JP4274046B2 - 制御装置、制御パラメータの調整装置、制御パラメータの調整方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一つの実施の形態に係る制御装置としての温度調節器のブロック図である。
[STEP1] 初期データベースの作成
JIT法では、過去の蓄積データがない場合、原理的に同定が行えないため、本手法においては、ある平衡点周りでCHR(Chien,Hrones&Reswick)法を用いて初期データベースを作成する。
[STEP2] 距離の計算、近傍の選択
時刻tにおけるPIDパラメータK(t)の予測値を得るために必要な情報ベクトルを要求点qと呼ぶ。その要求点qとデータベースに蓄えられている情報ベクトルとの距離を、次式の重みつきL1ノルムにより求める。
[STEP3] 局所モデルの構成
続いて、STEP2において選択された近傍に対して、以下で示される、重みつき局所線形平均法(LWA)により局所モデルを構成する。
STEP3において、局所モデルとして得られるPID制御パラメータKoldは、制御誤差(ε:=yr−y)を考慮していないため、STEP2、STEP3を繰り返し行い、PID制御パラメータを逐次抽出したとしても、システムの状態に応じてPID制御パラメータが適切に調整されない恐れがある。そこで、STEP2で得られたPID制御パラメータKoldに対して制御偏差εにより修正を行ない、その修正されたデータKnewをデータベースに蓄えるものとする。
図7は、本発明の他の実施の形態に係る制御パラメータの調整装置を備えるシステムの構成図であり、上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
図8は、本発明の更に他の実施の形態の温度調節器のブロック図であり、上述の図1に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
図10は、本発明の更に他の実施の形態の図1に対応するブロック図である。
上述の各実施の形態では、PID制御パラメータを、局所モデルとして生成したけれども、本発明の他の実施の形態として、例えば、情報ベクトルを、操作量の時系列データおよび制御量の時系列データとし、制御対象の特性である時定数、定常ゲイン、むだ時間を局所モデルとして生成し、あるいは、制御対象の伝達関数の係数を局所モデルとして生成するようにしてもよい。
3 PID制御器 4 調整手段
5 参照モデル 6 データベース
7 PIDチューニング部
Claims (12)
- 設定値および制御対象からの制御量に基づいて、前記制御対象に対して操作量を出力して前記制御対象を制御する制御装置であって、
制御パラメータを用いて前記操作量を演算する制御手段と、
制御系の特徴量のベクトルが情報ベクトルとして蓄積されるとともに、制御系の特性パラメータが蓄積されるデータベースの前記情報ベクトルおよび前記特性パラメータに基づいて、前記制御手段の前記制御パラメータを調整する調整手段とを備え、
制御系の前記特徴量は、前記制御量の時系列データおよび前記操作量の時系列データの少なくともいずれか一方を含み、
制御系の特性パラメータは、前記制御手段の前記制御パラメータ、制御対象の伝達関数の係数、制御対象の時定数、定常ゲインおよびむだ時間の少なくともいずれか一つを含み、
前記調整手段は、新たな前記情報ベクトルが与えられることにより、前記データベースの情報ベクトルおよび特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成する特性パラメータ生成部と、生成した特性パラメータを、制御誤差またはモデル誤差が小さくなる方向に修正する修正部とを含み、前記特性パラメータ生成部で生成した特性パラメータを、前記修正部で修正して、前記新たな情報ベクトルと共に前記データベースに蓄積する一方、生成した特性パラメータに基づいて前記制御手段の前記制御パラメータを調整することを特徴とする制御装置。 - 設定値および制御対象からの制御量に基づいて、前記制御対象に対して操作量を出力して前記制御対象を制御する制御装置であって、
制御パラメータを用いて前記操作量を演算する制御手段と、
制御系の特徴量のベクトルが情報ベクトルとして蓄積されるとともに、制御系の特性パラメータが蓄積されるデータベースの前記情報ベクトルおよび前記特性パラメータに基づいて、前記制御手段の前記制御パラメータを調整する調整手段とを備え、
制御系の前記特徴量は、前記制御量の時系列データおよび前記操作量の時系列データの少なくともいずれか一方を含み、
制御系の特性パラメータは、前記制御手段の前記制御パラメータを含み、
前記調整手段は、新たな前記情報ベクトルが与えられることにより、前記データベースの情報ベクトルおよび特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータとして、前記制御手段の前記制御パラメータを生成する特性パラメータ生成部と、生成した前記制御パラメータを、制御誤差またはモデル誤差が小さくなる方向に修正する修正部とを含み、前記特性パラメータ生成部で生成した前記制御パラメータを、前記修正部で修正して、前記新たな情報ベクトルと共に前記データベースに蓄積する一方、生成した前記制御パラメータによって前記制御手段の前記制御パラメータを調整することを特徴とする制御装置。 - 設定値および制御対象からの制御量に基づいて、前記制御対象に対して操作量を出力して前記制御対象を制御する制御装置であって、
制御パラメータを用いて前記操作量を演算する制御手段と、
制御系の特徴量のベクトルが情報ベクトルとして蓄積されるとともに、制御系の特性パラメータが蓄積されるデータベースの前記情報ベクトルおよび前記特性パラメータに基づいて、前記制御手段の前記制御パラメータを調整する調整手段とを備え、
制御系の前記特徴量は、前記制御量の時系列データおよび前記操作量の時系列データの少なくともいずれか一方を含み、
制御系の特性パラメータは、制御対象の伝達関数の係数、制御対象の時定数、定常ゲインおよびむだ時間の少なくともいずれか一つを含み、
前記調整手段は、新たな前記情報ベクトルが与えられることにより、前記データベースの情報ベクトルおよび特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成する特性パラメータ生成部と、生成した特性パラメータに基づいて、前記制御手段の制御パラメータを演算する演算部と、生成した特性パラメータを、制御誤差またはモデル誤差が小さくなる方向に修正する修正部とを含み、前記特性パラメータ生成部で生成した特性パラメータを、前記修正部で修正して、前記新たな情報ベクトルと共に前記データベースに蓄積する一方、前記演算部で演算した前記制御パラメータによって前記制御手段の前記制御パラメータを調整することを特徴とする制御装置。 - 前記調整手段は、新たな前記情報ベクトルが与えられることにより、該新たな情報ベクトルにベクトルの距離が近い情報ベクトルを、前記データベースから選択する選択部を含み、前記特性パラメータ生成部は、前記選択部で選択された情報ベクトルおよび該情報ベクトルに対応する特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記制御パラメータがPID制御パラメータである請求項1〜4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記制御対象の温度を制御する請求項1〜5のいずれか1項に記載の制御装置。
- 設定値および制御対象からの制御量に基づいて、制御パラメータを用いて操作量を演算し、前記制御対象に対して前記操作量を出力して前記制御対象を制御する制御装置の前記制御パラメータを調整する装置であって、
制御系の特徴量のベクトルが情報ベクトルとして蓄積されるとともに、制御系の特性パラメータが蓄積されるデータベースの前記情報ベクトルおよび前記特性パラメータに基づいて、前記制御装置の制御パラメータを調整する調整手段を備え、
制御系の前記特徴量は、前記制御量の時系列データおよび前記操作量の時系列データの少なくともいずれか一方を含み、
制御系の特性パラメータは、前記制御装置の前記制御パラメータ、制御対象の伝達関数の係数、制御対象の時定数、定常ゲインおよびむだ時間の少なくともいずれか一つを含み、
前記調整手段は、新たな前記情報ベクトルが与えられることにより、前記データベースの情報ベクトルおよび特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成する特性パラメータ生成部と、生成した特性パラメータを、制御誤差またはモデル誤差が小さくなる方向に修正する修正部とを含み、前記特性パラメータ生成部で生成した特性パラメータを、前記修正部で修正して、前記新たな情報ベクトルと共に前記データベースに蓄積する一方、生成した特性パラメータに基づいて前記制御装置の前記制御パラメータを調整することを特徴とする制御パラメータの調整装置。 - 設定値および制御対象からの制御量に基づいて、制御パラメータを用いて操作量を演算し、前記制御対象に対して前記操作量を出力して前記制御対象を制御する制御装置の前記制御パラメータを調整する方法であって、
制御系の特徴量のベクトルを情報ベクトルとしてデータベースに蓄積するステップと、
新たな情報ベクトルが与えられることにより、前記データベースの情報ベクトルおよび特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成するステップと、
生成した特性パラメータを、制御誤差またはモデル誤差が小さくなる方向に修正するステップと、
修正した特性パラメータを、前記新たな情報ベクトルと共に前記データベースに蓄積するステップと、
生成した特性パラメータに基づいて、前記制御装置の前記制御パラメータを調整するステップとを含み、
制御系の前記特徴量は、前記制御量の時系列データおよび前記操作量の時系列データの少なくともいずれか一方を含み、
制御系の特性パラメータは、前記制御手段の前記制御パラメータ、制御対象の伝達関数の係数、制御対象の時定数、定常ゲインおよびむだ時間の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする制御パラメータの調整方法。 - 前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成する前記ステップは、新たな情報ベクトルが与えられることにより、該新たな情報ベクトルにベクトルの距離が近い情報ベクトルを、前記データベースから選択する選択ステップと、選択した情報ベクトルおよび該情報ベクトルに対応する特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成する生成ステップとを含む請求項8記載の制御パラメータの調整方法。
- 設定値および制御対象からの制御量に基づいて、制御パラメータを用いて操作量を演算し、前記制御対象に対して前記操作量を出力して前記制御対象を制御する制御装置の前記制御パラメータを調整するプログラムであって、
制御系の特徴量のベクトルを情報ベクトルとしてデータベースに蓄積するステップと、
新たな情報ベクトルが与えられることにより、前記データベースの情報ベクトルおよび特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成するステップと、
生成した特性パラメータを、制御誤差またはモデル誤差が小さくなる方向に修正するステップと、
修正した特性パラメータを、前記新たな情報ベクトルと共に前記データベースに蓄積するステップと、
生成した特性パラメータに基づいて、前記制御装置の前記制御パラメータを調整するステップとを、コンピュータに実行させるものであって、
制御系の前記特徴量は、前記制御量の時系列データおよび前記操作量の時系列データの少なくともいずれか一方を含み、
制御系の特性パラメータは、前記制御手段の前記制御パラメータ、制御対象の伝達関数の係数、制御対象の時定数、定常ゲインおよびむだ時間の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とするプログラム。 - 前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成する前記ステップは、新たな情報ベクトルが与えられることにより、該新たな情報ベクトルにベクトルの距離が近い情報ベクトルを、前記データベースから選択する選択ステップと、選択した情報ベクトルおよび該情報ベクトルに対応する特性パラメータに基づいて、前記新たな情報ベクトルに対応する特性パラメータを生成する生成ステップとを含む請求項10記載のプログラム。
- 請求項10または11に記載のプログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。
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