MV)
×(1.0+0.001×PV)                 ···  (8)
公式(7)、公式(8)，不是原封不动地表示实际控制对象中的输入输出关系，而是从实际控制对象的分析结果中，设想基于公式(7)、公式(8)那样的一定的关系，得到功率测量值U的状况，并作为用于彻底理解输入输出关系的一个事例所记载的公式。此时，通过公式(7)、公式(8)可收集表4那样的假想的数据。
表4。
收集数据
  MV   PV   U
  10   200   2.7
  10   300   2.36925
  10   400   2.016
  10   500   1.65375
  10   600   1.296
  10   700   0.95625
  10   800   0.648
  30   200   29.7
  30   300   30.06575
  30   400   30.184
  30   500   30.07125
  30   600   29.744
  30   700   29.21875
  30   800   28.512
  50   200   97.5
  50   300   101.4423
  50   400   104.832
  50   500   107.6888
  50   600   110.032
  50   700   111.8813
  50   800   113.256
  70   200   220.5
  70   300   232.0988
  70   400   242.76
  70   500   252.5063
  70   600   261.36
  70   700   269.3438
  70   800   276.48
  90   200   413.1
  90   300   437.6353
  90   400   460.768
  90   500   482.5238
  90   600   502.928
  90   700   522.0063
  90   800   539.784
接下来，使用收集到的数据，通过多变量解析法来认证控制对象的输入输出关系。在本实施方式中，也采用使用了II型模糊数量化理论的方法进行说明。
将使用了II型模糊数量化理论的方法应用于表4的数据时，例如能得到如下所示的功率推定函数式。另外，在此采用四次的近似式。
S＝-0.072736+0.005958×MV+0.000066×PV
···  (9)
U_est＝3.24569-135.491825×S
+2785.834284×S2-4273.532557×S3
+6276.490677×S4    ···  (10)
在表5中，表示：将预先收集的表4的数据、表4的操作量MV及控制量PV输入到公式(9)、公式(10)的功率推定函数式时得到的功率推定值U_est。另外，表5是算式生成用的收集数据的比较，除此之外，在表6中表示其它算式检证用收集的数据(从公式(7)、公式(8)得到的其它的假想数据)、和将该数据输入到功率推定函数式时得到的功率推定值U_est。
表5。
收集数据和功率推定值
  MV   PV   U   U_est
  10   200   2.7   3.239734
  10   300   2.36925   2.467216
  10   400   2.016   1.930147
  10   500   1.65375   1.621587
  10   600   1.296   1.53488
  10   700   0.95625   1.663657
  10   800   0.648   2.001835
  30   200   29.7   20.70872
  30   300   30.06575   23.354
  30   400   30.184   26.15343
  30   500   30.07125   29.10521
  30   600   29.744   32.20785
  30   700   29.21875   35.46014
  30   800   28.512   38.86116
  50   200   97.5   91.61764
  50   300   101.4423   97.00714
  50   400   104.832   102.5626
  50   500   107.6888   108.2875
  50   600   110.032   114.1854
  50   700   111.8813   120.2603
  50   800   113.256   126.5164
  70   200   220.5   218.1493
  70   300   232.0988   227.2915
  70   400   242.76   236.7048
  70   500   252.5063   246.3977
  70   600   261.36   256.3789
  70   700   269.3438   266.6577
  70   800   276.48   277.2433
  90   200   413.1   432.8567
  90   300   437.6353   448.4425
  90   400   460.768   464.4974
  90   500   482.5238   481.0353
  90   600   502.928   498.0701
  90   700   522.0063   515.616
  90   800   539.784   533.6877
表6。
算式验证用数据和功率推定值
  MV   PV   U   U_est
  20   200   12   4.244312
  20   300   11.7325   5.370029
  20   400   11.34   6.678893
  20   500   10.8375   8.166543
  20   600   10.24   9.828903
  20   700   9.5625   11.66219
  20   800   8.82   13.66289
  40   200   57.6   50.05857
  40   300   59.319   54.05503
  40   400   60.648   58.19991
  40   500   61.605   62.494
  40   600   62.208   66.9384
  40   700   62.475   71.53448
  40   800   62.424   76.28388
  60   200   151.2   146.6078
  60   300   158.3855   153.6425
  60   400   164.836   160.8841
  60   500   170.5725   168.3384
  60   600   175.616   176.0119
  60   700   179.9875   183.9109
  60   800   183.708   192.0424
  80   200   307.2   311.2601
  80   300   324.532   323.1826
  80   400   340.704   335.4636
  80   500   355.74   348.1142
  80   600   369.664   361.1458
  80   700   382.5   374.5701
  80   800   394.272   388.3991
图7表示，取表5、表6表示的功率测量值U为横轴，取功率推定值U_est为纵轴的图。表5、表6表示的收集数据，是用于表示作为功率推定值能得到大体妥当的精度的假想数据，然而可知通过将操作量MV和控制量PV作为输入变量，就能够提高功率推定值的精度。
实际上在求功率推定函数式时，是对控制对象实测操作量MV和控制量PV及功率测量值U，并将操作量MV和控制量PV作为输入变量，将功率推定值U_est作为输出变量，使用操作量MV、控制量PV的实测数据和功率测量值U的实测数据进行多变量解析即可。而且，将求出的功率推定函数式设定在功率推动部5a中即可。
于是，在本实施方式中，通过将操作量MV和控制量PV作为输入变 量，并通过功率推定函数式来推定加热器的消耗功率，就能够根据控制量PV来修正加热器电阻的温度依存性，因此能够高精度地推定加热器的瞬时消耗功率。另外，由于在本实施方式中，使用设置于控制设备中的已有的温度传感器等取得控制量PV，因此不增加特殊的设备，就能够推定加热器的瞬时消耗功率。另外，在本实施方式中，由于不需测量电流值CT，就能够求出加热器的瞬时消耗功率推定值，因此，也可适用于不具备电流测量部的控制设备。
另外，在第一、第二实施方式中，通过使用了II型模糊数量化理论的方法进行了说明，然而只要是SVR(Support Vector Regression)和多元回归分析等所谓的多变量解析类的近似算式的生成方法，都可适用于本发明。
另外，在第一、第二实施方式中说明的控制设备，能够利用具备CPU、存储装置及接口的计算机、和控制这些硬件资源的程序来实现。CPU，按照保存在存储装置中的程序执行在第一、第二实施方式中说明过的处理。
本发明，能够适用于温度调节器等的控制设备。

Claims (6)

1.一种温度调节器，其特征在于，具备：
设定值输入部，由所述温度调节器的操作者通过其输入设定值(SP)到控制运算单元；
控制量输入部，将由传感器检测的被加热器加热的空气的温度亦即控制量(PV)输入到控制运算单元和功率推定单元；
控制运算单元，其基于所述设定值输入部输入的所述设定值(SP)和从所述控制量输入部输入的所述控制量(PV)进行PID控制运算，以使所述设定值(SP)与所述控制量(PV)一致的方式计算出操作量(MV)并输出到执行机构；
功率推定单元，其按照所述操作量(MV)的输出，将流入到所述执行机构中的电流值(CT)和所述控制量(PV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定所述执行机构的瞬时消耗功率，
所述功率推定函数式，通过多变量解析预先根据所述输入变量的实测数据和所述执行机构的消耗功率的实测数据导出。
2.根据权利要求1所述的温度调节器，其特征在于，所述功率推定单元，除了所述电流值(CT)和控制量(PV)之外，还将所述操作量(MV)作为输入变量，来推定所述执行机构的消耗功率。
3.一种温度调节器，其特征在于，具备：
设定值输入部，由所述温度调节器的操作者通过其输入设定值(SP)到控制运算单元；
控制量输入部，将由传感器检测的被加热器加热的空气的温度亦即控制量(PV)输入到控制运算单元和功率推定单元；
控制运算单元，其基于所述设定值输入部输入的所述设定值(SP)和从所述控制量输入部输入的所述控制量(PV)进行PID控制运算，以使所述设定值(SP)与所述控制量(PV)一致的方式计算出操作量(MV)并输出到执行机构；
功率推定单元，将所述操作量(MV)和所述控制量(PV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定所述执行机构的瞬时消耗功率，
所述功率推定函数式，通过多变量解析预先根据所述输入变量的实测数据和所述执行机构的消耗功率的实测数据导出。
4.一种温度调节器的功率推定方法，其特征在于，具备：
输入设定值(SP)步骤，由温度调节器的操作者来设定设定值(SP)， 通过设定值输入部输入所述设定值(SP)到控制运算单元；
输入控制量(PV)步骤，通过控制量输入部将由传感器检测的被加热器加热的空气的温度亦即控制量(PV)输入到控制运算单元和功率推定单元；
控制运算步骤，基于所述设定值输入部输入的所述设定值(SP)和从所述控制量输入部输入的所述控制量(PV)进行PID控制运算，以使所述设定值(SP)与所述控制量(PV)一致的方式计算出操作量(MV)并输出到执行机构；
功率推定步骤，按照所述操作量(MV)的输出，将流入到所述执行机构的电流值(CT)和所述控制量(PV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定所述执行机构的瞬时消耗功率，
所述功率推定函数式，通过多变量解析预先根据所述输入变量的实测数据和所述执行机构的消耗功率的实测数据导出。
5.根据权利要求4所述的温度调节器的功率推定方法，其特征在于，所述功率推定步骤，除了所述电流值(CT)和控制量(PV)之外，还将所述操作量(MV)作为输入变量，来推定所述执行机构的消耗功率。
6.一种温度调节器的功率推定方法，其特征在于，具备：
输入设定值(SP)步骤，由温度调节器的操作者来设定，通过设定值输入部输入设定值(SP)到控制运算单元；
输入控制量(PV)步骤，通过控制量输入部将由传感器检测的被加热器加热的空气的温度亦即控制量(PV)输入到控制运算单元和功率推定单元；
控制运算步骤，基于所述设定值输入部输入的所述设定值(SP)和从所述控制量输入部输入的所述控制量(PV)进行PID控制运算，以使所述设定值(SP)与所述控制量(PV)一致的方式计算出操作量(MV)并输出到执行机构；
功率推定步骤，将所述操作量(MV)和所述控制量(PV)作为输入变量，通过预先设定的功率推定函数式来推定所述执行机构的瞬时消耗功率，
所述功率推定函数式，通过多变量解析预先根据所述输入变量的实测数据和所述执行机构的消耗功率的实测数据导出。 
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