JP2003150205A - Plant control equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラントの入力または出力の基準値を用いて
定義された制御対象モデルを使用する場合に、より汎用
性の高い基準値設定を行い、制御性能を向上させること
ができるプラントの制御装置を提供する。
【解決手段】 制御対象モデルのモデルパラメータに、
プラントの入出力に関わらないモデルパラメータc1’
が採用されており、モデルパラメータ同定器22が算出
するモデルパラメータc1’が基準値設定部25に供給
される。基準値設定部25は、モデルパラメータc1’
の統計処理を行い、基準値のずれを示すデフォルト開度
ずれthdefadpを算出する。このデフォルト開度
ずれthdefadpを用いて基準値であるデフォルト
開度THDEFを補正し、補正基準値THDEFRが算
出される。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To use a control target model defined using a reference value of a plant input or output, to set a more versatile reference value and improve control performance. Provide a plant control device that can be used. SOLUTION: A model parameter of a control target model includes:
Model parameter c1 'not related to plant input / output
Is adopted, and the model parameter c1 ′ calculated by the model parameter identifier 22 is supplied to the reference value setting unit 25. The reference value setting unit 25 sets the model parameter c1 ′
Is performed, and a default opening deviation thdefadp indicating the deviation of the reference value is calculated. The default opening THDEF, which is a reference value, is corrected using the default opening deviation thdefadp, and a corrected reference value THDEFR is calculated.
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラントの制御装
置に関し、特にプラントをモデル化した制御対象モデル
のモデルパラメータをリアルタイムで同定し、同定した
モデルパラメータを用いてプラントを制御するものに関
する。
【0002】
【従来の技術】プラントをモデル化した制御対象モデル
のモデルパラメータをリアルタイムで同定し、同定した
モデルパラメータを用いてプラントを制御する制御装置
は、例えば特開2000−179384号公報に示され
ている。
【0003】この公報に示された制御装置は、モデルパ
ラメータを同定する同定器と、プラントの出力を推定す
る推定器と、同定器により同定されたモデルパラメータ
及び推定器により推定されたプラント出力を用いてスラ
イディングモード制御により、プラントへの制御入力を
算出するスライディングモード制御器とを備えている。
前記同定器及び推定器には、プラントの出力とその目標
値との偏差、及びプラントの入力と基準値との偏差が入
力され、前記基準値は、プラントへの入力を操作するた
めの操作量に応じて可変的に設定される。前記基準値を
操作量に応じて可変的に設定することにより、プラント
出力を目標値へ収束させる制御における収束速度を高め
る効果が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置は、より具体的にはスライディングモード制御
器で算出される適応制御入力に応じて前記基準値を設定
する手法を採用しているため、この基準値設定手法は、
適応スライディングモード制御を用いる制御装置にのみ
適用可能なものであった。したがって、より汎用性の高
い基準値設定手法が望まれていた。
【0005】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、プラントの入力または出力の基準値を用いて定義
された制御対象モデルを使用する場合に、より汎用性の
高い基準値設定を行い、制御性能を向上させることがで
きるプラントの制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、プラントを所定の基準値(THDEF)を用
いてモデル化した制御対象モデルの複数のモデルパラメ
ータを同定する同定手段と、該同定手段により同定され
たモデルパラメータを用いて前記プラントを制御する制
御手段とを備えたプラントの制御装置において、前記複
数のモデルパラメータは、前記プラントの入出力に関わ
らないモデルパラメータ(c1)を含み、該プラントの
入出力に関わらないモデルパラメータ(c1)に基づい
て前記所定の基準値(THDEF)を補正する補正手段
を有することを特徴とする。
【0007】この構成によれば、制御対象モデルのモデ
ルパラメータは、プラントの入出力に関わらないモデル
パラメータを含み、該プラントの入出力に関わらないモ
デルパラメータに基づいて、所定の基準値が補正され
る。すなわち、制御対象モデルのモデルパラメータ自体
により基準値が補正されるので、本発明は、制御装置が
どのような制御手法を用いるものであっても適用可能で
ある。しかも、モデル化誤差(実際のプラントの特性
と、制御対象モデルの特性との差)に直接影響を与える
制御対象モデルの基準値を、実際のプラントの基準値に
一致させることができるので、モデル化誤差を低減し、
制御性能を向上させることができる。
【0008】前記補正手段は、前記プラントの入出力に
関わらないモデルパラメータ(c1)を統計処理するこ
とにより補正値(thdefadp)を算出し、該補正
値によって前記所定の基準値(THDEF)を補正する
ことが望ましい。前記制御対象モデルは、前記プラント
の出力に関わる第1のモデルパラメータ(a1,a2)
と、前記プラントへの制御入力に関わる第2のモデルパ
ラメータ(b1)と、前記制御入力及びプラントの出力
のいずれにも関わらない第3のモデルパラメータ(c
1)とによって定義されることが望ましい。
【0009】前記プラントは、内燃機関のスロットル弁
と、該スロットル弁を駆動する駆動手段とを有するスロ
ットル弁駆動装置を含み、前記制御装置は、前記スロッ
トル弁の開度を目標開度に一致させるように、前記スロ
ットル弁駆動装置への制御入力を決定するパラメータを
算出することが望ましい。
【0010】また、前記スロットル弁駆動装置は、前記
スロットル弁を閉弁方向に付勢する第1付勢手段と、前
記スロットル弁を開弁方向に付勢する第2付勢手段とを
備え、前記駆動手段により前記スロットル弁を駆動しな
いときは、前記第1及び第2付勢手段により、前記スロ
ットル弁をデフォルト開度に維持するものであり、前記
所定の基準値は、前記デフォルト開度に設定することが
望ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
(第1の実施形態)図1は本発明の第1の実施形態にか
かるスロットル弁制御装置の構成を示す図である。内燃
機関(以下「エンジン」という)1の吸気通路2には、
スロットル弁3が設けられている。スロットル弁3に
は、該スロットル弁3を閉弁方向に付勢する第1付勢手
段としてのリターンスプリング4と、該スロットル弁3
を開弁方向に付勢する第2付勢手段としての弾性部材5
とが取り付けられている。またスロットル弁3は、駆動
手段としてのモータ6によりギヤ(図示せず)を介して
駆動できるように構成されている。モータ6による駆動
力がスロットル弁3に加えられない状態では、スロット
ル弁3の開度THは、リターンスプリング4の付勢力
と、弾性部材5の付勢力とが釣り合うデフォルト開度T
HDEF(例えば5度)に保持される。
【0012】モータ6は、電子制御ユニット(以下「E
CU」という)7に接続されており、その作動がECU
7により制御される。スロットル弁3には、スロットル
弁開度THを検出するスロットル弁開度センサ8が設け
られており、その検出信号は、ECU7に供給される。
【0013】またECU7には、エンジン1が搭載され
た車両の運転者の要求出力を検出するアクセルペダルの
踏み込み量ACCを検出するアクセルセンサ9が接続さ
れており、その検出信号がECU7に供給される。EC
U7は、スロットル弁開度センサ8及びアクセルセンサ
9の検出信号が供給される入力回路、入力信号をディジ
タル信号に変換するAD変換回路、各種演算処理を実行
する中央演算ユニット(CPU)、CPUが実行するプ
ログラムやプログラムで参照されるマップやテーブルな
どを格納するROM(Read Only Memory)と演算結果を
格納するRAM(Random Access Memory)とからなるメ
モリ回路、及びモータ6に駆動電流を供給する出力回路
を備えている。ECU7は、アクセルペダルの踏み込み
量ACCに応じてスロットル弁3の目標開度THRを決
定し、検出したスロットル弁開度THが目標開度THR
と一致するようにモータ6の制御量DUTを決定し、制
御量DUTに応じた電気信号をモータ6に供給する。
【0014】本実施形態では、スロットル弁3、リター
ンスプリング4、弾性部材5及びモータ6からなるスロ
ットル弁駆動装置10を制御対象とし、該制御対象に対
する入力をモータ6に印加する電気信号のデューティ比
DUTとし、制御対象の出力をスロットル弁開度センサ
8により検出されるスロットル弁開度THとする。
【0015】スロットル弁駆動装置10の応答周波数特
性を実測すると、図2に実線で示すゲイン特性及び位相
特性が得られる。そこで、下記式(1)で定義されるモ
デルを制御対象モデルとして設定した。このモデルの応
答周波数特性は、図2に破線で示すようになり、スロッ
トル弁駆動装置10の特性に近似していることが確認さ
れている。
DTH(k+1)=a1×DTH(k)+a2×DTH(k-1)
+b1×DUT(k-d)+c1 (1)
ここで、kは離散化された時間を表すパラメータであ
り、DTH(k)は下記式(2)により定義されるスロッ
トル弁開度偏差量である。
DTH(k)=TH(k)−THDEF (2)
ここで、THは検出したスロットル弁開度、THDEF
は前記デフォルト開度である。また式(1)のa1,a
2,b1,c1は、制御対象モデルの特性を決めるモデ
ルパラメータであり、dはむだ時間である。
【0016】上記式(1)で定義されるモデルは、適応
制御の適用を容易にするために採用した、離散時間系の
DARXモデル(delayed autoregressive model with
exogeneous input:外部入力を持つ自己回帰モデル)で
ある。式(1)においては、出力の偏差量DTHに関わ
るモデルパラメータa1,a2、入力のデューティ比D
UTに関わるモデルパラメータb1の他に、入出力に関
わらないモデルパラメータc1が採用されている。この
モデルパラメータc1は、デフォルト開度THDEFの
ずれやスロットル弁駆動装置に加わる外乱を示すパラメ
ータである。すなわち、モデルパラメータ同定器によ
り、モデルパラメータa1,a2,b1と同時にモデル
パラメータc1を同定することにより、デフォルト開度
ずれや外乱を同定できるようにしている。
【0017】図3は、ECU7により実現されるスロッ
トル弁制御装置の機能ブロック図であり、この制御装置
は、適応スライディングモードコントローラ21と、モ
デルパラメータ同定器22と、むだ時間dが経過した後
の予測スロットル弁開度偏差量(以下「予測偏差量」と
いう)PREDTH(k)(=DTH(k+d))を算出する状
態予測器23と、アクセルペダル踏み込み量ACCに応
じてスロットル弁3の目標開度THRを設定する目標開
度設定部24と、基準値THDEFRの設定を行う基準
値設定部25と、減算器26,27とからなる。
【0018】適応スライディングモードコントローラ2
1は、検出したスロットル弁開度THが目標開度THR
と一致するように、適応スライディングモード制御によ
りデューティ比DUTを算出し、該算出したデューティ
比DUTを出力する。適応スライディングモードコント
ローラ21を用いることにより、スロットル弁開度TH
の目標開度THRへの追従応答特性を、所定のパラメー
タ(VPOLE)を用いて適宜変更することが可能とな
り、その結果スロットル弁3を開弁位置から全閉位置に
移動させる際の衝撃(スロットル全閉ストッパへの衝
突)の回避、及びアクセル操作に対するエンジンレスポ
ンスの可変化が可能となる。また、モデルパラメータの
誤差に対する安定性を確保することが可能となる。
【0019】モデルパラメータ同定器22は、修正モデ
ルパラメータベクトルθL(θLT=[a1,a2,b
1,c1])を算出し、適応スライディングモードコン
トローラ21に供給する。より具体的には、モデルパラ
メータ同定器22は、スロットル弁開度TH及びデュー
ティ比DUTに基づいて、モデルパラメータベクトルθ
(θT=[a1’,a2’,b1’,c1’])を算出
する。さらに、そのモデルパラメータベクトルθに対し
てリミット処理を行うことにより修正モデルパラメータ
ベクトルθLを算出し、該修正モデルパラメータベクト
ルθLを適応スライディングモードコントローラ21に
供給する。このようにしてスロットル弁開度THを目標
開度THRに追従させるために最適なモデルパラメータ
a1,a2,b1が得られ、さらに外乱及びデフォルト
開度THDEFのずれを示すモデルパラメータc1が得
られる。
【0020】リアルタイムでモデルパラメータを同定す
るモデルパラメータ同定器22を用いることにより、エ
ンジン運転条件の変化への適応、ハードウエアの特性ば
らつきの補償、電源電圧変動の補償、及びハードウエア
特性の経年変化への適応が可能となる。
【0021】状態予測器23は、スロットル弁開度TH
及びデューティ比DUTに基づいて、むだ時間d後のス
ロットル弁開度TH(予測値)、より具体的には予測偏
差量PREDTHを算出し、適応スライディングモード
コントローラ21に供給する。予測偏差量PREDTH
を用いることにより、制御対象のむだ時間に対する制御
系のロバスト性を確保し、特にむだ時間が大きいデフォ
ルト開度THDEF近傍での制御性を向上させることが
できる。
【0022】基準値設定部25は、同定器23により同
定されるモデルパラメータc1’(モデルパラメータc
1のリミット処理前の値を「c1’」と表示している)
を用いてデフォルト開度THDEFのずれを示すデフォ
ルト開度ずれthdefadpを算出し、デフォルト開
度ずれthdefadpを用いてデフォルト開度THD
EFを補正することにより、補正基準値THDEFR
(=THDEF−thdefadp)を算出する。ただ
し、前記式(2)及び下記式(3)によるスロットル弁
開度偏差量DTH及び目標値DTHRの定義は、THD
EFR=THDEFであること(すなわちデフォルト開
度ずれthdefadpが0であること)を前提とした
ものである。減算器26及び27は、補正基準値THD
EFRと、スロットル弁開度TH及び目標開度THRと
の偏差量を、スロットル弁開度偏差量DTH及び目標値
DTHRとして算出する。
【0023】次に適応スライディングモードコントロー
ラ21の動作原理を説明する。先ず下記式(3)によ
り、目標値DTHR(k)を目標開度THR(k)とデフォル
ト開度THDEFとの偏差量として定義する。
DTHR(k)=THR(k)−THDEF (3)
ここで、スロットル弁開度偏差量DTHと、目標値DT
HRとの偏差e(k)を下記式(4)で定義すると、適応
スライディングモードコントローラの切換関数値σ(k)
は、下記式(5)にように設定される。
e(k)=DTH(k)−DTHR(k) (4)
σ(k)=e(k)+VPOLE×e(k-1) (5)
=(DTH(k)−DTHR(k))+VPOLE×(DTH
(k-1)−DTHR(k-1))
ここで、VPOLEは、−1より大きく1より小さい値
に設定される切換関数設定パラメータである。
【0024】縦軸を偏差e(k)とし、横軸を前回偏差e
(k-1)として定義される位相平面上では、σ(k)=0を満
たす偏差e(k)と、前回偏差e(k-1)との組み合わせは、
直線となるので、この直線は一般に切換直線と呼ばれ
る。スライディングモード制御は、この切換直線上の偏
差e(k)の振る舞いに着目した制御であり、切換関数値
σ(k)が0となるように、すなわち偏差e(k)と前回偏差
e(k-1)の組み合わせが位相平面上の切換直線上に載る
ように制御を行い、外乱やモデル化誤差(実際のプラン
トの特性と、モデル化した制御対象モデルの特性との
差)に対してロバストな制御を実現するものである。そ
の結果、スロットル弁開度偏差量DTHは、目標値DT
HRに追従するように良好なロバスト性をもって制御さ
れる。
【0025】また式(5)の切換関数設定パラメータV
POLEの値を変更することにより、図4に示すよう
に、偏差e(k)の減衰特性、すなわちスロットル弁開度
偏差量DTHの目標値DTHRへの追従特性を変更する
ことができる。具体的には、VPOLE=−1とする
と、全く追従しない特性となり、切換関数設定パラメー
タVPOLEの絶対値を小さくするほど、追従速度を速
めることができる。
【0026】スロットル弁制御装置においては、下記要
求A1及びA2が満たされることが求められる。
A1)スロットル弁3を全閉位置に移動させる際にスロ
ットル全閉ストッパへの衝突を回避すること
A2)デフォルト開度THDEF近傍における非線形特
性(リターンスプリング4の付勢力と弾性部材5の付勢
力とが釣り合うことに起因する弾性特性の変化、モータ
6とスロットル弁3と間に介装されたギヤのバックラッ
シ、デューティ比DUTの変化してもスロットル弁開度
が変化しない不感帯)に対する制御性を向上させること
そのため、スロットル弁の全閉位置近傍では、偏差e
(k)の収束速度を低下させ、またデフォルト開度THD
EFの近傍では、収束速度を高める必要がある。
【0027】スライディングモード制御によれば、切換
関数設定パラメータVPOLEを変更することにより、
容易に収束速度を変更できるので、本実施形態では、ス
ロットル弁開度TH及び目標値DTHRの変化量DDT
HR(=DTHR(k)−DTHR(k-1))に応じて、切換
関数設定パラメータVPOLEを設定するようにした。
これにより、上記要求A1及びA2を満たすことができ
る。
【0028】上述したようにスライディングモード制御
では、偏差e(k)と前回偏差e(k-1)の組み合わせ(以下
「偏差状態量」という)を切換直線上に拘束することに
より、偏差e(k)を指定した収束速度で、かつ外乱やモ
デル化誤差に対してロバストに、0に収束させる。した
がって、スライディングモード制御では、如何にして偏
差状態量を切換直線に載せ、そこに拘束するかが重要と
なる。
【0029】そのような観点から、制御対象への入力
(コントローラの出力)DUT(k)(Usl(k)とも表記
する)は、下記式(6)に示すように、等価制御入力U
eq(k)、到達則入力Urch(k)及び適応則入力Uad
p(k)の和として構成される。
DUT(k)=Usl(k)
=Ueq(k)+Urch(k)+Uadp(k) (6)
【0030】等価制御入力Ueq(k)は、偏差状態量を
切換直線上に拘束するための入力であり、到達則入力U
rch(k)は、偏差状態量を切換直線上へ載せるための
入力であり、適応則入力Uadp(k)は、モデル化誤差
や外乱の影響を抑制し、偏差状態量を切換直線へ載せる
ための入力である。以下各入力Ueq(k),Urch(k)
及びUadp(k)の算出方法を説明する。
【0031】等価制御入力Ueq(k)は、偏差状態量を
切換直線上に拘束するための入力であるから、満たすべ
き条件は下記式(7)で与えられる。
σ(k)=σ(k+1) (7)
式(1)並びに式(4)及び(5)を用いて式(7)を
満たすデューティ比DUT(k)を求めると、下記式
(9)が得られ、これが等価制御入力Ueq(k)とな
る。さらに、到達則入力Urch(k)及び適応則入力U
adp(k)を、それぞれ下記式(10)及び(11)に
より定義する。
【数1】
ここで、F及びGは、それぞれ到達則制御ゲイン及び適
応則制御ゲインであり、以下に述べるように設定され
る。またΔTは、制御周期である。
【0032】上記式(9)の演算には、むだ時間d経過
後のスロットル弁開度偏差量DTH(k+d)及び対応する
目標値DTHR(k+d+1)が必要である。そこで、むだ時
間d経過後のスロットル弁開度偏差量DTH(k+d)とし
て、状態予測器23により算出される予測偏差量PRE
DTH(k)を用い、目標値DTHR(k+d+1)として、最新
の目標値DTHRを用いることとする。
【0033】次に到達則入力Urch及び適応則入力U
adpにより、偏差状態量が安定に切換直線上に載せら
れるように、到達則制御ゲインF及び適応則制御ゲイン
Gの決定を行う。具体的には外乱V(k)を想定し、外乱
V(k)に対して切換関数値σ(k)が安定であるための条件
を求めることにより、ゲインF及びGの設定条件を求め
る。その結果、ゲインF及びGの組み合わせが、下記式
(12)〜(14)を満たすこと、換言すれば図5にハ
ッチングを付して示す領域内にあることが安定条件とし
て得られた。
F>0 (12)
G>0 (13)
F<2−(ΔT/2)G (14)
以上のように、式(9)〜(11)により、等価制御入
力Ueq(k)、到達則入力Urch(k)及び適応則入力U
adp(k)を算出し、それらの入力の総和として、デュ
ーティ比DUT(k)を算出することができる。
【0034】モデルパラメータ同定器22は、前述した
ように制御対象の入力(DUT(k))及び出力(TH
(k))に基づいて、制御対象モデルのモデルパラメータ
ベクトルを算出する。具体的には、モデルパラメータ同
定器22は、下記式(15)による逐次型同定アルゴリ
ズム(一般化逐次型最小2乗法アルゴリズム)により、
モデルパラメータベクトルθ(k)を算出する。
θ(k)=θ(k-1)+KP(k)ide(k) (15)
θ(k)T=[a1’,a2’,b1’,c1’] (16)
【0035】ここで、a1’,a2’,b1’及びC
1’は、後述するリミット処理を実施する前のモデルパ
ラメータである。またide(k)は、下記式(17)、
(18)及び(19)により定義される同定誤差であ
る。DTHHAT(k)は、最新のモデルパラメータベク
トルθ(k-1)を用いて算出される、スロットル弁開度偏
差量DTH(k)の推定値(以下「推定スロットル弁開度
偏差量」という)である。KP(k)は、下記式(20)
により定義されるゲイン係数ベクトルである。また、式
(20)のP(k)は、下記式(21)により算出される
4次の正方行列である。
【数2】
【数3】
【0036】式(21)の係数λ1,λ2の設定によ
り、式(15)〜(21)による同定アルゴリズムは、
以下のような4つの同定アルゴリズムのいずれかにな
る。
λ1=1,λ2=0 固定ゲインアルゴリズム
λ1=1,λ2=1 最小2乗法アルゴリズム
λ1=1,λ2=λ 漸減ゲインアルゴリズム(λは
0,1以外の所定値)
λ1=λ,λ2=1 重み付き最小2乗法アルゴリズム
(λは0,1以外の所定値)
【0037】一方本実施形態では、下記B1)、B
2)、B3)の要求を満たすことが求められる。
B1)準静的動特性変化及びハードウエアの特性ばらつ
きに対する適応
「準静的動特性変化」とは、例えば電源電圧の変動やハ
ードウエアの経年劣化といった変化速度の遅い特性変化
を意味する。
B2)速い動特性変化への適応
具体的には、スロットル弁開度THの変化に対応する動
特性変化への適応を意味する。
B3)モデルパラメータのドリフト防止
モデルパラメータに反映すべきでない制御対象の非線形
特性などに起因する同定誤差の影響によって引き起こさ
れるドリフト、すなわちモデルパラメータの絶対値が増
大するようなことを防止する。
【0038】先ず上記B1)及びB2)の要求を満たす
ために、係数λ1及びλ2をそれぞれ所定値λ及び
「0」に設定することにより、重み付き最小2乗法アル
ゴリズムを採用する。次にモデルパラメータのドリフト
について説明する。図6に示すように、モデルパラメー
タがある程度収束した後に、スロットル弁の摩擦特性な
どの非線形特性によって生じる残留同定誤差が存在した
り、平均値がゼロでない外乱が定常的に加わるような場
合には、残留同定誤差が蓄積し、モデルパラメータのド
リフトを引き起こす。
【0039】このような残留同定誤差は、モデルパラメ
ータの値に反映すべきものではないので、図7(a)に
示すような不感帯関数Fnlを用いて不感帯処理を行
う。具体的には、下記式(23)により、修正同定誤差
idenl(k)を算出し、この修正同定誤差idenl
(k)を用いてモデルパラメータベクトルθ(k)の算出を行
う。すなわち、上記式(15)に代えて下記式(15
a)を用いる。これにより、上記要求B3)を満たすこ
とができる。
idenl(k)=Fnl(ide(k)) (23)
θ(k)=θ(k-1)+KP(k)idenl(k) (15a)
【0040】なお、不感帯関数Fnlは、図7(a)に
示すものに限るものではなく、例えば同図(b)に示す
ような不連続不感帯関数、または同図(c)に示すよう
な不完全不感帯関数を用いてもよい。ただし、不完全不
感帯関数を用いた場合には、ドリフトを完全に防止する
ことはできない。
【0041】また、残留同定誤差は、スロットル弁開度
THの変動量に応じてその振幅が変化する。そこで、本
実施形態では、図7に示す不感帯の幅を定義する不感帯
幅パラメータEIDNRLMTを、下記式(24)によ
り算出される、目標スロットル弁開度THRの変化量の
二乗平均値DDTHRSQAに応じて設定する(具体的
には、二乗平均値DDTHRSQAが増加するほど、不
感帯幅パラメータEIDNRLMTが増加するように設
定する)ようにしている。これにより、モデルパラメー
タの値に反映させるべき同定誤差を、残留同定誤差とし
て無視してしまうことを防止することができる。式(2
4)のDDTHRは、目標スロットル弁開度THRの変
化量であり、下記式(25)により算出される。
【数4】【0042】ここで、スロットル弁開度偏差量DTHは
目標値DTHRへ適応スライディングモードコントロー
ラ21により制御されているため、同様に式(25)の
目標値DTHRをスロットル弁開度偏差量DTHへ変更
し、スロットル弁開度偏差量DTHの変化量DDTHを
算出し、式(24)のDDTHRをDDTHに代えて得
られる二乗平均値DDTHRSQAに応じて不感帯幅パ
ラメータEIDNRLMTを設定することもできる。
【0043】また制御系のロバスト性をさらに高めるた
めには、適応スライディングモードコントローラ21を
より安定化させることが有効である。そこで本実施形態
では、前記式(15)により算出されたモデルパラメー
タベクトルθ(k)の各要素a1’,a2’,b1’及び
c1’についてリミット処理を施し、修正モデルパラメ
ータベクトルθL(k)(θL(k)T=[a1,a2,b
1,c1])を算出する。そして、適応スライディング
モードコントローラ21は、修正モデルパラメータベク
トルθL(k)を用いて、スライディングモード制御を実
行する。なおリミット処理の詳細については、フローチ
ャートを参照して後述する。
【0044】次に状態予測器23による予測偏差量PR
EDTHの算出方法を説明する。先ず下記式(26)〜
(29)により、マトリクスA及びBと、ベクトルX
(k)及びU(k)を定義する。
【数5】
これらのマトリクスA,Bと、ベクトルX(k),U(k)を
用いて、制御対象モデルを定義する前記式(1)を書き
直すと、下記式(30)が得られる。
X(k+1)=AX(k)+BU(k-d) (30)
【0045】式(30)からX(k+d)を求めると、下記
式(31)が得られる。
【数6】
ここで、リミット処理前のモデルパラメータa1’,a
2’,b1’及びc1’を用いてマトリクスA’及び
B’を下記式(32)及び(33)により定義すると、
予測ベクトルXHAT(k+d)は、下記式(34)で与え
られる。
【数7】
【0046】予測ベクトルXHAT(k+d)の第1行の要
素であるDTHHAT(k+d)が、予測偏差量PREDT
H(k)であり、下記式(35)で与えられる。
PREDTH(k)=DTHHAT(k+d)
=α1×DTH(k)+α2×DTH(k-1)
+β1×DUT(k-1)+β2×DUT(k-2)+…+βd×DUT(k-d)
+γ1+γ2+…+γd (35)
ここで、α1はマトリクスA’dの1行1列要素、α2
はマトリクスA’dの1行2列要素、βiはマトリクス
A’d-iB’の1行1列要素、γiはマトリクスA’d-i
B’の1行2列要素である。
【0047】式(35)により算出される予測偏差量P
REDTH(k)を、前記式(9)に適用し、さらに目標
値DTHR(k+d+1),DTHR(k+d),及びDTHR(k+d
-1)をそれぞれDTHR(k),DTHR(k-1),及びDT
HR(k-2)に置き換えることにより、下記式(9a)が
得られる。式(9a)により、等価制御入力Ueq(k)
を算出する。
【数8】
【0048】また、式(35)により算出される予測偏
差量PREDTH(k)を用いて、下記式(36)により
予測切替関数値σpre(k)を定義し、到達則入力Ur
ch(k)及び適応則入力Uadp(k)を、それぞれ下記式
(10a)及び(11a)により算出する。
σpre(k)=(PREDTH(k)−DTHR(k-1))
+VPOLE(PREDTH(k-1)−DTHR(k-2))(36)
【数9】
【0049】次にモデルパラメータc1’は、前述した
ように、デフォルト開度THDEFのずれ及び外乱を示
すパラメータである。したがって、図8に示すように、
外乱によって変動するが、デフォルト開度ずれは比較的
短い期間内でみればほぼ一定とみなせる。そこで、本実
施形態では、モデルパラメータc1’を統計処理し、そ
の変動の中心値をデフォルト開度ずれthdefadp
として算出し、スロットル弁開度偏差量DTH及び目標
値DTHRの算出に用いることとした。
【0050】統計処理の手法には、一般に最小2乗法が
知られているが、この最小2乗法による統計処理は、通
常、ある一定期間内のデータ、すなわち同定されたモデ
ルパラメータc1’をすべてメモリに格納しておき、あ
る時点で一括演算を行うことによって実行される。とこ
ろが、この一括演算法では、すべてのデータを格納する
ために膨大な容量のメモリが必要となり、さらに逆行列
演算が必要となって演算量の増大を招く。
【0051】そこで本実施形態では、前記式(15)〜
(21)で示される適応制御の逐次型最小2乗法アルゴ
リズムを、統計処理に応用し、モデルパラメータc1の
最小2乗中心値を、デフォルト開度ずれthdefad
pとして算出するようにしている。
【0052】具体的には、前記式(15)〜(21)の
θ(k)及びθ(k)Tをthdefadpに置換し、ζ(k)及
びζ(k)Tを「1」に置換し、ide(k)をec1(k)に置
換し、KP(k)をKPTH(k)に置換し、P(k)をPTH
(k)に置換し、λ1及びλ2をそれぞれλ1’及びλ
2’に置換することにより、下記式(37)〜(40)
を得る。
【数10】
【0053】係数λ1’及びλ2’の設定により、前述
した4つのアルゴリズムの何れかを選択可能であるが、
式(39)においては、係数λ1’を0または1以外の
所定値に設定し、係数λ2’を1に設定することによ
り、重み付き最小2乗法を採用した。
【0054】上記式(37)〜(40)の演算において
は、記憶すべき値はthdefadp(k+1)及びPTH
(k+1)のみであり、また逆行列演算は不要である。した
がって、逐次型最小2乗法アルゴリズムを採用すること
により、一般的な最小2乗法の欠点を克服しつつ、最小
2乗法によるモデルパラメータc1の統計処理を行うこ
とができる。
【0055】統計処理の結果得られるデフォルト開度ず
れthdefadpは、前記式(2)及び(3)に適用
され、式(2)及び(3)に代えて下記式(41)及び
(42)により、スロットル弁開度偏差量DTH(k)及
び目標値DTHR(k)が算出される。図3に示した減算
器26及び27は、下記式(41)及び(42)の演算
を行うことにより、スロットル弁開度偏差量DTH(k)
及び目標値DTHR(k)を算出している。
DTH(k)=TH(k)−THDEF+thdefadp
=TH(k)−THDEFR (41)
DTHR(k)=THR(k)−THDEF+thdefadp
=THR(k)−THDEFR (42)
【0056】式(41)及び(42)を使用することに
より、デフォルト開度THDEFが、ハードウエアの特
性ばらつき、あるいは経時変化により、設計値からずれ
た場合でも、そのずれを補償して正確な制御を行うこと
ができる。すなわち、モデル化誤差(実際のプラントの
特性と、制御対象モデルの特性との差)に直接影響を与
える制御対象モデルの基準値を、補正基準値THDEF
Rを用いることによって実際のプラントの基準値に一致
させることができる。その結果、モデル化誤差を低減
し、制御性能を向上させることができる。
【0057】次に上述した適応スライディングモードコ
ントローラ21、モデルパラメータ同定器22及び状態
予測器23の機能を実現するための、ECU7のCPU
における演算処理を説明する。
【0058】図9は、スロットル弁開度制御の全体フロ
ーチャートであり、この処理は所定時間(例えば2ms
ec)毎にECU7のCPUで実行される。ステップS
11では、図10に示す状態変数設定処理を実行する。
すなわち、式(41)及び(42)の演算を実行し、ス
ロットル弁開度偏差量DTH(k)及び目標値DTHR(k)
を算出する(図10,ステップS21及びS22)。な
お、今回値であることを示す(k)は、省略して示す場合
がある。
【0059】ステップS12では、図11に示すモデル
パラメータ同定器の演算、すなわち前記式(15a)に
よるモデルパラメータベクトルθ(k)の算出処理を実行
し、さらにリミット処理を実行して修正モデルパラメー
タベクトルθL(k)を算出する。
【0060】続くステップS13では、図21に示す状
態予測器の演算を実行し、予測偏差量PREDTH(k)
を算出する。次いでステップS12で算出した修正モデ
ルパラメータベクトルθL(k)を用いて、図22に示す
制御入力Usl(k)の演算処理を実行する(ステップS
14)。すなわち、等価制御入力Ueq、到達則入力U
rch(k)及び適応則入力Uadp(k)を算出し、それら
の入力の総和として、制御入力Usl(k)(=デューテ
ィ比DUT(k))を算出する。
【0061】続くステップS16では、図29に示すス
ライディングモードコントローラの安定判別処理を実行
する。すなわち、リアプノフ関数の微分値に基づく安定
判別を行い、安定判別フラグFSMCSTABの設定を
行う。この安定判別フラグFSMCSTABは、「1」
に設定されると適応スライディングモードコントローラ
21が不安定となっていることを示す。安定判別フラグ
FSMCSTABが「1」に設定され、適応スライディ
ングモードコントローラ21が不安定となったときは、
切換関数設定パラメータVPOLEを安定化所定値XP
OLESTBに設定する(図24、ステップS231,
S232参照)とともに、等価制御入力Ueqを「0」
とし、到達則入力Urch及び適応則入力Uadpのみ
による制御に切り換えることにより、制御の安定化を図
る(図22、ステップS206,S208参照)。適応
スライディングモードコントローラ21が不安定となっ
たときは、さらに到達則入力Urch及び適応則入力U
adpの算出式を変更する。すなわち、到達則制御ゲイ
ンF及び適応則制御ゲインGの値を、コントローラ21
を安定化させる値に変更するとともに、モデルパラメー
タb1を使用しないで、到達則入力Urch及び適応則
入力Uadpを算出する(図27,28参照)。以上の
ような安定化処理により、適応スライディングモードコ
ントローラ21の不安定状態を早期に終息させ、安定な
状態に戻すことができる。ステップS17では、図30
に示すthdefadp算出処理を実行し、デフォルト
開度ずれthdefadpを算出する。
【0062】図11は、モデルパラメータ同定器22の
演算処理のフローチャートである。ステップS31で
は、式(20)によりゲイン係数ベクトルKP(k)を算
出し、次いで式(18)により推定スロットル弁開度偏
差量DTHHAT(k)を算出する(ステップS32)。
ステップS33では、図12に示すidenl(k)の演
算処理を実行し、ステップS32で算出した推定スロッ
トル弁開度偏差量DTHHAT(k)を、式(17)に適
用して同定誤差ide(k)を算出するとともに、図7
(a)に示す関数を用いた不感帯処理を行い、修正同定
誤差idenlを算出する。
【0063】続くステップS34では、式(15a)に
より、モデルパラメータベクトルθ(k)を算出し、次い
でモデルパラメータベクトルθ(k)の安定化処理を実行
する(ステップS35)。すなわち各モデルパラメータ
のリミット処理を行って修正モデルパラメータベクトル
θL(k)を算出する。
【0064】図12は、図11のステップS33で実行
されるidenl(k)演算処理のフローチャートであ
る。ステップS51では、式(17)により同定誤差i
de(k)を算出する。次いで、ステップS53でインク
リメントされるカウンタCNTIDSTの値が、制御対
象のむだ時間dに応じて設定される所定値XCNTID
ST(例えば、むだ時間d=2に対応して、「3」に設
定される)より大きいか否かを判別する(ステップS5
2)。カウンタCNTIDSTの初期値は「0」である
ので、最初はステップS53に進み、カウンタCNTI
DSTを「1」だけインクリメントし、同定誤差ide
(k)を「0」に設定して(ステップS54)、ステップ
S55に進む。モデルパラメータベクトルθ(k)の同定
を開始した直後は、式(17)による演算で正しい同定
誤差が得られないので、ステップS52〜S54によ
り、式(17)による演算結果を用いずに同定誤差id
e(k)を「0」に設定するようにしている。
【0065】ステップS52の答が肯定(YES)とな
ると、直ちにステップS55に進む。ステップS55で
は、同定誤差ide(k)のローパスフィルタ処理を行
う。具体的には、ローパス特性を有する制御対象のモデ
ルパラメータを同定する場合、最小2乗同定アルゴリズ
ムの、同定誤差ide(k)に対する同定重みは、図13
(a)に実線L1で示すような周波数特性を有するが、
これをローパスフィルタ処理により、破線L2で示すよ
うに高周波成分を減衰させた特性とする。これは、以下
の理由による。
【0066】ローパス特性を有する実際の制御対象及び
これをモデル化した制御対象モデルの周波数特性は、そ
れぞれ図13(b)に実線L3及びL4で示すようにな
る。すなわち、ローパス特性(高周波成分が減衰する特
性)を有する制御対象について、モデルパラメータ同定
器22によりモデルパラメータを同定すると、同定され
たモデルパラメータは高周波域阻止特性に大きく影響さ
れたものとなるため、低周波域での制御対象モデルのゲ
インが実際の特性より低くなる。その結果、スライディ
ングモードコントローラ21による制御入力の補正が過
補正となる。
【0067】そこで、ローパスフィルタ処理により同定
アルゴリズムの重みの周波数特性を、図13(a)に破
線L2で示すような特性とすることにより、制御対象モ
デルの周波数特性を、同図(b)に破線L5で示すよう
な特性とし、実際の周波数特性と一致させ、あるいは制
御対象モデルの低域ゲインが実際のゲインよりやや高く
なるように修正することとした。これにより、コントロ
ーラ21による過補正を防止し、制御系のロバスト性を
高めて制御系をより安定化させることができる。
【0068】なお、ローパスフィルタ処理は、同定誤差
の過去値ide(k-i)(例えばi=1〜10に対応する1
0個の過去値)をリングバッファに記憶し、それらの過
去値に重み係数を乗算して加算することにより実行す
る。さらに、同定誤差ide(k)は、前記式(17)、
(18)及び(19)を用いて算出しているため、スロ
ットル弁開度偏差量DTH(k)と、推定スロットル弁開
度偏差量DTHHAT(k)とに同様のローパスフィルタ
処理を行うこと、あるいは、スロットル弁開度偏差量D
TH(k-1)及びDTH(k-2)と、デューティ比DUT(k
-d-1)とに同様のローパスフィルタ処理を行うことによ
っても同様の効果が得られる。
【0069】図12に戻り、続くステップS56では、
図14に示す不感帯処理を実行する。図14のステップ
S61では、前記式(24)において例えばn=5とし
て、目標スロットル弁開度THRの変化量の二乗平均値
DDTHRSQAを算出し、次いで二乗平均値DDTH
RSQAに応じて図15に示すEIDNRLMTテーブ
ルを検索し、不感帯幅パラメータEIDNRLMTを算
出する(ステップS62)。
【0070】ステップS63では、同定誤差ide(k)
が不感帯幅パラメータEIDNRLMTより大きいか否
かを判別し、ide(k)>EIDNRLMTであるとき
は、下記式(43)により、修正同定誤差idenl
(k)算出する(ステップS67)。
idenl(k)=ide(k)−EIDNRLMT (43)
【0071】ステップS63の答が否定(NO)である
ときは、さらに同定誤差ide(k)が不感帯幅パラメー
タEIDNRLMTに負号を付した値より小さいか否か
を判別し(ステップS64)、ide(k)<−EIDN
RLMTであるときは、下記式(44)により、修正同
定誤差idenl(k)算出する(ステップS65)。
idenl(k)=ide(k)+EIDNRLMT (44)
また同定誤差ide(k)が±EIDNRLMTの範囲内
にあるときは、修正同定誤差idenl(k)を「0」と
する(ステップS66)。
【0072】図16は、図11のステップS35で実行
されるθ(k)の安定化処理のフローチャートである。ス
テップS71では、この処理で使用されるフラグFA1
STAB,FA2STAB,FB1LMT及びFC1L
MTをそれぞれ「0」に設定することにより、初期化を
行う。そして、ステップS72では、図17に示すa
1’及びa2’のリミット処理を実行し、ステップS7
3では、図19に示すb1’のリミット処理を実行し、
ステップS74では、図20に示すc1’のリミット処
理を実行する。
【0073】図17は、図16のステップS72で実行
されるa1’及びa2’のリミット処理のフローチャー
トである。図18は、図17の処理を説明するための図
であり、図17とともに参照する。
【0074】図18においては、リミット処理が必要な
モデルパラメータa1’とa2’の組み合わせが「×」
で示され、また安定なモデルパラメータa1’及びa
2’の組み合わせの範囲がハッチングを付した領域(以
下「安定領域」という)で示されている。図17の処理
は、安定領域外にあるモデルパラメータa1’及びa
2’の組み合わせを、安定領域内(「○」で示す位置)
に移動させる処理である。
【0075】ステップS81では、モデルパラメータa
2’が、所定a2下限値XIDA2L以上か否かを判別
する。所定a2下限値XIDA2Lは、「−1」より大
きい負の値に設定される。所定a2下限値XIDA2L
は、「−1」に設定しても、安定な修正モデルパラメー
タa1,a2が得られるが、前記式(26)で定義され
る行列Aのn乗が不安定となる(これは、a1’及びa
2’が発散はしないが振動することを意味する)場合が
あるので、「−1」より大きな値に設定される。
【0076】ステップS81でa2’<XIDA2Lで
あるときは、修正モデルパラメータa2を、この下限値
XIDA2Lに設定するとともに、a2安定化フラグF
A2STABを「1」に設定する。a2安定化フラグF
A2STABは「1」に設定されると、修正モデルパラ
メータa2を下限値XIDA2Lに設定したことを示
す。図18においては、ステップS81及びS82のリ
ミット処理P1によるモデルパラメータの修正が、「P
1」を付した矢線(矢印を付した線)で示されている。
【0077】ステップS81の答が肯定(YES)、す
なわちa2’≧XIDA2Lであるときは、修正モデル
パラメータa2はモデルパラメータa2’に設定される
(ステップS83)。ステップS84及びステップS8
5では、モデルパラメータa1’が、所定a1下限値X
IDA1Lと所定a1上限値XIDA1Hできまる範囲
内にあるか否かを判別する。所定a1下限値XIDA1
Lは、−2以上且つ0より小さい値に設定され、所定a
1上限値XIDA1Hは、例えば2に設定される。
【0078】ステップS84及びS85の答がいずれも
肯定(YES)であるとき、すなわちXIDA1L≦a
1’≦XIDA1Hであるときは、修正モデルパラメー
タa1はモデルパラメータa1’に設定される(ステッ
プS88)。一方a1’<XIDA1Lであるときは、
修正モデルパラメータa1を下限値XIDA1Lに設定
するとともに、a1安定化フラグFA1STABを
「1」に設定する(ステップS84,S86)。またa
1’>XIDA1Hであるときは、修正モデルパラメー
タa1を上限値XIDA1Hに設定するとともに、a1
安定化フラグFA1STABを「1」に設定する(ステ
ップS85,S87)。a1安定化フラグFA1STA
Bは、「1」に設定されると、修正モデルパラメータa
1を下限値XIDA1Lまたは上限値XIDA1Hに設
定したことを示す。図18においては、ステップS84
〜S87のリミット処理P2によるモデルパラメータの
修正が、「P2」を付した矢線で示されている。
【0079】ステップS90では、修正モデルパラメー
タa1の絶対値と修正モデルパラメータa2の和が、所
定安定判定値XA2STAB以下であるか否かを判別す
る。所定安定判定値XA2STABは、「1」に近く
「1」より小さい値(例えば0.99)に設定される。
【0080】図18に示す直線L1及びL2は、下記式
(45)を満たす直線である。
a2+|a1|=XA2STAB (45)
したがって、ステップS90は、修正モデルパラメータ
a1及びa2の組み合わせが、図18に示す直線L1及
びL2の線上またはその下側にあるか否かを判別してい
る。ステップS90の答が肯定(YES)であるとき
は、修正モデルパラメータa1及びa2の組み合わせ
は、図18の安定領域内にあるので、直ちに本処理を終
了する。
【0081】一方ステップS90の答が否定(NO)で
あるときは、修正モデルパラメータa1が、所定安定判
定値XA2STABから所定a2下限値XIDA2Lを
減算した値(XIDA2L<0であるので、XA2ST
AB−XIDA2L>XA2STABが成立する)以下
か否かを判別する(ステップS91)。そして修正モデ
ルパラメータa1が(XA2STAB−XIDA2L)
以下であるときは、修正モデルパラメータa2を(XA
2STAB−|a1|)に設定するとともに、a2安定
化フラグFA2STABを「1」に設定する(ステップ
S92)。
【0082】ステップS91で修正モデルパラメータa
1が(XA2STAB−XIDA2L)より大きいとき
は、修正モデルパラメータa1を(XA2STAB−X
IDA2L)に設定し、修正モデルパラメータa2を所
定a2下限値XIDA2Lに設定するとともに、a1安
定化フラグFA1STAB及びa2安定化フラグFA2
STABをともに「1」に設定する(ステップS9
3)。
【0083】図18においては、ステップS91及びS
92のリミット処理P3によるモデルパラメータの修正
が、「P3」を付した矢線で示されており、またステッ
プS91及びS93のリミット処理P4によるモデルパ
ラメータの修正が、「P4」を付した矢線で示されてい
る。
【0084】以上のように図17の処理により、モデル
パラメータa1’及びa2’が図18に示す安定領域内
に入るようにリミット処理が実行され、修正モデルパラ
メータa1及びa2が算出される。
【0085】図19は、図16のステップS73で実行
されるb1’のリミット処理のフローチャートである。
ステップS101及びS102では、モデルパラメータ
b1’が、所定b1下限値XIDB1Lと所定b1上限
値XIDB1Hできまる範囲内にあるか否かを判別す
る。所定b1下限値XIDB1Lは、正の所定値(例え
ば0.1)に設定され、所定b1上限値XIDB1H
は、例えば「1」に設定される。
【0086】ステップS101及びS102の答がいず
れも肯定(YES)であるとき、すなわちXIDB1L
≦b1’≦XIDB1Hであるときは、修正モデルパラ
メータb1はモデルパラメータb1’に設定される(ス
テップS105)。一方b1’<XIDB1Lであると
きは、修正モデルパラメータb1を下限値XIDB1L
に設定するとともに、b1リミットフラグFB1LMT
を「1」に設定する(ステップS101,S104)。
またb1’>XIDB1Hであるときは、修正モデルパ
ラメータb1を上限値XIDB1Hに設定するととも
に、b1リミットフラグFB1LMTを「1」に設定す
る(ステップS102,S103)。b1リミットフラ
グFB1LMTは、「1」に設定されると、修正モデル
パラメータb1を下限値XIDB1Lまたは上限値XI
DB1Hに設定したことを示す。
【0087】図20は、図16のステップS74で実行
されるモデルパラメータc1’のリミット処理のフロー
チャートである。ステップS111及びS112では、
モデルパラメータc1’が、所定c1下限値XIDC1
Lと所定c1上限値XIDC1Hできまる範囲内にある
か否かを判別する。所定c1下限値XIDC1Lは、例
えば−60に設定され、所定c1上限値XIDC1H
は、例えば60に設定される。
【0088】ステップS111及びS112の答がいず
れも肯定(YES)であるとき、すなわちXIDC1L
≦c1’≦XIDC1Hであるときは、修正モデルパラ
メータc1はモデルパラメータc1’に設定される(ス
テップS115)。一方c1’<XIDC1Lであると
きは、修正モデルパラメータc1を下限値XIDC1L
に設定するとともに、c1リミットフラグFC1LMT
を「1」に設定する(ステップS111,S114)。
またc1’>XIDC1Hであるときは、修正モデルパ
ラメータc1を上限値XIDC1Hに設定するととも
に、c1リミットフラグFC1LMTを「1」に設定す
る(ステップS112,S113)。c1リミットフラ
グFC1LMTは、「1」に設定されると、修正モデル
パラメータc1を下限値XIDC1Lまたは上限値XI
DC1Hに設定したことを示す。
【0089】図21は、図9のステップS13で実行さ
れる状態予測器の演算処理のフローチャートである。ス
テップS121では、マトリクス演算を実行して前記式
(35)の行列要素α1,α2,β1〜β2、及びγ1
〜γdを算出する。ステップS122では、式(35)
により、予測偏差量PREDTH(k)を算出する。
【0090】図22は、図9のステップS14で実行さ
れる、スロットル弁駆動装置10への制御入力Usl
(=DUT)を算出する処理のフローチャートである。
ステップS201では、図23に示す予測切換関数値σ
preの演算処理を実行し、ステップS202では、図
26に示す予測切換関数値σpreの積算値の演算処理
を実行する。ステップS203では、前記式(9)によ
り、等価制御入力Ueqを算出する。ステップS204
では、図27に示す到達則入力Urchの演算処理を実
行し、ステップS205では、図28に示す適応則入力
Uadpの演算処理を実行する。
【0091】ステップS206では、後述する図29の
処理で設定される安定判別フラグFSMCSTABが
「1」であるか否かを判別する。安定判別フラグFSM
CSTABは、「1」に設定されると、適応スライディ
ングモードコントローラ21が不安定となっていること
を示す。
【0092】ステップS206でFSMCSTAB=0
であって適応スライディングモードコントローラ21が
安定であるときは、ステップS203〜S205で算出
された制御入力Ueq,Urch及びUadpを加算す
ることにより、制御入力Uslを算出する(ステップS
207)。
【0093】一方FSMCSTAB=1であって適応ス
ライディングモードコントローラ21が不安定となって
いるときは、到達則入力Urch及び適応則入力Uad
pの和を、制御入力Uslとして算出する。すなわち、
等価制御入力Ueqを、制御入力Uslの算出に使用し
ないようにする。これにより、制御系が不安定化するこ
とを防止することができる。
【0094】続くステップS209及びS210では、
算出した制御入力Uslが所定上下限値XUSLH及び
XUSLLの範囲内にあるか否かを判別し、制御入力U
slが所定上下限値の範囲内にあるときは、直ちに本処
理を終了する。一方、制御入力Uslが所定下限値XU
SLL以下であるときは、制御入力Uslを所定下限値
XUSLLに設定し(ステップS209,S212)、
制御入力Uslが所定上限値XUSLH以上であるとき
は、制御入力Uslを所定上限値XUSLHに設定する
(ステップS210,S211)。
【0095】図23は、図22のステップS201で実
行される予測切換関数値σpreの演算処理のフローチ
ャートである。ステップS221では、図24に示す切
換関数設定パラメータVPOLEの演算処理を実行し、
次いで前記式(36)により、予測切換関数値σpre
(k)の演算を実行する(ステップS222)。
【0096】続くステップS223及びS224では、
算出した予測切換関数値σpre(k)が所定上下限値X
SGMH及びXSGMLの範囲内にあるか否かを判別
し、予測切換関数値σpre(k)が所定上下限値の範囲
内にあるときは、直ちに本処理を終了する。一方、予測
切換関数値σpre(k)が所定下限値XSGML以下で
あるときは、予測切換関数値σpre(k)を所定下限値
XSGMLに設定し(ステップS223,S225)、
予測切換関数値σpre(k)が所定上限値XSGMH以
上であるときは、予測切換関数値σpre(k)を所定上
限値XSGMHに設定する(ステップS224,S22
6)。
【0097】図24は、図23のステップS221で実
行される切換関数設定パラメータVPOLEの演算処理
のフローチャートである。ステップS231では、安定
判別フラグFSMCSTABが「1」であるか否かを判
別し、FSMCSTAB=1であって適応スライディン
グモードコントローラ21が不安定となっているとき
は、切換関数設定パラメータVPOLEを安定化所定値
XPOLESTBに設定する(ステップS232)。安
定化所定値XPOLESTBは、「−1」より大きく
「−1」に非常に近い値(例えば−0.999)に設定
される。
【0098】FSMCSTAB=0であって適応スライ
ディングモードコントローラ21が安定であるときは、
下記式(46)により目標値DTHR(k)の変化量DD
THR(k)を算出する(ステップS233)。
DDTHR(k)=DTHR(k)−DTHR(k-1) (46)
【0099】ステップS234では、スロットル弁開度
偏差量DTH及びステップS233で算出される目標値
の変化量DDTHRに応じてVPOLEマップを検索
し、切換関数設定パラメータVPOLEを算出する。V
POLEマップは、図25(a)に示すように、スロッ
トル弁開度偏差量DTHが0近傍の値をとるとき(スロ
ットル弁開度THがデフォルト開度THDEF近傍の値
をとるとき)増加し、0近傍以外の値ではスロットル弁
開度偏差量DTHの変化に対してはほぼ一定の値となる
ように設定されている。またVPOLEマップは、同図
(b)に実線で示すように、目標値の変化量DDTHR
が増加するほど、VPOLE値が増加するように設定さ
れているが、スロットル弁開度偏差量DTHが0近傍の
値をとるときには、同図に破線で示すように目標値の変
化量DDTHRが0近傍の値をとるときに増加するよう
に設定されている。
【0100】すなわち、スロットル弁開度の目標値DT
HRが減少方向の変化が大きいときには、切換関数設定
パラメータVPOLEは比較的小さな値に設定される。
これにより、スロットル弁3がスロットル全閉ストッパ
に衝突することを防止することができる。また、デフォ
ルト開度THDEF近傍においては、切換関数設定パラ
メータVPOLEが比較的大きな値に設定され、デフォ
ルト開度THDEF近傍における制御性を向上させるこ
とができる。
【0101】なお、同図(c)に示すように、スロット
ル弁開度THが全閉開度近傍または全開開度近傍にある
ときは、切換関数設定パラメータVPOLEを減少させ
るように設定してもよい。これにより、スロットル弁開
度THが全閉開度近傍または全開開度近傍にあるとき
は、目標開度THRに対する追従速度が遅くなり、スロ
ットル弁3の全閉ストッパ(全開開度でもストッパとし
て機能する)への衝突防止をより確実にすることができ
る。
【0102】続くステップS235及びS236では、
算出した切換関数設定パラメータVPOLEが所定上下
限値XPOLEH及びXPOLELの範囲内にあるか否
かを判別し、切換関数設定パラメータVPOLEが所定
上下限値の範囲内にあるときは、直ちに本処理を終了す
る。一方、切換関数設定パラメータVPOLEが所定下
限値XPOLEL以下であるときは、切換関数設定パラ
メータVPOLEを所定下限値XPOLELに設定し
(ステップS236,S238)、切換関数設定パラメ
ータVPOLEが所定上限値XPOLEH以上であると
きは、切換関数設定パラメータVPOLEを所定上限値
XPOLEHに設定する(ステップS235,S23
7)。
【0103】図26は、図22のステップS202で実
行される、予測切換関数値σpreの積算値SUMSI
GMAを算出する処理のフローチャートである。積算値
SUMSIGMAは、後述する図28の処理で適応則入
力Uadpの算出に使用される(前記式(11a)参
照)。
【0104】ステップS241では、下記式(47)に
より、積算値SUMSIGMAを算出する。下記式のΔ
Tは、演算の実行周期である。
SUMSIGMA(k)=SUMSIGMA(k-1)+σpre×ΔT (47)
続くステップS242及びS243では、算出した積算
値SUMSIGMAが所定上下限値XSUMSH及びX
SUMSLの範囲内にあるか否かを判別し、積算値SU
MSIGMAが所定上下限値の範囲内にあるときは、直
ちに本処理を終了する。一方、積算値SUMSIGMA
が所定下限値XSUMSL以下であるときは、積算値S
UMSIGMAを所定下限値XSUMSLに設定し(ス
テップS242,S244)、積算値SUMSIGMA
が所定上限値XSUMSH以上であるときは、積算値S
UMSIGMAを所定上限値XSUMSHに設定する
(ステップS243,S245)。
【0105】図27は、図22のステップS204で実
行される到達則入力Urchの演算処理のフローチャー
トである。ステップS261では、安定判別フラグFS
MCSTABが「1」であるか否かを判別する。安定判
別フラグFSMCSTABが「0」であって適応スライ
ディングモードコントローラ21が安定であるときは、
制御ゲインFを所定通常ゲインXKRCHに設定し(ス
テップS262)、下記式(48)(前記式(10a)
と同一の式)により、到達則入力Urchを算出する
(ステップS263)。
Urch=−F×σpre/b1 (48)
【0106】一方安定判別フラグFSMCSTABが
「1」であって適応スライディングモードコントローラ
21が不安定となったときは、制御ゲインFを、所定安
定化ゲインXKRCHSTBに設定し(ステップS26
4)、モデルパラメータb1を使わない下記式(49)
により到達則入力Urchを算出する(ステップS26
5)。
Urch=−F×σpre (49)
【0107】続くステップS266及びS267では、
算出した到達則入力Urchが所定上下限値XURCH
H及びXURCHLの範囲内にあるか否かを判別し、到
達則入力Urchが所定上下限値の範囲内にあるとき
は、直ちに本処理を終了する。一方、到達則入力Urc
hが所定下限値XURCHL以下であるときは、到達則
入力Urchを所定下限値XURCHLに設定し(ステ
ップS266,S268)、到達則入力Urchが所定
上限値XURCHH以上であるときは、到達則入力Ur
chを所定上限値XURCHHに設定する(ステップS
267,S269)。
【0108】このように適応スライディングモードコン
トローラ21が不安定となったときは、制御ゲインFを
所定安定化ゲインXKRCHSTBに設定するととも
に、モデルパラメータb1を使用しないで到達則入力U
rchを算出することにより、適応スライディングモー
ドコントローラ21を安定な状態に戻すことができる。
モデルパラメータ同定器22による同定が不安定となっ
た場合に、適応スライディングモードコントローラ21
が不安定となるので、不安定となったモデルパラメータ
b1を使わないことによって、適応スライディングモー
ドコントローラ21を安定化することができる。
【0109】図28は、図22のステップS205で実
行される適応則入力Uadpの演算処理のフローチャー
トである。ステップS271では、安定判別フラグFS
MCSTABが「1」であるか否かを判別する。安定判
別フラグFSMCSTABが「0」であって適応スライ
ディングモードコントローラ21が安定であるときは、
制御ゲインGを所定通常ゲインXKADPに設定し(ス
テップS272)、下記式(50)(前記式(11a)
に対応する式)により、適応則入力Uadpを算出する
(ステップS273)。
Uadp=−G×SUMSIGMA/b1 (50)
【0110】一方安定判別フラグFSMCSTABが
「1」であって適応スライディングモードコントローラ
21が不安定となったときは、制御ゲインGを、所定安
定化ゲインXKADPSTBに設定し(ステップS27
4)、モデルパラメータb1を使わない下記式(51)
により適応則入力Uadpを算出する(ステップS27
5)。
Uadp=−G×SUMSIGMA (51)
【0111】このように適応スライディングモードコン
トローラ21が不安定となったときは、制御ゲインGを
所定安定化ゲインXKADPSTBに設定するととも
に、モデルパラメータb1を使用しないで適応則入力U
adpを算出することにより、適応スライディングモー
ドコントローラ21を安定な状態に戻すことができる。
【0112】図29は、図9のステップS16で実行さ
れるスライディングモードコントローラの安定判別処理
のフローチャートである。この処理では、リアプノフ関
数の微分項に基づく安定判別を行い、安定判別結果に応
じて安定判別フラグFSMCSTABの設定を行う。
【0113】ステップS281では下記式(52)によ
り、切換関数変化量Dσpreを算出し、次いで下記式
(53)により、安定性判別パラメータSGMSTAB
を算出する(ステップS282)。
Dσpre=σpre(k)−σpre(k-1) (52)
SGMSTAB=Dσpre×σpre(k) (53)
【0114】ステップS283では、安定性判別パラメ
ータSGMSTABが安定性判定閾値XSGMSTAB
以下か否かを判別し、SGMSTAB>XSGMSTA
Bであるときは、コントローラ21が不安定である可能
性があると判定して不安定検知カウンタCNTSMCS
Tを「1」だけインクリメントする(ステップS28
5)。また、SGMSTAB≦XSGMSTABである
ときは、コントローラ21が安定であると判定して不安
定検知カウンタCNTSMCSTのカウント値をインク
リメントすることなく保持する(ステップS284)。
【0115】ステップS286では、不安定検知カウン
タCNTSMCSTの値が所定カウント値XSSTAB
以下か否かを判別する。CNTSMCST≦XSSTA
Bであるときは、コントローラ21は安定していると判
定し、第1判定フラグFSMCSTAB1を「0」に設
定する(ステップS287)。一方CNTSMCST>
XSSTABであるときは、コントローラ21は不安定
となっていると判定し、第1判定フラグFSMCSTA
B1を「1」に設定する(ステップS288)。なお、
不安定検知カウンタCNTSMCSTは、イグニッショ
ンスイッチオン時にそのカウント値が「0」に初期化さ
れる。
【0116】続くステップS289では、安定判別期間
カウンタCNTJUDSTを「1」だけデクリメント
し、次いでその安定判別期間カウンタCNTJUDST
の値が「0」であるか否かを判別する(ステップS29
0)。安定判別期間カウンタCNTJUDSTは、イグ
ニッションスイッチオン時に所定判別カウント値XCJ
UDSTに初期化される。したがって、最初はステップ
S290の答は否定(NO)となり、直ちにステップS
295に進む。
【0117】その後安定判別期間カウンタCNTJUD
STが「0」となると、ステップS290からステップ
S291に進み、第1判定フラグFSMCSTAB1が
「1」であるか否かを判別する。そして、第1判定フラ
グFSMCSTAB1が「0」であるときは、第2判定
フラグFSMCSTAB2を「0」に設定し(ステップ
S293)、第1判定フラグFSMCSTAB1が
「1」であるときは、第2判定フラグFSMCSTAB
2を「1」に設定する(ステップS292)。
【0118】続くステップS294では、安定判別期間
カウンタCNTJUDSTの値を所定判別カウント値X
CJUDSTに設定するとともに、不安定検知カウンタ
CNTSMCSTの値を「0」に設定し、ステップS2
95に進む。ステップS295では、安定判別フラグF
SMCSTABを、第1判定フラグFSMCSTAB1
と第2判定フラグFSMCSTAB2の論理和に設定す
る。第2判定フラグFSMCSTAB2は、ステップS
286の答が肯定(YES)となり、第1判定フラグF
SMCSTAB1が「0」に設定されても、安定判別期
間カウンタCNTJUDSTの値が「0」となるまで
は、「1」に維持される。したがって、安定判別フラグ
FSMCSTABも、安定判別期間カウンタCNTJU
DSTの値が「0」となるまでは、「1」に維持され
る。
【0119】図30は、図9のステップS17で実行さ
れるデフォルト開度ずれthdefadpの算出処理の
フローチャートである。ステップS251では、下記式
(54)により、ゲイン係数KPTH(k)を算出する。
KPTH(k)=PTH(k-1)/(1+PTH(k-1)) (54)
ここでPTH(k-1)は、本処理の前回実行時にステップ
S253で算出されたゲインパラメータである。
【0120】ステップS252では、図11に示すモデ
ルパラメータ同定器演算処理で算出されるモデルパラメ
ータc1’及びステップS251で算出したゲイン係数
KPTH(k)を下記式(55)に適用し、デフォルト開
度ずれthdefadp(k)を算出する。
thdefadp(k)=thdefadp(k-1)
+KPTH(k)×(c1’−thdefadp(k-1))
(55)
【0121】ステップS253では、下記式(56)に
よりゲインパラメータPTH(k)を算出する。
PTH(k)=(1−PTH(k-1)/(XDEFADPW+PTH(k-1)))
×PTH(k-1)/XDEFADPW (56)
式(56)は、前記式(39)においてλ1’及びλ
2’を、それぞれ所定値XDEFADPW及び「1」に
設定したものである。
【0122】図30の処理により、モデルパラメータc
1’が逐次型重み付き最小2乗法により統計処理され、
デフォルト開度ずれthdefadpが算出される。本
実施形態では、スロットル弁駆動装置10及びECU7
の一部(モータ6に駆動電流を供給する出力回路)がプ
ラントに相当し、モデルパラメータ同定器22が同定手
段に相当し、適応スライディングモードコントローラ2
1が制御手段に相当し、基準値設定部25が補正手段に
相当する。より具体的には、図11の処理が同定手段に
相当し、図22の処理が制御手段に相当し、図30の処
理が補正手段の一部を構成する。
【0123】(第2の実施形態)図31は、本発明の第
2の実施形態にかかるプラントの制御装置、すなわち油
圧位置決め装置と、その制御装置の構成を示す図であ
る。このような油圧位置決め装置は、例えば内燃機関の
吸排気弁のバルブタイミングを連続的に変化させる連続
可変バルブタイミング機構に使用される。連続可変バル
ブタイミング機構は、吸排気弁を駆動するカムの回転位
相を変更することにより、吸排気弁の開閉タイミングを
ずらし、充填効率の向上とポンピングロスの低減を図る
ものである。
【0124】油圧位置決め装置は、ピストン64と、ピ
ストン64が嵌装された油圧シリンダ61と、電動スプ
ール弁67と、油圧ポンプ65と、油圧ポンプ65から
電動スプール弁67に油圧を供給する油圧供給路66
と、第1の油圧P1を油圧シリンダ61の第1油圧室6
2に供給する第1の油路68と、第2の油圧P2を油圧
シリンダ61の第2油圧室63に供給する第2の油路6
9と、電動スプール弁67から排出される作動油をオイ
ルパン(図示せず)に戻す油圧放出路70とを備えてい
る。
【0125】またピストン64の位置PACTを検出す
るポテンショメータ71が設けられており、検出位置P
ACTを示す信号が電子制御ユニット(ECU)72に
供給される。ECU72には、目標位置PCMDが入力
され、ECU72は、検出位置PACTを目標位置PC
MDに一致させるように、制御量DUTを算出し、制御
量DUTに応じた電気信号を電動スプール弁67へ供給
する。
【0126】電動スプール弁67は、制御量DUTに応
じて弁体(図示せず)の位置を移動させ、弁体の位置に
応じた第1及び第2の油圧P1,P2を出力する。第1
及び第2の油圧P1,P2の差圧DP(=P1−P2)
が正の値であるときは、ピストン64は図の右方向へ移
動し、逆に差圧DPが負の値であるときは、ピストン6
4は図の左方向へ移動する。検出位置PACTが目標位
置PCMDに一致した状態では、差圧DPは「0」に保
持される。
【0127】図14は、図13に示す油圧位置決め装置
を適応スライディングモードコントローラを用いて制御
する場合の制御系の構成を示すブロック図である。制御
装置80は、同定器81と、適応スライディングモード
コントローラ82と、予測器83と、基準値設定部84
と、減算器85及び86とからなり、ECU72のCP
Uで実行される演算処理により実現される。
【0128】基準値設定部84は、第1の実施形態と同
様に、同定器81により同定されるモデルパラメータc
1’を用いて、下記式(37a)及び(40a)によ
り、基準値PBASEの補正値pbadpを算出する。
pbadp(k+1)=pbadp(k)+KPTH(k)ec1(k) (37a)
ec1(k)=c1’(k)−pbadp(k) (40a)
【0129】さらに基準値設定部84は、この補正値p
badpにより基準値PBASEを補正して補正基準値
PBSR(=PBASE−pbadp)を算出する。減
算器85は、検出位置PACTから補正基準値PBSR
を減算することにより、検出位置偏差量DPACTを算
出し、減算器86は、目標位置PCMDから補正基準値
PBSRを減算することにより、目標値DPCMDを算
出する。なお、基準値PBASEは、油圧位置決め装置
の作動特性に基づいて予め最適な値に設定される。
【0130】同定器81は、制御入力としての制御量D
UT及び制御出力としての検出位置偏差量DPACTに
応じて、第1の実施形態のモデルパラメータ同定器22
と同様に、修正モデルパラメータベクトルθL(k)を算
出する。すなわち、同定誤差ide(k)が下記式(17
a)及び(18a)により算出される。ここで、入出力
パラメータベクトルζ(k)は、下記式(19a)で定義
される。そして同定誤差ide(k)を前記式(15)に
適用するとともに、前記(20)及び(21)を用いる
ことにより、モデルパラメータベクトルθ(k)が算出さ
れる。さらに算出されたモデルパラメータベクトルθ
(k)に対して、第1の実施形態と同様のリミット処理を
行うことにより、修正モデルパラメータθL(k)が算出
される。
ide(k)=DPACT(k)−DPACTHAT(k) (17a)
DPACTHAT(k)=θ(k-1)Tζ(k) (18a)
ζT(k)=
[DPACT(k-1),DPACT(k-2),DUT(k-d-1),1] (19a)
【0131】予測器83は、第1の実施形態における状
態予測器23と同様に、下記式(35a)により、予測
偏差量PREDPACT(k)を算出する。
PREDPACT(k)
=α1×DPACT(k)+α2×DPACT(k-1)
+β1×DUT(k-1)+β2×DUT(k-2)+…+βd×DUT(k-d)
+γ1+γ2+…+γd (35a)
【0132】適応スライディングモードコントローラ8
2は、第1の実施形態の適応スライディングモードコン
トローラ21と同様に、検出位置偏差量DPACT及び
予測偏差量PREDACTを下記式(9b)に適用し
て、等価制御入力Ueq(k)を算出する。さらに適応ス
ライディングモードコントローラ82は、下記式(36
a)により予測切替関数値σpre(k)を算出し、前記
式(10a)及び(11a)に予測切替関数値σpre
(k)を適用して、到達則入力Urch(k)及び適応則入力
Uadp(k)を算出する。
Ueq(k)=(1/b1){(1−a1−VPOLE)PREDPACT(k)
+(VPOLE−a2)PREDPACT(k-1)
−c1+DPACT(k)+(VPOLE−1)DPACT(k-1)
−VPOLE×DPACT(k-2)} (9b)
σpre(k)=(PREDPACT(k)−DPCMD(k-1))
+VPOLE(PREDPACT(k-1)−DPCMD(k-2))
(36a)
【0133】したがって、制御装置80によれば、第1
の実施形態における制御出力TH及び目標開度THR
を、それぞれ制御出力PACT及び目標位置PCMDに
置き換えた制御が実行されるので、第1の実施形態と同
様に、制御出力PACTは目標位置PCMDに追従する
ように良好なロバスト性をもって制御される。
【0134】また、基準値PBASEを、プラントの入
出力に関わらないモデルパラメータc1’に応じて補正
することにより得られる補正基準値PBSRが用いられ
るので、経時変化により基準値PBASEがずれても、
制御対象モデルの基準値を実際のプラントの基準値に一
致させることができ、モデル化誤差を低減して制御性能
を向上させることができる。
【0135】本実施形態では、図32の油圧位置決め装
置がプラントに相当し、制御装置80がプラントの制御
装置に相当する。また同定器81が同定手段に相当し、
適応スライディングモードコントローラ82が制御手段
に相当し、基準値設定部84が補正手段に相当する。
【0136】なお本発明は上述した実施形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した
実施形態におけるデフォルト開度THDEFは、第1付
勢手段としてのリターンスプリング4の付勢力と、第2
付勢手段としての弾性部材5の付勢力とが釣り合うスロ
ットル弁開度として定義したが、特開平9−72231
号公報に示されるように、スロットル弁に駆動力が加わ
らないときは、中間レバーストッパによってスロットル
弁が所定の開度に維持される構造のスロットル弁駆動装
置を制御対象とする場合には、その中間レバーストッパ
によって決まるスロットル弁開度をデフォルト開度TH
DEFとして定義すればよい。
【0137】また第2の実施形態では、油圧式の位置決
め装置を示したが、油圧に代えて空気圧を用いる空気圧
位置決め装置について、第2の実施形態に示した制御装
置80による制御を適用するようにしてもよい。また補
正基準値THREFRまたはPBSRは、モデルパラメ
ータc1’に応じて算出され、適応スライディングモー
ドコントローラに特有のパラメータは関わらないので、
コントローラは、適応スライディングモードコントロー
ラに限らず、適応則入力を用いないスライディングモー
ドコントローラやその他のコントローラ、例えば、同様
な制御対象モデルに対して設計可能な最適制御や、設計
パラメータの調整によりスライディングモード制御と同
様な制御結果を実現するバックステッピング制御など
の、現代制御及び/またはロバスト制御を実行するもの
であってもよい。
【0138】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、制
御対象モデルのモデルパラメータは、プラントの入出力
に関わらないモデルパラメータを含み、該プラントの入
出力に関わらないモデルパラメータに基づいて、所定の
基準値が補正される。すなわち、制御対象モデルのモデ
ルパラメータ自体により基準値が補正されるので、本発
明は、制御装置がどのような制御手法を用いるものであ
っても適用可能である。しかも、モデル化誤差に直接影
響を与える制御対象モデルの基準値を、実際のプラント
の基準値に一致させることができるので、モデル化誤差
を低減し、制御性能を向上させることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
[0001] The present invention relates to a control device for a plant.
Control model, especially for plant
Model parameters were identified in real time and identified
For controlling plant using model parameters
I do.
[0002]
2. Description of the Related Art A control target model in which a plant is modeled
Model parameters were identified in real time and identified
Control device for controlling plant using model parameters
Is disclosed in, for example, JP-A-2000-179384.
ing.
The control device disclosed in this publication is a model
Identifier for identifying parameters and estimating plant output
Estimator and model parameters identified by the identifier
And the plant output estimated by the estimator
The control input to the plant is controlled by the riding mode control.
And a sliding mode controller for calculating.
The identifier and estimator include the output of the plant and its target.
Deviation from the plant value and the deviation between the plant input and the reference value.
The reference value is used to manipulate the input to the plant.
Is variably set in accordance with the operation amount. The reference value
By setting variably according to the manipulated variable, the plant
Increase convergence speed in control to converge output to target value
Effect can be obtained.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION
Coming devices are more specifically sliding mode control
Set the reference value according to the adaptive control input calculated by the heater
This reference value setting method uses
Only for controllers using adaptive sliding mode control
It was applicable. Therefore, more versatile
A new reference value setting technique was desired.
The present invention has been made by paying attention to this point.
Yes, defined using plant input or output reference values
More versatility when using the controlled model
High reference values can be set to improve control performance.
It is an object of the present invention to provide a control device for a plant that can be cut.
[0006]
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
The present invention uses a predetermined reference value (THDEF) for the plant.
Multiple model parameters of the controlled model
Identification means for identifying data, and
Control the plant using the model parameters
A control device for a plant, comprising:
Number of model parameters are related to the input and output of the plant.
Model parameter (c1)
Based on model parameters (c1) not related to input / output
Correction means for correcting the predetermined reference value (THDEF)
It is characterized by having.
According to this configuration, the model of the control target model is
Parameters are models that are not related to plant input / output.
Parameters that are not related to the input / output of the plant.
Predetermined reference values are corrected based on Dell parameters
You. That is, the model parameters of the control target model itself
Since the reference value is corrected by
It can be applied to any control method.
is there. In addition, modeling errors (characteristics of actual plant
And the characteristics of the controlled model)
Change the reference value of the controlled model to the reference value of the actual plant
Can be matched, reducing modeling errors,
Control performance can be improved.
[0008] The correction means is used for input and output of the plant.
Statistical processing of unrelated model parameters (c1)
To calculate a correction value (thdefadp).
Correcting the predetermined reference value (THDEF) according to the value
It is desirable. The controlled object model is the plant
First model parameters (a1, a2) related to the output of
And a second model parameter related to a control input to the plant.
Parameter (b1), the control input and the output of the plant
The third model parameter (c
It is desirable to be defined by 1).
The plant is a throttle valve for an internal combustion engine.
And a driving means for driving the throttle valve.
A throttle valve driving device, wherein the control device includes:
So that the throttle valve opening matches the target opening.
The parameters that determine the control input to the
It is desirable to calculate.
[0010] The throttle valve driving device may include:
First biasing means for biasing the throttle valve in a valve closing direction;
A second urging means for urging the throttle valve in the valve opening direction.
The drive means does not drive the throttle valve.
The first slot and the second biasing means.
The throttle valve is maintained at the default opening.
The predetermined reference value may be set to the default opening.
desirable.
[0011]
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
It will be described with reference to FIG.
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It is a figure showing composition of such a throttle valve control device. Internal combustion
In an intake passage 2 of an engine (hereinafter referred to as “engine”) 1,
A throttle valve 3 is provided. For throttle valve 3
Is a first urging mechanism for urging the throttle valve 3 in the valve closing direction.
Return spring 4 as a step and throttle valve 3
Member 5 as a second urging means for urging the valve in the valve opening direction
And are attached. The throttle valve 3 is driven
Via a gear (not shown) by a motor 6 as a means
It is configured to be able to be driven. Drive by motor 6
When no force is applied to the throttle valve 3, the slot
The opening degree TH of the valve 3 is determined by the urging force of the return spring 4.
And the default opening T at which the biasing force of the elastic member 5 is balanced.
It is held at HDEF (for example, 5 degrees).
The motor 6 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “E”).
CU ”) and its operation is controlled by the ECU.
7. Throttle valve 3 has a throttle
A throttle valve opening sensor 8 for detecting the valve opening TH is provided.
The detection signal is supplied to the ECU 7.
The engine 1 is mounted on the ECU 7.
Of the accelerator pedal that detects the required output of the driver of the vehicle
An accelerator sensor 9 for detecting the depression amount ACC is connected.
The detection signal is supplied to the ECU 7. EC
U7 is a throttle valve opening sensor 8 and an accelerator sensor
The input circuit to which the detection signal is supplied, and the input signal is digitized.
A / D conversion circuit that converts to digital signals and performs various arithmetic processing
Central processing unit (CPU)
Maps and tables referenced in programs and programs
ROM (Read Only Memory) for storing
A memory consisting of a RAM (Random Access Memory)
Output circuit for supplying drive current to the motor circuit and the motor 6
It has. The ECU 7 depresses the accelerator pedal
The target opening THR of the throttle valve 3 is determined according to the amount ACC.
And the detected throttle valve opening TH is equal to the target opening THR.
The control amount DUT of the motor 6 is determined so that
An electric signal corresponding to the control amount DUT is supplied to the motor 6.
In this embodiment, the throttle valve 3, the retarder
Slot consisting of spring 4, elastic member 5, and motor 6
The throttle valve driving device 10 is set as a control target, and the control target is
Duty ratio of the electric signal applied to the motor 6
A DUT and the output of the controlled object is a throttle valve opening sensor
8 as the throttle valve opening TH detected.
The response frequency characteristic of the throttle valve driving device 10
The gain characteristic and phase shown by the solid line in FIG.
Characteristics are obtained. Therefore, the module defined by the following equation (1)
Dell was set as the control target model. The response of this model
The frequency response is as shown by the broken line in FIG.
It is confirmed that the characteristics are similar to those of the
Have been.
DTH (k + 1) = a1 × DTH (k) + a2 × DTH (k−1)
+ B1 × DUT (k-d) + c1 (1)
Here, k is a parameter representing the discretized time.
DTH (k) is a slot defined by the following equation (2).
It is a tor valve opening deviation amount.
DTH (k) = TH (k) -THDEF (2)
Here, TH is the detected throttle valve opening, THDEF
Is the default opening. Also, a1, a of the formula (1)
2, b1 and c1 are models that determine the characteristics of the control target model.
And d is the dead time.
The model defined by the above equation (1) is
Discrete-time system adopted to facilitate control application
DARX model (delayed autoregressive model with
exogeneous input (autoregressive model with external input)
is there. In equation (1), the output deviation DTH
Model parameters a1 and a2, input duty ratio D
In addition to the model parameter b1 related to the UT,
The unknown model parameter c1 is employed. this
The model parameter c1 is the default opening THDEF
A parameter that indicates displacement and disturbance applied to the throttle valve drive.
Data. That is, the model parameter identifier
Model parameters a1, a2, b1
By identifying the parameter c1, the default opening
Deviations and disturbances can be identified.
FIG. 3 shows a slot realized by the ECU 7.
FIG. 3 is a functional block diagram of a tor valve control device,
Is connected to the adaptive sliding mode controller 21 and the mode.
Dell parameter identifier 22 and after dead time d
Predicted throttle valve opening deviation (hereinafter “predicted deviation”)
To calculate PREDTH (k) (= DTH (k + d))
State predictor 23 and the accelerator pedal depression amount ACC.
To set the target opening THR of the throttle valve 3
Setting unit 24 and a reference for setting the reference value THDEFR
It comprises a value setting section 25 and subtracters 26 and 27.
Adaptive sliding mode controller 2
1 indicates that the detected throttle valve opening TH is equal to the target opening THR.
Adaptive sliding mode control so that
And calculate the duty ratio DUT.
Output the ratio DUT. Adaptive sliding mode control
By using the roller 21, the throttle valve opening TH
The response characteristic following the target opening THR
Data can be changed as needed using the data (VPOLE).
As a result, the throttle valve 3 is moved from the open position to the fully closed position.
Impact when moving (impact on throttle fully closed stopper
Collision) and engine response to accelerator operation
It is possible to make the resistance variable. In addition, the model parameters
It is possible to ensure stability against errors.
The model parameter identifier 22 is a modified model
Parameter vector θL (θLT= [A1, a2, b
1, c1]), and calculates the adaptive sliding mode control.
It is supplied to the roller 21. More specifically, model parameters
The meter identifier 22 determines the throttle valve opening TH and the duty.
Based on the tee ratio DUT, the model parameter vector θ
(ΘT= [A1 ', a2', b1 ', c1'])
I do. Furthermore, for the model parameter vector θ
Model parameters by performing limit processing
Calculate the vector θL and calculate the corrected model parameter vector
ΘL to the adaptive sliding mode controller 21
Supply. In this way, the throttle valve opening TH is targeted.
Optimal model parameters to follow the opening THR
a1, a2, b1 are obtained, and disturbance and default
The model parameter c1 indicating the deviation of the opening THDEF is obtained.
Can be
Identify model parameters in real time
By using the model parameter identifier 22
Adaptation to changes in engine operating conditions, hardware characteristics
Fluctuation compensation, power supply voltage fluctuation compensation, and hardware
It is possible to adapt to the aging of characteristics.
The state predictor 23 calculates the throttle valve opening TH
And the duty ratio DUT,
Rottle valve opening TH (predicted value), more specifically, predicted bias
Calculate the difference amount PREDTH and use the adaptive sliding mode
It is supplied to the controller 21. Predicted deviation PREDTH
To control the dead time of the controlled object
The robustness of the system is ensured, and
It is possible to improve controllability near the tilt opening THDEF.
it can.
The reference value setting unit 25 uses the identifier 23 to
Model parameter c1 '(model parameter c
(The value before limit processing of 1 is displayed as "c1 '".)
Is used to indicate the deviation of the default opening THDEF.
The default opening deviation thdefadp is calculated and the default opening
Default opening THD using the deviation thdefadp
By correcting the EF, the correction reference value THDEFR
(= THDEF-thdefadp) is calculated. However
And a throttle valve according to the above equation (2) and the following equation (3).
The definition of the opening deviation amount DTH and the target value DTHR is defined as THD
EFR = THDEF (that is, default open)
Degree deviation thdefadp is 0)
Things. The subtracters 26 and 27 output the correction reference value THD
EFR, throttle valve opening TH and target opening THR
Of the throttle valve opening deviation DTH and the target value
Calculated as DTHR.
Next, adaptive sliding mode control
The operation principle of the laser 21 will be described. First, according to the following equation (3)
The target value DTHR (k) is changed to the target opening THR (k) by default.
G is defined as a deviation from the opening degree THDEF.
DTHR (k) = THR (k) -THDEF (3)
Here, the throttle valve opening deviation amount DTH and the target value DT
If the deviation e (k) from HR is defined by the following equation (4),
Switching function value σ (k) of sliding mode controller
Is set as in the following equation (5).
e (k) = DTH (k) -DTHR (k) (4)
σ (k) = e (k) + VPOLE × e (k-1) (5)
= (DTH (k) -DTHR (k)) + VPOLE × (DTH (k)
(k-1) -DTHR (k-1))
Here, VPOLE is a value larger than −1 and smaller than 1.
Is a switching function setting parameter that is set to.
The vertical axis is the deviation e (k), and the horizontal axis is the previous deviation e (k).
On the topological plane defined as (k-1), σ (k) = 0
The combination of the deviation e (k) to be added and the previous deviation e (k-1) is
This straight line is generally called the switching straight line.
You. Sliding mode control is based on this
This control focuses on the behavior of the difference e (k).
σ (k) becomes 0, that is, the deviation e (k) and the previous deviation
The combination of e (k-1) is on the switching line on the phase plane
Control in such a way that disturbances and modeling errors (actual plan
Between the characteristics of the model and the characteristics of the model
(Difference). So
As a result, the throttle valve opening deviation amount DTH becomes the target value DT
Controlled with good robustness to follow HR
It is.
Further, the switching function setting parameter V in equation (5)
By changing the value of POLE, as shown in FIG.
The damping characteristic of the deviation e (k), that is, the throttle valve opening
Change the characteristic of the deviation amount DTH following the target value DTHR
be able to. Specifically, VPOLE = −1
Characteristics that do not follow at all.
The smaller the absolute value of VPOLE, the faster the following speed
Can be
In the throttle valve control device, the following requirements
The requirements A1 and A2 are required to be satisfied.
A1) When moving the throttle valve 3 to the fully closed position,
Avoid collision with the fully closed stopper
A2) Non-linear characteristics near the default opening THDEF
(The urging force of the return spring 4 and the urging of the elastic member 5)
Changes in elastic characteristics due to balance with force, motor
Backlash of the gear interposed between the throttle valve 6 and the throttle valve 3
Throttle valve opening even if the duty ratio DUT changes
To improve the controllability of the dead zone where
Therefore, in the vicinity of the fully closed position of the throttle valve, the deviation e
(k), and the default opening THD
In the vicinity of the EF, the convergence speed needs to be increased.
According to the sliding mode control, the switching
By changing the function setting parameter VPOLE,
In the present embodiment, the convergence speed can be easily changed.
Rotational valve opening TH and change amount DDT of target value DTHR
Switching according to HR (= DTHR (k) -DTHR (k-1))
The function setting parameter VPOLE is set.
As a result, the above requirements A1 and A2 can be satisfied.
You.
As described above, the sliding mode control
Then, a combination of the deviation e (k) and the previous deviation e (k-1) (hereinafter referred to as a combination)
(Referred to as "deviation state quantity") on the switching straight line.
Therefore, the deviation e (k) can be obtained at the specified convergence speed,
Robustly converges to 0 against the delling error. did
Therefore, in sliding mode control,
It is important to put the difference state quantity on the switching straight line and restrain it there.
Become.
From such a viewpoint, input to the control target
(Output of controller) DUT (k) (also described as Usl (k)
Is equivalent to the equivalent control input U, as shown in the following equation (6).
eq (k), reaching law input Urch (k) and adaptive law input Uad
It is configured as the sum of p (k).
DUT (k) = Usl (k)
= Ueq (k) + Urch (k) + Uadp (k) (6)
The equivalent control input Ueq (k) represents the deviation state quantity.
This is an input for constraining on the switching straight line.
rch (k) is for placing the deviation state quantity on the switching straight line.
The adaptive law input Uadp (k) is the modeling error
And suppress the influence of disturbances and put the deviation state quantity on the switching straight line
Input. Hereinafter, each input Ueq (k), Urch (k)
And a method of calculating Uadp (k) will be described.
The equivalent control input Ueq (k) represents the deviation state quantity.
Since this is an input to constrain on the switching straight line,
Condition is given by the following equation (7).
σ (k) = σ (k + 1) (7)
Expression (7) is calculated using Expression (1) and Expressions (4) and (5).
Calculating the duty ratio DUT (k) that satisfies
(9) is obtained, which is the equivalent control input Ueq (k).
You. Further, the reaching law input Urch (k) and the adaptive law input U
adp (k) is given by the following equations (10) and (11), respectively.
More defined.
(Equation 1)
Here, F and G are the reaching law control gain and
Is the control gain, which is set as described below.
You. ΔT is a control cycle.
In the calculation of the above equation (9), the elapsed time d
Subsequent throttle valve opening deviation amount DTH (k + d) and the corresponding
The target value DTHR (k + d + 1) is required. So, when you waste
The amount of deviation DTH (k + d) of the throttle valve opening after d has elapsed
And the predicted deviation PRE calculated by the state predictor 23
Using DTH (k) as the target value DTHR (k + d + 1),
Of the target value DTHR is used.
Next, the reaching law input Urch and the adaptive law input U
The deviation state quantity is stably placed on the switching straight line by adp.
So that the reaching law control gain F and the adaptive law control gain
Make a G decision. Specifically, assuming a disturbance V (k), the disturbance
Conditions for the switching function value σ (k) to be stable with respect to V (k)
, The conditions for setting the gains F and G are obtained.
You. As a result, the combination of gains F and G is
Satisfying (12) to (14), in other words, FIG.
Within the area indicated by the hatching is the stability condition.
Obtained.
F> 0 (12)
G> 0 (13)
F <2- (ΔT / 2) G (14)
As described above, the equations (9) to (11) give the equivalent control input.
Force Ueq (k), reaching law input Urch (k) and adaptive law input U
adp (k) and calculate the sum of those inputs as
The duty ratio DUT (k) can be calculated.
The model parameter identifier 22 is described above.
(DUT (k)) and output (TH
(k)), the model parameters of the controlled object model
Calculate the vector. Specifically, model parameters
The detector 22 is a sequential type identification algorithm according to the following equation (15).
(Generalized sequential least squares algorithm)
Calculate the model parameter vector θ (k).
θ (k) = θ (k-1) + KP (k) ide (k) (15)
θ (k)T= [A1 ', a2', b1 ', c1'] (16)
Here, a1 ', a2', b1 'and C
1 'is a model pattern before executing a limit process described later.
Parameters. Also, ide (k) is given by the following equation (17):
The identification error defined by (18) and (19)
You. DTHHAT (k) is the latest model parameter vector
Throttle opening deviation calculated using the torque
The estimated value of the difference amount DTH (k) (hereinafter referred to as “estimated throttle valve opening
Deviation amount). KP (k) is calculated by the following equation (20).
Is a gain coefficient vector defined by Also, the formula
P (k) in (20) is calculated by the following equation (21).
This is a fourth-order square matrix.
(Equation 2)
[Equation 3]
According to the setting of the coefficients λ1 and λ2 in the equation (21),
Thus, the identification algorithm according to equations (15) to (21) is
One of the following four identification algorithms:
You.
λ1 = 1, λ2 = 0 Fixed gain algorithm
λ1 = 1, λ2 = 1 Least squares algorithm
λ1 = 1, λ2 = λ Decreasing gain algorithm (λ is
(Predetermined value other than 0, 1)
λ1 = λ, λ2 = 1 Weighted least squares algorithm
(Λ is a predetermined value other than 0 and 1)
On the other hand, in the present embodiment, the following B1), B
It is required to satisfy the requirements of 2) and B3).
B1) Quasi-static dynamic characteristic change and hardware characteristic variation
Adaptation
“Quasi-static dynamic characteristic change” refers to, for example, fluctuations in power supply voltage or
Slow characteristic change such as hardware aging
Means
B2) Adaptation to fast changes in dynamic characteristics
Specifically, the dynamics corresponding to the change in the throttle valve opening TH
It means adaptation to characteristic changes.
B3) Drift prevention of model parameters
Non-linearities of controlled objects that should not be reflected in model parameters
Caused by the effects of identification errors due to characteristics, etc.
Drift, the absolute value of model parameters
Prevent big things.
First, the requirements of B1) and B2) are satisfied.
Therefore, the coefficients λ1 and λ2 are respectively set to predetermined values λ and
By setting to “0”, the weighted least squares algorithm
Adopt a gorhythm. Next, the drift of model parameters
Will be described. As shown in FIG.
After the data has converged to some extent, the friction characteristics of the throttle valve
There were residual identification errors caused by which nonlinear characteristics
Where disturbances with non-zero mean values are constantly applied.
In this case, residual identification errors accumulate and the model parameter
Cause a lift.
Such a residual identification error is caused by a model parameter.
Since it should not be reflected in the data values,
A dead zone process is performed using a dead zone function Fnl as shown in FIG.
U. Specifically, the corrected identification error is calculated by the following equation (23).
idenl (k) is calculated, and the corrected identification error idenl (k) is calculated.
(k) is used to calculate the model parameter vector θ (k).
U. That is, the following equation (15) is used instead of the above equation (15).
Use a). As a result, the above requirement B3) can be satisfied.
Can be.
idenl (k) = Fnl (ide (k)) (23)
θ (k) = θ (k-1) + KP (k) idenl (k) (15a)
The dead zone function Fnl is shown in FIG.
It is not limited to what is shown, for example, as shown in FIG.
Such a discontinuous dead band function, or as shown in FIG.
A simple incomplete dead band function may be used. However, incomplete
Completely prevent drift when using the zonal function
It is not possible.
The residual identification error is determined by the throttle valve opening.
The amplitude changes according to the variation of TH. So the book
In the embodiment, a dead zone defining the width of the dead zone shown in FIG.
The width parameter EIDNRLMT is calculated by the following equation (24).
Of the change amount of the target throttle valve opening THR
Set according to the root mean square value DDTHRSQA (specifically
The more the mean square value DDTHRSQA increases,
The setting is made so that the sensing zone width parameter EIDNRLMT increases.
). This allows the model parameters
The identification error that should be reflected in the data
Can be prevented from being ignored. Equation (2
4) DDTHR is a change in the target throttle valve opening THR.
And is calculated by the following equation (25).
(Equation 4)Here, the throttle valve opening deviation amount DTH is
Adaptive sliding mode control to target value DTHR
Is controlled by the equation (21).
Change target value DTHR to throttle valve opening deviation amount DTH
And the change amount DDTH of the throttle valve opening deviation amount DTH is
Calculated and obtained by substituting DDTH for DDTH in equation (24).
Dead band width according to the mean square value DDTHRSQA
The parameter EIDNRLMT can also be set.
Further, the robustness of the control system is further improved.
For this purpose, the adaptive sliding mode controller 21
It is effective to make it more stable. Therefore, the present embodiment
Now, the model parameter calculated by the above equation (15)
Elements a1 ', a2', b1 'and
c1 'is subjected to the limit processing, and the modified model parameter
Data vector θL (k) (θL (k)T= [A1, a2, b
1, c1]). And adaptive sliding
The mode controller 21 has a modified model parameter vector.
Sliding mode control is performed using the torque θL (k).
Run. For details on limit processing, refer to
This will be described later with reference to a chart.
Next, the deviation PR predicted by the state predictor 23
A method of calculating EDTH will be described. First, the following equation (26)
According to (29), the matrices A and B and the vector X
(k) and U (k) are defined.
(Equation 5)
These matrices A and B and vectors X (k) and U (k)
Write the above equation (1) that defines the control target model using
In other words, the following equation (30) is obtained.
X (k + 1) = AX (k) + BU (k-d) (30)
When X (k + d) is obtained from Expression (30), the following is obtained.
Equation (31) is obtained.
(Equation 6)
Here, the model parameters a1 ', a
2 ', b1' and c1 ', the matrix A' and
When B 'is defined by the following equations (32) and (33),
The prediction vector XHAT (k + d) is given by the following equation (34).
Can be
(Equation 7)
The first row of the predicted vector XHAT (k + d)
The prime DTHHAT (k + d) is the predicted deviation PREDT
H (k), which is given by the following equation (35).
PREDTH (k) = DTHHAT (k + d)
= Α1 × DTH (k) + α2 × DTH (k−1)
+ Β1 × DUT (k-1) + β2 × DUT (k-2) + ... + βd × DUT (k-d)
+ Γ1 + γ2 +... + Γd (35)
Here, α1 is the matrix A ′d1 row and 1 column element of α2
Is the matrix A 'd1 row, 2 column elements, βi is a matrix
A 'diB ', one row and one column element, .gamma.i is the matrix A'di
B 'is a 1-row, 2-column element.
The predicted deviation amount P calculated by the equation (35)
Applying REDTH (k) to the above equation (9),
The values DTHR (k + d + 1), DTHR (k + d), and DTHR (k + d
-1) to DTHR (k), DTHR (k-1), and DT
By replacing with HR (k-2), the following equation (9a) is obtained.
can get. From equation (9a), the equivalent control input Ueq (k)
Is calculated.
(Equation 8)
Further, the prediction bias calculated by the equation (35)
Using the difference PREDTH (k), the following equation (36) is used.
Define the predictive switching function value σpre (k) and enter the reaching law input Ur
ch (k) and adaptive law input Uadp (k) are expressed by the following equations, respectively.
It is calculated by (10a) and (11a).
σpre (k) = (PREDTH (k) −DTHR (k−1))
+ VPOLE (PREDTH (k-1) -DTHR (k-2)) (36)
(Equation 9)
Next, the model parameter c 1 ′ is
Shows the deviation of the default opening THDEF and disturbance.
Parameters. Therefore, as shown in FIG.
Although it fluctuates due to disturbance, the default opening deviation is relatively
It can be regarded as almost constant within a short period. So, the real
In the embodiment, the model parameter c1 'is statistically processed, and
The central value of the fluctuation of the default opening deviation thdefadp
And the throttle valve opening deviation amount DTH and the target
The value DTHR was used for calculation.
Generally, the least square method is used as a statistical processing method.
As is known, the statistical processing by the least squares method is generally performed.
Usually, data within a certain period of time, that is, the model
All parameters c1 'are stored in the memory, and
At some point, it is performed by performing a batch operation. Toko
However, this batch operation stores all data.
Requires a huge amount of memory, and the inverse matrix
The calculation is required, resulting in an increase in the amount of calculation.
Therefore, in this embodiment, the above equations (15) to (15)
Iterative least squares algorithm of adaptive control shown in (21)
The rhythm is applied to statistical processing, and the model parameters c1
The least square center value is set to the default opening deviation thdefad
It is calculated as p.
Specifically, the above formulas (15) to (21)
θ (k) and θ (k)TTo thdefadp, and ζ (k) and
Bye (k)TIs replaced with “1”, and ide (k) is placed in ec1 (k).
KP (k) is replaced with KPTH (k), and P (k) is replaced with PTH
(k), and λ1 and λ2 are respectively λ1 ′ and λ
2 ′, the following formulas (37) to (40)
Get.
(Equation 10)
By setting the coefficients λ1 ′ and λ2 ′,
You can select any of the four algorithms
In the equation (39), the coefficient λ1 ′ is set to a value other than 0 or 1.
By setting the coefficient to a predetermined value and setting the coefficient λ2 ′ to 1,
Weighted least squares method.
In the calculations of the above equations (37) to (40),
Is the value to be stored is thdefadp (k + 1) and PTH
Only (k + 1), and no inverse matrix operation is required. did
Therefore, adopt the recursive least squares algorithm
To overcome the drawbacks of the general least-squares method,
Statistical processing of model parameter c1 by the square method
Can be.
No default opening obtained as a result of statistical processing
The thdefadp is applied to the above equations (2) and (3).
Then, instead of Expressions (2) and (3), the following Expressions (41) and
According to (42), the throttle valve opening deviation amount DTH (k) and
And a target value DTHR (k) are calculated. Subtraction shown in FIG.
The units 26 and 27 calculate the following equations (41) and (42)
Is performed, the throttle valve opening deviation amount DTH (k)
And a target value DTHR (k).
DTH (k) = TH (k) -THDEF + thdefadp
= TH (k) -THDEFR (41)
DTHR (k) = THR (k) -THDEF + thdefadp
= THR (k) -THDEFR (42)
Using equations (41) and (42)
Therefore, the default opening THDEF is
Deviation from the design value due to variability in characteristics or aging
Even if it does, it is necessary to compensate for the deviation and perform accurate control.
Can be. That is, the modeling error (the actual plant
Difference between the characteristics and the characteristics of the controlled model)
The reference value of the controlled object model to be
Uses R to match actual plant reference values
Can be done. As a result, modeling errors are reduced
Thus, control performance can be improved.
Next, the adaptive sliding mode command described above is used.
Controller 21, model parameter identifier 22 and state
CPU of ECU 7 for realizing the function of predictor 23
The calculation processing in will be described.
FIG. 9 shows the overall flow of the throttle valve opening control.
This processing is performed for a predetermined time (for example, 2 ms).
This is executed by the CPU of the ECU 7 every ec). Step S
At 11, the state variable setting process shown in FIG. 10 is executed.
That is, the operations of Expressions (41) and (42) are executed, and
Rotor valve opening deviation amount DTH (k) and target value DTHR (k)
Is calculated (FIG. 10, steps S21 and S22). What
(K) indicating the current value is omitted.
There is.
In step S12, the model shown in FIG.
The operation of the parameter identifier, that is, the equation (15a)
Calculation of model parameter vector θ (k)
And execute limit processing to modify the model parameters.
The data vector θL (k) is calculated.
In the following step S13, the state shown in FIG.
The calculation of the state predictor is executed, and the predicted deviation amount PREDTH (k) is calculated.
Is calculated. Next, the correction model calculated in step S12
FIG. 22 using the parameter vector θL (k).
The arithmetic processing of the control input Usl (k) is executed (step S
14). That is, the equivalent control input Ueq and the reaching law input U
rch (k) and adaptive law input Uadp (k)
The control input Usl (k) (= Dute
DUT (k)) is calculated.
In the following step S16, the process shown in FIG.
Executes stability judgment processing of the riding mode controller
I do. In other words, the stability based on the differential value of the Lyapunov function
Make a determination and set the stability determination flag FSMCSTAB.
Do. This stability determination flag FSMCSTAB is "1".
Adaptive sliding mode controller when set to
21 indicates that it is unstable. Stability judgment flag
FSMCSTAB is set to “1” and the adaptive slide
When the switching mode controller 21 becomes unstable,
The switching function setting parameter VPOLE is stabilized to a predetermined value XP.
OLESTB (FIG. 24, step S231, step S231).
At the same time, the equivalent control input Ueq is set to “0”.
And only the reaching law input Urch and the adaptive law input Uadp
Control by switching to control by
(See FIG. 22, steps S206 and S208). Adaptation
Sliding mode controller 21 becomes unstable
The reaching law input Urch and the adaptive law input U
Change the formula for calculating adp. That is, the reaching law control gay
Value of the adaptive law control gain G
To a value that stabilizes
The reaching law input Urch and the adaptive law without using the
The input Uadp is calculated (see FIGS. 27 and 28). More than
Adaptive stabilizing mode control
The unstable state of the controller 21 is terminated early,
You can return to the state. In step S17, FIG.
Execute the thdefadp calculation process shown in
The opening deviation thdefadp is calculated.
FIG. 11 shows the model parameter identifier 22.
It is a flowchart of a calculation process. In step S31
Calculates the gain coefficient vector KP (k) by equation (20).
And then, using equation (18), the estimated throttle valve opening deviation
The difference DTHHAT (k) is calculated (step S32).
In step S33, the performance of idenl (k) shown in FIG.
Calculation processing and calculate the estimated slot calculated in step S32.
Tolerance DTHHAT (k) is applied to equation (17).
The calculation of the identification error ide (k) using FIG.
Perform dead zone processing using the function shown in FIG.
Calculate the error idenl.
In the following step S34, equation (15a)
To calculate the model parameter vector θ (k),
Executes stabilization processing of model parameter vector θ (k)
(Step S35). That is, each model parameter
Modified model parameter vector
Calculate θL (k).
FIG. 12 is executed in step S33 of FIG.
Is a flowchart of idenl (k) calculation processing performed.
You. In step S51, the identification error i is calculated according to equation (17).
Calculate de (k). Next, in step S53, the ink
The value of the counter CNTIDST being incremented is
Predetermined value XCNTID set according to elephant dead time d
ST (for example, set to “3” corresponding to dead time d = 2)
Is determined (step S5).
2). The initial value of the counter CNTIDST is “0”
Therefore, the process first proceeds to step S53, and the counter CNTI
DST is incremented by “1” and the identification error ide
(k) is set to "0" (step S54), and
Proceed to S55. Identification of model parameter vector θ (k)
Immediately after the start of the calculation, the correct identification
Since no error is obtained, steps S52 to S54
In other words, the identification error id is calculated without using the calculation result obtained by the equation (17).
e (k) is set to “0”.
The answer to step S52 is affirmative (YES).
Then, the process immediately proceeds to step S55. In step S55
Performs low-pass filtering of the identification error ide (k).
U. Specifically, the model of the control target having low-pass characteristics
Parameter identification, the least squares identification algorithm
The identification weight of the system with respect to the identification error ide (k) is shown in FIG.
(A) has a frequency characteristic as shown by a solid line L1,
This is indicated by a broken line L2 by the low-pass filter processing.
The characteristic is such that high frequency components are attenuated. This is
For reasons.
An actual control object having a low-pass characteristic;
The frequency characteristics of the control target model that models this
As shown by solid lines L3 and L4 in FIG.
You. In other words, low-pass characteristics
Model parameters for controlled objects with
When the model parameters are identified by the
Model parameters greatly affect high-frequency rejection
Control model in the low frequency range.
In is lower than the actual characteristics. As a result,
Of the control input by the
It becomes correction.
Therefore, identification is performed by low-pass filter processing.
The frequency characteristics of the algorithm weights are broken as shown in FIG.
By setting the characteristic as indicated by the line L2,
The frequency characteristic of Dell is shown by a broken line L5 in FIG.
Characteristics, match the actual frequency characteristics, or
The low-frequency gain of the target model is slightly higher than the actual gain.
It was decided to fix it. This allows the control
To prevent overcorrection by the controller 21 and improve the robustness of the control system.
The control system can be further stabilized by increasing the value.
It should be noted that the low-pass filter processing is performed for the identification error.
Past value ide (k-i) (for example, 1 corresponding to i = 1 to 10)
0 past values) are stored in the ring buffer.
It is executed by multiplying the last value by a weighting factor and adding it.
You. Further, the identification error ide (k) is calculated by the equation (17),
Since it is calculated using (18) and (19),
The throttle valve opening deviation amount DTH (k) and the estimated throttle valve opening
Low-pass filter similar to the degree deviation DTHHAT (k)
Processing, or the throttle valve opening deviation amount D
TH (k-1) and DTH (k-2), and the duty ratio DUT (k
-d-1) to perform the same low-pass filter processing.
The same effect can be obtained.
Returning to FIG. 12, in the following step S56,
The dead zone process shown in FIG. 14 is executed. Steps in FIG.
In S61, for example, n = 5 in the equation (24) is set.
Mean square value of the amount of change in the target throttle valve opening THR
Calculate DDTHRSQA and then calculate the root mean square value DDTH
EIDNRLMT table shown in FIG. 15 according to RSQA
Search for the dead band width parameter EIDNRLMT
It is issued (step S62).
In step S63, the identification error ide (k)
Is greater than the dead zone parameter EIDNLLMT?
And if ide (k)> EIDNRLMT
Is the corrected identification error idenl by the following equation (43).
(k) It is calculated (step S67).
idlen (k) = ide (k) -EIDNRLMT (43)
The answer to step S63 is negative (NO)
In this case, the identification error ide (k) is further reduced by the dead band width parameter.
Whether EIDNRLMT is smaller than the value with a minus sign
Is determined (step S64), and ide (k) <− EIDN
If it is RLMT, the modified equation is obtained by the following equation (44).
The constant error idenl (k) is calculated (step S65).
idlen (k) = ide (k) + EIDNRLMT (44)
Further, the identification error ide (k) is within the range of ± EIDNRLMT.
, The modified identification error idenl (k) is set to “0”.
(Step S66).
FIG. 16 is executed in step S35 of FIG.
9 is a flowchart of a process of stabilizing θ (k). S
In step S71, a flag FA1 used in this processing is set.
STAB, FA2STAB, FB1LMT and FC1L
Initialization is set by setting MT to “0”, respectively.
Do. Then, in step S72, a shown in FIG.
The limit processing of 1 'and a2' is executed, and step S7
In 3, the limit processing of b1 'shown in FIG.
In step S74, the limit processing of c1 'shown in FIG.
Execute the process.
FIG. 17 is executed in step S72 of FIG.
A1 'and a2' limit processing flow chart
It is. FIG. 18 is a diagram for explaining the processing of FIG.
This is referred to with FIG.
In FIG. 18, a limit process is required.
The combination of model parameters a1 'and a2' is "x"
And stable model parameters a1 'and a1'
The range of the combination of 2 ′ is a hatched area (hereinafter referred to as a hatched area)
The "stable region" below). Processing of FIG.
Are the model parameters a1 'and a
The combination of 2 ′ is within the stable region (the position indicated by “○”).
This is the process of moving to.
At step S81, model parameters a
2 ′ is equal to or larger than a predetermined a2 lower limit value XIDA2L
I do. The predetermined a2 lower limit value XIDA2L is larger than “−1”.
Set to a negative value. Predetermined a2 lower limit value XIDA2L
Is a stable modified model parameter even if it is set to -1.
Are obtained, which are defined by the above equation (26).
Matrix n becomes unstable (this is due to a1 'and a1'
2 'does not diverge but vibrates)
Therefore, the value is set to a value larger than “−1”.
In step S81, if a2 '<XIDA2L
In some cases, the modified model parameter a2 is
XIDA2L and a2 stabilization flag F
Set A2STAB to “1”. a2 stabilization flag F
When A2STAB is set to “1”, the modified model parameter
Indicates that the meter a2 has been set to the lower limit value XIDA2L.
You. In FIG. 18, steps S81 and S82
Modification of model parameters by the mitt process P1 is "P
This is indicated by an arrow line with an “1” (a line with an arrow).
If the answer to step S81 is affirmative (YES),
That is, when a2 '≧ XIDA2L, the modified model
Parameter a2 is set to model parameter a2 '
(Step S83). Step S84 and step S8
5, the model parameter a1 'is set to a predetermined a1 lower limit value X
Range where IDA1L and predetermined a1 upper limit value XIDA1H can be set
It is determined whether it is within. Predetermined a1 lower limit value XIDA1
L is set to a value greater than or equal to −2 and smaller than 0,
One upper limit value XIDA1H is set to 2, for example.
If the answers in steps S84 and S85 are both
When affirmative (YES), that is, XIDA1L ≦ a
When 1 ′ ≦ XIDA1H, the modified model parameter
The parameter a1 is set to the model parameter a1 '(step
S88). On the other hand, when a1 '<XIDA1L,
Set the modified model parameter a1 to the lower limit value XIDA1L
And a1 stabilization flag FA1STAB is set.
It is set to "1" (steps S84, S86). And a
1 ′> XIDA1H, the modified model parameter
A1 is set to the upper limit value XIDA1H, and a1
Set the stabilization flag FA1STAB to “1” (step
Steps S85 and S87). a1 stabilization flag FA1STA
When B is set to “1”, the modified model parameter a
1 as the lower limit value XIDA1L or the upper limit value XIDA1H.
Indicates that it has been set. In FIG. 18, step S84
Of model parameters by the limit processing P2 of S87
The correction is indicated by the arrow with “P2”.
In step S90, the modified model parameters
The sum of the absolute value of the parameter a1 and the corrected model parameter a2 is
It is determined whether or not the value is equal to or less than a fixed stability determination value XA2STAB.
You. The predetermined stability determination value XA2STAB is close to “1”.
The value is set to a value smaller than “1” (for example, 0.99).
The straight lines L1 and L2 shown in FIG.
This is a straight line that satisfies (45).
a2 + | a1 | = XA2STAB (45)
Therefore, step S90 is performed by using the modified model parameters
The combination of a1 and a2 corresponds to the straight line L1 and the line L1 shown in FIG.
And whether it is on or below the line of L2
You. When the answer to step S90 is affirmative (YES)
Is the combination of the modified model parameters a1 and a2
Is within the stable region of FIG.
Complete.
On the other hand, if the answer to step S90 is negative (NO),
In some cases, the corrected model parameter a1 is
From the fixed value XA2STAB, the predetermined a2 lower limit value XIDA2L
The subtracted value (XIDA2L <0, so XA2ST
AB-XIDA2L> XA2STAB holds)
It is determined whether or not this is the case (step S91). And the correction model
Parameter a1 is (XA2STAB-XIDA2L)
If the following, the modified model parameter a2 is set to (XA
2STAB- | a1 |) and a2 stable
The flag FA2STAB to “1” (step
S92).
At step S91, the modified model parameter a
When 1 is greater than (XA2STAB-XIDA2L)
Sets the modified model parameter a1 to (XA2STAB-X
IDA2L) and set the modified model parameter a2
A2 lower limit XIDA2L
The stabilization flag FA2 and the stabilization flag FA2
STAB are both set to "1" (step S9)
3).
In FIG. 18, steps S91 and S91
Correction of model parameters by 92 limit processing P3
Is indicated by an arrow with “P3”, and
Model by the limit processing P4 in steps S91 and S93.
Parameter modifications are indicated by arrows with “P4”
You.
As described above, the model shown in FIG.
Parameters a1 'and a2' are within the stable region shown in FIG.
Limit processing is performed so that the
Meters a1 and a2 are calculated.
FIG. 19 is executed in step S73 of FIG.
It is a flowchart of the limit processing of b1 'performed.
In steps S101 and S102, the model parameters
b1 'is a predetermined b1 lower limit value XIDB1L and a predetermined b1 upper limit value
It is determined whether or not the value XIDB1H is within a range that can be determined.
You. The predetermined b1 lower limit value XIDB1L is a positive predetermined value (for example,
0.1) and the predetermined b1 upper limit value XIDB1H
Is set to, for example, “1”.
No answer in steps S101 and S102
When these are also affirmative (YES), that is, XIDB1L
≦ b1 ′ ≦ XIDB1H, the modified model parameter
The meter b1 is set to the model parameter b1 '(the
Step S105). On the other hand, if b1 '<XIDB1L
The modified model parameter b1 is set to the lower limit value XIDB1L.
And the b1 limit flag FB1LMT
Is set to "1" (steps S101, S104).
When b1 '> XIDB1H, the modified model
Set the parameter b1 to the upper limit value XIDB1H
, The b1 limit flag FB1LMT is set to “1”.
(Steps S102 and S103). b1 limit hula
When the FB1LMT is set to “1”, the modified model
Parameter b1 is set to lower limit value XIDB1L or upper limit value XI
DB1H is set.
FIG. 20 is executed in step S74 of FIG.
Of the limit processing of the model parameter c1 'to be performed
It is a chart. In steps S111 and S112,
When the model parameter c1 'is a predetermined c1 lower limit value XIDC1
L and the predetermined c1 upper limit value XIDC1H
It is determined whether or not. The predetermined c1 lower limit value XIDC1L is an example.
For example, it is set to -60, and the predetermined c1 upper limit value XIDC1H
Is set to 60, for example.
No answer in steps S111 and S112
When these are also affirmative (YES), that is, XIDC1L
≦ c1 ′ ≦ XIDC1H, the modified model parameter
The meter c1 is set to the model parameter c1 '(the
Step S115). On the other hand, if c1 '<XIDC1L,
When the modified model parameter c1 is set to the lower limit value XIDC1L
And the c1 limit flag FC1LMT
Is set to "1" (steps S111, S114).
When c1 '> XIDC1H, the modified model
Set parameter c1 to the upper limit value XIDC1H
, Set the c1 limit flag FC1LMT to “1”.
(Steps S112 and S113). c1 limit hula
FC1LMT is a modified model when set to "1".
The parameter c1 is set to the lower limit XIDC1L or the upper limit XI.
Indicates that DC1H has been set.
FIG. 21 is a flowchart showing the processing executed in step S13 of FIG.
6 is a flowchart of a calculation process performed by a state predictor. S
In step S121, a matrix operation is performed to
(35) matrix elements α1, α2, β1 and β2, and γ1
Γγd is calculated. In step S122, equation (35)
To calculate the predicted deviation amount PREDTH (k).
FIG. 22 is a flowchart showing the processing executed in step S14 of FIG.
Control input Usl to the throttle valve drive 10
It is a flowchart of the process which calculates (= DUT).
In step S201, the prediction switching function value σ shown in FIG.
pre is performed, and in step S202,
Calculation of integrated value of predicted switching function value σpre shown in 26
Execute In step S203, the equation (9) is used.
Then, the equivalent control input Ueq is calculated. Step S204
Now, the calculation process of the reaching law input Urch shown in FIG.
In step S205, the adaptive law input shown in FIG.
Executes Uadp arithmetic processing.
In step S206, the processing shown in FIG.
The stability determination flag FSMCSTAB set in the process is
It is determined whether it is "1". Stability determination flag FSM
When CSTAB is set to "1", the adaptive slide
That the switching mode controller 21 is unstable
Is shown.
In step S206, FSMCSTAB = 0
And the adaptive sliding mode controller 21
If it is stable, calculate in steps S203 to S205
Control inputs Ueq, Urch and Uadp
To calculate the control input Usl (step S
207).
On the other hand, when FSMCSTAB = 1 and the adaptive
Riding mode controller 21 becomes unstable
When there is, reaching law input Urch and adaptive law input Uad
The sum of p is calculated as the control input Usl. That is,
The equivalent control input Ueq is used to calculate the control input Usl.
Not to be. This can cause the control system to become unstable.
And can be prevented.
In the following steps S209 and S210,
The calculated control input Usl is equal to a predetermined upper / lower limit XUSLH and
It is determined whether it is within the range of XUSLL, and the control input U
If sl is within the range of the predetermined upper and lower limits, immediately
End the process. On the other hand, when the control input Usl is equal to the predetermined lower limit XU
When the value is equal to or less than SLL, the control input Usl is set to a predetermined lower limit value.
XUSLL is set (steps S209 and S212),
When the control input Usl is equal to or more than the predetermined upper limit value XUSLH
Sets the control input Usl to a predetermined upper limit value XUSLH
(Steps S210, S211).
FIG. 23 is a flowchart showing the operation performed in step S201 of FIG.
Float of calculation processing of predicted switching function value σpre to be executed
It is a chart. In step S221, the disconnection shown in FIG.
Execute the calculation process of the conversion function setting parameter VPOLE,
Next, the predictive switching function value σpre is calculated by the equation (36).
The calculation of (k) is executed (step S222).
In the following steps S223 and S224,
The calculated prediction switching function value σpre (k) is equal to the predetermined upper / lower limit X
Determines if it is within the range of SGMH and XSGML
And the predicted switching function value σpre (k) is within a predetermined upper / lower range.
If the value is within the range, the present process is immediately terminated. Meanwhile, prediction
When the switching function value σpre (k) is equal to or less than a predetermined lower limit value XSGML,
In some cases, the predicted switching function value σpre (k) is
XSGML (steps S223 and S225),
The predicted switching function value σpre (k) is equal to or less than a predetermined upper limit value XSGMH.
When it is above, the predicted switching function value σpre (k) is
Limit value XSGMH (steps S224 and S22).
6).
FIG. 24 is a flowchart showing the operation performed in step S221 of FIG.
Calculation processing of the executed switching function setting parameter VPOLE
It is a flowchart of FIG. In step S231, the stable
It is determined whether the determination flag FSMCSTAB is "1".
Separately, FSMCSTAB = 1 and adaptive sliding
When the mode controller 21 is unstable
Sets the switching function setting parameter VPOLE to a stabilized predetermined value.
It is set to XPOLESTB (step S232). Cheap
The fixed predetermined value XPOLESTB is larger than “−1”.
Set to a value very close to "-1" (eg -0.999)
Is done.
When FSMCSTAB = 0 and the adaptive slide
When the sliding mode controller 21 is stable,
The change amount DD of the target value DTHR (k) is calculated by the following equation (46).
THR (k) is calculated (step S233).
DDTHR (k) = DTHR (k) -DTHR (k-1) (46)
In step S234, the throttle valve opening
Deviation amount DTH and target value calculated in step S233
VPOLE map according to the amount of change DDTHR
Then, a switching function setting parameter VPOLE is calculated. V
The POLE map, as shown in FIG.
When the torque valve opening deviation amount DTH takes a value near 0 (slope
The throttle valve opening TH is a value near the default opening THDEF
Increases), and the throttle valve increases at values other than near 0.
It becomes a substantially constant value with respect to the change in the opening deviation amount DTH.
It is set as follows. The VPOLE map is the same
As shown by the solid line in (b), the target value change amount DDTHR
Is set so that the VPOLE value increases as
However, the throttle valve opening deviation amount DTH is close to zero.
When taking the value, change the target value as shown by the broken line in the figure.
Increase when the oxidation amount DDTHR takes a value near 0.
Is set to
That is, the target value DT of the throttle valve opening degree
When the change in the direction of decrease in HR is large, the switching function is set.
Parameter VPOLE is set to a relatively small value.
As a result, the throttle valve 3 is fully closed
Collision can be prevented. Also, default
In the vicinity of the tilt opening THDEF, the switching function setting parameter
Meter VPOLE is set to a relatively large value,
The controllability near the tilt opening THDEF can be improved.
Can be.
Note that, as shown in FIG.
The valve opening TH is near the fully closed position or near the fully opened position
At this time, the switching function setting parameter VPOLE is decreased.
May be set. This opens the throttle valve
When the degree TH is in the vicinity of the fully closed position or in the vicinity of the fully opened position
Means that the speed following the target opening THR is slow,
Fully-closed stopper for the throttle valve 3
Function) can be more reliably prevented
You.
In the following steps S235 and S236,
The calculated switching function setting parameter VPOLE is up or down
Whether it is within the limits XPOLEH and XPOLEL
Is determined, and the switching function setting parameter VPOLE is
If the value is within the range of the upper and lower limits, the process is immediately terminated.
You. On the other hand, the switching function setting parameter VPOLE is lower than a predetermined value.
When the value is equal to or less than the limit value XPOLEL, the switching function setting parameter is set.
Set the meter VPOLE to the predetermined lower limit XPOLEL
(Steps S236, S238), switching function setting parameters
Data VPOLE is greater than or equal to a predetermined upper limit XPOLEH.
The switching function setting parameter VPOLE is set to a predetermined upper limit value.
Set to XPOLEH (steps S235, S23)
7).
FIG. 26 is a flowchart showing the operation performed in step S202 of FIG.
Integrated value SUMSI of predicted switching function value σpre
It is a flowchart of a process of calculating GMA. Integrated value
SUMSIGMA enters an adaptive rule in the process of FIG.
Used to calculate the force Uadp (see the above equation (11a)).
See).
In step S241, the following equation (47) is used.
Then, the integrated value SUMSIGMA is calculated. Δ in the following equation
T is the execution cycle of the operation.
SUMSIGMA (k) = SUMSIGMA (k-1) + σpre × ΔT (47)
In the following steps S242 and S243, the calculated integration
The value SUMSIGMA is a predetermined upper and lower limit value XSUMSH and X
It is determined whether or not the sum is within the range of SUMSL, and the integrated value SU is determined.
When MSIGMA is within the range of predetermined upper and lower limits,
This process is terminated at a later time. On the other hand, the integrated value SUMSIGMA
Is less than or equal to a predetermined lower limit value XSUMSL, the integrated value S
UMSIGMA is set to a predetermined lower limit value XSUMSL (
Steps S242 and S244), integrated value SUMSIGMA
Is greater than or equal to the predetermined upper limit value XSUMSH, the integrated value S
Set UMSIGMA to a predetermined upper limit value XSUMSH
(Steps S243 and S245).
FIG. 27 is a flowchart showing the operation performed in step S204 of FIG.
Flowchart of Arithmetic Processing of Arrival Law Input Urch to be Executed
It is. In step S261, the stability determination flag FS
It is determined whether or not MCSTAB is “1”. Stability
If the separate flag FSMCSTAB is "0" and the adaptive slide
When the sliding mode controller 21 is stable,
The control gain F is set to a predetermined normal gain XKRCH (the
Step S262), the following equation (48) (the above equation (10a)
Is calculated by the same formula as above).
(Step S263).
Urch = −F × σpre / b1 (48)
On the other hand, when the stability determination flag FSMCSTAB is
"1" for adaptive sliding mode controller
21 becomes unstable when the control gain F
Set to the stabilization gain XKRCHSTB (step S26)
4), the following equation (49) without using the model parameter b1
Is used to calculate the reaching law input Urch (Step S26)
5).
Urch = −F × σpre (49)
In the following steps S266 and S267,
The calculated reaching law input Urch is equal to a predetermined upper / lower limit value XURCH
H and XURCHL are determined to be within the range.
When the reaching rule input Urch is within the range of predetermined upper and lower limits
Ends this process immediately. On the other hand, the reaching law input Urc
When h is equal to or less than a predetermined lower limit value XURCHL, the reaching law
The input Urch is set to a predetermined lower limit value XURCHL (step
Steps S266, S268), reaching law input Urch is predetermined
If it is not less than the upper limit value XURCHH, the reaching law input Ur
is set to a predetermined upper limit value XURCHH (step S
267, S269).
As described above, the adaptive sliding mode control
When the controller 21 becomes unstable, the control gain F
Set the predetermined stabilization gain XKRCHSTB and
, The reaching law input U without using the model parameter b1
By calculating rch, the adaptive sliding mode
Controller 21 can be returned to a stable state.
Identification by the model parameter identifier 22 becomes unstable
The adaptive sliding mode controller 21
Becomes unstable, so the unstable model parameters
By not using b1, adaptive sliding mode
Controller 21 can be stabilized.
FIG. 28 is a flowchart showing the operation performed in step S205 of FIG.
Of the adaptive law input Uadp to be executed
It is. In step S271, the stability determination flag FS
It is determined whether or not MCSTAB is “1”. Stability
If the separate flag FSMCSTAB is "0" and the adaptive slide
When the sliding mode controller 21 is stable,
The control gain G is set to a predetermined normal gain XKADP (the
Step S272), the following equation (50) (the above equation (11a)
The adaptive law input Uadp is calculated by the equation corresponding to
(Step S273).
Uadp = −G × SUMSIGMA / b1 (50)
On the other hand, the stability determination flag FSMCSTAB is
"1" for adaptive sliding mode controller
When 21 becomes unstable, the control gain G is reduced to a predetermined level.
Set to the stabilization gain XKADPSTB (step S27)
4), the following equation (51) without using the model parameter b1
Is used to calculate the adaptive law input Uadp (step S27)
5).
Uadp = −G × SUMSIGMA (51)
As described above, the adaptive sliding mode control
When the controller 21 becomes unstable, the control gain G
Set the predetermined stabilization gain XKADPSTB and
The adaptive law input U without using the model parameter b1
By calculating adp, the adaptive sliding mode
Controller 21 can be returned to a stable state.
FIG. 29 is a flowchart of the processing executed in step S16 of FIG.
Processing of the sliding mode controller
It is a flowchart of FIG. In this process, the Lyapunov
Performs stability judgment based on the differential term of the number, and responds to the stability judgment result.
Then, the stability determination flag FSMCSTAB is set.
In step S281, the following equation (52) is used.
Then, the switching function change amount Dσpre is calculated, and then the following equation is calculated.
According to (53), the stability determination parameter SGMSTAB is obtained.
Is calculated (step S282).
Dσpre = σpre (k) −σpre (k-1) (52)
SGMSTAB = Dσpre × σpre (k) (53)
In step S283, the stability determination parameter is set.
Data SGMSTAB is the stability judgment threshold value XSGMSTAB
It is determined whether or not SGMSTAB> XSGMSTA
If B, controller 21 may be unstable
The instability detection counter CNTSMCS
T is incremented by "1" (step S28)
5). Also, SGMSTAB ≦ XSGMSTAB
When it is determined that the controller 21 is stable,
The count value of the fixed detection counter CNTSMCST is
It is held without being incremented (step S284).
In step S286, the instability detection count
The value of CNTSMCST is a predetermined count value XSSTAB
It is determined whether or not: CNTSMCST ≦ XSSTA
B, it is determined that the controller 21 is stable.
And set the first determination flag FSMCSTAB1 to "0".
(Step S287). On the other hand, CNTSMCST>
If XSSTAB, controller 21 is unstable
And the first determination flag FSMCSTA
B1 is set to "1" (step S288). In addition,
The instability detection counter CNTSMCST is set to the ignition
When the switch is turned on, the count value is initialized to "0".
It is.
In the following step S289, a stability determination period
Decrement the counter CNTJUDST by "1"
And then the stability determination period counter CNTJUDST
Is determined whether or not the value of is “0” (step S29)
0). The stability determination period counter CNTJUDST
Predetermined discrimination count value XCJ when Nishon switch is on
Initialized to UDST. So, first step
The answer to S290 is negative (NO), and the process immediately proceeds to step S290.
Proceed to 295.
Thereafter, the stability determination period counter CNTJUD
When ST becomes “0”, the process proceeds from step S290 to step S290.
Proceeding to S291, the first determination flag FSMCSTAB1 is cleared.
It is determined whether it is "1". Then, the first determination flag
If FSMCSTAB1 is "0", the second determination
The flag FSMCSTAB2 is set to "0" (step
S293), the first determination flag FSMCSTAB1 is
If it is "1", the second determination flag FSMCSTAB
2 is set to "1" (step S292).
In the following step S294, a stability determination period
The value of the counter CNTJUDST is set to a predetermined determination count value X.
Set to CJUDST and set the instability detection counter
The value of CNTSMCST is set to “0”, and step S2
Go to 95. In step S295, the stability determination flag F
SMCSTAB is set to a first determination flag FSMCSTAB1
And the second judgment flag FSMCSTAB2
You. The second determination flag FSMCSTAB2 is determined in step S
The answer to 286 is affirmative (YES), and the first determination flag F
Even if SMCSTAB1 is set to "0", the stability determination period
Until the value of the interval counter CNTJUDST becomes "0"
Is maintained at “1”. Therefore, the stability determination flag
FSMCSTAB is also a stability determination period counter CNTJU
Until the value of DST becomes "0", it is maintained at "1".
You.
FIG. 30 is a flowchart of the processing executed in step S17 of FIG.
Of the default opening deviation thdefadp
It is a flowchart. In step S251, the following expression
The gain coefficient KPTH (k) is calculated by (54).
KPTH (k) = PTH (k-1) / (1 + PTH (k-1)) (54)
Here, PTH (k-1) is a step at the time of the previous execution of this processing.
This is the gain parameter calculated in S253.
In step S252, the model shown in FIG.
Model parameters calculated by the parameter
Data c1 'and the gain coefficient calculated in step S251.
Apply KPTH (k) to the following equation (55) to open the default
The degree deviation thdefadp (k) is calculated.
thdefadp (k) = thdefadp (k-1)
+ KPTH (k) × (c1′-thdefadp (k−1))
(55)
In step S253, the following equation (56) is used.
Then, a gain parameter PTH (k) is calculated.
PTH (k) = (1-PTH (k-1) / (XDEFADPW + PTH (k-1)))
× PTH (k-1) / XDEFADPW (56)
Equation (56) is obtained by calculating λ1 ′ and λ in equation (39).
2 ′ to predetermined values XDEFADPW and “1”, respectively.
It is set.
By the processing in FIG. 30, the model parameters c
1 'is statistically processed by the sequential weighted least squares method,
The default opening deviation thdefadp is calculated. Book
In the embodiment, the throttle valve driving device 10 and the ECU 7
(The output circuit that supplies the drive current to the motor 6)
The model parameter identifier 22 corresponds to the runt
Corresponding to the step, adaptive sliding mode controller 2
1 corresponds to the control unit, and the reference value setting unit 25 corresponds to the correction unit.
Equivalent to. More specifically, the processing of FIG.
22 corresponds to the control means, and the processing in FIG.
The processing constitutes a part of the correction means.
(Second Embodiment) FIG. 31 shows a second embodiment of the present invention.
Control device of plant according to second embodiment, ie, oil
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a pressure positioning device and a control device thereof.
You. Such a hydraulic positioning device is used, for example, for an internal combustion engine.
Continuous to continuously change the valve timing of intake and exhaust valves
Used for variable valve timing mechanisms. Continuously variable valve
The timing mechanism controls the rotation of the cam that drives the intake and exhaust valves.
By changing the phase, the opening and closing timing of the intake and exhaust valves
Shift, improve filling efficiency and reduce pumping loss
Things.
The hydraulic positioning device comprises a piston 64 and a piston.
The hydraulic cylinder 61 in which the stone 64 is fitted, and the electric
Valve 67, hydraulic pump 65, and hydraulic pump 65
Hydraulic supply path 66 for supplying hydraulic pressure to electric spool valve 67
And the first hydraulic pressure P1 is applied to the first hydraulic chamber 6 of the hydraulic cylinder 61.
2 and the second oil pressure P2
Second oil passage 6 to be supplied to second hydraulic chamber 63 of cylinder 61
9 and the operating oil discharged from the electric spool valve 67
A hydraulic discharge path 70 for returning to lupine (not shown).
You.
Further, the position PACT of the piston 64 is detected.
A potentiometer 71 is provided at the detection position P.
A signal indicating ACT is sent to the electronic control unit (ECU) 72.
Supplied. The target position PCMD is input to the ECU 72.
The ECU 72 sets the detection position PACT to the target position PC.
The control amount DUT is calculated so as to match the MD, and the control amount is calculated.
Supply an electric signal corresponding to the quantity DUT to the electric spool valve 67
I do.
The electric spool valve 67 responds to the control amount DUT.
Move the position of the valve element (not shown)
The corresponding first and second hydraulic pressures P1 and P2 are output. First
And the differential pressure DP between the second hydraulic pressures P1 and P2 (= P1-P2)
Is positive, the piston 64 moves to the right in the figure.
When the differential pressure DP is a negative value, the piston 6
4 moves leftward in the figure. Detection position PACT is the target position
The differential pressure DP is maintained at “0” when the pressure matches the PCMD.
Be held.
FIG. 14 shows the hydraulic positioning device shown in FIG.
Control using adaptive sliding mode controller
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control system when the control is performed. control
The device 80 comprises an identifier 81 and an adaptive sliding mode.
Controller 82, predictor 83, reference value setting unit 84
And the subtractors 85 and 86.
This is realized by the arithmetic processing executed in U.
The reference value setting section 84 is the same as in the first embodiment.
The model parameter c identified by the identifier 81
1 ′ and the following equations (37a) and (40a).
Thus, a correction value pbadp of the reference value PBASE is calculated.
pbadp (k + 1) = pbadp (k) + KPTH (k) ec1 (k) (37a)
ec1 (k) = c1 '(k) -pbadp (k) (40a)
Further, the reference value setting section 84 sets the correction value p
The reference value PBASE is corrected by badp and the corrected reference value is corrected.
Calculate PBSR (= PBASE-pbadp). Decrease
The calculator 85 calculates the correction reference value PBSR from the detection position PACT.
Is subtracted to calculate the detected position deviation amount DPACT.
The subtractor 86 calculates the correction reference value from the target position PCMD.
The target value DPCMD is calculated by subtracting the PBSR.
Put out. It should be noted that the reference value PBASE is a hydraulic positioning device.
Is set in advance to an optimum value based on the operation characteristics of the.
The identifier 81 has a control amount D as a control input.
UT and detection position deviation DPACT as control output
Accordingly, the model parameter identifier 22 of the first embodiment
Similarly, the modified model parameter vector θL (k) is calculated.
Put out. That is, the identification error ide (k) is calculated by the following equation (17)
a) and (18a). Where
The parameter vector ζ (k) is defined by the following equation (19a)
Is done. Then, the identification error ide (k) is calculated by the above equation (15).
Apply and use (20) and (21) above
Is used to calculate the model parameter vector θ (k).
It is. Further calculated model parameter vector θ
For (k), the same limit processing as in the first embodiment is performed.
By doing so, the corrected model parameter θL (k) is calculated
Is done.
ide (k) = DPACT (k) -DPACTHAT (k) (17a)
DPACTHAT (k) = θ (k-1)Tζ (k) (18a)
ζT(k) =
[DPACT (k-1), DPACT (k-2), DUT (k-d-1), 1] (19a)
[0131] The estimator 83 operates in the same manner as in the first embodiment.
Similarly to the state predictor 23, the prediction is performed by the following equation (35a).
The deviation amount PREDPACT (k) is calculated.
PREDPACT (k)
= Α1 × DPACT (k) + α2 × DPACT (k-1)
+ Β1 × DUT (k-1) + β2 × DUT (k-2) + ... + βd × DUT (k-d)
+ Γ1 + γ2 +... + Γd (35a)
Adaptive Sliding Mode Controller 8
2 is the adaptive sliding mode controller of the first embodiment.
Similarly to the roller 21, the detected position deviation amount DPACT and
Applying the predicted deviation PREREDACT to the following equation (9b)
Thus, the equivalent control input Ueq (k) is calculated. Further adaptation
The riding mode controller 82 uses the following equation (36)
a) calculates a prediction switching function value σpre (k) according to
Equations (10a) and (11a) show the predicted switching function value σpre
Applying (k), reaching law input Urch (k) and adaptive law input
Uadp (k) is calculated.
Ueq (k) = (1 / b1) {(1-a1-VPOLE) PREDPACT (k)
+ (VPOLE-a2) PREDPACT (k-1)
-C1 + DPACT (k) + (VPOLE-1) DPACT (k-1)
−VPOLE × DPACT (k−2)} (9b)
σpre (k) = (PREDPACT (k) -DPCMD (k-1))
+ VPOLE (PREDPACT (k-1) -DPCMD (k-2))
(36a)
Therefore, according to the control device 80, the first
Output TH and target opening degree THR in the embodiment of FIG.
To the control output PACT and the target position PCMD, respectively.
Since the replaced control is executed, it is the same as the first embodiment.
Control output PACT follows target position PCMD
Is controlled with good robustness.
Further, the reference value PBASE is input to the plant.
Correction according to model parameter c1 'not related to output
The correction reference value PBSR obtained by performing
Therefore, even if the reference value PBASE shifts due to a change over time,
The reference value of the controlled model is
Control performance by reducing modeling errors
Can be improved.
In this embodiment, the hydraulic positioning device shown in FIG.
Is equivalent to a plant, and the control device 80 controls the plant.
Corresponds to the device. Also, the identifier 81 corresponds to an identification unit,
The adaptive sliding mode controller 82 controls the
, And the reference value setting unit 84 corresponds to a correction unit.
The present invention is limited to the above embodiment.
Instead, various modifications are possible. For example, as described above
The default opening THDEF in the embodiment is the first opening THDEF.
The urging force of the return spring 4 as the urging means;
A slot that balances the urging force of the elastic member 5 as the urging means
Although it was defined as a throttle valve opening, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-72231
As shown in the publication, the driving force is applied to the throttle valve.
If not, use the intermediate lever stopper to
Throttle valve driving device having a structure in which the valve is maintained at a predetermined opening.
When the position is to be controlled, the intermediate lever stopper
The throttle opening determined by the default opening TH
What is necessary is just to define it as DEF.
Further, in the second embodiment, the hydraulic positioning is performed.
Pneumatic system using pneumatic pressure instead of hydraulic pressure
Regarding the positioning device, the control device shown in the second embodiment
The control by the device 80 may be applied. Also supplement
The positive reference value THREFR or PBSR is the model parameter.
Data in the adaptive sliding mode.
Since parameters unique to the controller are not involved,
The controller is an adaptive sliding mode controller
Sliding mode that does not use adaptive law input
Controller and other controllers, for example, as well
Control and design that can be designed for
Same as sliding mode control by adjusting parameters
Backstepping control to achieve various control results
Performing modern and / or robust control of
It may be.
[0138]
As described in detail above, according to the present invention,
The model parameters of the target model are the input and output of the plant.
Model parameters that are not relevant to
Based on model parameters that are not related to output,
The reference value is corrected. In other words, the model of the control target model
Since the reference value is corrected by the
The description is based on what control method the control device uses.
Even applicable. Moreover, there is a direct effect on the modeling error.
The reference value of the controlled object model
Modeling error,
And control performance can be improved.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる内燃機関のス
ロットル弁駆動装置と、その制御装置を示す図である。
【図2】図1に示すスロットル弁駆動装置の周波数特性
を示す図である。
【図3】図1の電子制御ユニット(ECU)により実現
される機能を示す機能ブロック図である。
【図4】スライディングモードコントローラの制御特性
と、切換関数設定パラメータ(VPOLE)の値との関
係を示す図である。
【図5】スライディングモードコントローラの制御ゲイ
ン(F,G)の設定範囲を示す図である。
【図6】モデルパラメータのドリフトを説明するための
図である。
【図7】同定誤差を修正する関数を示す図である。
【図8】スロットル弁のデフォルト開度ずれがモデルパ
ラメータ(c1’)に反映されることを説明するための
図である。
【図9】スロットル弁開度制御処理のフローチャートで
ある。
【図10】図9の処理において状態変数の設定を行う処
理のフローチャートである。
【図11】図9の処理においてモデルパラメータ同定器
の演算を実行する処理のフローチャートである。
【図12】図11の処理において同定誤差(ide)の
演算を実行する処理のフローチャートである。
【図13】同定誤差(ide)のローパスフィルタ処理
を説明するための図である。
【図14】図12の処理における不感帯処理のフローチ
ャートである。
【図15】図14の処理で使用されるテーブルを示す図
である。
【図16】図11の処理におけるモデルパラメータベク
トル(θ)の安定化処理のフローチャートである。
【図17】図16の処理におけるモデルパラメータ(a
1’,a2’)のリミット処理のフローチャートであ
る。
【図18】図16の処理によるモデルパラメータの値の
変化を説明するための図である。
【図19】図16の処理におけるモデルパラメータ(b
1’)のリミット処理のフローチャートである。
【図20】図16の処理におけるモデルパラメータ(c
1’)のリミット処理のフローチャートである。
【図21】図9の処理において状態予測器の演算を実行
する処理のフローチャートである。
【図22】図9の処理において制御入力(Usl)の演
算を実行する処理のフローチャートである。
【図23】図22の処理において予測切換関数値(σp
re)の演算を実行する処理のフローチャートである。
【図24】図23の処理において切換関数設定パラメー
タ(VPOLE)の演算を実行する処理のフローチャー
トである。
【図25】図24の処理で使用するマップを示す図であ
る。
【図26】図22の処理において予測切換関数値(σp
re)の積算値の演算を実行する処理のフローチャート
である。
【図27】図22の処理において到達則入力(Urc
h)の演算を実行する処理のフローチャートである。
【図28】図22の処理において適応則入力(Uad
p)の演算を実行する処理のフローチャートである。
【図29】図9の処理においてスライディングモードコ
ントローラの安定判別を実行する処理のフローチャート
である。
【図30】図9の処理においてデフォルト開度ずれ(t
hdefadp)の演算を実行する処理のフローチャー
トである。
【図31】本発明の第2の実施形態にかかる油圧位置決
め装置とのその制御装置を示す図である。
【図32】図31に示される制御系の機能ブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 内燃機関
3 スロットル弁
7 電子制御ユニット
10 スロットル弁駆動装置
21 適応スライディングモードコントローラ(制御手
段)
22 モデルパラメータ同定器(同定手段)
25 基準値設定部(補正手段)
82 適応スライディングモードコントローラ(制御手
段)
81 同定器(同定手段)
84 基準値設定部(補正手段)BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a throttle valve driving device for an internal combustion engine and a control device thereof according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a frequency characteristic of the throttle valve driving device shown in FIG. FIG. 3 is a functional block diagram showing functions realized by an electronic control unit (ECU) of FIG. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between control characteristics of a sliding mode controller and values of a switching function setting parameter (VPOLE). FIG. 5 is a diagram showing a setting range of a control gain (F, G) of a sliding mode controller. FIG. 6 is a diagram for explaining drift of model parameters. FIG. 7 is a diagram showing a function for correcting an identification error. FIG. 8 is a diagram for explaining that a default opening deviation of a throttle valve is reflected on a model parameter (c1 ′). FIG. 9 is a flowchart of a throttle valve opening control process. FIG. 10 is a flowchart of a process for setting a state variable in the process of FIG. 9; FIG. 11 is a flowchart of a process of executing a calculation of a model parameter identifier in the process of FIG. 9; FIG. 12 is a flowchart of a process of executing an operation of an identification error (ide) in the process of FIG. 11; FIG. 13 is a diagram for explaining low-pass filtering of an identification error (ide). FIG. 14 is a flowchart of a dead zone process in the process of FIG. FIG. 15 is a diagram showing a table used in the processing of FIG. 14; FIG. 16 is a flowchart of a process of stabilizing a model parameter vector (θ) in the process of FIG. 11; FIG. 17 shows a model parameter (a) in the processing of FIG.
It is a flowchart of the limit processing of 1 ′, a2 ′). FIG. 18 is a diagram for explaining a change in a value of a model parameter due to the processing of FIG. 16; FIG. 19 shows a model parameter (b) in the processing of FIG.
It is a flowchart of the limit process of 1 '). FIG. 20 shows a model parameter (c) in the processing of FIG.
It is a flowchart of the limit process of 1 '). FIG. 21 is a flowchart of a process of executing a calculation of a state predictor in the process of FIG. 9; FIG. 22 is a flowchart of a process for executing a calculation of a control input (Usl) in the process of FIG. 9; FIG. 23 shows a prediction switching function value (σp
It is a flowchart of the process which performs the calculation of re). FIG. 24 is a flowchart of a process of executing a calculation of a switching function setting parameter (VPOLE) in the process of FIG. 23; FIG. 25 is a diagram showing a map used in the processing of FIG. 24; FIG. 26 shows a prediction switching function value (σp
It is a flowchart of the process which performs the calculation of the integrated value of re). FIG. 27 shows a reaching law input (Urc) in the processing of FIG. 22;
It is a flowchart of the process which performs the calculation of h). FIG. 28 shows an adaptive law input (Uad) in the processing of FIG. 22;
It is a flowchart of the process which performs the calculation of p). FIG. 29 is a flowchart of a process for executing a stability determination of the sliding mode controller in the process of FIG. 9; FIG. 30 shows a default opening deviation (t
15 is a flowchart of a process for executing the calculation of (hdefadp). FIG. 31 is a diagram showing a hydraulic positioning device and a control device thereof according to a second embodiment of the present invention. FIG. 32 is a functional block diagram of a control system shown in FIG. 31. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 3 Throttle valve 7 Electronic control unit 10 Throttle valve driving device 21 Adaptive sliding mode controller (control means) 22 Model parameter identifier (identification means) 25 Reference value setting section (correction means) 82 Adaptive sliding Mode controller (control means) 81 Identifier (identification means) 84 Reference value setting unit (correction means)
フロントページの続き (72)発明者 高橋 潤 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G065 CA26 DA05 FA09 GA41 GA46 KA33 5H004 GA08 GA40 GB12 HA07 HB07 KA45 KA74 KC24 KC26 KC28 KC43 KC45 Continuation of front page (72) Inventor Jun Takahashi 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Stock Association Inside the Honda Research Laboratory F term (reference) 3G065 CA26 DA05 FA09 GA41 GA46 KA33 5H004 GA08 GA40 GB12 HA07 HB07 KA45 KA74 KC24 KC26 KC28 KC43 KC45
Claims (1)
化した制御対象モデルの複数のモデルパラメータを同定
する同定手段と、該同定手段により同定されたモデルパ
ラメータを用いて前記プラントを制御する制御手段とを
備えたプラントの制御装置において、 前記複数のモデルパラメータは、前記プラントの入出力
に関わらないモデルパラメータを含み、該プラントの入
出力に関わらないモデルパラメータに基づいて前記所定
の基準値を補正する補正手段を有することを特徴とする
プラントの制御装置。Claims: 1. An identification means for identifying a plurality of model parameters of a control target model obtained by modeling a plant using a predetermined reference value, and using the model parameters identified by the identification means. A control device for controlling the plant, wherein the plurality of model parameters include a model parameter not related to the input / output of the plant, based on the model parameter not related to the input / output of the plant. A control device for a plant, comprising a correction unit for correcting the predetermined reference value.
Priority Applications (15)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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BR122012016734-7A BR122012016734B1 (en) | 2001-04-20 | 2002-04-19 | PLANT CONTROL SYSTEM |
PCT/JP2002/003895 WO2002086630A1 (en) | 2001-04-20 | 2002-04-19 | Plant control apparatus |
EP02720505.3A EP1293851B1 (en) | 2001-04-20 | 2002-04-19 | Plant control apparatus |
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