JP7089361B2 - Command generator and command generation method - Google Patents
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Description
本発明は、指令生成装置および指令生成方法に関する。 The present invention relates to a command generator and a command generation method.
一般に、プラントに対して指令を入力して、プラントの出力を目標波形通りに制御するシステムとしては、プラントの出力を検知して、この出力をフィードバックして目標波形が指示する指示値との偏差を求め、PI補償やPID補償を行ってプラントへ与える指令を求めるものがある。このように、フィードバック制御を行うシステムとしては、たとえば、機械、機械部品や構造物といった試験体の疲労耐久性をテストするために用いられる振動試験機に利用される油圧アクチュエータを制御するシステムがある。 Generally, as a system that inputs a command to a plant and controls the output of the plant according to the target waveform, the output of the plant is detected and this output is fed back to deviate from the indicated value indicated by the target waveform. There is a request for a command to give to the plant by performing PI compensation and PID compensation. As described above, as a system for performing feedback control, for example, there is a system for controlling a hydraulic actuator used in a vibration tester used for testing the fatigue durability of a test piece such as a machine, a machine part or a structure. ..
このような振動試験機では、たとえば、試験体に対して油圧アクチュエータで正弦波振動を与える等して振動試験が行われる。油圧アクチュエータは、内部にピストンで区画される伸側室と圧側室とを有するシリンダと、ピストンに連結されてシリンダ内に挿入されてシリンダに対して軸方向に移動可能なロッドと、伸側室と圧側室を油圧源とタンクとに連通可能なサーボ弁とを備えている。このような、油圧アクチュエータをプラントとして制御する制御装置は、油圧アクチュエータの変位、速度或いは加速度をフィードバックするフィードバック制御を行って、サーボ弁を駆動して油圧アクチュエータのストロークと推力を制御する(たとえば、特許文献1参照)。 In such a vibration tester, for example, a vibration test is performed by applying sinusoidal vibration to the test piece with a hydraulic actuator. The hydraulic actuator includes a cylinder having an extension side chamber and a compression side chamber internally partitioned by a piston, a rod connected to the piston and inserted into the cylinder and movable in the axial direction with respect to the cylinder, and an extension side chamber and the compression side. The chamber is equipped with a servo valve that can communicate with the hydraulic source and the tank. Such a control device that controls the hydraulic actuator as a plant performs feedback control that feeds back the displacement, speed, or acceleration of the hydraulic actuator, and drives the servo valve to control the stroke and thrust of the hydraulic actuator (for example,). See Patent Document 1).
しかしながら、従来のシステムでは、フィードバック制御を行っているので、ある程度はプラントの出力が目標波形が指示する指示値に近づくが、プラントの応答遅れやプラントの非線形な特性によって、プラント出力が目標波形通りにならず、プラントに理想的な動作をさせ得ない。 However, in the conventional system, since feedback control is performed, the output of the plant approaches the indicated value indicated by the target waveform to some extent, but the plant output is in line with the target waveform due to the response delay of the plant and the non-linear characteristics of the plant. It is not possible to make the plant operate ideally.
そこで、本発明の目的は、プラントの出力を目標波形に精度よく一致させてプラントを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる指令生成装置および指令生成方法の提供である。 Therefore, an object of the present invention is to provide a command generation device and a command generation method capable of generating an input command capable of ideally operating the plant by accurately matching the output of the plant with the target waveform.
上記した目的を達成するため、本発明の指令生成装置は、所定時間単位でプラントに出力させたい目標波形を離散化して得られた所定時間単位毎の目標出力をプラントに出力させるのに適する最適指令を目標出力毎に求め、目標出力毎の最適指令に基づいて入力指令を生成する。このように構成された指令生成装置では、プラントに応答遅れや非線形な特性があっても、目標波形を離散化して得られた目標出力毎にプラントが目標出力を出力するのに最適な最適指令を求める。 In order to achieve the above object, the command generator of the present invention is optimally suitable for outputting the target output for each predetermined time unit obtained by dissociating the target waveform to be output to the plant in the predetermined time unit. A command is obtained for each target output, and an input command is generated based on the optimum command for each target output. With the command generator configured in this way, even if the plant has response delays and non-linear characteristics, it is optimal for the plant to output the target output for each target output obtained by discretizing the target waveform. Find the optimal command.
また、指令生成装置は、目標出力毎にプラントに第一のサンプル指令および第一のサンプル指令とは値が異なる第二のサンプル指令を与えて、目標出力毎に、第一のサンプル指令と、第二のサンプル指令と、第一のサンプル指令と第二のサンプル指令との入力に対するプラントの出力と、目標出力とに基づいて、目標出力に対応する最適指令を求める最適指令探査部を備え、最適指令探査部が求めた最適指令に基づいて入力指令を生成してもよい。このように構成された指令生成装置では、第一のサンプル指令および第二のサンプル指令をプラントに与えて最適指令を求めるので、プラントの特性によらず最適指令を迅速に求め得る。 Further, the command generator gives the plant a first sample command and a second sample command having a value different from that of the first sample command for each target output, and for each target output, the first sample command and the first sample command are used. Equipped with an optimum command search unit that obtains the optimum command corresponding to the target output based on the output of the plant for the input of the second sample command, the first sample command and the second sample command, and the target output. Optimal command An input command may be generated based on the optimum command obtained by the exploration unit. In the command generator configured in this way, since the first sample command and the second sample command are given to the plant to obtain the optimum command, the optimum command can be quickly obtained regardless of the characteristics of the plant.
さらに、指令生成装置は、プラントの出力と、目標出力とをパラメータとして、プラントの出力と目標出力との偏差が小さくなると値が0に近づく評価関数を用い、記第一のサンプル指令と、第二のサンプル指令と、第一サンプル指令と第二のサンプル指令の入力に対するプラントの出力を入力した評価関数の値に基づいて候補指令を求め、候補指令の入力に対するプラントの出力を入力した評価関数の値が閾値未満となると候補指令を最適指令としてもよい。このように構成された指令生成装置は、プラント特性によらずより一層迅速に最適指令を求めうる。 Furthermore, the command generator uses an evaluation function with the plant output and the target output as parameters, and the value approaches 0 when the deviation between the plant output and the target output becomes small. An evaluation function that obtains a candidate command based on the values of the evaluation function that inputs the output of the plant for the input of the second sample command and the input of the first sample command and the second sample command, and inputs the output of the plant for the input of the candidate command. When the value of is less than the threshold value, the candidate command may be used as the optimum command. The command generator configured in this way can obtain the optimum command more quickly regardless of the plant characteristics.
また、評価関数がプラントに対する指令の入力から出力までの無駄時間を考慮した関数として定義されていてもよい。このように構成された指令生成装置は、プラントの出力を目標波形に高精度に一致させてプラントを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。 Further, the evaluation function may be defined as a function considering the wasted time from the input to the output of the command to the plant. The command generator configured in this way can generate an input command capable of ideally operating the plant by matching the output of the plant with the target waveform with high accuracy.
さらに、評価関数が無駄時間経過後においてプラントに対する指令がプラントの出力に対する影響を考慮した関数として定義されてもよい。このように構成された指令生成装置は、プラントの出力を目標波形に高精度に一致させてプラントを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。 Further, the evaluation function may be defined as a function considering the influence on the output of the plant in the command to the plant after the waste time has elapsed. The command generator configured in this way can generate an input command capable of ideally operating the plant by matching the output of the plant with the target waveform with high accuracy.
また、指令生成装置は、目標出力に対する第一のサンプル指令、第二のサンプル指令或いは候補指令を入力する際に、それまでに採用された最適指令が有る場合、採用済みの最適指令を入力した後に、第一のサンプル指令、第二のサンプル指令或いは候補指令を入力してもよい。このように構成された指令生成装置は、或る目標出力に対する最適指令を求める際に、それまでに採用済みの最適指令が入力されるので、プラントの動的な特性の考慮した最適指令を求め得る。よって、指令生成装置は、プラントの出力を目標波形に高精度に一致させてプラントを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。 Further, when the command generator inputs the first sample command, the second sample command, or the candidate command for the target output, if there is an optimum command adopted so far, the command generator inputs the adopted optimum command. Later, a first sample command, a second sample command or a candidate command may be input. With the command generator configured in this way, when the optimum command for a certain target output is obtained, the optimum command that has been adopted up to that point is input, so the optimum command that takes into account the dynamic characteristics of the plant is obtained. obtain. Therefore, the command generator can generate an input command that can ideally operate the plant by matching the output of the plant with the target waveform with high accuracy.
そして、指令生成装置は、第一のサンプル指令、第二のサンプル指令および候補指令に基づいて、最適指令が第一のサンプル指令と第二のサンプル指令との間の探索範囲に存在するか否かを判定し、存在しない場合には探索範囲を変更する処理を行うようになっていてもよい。このように構成された指令生成装置は、最適指令が存在しうる探索範囲をいち早く探し当てて、最適指令を迅速に求め得る。また、指令生成装置は、第一のサンプル指令の入力に対するプラントの出力を入力した評価関数の値と、候補指令の入力に対するプラントの出力を入力した評価関数の値との比較結果と、第二のサンプル指令の入力に対するプラントの出力を入力した評価関数の値と、候補指令の入力に対するプラントの出力を入力した評価関数の値との比較結果とに基づいて、最適指令が第一のサンプル指令と第二のサンプル指令との間の探索範囲に存在するか否かを判定してもよい。さらに、第一のサンプル指令をX 1 、第二のサンプル指令をX 2 、第一のサンプル指令の入力に対するプラントの出力を入力した評価関数の値をQ(X 1 )、第二のサンプル指令の入力に対するプラントの出力を入力した評価関数の値をQ(X 2 )とすると、指令生成装置は、探索範囲を変更する処理において、X軸に指令を採り、Y軸に評価関数を採ったグラフ上の座標(X 1 ,Q(X 1 ))と座標(X 2 ,Q(X 2 ))とを通る直線と前記X軸との交点の値を探索範囲指示値として、探索範囲指示値に基づいて新たな第一のサンプル指令と第二のサンプル指令を求めてもよい。 Then, the command generator determines whether or not the optimum command exists in the search range between the first sample command and the second sample command based on the first sample command, the second sample command, and the candidate command. It may be determined whether or not, and if it does not exist, a process of changing the search range may be performed. The command generator configured in this way can quickly find the search range in which the optimum command can exist and quickly obtain the optimum command. Further, the command generator has a comparison result between the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of the first sample command and the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of the candidate command, and the second. Based on the comparison result between the value of the evaluation function that input the output of the plant for the input of the sample command of and the value of the evaluation function that input the output of the plant for the input of the candidate command, the optimum command is the first sample command. It may be determined whether or not it exists in the search range between the second sample command and the second sample command. Furthermore, the first sample command is X 1 , the second sample command is X 2 , the value of the evaluation function that inputs the output of the plant to the input of the first sample command is Q (X 1 ), and the second sample command is Assuming that the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of is Q (X 2 ), the command generator adopts a command on the X-axis and an evaluation function on the Y-axis in the process of changing the search range. The search range indicated value is the value of the intersection of the straight line passing through the coordinates (X 1 , Q (X 1 )) and the coordinates (X 2 , Q (X 2 )) on the graph and the X axis as the search range indicated value. A new first sample command and a second sample command may be obtained based on.
また、指令生成装置は、探索範囲を変更する処理ができない場合、プラントに与えることが可能な指令のうち最小値から最大値まで値の指令を段階的に変化させた指令を順番にプラントへ与え、プラントの出力が目標出力に一番近い値となる指令を最適指令として採用してもよい。このように構成された指令生成装置では、プラントに入力可能な指令のうちプラントに目標出力を出力させるのに最適な指令が得られる。 In addition, when the process of changing the search range cannot be performed, the command generator gives commands to the plant in order, in which the command of the value is changed stepwise from the minimum value to the maximum value among the commands that can be given to the plant. , A command in which the output of the plant is the closest to the target output may be adopted as the optimum command. With the command generator configured in this way, among the commands that can be input to the plant, the optimum command for causing the plant to output the target output can be obtained.
さらに、本発明の指令生成方法は、所定時間単位で目標波形を離散化して所定時間単位毎の目標出力を得る離散化ステップと、プラントに目標出力を出力させるのに適する最適指令を目標出力毎に求める最適指令探査ステップと、目標出力毎の最適指令に基づいて入力指令を生成する入力指令生成ステップとを備えている。このように構成された指令生成方法では、プラントに応答遅れや非線形な特性があっても、目標波形を離散化して得られた目標出力毎にプラントが目標出力を出力するのに最適な最適指令を求める。 Further, the command generation method of the present invention disperses the target waveform in predetermined time units to obtain a target output in each predetermined time unit, and an optimum command suitable for causing the plant to output the target output for each target output. It is provided with an optimum command exploration step required for the above and an input command generation step for generating an input command based on the optimum command for each target output. In the command generation method configured in this way, even if the plant has a response delay or non-linear characteristics, the optimum command is optimal for the plant to output the target output for each target output obtained by discretizing the target waveform. Ask for.
また、指令生成方法は、最適指令探査ステップにおいて、目標出力毎にプラントに第一のサンプル指令および第一のサンプル指令とは値が異なる第二のサンプル指令を与え、目標出力毎に、第一のサンプル指令と、第二のサンプル指令と、第一のサンプル指令と第二のサンプル指令との入力に対するプラントの出力と、目標出力とに基づいて、目標出力に対応する最適指令を採用してもよい。このように構成された指令生成方法は、第一のサンプル指令および第二のサンプル指令をプラントに与えて最適指令を求めるので、プラントの特性によらず最適指令を迅速に求め得る。 Further, in the command generation method, in the optimum command exploration step, the plant is given a first sample command and a second sample command having a value different from that of the first sample command for each target output, and the first sample command is given for each target output. Based on the plant's output to the input of the sample command, the second sample command, the first sample command and the second sample command, and the target output, the optimum command corresponding to the target output is adopted. May be good. In the command generation method configured in this way, since the first sample command and the second sample command are given to the plant to obtain the optimum command, the optimum command can be quickly obtained regardless of the characteristics of the plant.
本発明の指令生成装置によれば、プラントの出力を目標波形に精度よく一致させてプラントを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。 According to the command generator of the present invention, it is possible to generate an input command capable of ideally operating the plant by accurately matching the output of the plant with the target waveform.
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1に示すように、一実施の形態における指令生成装置1の説明に当たり、プラントを振動試験機における流体圧アクチュエータAとして、流体圧アクチュエータAに目標となる波形(目標波形)を出力させるための入力指令を生成する場合を例に指令生成装置1について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments shown in the figure. As shown in FIG. 1, in the description of the
本実施の形態の指令生成装置1は、所定の時間単位で目標波形を離散化して得られた所定時間単位毎の目標出力を流体圧アクチュエータAに出力させるのに適する最適指令を目標出力毎に求め、目標出力毎の最適指令に基づいて入力指令を生成するようになっている。
The
より具体的には、本実施の形態の指令生成装置1は、目標出力毎に流体圧アクチュエータAに第一のサンプル指令、第二のサンプル指令および候補指令を与え最適指令を選択する最適指令探査部2と、第一および第二のサンプル指令および候補指令の入力に対する流体圧アクチュエータAの出力であるストローク変位を検知する検知部としてのストロークセンサ3と、目標出力毎に選択された最適指令に基づいて入力指令を生成する入力指令生成部4とを備えて構成されている。また、本実施の形態の指令生成装置1は、流体圧アクチュエータAを制御する制御装置としても機能する。
More specifically, the
他方、指令生成装置1によって制御される流体圧アクチュエータAは、図1に示すように、シリンダ11と、シリンダ11内に移動自在に挿入されるとともにシリンダ11内を伸側室R1と圧側室R2とに区画するピストン12と、シリンダ11内に移動自在に挿入されるとともにピストン12に連結されるピストンロッド13と、ポンプ14と、タンク15と、伸側室R1と圧側室R2をポンプ14とタンク15に連通して伸側室R1と圧側室R2の差圧を制御するサーボ弁16とを備えている。また、本実施の形態では、伸側室R1と圧側室R2およびタンク15には、本例では、作動流体として作動油が充填されている。よって、流体圧アクチュエータAは、本実施の形態では、直動型の油圧シリンダとして構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the fluid pressure actuator A controlled by the
サーボ弁16は、伸側室R1をポンプ14へ連通するとともに圧側室R2をタンク15へ連通する伸側供給ポジションと、伸側室R1をタンク15へ連通するとともに圧側室R2をポンプ14へ連通する圧側供給ポジションと、伸側室R1と圧側室R2をポンプ14とタンク15の双方へ連通する中立ポジションとを備えソレノイドで切換駆動する電磁弁とされている。そして、サーボ弁16は、指令生成装置1から入力される第一および第二のサンプル指令、候補指令或いは入力指令に応じて前述の各ポジションに切換わる。
The
ポンプ14は、本例では、指令生成装置1によって、一定回転数で駆動されており、サーボ弁16による伸側室R1と圧側室R2のポンプ14とタンク15への連通状態が指令生成装置1によって制御され、伸側室R1と圧側室R2の差圧が制御される。このように指令生成装置1は、本実施の形態では、サーボ弁16のソレノイドに供給する電流量を調節して流体圧アクチュエータAのストローク量を制御する。なお、指令生成装置1は、本実施の形態では、ポンプ14を一定回転数で駆動する制御を行うため、前述の構成の他に、ポンプ制御部5を備えている。
In this example, the
つづいて、検知部としてのストロークセンサ3は、本実施の形態では流体圧アクチュエータAに内蔵されている。なお、ストロークセンサ3には、磁歪式等、種々のストロークセンサを利用できる。ストロークセンサ3は、検知した流体圧アクチュエータAのストローク変位Yを最適指令探査部2へ入力する。 Subsequently, the stroke sensor 3 as a detection unit is built in the fluid pressure actuator A in the present embodiment. As the stroke sensor 3, various stroke sensors such as a magnetostrictive type can be used. The stroke sensor 3 inputs the detected stroke displacement Y of the fluid pressure actuator A to the optimum command search unit 2.
最適指令探査部2は、所定時間単位で目標波形を離散化して得られた所定時間単位毎の目標出力を流体圧アクチュエータAに出力させるのに適する最適指令を得るために、前記目標出力毎に流体圧アクチュエータAへ第一および第二のサンプル指令、候補指令を入力する。最適指令探査部2が流体圧アクチュエータAに入力する第一および第二のサンプル指令、候補指令は、流体圧アクチュエータAにある変位ストロークをするように指示する指令である。ここで、振動試験機で試験体に周波数1Hzの正弦波振動を負荷するケースを考えると、指令生成装置1は、流体圧アクチュエータAに正弦波の波形の変位ストロークを出力させる必要がある。よって、この場合、目標波形は、図2に示すように、正弦波の波形となる。この目標波形を任意の所定時間単位で離散化すると、図3に示すように、周波数が1Hzであるため1秒間の目標波形が所定時間単位で分割され、所定時間単位毎の目標波形が指示する指示値でなる不連続な指令群が得られる。この所定時間単位毎に得られた各指示値は、所定時間単位毎の流体圧アクチュエータAが出力すべき目標出力を示している。よって、目標波形を離散化して目標出力を得るには、所定時間間隔で目標波形が指示する値を収集する処理(離散化ステップ)を行えばよい。所定時間単位は、本例では、0.05秒としており、1秒間分の指示値の集合である目標波形は所定時間単位で離散化されて20個の目標出力に分割される。なお、所定時間単位は、たとえば、流体圧アクチュエータAの制御周期に一致するようにすればよいが、これに限られず、制御に適するように設定されればよい。
The optimum command exploration unit 2 disperses the target waveform in a predetermined time unit and obtains an optimum command suitable for outputting the target output for each predetermined time unit to the fluid pressure actuator A for each target output. The first and second sample commands and candidate commands are input to the fluid pressure actuator A. The first and second sample commands and candidate commands input to the fluid pressure actuator A by the optimum command search unit 2 are commands instructing the fluid pressure actuator A to make a displacement stroke. Here, considering the case where the test piece is loaded with a sinusoidal vibration having a frequency of 1 Hz by the vibration tester, the
そして、最適指令探査部2は、所定時間単位で目標波形を時間的に離散化して得られた所定時間単位毎の目標出力が指示する変位ストロークをプラントである流体圧アクチュエータAが出力できる指令を探索するために、第一および第二のサンプル指令をプラントに入力する。 Then, the optimum command exploration unit 2 issues a command that the fluid pressure actuator A, which is a plant, can output a displacement stroke instructed by the target output for each predetermined time unit obtained by temporally dissociating the target waveform in a predetermined time unit. The first and second sample directives are input to the plant for exploration.
このように、目標波形を時間的に離散化して目標出力を得てインパルス信号でなる第一および第二のサンプル指令を流体圧アクチュエータAに入力し、流体圧アクチュエータAの出力が目標出力となるような指令を求めれば、その指令が流体圧アクチュエータAが目標出力を出力するのに最適な最適指令となる。 In this way, the target waveform is separated in time to obtain the target output, and the first and second sample commands, which are impulse signals, are input to the fluid pressure actuator A, and the output of the fluid pressure actuator A becomes the target output. If such a command is obtained, the command becomes the optimum command for the fluid pressure actuator A to output the target output.
そこで、最適指令探査部2は、流体圧アクチュエータAに第一および第二のサンプル指令を入力した際の流体圧アクチュエータAの出力である変位ストロークYを監視し、候補指令を求めて、候補指令が流体圧アクチュエータAが目標出力を出力するのに適していればこの候補指令を最適指令として採用する。最適指令探査部2は、具体的には、たとえば、前述のように1秒間の目標波形を離散化して20個の目標出力が得られる場合、1番目の目標出力に対応した最適指令を得るため、1番目の目標出力の最適指令を探索するための第一および第二のサンプル指令を入力する。最適指令探査部2は、1番目の目標出力の最適指令を探索するために流体圧アクチュエータAに入力した第一および第二のサンプル指令から候補指令を求める。最適指令探査部2は、2番目の目標出力の最適指令を探索するための候補指令を入力する場合、既に1番目の目標出力に対する最適指令が得られているので、まず、最適指令を入力し、つづいて前記所定時間の経過後につづいて2番目の目標出力の最適指令を探索するための候補指令を入力する。そして、最適指令探査部2は、流体圧アクチュエータAに候補指令を入力して候補指令が流体圧アクチュエータAが目標出力を出力するのに適しているか判定して、適していれば、この候補指令を最適指令として採用する。 Therefore, the optimum command exploration unit 2 monitors the displacement stroke Y, which is the output of the fluid pressure actuator A when the first and second sample commands are input to the fluid pressure actuator A, seeks a candidate command, and obtains a candidate command. However, if the fluid pressure actuator A is suitable for outputting the target output, this candidate command is adopted as the optimum command. Specifically, for example, when the target waveform for 1 second is discreteized and 20 target outputs can be obtained, the optimum command exploration unit 2 obtains the optimum command corresponding to the first target output. Input the first and second sample commands to search for the optimum command of the first target output. The optimum command search unit 2 obtains a candidate command from the first and second sample commands input to the fluid pressure actuator A in order to search for the optimum command of the first target output. When inputting a candidate command for searching for the optimum command of the second target output, the optimum command search unit 2 has already obtained the optimum command for the first target output, so first input the optimum command. Then, after the lapse of the predetermined time, a candidate command for searching for the optimum command of the second target output is input. Then, the optimum command exploration unit 2 inputs a candidate command to the fluid pressure actuator A, determines whether the candidate command is suitable for the fluid pressure actuator A to output the target output, and if it is suitable, this candidate command. Is adopted as the optimum command.
最適指令探査部2は、1番目の目標出力を出力するのに適する最適指令を採用すると、2番目の目標出力に対応した最適指令を得るため、2番目の目標出力の最適指令を探索するための第一および第二のサンプル指令を入力する。最適指令探査部2は、2番目の目標出力の最適指令を探索するための第一および第二のサンプル指令を入力する場合、既に1番目の目標出力に対する最適指令が得られているので、まず、最適指令を入力し、つづいて前記所定時間の経過後につづいて2番目の目標出力の最適指令を探索するための第一および第二のサンプル指令を入力する。 Optimal command The search unit 2 searches for the optimum command of the second target output in order to obtain the optimum command corresponding to the second target output when the optimum command suitable for outputting the first target output is adopted. Enter the first and second sample directives for. When the optimum command search unit 2 inputs the first and second sample commands for searching the optimum command for the second target output, the optimum command for the first target output has already been obtained, so first. , Then input the first and second sample commands for searching the optimum command of the second target output after the lapse of the predetermined time.
最適指令探査部2は、2番目の目標出力の最適指令を探索するために流体圧アクチュエータAに入力した第一および第二のサンプル指令から流体圧アクチュエータAが2番目の目標出力を出力するのに適する候補指令を求める。最適指令探査部2は、2番目の目標出力の最適指令を探索するための候補指令を入力する場合、既に1番目の目標出力に対する最適指令が得られているので、まず、最適指令を入力し、つづいて前記所定時間の経過後につづいて2番目の目標出力の最適指令を探索するための候補指令を入力する。そして、最適指令探査部2は、候補指令が流体圧アクチュエータAが目標出力を出力するのに適するかどうか判断し、候補指令が流体圧アクチュエータAが目標出力を出力するのに適していれば、この候補指令を2番目の目標出力の最適指令として採用する。 The optimum command search unit 2 outputs the second target output from the first and second sample commands input to the fluid pressure actuator A in order to search for the optimum command of the second target output. Seek a candidate directive suitable for. When inputting a candidate command for searching for the optimum command of the second target output, the optimum command search unit 2 has already obtained the optimum command for the first target output, so first input the optimum command. Then, after the lapse of the predetermined time, a candidate command for searching for the optimum command of the second target output is input. Then, the optimum command exploration unit 2 determines whether the candidate command is suitable for the fluid pressure actuator A to output the target output, and if the candidate command is suitable for the fluid pressure actuator A to output the target output, the optimum command search unit 2 determines. This candidate command is adopted as the optimum command for the second target output.
なお、最適指令探査部2は、n番目(nは2以上の正の整数)の目標出力に対応した最適指令を得るため第一および第二のサンプル指令或いは候補指令を入力する場合、n-1番目までの目標出力の最適指令を順番に所定時間毎に入力して、この入力が済んで所定時間の経過後に第一および第二のサンプル指令或いは候補指令を入力する。つまり、最適指令探査部2が第一および第二のサンプル指令或いは候補指令を流体圧アクチュエータAに入力する際、最適指令探査部2がそれまでに採用済みの最適指令が有る場合、最適指令を入力した後に第一および第二のサンプル指令或いは候補指令を流体圧アクチュエータAに入力する。以降、前記手順を繰り返して、順次、第一および第二のサンプル指令或いは候補指令の入力と最適指令の採用を繰り返し、離散化して得られた目標出力の個数分の最適指令が得られると、入力指令生成部4は、これらの最適指令の値を得られた順番に並べて得た一纏めのデータセットを入力指令とする。
When the optimum command search unit 2 inputs the first and second sample commands or candidate commands in order to obtain the optimum command corresponding to the nth target output (n is a positive integer of 2 or more), n-. The optimum commands for the first target output are input in order at predetermined time intervals, and after the input is completed and the predetermined time elapses, the first and second sample commands or candidate commands are input. That is, when the optimum command exploration unit 2 inputs the first and second sample commands or candidate commands to the fluid pressure actuator A, if the optimum command exploration unit 2 has an optimum command that has been adopted so far, the optimum command is issued. After inputting, the first and second sample commands or candidate commands are input to the fluid pressure actuator A. After that, the above procedure is repeated, and the input of the first and second sample commands or candidate commands and the adoption of the optimum command are repeated in sequence, and when the optimum commands for the number of target outputs obtained by dispersal are obtained, The input
このように、最適指令探査部2が採用済みの最適指令が有る場合、最適指令を入力した後に第一および第二のサンプル指令或いは候補指令を流体圧アクチュエータAに入力すると、第一および第二のサンプル指令或いは候補指令の入力前までに入力された最適指令の影響をも加味して最適指令を求め得る。 In this way, when there is an optimum command that has already been adopted by the optimum command exploration unit 2, if the first and second sample commands or candidate commands are input to the fluid pressure actuator A after the optimum command is input, the first and second samples commands are input. The optimum command can be obtained by taking into account the influence of the optimum command input before the input of the sample command or the candidate command.
つづいて、より詳細に最適指令探査部2について説明する。最適指令探査部2は、最適指令を求めるにあたって第一および第二のサンプル指令を最適化する処理である指令最適化処理を実行して、自身が流体圧アクチュエータAに入力する第一および第二のサンプル指令或いは候補指令に基づいて採用すべき最適指令が含まれる範囲を探索する。つまり、最適指令探査部2は、第一および第二のサンプル指令或いは候補指令を入力して、第一および第二のサンプル指令或いは候補指令が最適指令の採用に最適となるように最適化する処理を行う。 Next, the optimum command exploration unit 2 will be described in more detail. The optimum command exploration unit 2 executes the command optimization process, which is the process of optimizing the first and second sample commands in obtaining the optimum command, and inputs the first and second samples to the fluid pressure actuator A. Search for the range that includes the optimum directive to be adopted based on the sample directive or candidate directive of. That is, the optimum command exploration unit 2 inputs the first and second sample commands or candidate commands, and optimizes the first and second sample commands or candidate commands so as to be optimal for adopting the optimum command. Perform processing.
最適指令探査部2は、一の目標出力に対応する最適指令を得るために、最初に、値が異なる二つの第一および第二のサンプル指令X1,X2(ただし、X2>X1)を求める。第一のサンプル指令X1は、目標出力が指示する値よりも小さな値の出力を流体圧アクチュエータAが出力すると考えられる値の指令とされる。第二のサンプル指令X2は、目標出力が指示する値よりも大きな値の出力を流体圧アクチュエータAが出力すると考えられる値の指令とされる。予め、最適指令探査部2に指令の値と流体圧アクチュエータAの出力との関係を把握させておけば、最適指令探査部2は、目標出力に対して大小二つの第一および第二のサンプル指令X1,X2を容易に求められる。 In order to obtain the optimum command corresponding to one target output, the optimum command exploration unit 2 first obtains two first and second sample commands X 1 , X 2 (where X 2 > X 1 ) having different values. ). The first sample command X 1 is a command having a value that is considered to be output by the fluid pressure actuator A with a value smaller than the value specified by the target output. The second sample command X 2 is a command having a value that is considered to be output by the fluid pressure actuator A in a value larger than the value specified by the target output. If the optimum command exploration unit 2 is made to grasp the relationship between the command value and the output of the fluid pressure actuator A in advance, the optimum command exploration unit 2 will have two large and small first and second samples with respect to the target output. Directives X 1 and X 2 are easily obtained.
最適指令探査部2は、最初に入力した二つの値の異なる第一および第二のサンプル指令X1,X2に対して流体圧アクチュエータAが駆動した際の出力である変位ストロークY1,Y2に基づいて、第一のサンプル指令X1と第二のサンプル指令X2の間の範囲に最適指令が存在するか否かを判定する。 The optimum command exploration unit 2 has displacement strokes Y 1 and Y, which are outputs when the fluid pressure actuator A is driven with respect to the first and second sample commands X 1 and X 2 having two different values initially input. Based on 2 , it is determined whether or not the optimum command exists in the range between the first sample command X 1 and the second sample command X 2 .
最適指令探査部2は、目標出力をUとして、前記判定に際してサンプル指令Xの入力に対する出力(変位ストローク)Yと目標出力Uとをパラメータとした評価関数Q(X)を用いる。評価関数Q(X)は、指令Xを流体圧アクチュエータAに入力した際の、流体圧アクチュエータAの出力Yと目標出力Uとの一致度を評価する関数である。評価関数Q(X)は、流体圧アクチュエータAの出力Yと目標出力Uとの一致度が高くなる程、0に近づく値を採る関数としている。よって、評価関数Q(X)は、或る値のサンプル指令に対して最小値を採る。他方、サンプル指令の値が最小値を採るサンプル指令の値から遠ざかれば遠ざかるほど、評価関数Q(X)は、大きな値を採るようになる。なお、出力(変位ストローク)Yは、サンプル指令Xの入力に対する流体圧アクチュエータAの出力であるので、サンプル指令Xから出力Yまでの伝達関数で表現できるから評価関数Q(X)はサンプル指令Xをパラメータとした関数で表現できる。よって、評価関数Q(X)をサンプル指令Xの入力から流体圧アクチュエータAの出力Yまでの伝達関数を組み込んで表現して、出力Yの代わりに入力Xを評価関数Q(X)のパラメータとしてもよい。しかし、実際のプラントである流体圧アクチュエータAが非線形な特性を有しているので、伝達関数を条件に合わせていくつも用意して、都度、どの伝達関数を利用するかを判断しなくてはならない。そこで、本実施の形態では、検知部としてのストロークセンサ3で出力(変位ストローク)Yを検知して評価関数Q(X)に入力しており、複数の伝達関数を利用せずとも簡易な演算で評価関数Q(X)の演算を実行できるようになっている。 The optimum command exploration unit 2 uses an evaluation function Q (X) with the target output as U and the output (displacement stroke) Y with respect to the input of the sample command X and the target output U as parameters in the determination. The evaluation function Q (X) is a function for evaluating the degree of coincidence between the output Y of the fluid pressure actuator A and the target output U when the command X is input to the fluid pressure actuator A. The evaluation function Q (X) is a function that takes a value closer to 0 as the degree of coincidence between the output Y of the fluid pressure actuator A and the target output U increases. Therefore, the evaluation function Q (X) takes the minimum value for a sample command of a certain value. On the other hand, the farther the value of the sample command is from the value of the sample command that takes the minimum value, the larger the value of the evaluation function Q (X) becomes. Since the output (displacement stroke) Y is the output of the fluid pressure actuator A with respect to the input of the sample command X, it can be expressed by the transfer function from the sample command X to the output Y. Therefore, the evaluation function Q (X) is the sample command X. Can be expressed by a function with. Therefore, the evaluation function Q (X) is expressed by incorporating the transfer function from the input of the sample command X to the output Y of the fluid pressure actuator A, and the input X is used as the parameter of the evaluation function Q (X) instead of the output Y. May be good. However, since the fluid pressure actuator A, which is an actual plant, has non-linear characteristics, it is necessary to prepare a number of transfer functions according to the conditions and determine which transfer function to use each time. It doesn't become. Therefore, in the present embodiment, the stroke sensor 3 as the detection unit detects the output (displacement stroke) Y and inputs it to the evaluation function Q (X), which is a simple calculation without using a plurality of transfer functions. Can execute the operation of the evaluation function Q (X) with.
最適指令探査部2は、第一および第二のサンプル指令X1,X2に対応する評価関数Q(X)の値Q(X1),Q(X2)を求めて、第一および第二のサンプル指令X1,X2間の範囲に出力Yと目標出力Uとの一致度が高い未知の指令が存在するかを判定する。なお、値Q(X1),Q(X2)は、第一および第二のサンプル指令X1,X2対応する評価関数Q(X)の値であることを示しており、以下も同様に扱う。
The optimum command exploration unit 2 obtains the values Q (X 1 ) and Q (X 2 ) of the evaluation functions Q (X) corresponding to the first and second sample commands X 1 and X 2 , and the first and second sample commands
評価関数Q(X)は、基本的には、図4に示すように、サンプル指令Xの入力に対する流体圧アクチュエータAの出力Yと目標出力Uとの偏差が小さくなると値が0に近づく評価関数となっている。よって、最適指令探査部2は、前記評価関数の値が閾値以下となるサンプル指令を最適指令として採用する。そこで、評価関数Q(X)が或る指令Xatで最小値を取り、指令Xatが最適指令である場合を考える。第一のサンプル指令X1が指令Xatより小さく、第二のサンプル指令X2が指令Xatより大きい場合、図4に示すように、第一および第二のサンプル指令X1,X2間に最適指令が存在する。よって、第一および第二のサンプル指令X1,X2間の範囲で最適指令を探せばよい。 As shown in FIG. 4, the evaluation function Q (X) is basically an evaluation function whose value approaches 0 when the deviation between the output Y of the fluid pressure actuator A and the target output U with respect to the input of the sample command X becomes small. It has become. Therefore, the optimum command exploration unit 2 adopts a sample command in which the value of the evaluation function is equal to or less than the threshold value as the optimum command. Therefore, consider the case where the evaluation function Q (X) takes the minimum value with a certain command X at and the command X at is the optimum command. When the first sample command X 1 is smaller than the command X at and the second sample command X 2 is larger than the command X at , as shown in FIG. 4, between the first and second sample commands X 1 and X 2 . There is an optimal directive for. Therefore, the optimum command may be searched for in the range between the first and second sample commands X1 and X2.
他方、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2より指令Xatが小さい場合には、最適指令は、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2の間の範囲よりも図4において左側へずれた範囲に存在する筈である。また、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2より指令Xatが大きい場合には、最適指令は、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2の間の範囲よりも図4において右側にずれた範囲に存在する筈である。よって、このような場合には、最適指令が存在すると思しき範囲を設定しなおして、その範囲で再度最適指令を探せばよい。このように、本実施の形態の指令生成装置1は、最適指令を求めるための探索範囲の上限と下限を画する値として第一および第二のサンプル指令X1,X2を利用して最適指令を求める。
On the other hand, if the command X at is smaller than the first sample command X 1 and the second sample command X 2 , the optimum command is in the range between the first sample command X 1 and the second sample command X 2 . It should be in the range shifted to the left side in FIG. Further, when the command X at is larger than the first sample command X 1 and the second sample command X 2 , the optimum command is the range between the first sample command X 1 and the second sample command X 2 . It should be in the range shifted to the right in FIG. Therefore, in such a case, it is sufficient to reset the range in which the optimum command is considered to exist and search for the optimum command again in that range. As described above, the
具体的には、最適指令探査部2は、第一および第二のサンプル指令X1,X2の値と値Q(X1),Q(X2)とに基づいて、第一および第二のサンプル指令X1,X2間の範囲内の或る値の候補指令X3を求め、この候補指令X3を流体圧アクチュエータAへ入力して、値Q(X3)を得る。そして、最適指令探査部2は、この値Q(X3)と閾値δとを比較する。具体的には、最適指令探査部2は、X3をX3=Q(X1)/{Q(X1)+Q(X2)}×(X2-X1)+X1を演算して求める。このように、X3を求めると、図5に示すように、評価関数Q(X)がサンプル指令X1,X2間の探索範囲内で下に凸の放物線を描くと仮定すると、候補指令X3は、第一および第二のサンプル指令X1,X2間であって(X1<X3<X2)、評価関数Q(X)の値を最小値或いは最小値近傍の値とする指令であると予想される。 Specifically, the optimum command exploration unit 2 is based on the values of the first and second sample commands X 1 and X 2 and the values Q (X 1 ) and Q (X 2 ), and the first and second samples. Candidate command X 3 of a certain value within the range between sample commands X 1 and X 2 is obtained, and this candidate command X 3 is input to the fluid pressure actuator A to obtain the value Q (X 3 ). Then, the optimum command exploration unit 2 compares this value Q (X 3 ) with the threshold value δ. Specifically, the optimum command exploration unit 2 calculates X 3 = Q (X 1 ) / {Q (X 1 ) + Q (X 2 )} × (X 2 -X 1 ) + X 1 . Ask. In this way, when X 3 is obtained, as shown in FIG. 5, assuming that the evaluation function Q (X) draws a downwardly convex parabola within the search range between the sample commands X 1 and X 2 , the candidate command is a candidate command. X 3 is between the first and second sample directives X 1 and X 2 (X 1 <X 3 <X 2 ), and the value of the evaluation function Q (X) is the minimum value or the value near the minimum value. It is expected to be a directive to do.
そして、最適指令探査部2は、この比較の結果、候補指令X3における評価関数の値Q(X3)が閾値δより小さい場合、つまり、Q(X3)<δの場合、候補指令X3の入力に対する流体圧アクチュエータAの出力Y3と目標出力Uと偏差が十分に小さくなる。なお、閾値δは、任意に設定できるが、前記比較において、候補指令X3の入力に対する流体圧アクチュエータAの出力Y3と目標出力Uと偏差が十分に小さくなると判断できる数値に設定される。 Then, as a result of this comparison, the optimum command exploration unit 2 determines that the value Q (X 3 ) of the evaluation function in the candidate command X 3 is smaller than the threshold value δ, that is, when Q (X 3 ) <δ, the candidate command X. The deviation between the output Y3 of the fluid pressure actuator A and the target output U with respect to the input of 3 becomes sufficiently small. The threshold value δ can be set arbitrarily, but in the above comparison , it is set to a numerical value that can be determined so that the deviation between the output Y3 and the target output U of the fluid pressure actuator A with respect to the input of the candidate command X3 is sufficiently small.
このように、第一および第二のサンプル指令X1,X2で画定された探索範囲で評価関数Q(X3)が非常に小さい値となると、候補指令X3の入力に対する流体圧アクチュエータAの出力Y3と目標出力Uと偏差が十分に小さくなることから、候補指令X3は、最適指令として採用するに足る候補指令である。よって、この場合、最適指令探査部2は、候補指令X3を最適指令として採用する。 As described above, when the evaluation function Q (X 3 ) becomes a very small value in the search range defined by the first and second sample directives X 1 and X 2 , the fluid pressure actuator A with respect to the input of the candidate directive X 3 Since the deviation between the output Y 3 and the target output U of the above is sufficiently small, the candidate command X 3 is a candidate command sufficient to be adopted as the optimum command. Therefore, in this case, the optimum command exploration unit 2 adopts the candidate command X 3 as the optimum command.
他方、この候補指令X3における評価関数の値Q(X3)が閾値δ以上の場合、つまり、Q(X3)≧δの場合、候補指令X3の入力に対する流体圧アクチュエータAの出力Y3と目標出力Uと偏差が大きく、候補指令X3は最適指令として適さない。よって、この場合、最適指令探査部2は、候補指令X3を最適指令として採用せず、最適指令探査部2は、第一および第二のサンプル指令X1,X2の値と値Q(X1),Q(X2)とに基づいて、最適指令となる指令Xatが存在すると思しき探索範囲を以下のように設定する。 On the other hand, when the value Q (X 3 ) of the evaluation function in the candidate command X 3 is equal to or greater than the threshold value δ, that is, when Q (X 3 ) ≧ δ, the output Y of the fluid pressure actuator A with respect to the input of the candidate command X 3 3 and the target output U and the deviation are large, and the candidate command X 3 is not suitable as the optimum command. Therefore, in this case, the optimum command exploration unit 2 does not adopt the candidate command X 3 as the optimum command, and the optimum command exploration unit 2 uses the values and values Q (values Q) of the first and second sample commands X 1 and X 2 . Based on X 1 ) and Q (X 2 ), the search range in which the command X at , which is the optimum command, is considered to exist is set as follows.
まず、Q(X1)≧Q(X3)、且つ、Q(X2)≧Q(X3)の場合(ケース1)、第一および第二のサンプル指令X1,X2で画定した探索範囲内において評価関数Q(X)が最小値を採るので、この探索範囲内に最適指令となる指令Xatが存在する。よって、この場合、探索範囲内に最適指令となる指令Xatが存在するが、前回求めた候補指令X3は、最適指令でなかったケースである。 First, in the case of Q (X 1 ) ≧ Q (X 3 ) and Q (X 2 ) ≧ Q (X 3 ) (Case 1), the first and second sample directives X 1 and X 2 are defined. Since the evaluation function Q (X) takes the minimum value within the search range, there is a command X at that is the optimum command within this search range. Therefore, in this case, the command X at , which is the optimum command, exists in the search range, but the candidate command X 3 obtained last time is not the optimum command.
このケース1では、以下の三つの場合に分けて、新たに値の異なる二つのサンプル指令X1’,X2’(ただし、X2’>X1’)を求めて探索範囲を再設定して、再度、評価関数Q(X)の値が最小値或いは最小値近傍の値となると予想される候補指令X3’を求める。 In this case 1 , the search range is reset by newly obtaining two sample directives X 1'and X 2 '(where X 2 '> X 1 ') having different values in the following three cases. Then, the candidate directive X 3 ', in which the value of the evaluation function Q (X) is expected to be the minimum value or a value near the minimum value, is obtained again.
ケース1であって、Q(X1)=Q(X2)である場合、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’を、それぞれ、X1’=X3-η×(X3-X1)、X2’=X3+η×(X2-X3)を演算して求める。ただし、ηは、0<η<1を満たす任意の値である。よって、ケース1であって、Q(X1)=Q(X2)である場合、X1’>X1、X2>X2’を満たすように第一および第二のサンプル指令X1’,X2’が決定されるので、第一および第二のサンプル指令X1,X2で画定される探索範囲をより狭めた探索範囲で最適指令となる指令Xatを探索する。最適指令探査部2は、このように、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’を求めると、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で候補指令X3’を求める。具体的には、最適指令探査部2は、X3’をX3’=Q(X1’)/{Q(X1’)+Q(X2’)}×(X2’-X1’)+X1’を演算して求める。このように、X3’を求めると、評価関数Q(X)が第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で下に凸の放物線を描くと仮定すると、候補指令X3’は、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間であって、評価関数Q(X)の値を最小値或いは最小値近傍の値とすると予想される。次に、最適指令探査部2は、候補指令X3’を流体圧アクチュエータAへ入力して、値Q(X3’)を得る。そして、最適指令探査部2は、この値Q(X3’)と閾値δとを比較する。最適指令探査部2は、この比較の結果、Q(X3’)<δである場合、候補指令X3’を最適指令として採用する。
In
ケース1であって、Q(X1)>Q(X2)である場合、最適指令となる指令Xatは、第一および第二のサンプル指令X1,X2で画定される探索範囲の中央よりも第二のサンプル指令X2側に偏った範囲に存在すると予想される。そこで、この場合、最適指令探査部2は、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’を、それぞれ、X1’=X3-η×(X2-X3)、X2’=X3+η×(X2-X3)を演算して求める。ただし、ηは、0<η<1を満たす任意の値である。よって、ケース1であって、Q(X1)>Q(X2)である場合、最適指令探査部2は、X3を中心として両側にそれぞれη×(X2-X3)の幅を持つ探索範囲で最適指令となる指令Xatを探索する。最適指令探査部2は、このように、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’を求めると、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で候補指令X3’を求める。具体的には、最適指令探査部2は、X3’をX3’=Q(X1’)/{Q(X1’)+Q(X2’)}×(X2’-X1’)+X1’を演算して求める。このように、X3’を求めると、X3’は、評価関数Q(X)が第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で下に凸の放物線を描くと仮定すると、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間であって、評価関数Q(X)の値を最小値或いは最小値近傍の値とすると予想される。次に、最適指令探査部2は、候補指令X3’を流体圧アクチュエータAへ入力して、値Q(X3’)を得る。そして、最適指令探査部2は、この値Q(X3’)と閾値δとを比較する。最適指令探査部2は、この比較の結果、Q(X3’)<δである場合、候補指令X3’を最適指令として採用する。
In
ケース1であって、Q(X1)<Q(X2)である場合、最適指令となる指令Xatは、サンプル指令X1,X2で画定される探索範囲の中央よりも第一のサンプル指令X1側に偏った範囲に存在すると予想される。そこで、この場合、最適指令探査部2は、サンプル指令X1’,X2’を、それぞれ、X1’=X3-η×(X3-X1)、X2’=X3+η×(X3-X1)を演算して求める。ただし、ηは、0<η<1を満たす任意の値である。よって、ケース1であって、Q(X1)<Q(X2)である場合、最適指令探査部2は、X3を中心として両側にそれぞれη×(X3-X1)の幅を持つ探索範囲で最適指令となる指令Xatを探索する。最適指令探査部2は、このように、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’を求めると、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で候補指令X3’を求める。具体的には、最適指令探査部2は、X3’をX3’=Q(X1’)/{Q(X1’)+Q(X2’)}×(X2’-X1’)+X1’を演算して求める。このように、X3’を求めると、評価関数Q(X)が第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で下に凸の放物線を描くと仮定すると、候補指令X3’は、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間であって、評価関数Q(X)の値を最小値或いは最小基近傍の値とすると予想される。次に、最適指令探査部2は、候補指令X3’を流体圧アクチュエータAへ入力して、値Q(X3’)を得る。そして、最適指令探査部2は、この値Q(X3’)と閾値δとを比較する。最適指令探査部2は、この比較の結果、Q(X3’)<δである場合、候補指令X3’を最適指令として採用する。
In
他方、前記ケース1における前記三つの場合のいずれにおいても、Q(X3’)≧δである場合、最適指令探査部2は、候補指令X3’が最適指令として適さないと判定する。よって、この場合、最適指令探査部2は、候補指令X3’を最適指令として採用せず、最適指令探査部2は、Q(X1’)≧Q(X3’)、且つ、Q(X2’)≧Q(X3’)を満たすかどうか判定する。つまり、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’および候補指令X3’に対する評価関数Q(X)の値Q(X1’),Q(X2’),Q(X3’)が前述のケース1の条件に合致しているかどうか判断する。その結果、前述の値Q(X1’),Q(X2’),Q(X3’)がケース1の条件に合致している場合、前述のケース1における三つの場合分けに従い、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’および候補指令X3’に基づいて前述の演算により再度探索範囲を画定する第一および第二のサンプル指令X1”,X2”を設定する。そして、最適指令探査部2は、求めた第一および第二のサンプル指令X1”,X2”から候補指令X3”を求め、閾値δと比較して値Q(X3”)が閾値δ未満となるか判断する。
On the other hand, if Q (X 3 ') ≥ δ in any of the three cases in
このように、最適指令探査部2が同様の処理を繰り返しても評価関数Q(X)の値が閾値δ未満にならず、前回求めた値Q(X3)と今回求めたQ(X3)の差が閾値δ未満である場合には、最適指令探査部2は、最後に求めた候補指令X3を最適指令として採用する。このように、本実施の形態では、最適指令探査部2は、前回求めた値Q(X3)と今回求めたQ(X3)の差が閾値δ未満であるという条件が成就すると、ケース1の処理を終了して最適指令を採用するようにしている。これに代えて、最適指令探査部2は、ケース1の処理を所定回数繰り返して実行しても評価関数Q(X)の値が閾値δ未満にならない場合、それまで求めた候補指令X3のうち最小値を最適指令として採用するようにしてもよい。所定回数は、任意に設定できる。 In this way, even if the optimum command exploration unit 2 repeats the same processing, the value of the evaluation function Q (X) does not become less than the threshold value δ, and the value Q (X 3 ) obtained last time and the Q (X 3 ) obtained this time do not fall. ) Is less than the threshold value δ, the optimum command exploration unit 2 adopts the last candidate command X 3 as the optimum command. As described above, in the present embodiment, if the condition that the difference between the value Q (X 3 ) obtained last time and the Q (X 3 ) obtained this time is less than the threshold value δ is satisfied, the case is satisfied. The process of 1 is completed and the optimum command is adopted. Instead of this, if the value of the evaluation function Q (X) does not fall below the threshold value δ even after repeating the process of case 1 a predetermined number of times, the optimum command search unit 2 of the candidate command X3 obtained so far. The minimum value may be adopted as the optimum command. The predetermined number of times can be set arbitrarily.
つづいて、候補指令X3における評価関数の値Q(X3)が閾値δ以上の場合、つまり、Q(X3)≧δの場合であって、Q(X1)<Q(X3)であるか、または、Q(X2)<Q(X3)である場合(ケース2)、第一および第二のサンプル指令X1,X2で画定した探索範囲内において評価関数Q(X)が最小値を採る指令が存在しない。 Next, when the value Q (X 3 ) of the evaluation function in the candidate directive X 3 is equal to or greater than the threshold value δ, that is, when Q (X 3 ) ≧ δ, Q (X 1 ) <Q (X 3 ). Or if Q (X 2 ) <Q (X 3 ) (Case 2), the evaluation function Q (X) is within the search range defined by the first and second sample directives X 1 and X 2 . ) Does not have a command to take the minimum value.
このケース2では、Xat<X1となるか、Xat>X2となると考えら得るので、新たに値の異なる第一および第二のサンプル指令X1’,X2’(ただし、X2’>X1’)を求めて探索範囲を再設定して、再度、評価関数Q(X)の値が最小値或いは最小値近傍の値となると予想される候補指令X3’を求める。 In this case 2, it can be considered that X at <X 1 or X at > X 2 , so that the first and second sample directives X 1'and X 2'with different values are newly (however, X). 2 '> X 1 ') is obtained, the search range is reset, and the candidate directive X 3 ', in which the value of the evaluation function Q (X) is expected to be the minimum value or a value near the minimum value, is obtained again.
具体的には、最適指令が存在する探索範囲を特定するために、探索範囲指示値XREFを求める。探索範囲指示値XREFは、X軸に指令を採り、Y軸に評価関数Q(X)を採ると、評価関数Q(X)上の座標(X1,Q(X1))と、座標(X2,Q(X2))を結ぶ直線とX軸の交点のX座標とする。最適指令となる指令Xatが前回の探索範囲よりも左側に存在する場合、前述のように探索範囲指示値XREFを求めると、この探索範囲指示値の周辺に最適指令が存在する可能性が高い。図6に示すように、たとえば、Q(X1)<Q(X3)<Q(X2)である場合、前述の直線(図6中)とX軸の交点を探索範囲指示値XREFとすると、評価関数Q(X)が最小値となるのは探索範囲指示値XREFの周辺である可能性が高い。 Specifically, the search range instruction value X REF is obtained in order to specify the search range in which the optimum command exists. When the search range instruction value X REF takes a command on the X axis and the evaluation function Q (X) on the Y axis, the coordinates (X 1 , Q (X 1 )) on the evaluation function Q (X) and the coordinates Let it be the X coordinate of the intersection of the straight line connecting (X 2 , Q (X 2 )) and the X axis. If the command X at , which is the optimum command, exists on the left side of the previous search range, if the search range instruction value X REF is obtained as described above, there is a possibility that the optimum command exists around this search range instruction value. high. As shown in FIG. 6, for example, when Q (X 1 ) <Q (X 3 ) <Q (X 2 ), the intersection of the above-mentioned straight line (in FIG. 6) and the X axis is searched for the search range indicated value X REF . Then, it is highly possible that the evaluation function Q (X) becomes the minimum value around the search range indicated value X REF .
そこで、最適指令探査部2は、ケース2では、まず、XREF={Q(X2)×X1-Q(X1)×X2}/{Q(X1)-Q(X2)+α}の演算を行って、探索範囲指示値XREFを求める。なお、αは、α≪1を満たす非常に小さな値であり、探索範囲指示値XREFの演算に当たって、Q(X1)-Q(X2)が0となっても割算を実行できるようにしているが、不要であればαの項は廃止してもよい。 Therefore, in Case 2, the optimum command exploration unit 2 first has X REF = {Q (X 2 ) × X 1 −Q (X 1 ) × X 2 } / {Q (X 1 ) −Q (X 2 ). The search range instruction value X REF is obtained by performing the operation of + α}. Note that α is a very small value that satisfies α << 1, so that division can be executed even if Q (X 1 ) −Q (X 2 ) becomes 0 in the calculation of the search range indicated value X REF . However, if it is unnecessary, the α term may be abolished.
そして、最適指令探査部2は、このようにして求めた探索範囲指示値XREFを用いて、以下の三つの場合に分けて新たな第一および第二のサンプル指令X1’,X2’を求める。まず、XREF>X2の場合、最適指令探査部2は、X1’をX3とし、X2’=2×XREF-X3を演算して、それぞれ、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’を求める。この場合、サンプル指令をX軸に採り評価関数をY軸に採る場合、元の第一および第二のサンプル指令X1,X2の探索範囲からX軸上で値を大きくする方向へシフトした範囲に最適指令が存在すると考えられる。よって、前記演算によって求められた新たな第一および第二のサンプル指令X1’,X2’の探索範囲は、元の第一および第二のサンプル指令X1,X2の探索範囲に対してX軸上で右側へシフトされる。そして、新たな第一および第二のサンプル指令X1’,X2’が求められると、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で候補指令X3’を求める。具体的には、最適指令探査部2は、X3’をX3’=Q(X1’)/{Q(X1’)+Q(X2’)}×(X2’-X1’)+X1’を演算して求める。このように、X3’を求めると、X3’は、評価関数Q(X)が第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で下に凸の放物線を描くと仮定すると、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間であって、評価関数Q(X)の値を最小値或いは最小値近傍の値とすると予想される。次に、最適指令探査部2は、候補指令X3’を流体圧アクチュエータAへ入力して、値Q(X3’)を得る。そして、最適指令探査部2は、この値Q(X3’)と閾値δとを比較する。最適指令探査部2は、この比較の結果、Q(X3’)<δである場合、候補指令X3’を最適指令として採用する。 Then, the optimum command search unit 2 uses the search range indicated value X REF obtained in this way, and divides into the following three cases into new first and second sample commands X 1'and X 2 ' . Ask for. First, when X REF > X 2 , the optimum command search unit 2 sets X 1'as X 3 and calculates X 2 '= 2 × X REF −X 3 , respectively, and the first and second samples, respectively. Find the directives X 1'and X 2 ' . In this case, when the sample command is taken on the X axis and the evaluation function is taken on the Y axis, the search range of the original first and second sample commands X 1 and X 2 is shifted in the direction of increasing the value on the X axis. It is considered that there is an optimum command in the range. Therefore, the search range of the new first and second sample directives X1'and X2' obtained by the above calculation is relative to the search range of the original first and second sample directives X1 and X2. Is shifted to the right on the X-axis. Then, when new first and second sample commands X 1'and X 2'are obtained, candidate command X 3'is within the search range between the first and second sample commands X 1'and X 2 ' . Ask for. Specifically, the optimum command exploration unit 2 sets X 3'as X 3 ' = Q (X 1 ') / {Q (X 1 ') + Q (X 2 ')} x (X 2'-X 1 ' . ) + X 1'is calculated. Thus, when X 3'is obtained, the evaluation function Q (X) produces a downwardly convex parabola within the search range between the first and second sample commands X 1'and X 2 ' . Assuming to draw, it is expected that the value of the evaluation function Q (X) is the minimum value or the value near the minimum value between the first and second sample commands X 1'and X 2 ' . Next, the optimum command exploration unit 2 inputs the candidate command X 3'to the fluid pressure actuator A to obtain the value Q (X 3 '). Then, the optimum command exploration unit 2 compares this value Q (X 3 ') with the threshold value δ. As a result of this comparison, the optimum command exploration unit 2 adopts the candidate command X 3'as the optimum command when Q (X 3 ') <δ.
次に、XREF<X1の場合、最適指令探査部2は、X1’=2×XREF-X3を演算し、X2’をX3として、それぞれ、サンプル指令X1’,X2’を求める。この場合、指令をX軸に採り評価関数をY軸に採る場合、元の第一および第二のサンプル指令X1,X2の探索範囲からX軸上で値を小さくする方向へシフトした範囲に最適指令が存在すると考えられる。よって、前記演算によって求められた新たな第一および第二のサンプル指令X1’,X2’の探索範囲は、元の第一および第二のサンプル指令X1,X2の探索範囲に対してX軸上で左側へシフトされる。そして、新たな第一および第二のサンプル指令X1’,X2’が求められると、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で候補指令X3’を求める。具体的には、最適指令探査部2は、X3’をX3’=Q(X1’)/{Q(X1’)+Q(X2’)}×(X2’-X1’)+X1’を演算して求める。このように、X3’を求めると、X3’は、評価関数Q(X)が第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間の探索範囲内で下に凸の放物線を描くと仮定すると、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’間であって、評価関数Q(X)の値を最小値或いは最小値近傍の値とすると予想される。次に、最適指令探査部2は、候補指令X3’を流体圧アクチュエータAへ入力して、値Q(X3’)を得る。そして、最適指令探査部2は、この値Q(X3’)と閾値δとを比較する。最適指令探査部2は、この比較の結果、Q(X3’)<δである場合、候補指令X3’を最適指令として採用する。なお、探索範囲指示値XREFを求めた際に、探索範囲指示値XREFが閾値δ未満である場合には、探索範囲指示値XREFを最適指令として採用して、新たな第一および第二のサンプル指令X1’,X2’を求める処理の省略も可能である。 Next, when X REF <X 1 , the optimum command search unit 2 calculates X 1 '= 2 × X REF −X 3 , and sets X 2'as X 3 , and sets the sample commands X 1'and X, respectively. Ask for 2 '. In this case, when the command is taken on the X-axis and the evaluation function is taken on the Y-axis, the range shifted from the search range of the original first and second sample commands X1 and X2 in the direction of reducing the value on the X-axis. It is considered that there is an optimum command for. Therefore, the search range of the new first and second sample directives X1'and X2' obtained by the above calculation is relative to the search range of the original first and second sample directives X1 and X2. Is shifted to the left on the X-axis. Then, when new first and second sample commands X 1'and X 2'are obtained, candidate command X 3'is within the search range between the first and second sample commands X 1'and X 2 ' . Ask for. Specifically, the optimum command exploration unit 2 sets X 3'as X 3 ' = Q (X 1 ') / {Q (X 1 ') + Q (X 2 ')} x (X 2'-X 1 ' . ) + X 1'is calculated. Thus, when X 3'is obtained, the evaluation function Q (X) produces a downwardly convex parabola within the search range between the first and second sample commands X 1'and X 2 ' . Assuming to draw, it is expected that the value of the evaluation function Q (X) is the minimum value or the value near the minimum value between the first and second sample commands X 1'and X 2 ' . Next, the optimum command exploration unit 2 inputs the candidate command X3'to the fluid pressure actuator A to obtain the value Q ( X3'). Then, the optimum command exploration unit 2 compares this value Q (X 3 ') with the threshold value δ. As a result of this comparison, the optimum command exploration unit 2 adopts the candidate command X 3'as the optimum command when Q (X 3 ') <δ. If the search range instruction value X REF is less than the threshold value δ when the search range instruction value X REF is obtained, the search range instruction value X REF is adopted as the optimum command, and the new first and first orders are adopted. It is also possible to omit the process of obtaining the second sample directive X 1'and X 2 ' .
これに対して、ケース2において、探索範囲指示値XREFがX1≦XREF≦X2となる場合、何らかの原因で適切な探索範囲指示値XREFを求められない状況となっている。このような場合には、最適指令探査部2は、最適指令抽出処理を行う。最適指令抽出処理は、最適指令探査部2が流体圧アクチュエータAに値の異なる指令を順に流体圧アクチュエータAに与えていって、流体圧アクチュエータAの出力Yが目標出力Uに一番近い値となる指令を最適指令として採用する処理である。具体的には、最適指令探査部2は、最適指令抽出処理を実行すると、流体圧アクチュエータAに与えることが可能な最小値から最大値まで値の指令を段階的に変化させた指令を順番に流体圧アクチュエータAへ与える。よって、たとえば、指令の最小値が-1000で最大値が1000であって、1ずつ値を変化させる場合、最適指令探査部2は、最小値の-1000から順に値を1ずつ変化させて最大値の1000まで2001個の指令を入力する。最適指令探査部2は、最適指令抽出処理の前までに最適指令が既に採用されている場合には、採用済みの最適指令の入力に続いて、最適指令を求めるための指令を入力する。そして、最適指令探査部2は、一つの指令の入力に対する流体圧アクチュエータAの出力Yの監視し、出力Yと目標出力Uの偏差が最小となる指令を最適指令として採用する。つまり、最適指令探査部2は、採用済みの最適指令と最適指令を求めるための指令を入力して出力Yと目標出力Uとの差を求める処理を、2001回行って、得られた2001個の差のうち最小の差が得られた指令を最適指令とする。 On the other hand, in Case 2, when the search range indicated value X REF is X 1 ≤ X REF ≤ X 2 , the situation is such that an appropriate search range indicated value X REF cannot be obtained for some reason. In such a case, the optimum command exploration unit 2 performs the optimum command extraction process. In the optimum command extraction process, the optimum command exploration unit 2 gives commands having different values to the fluid pressure actuator A in order, and the output Y of the fluid pressure actuator A is the value closest to the target output U. Is a process that adopts the command as the optimum command. Specifically, when the optimum command extraction process is executed, the optimum command exploration unit 2 sequentially changes the command of the value from the minimum value to the maximum value that can be given to the fluid pressure actuator A. It is given to the fluid pressure actuator A. Therefore, for example, when the minimum value of the command is -1000 and the maximum value is 1000 and the value is changed by 1, the optimum command exploration unit 2 changes the value by 1 in order from the minimum value of -1000 to the maximum. Enter 2001 commands up to the value 1000. If the optimum command has already been adopted before the optimum command extraction process, the optimum command exploration unit 2 inputs a command for obtaining the optimum command following the input of the adopted optimum command. Then, the optimum command exploration unit 2 monitors the output Y of the fluid pressure actuator A with respect to the input of one command, and adopts the command that minimizes the deviation between the output Y and the target output U as the optimum command. That is, the optimum command exploration unit 2 inputs the adopted optimum command and the command for obtaining the optimum command, and performs the process of obtaining the difference between the output Y and the target output U 2001 times, and obtains 2001 units. The command for which the smallest difference is obtained is the optimum command.
他方、前記ケース2において最適指令抽出処理を行う場合を除き、いずれにおいても、Q(X3’)≧δである場合、最適指令探査部2は、候補指令X3’が最適指令として適さないと判定する。よって、この場合、最適指令探査部2は、候補指令X3’を最適指令として採用せず、最適指令探査部2は、Q(X1’)≧Q(X3’)、且つ、Q(X2’)≧Q(X3’)を満たすかどうか判定する。つまり、最適指令探査部2は、第一および第二のサンプル指令X1’,X2’および候補指令X3’に対する評価関数Q(X)の値Q(X1’),Q(X2’),Q(X3’)が前述のケース1,2のうちいずれの条件に合致しているかを判断する。その結果、前述の値Q(X1’),Q(X2’),Q(X3’)がケース1の条件に合致している場合には、最適指令探査部2は、前述のケース1の場合における処理を行う。他方、その結果、前述の値Q(X1’),Q(X2’),Q(X3’)がケース2の条件に合致している場合には、最適指令探査部2は、前述のケース2の場合における処理を行う。
On the other hand, except for the case where the optimum command extraction process is performed in the case 2, if Q (X 3 ') ≥ δ, the optimum command search unit 2 states that the candidate command X 3'is not suitable as the optimum command. judge. Therefore, in this case, the optimum command exploration unit 2 does not adopt the candidate command X3'as the optimum command, and the optimum command exploration unit 2 has Q (X 1 ') ≧ Q (X 3 ') and Q (X). 2 ') ≧ Q (X 3 ') is determined. That is, the optimum command exploration unit 2 has the values Q (X 1 ') and Q (X 2 ') of the evaluation function Q (X) for the first and second sample commands X 1 ', X 2'and the candidate command X 3 '. It is determined which of the above-mentioned
このようにして、最適指令探査部2は、前述した処理(最適指令探査ステップ)を行って、所定時間単位で目標波形を離散化して得られた所定時間単位毎の目標出力の一つ一つに対して最適な指令となる最適指令を採用し、全ての目標出力に対して最適指令が採用されると処理を終了する。 In this way, the optimum command exploration unit 2 performs the above-mentioned processing (optimum command exploration step) to disperse the target waveform in predetermined time units, and obtains each target output for each predetermined time unit. The optimum command, which is the optimum command for all targets, is adopted, and the process ends when the optimum command is adopted for all target outputs.
このようにして最適指令探査部2が採用した最適指令は、入力指令生成部4に入力され、離散化して得られた目標出力の個数分の最適指令が得られると、入力指令生成部4は、これらの最適指令の値を得られた順番に並べて得た一纏めのデータセットを入力指令とする(入力指令生成ステップ)。このようにして入力指令が得られると、流体圧アクチュエータAの出力Yは目標出力Uを出力するのに最適な指令となる最適指令の集合である。よって、入力指令を流体圧アクチュエータAに入力すると、流体圧アクチュエータAの出力Yは、目標出力Uに精度よく一致するので、流体圧アクチュエータAの変位を目標波形の変位となるように制御できる。
The optimum command adopted by the optimum command exploration unit 2 in this way is input to the input
なお、評価関数Q(X)は、一例として、以下の数式で定義されるものを使用すればよい。Y(T+b)をサンプル信号X3の入力後の所定時間bだけ経過した時点における流体圧アクチュエータAの出力とし、Y(T+b+1)をサンプル信号X3の入力後の所定時間(b+1)だけ経過した時点における流体圧アクチュエータAの出力とし、U(T+b)を出力Y(T+b)に対応する目標出力とし、U(T+b+1)を出力Y(T+b+1)に対応する目標出力とすると、本実施の形態では評価関数Q(X)は、Q(X)=|a1×{Y(T+b)-U(T+b)}+a2×{Y(T+b+1)-U(T+b+1)}|で定義されている。bは、任意に定める正の整数であり、a1,a2は、任意に定める係数であり、a1,a2のいずれか一方を0として評価関数Q(X)で無駄時間経過後の1つの応答のみを考慮するようにしてもよい。 As an example, the evaluation function Q (X) may be defined by the following mathematical formula. Y (T + b) is the output of the fluid pressure actuator A when a predetermined time b has elapsed after the input of the sample signal X 3 , and Y (T + b + 1) is the output of the fluid pressure actuator A for a predetermined time ( b + 1) after the input of the sample signal X 3 . Assuming that the output of the fluid pressure actuator A at the time elapsed, U (T + b) is the target output corresponding to the output Y (T + b), and U (T + b + 1) is the target output corresponding to the output Y (T + b + 1), this implementation is carried out. In the form, the evaluation function Q (X) is defined by Q (X) = | a 1 × {Y (T + b) -U (T + b)} + a 2 × {Y (T + b + 1) -U (T + b + 1)} |. .. b is a positive integer arbitrarily determined, a 1 and a 2 are coefficients arbitrarily determined, and one of a 1 and a 2 is set to 0, and the evaluation function Q (X) is used after the lapse of wasted time. Only one response may be considered.
一般に、指令の入力に対してシステムが出力するまでには無駄時間があり、応答するまでに時間がかかり、また、システムには遅れがあって、指令が入力されるとその指令は、出力にしばらくの間影響を及ぼす。このように、流体圧アクチュエータAでは、最適指令探査部2の指令の入力に対して出力するまでに時間がかかり、また、指令は流体圧アクチュエータAのその後の出力に影響を与える。よって、本実施の形態では、指令の入力の影響が出力に現れるまでの無駄時間と、指令が出力に影響を与える時間とを考慮して、評価関数Q(X)を前述したように定義している。したがって、bは、無駄時間を設定するための値であり、評価関数Q(X)に無駄時間経過後の次の出力Yと目標出力Uとを加味しているのでは入力が出力に与える影響も評価するためである。よって、係数a1,a2は、流体圧アクチュエータAの時定数等を参考に決めればよいが、指令の入力に対する出力に与える影響度合いを設定する値であることが理解できよう。なお、流体圧アクチュエータAの時定数が大きい場合、前記評価関数Q(X)の定義式において、前述の定義式よりもより長い時間の影響を考慮するようにしてもよい。つまり、a2×{Y(T+b+1)-U(T+b+1)}の項に次に、考慮する時間の長さでan×{Y(T+b+n)-U(T+b+n)}(ただし、n=3,4,5・・・)を加算するようにしてもよい。 In general, there is wasted time for the system to output a command input, it takes time to respond, and there is a delay in the system, and when a command is input, the command is output. Affect for a while. As described above, in the fluid pressure actuator A, it takes time to output the command input of the optimum command search unit 2, and the command affects the subsequent output of the fluid pressure actuator A. Therefore, in the present embodiment, the evaluation function Q (X) is defined as described above in consideration of the wasted time until the influence of the input of the command appears on the output and the time when the command affects the output. ing. Therefore, b is a value for setting the wasted time, and if the next output Y and the target output U after the elapse of the wasted time are added to the evaluation function Q (X), the influence of the input on the output. This is to evaluate. Therefore, the coefficients a 1 and a 2 may be determined with reference to the time constant of the fluid pressure actuator A, etc., but it can be understood that they are values that set the degree of influence on the output with respect to the input of the command. When the time constant of the fluid pressure actuator A is large, the influence of a longer time than the above-mentioned definition formula may be taken into consideration in the definition formula of the evaluation function Q (X). That is, in the term of a 2 × {Y (T + b + 1) -U (T + b + 1)}, then the length of time to be considered is an × {Y (T + b + n ) -U (T + b + n)} (where n = 3, 4, 5 ...) may be added.
評価関数Q(X)を前述の式で定義すれば、流体圧アクチュエータAの指令の入力から出力までの無駄時間と指令が出力に対して影響をも考慮でき、この評価関数Q(X)を利用して採用された最適指令は、実際のシステムの特性にマッチした指令となる。以上より、この評価関数Q(X)を用いて得られた最適指令は、システムである流体圧アクチュエータAの出力を高精度で目標出力に一致させ得る。なお、評価関数Q(X)は、前記した数式以外で定義されてもよく、単に、指令に入力に対する流体圧アクチュエータAの出力Yと目標出力Uとの偏差の絶対値を求めて、これを評価関数Q(X)としてもよい。 If the evaluation function Q (X) is defined by the above equation, the wasted time from the input to the output of the command of the fluid pressure actuator A and the influence of the command on the output can be taken into consideration, and this evaluation function Q (X) can be used. The optimum command adopted by using it is a command that matches the characteristics of the actual system. From the above, the optimum command obtained by using this evaluation function Q (X) can match the output of the fluid pressure actuator A, which is a system, with the target output with high accuracy. The evaluation function Q (X) may be defined by a formula other than the above formula, and the absolute value of the deviation between the output Y of the fluid pressure actuator A and the target output U with respect to the input is simply obtained from the command and used. It may be an evaluation function Q (X).
以上までの指令生成装置1の処理を図7に示したフローチャートに即して説明する。最適指令探査部2は、まず、目標波形を時間的に離散化して所定時間毎の目標出力を得る(ステップS1)。つづいて、最適指令探査部2は、目標出力から二つの値の異なる第一および第二のサンプル指令X1,X2を求める(ステップS2)。さらに、求めた第一および第二のサンプル指令X1,X2から候補指令X3を求める(ステップS3)。
The processing of the
つづいて、最適指令探査部2は、候補指令X3が閾値δ未満であるか否かを判断する(ステップS4)。その結果、候補指令X3が閾値δ未満である場合には、最適指令探査部2は、候補指令X3が最適指令として適しているので、候補指令X3を最適指令として採用する(ステップS18)。他方、候補指令X3が閾値δ以上である場合には、最適指令探査部2は、候補指令X3が最適指令として適していない。この場合、最適指令探査部2は、本ルーチンで二回以上候補指令X3を求めている場合、前回の候補指令X3に対するQ(X3)と今回求めた候補指令X3に対するQ(X3)との偏差εが閾値δ未満であるかいなかを判断する(ステップS5)。その結果、前回の候補指令X3に対するQ(X3)と今回求めた候補指令X3に対するQ(X3)との偏差が閾値δ未満である場合、最適指令探査部2は、今回求めた候補指令X3を最適指令とする(ステップS18)。 Subsequently, the optimum command exploration unit 2 determines whether or not the candidate command X 3 is less than the threshold value δ (step S4). As a result, when the candidate command X 3 is less than the threshold value δ, the optimum command exploration unit 2 adopts the candidate command X 3 as the optimum command because the candidate command X 3 is suitable as the optimum command (step S18). .. On the other hand, when the candidate command X 3 is equal to or greater than the threshold value δ, the optimum command exploration unit 2 does not find the candidate command X 3 suitable as the optimum command. In this case, when the optimum command search unit 2 requests the candidate command X 3 more than once in this routine, the Q (X 3 ) for the previous candidate command X 3 and the Q (X) for the candidate command X 3 obtained this time. It is determined whether the deviation ε from 3 ) is less than the threshold value δ (step S5). As a result, when the deviation between the Q (X 3 ) with respect to the previous candidate command X 3 and the Q (X 3 ) with respect to the candidate command X 3 obtained this time is less than the threshold value δ, the optimum command search unit 2 has obtained this time. The candidate command X 3 is set as the optimum command (step S18).
他方、前回の候補指令X3に対するQ(X3)と今回求めた候補指令X3に対するQ(X3)との偏差が閾値δ以上である場合、候補指令X3が最適指令として適していない。よって、最適指令探査部2は、Q(X1)、Q(X2)およびQ(X3)が前記ケース1に該当するのか前記ケース2に該当するのかを以下の手順で判断する。
On the other hand, when the deviation between the Q (X 3 ) with respect to the previous candidate command X 3 and the Q (X 3 ) with respect to the candidate command X 3 obtained this time is the threshold value δ or more, the candidate command X 3 is not suitable as the optimum command. .. Therefore, the optimum command exploration unit 2 determines whether Q (X 1 ), Q (X 2 ), and Q (X 3 ) correspond to the
最適指令探査部2は、Q(X1)≧Q(X3)且つQ(X2)≧Q(X3)である場合、第一および第二のサンプル指令X1,X2間に最適指令が存在するケース1に該当すると判断する(ステップS6)。Q(X1)、Q(X2)およびQ(X3)がケース1の条件に合致している場合、三つの場合に分けて探索範囲を変更する。そのため、最適指令探査部2は、この三つの場合のいずれの状況となっているかを判断する処理を行う。最初に、最適指令探査部2は、Q(X1)=Q(X3)であるかを判断し(ステップS7)、Q(X1)=Q(X3)である場合には、新たな第一および第二のサンプル指令X1,X2を再設定する(ステップS8)。この場合、最適指令探査部2は、X1=X3-η×(X3-X1)、X2=X3+η×(X2-X3)を演算して第一および第二のサンプル指令X1,X2をそれぞれ更新する。このようにしてサンプル指令が再設定されると、最適指令探査部2は、ステップS3の処理へ移行して、再設定された第一および第二のサンプル指令X1,X2を用いて候補指令X3を求める。
The optimum command search unit 2 is optimal between the first and second sample commands X 1 and X 2 when Q (X 1 ) ≧ Q (X 3 ) and Q (X 2 ) ≧ Q (X 3 ). It is determined that the
Q(X1)=Q(X3)でない場合には、Q(X1)>Q(X2)であるか否かを判断する(ステップS9)。Q(X1)>Q(X2)である場合には、新たな第一および第二のサンプル指令X1,X2を再設定する(ステップS10)。この場合、最適指令探査部2は、X1=X3-η×(X2-X3)、X2=X3+η×(X2-X3)を演算して第一および第二のサンプル指令X1,X2をそれぞれ更新する。このようにしてサンプル指令が再設定されると、最適指令探査部2は、ステップS3の処理へ移行して、再設定された第一および第二のサンプル指令X1,X2を用いて候補指令X3を求める。 If Q (X 1 ) = Q (X 3 ), it is determined whether or not Q (X 1 )> Q (X 2 ) (step S9). If Q (X 1 )> Q (X 2 ), the new first and second sample commands X 1 and X 2 are reset (step S10). In this case, the optimum command search unit 2 calculates X 1 = X 3 -η × (X 2 -X 3 ) and X 2 = X 3 + η × (X 2 -X 3 ) to perform the first and second operations. Update sample commands X 1 and X 2 , respectively. When the sample command is reset in this way, the optimum command search unit 2 shifts to the process of step S3 and uses the reset first and second sample commands X1 and X2 as candidates. Ask for Directive X3.
Q(X1)=Q(X3)でなく、Q(X1)>Q(X2)でない場合、Q(X1)<Q(X2)であるので、新たな第一および第二のサンプル指令X1,X2を再設定する(ステップS11)。この場合、最適指令探査部2は、X1=X3-η×(X3-X1)、X2=X3+η×(X3-X1)を演算して第一および第二のサンプル指令X1,X2をそれぞれ更新する。このようにしてサンプル指令が再設定されると、最適指令探査部2は、ステップS3の処理へ移行して、再設定されたサンプル指令X1,X2を用いて候補指令X3を求める。 If Q (X 1 ) = Q (X 3 ) and Q (X 1 )> Q (X 2 ), then Q (X 1 ) <Q (X 2 ), so the new first and second The sample commands X1 and X2 of the above are reset (step S11). In this case, the optimum command search unit 2 calculates X 1 = X 3 -η × (X 3 − X 1 ) and X 2 = X 3 + η × (X 3 − X 1 ) to perform the first and second operations. Update sample commands X 1 and X 2 , respectively. When the sample command is reset in this way , the optimum command search unit 2 shifts to the process of step S3 and obtains the candidate command X 3 using the reset sample commands X1 and X2.
また、ステップS6の判断で、Q(X1)≧Q(X3)且つQ(X2)≧Q(X3)でない場合、第一および第二のサンプル指令X1,X2で確定された探索範囲とはずれた範囲に最適指令が存在するケース2に該当する。よって、最適指令探査部2は、最適指令が存在する探索範囲を特定するための探索範囲指示値XREFを求める(ステップS12)。 If Q (X 1 ) ≧ Q (X 3 ) and Q (X 2 ) ≧ Q (X 3 ) are not determined in step S6, the first and second sample commands X 1 and X 2 are determined. This corresponds to case 2 in which the optimum command exists in the search range and the range deviated from the search range. Therefore, the optimum command search unit 2 obtains the search range instruction value X REF for specifying the search range in which the optimum command exists (step S12).
そして、最適指令探査部2は、探索範囲指示値XREFによって、三つに場合分けして処理を行う。そのため、最適指令探査部2は、XREF>X2であるか否かを判断する(ステップS13)。この判断の結果、XREF>X2である場合、元の第一および第二のサンプル指令X1,X2の探索範囲から大きな値の方向にシフトした範囲に最適指令が存在すると考えられるので、最適指令探査部2は、新たな第一および第二のサンプル指令X1,X2を再設定する(ステップS14)。この場合、最適指令探査部2は、X1=X3、X2=2×XREF-X3を演算して第一および第二のサンプル指令X1,X2を更新する。このようにして第一および第二のサンプル指令X1,X2が再設定されると、最適指令探査部2は、ステップS3の処理へ移行して、再設定されたサンプル指令X1,X2を用いて候補指令X3を求める。 Then, the optimum command search unit 2 performs processing in three cases according to the search range instruction value X REF . Therefore, the optimum command exploration unit 2 determines whether or not X REF > X 2 (step S13). As a result of this judgment, when X REF > X 2 , it is considered that the optimum command exists in the range shifted in the direction of a large value from the search range of the original first and second sample commands X 1 and X 2 . , The optimum command exploration unit 2 resets the new first and second sample commands X1 and X2 (step S14). In this case, the optimum command exploration unit 2 calculates X 1 = X 3 and X 2 = 2 × X REF −X 3 to update the first and second sample commands X 1 and X 2 . When the first and second sample commands X 1 and X 2 are reset in this way, the optimum command search unit 2 shifts to the process of step S3 and resets the sample commands X 1 and X. Candidate directive X3 is obtained using 2 .
他方、ステップS13の判断結果がXREF>X2でなかった場合、最適指令探査部2は、XREF<X1であるか否かを判断する(ステップS15)。この判断の結果、XREF<X1である場合、元の第一および第二のサンプル指令X1,X2の探索範囲から小さな値の方向にシフトした範囲に最適指令が存在すると考えられるので、最適指令探査部2は、新たな第一および第二のサンプル指令X1,X2を再設定する(ステップS16)。この場合、最適指令探査部2は、X1=2×XREF-X3、X2=X3を演算して第一および第二のサンプル指令X1,X2を更新する。このようにして第一および第二のサンプル指令X1,X2が再設定されると、最適指令探査部2は、ステップS3の処理へ移行して、再設定されたサンプル指令X1,X2を用いて候補指令X3を求める。 On the other hand, when the determination result in step S13 is not X REF > X 2 , the optimum command exploration unit 2 determines whether or not X REF <X 1 (step S15). As a result of this judgment, when X REF <X 1 , it is considered that the optimum command exists in the range shifted in the direction of a small value from the search range of the original first and second sample commands X 1 and X 2 . , The optimum command exploration unit 2 resets the new first and second sample commands X1 and X2 (step S16). In this case, the optimum command exploration unit 2 calculates X 1 = 2 × X REF −X 3 and X 2 = X 3 to update the first and second sample commands X 1 and X 2 . When the first and second sample commands X 1 and X 2 are reset in this way, the optimum command search unit 2 shifts to the process of step S3 and resets the sample commands X 1 and X. Candidate directive X3 is obtained using 2 .
また、ステップS13,S15の判断で、XREF>X2でも、XREF<X1でもないと、X1≦XREF≦X2となる。この場合、何らかの原因で適切な探索範囲指示値XREFを求められない状況となっている。よって、この場合、最適指令探査部2は、前述した最適指令抽出処理を行って最適指令を求める(ステップS17)。 Further, if it is determined in steps S13 and S15 that neither X REF > X 2 nor X REF <X 1 is satisfied, then X 1 ≤ X REF ≤ X 2 . In this case, the appropriate search range instruction value X REF cannot be obtained for some reason. Therefore, in this case, the optimum command exploration unit 2 performs the above-mentioned optimum command extraction process to obtain the optimum command (step S17).
以上の一連の処理によって、目標出力に対して最適指令が採用される。そして、指令生成装置1は、この処理を繰り返して実行し、全ての目標出力に対して最適指令が求まると、最適指令を求めた順番に並べて得た一纏めのデータセットを入力指令とする。このように指令生成装置1は、前述の処理を行えば、最適指令を順次求めて入力指令を生成できる。
By the above series of processing, the optimum command is adopted for the target output. Then, the
なお、指令生成装置1における最適指令探査部2および入力指令生成部4については、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置が前述処理を実行するためのプログラムを実行することで実現すればよい。
The optimum command search unit 2 and the input
このように本発明の指令生成装置1は、所定時間単位で流体圧アクチュエータ(プラント)Aに出力させたい目標波形を離散化して得られた所定時間単位毎の目標出力を流体圧アクチュエータ(プラント)Aに出力させるのに適する最適指令を目標出力毎に求め、目標出力毎の最適指令に基づいて入力指令を生成する。このように構成された指令生成装置1では、流体圧アクチュエータ(プラント)Aに応答遅れや非線形な特性があっても、目標波形を離散化して得られた目標出力毎に流体圧アクチュエータ(プラント)Aが目標出力を出力するのに最適な最適指令を求める。よって、入力指令を流体圧アクチュエータ(プラント)Aに入力すれば、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力は、目標波形に精度よく追従する。したがって、本発明の指令生成装置1によれば、流体圧アクチュエータ(プラント)Aに応答遅れや非線形な特性があっても流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力を目標波形に精度よく一致させて流体圧アクチュエータ(プラント)Aを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。
As described above, the
また、本実施の形態の指令生成装置1は、目標出力毎に流体圧アクチュエータ(プラント)Aに第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2を与えて、目標出力毎に、第一のサンプル指令X1と、第二のサンプル指令X2と、第一のサンプル指令X1と第二のサンプル指令X2との入力に対する流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力と、目標出力とに基づいて、目標出力に対応する最適指令を求める最適指令探査部2を備え、目標出力毎に最適指令探査部2が求めた最適指令に基づいて入力指令を生成する。このように構成された指令生成装置1では、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2を流体圧アクチュエータ(プラント)Aに与えて最適指令を求めるので、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの特性によらず最適指令を迅速に求め得る。つまり、最適指令を求める方法としては、最適指令抽出処理のように、指令生成装置1がプラントに入力し得る全ての値の指令を全部流体圧アクチュエータ(プラント)Aに入力して、入力した指令のうちから流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力が離散化して得られた目標出力に最も近い指令を最適指令とする方法も採りうるが、時間がかかる。これに対して、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2を流体圧アクチュエータ(プラント)Aに与えて、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力と、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2と目標出力とに基づいて最適指令を求める場合、最適指令となりそうな指令に当たりを付け得るので、迅速に最適指令を求めうる。また、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2を流体圧アクチュエータ(プラント)Aに与えた際の出力を考慮するので、プラント特性によらず最適指令を求めうるのである。
Further, the
さらに、本実施の形態の指令生成装置1は、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力と、目標出力とをパラメータとして、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力と目標出力との偏差が小さくなると値が0に近づく評価関数を用い、記第一のサンプル指令X1と、第二のサンプル指令X2と、第一サンプル指令X1と第二のサンプル指令X2の入力に対する流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力を入力した評価関数の値に基づいて候補指令X3を求め、候補指令X3の入力に対する流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力を入力した評価関数の値が閾値未満となると候補指令X3を最適指令とする。このように構成された指令生成装置1は、第一のサンプル指令X1と、第二のサンプル指令X2と、第一サンプル指令X1と第二のサンプル指令X2の入力に対する流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力を入力した評価関数の値に基づいて候補指令X3を求めるので、最適指令として採用される可能性が高い候補指令X3を得られる。よって、本実施の形態の指令生成装置1では、プラント特性によらずより一層迅速に最適指令を求めうる。
Further, in the
また、本実施の形態の指令生成装置1では、評価関数を流体圧アクチュエータ(プラント)Aに対する指令の入力から出力までの無駄時間を考慮した関数として定義されているので、実際の流体圧アクチュエータ(プラント)Aに思想的な最適指令が得られる。よって、本実施の形態の指令生成装置1では、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力を目標波形に高精度に一致させて流体圧アクチュエータ(プラント)Aを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。
Further, in the
さらに、本実施の形態の指令生成装置1では、評価関数を無駄時間経過後において流体圧アクチュエータ(プラント)Aに対する指令が流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力に対する影響を考慮した関数として定義されているので、実際の流体圧アクチュエータ(プラント)Aに思想的な最適指令が得られる。よって、本実施の形態の指令生成装置1では、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力を目標波形に高精度に一致させて流体圧アクチュエータ(プラント)Aを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。
Further, in the
また、本実施の形態の指令生成装置1では、目標出力に対する第一のサンプル指令X1、第二のサンプル指令X2或いは候補指令X3を入力する際に、それまでに採用された最適指令が有る場合、採用済みの最適指令を入力した後に、第一のサンプル指令X1、第二のサンプル指令X2或いは候補指令X3を入力する。このように構成された指令生成装置1では、或る目標出力に対する最適指令を求める際に、それまでに採用済みの最適指令が入力されるので、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの動的な特性の考慮した最適指令を求め得る。よって、実施の形態の指令生成装置1では、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力を目標波形に高精度に一致させて流体圧アクチュエータ(プラント)Aを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。
Further, in the
そして、本実施の形態の指令生成装置1では、第一のサンプル指令X1、第二のサンプル指令X2および候補指令X3に基づいて、最適指令が第一のサンプル指令X1と第二のサンプル指令X2との間の探索範囲に存在するか否かを判定し、存在しない場合には探索範囲を変更する処理を行うようになっている。よって、本実施の形態の指令生成装置1では、最適指令が存在しうる探索範囲をいち早く探し当てて、最適指令を迅速に求め得る。
Then, in the
また、本実施の形態の指令生成装置1では、最適指令探査部2が流体圧アクチュエータ(プラント)Aに与えることが可能な指令のうち最小値から最大値まで値の指令を段階的に変化させた指令を順番に流体圧アクチュエータ(プラント)Aへ与え、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力が目標出力に一番近い値となる指令を最適指令として採用するようにしてもよい。このように構成された指令生成装置1では、流体圧アクチュエータ(プラント)Aに入力可能な指令のうち流体圧アクチュエータ(プラント)Aに目標出力を出力させるのに最適な指令が得られる。
Further, in the
さらに、本発明の指令生成方法は、所定時間単位で目標波形を離散化して所定時間単位毎の目標出力を得る離散化ステップと、流体圧アクチュエータ(プラント)Aに目標出力を出力させるのに適する最適指令を目標出力毎に求める最適指令探査ステップと、目標出力毎の最適指令に基づいて入力指令を生成する入力指令生成ステップとを備えている。このように構成された指令生成方法では、流体圧アクチュエータ(プラント)Aに応答遅れや非線形な特性があっても、目標波形を離散化して得られた目標出力毎に流体圧アクチュエータ(プラント)Aが目標出力を出力するのに最適な最適指令を求める。よって、入力指令を流体圧アクチュエータ(プラント)Aに入力すれば、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力は、目標波形に精度よく追従する。したがって、本発明の指令生成装置1によれば、流体圧アクチュエータ(プラント)Aに応答遅れや非線形な特性があっても流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力を目標波形に精度よく一致させて流体圧アクチュエータ(プラント)Aを理想的に動作させ得る入力指令を生成できる。
Further, the command generation method of the present invention is suitable for a dispersal step of discriminating a target waveform in a predetermined time unit to obtain a target output in a predetermined time unit and for causing the fluid pressure actuator (plant) A to output a target output. It includes an optimum command exploration step for obtaining an optimum command for each target output, and an input command generation step for generating an input command based on the optimum command for each target output. In the command generation method configured in this way, even if the fluid pressure actuator (plant) A has a response delay or non-linear characteristics, the fluid pressure actuator (plant) A is obtained for each target output obtained by dissociating the target waveform. Finds the optimum command to output the target output. Therefore, if an input command is input to the fluid pressure actuator (plant) A, the output of the fluid pressure actuator (plant) A accurately follows the target waveform. Therefore, according to the
また、本実施の形態の指令生成方法では、最適指令探査ステップにおいて、目標出力毎に流体圧アクチュエータ(プラント)Aに第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2を与え、目標出力毎に、第一のサンプル指令X1と、第二のサンプル指令X2と、第一のサンプル指令X1と第二のサンプル指令X2との入力に対する流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力と、目標出力とに基づいて、目標出力に対応する最適指令を採用する。このように構成された指令生成方法では、第一のサンプル指令X1および第二のサンプル指令X2を流体圧アクチュエータ(プラント)Aに与えて最適指令を求めるので、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの特性によらず最適指令を迅速に求め得る。 Further, in the command generation method of the present embodiment, in the optimum command exploration step, the first sample command X1 and the second sample command X2 are given to the fluid pressure actuator (plant) A for each target output, and the target output is obtained. For each, the output of the fluid pressure actuator (plant) A to the inputs of the first sample command X 1 , the second sample command X 2 , and the first sample command X 1 and the second sample command X 2 . , Adopt the optimum command corresponding to the target output based on the target output. In the command generation method configured in this way, the first sample command X1 and the second sample command X2 are given to the fluid pressure actuator (plant) A to obtain the optimum command, so that the fluid pressure actuator (plant) A is obtained. The optimum command can be obtained quickly regardless of the characteristics of.
さらに、本実施の形態の指令生成方法では、最適指令探査部ステップにおいて、が流体圧アクチュエータ(プラント)Aに与えることが可能な指令のうち最小値から最大値まで値の指令を段階的に変化させた指令を順番に流体圧アクチュエータ(プラント)Aへ与え、流体圧アクチュエータ(プラント)Aの出力が目標出力に一番近い値となる指令を最適指令として採用するようにしてもよい。このように構成された指令生成方法では、流体圧アクチュエータ(プラント)Aに入力可能な指令のうち流体圧アクチュエータ(プラント)Aに目標出力を出力させるのに最適な指令が得られる。 Further, in the command generation method of the present embodiment, in the optimum command exploration unit step, the command of the value among the commands that can be given to the fluid pressure actuator (plant) A is changed stepwise from the minimum value to the maximum value. The commands may be given to the fluid pressure actuator (plant) A in order, and the command whose output of the fluid pressure actuator (plant) A is closest to the target output may be adopted as the optimum command. In the command generation method configured in this way, among the commands that can be input to the fluid pressure actuator (plant) A, the optimum command for causing the fluid pressure actuator (plant) A to output the target output can be obtained.
なお、プラントは流体圧アクチュエータAに限られず、種々のプラントに指令生成装置1を利用できる。また、指令生成装置1は、プラントを制御する制御装置に組み込まれていてもよい。
The plant is not limited to the fluid pressure actuator A, and the
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。 This concludes the description of the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the details themselves shown or described.
1・・・指令生成装置、2・・・最適指令探査部、A・・・流体圧アクチュエータ(プラント) 1 ... Command generator, 2 ... Optimal command search unit, A ... Fluid pressure actuator (plant)
Claims (10)
前記目標出力毎に前記プラントに第一のサンプル指令および前記第一のサンプル指令とは値が異なる第二のサンプル指令を与えて、前記目標出力毎に、前記第一のサンプル指令と、前記第二のサンプル指令と、前記第一のサンプル指令と前記第二のサンプル指令との入力に対する前記プラントの出力と、前記目標出力とに基づいて、前記目標出力に対応する最適指令を求める最適指令探査部を備え、
前記最適指令探査部によって求められた最適指令に基づいて前記入力指令を生成する
ことを特徴とする指令生成装置。 The optimum command suitable for outputting the target output for each predetermined time unit obtained by dissociating the target waveform in a predetermined time unit to the plant is obtained for each target output, and the optimum command for each target output is obtained. A command generator that generates the input command to output the target waveform to the plant based on the above.
For each target output, the plant is given a first sample command and a second sample command having a value different from that of the first sample command, and for each target output, the first sample command and the first sample command are given. Optimal command exploration to obtain the optimum command corresponding to the target output based on the output of the plant with respect to the input of the second sample command, the first sample command and the second sample command, and the target output. With a part
The input command is generated based on the optimum command obtained by the optimum command exploration unit.
A command generator characterized by that.
前記プラントの出力と前記目標出力とをパラメータとして、前記プラントの出力と前記目標出力との偏差が小さくなると値が0に近づく評価関数を用い、
前記第一のサンプル指令と、前記第二のサンプル指令と、前記第一のサンプル指令と前記第二のサンプル指令の入力に対する前記プラントの出力を入力した評価関数の値とに基づいて候補指令を求め、
前記候補指令の入力に対する前記プラントの出力を入力した評価関数の値が閾値未満となると、前記候補指令を最適指令とする
ことを特徴とする請求項1に記載の指令生成装置。 The optimum command exploration unit
Using the output of the plant and the target output as parameters, an evaluation function whose value approaches 0 when the deviation between the output of the plant and the target output becomes small is used.
Candidate commands are issued based on the first sample command, the second sample command, and the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of the first sample command and the second sample command. Ask,
The command generation device according to claim 1 , wherein when the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of the candidate command becomes less than the threshold value, the candidate command is set as the optimum command.
ことを特徴とする請求項2に記載の指令生成装置。 The command generation device according to claim 2 , wherein the evaluation function is a function in consideration of wasted time from input to output of a command to the plant.
ことを特徴とする請求項3に記載の指令生成装置。 The command generation device according to claim 3 , wherein the evaluation function is a function in which a command to the plant takes into consideration the influence on the output of the plant after the lapse of the wasted time.
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の指令生成装置。 When the first sample command, the second sample command, or the candidate command for the target output is input, the optimum command search unit has already adopted the optimum command if there is an optimum command adopted so far. The command generator according to any one of claims 2 to 4 , wherein after inputting a command, the first sample command, the second sample command, or the candidate command is input.
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載の指令生成装置。 Based on the first sample command, the second sample command, and the candidate command, the optimum command search unit searches for the optimum command between the first sample command and the second sample command. The command generator according to any one of claims 2 to 5 , wherein it determines whether or not it exists in the range, and if it does not exist, performs a process of changing the search range.
前記第一のサンプル指令の入力に対する前記プラントの出力を入力した評価関数の値と、前記候補指令の入力に対する前記プラントの出力を入力した評価関数の値との比較結果と、前記第二のサンプル指令の入力に対する前記プラントの出力を入力した評価関数の値と、前記候補指令の入力に対する前記プラントの出力を入力した評価関数の値との比較結果とに基づいて、前記最適指令が前記第一のサンプル指令と前記第二のサンプル指令との間の探索範囲に存在するか否かを判定する The comparison result between the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of the first sample command and the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of the candidate command, and the second sample. Based on the comparison result between the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of the command and the value of the evaluation function inputting the output of the plant with respect to the input of the candidate command, the optimum command is the first. Whether or not it exists in the search range between the sample command of the above and the second sample command of the above.
ことを特徴とする請求項6に記載の指令生成装置。The command generator according to claim 6.
前記最適指令探査部は、The optimum command exploration unit
前記探索範囲を変更する処理において In the process of changing the search range
X軸に指令を採り、Y軸に評価関数を採ったグラフ上の座標(X Coordinates on the graph (X) with commands on the X-axis and evaluation functions on the Y-axis 11 ,Q(X, Q (X) 11 ))と座標(X)) And coordinates (X 22 ,Q(X, Q (X) 22 ))とを通る直線と前記X軸との交点の値を探索範囲指示値として、前記探索範囲指示値に基づいて新たな第一のサンプル指令と第二のサンプル指令を求める)) And the value of the intersection of the straight line passing through the X-axis as the search range instruction value, and a new first sample command and a second sample command are obtained based on the search range instruction value.
ことを特徴とする請求項6に記載の指令生成装置。The command generator according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6に記載の指令生成装置。 When the process of changing the search range cannot be performed, the optimum command search unit sequentially issues commands in which the command of the value is changed stepwise from the minimum value to the maximum value among the commands that can be given to the plant. The command generator according to claim 6 , wherein a command given to the plant and having the output of the plant closest to the target output is adopted as the optimum command.
所定時間単位で前記目標波形を離散化して前記所定時間単位毎の目標出力を得る離散化ステップと、
前記プラントに前記目標出力を出力させるのに適する最適指令を前記目標出力毎に求める最適指令探査ステップと、
前記目標出力毎の最適指令に基づいて前記入力指令を生成する入力指令生成ステップとを備え、
前記最適指令探査ステップでは、前記目標出力毎に前記プラントに第一のサンプル指令および前記第一のサンプル指令とは値が異なる第二のサンプル指令を与え、前記目標出力毎に、前記第一のサンプル指令と、前記第二のサンプル指令と、前記第一のサンプル指令と前記第二のサンプル指令との入力に対する前記プラントの出力と、前記目標出力とに基づいて、前記目標出力に対応する最適指令を採用する
ことを特徴とする指令生成方法。 It is a command generation method that generates an input command that causes the plant to output the target waveform.
A discretization step of discretizing the target waveform in predetermined time units to obtain a target output in each predetermined time unit.
An optimum command exploration step for obtaining an optimum command suitable for causing the plant to output the target output for each target output, and
It is provided with an input command generation step for generating the input command based on the optimum command for each target output .
In the optimum command exploration step, the plant is given a first sample command and a second sample command having a value different from that of the first sample command for each target output, and the first sample command is given for each target output. Optimal corresponding to the target output based on the plant's output to the input of the sample command, the second sample command, the first sample command and the second sample command, and the target output. Adopt the directive
A command generation method characterized by that.
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