JP2000148205A - Coefficient deciding device for command arithmetic expression of feedback controller - Google Patents
Coefficient deciding device for command arithmetic expression of feedback controllerInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、指令信号に応じて
物理量を操作し結果の物理量を表わす観測量を該制御器
に出力する機器又は設備(以下制御対象)に、観測量を
目標値にするための指令信号を与えるフィ−ドバック制
御器に関し、特に、該フィ−ドバック制御器に、観測値
に基づいて指令信号を生成する演算式を設定するために
用いる補助装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device or equipment (hereinafter referred to as "control object") which operates a physical quantity in response to a command signal and outputs an observed quantity representing the resulting physical quantity to the controller, and sets the observed quantity to a target value. In particular, the present invention relates to an auxiliary device used for setting an arithmetic expression for generating a command signal based on an observed value in the feedback controller.
【0002】[0002]
【従来の技術】フィ−ドバック制御は、多くの技術分野
で採用されている。例えば、圧延機などのロ−ルを回転
駆動するロ−ル駆動装置は、駆動用の電動機,減速機又
は増速機,ロ−ル,軸(スピンドル)などで構成されて
いる。この種の装置の制御系においては、一般に、駆動
用の電動機に取り付けた速度検出器からの速度信号と、
目標速度とを比較した結果に応じて、電動機の駆動状態
を制御するフィ−ドバック制御器が用いられる。2. Description of the Related Art Feedback control is employed in many technical fields. For example, a roll driving device for rotating a roll such as a rolling mill includes a driving motor, a reduction gear or a speed increasing gear, a roll, a shaft (spindle), and the like. In a control system of this type of device, generally, a speed signal from a speed detector attached to a driving motor,
A feedback controller for controlling the driving state of the motor according to the result of comparison with the target speed is used.
【0003】フィ−ドバック制御器の設計,設定,変
更,調整においては、制御対象の時系列入力信号(指令
信号),出力信号(観測値)から、制御対象の動作モデ
ル(入力に対する出力の特性を模擬的に表わす数式)の
パラメ−タ(数式の係数)を同定(制御対象の動作特性
に合致する値を求めて設定)し、この動作モデルに対し
て整合性が高い、制御器の入出力特性(観測値に対応し
た指令信号を演算する数式)、を求めることが行なわれ
る場合がある。In the design, setting, change, and adjustment of a feedback controller, a time series input signal (command signal) and an output signal (observed value) of a control object are used to determine an operation model of the control object (output characteristics with respect to input). The parameters (coefficients of the mathematical expression) of the mathematical expression representing the mathematical expression are identified (set by obtaining a value that matches the operation characteristic of the controlled object), and the input of the controller that is highly consistent with this operation model is identified. In some cases, an output characteristic (a formula for calculating a command signal corresponding to an observed value) is obtained.
【0004】しかし、制御対象の動作モデルを同定する
場合、制御対象にフィードバック制御器が存在すると、
入力信号と出力信号の間に相関性があることになるの
で、機械的に正確な同定を行うことは不可能となる。し
たがって、手動による試行錯誤的な同定となり、制御対
象の動作モデルのパラメータ決定を安易に行うことがで
きない。However, when an operation model of a controlled object is identified, if a feedback controller exists in the controlled object,
Since there is a correlation between the input signal and the output signal, it is impossible to perform mechanically accurate identification. Therefore, the identification is manually performed by trial and error, and the parameters of the operation model of the control target cannot be easily determined.
【0005】また、制御対象の動作モデルを同定する際
に必ず制御対象の次数(演算式のパラメ−タの数)を決
定し、それ以上の成分(パラメ−タ)を無視するモデル
化誤差が発生し、制御対象の実際の挙動を正確に表現し
ていないことがある。制御対象のパラメ−タが多かった
り、動作が非線形であるとき、制御対象の動作特性を線
形の数式で模擬するためフィ−ドバック制御器の設計が
困難となり、試行錯誤によりフィ−ドバック制御器の調
整を行なっている。In order to identify an operation model of a controlled object, the order of the controlled object (the number of parameters of the operation expression) is always determined, and a modeling error that ignores components (parameters) higher than that is determined. May occur and may not accurately represent the actual behavior of the controlled object. When there are many parameters to be controlled or when the operation is non-linear, the operation characteristics of the controlled object are simulated by a linear equation, so that it is difficult to design a feedback controller. Adjustments are being made.
【0006】これを改善するため例えば特開平7−36
505号公報には、ニュ−ラルネットワ−クを利用して
動作モデルを同定する一手法が提案されている。この手
法は、制御対象の挙動が非線形である場合や、フィ−ド
バック制御中にパラメ−タの変動がある場合に有効であ
る。In order to improve this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-36
Japanese Patent Publication No. 505 proposes a method for identifying an operation model using a neural network. This method is effective when the behavior of the control target is non-linear or when there is a parameter change during the feedback control.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ニュ−ラルネ
ットワ−クの構成の決定や学習が十分に行なえるまで多
くの試行錯誤を要し、制御対象が例えば製造,加工プロ
セス機器又は設備の場合、大量の試行産品を生じ、高品
質の実操業に入るまでの生産性が低い。また、フィ−ド
バック制御器の変更,調整等が必要になった場合、変
更,調整後に生産品質が規格内に収束するまでにかなり
多くの産品を生じて歩留りが大幅に悪化する心配がある
ので、変更,調整等を適宜あるいは安易には行ないにく
い。However, a lot of trial and error is required until the neural network configuration can be sufficiently determined and learned. If the control target is, for example, a manufacturing or processing process device or equipment, It produces a large amount of trial products and has low productivity before entering high-quality commercial operations. Also, if it is necessary to change or adjust the feedback controller, there is a concern that a considerable number of products will be produced until the production quality converges within the standard after the change and adjustment, and the yield will be significantly reduced. , Changes, adjustments, etc., are difficult to perform appropriately or easily.
【0008】また、制御対象にフィードバック制御器が
含まれている場合、生産性の高い機械的なパラメータ同
定を行うことはできなかった。[0008] In addition, when a feedback controller is included in the controlled object, it has not been possible to identify mechanical parameters with high productivity.
【0009】本発明は、フィ−ドバック制御器の変更、
調整を適宜あるいは安易に行い得るようにすることを第
1の目的とし、フィードバック制御器の制御誤差を低減
することを第2の目的とし、フィ−ドバック制御器の設
計,設定,変更又は調整直後の制御品質の信頼性を向上
することを第3の目的とする。The present invention relates to a feedback controller,
The first object is to make the adjustment appropriately or easily, and the second object is to reduce the control error of the feedback controller, and to design, set, change or adjust the feedback controller immediately. It is a third object to improve the reliability of the control quality.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の帰還制御器の指
令演算式の係数決定装置は、制御器からの指令信号に応
じて物理量を操作し結果の物理量を表わす観測量を該制
御器に出力する機器又は設備である制御対象(1,2)に、
指令信号としてパルス信号を与えるテスト信号入力手段
(4,6);パルス信号を与えてからの前記観測量、該パル
ス信号値および上位コンピュータ(ホスト)から与えら
れる目標値を時系列で読込む信号記録手段(7);読込ん
だ時系列の観測量からマルコフパラメ−タを生成する手
段(8);生成したマルコフパラメータからボード線図を
生成する手段(BDG);生成したマルコフパラメ−タから
最小二乗評価関数を算出し、最小二乗評価関数を最小に
するコントロ−ラを導出する手段(9);および、前記コ
ントロ−ラを、前記制御器に装備するための次数nの低
次コントロ−ラに低次元化し、この低次コントロ−ラ
の、観測量を指令信号に変換する演算式を導出する手段
(11);を備える。なお、理解を容易にするためにカッコ
内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の記号
を、参考までに付記した。According to the present invention, there is provided a coefficient determining apparatus for a command operation expression of a feedback controller, wherein a physical quantity is manipulated according to a command signal from the controller, and an observed quantity representing the resulting physical quantity is sent to the controller. The control target (1, 2), which is the output device or equipment,
Test signal input means for giving a pulse signal as a command signal
(4, 6); signal recording means (7) for reading in time series the amount of observation after giving a pulse signal, the pulse signal value, and a target value given from a host computer (host); Means (8) for generating a Markov parameter from the observed quantity of (8); means for generating a Bode diagram from the generated Markov parameters (BDG); calculating a least square evaluation function from the generated Markov parameter, and performing least square evaluation Means (9) for deriving a controller for minimizing a function; and lowering the controller into a lower-order controller of order n for mounting on the controller, Means for deriving an arithmetic expression for converting the observed quantity into a command signal
(11); In addition, in order to facilitate understanding, the symbols of the corresponding elements in the embodiments shown in the drawings and described later are added in the parentheses for reference.
【0011】これによれば、コンローラ(3)および制御
対象(1,2)にて制御閉ループを構成したままで、該閉ル
ープに適した、コントローラ用のフィードバック制御器
演算式を導出することができる。According to this, it is possible to derive an arithmetic expression for the feedback controller for the controller, which is suitable for the closed loop while the controller (3) and the control object (1, 2) form a closed loop. .
【0012】フィードバック制御器のゲインを小さくシ
フトした(ゲインを零に近づけた)後、上位コンピュー
タ(ホスト)からの目標値と動作中の制御対象の観測量
が同じ値を示すとき、信号印加手段(4)を通してパルス
信号発生手段(6)からパルスを指令信号に印加する。パ
ルスを印加された指令信号に対する制御対象(1,2)の応
答を、観測量として記録する。フィードバック制御器の
ゲインが小さく、制御対象自身に通常は遅れが存在する
ために、短時間(アクチュエータを電動機とドライブ装
置とすれば100ms)は、入力信号と出力信号を無相関と
して扱うことができる。そこで、前記記録した観測量と
目標値の差分が得られるので、レスポンスベース制御法
に基づき、制御器のフィードバック演算式を定めること
ができる。この手法により、閉ループを遮断することな
く、また、従来のモデル化誤差は制御器に影響せず、制
御器の設定誤差が低減する。制御対象の実際の動作によ
って現われる観測量に基づいてフィ−ドバック制御器の
演算式を定めるので、設計,設定,変更又は調整直後の
制御品質の信頼性が高い。パルス信号を制御対象に与え
てパルス信号を与えてからそれに対する制御対象の応答
が収まるまでの観測量の読込みを行なうと、制御器のフ
ィ−ドバック演算式の係数を決定することができ、決定
した係数を制御器に設定するだけで、フィ−ドバック制
御器の設定又は調整が終わるので、制御器の変更,調整
を適宜あるいは安易に行ない得る。After shifting the gain of the feedback controller to a small value (making the gain close to zero), when the target value from the host computer (host) shows the same value as the observed value of the controlled object during operation, the signal application means A pulse is applied to the command signal from the pulse signal generating means (6) through (4). The response of the control target (1, 2) to the command signal to which the pulse is applied is recorded as an observation amount. Because the gain of the feedback controller is small and the control target usually has a delay, the input signal and the output signal can be treated as uncorrelated for a short time (100 ms if the actuator is an electric motor and a drive device). . Then, since the difference between the recorded observation amount and the target value is obtained, the feedback calculation expression of the controller can be determined based on the response-based control method. This approach reduces controller set errors without breaking the closed loop and without the conventional modeling errors affecting the controller. Since the arithmetic expression of the feedback controller is determined based on the amount of observation that appears due to the actual operation of the control target, the reliability of the control quality immediately after design, setting, change, or adjustment is high. By applying the pulse signal to the control target and reading the amount of observation from the supply of the pulse signal until the response of the control target stops, the coefficient of the feedback operation formula of the controller can be determined. The setting or adjustment of the feedback controller is completed only by setting the adjusted coefficient in the controller, so that the controller can be changed or adjusted appropriately or easily.
【0013】制御対象(1,2)は、軸捩じり振動を生ずる
回転機(圧延機)を含むものであり、生成したマルコフ
パラメータからボード線図を作成して、制御対象の軸ね
じりの共振点を求める。The controlled object (1, 2) includes a rotating machine (rolling mill) that generates torsional vibration of the shaft. A Bode diagram is created from the generated Markov parameters, and the torsion of the controlled object is controlled. Find the resonance point.
【0014】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の説明より明らかになろう。[0014] Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description with reference to the drawings.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1に、本発明の一実施形態を示
す。制御対象は、アクチュエ−タ1およびそれによって
駆動されるプラント(機器)2で構成され、プラント2
に装備したセンサにて、プラント2あるいはそれによっ
て製造,加工又は操作された物の物理量が検出され観測
量として、制御器であるコントロ−ラ3に与えられる。
コントロ−ラ3には、上位コンピュ−タ(ホスト)よ
り、観測量の目標値が与えられる。コントロ−ラ3は、
その内部に設定されたフィ−ドバック演算式に従って、
観測量を目標値に合せるための指令信号を生成してアク
チュエ−タ1に与える。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. An object to be controlled includes an actuator 1 and a plant (equipment) 2 driven by the actuator.
The physical quantity of the plant 2 or an object manufactured, processed, or operated by the plant 2 is detected by a sensor provided to the controller 2 and supplied to the controller 3 as a controller as an observation quantity.
The target value of the amount of observation is given to the controller 3 from the host computer (host). Controller 3
According to the feedback calculation formula set inside,
A command signal for adjusting the amount of observation to the target value is generated and given to the actuator 1.
【0016】コントロ−ラ3とアクチュエ−タ1の間に
は、本発明を実施するために加算器4が介挿されてお
り、この加算器4の2つの入力の1つには定常的に、コ
ントローラ3が発生する指令信号が加わり、もう1つの
入力には、オペレータの操作により、フィードバック制
御器であるコントローラ3の設計,設定,変更または調
整のために、制御対象1,2の応答を探索するときに、
信号発生6が発生するパルス信号(ステップ信号または
インパルス信号)が加わる。加算器4は、2つの入力の
加算値をアクチュエータ1に与える。したがって、オペ
レータの操作により信号発生がなされたときのみ、指令
信号にパルス信号を加えた信号(コントローラ3の指令
値+パルス信号レベル値)がアクチュエータ1に与えら
れる。An adder 4 is interposed between the controller 3 and the actuator 1 in order to carry out the present invention, and one of two inputs of the adder 4 is constantly provided. The command signal generated by the controller 3 is added to the other input. The response of the control target 1 or 2 is input to the other input for the design, setting, change or adjustment of the controller 3 as a feedback controller by the operation of the operator. When exploring,
A pulse signal (step signal or impulse signal) generated by the signal generator 6 is added. The adder 4 gives the added value of the two inputs to the actuator 1. Therefore, only when a signal is generated by the operation of the operator, a signal obtained by adding a pulse signal to the command signal (command value of controller 3 + pulse signal level value) is supplied to actuator 1.
【0017】フィ−ドバック制御器であるコントロ−ラ
3の設計,設定,変更又は調整のために、制御対象1,
2の応答を探索するときに、オペレ−タが切換スイッチ
4をコントロ−ラ作成時A側の接点に閉じ、パソコン5
から、ステップ出力又はインパルス出力を行なってそれ
をスイッチ4を介してアクチュエ−タ1に与える。図1
に示す実施態様では、演算装置5が係数設定装置、すな
わちコントロ−ラ3に演算式を設定するために用いる補
助装置である。In order to design, set, change or adjust the controller 3 which is a feedback controller,
The operator closes the change-over switch 4 to the contact on the A side when the controller is created and searches for the
, And outputs a step output or an impulse output to the actuator 1 through the switch 4. FIG.
In the embodiment shown in (1), the arithmetic device 5 is a coefficient setting device, that is, an auxiliary device used for setting an arithmetic expression in the controller 3.
【0018】フィ−ドバック制御器であるコントロ−ラ
3の構成大要を図2に示す。コントロ−ラ3は大要で、
基本コントロ−ラ31と副コントロ−ラ32とをシリア
ルに接続(直列結合)したものである。なお、演算プロ
グラムでコントロ−ラ3を構成した場合は、基本コント
ロ−ラ演算の次に(シリアルに)、副コントロ−ラ演算
を行なうことを意味する。ただし、基本コントロ−ラ3
1と副コントロ−ラ32の順序は入れ代わってもよい。
基本コントロ−ラ31は、PIコントロ−ラあるいはP
IDコントロ−ラの他に、Pコントロ−ラ,Iコントロ
−ラ,Dコントロ−ラあるいはPDコントロ−ラであっ
てもよい。Pは比例演算を、Iは積分演算を、Dは微分
演算を意味する。副コントロ−ラ32は、Pコントロ−
ラ,Dコントロ−ラ,位相進み遅れ演算コントロ−ラあ
るいは1次遅れ演算コントロ−ラである。FIG. 2 shows an outline of the configuration of the controller 3 which is a feedback controller. Controller 3 is the key,
The basic controller 31 and the sub-controller 32 are serially connected (series-coupled). In the case where the controller 3 is constituted by an operation program, it means that the sub-controller operation is performed (serial) after the basic controller operation. However, the basic controller 3
The order of 1 and the sub-controller 32 may be interchanged.
The basic controller 31 is a PI controller or P
In addition to the ID controller, a P controller, an I controller, a D controller, or a PD controller may be used. P means a proportional operation, I means an integral operation, and D means a differential operation. The sub controller 32 is a P controller.
, A D controller, a phase advance / delay operation controller or a first order delay operation controller.
【0019】基本コントロ−ラ31は、次の表1に示す
No.1〜No.6のいずれの態様であってもよい。N
o.1〜No.3の各態様のコントロ−ラの構成を、ハ
−ドウェア表現で図2に、1.〜3.として示し、N
o.4〜No.6の各態様のコントロ−ラの構成を、ハ
−ドウェア表現で図4に、3.〜6.として示す。The basic controller 31 has No. 1 shown in Table 1 below. 1 to No. Any of the six embodiments may be used. N
o. 1 to No. FIG. 2 is a hardware representation of the configuration of the controller in each of the three aspects. ~ 3. And N
o. 4-No. FIG. 4 shows the configuration of the controller in each of the modes 6 in hardware representation in FIG. ~ 6. As shown.
【0020】[0020]
【表1】 [Table 1]
【0021】副コントロ−ラ32は、次の表2に示すN
o.(a)〜No.(d)のいずれの態様も用いうる。
図5の(a)〜(d)に、No.(a)〜No.(d)
の態様すなわち、比例演算(P),微分演算(D),1
次遅れ演算および位相進み遅れ演算、のそれぞれの、ハ
−ドウェア表現の構成を示す。The sub-controller 32 has N as shown in Table 2 below.
o. (A) -No. Any of the embodiments (d) can be used.
5 (a) to 5 (d) show No. (A) -No. (D)
That is, proportional operation (P), differential operation (D), 1
The configuration of the hardware representation of each of the next delay operation and the phase advance / delay operation will be described.
【0022】[0022]
【表2】 [Table 2]
【0023】演算装置5には、各機能「信号発生」6,
「信号記録」7,「マルコフパラメ−タ生成」8,「ボ
ード線図生成」BDG,「最小二乗評価関数を最小にす
るようにコントロ−ラを設計」9,「特異値にて低次元
化」10および「特定のコントロ−ラに近似」11、を
実現するプログラムが格納されており、オペレ−タ入力
に従って、各機能を発現する。The arithmetic unit 5 has functions "signal generation" 6,
"Signal recording" 7, "Markov parameter generation" 8, "Board diagram generation" BDG, "Design controller to minimize least squares evaluation function" 9, "Singular value reduction by singular value""10" and "approximate to a specific controller" 11 are stored therein, and each function is developed according to an operator input.
【0024】「信号発生」6は、オペレ−タが予め入力
した、時系列の指令信号出力パタ−ン(時間経過対指令
信号レベル)を加算器4を介してアクチュエ−タ1に与
えるためのものであり、本実施態様では、ステップ信号
出力モ−ドとインパルス出力モ−ドの2パタ−ンの一方
を、オペレ−タの指定に従って、またオペレ−タのパル
ス信号出力指示に従って、出力する。「信号記録」7
は、オペレ−タの上記パルス信号出力指示によって起動
され、オペレ−タが予め設定したサンプリング周期およ
びサンプリング個数に従って、プラント2の出力(観測
量:センサの検出値)を読込むものであり、サンプリン
グ周期の時間経過毎に、観測量を読込み時刻宛てに観測
デ−タメモリに書込む。このパルス信号出力と観測デ−
タ読込みを、オペレ−タが指定した採取回数分繰返す。"Signal generation" 6 is for providing the actuator 1 with a time-series command signal output pattern (time lapse vs. command signal level) previously input by the operator via the adder 4. In this embodiment, one of two patterns, a step signal output mode and an impulse output mode, is output in accordance with the operator's designation and in accordance with the operator's pulse signal output instruction. . "Signal recording" 7
Is started by the above-mentioned pulse signal output instruction of the operator, and the operator reads the output (observed amount: detected value of the sensor) of the plant 2 according to a preset sampling period and sampling number. Each time the period elapses, the amount of observation is written to the observation data memory at the read time. This pulse signal output and observation data
Data reading is repeated the number of times specified by the operator.
【0025】図6に、演算装置5の処理機能の概要を示
し、図7〜図9に詳細を示す。オペレ−タがサンプリン
グ周期,サンプリング個数およびデ−タ採取回数を入力
し、制御対象1と2の観測量が目標値に安定していると
きにコントローラ3のゲインを下げ、信号発生6よりス
テップ信号を加算器4を介して、制御対象の入力側に印
加する。FIG. 6 shows an outline of the processing functions of the arithmetic unit 5, and FIGS. 7 to 9 show details. The operator inputs the sampling period, the number of samples, and the number of times of data sampling. When the amount of observation of the controlled objects 1 and 2 is stable at the target value, the gain of the controller 3 is reduced. Is applied to the input side of the control object via the adder 4.
【0026】信号発生6よりステップ信号を出力した時
点から、前述の観測量(レスポンスデータ)の採取の実
行を開始する。このステップ信号出力および観測値読み
込みを採取回数分繰り返す(図6,図7のステップ7
1)。データ採取回数分の読み込みを行うと演算装置5
は、ステップ信号の出力開始を起点とする経過時間(時
刻)が同一の観測値(採取回数分)の平均値を算出する
(図6,図7のステップ72)。そして各時刻の観測量
平均値の時系列分布より、各時刻の平均値の微分値を算
出する(図6,図7のステップ73,81)。これらを
マルコフパラメ−タHとする。From the time when the step signal is output from the signal generator 6, the execution of the above-mentioned collection of the observation amount (response data) is started. This step signal output and observation value reading are repeated for the number of times of sampling (step 7 in FIGS. 6 and 7).
1). When reading is performed for the number of times of data collection, the arithmetic unit 5
Calculates the average value of the observed values (for the number of times of collection) having the same elapsed time (time) from the start of the step signal output (step 72 in FIGS. 6 and 7). Then, the differential value of the average value at each time is calculated from the time series distribution of the average value of the observation amount at each time (steps 73 and 81 in FIGS. 6 and 7). These are referred to as Markov parameters H.
【0027】オペレ−タが、インパルス出力モ−ドを指
定してレスポンスデ−タ採取の実行を指示したときに
は、演算装置5は、信号発生6よりインパルス信号を出
力した時点から、前述の観測量(レスポンスデータ)の
採取の実行を開始する。このインパルス信号出力および
観測値読み込みを採取回数分繰り返す(図6,図7のス
テップ74)。データ採取回数分の読み込みを行うと演
算装置5は、各時刻(デ−タ採取各回)のデ−タの平均
値を算出する(図6,図7のステップ75)。そしてこ
れら平均値をマルコフパラメ−タHとする(図6,図7
のステップ81)。When the operator designates the impulse output mode and instructs the execution of response data collection, the arithmetic unit 5 outputs the above-mentioned observation amount from the time when the signal generator 6 outputs the impulse signal. Start execution of (response data) collection. The output of the impulse signal and the reading of the observation value are repeated for the number of times of collection (step 74 in FIGS. 6 and 7). When reading is performed for the number of times of data collection, the arithmetic unit 5 calculates an average value of data at each time (each time of data collection) (step 75 in FIGS. 6 and 7). These average values are used as Markov parameters H (FIGS. 6 and 7).
Step 81).
【0028】以上のようにマルコフパラメ−タHの採取
を終えるとオペレ−タは、信号出力を停止することで、
制御対象への入力を指令信号のみとし、コントローラ3
のゲインを元に戻す。これにより、制御対象1と2およ
びコントローラ3は、パルス印加以前のフィードバック
制御を再開することができる。As described above, when the collection of the Markov parameter H is completed, the operator stops the signal output,
The input to the control target is only the command signal, and the controller 3
Restore the gain of. Thereby, the control targets 1 and 2 and the controller 3 can restart the feedback control before the pulse application.
【0029】次に演算装置5は、マルコフパラメ−タH
から、外乱w(ステップ信号又はインパルス)から観測
量y(マルコフパラメ−タH)までのマルコフパラメ−
タGを算出する(図6のステップ8,図7のステップ8
2)。Next, the arithmetic unit 5 outputs the Markov parameter H
, The Markov parameter from the disturbance w (step signal or impulse) to the observed quantity y (Markov parameter H)
Is calculated (step 8 in FIG. 6, step 8 in FIG. 7).
2).
【0030】次にオペレータは、周波数帯域(領域)の
確認が必要な場合、演算装置5にてボード線図を生成
し、所要の周波数領域を確定する。ボード線図に制御対
象の共振点が現れた場合は、共振点を外した領域に周波
数領域を確定する(図6,図7のステップBDG)。そ
して、コントローラの生成を演算装置5に指示する。そ
して、レスポンス制御法に従って、高次元の制御器C1
(コントロ−ラ)を導出する(図6のステップ9,図8
および図9のステップ91,92)。図8に示すステッ
プ91の中の計算式の内容を具体的に図11および図1
2のステップ91a,91bに示す。Next, when it is necessary to confirm the frequency band (region), the operator generates a Bode diagram in the arithmetic unit 5 and determines the required frequency region. When a resonance point to be controlled appears on the Bode diagram, a frequency region is determined in a region outside the resonance point (step BDG in FIGS. 6 and 7). Then, it instructs the arithmetic unit 5 to generate a controller. Then, according to the response control method, the high-dimensional controller C1
(Controller) (steps 9 and 8 in FIG. 6)
And steps 91 and 92 in FIG. 9). The contents of the calculation formula in step 91 shown in FIG.
Steps 91a and 91b of FIG.
【0031】次に演算装置5は、高次元の制御器C1の
可観測グラミアンPkの特異値を算出し、算出した特異
値を、ディスプレイに表示し(図6のステップ10,図
9のステップ101,102)、オペレ−タの印刷指示
があるとプリントアウトする。オペレ−タは、特異値を
大きい順に並べて、その2乗和で影響度を評価して、高
次元の制御器C1を低次元化する次数nを決定し、演算
装置5に入力し、低次元化指示を入力する。Next, the arithmetic unit 5 calculates a singular value of the observable gramian Pk of the high-dimensional controller C1, and displays the calculated singular value on a display (step 10 in FIG. 6, step 101 in FIG. 9). , 102), and prints out when an operator print instruction is issued. The operator arranges the singular values in descending order, evaluates the degree of influence by the sum of the squares, determines the order n for lowering the order of the high-dimensional controller C1, inputs the order n to the arithmetic unit 5, and inputs the lower order n Enter the conversion instruction.
【0032】[0032]
【表3】 [Table 3]
【0033】これに応答して演算装置5は、高次元の制
御器C1を次数nに低次元化する(図6のステップ1
0,図9のステップ103)。低次元化したコントロ−
ラを規範コントロ−ラと称す。オペレ−タはここで、あ
るいはここまでに(例えば、レスポンスデ−タ採取の実
行を指示する前)、オペレ−タが希望する又は他から指
示された周波数帯の最小周波数,最大周波数および点数
Nならびに演算式の形式(例えばPID)および応答時
定数T1を入力する。そして演算装置5でのコントロ−
ラの低次元化を終えたときに、演算式の確定をパソコン
に指示する。In response, the arithmetic unit 5 reduces the order of the high-dimensional controller C1 to the order n (step 1 in FIG. 6).
0, step 103 in FIG. 9). Control with reduced dimensions
La is called a normative controller. The operator may or here (e.g., before instructing the execution of response data collection) provide a minimum frequency, a maximum frequency, and a score N in a frequency band desired by the operator or specified by another. as well as the input arithmetic expression of the form (eg PID) and the response time constant T 1. And the control in the arithmetic unit 5
When the dimensionality of the model has been reduced, the computer is instructed to determine the arithmetic expression.
【0034】演算装置5はこれに応答して、近似する周
波数を計算し(図6のステップ11,図10のステップ
111)、規範コントロ−ラの周波数応答を算出し(図
6のステップ11,図10のステップ112)、周波数
応答の二乗誤差を最小にする係数を求める(図6のステ
ップ11,図10のステップ113)。In response, the arithmetic unit 5 calculates an approximate frequency (step 11 in FIG. 6 and step 111 in FIG. 10), and calculates the frequency response of the reference controller (steps 11 and 11 in FIG. 6). A coefficient for minimizing the square error of the frequency response is obtained (step 112 in FIG. 10) (step 11 in FIG. 6 and step 113 in FIG. 10).
【0035】オペレ−タの確認の後、オペレ−タが実装
を指示すると、演算装置5は、算出した規範コントロ−
ラ(演算式)および係数を、図1に示すコントロ−ラ3
に転送する。コントロ−ラ3は、その内部のフィ−ドバ
ック演算器(又はフィ−ドバック演算プログラム)を、
演算装置5の転送デ−タが指定するものに構成(書き替
え)する。なお、演算装置5がディスプレイおよび又は
プリンタに出力したデ−タ(演算式&係数)をオペレ−
タがコントロ−ラ3に入力して、オペレ−タがコントロ
−ラ3のフィ−ドバック演算式を書替えすることもでき
る。After confirming the operator, when the operator instructs the mounting, the arithmetic unit 5 calculates the calculated reference control.
La (arithmetic expression) and coefficients are stored in the controller 3 shown in FIG.
Transfer to The controller 3 includes a feedback operation unit (or a feedback operation program) therein.
It is configured (rewritten) to the one specified by the transfer data of the arithmetic unit 5. The data (arithmetic expressions and coefficients) output by the arithmetic unit 5 to the display and / or the printer is operated.
When the data is input to the controller 3, the operator can rewrite the feedback calculation expression of the controller 3.
【0036】なお、高次元の制御器C1を次数nに低次
元化する方法は、公知の代表根法(Davison法、例えば
Computrol 1989, No.23 pp92-96)を使用してもよいし、
また、これを省略して高次元の制御器C1を規範コント
ロ−ラにすることもできる。A method for reducing the dimension of the high-dimensional controller C1 to the order n is a known representative root method (Davison method, for example,
Computrol 1989, No. 23 pp92-96)
Alternatively, this can be omitted and the high-dimensional controller C1 can be used as a reference controller.
【0037】図10には、図6のステップ11の制御器
C2の導出の内容を、コントロ−ラ3のフィ−ドバック
演算式(表1,図3,図4)にPID演算を設定する場
合の概要で示した。コントロ−ラ3をPID演算式を用
いるもののみ(基本コントロ−ラ31がPID演算、副
コントロ−ラ32はなし)とするときの、それに設定す
べきPID演算式(制御器C2)の導出(図6のステッ
プ11)の内容を、より具体的に図13に示す。FIG. 10 shows the contents of the derivation of the controller C2 in step 11 in FIG. 6 and the case where the PID operation is set in the feedback operation expression (Tables 1, 3 and 4) of the controller 3. The outline was shown. When the controller 3 uses only the PID operation expression (the basic controller 31 has the PID operation and the sub-controller 32 has no operation), the PID operation expression (controller C2) to be set therein is derived (see FIG. FIG. 13 shows the contents of step 11) of FIG. 6 more specifically.
【0038】図14には、コントロ−ラ3を、PID演
算の基本コントロ−ラ31と、疑似微分演算の副コント
ロ−ラ32で構成するときの、フィ−ドバック演算式の
導出(図6のステップ11)の内容を示す。FIG. 14 shows the derivation of a feedback operation expression when the controller 3 is composed of a basic controller 31 for PID operation and a sub-controller 32 for pseudo differential operation. The contents of step 11) will be described.
【0039】図15には、コントロ−ラ3を、PID演
算の基本コントロ−ラ31と、一次遅れ演算の副コント
ロ−ラ32で構成するときの、フィ−ドバック演算式の
導出(図6のステップ11)の内容を示す。FIG. 15 shows the derivation of a feedback operation formula when the controller 3 is composed of a basic controller 31 for PID operation and a sub-controller 32 for first-order lag operation (FIG. 6). The contents of step 11) will be described.
【0040】図16には、コントロ−ラ3を、PID演
算の基本コントロ−ラ31と、位相進み遅れ演算の副コ
ントロ−ラ32で構成するときの、フィ−ドバック演算
式の導出(図6のステップ11)の内容を示す。FIG. 16 shows the derivation of a feedback operation expression when the controller 3 is composed of a basic controller 31 for PID operation and a sub-controller 32 for phase lead / lag operation (FIG. 6). Shows the contents of step 11).
【0041】以上には、基本コントロ−ラ31がPID
演算を行なうものである場合の例を示した。次にPID
演算以外のものである場合について説明する。As described above, the basic controller 31 has a PID
An example in which the calculation is performed is shown. Next, PID
A case other than the operation will be described.
【0042】[0042]
【表4】 [Table 4]
【0043】[0043]
【表5】 [Table 5]
【0044】[0044]
【実施例】図17に、制御対象(1+2)が圧延機であ
って、コントロ−ラ3が、圧延機のロ−ル回転速度(観
測量)を上位計算機(ホスト)が指示する目標速度にフ
ィ−ドバック制御する圧延システムに適用した実施例を
示す。この場合、制御対象の概要は図18に示すよう
に、中間慣性と負荷慣性(圧延ロ−ラ)という2つの負
荷(2)は、2本の軸を介してアクチュエ−タである駆
動モ−タ1に連結されており、それらの緒元は次の通り
である。In FIG. 17, the control object (1 + 2) is a rolling mill, and the controller 3 sets the roll rotation speed (observed amount) of the rolling mill to the target speed indicated by the host computer (host). An embodiment applied to a rolling system that performs feedback control will be described. In this case, as shown in FIG. 18, the outline of the control object is that two loads (2) of an intermediate inertia and a load inertia (rolling roller) are driven via two shafts as a drive motor which is an actuator. 1 and their specifications are as follows.
【0045】[0045]
【表6】 [Table 6]
【0046】図17に示すシステムの制御対象(圧延
機)が動作中(圧延中またはアイドリング回転中)に、
マルコフパラメータを採取して、制御対象の動特性に適
合するフィードバック演算式を導出してコントローラ3
に設定した手順を以下に説明する。 (1)制御対象の駆動モータ1の回転速度(観測値)が
目標速度に安定しているときに、コントローラ3のゲイ
ンを下げ、制御装置よりステップ信号を加算器4に出力
した。これにより、コントローラ3の指令値にステップ
信号レベル値を加算した指令値が、モータ1を駆動する
INV盤(モータドライバ)に入力され、回転速度が上
昇、そして低下、上昇を繰り返した。駆動モータ1の回
転速度をパルスジェネレータを使用して、演算装置5に
読み込み、演算装置の内部メモリに書き込んだ。サンプ
リング周期Tsは2msec、サンプリング個数Mは100
点、ステップ応答採取回数Ndは10回であり、演算装
置5にて、ステップ信号の出力開始を起点とする経過時
間(時刻)の同一の10回の読込みデ−タの平均を取っ
た。結果を図19に示す。 (2)演算装置5にて、ステップ応答(時系列分布の平
均値)を時間微分してマルコフパラメ−タHを計算し
た。算出したマルコフパラメ−タHを図20に示す。 (3)演算装置5にて、観測量uから観測量yまでのマ
ルコフパラメ−タHから、外乱wから観測量yまでのマ
ルコフパラメ−タGを計算した。 (4)演算装置5にて、マルコフパラメータGに基づい
て、ボード線図を作成した。得たボード線図を図23
に、実線(閉ループ周波数特性)で示す。なお、図23
には、参考までに、閉ループ周波数特性を2点鎖線で示
す。 (5)演算装置5にて、マルコフパラメ−タH,Gよ
り、評価関数Jを最小にするコントロ−ラKY,KUを
計算した。すなわち、制御入力uから観測量yまでのマ
ルコフパラメ−タH,外乱wから観測量yまでのマルコ
フパラメ−タGより、2乗評価関数Jを最小にするコン
トロ−ラを作成した。While the control target (rolling mill) of the system shown in FIG. 17 is operating (during rolling or idling),
The controller 3 obtains a Markov parameter, derives a feedback operation expression suitable for the dynamic characteristic of the control target, and
The procedure set in is described below. (1) When the rotation speed (observed value) of the drive motor 1 to be controlled is stable at the target speed, the gain of the controller 3 is lowered, and the control device outputs a step signal to the adder 4. As a result, a command value obtained by adding the step signal level value to the command value of the controller 3 was input to the INV board (motor driver) that drives the motor 1, and the rotation speed increased, and then decreased and increased. The rotation speed of the drive motor 1 was read into the arithmetic unit 5 using a pulse generator, and was written into the internal memory of the arithmetic unit. The sampling period Ts is 2 msec, and the number of samples M is 100
The number Nd of step response sampling times is 10, and the arithmetic unit 5 averages the same 10 readings of the same elapsed time (time) from the start of step signal output. The results are shown in FIG. (2) The Markov parameter H was calculated by time-differentiating the step response (average value of the time series distribution) by the arithmetic unit 5. FIG. 20 shows the calculated Markov parameter H. (3) The arithmetic unit 5 calculates the Markov parameter G from the disturbance w to the observation amount y from the Markov parameter H from the observation amount u to the observation amount y. (4) The arithmetic unit 5 creates a Bode diagram based on the Markov parameter G. FIG. 23 shows the obtained Bode diagram.
Is shown by a solid line (closed loop frequency characteristic). Note that FIG.
For reference, the closed-loop frequency characteristic is indicated by a two-dot chain line. (5) In the arithmetic unit 5, controllers KY and KU that minimize the evaluation function J are calculated from the Markov parameters H and G. That is, a controller that minimizes the square evaluation function J is created from the Markov parameter H from the control input u to the observation amount y and the Markov parameter G from the disturbance w to the observation amount y.
【0047】[0047]
【表7】 [Table 7]
【0048】(6)KY,KUから特異値による低次元
化を行った。演算装置5にて、コントロ−ラの可観測グ
ラミアンの特異値を算出してディスプレイに表示した。
算出した特異値を次に示す。(6) Dimension reduction from KY and KU using singular values was performed. The arithmetic unit 5 calculated the singular value of the observable Gramian of the controller and displayed it on the display.
The calculated singular values are shown below.
【0049】[0049]
【表8】 [Table 8]
【0050】この例ではオペレ−タが1次(n=1)で
十分と判定し、演算装置5に1次を指定して、低次元化
を指示した。演算装置5が低次元化した規範コントロ−
ラCmは、オペレ−タが指定したサンプリング周期T
s:0.002secで、次の状態方程式で記述されるものとな
った: xk+1=0.4399・xk+0.0265・Uk y =0.8953・xk+0.0・Uk すなわち、Ac=0.4399、Bc=0.0265、Cc=0.895
3、Dc=0.0である。 (7)規範コントロ−ラCmに対して近似する周波数帯
域として最大周波数ωmi n=1 rad/sec、ωmax=100
rad/sec、N=100、近似したいコントロ−ラとして
PIコントロ−ラ〔C(s)=K1・(1+K2/s)〕
を、オペレ−タが演算装置5に入力し、演算装置5に
て、PIコントロ−ラを計算した。演算装置5の計算結
果は、K1=0.042、K2=0.515 である。 (8)パルス信号発生手段からの信号発生を止め、制御
対象1と2およびコントローラ3からなる制御閉ループ
を構成してPIコントローラ3の係数K1=0.042、K
2=0.515 とし、目標速度50rpmをステップ入力と
してコントロ−ラ3に与えるステップ応答実験を実施し
た(実施例)。図21に、該実施例によるモ−タ速度と
負荷速度を示す。図22には、比較例として、Ziegler-
Nicholsの1/4設計則を使用して設計した、K1=0.04
5、K2=105.8のPIコントロ−ラをコントロ−ラ3と
し、目標速度50rpmをステップ入力としてコントロ
−ラ3に与えるステップ応答実験を実施した結果(比較
例)を示す。In this example, it is determined that the first order (n = 1) is sufficient for the operator, and the first order is designated to the arithmetic unit 5 to instruct the lower order. Normative control in which arithmetic unit 5 is reduced in dimension
Lam is the sampling period T specified by the operator.
s: In 0.002Sec, was assumed to be described by the following state equation: x k + 1 = 0.4399 · x k +0.0265 · U k y = 0.8953 · x k +0.0 · U k i.e., Ac = 0.4399, Bc = 0.0265, Cc = 0.895
3, Dc = 0.0. (7) Code Control - maximum frequency ω mi n = 1 rad / sec as a frequency band of approximation to La Cm, ω max = 100
rad / sec, N = 100, PI controller [C (s) = K1 · (1 + K2 / s)] as the controller to be approximated
Is input to the arithmetic unit 5 by the operator, and the arithmetic unit 5 calculates the PI controller. The calculation results of the arithmetic unit 5 are K1 = 0.042 and K2 = 0.515. (8) The signal generation from the pulse signal generation means is stopped, and a control closed loop including the control targets 1 and 2 and the controller 3 is formed, and the coefficient K1 of the PI controller 3 is 0.042, K
A step response experiment was performed in which 2 was set to 0.515 and a target speed of 50 rpm was supplied to the controller 3 as a step input (Example). FIG. 21 shows the motor speed and the load speed according to this embodiment. FIG. 22 shows Ziegler- as a comparative example.
K1 = 0.04 designed using Nichols 1/4 design rule
5, the results of a step response experiment (comparative example) in which a PI controller with K2 = 105.8 is used as the controller 3 and a target speed of 50 rpm is input to the controller 3 as a step input.
【0051】実施例(図21)および比較例(図22)
共に、実線が駆動モ−タ速度で破線が負荷の回転速度で
ある。ステップ応答の即応性を表す立ち上がりの速度は
両者共に変わらないが、オ−バシュ−ト量が実施例の方
が小さく優れた結果となっている。Example (FIG. 21) and Comparative Example (FIG. 22)
In both cases, the solid line is the drive motor speed and the broken line is the load rotation speed. The rising speed, which indicates the responsiveness of the step response, does not change in both cases, but the overshoot amount is smaller in the embodiment, which is an excellent result.
【0052】以上に説明した本発明によれば、インパル
ス応答や現場適用が容易なステップ応答を用い制御器の
フィードバック演算式の設定、変更、または調整を、制
御対象を駆動した状態で実施すると共に、この実施に際
し試行錯誤の回数を削減し、また従来の手法では制御器
の設計が困難な物理モデルの作成が難しい機器,設備を
含むあらゆるプラントに対して制御器の設計が可能であ
る。According to the present invention described above, the setting, change, or adjustment of the feedback arithmetic expression of the controller is performed using the impulse response or the step response that can be easily applied in the field while the controlled object is driven. In this case, it is possible to reduce the number of trials and errors, and to design a controller for any plant including equipment and facilities in which it is difficult to create a physical model that is difficult to design with the conventional method.
【図1】 本発明の一実施形態の機能概要を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a functional outline of an embodiment of the present invention.
【図2】 図1に示すコントロ−ラ3の機能構成の概要
を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a functional configuration of a controller 3 shown in FIG.
【図3】 図2に示す基本コントロ−ラ31の、フィ−
ドバック演算機能のバラエティの一部をハ−ドウェア構
成で示すブロック図である。FIG. 3 is a diagram of the basic controller 31 shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a part of a variety of a callback operation function in a hardware configuration.
【図4】 図2に示す基本コントロ−ラ31の、フィ−
ドバック演算機能のバラエティの他のものをハ−ドウェ
ア構成で示すブロック図である。FIG. 4 is a diagram of the basic controller 31 shown in FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing another example of the variety of the callback operation function in a hardware configuration.
【図5】 図2に示す副コントロ−ラ32の演算機能の
バラエティをハ−ドウェア構成で示すブロック図であ
る。5 is a block diagram showing a variety of arithmetic functions of the sub-controller 32 shown in FIG. 2 in a hardware configuration.
【図6】 図1に示す演算装置5の、フィ−ドバック演
算式の導出のための、デ−タ処理機能の概要を示すフロ
−チャ−トである。FIG. 6 is a flowchart showing an outline of a data processing function for deriving a feedback operation equation of the arithmetic unit 5 shown in FIG. 1;
【図7】 図6に示す演算機能の一部の内容を示すフロ
−チャ−トである。FIG. 7 is a flowchart showing a part of the arithmetic function shown in FIG. 6;
【図8】 図6に示す演算機能の一部の内容を示すフロ
−チャ−トである。FIG. 8 is a flowchart showing a part of the arithmetic function shown in FIG. 6;
【図9】 図6に示す演算機能の一部の内容を示すフロ
−チャ−トである。FIG. 9 is a flowchart showing a part of the arithmetic function shown in FIG. 6;
【図10】 図6に示す演算機能の残部の内容を示すフ
ロ−チャ−トである。FIG. 10 is a flowchart showing the contents of the rest of the arithmetic function shown in FIG. 6;
【図11】 図8に示すステップ91の演算の一部の詳
細を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing details of a part of the calculation in step 91 shown in FIG. 8;
【図12】 図8に示すステップ91の演算の残部の詳
細を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing details of the remainder of the calculation in step 91 shown in FIG. 8;
【図13】 PID演算のコントロ−ラを導出するとき
の、図6のステップ11の内容を示すフロ−チャ−トで
ある。FIG. 13 is a flowchart showing the contents of step 11 in FIG. 6 when deriving a controller for PID calculation.
【図14】 PID演算+疑似微分演算のコントロ−ラ
を導出するときの、図6のステップ11の内容を示すフ
ロ−チャ−トである。FIG. 14 is a flowchart showing the contents of step 11 in FIG. 6 when deriving a controller for PID operation + pseudo differential operation.
【図15】 PID演算+一次遅れ演算のコントロ−ラ
を導出するときの、図6のステップ11の内容を示すフ
ロ−チャ−トである。FIG. 15 is a flowchart showing the contents of step 11 in FIG. 6 when deriving a controller for PID operation + first order delay operation.
【図16】 PID演算+位相進み遅れ演算のコントロ
−ラを導出するときの、図6のステップ11の内容を示
すフロ−チャ−トである。FIG. 16 is a flowchart showing the contents of step 11 in FIG. 6 when deriving a controller for PID calculation + phase lead / lag calculation.
【図17】 本発明の一実施例の機能概要を示すブロッ
ク図である。FIG. 17 is a block diagram showing a functional outline of an embodiment of the present invention.
【図18】 図1に示すアクチュエ−タ1とプラント2
の、機構連結関係を示すブロック図である。FIG. 18 shows an actuator 1 and a plant 2 shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a mechanism connection relationship.
【図19】 図17に示すINV盤(モ−タドライバ)
にステップ信号を与えたときの、アクチュエ−タ(駆動
モ−タ)1の回転速度の変化を示すタイムチャ−トであ
る。FIG. 19 shows an INV board (motor driver) shown in FIG.
Is a time chart showing a change in the rotation speed of the actuator (drive motor) 1 when a step signal is given to the motor.
【図20】 図19に示す回転速度の微分値を示すタイ
ムチャ−トである。20 is a time chart showing a differential value of the rotation speed shown in FIG.
【図21】 図17に示す本発明の実施例にてPI演算
式を導出しコントロ−ラ3に設定して、INV盤(モ−
タドライバ)にステップ信号を与えたときのアクチュエ
−タ(駆動モ−タ)1およびプラント負荷(圧延機のロ
−ル)の回転速度の変化を示すタイムチャ−トである。21 derives a PI operation formula in the embodiment of the present invention shown in FIG. 17 and sets it in the controller 3;
This is a time chart showing changes in the rotation speed of the actuator (drive motor) 1 and the plant load (roll of the rolling mill) when a step signal is given to the motor driver.
【図22】 図17に示すシステム構成にて、従来の手
法でPI演算式を導出しコントロ−ラ3に設定して、I
NV盤(モ−タドライバ)にステップ信号を与えたとき
のアクチュエ−タ(駆動モ−タ)1およびプラント負荷
(圧延機のロ−ル)の回転速度の変化を示すタイムチャ
−トである。22 derives a PI operation expression by a conventional method in the system configuration shown in FIG. 17 and sets it in the controller 3;
This is a time chart showing a change in the rotation speed of the actuator (drive motor) 1 and the plant load (roll of the rolling mill) when a step signal is given to the NV board (motor driver).
【図23】 図17に示す制御対象(1,2)の周波数
特性を示すボード線図である。FIG. 23 is a Bode diagram showing frequency characteristics of the control target (1, 2) shown in FIG. 17;
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平 山 隆 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 大 貝 晴 俊 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Fターム(参考) 5H004 GA03 GA04 GA21 GB03 HA08 HB08 JA29 KA32 KB02 KB04 KB06 KB26 KC08 MA38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Hirayama 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Prefecture Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Harutoshi Okai 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Prefecture F-term in the Technology Development Division of Nippon Steel Corporation (reference) 5H004 GA03 GA04 GA21 GB03 HA08 HB08 JA29 KA32 KB02 KB04 KB06 KB26 KC08 MA38
Claims (6)
作し結果の物理量を表わす観測量を該制御器に出力する
機器又は設備である制御対象に、指令信号としてパルス
信号を与えるテスト信号入力手段;パルス信号を与えて
からの前記観測量を時系列で読込む信号記録手段;読込
んだ時系列の観測量からマルコフパラメ−タを生成する
手段;生成したマルコフパラメ−タから最小二乗評価関
数を算出し、最小二乗評価関数を最小にするコントロ−
ラを導出する手段;および、 前記コントロ−ラを、前記制御器に装備するための次数
nの低次コントロ−ラに低次元化し、この低次コントロ
−ラの、観測量を指令信号に変換する演算式を導出する
手段;を備える、帰還制御器の指令演算式の係数決定装
置。1. A test signal for giving a pulse signal as a command signal to a controlled object which is a device or equipment that operates a physical quantity in response to a command signal from a controller and outputs an observed quantity representing the resulting physical quantity to the controller. Input means; signal recording means for reading in a time series the amount of observation after giving a pulse signal; means for generating a Markov parameter from the read time-series observation amount; least-squares from the generated Markov parameter Control that calculates the evaluation function and minimizes the least squares evaluation function
Means for deriving the controller; and the controller is reduced to a lower-order controller of order n for equipping the controller, and the amount of observation of the lower-order controller is converted into a command signal. Means for deriving an arithmetic expression to be performed, the coefficient determining device for a command arithmetic expression of the feedback controller.
演算を含む、請求項1記載の、帰還制御器の指令演算式
の係数決定装置。2. A low-order controller of the controller, comprising a PID
2. The coefficient determining device for a command operation expression of a feedback controller according to claim 1, further comprising an operation.
を制御対象に与え、前記マルコフパラメ−タ生成手段
は、読込んだ時系列の観測量の微分値を算出し、微分値
からマルコフパラメ−タを生成する、請求項1記載の、
帰還制御器の指令演算式の係数決定装置。3. The test signal input means supplies a step signal to a control object, and the Markov parameter generating means calculates a differential value of the read time-series observation quantity, and uses the Markov parameter from the differential value. Generating the data.
A coefficient determining device for the command operation expression of the feedback controller.
号を制御対象に与え、前記マルコフパラメ−タ生成手段
は、読込んだ時系列の観測量からマルコフパラメ−タを
生成する、請求項1記載の、帰還制御器の指令演算式の
係数決定装置。4. The test signal input means supplies an impulse signal to a control target, and the Markov parameter generation means generates a Markov parameter from the read time-series observation quantity. , A coefficient determination device for the command operation expression of the feedback controller.
量を表す観測量をフィードバック制御器を通した量との
比較偏差に応じて物理量を操作し、観測量を該制御器に
出力する機器又は設備である制御対象のフィードバック
制御器のゲインを調整する手段;前記指令信号へ目標値
と共にパルス信号を与える手段;パルス信号を与えてか
らの前記観測量、該パルス信号値および上位コンピュー
タ(ホスト)から与えられる目標値を時系列で読み込む
信号記録手段;読み込んだ時系列の観測量からマルコフ
パラメータを生成する手段;生成したマルコフパラメー
タから最小二乗評価関数を算出し、最小二乗評価関数を
最小にするコントローラを導出する手段;および前記コ
ントローラを、前記制御器に装備するために、所定周波
数領域での次数nの低次コントローラに低次元化し、こ
の低次コントローラの、観測量を指令信号に変換する演
算式を導出する手段;を備える、帰還制御器の指令演算
式の係数決定装置。5. A physical quantity is manipulated according to a comparison deviation between a command signal from the controller and an observed quantity representing a physical quantity of the operation result through a feedback controller, and outputs the observed quantity to the controller. Means for adjusting the gain of a feedback controller of a controlled object which is a device or equipment; means for providing a pulse signal together with a target value to the command signal; the amount of observation after providing the pulse signal, the pulse signal value and a host computer ( A signal recording means for reading a target value given from the host) in time series; a means for generating a Markov parameter from the read time series observation amount; calculating a least square evaluation function from the generated Markov parameter, and minimizing the least square evaluation function Means for deriving a controller to be implemented; and an order n in a predetermined frequency domain for equipping said controller with said controller. And reduced-lower order controller, the low-order controller, means for deriving an arithmetic expression for converting an observation amount to a command signal; comprises a feedback controller command arithmetic expression coefficient determiner.
を含むものであり、生成したマルコフパラメータからボ
ード線図を作成して軸ねじり振動の共振点を求めて、所
定周波数領域を絞り込み、請求項5記載の帰還制御器を
設定する方法。6. The control object includes a rotating machine that generates axial torsional vibration. A Bode diagram is created from the generated Markov parameters to determine a resonance point of the axial torsional vibration, and a predetermined frequency region is narrowed down. A method for setting the feedback controller according to claim 5.
Priority Applications (1)
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JP10314976A JP2000148205A (en) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | Coefficient deciding device for command arithmetic expression of feedback controller |
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- 1998-11-05 JP JP10314976A patent/JP2000148205A/en not_active Withdrawn
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