JPH06208402A - 目標値追従制御法 - Google Patents
目標値追従制御法Info
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- JPH06208402A JPH06208402A JP5002549A JP254993A JPH06208402A JP H06208402 A JPH06208402 A JP H06208402A JP 5002549 A JP5002549 A JP 5002549A JP 254993 A JP254993 A JP 254993A JP H06208402 A JPH06208402 A JP H06208402A
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B15/00—Systems controlled by a computer
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/32—Automatic controllers electric with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
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- Automation & Control Theory (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被制御物理量を目標値へ極力スムーズに追随
させる。 【構成】 被制御物理量の目標値Ｙを設定する目標値設
定部(１)と、目標値Ｙと被制御物理量の現在値Ｘとに基
づいて被制御物理量の所望変化量ｄＸｗを求める所望変
化量演算部(２)と、所望変化量ｄＸｗに基づいて制御指
令値Ｚを出力する制御指令出力部(３)とを備え、前記制
御指令値Ｚに基づいて制御機器(４)を作動させることに
より被制御物理量Ｘを変化させる制御系において、上記
制御指令出力部(３)が、制御指令値Ｚと、１制御サイク
ル間制御指令値Ｚが出力されたことに起因して制御機器
(４)を介して実現される被制御物理量の変化量ｄＸとの
間の関係を記述した関数である特性関数ｄＸ＝ｆ(Ｚ)の
逆関数Ｚ＝ｆ-1(ｄＸ)に基づき、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ)を出
力するように構成されていることを特徴とする。
させる。 【構成】 被制御物理量の目標値Ｙを設定する目標値設
定部(１)と、目標値Ｙと被制御物理量の現在値Ｘとに基
づいて被制御物理量の所望変化量ｄＸｗを求める所望変
化量演算部(２)と、所望変化量ｄＸｗに基づいて制御指
令値Ｚを出力する制御指令出力部(３)とを備え、前記制
御指令値Ｚに基づいて制御機器(４)を作動させることに
より被制御物理量Ｘを変化させる制御系において、上記
制御指令出力部(３)が、制御指令値Ｚと、１制御サイク
ル間制御指令値Ｚが出力されたことに起因して制御機器
(４)を介して実現される被制御物理量の変化量ｄＸとの
間の関係を記述した関数である特性関数ｄＸ＝ｆ(Ｚ)の
逆関数Ｚ＝ｆ-1(ｄＸ)に基づき、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ)を出
力するように構成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動制御システムにお
いて所望の目標値に追随させる制御法に関する。
いて所望の目標値に追随させる制御法に関する。
【０００２】
【従来の技術】制御サイクル毎に計測、演算、出力され
るデジタル制御方式において、ある被制御物理量の現在
値と、何等かの手段で与えられた目標値とに基づき演算
して得た制御指令値を制御機器に与えることで、該制御
機器を制御指令値に応じて作動させ、これにより、変化
する被制御物理量を目標値に追随させる制御は、自動制
御システムにおいて広く行われている。
るデジタル制御方式において、ある被制御物理量の現在
値と、何等かの手段で与えられた目標値とに基づき演算
して得た制御指令値を制御機器に与えることで、該制御
機器を制御指令値に応じて作動させ、これにより、変化
する被制御物理量を目標値に追随させる制御は、自動制
御システムにおいて広く行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の制御法においては、被制御物理量を目標値にスムーズ
に追随させることが主眼となるが、それに反して目標値
に到達するまでに長時間を要したり、あるいはハンチン
グを起こして目標値への追随不能となることが多々あっ
た。本発明は、上述した課題を解決するためになされた
ものであり、被制御物理量を目標値へ極力スムーズに追
随させることのできる制御法を提供することを目的とす
る。
の制御法においては、被制御物理量を目標値にスムーズ
に追随させることが主眼となるが、それに反して目標値
に到達するまでに長時間を要したり、あるいはハンチン
グを起こして目標値への追随不能となることが多々あっ
た。本発明は、上述した課題を解決するためになされた
ものであり、被制御物理量を目標値へ極力スムーズに追
随させることのできる制御法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本第１発明は、被制御物
理量の目標値Ｙを設定する目標値設定部(１)と、目標値
Ｙと被制御物理量の現在値Ｘとに基づいて被制御物理量
の所望変化量ｄＸｗを求める所望変化量演算部(２)と、
所望変化量ｄＸｗに基づいて制御指令値Ｚを出力する制
御指令出力部(３)とを備え、前記制御指令値Ｚに基づい
て制御機器(４)を作動させることにより被制御物理量Ｘ
を変化させる制御系において、上記制御指令出力部(３)
が、制御指令値Ｚと、１制御サイクル間制御指令値Ｚが
出力されたことに起因して制御機器(４)を介して実現さ
れる被制御物理量の変化量ｄＸとの間の関係を記述した
関数である特性関数ｄＸ＝ｆ(Ｚ)の逆関数Ｚ＝ｆ-1(ｄ
Ｘ)に基づき、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ)を出力するように構成
されていることを特徴とする。
理量の目標値Ｙを設定する目標値設定部(１)と、目標値
Ｙと被制御物理量の現在値Ｘとに基づいて被制御物理量
の所望変化量ｄＸｗを求める所望変化量演算部(２)と、
所望変化量ｄＸｗに基づいて制御指令値Ｚを出力する制
御指令出力部(３)とを備え、前記制御指令値Ｚに基づい
て制御機器(４)を作動させることにより被制御物理量Ｘ
を変化させる制御系において、上記制御指令出力部(３)
が、制御指令値Ｚと、１制御サイクル間制御指令値Ｚが
出力されたことに起因して制御機器(４)を介して実現さ
れる被制御物理量の変化量ｄＸとの間の関係を記述した
関数である特性関数ｄＸ＝ｆ(Ｚ)の逆関数Ｚ＝ｆ-1(ｄ
Ｘ)に基づき、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ)を出力するように構成
されていることを特徴とする。
【０００５】本第２発明は、被制御物理量の目標値Ｙを
設定する目標値設定部(１)と、目標値Ｙと被制御物理量
の現在値Ｘとに基づいて被制御物理量の所望変化量ｄＸ
ｗを求める所望変化量演算部(２)と、所望変化量ｄＸｗ
に基づいて制御指令値Ｚを出力する制御指令出力部(３)
とを備え、制御指令値Ｚに基づいて制御機器(４)を作動
させることにより被制御物理量Ｘを変化させる制御系に
おいて、上記所望変化量演算部(２)が、現サイクルで求
められた次サイクルの目標値をＹ、前サイクルで求めら
れた現サイクルの目標値をＹ-1、目標値の変化量ｄＹを
Ｙ−Ｙ-1とした時、被制御物理量の所望変化量ｄＸｗ
を、全偏差(Ｙ−Ｘ)を新規偏差ｄＹと既存偏差(Ｙ-1−
Ｘ)に分割し、各々に独自の偏差解消速度ｍ，ｎを乗じ
た値の和 ｄＸｗ＝ｄＹ×ｍ＋(Ｙ-1−Ｘ)×ｎ (０≦ｍ≦１、
０≦ｎ≦１) として演算するように構成されていることを特徴とす
る。
設定する目標値設定部(１)と、目標値Ｙと被制御物理量
の現在値Ｘとに基づいて被制御物理量の所望変化量ｄＸ
ｗを求める所望変化量演算部(２)と、所望変化量ｄＸｗ
に基づいて制御指令値Ｚを出力する制御指令出力部(３)
とを備え、制御指令値Ｚに基づいて制御機器(４)を作動
させることにより被制御物理量Ｘを変化させる制御系に
おいて、上記所望変化量演算部(２)が、現サイクルで求
められた次サイクルの目標値をＹ、前サイクルで求めら
れた現サイクルの目標値をＹ-1、目標値の変化量ｄＹを
Ｙ−Ｙ-1とした時、被制御物理量の所望変化量ｄＸｗ
を、全偏差(Ｙ−Ｘ)を新規偏差ｄＹと既存偏差(Ｙ-1−
Ｘ)に分割し、各々に独自の偏差解消速度ｍ，ｎを乗じ
た値の和 ｄＸｗ＝ｄＹ×ｍ＋(Ｙ-1−Ｘ)×ｎ (０≦ｍ≦１、
０≦ｎ≦１) として演算するように構成されていることを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】現サイクルの被制御物理量計測値をＸ、被制御
物理量の次サイクル目標値をＹ、制御機器(４)に対する
制御指令値をＺとする。又、各々の制御サイクル当たり
の変化量はｄを付すことで表す。本第１発明は、現サイ
クルで出力すべき制御指令値Ｚを、被制御物理量の１サ
イクル当たりの変化量ｄＸの所望値をｄＸｗとする時、 Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ，Ｐ) として求めることである。ここでｆ-1は、１サイクル間
の制御指令値Ｚと、Ｚが出力された結果として制御機器
(４)を介して被制御物理量に現れる変化量ｄＸとの関係
を記述する関数ｄＸ＝ｆ(Ｚ，Ｐ)の逆関数である。ｆは
ある分布に対する期待値と考えることができる。Ｐは同
一のＺに対して制御機器(４)の反応が変化する場合のパ
ラメータを一括して表わしている。例えばＰはＸやｄＸ
であったり、その他の参考的に測定可能な物理量であっ
たり、あるいはそれらの組み合わせであったりし得る。
Ｐが必要に応じｆの中に含まれるものとすれば、ｄＸ＝
ｆ(Ｚ)、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ)と簡素化して表記することが
できる。
物理量の次サイクル目標値をＹ、制御機器(４)に対する
制御指令値をＺとする。又、各々の制御サイクル当たり
の変化量はｄを付すことで表す。本第１発明は、現サイ
クルで出力すべき制御指令値Ｚを、被制御物理量の１サ
イクル当たりの変化量ｄＸの所望値をｄＸｗとする時、 Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ，Ｐ) として求めることである。ここでｆ-1は、１サイクル間
の制御指令値Ｚと、Ｚが出力された結果として制御機器
(４)を介して被制御物理量に現れる変化量ｄＸとの関係
を記述する関数ｄＸ＝ｆ(Ｚ，Ｐ)の逆関数である。ｆは
ある分布に対する期待値と考えることができる。Ｐは同
一のＺに対して制御機器(４)の反応が変化する場合のパ
ラメータを一括して表わしている。例えばＰはＸやｄＸ
であったり、その他の参考的に測定可能な物理量であっ
たり、あるいはそれらの組み合わせであったりし得る。
Ｐが必要に応じｆの中に含まれるものとすれば、ｄＸ＝
ｆ(Ｚ)、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ)と簡素化して表記することが
できる。
【０００７】尚、関数ｆは、請求項２に記載したよう
に、適当な形を予め想定することにより、その中の定数
を実績値から学習させることができる。
に、適当な形を予め想定することにより、その中の定数
を実績値から学習させることができる。
【０００８】本第２発明は、請求項３に記載したよう
に、所望の変化量ｄＸｗを、 ｄＸｗ＝ｄＹ×ｍ＋(Ｙ-1−Ｘ)×ｎ (０≦ｍ≦１、
０≦ｎ≦１) として求めることである。Ｙは現サイクルで演算された
次サイクルの目標値であるから、Ｙ-1＝Ｙ−ｄＹは前サ
イクルで演算された現サイクルの目標値を示すことにな
る。即ち、全偏差(Ｙ−Ｘ)は新規偏差ｄＹと既存偏差
(Ｙ−ｄＹ−Ｘ)とに分離することができ、上記関数ｇの
推奨形は既存偏差の解消速度と新規偏差の解消速度を、
それぞれ独立に設定することを意味する。
に、所望の変化量ｄＸｗを、 ｄＸｗ＝ｄＹ×ｍ＋(Ｙ-1−Ｘ)×ｎ (０≦ｍ≦１、
０≦ｎ≦１) として求めることである。Ｙは現サイクルで演算された
次サイクルの目標値であるから、Ｙ-1＝Ｙ−ｄＹは前サ
イクルで演算された現サイクルの目標値を示すことにな
る。即ち、全偏差(Ｙ−Ｘ)は新規偏差ｄＹと既存偏差
(Ｙ−ｄＹ−Ｘ)とに分離することができ、上記関数ｇの
推奨形は既存偏差の解消速度と新規偏差の解消速度を、
それぞれ独立に設定することを意味する。
【０００９】上記の係数ｍ，ｎは、請求項４ないし７に
記載しているように、ｄＹ、(Ｙ−Ｘ)の符号やその他の
何等かの方法で状況を判別し、その状況に応じて設定す
ることができ、この制御は特にハンチングの抑制に効果
がある。
記載しているように、ｄＹ、(Ｙ−Ｘ)の符号やその他の
何等かの方法で状況を判別し、その状況に応じて設定す
ることができ、この制御は特にハンチングの抑制に効果
がある。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の制御法を適用した制御系を
示している。１は、外部入力Ａおよび／又は制御系の状
態を反映する何等かの計測値Ｂに基づき目標値Ｙを演算
する目標値設定部、２は、目標値Ｙと被制御物理量の計
測値Ｘに基づいて被制御物理量の所望の変化量ｄＸｗを
求める所望変化量演算部、３は、所望変化量ｄＸｗと制
御系の状態を反映するパラメータＰに基づき制御指令値
Ｚを出力する制御指令出力部、４は、制御指令値Ｚに基
づいて作動する制御機器を示す。
示している。１は、外部入力Ａおよび／又は制御系の状
態を反映する何等かの計測値Ｂに基づき目標値Ｙを演算
する目標値設定部、２は、目標値Ｙと被制御物理量の計
測値Ｘに基づいて被制御物理量の所望の変化量ｄＸｗを
求める所望変化量演算部、３は、所望変化量ｄＸｗと制
御系の状態を反映するパラメータＰに基づき制御指令値
Ｚを出力する制御指令出力部、４は、制御指令値Ｚに基
づいて作動する制御機器を示す。
【００１１】制御指令出力部３は、制御指令値Ｚと、１
制御サイクル間制御指令値Ｚが出力されたことに起因し
て制御機器４を介して実現される被制御物理量の変化量
ｄＸとの関数(即ち、制御機器４の特性関数)ｄＸ＝ｆ
(Ｚ，Ｐ)の逆関数Ｚ＝ｆ-1(ｄＸ，Ｐ)として定義され
る。所望変化量ｄＸｗがこの制御指令出力部３に入力さ
れると、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ，Ｐ)を出力する。ｆはあるバ
ラツキを持った分布に対する期待値と考えることができ
る。
制御サイクル間制御指令値Ｚが出力されたことに起因し
て制御機器４を介して実現される被制御物理量の変化量
ｄＸとの関数(即ち、制御機器４の特性関数)ｄＸ＝ｆ
(Ｚ，Ｐ)の逆関数Ｚ＝ｆ-1(ｄＸ，Ｐ)として定義され
る。所望変化量ｄＸｗがこの制御指令出力部３に入力さ
れると、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸｗ，Ｐ)を出力する。ｆはあるバ
ラツキを持った分布に対する期待値と考えることができ
る。
【００１２】パラメータＰは、同一の制御指令値Ｚに対
して制御機器(４)の反応が変化する場合のパラメータを
総括的に表している。例えば、ＰはＸやｄＸであった
り、その他の参考的に測定可能な物理量であったり、そ
れらの組み合わせであったりし得る。
して制御機器(４)の反応が変化する場合のパラメータを
総括的に表している。例えば、ＰはＸやｄＸであった
り、その他の参考的に測定可能な物理量であったり、そ
れらの組み合わせであったりし得る。
【００１３】関数ｆは適当な形を予め想定することによ
り、その中の定数を実制御中に実績値から学習させるこ
とができる。最も単純な例としてｆをｄＸ＝ａ×Ｚ＋ｂ
として想定した場合、定数ａを固定して定数ｂのみを学
習させることとし、ｂを毎回の実績値ＺおよびｄＸから
計算された(ｄＸ−ａ×Ｚ)に向けて緩やかに追従させる
ことが考えられる。ｄＸｗに対するＺは、この場合のｆ
の逆関数ｆ-1に従い、学習されたｂを用いてＺ＝(ｄＸ
ｗ−ｂ)／ａとして求められる。
り、その中の定数を実制御中に実績値から学習させるこ
とができる。最も単純な例としてｆをｄＸ＝ａ×Ｚ＋ｂ
として想定した場合、定数ａを固定して定数ｂのみを学
習させることとし、ｂを毎回の実績値ＺおよびｄＸから
計算された(ｄＸ−ａ×Ｚ)に向けて緩やかに追従させる
ことが考えられる。ｄＸｗに対するＺは、この場合のｆ
の逆関数ｆ-1に従い、学習されたｂを用いてＺ＝(ｄＸ
ｗ−ｂ)／ａとして求められる。
【００１４】尚、所望変化量ｄＸｗが制御機器４の制御
能力の限界を越える場合は、ｄＸｗがｆ-1の定義されて
いない領域に入ることになる。この場合、Ｚはとりあえ
ず最大値を与えておくしかなく、ＸがＹから取り残され
ることになる。この問題に対する対処は以下の制御で与
えられる。
能力の限界を越える場合は、ｄＸｗがｆ-1の定義されて
いない領域に入ることになる。この場合、Ｚはとりあえ
ず最大値を与えておくしかなく、ＸがＹから取り残され
ることになる。この問題に対する対処は以下の制御で与
えられる。
【００１５】次に所望変化量演算部２について考える。
図２において、現在値をＸとすると、Ｙは次サイクルの
目標値であるのに対し、Ｗは次サイクルでＸをどこまで
近付けたいかを示す所望値、ｄＸｗ＝Ｗ−Ｘが次サイク
ルで期待される所望の変化量を示す事になる。Ｙ-1は前
サイクルで演算された現サイクルに対する目標値であ
り、ｄＹ＝Ｙ−Ｙ-1が目標値の変化量である。(Ｙ−Ｘ)
が目標値と現在値との偏差であるから、仮にｄＸｗ＝
(Ｙ−Ｘ)×ｎとすると、これは１／ｎサイクルかけてこ
の偏差を解消しようと意図している事を意味する。
図２において、現在値をＸとすると、Ｙは次サイクルの
目標値であるのに対し、Ｗは次サイクルでＸをどこまで
近付けたいかを示す所望値、ｄＸｗ＝Ｗ−Ｘが次サイク
ルで期待される所望の変化量を示す事になる。Ｙ-1は前
サイクルで演算された現サイクルに対する目標値であ
り、ｄＹ＝Ｙ−Ｙ-1が目標値の変化量である。(Ｙ−Ｘ)
が目標値と現在値との偏差であるから、仮にｄＸｗ＝
(Ｙ−Ｘ)×ｎとすると、これは１／ｎサイクルかけてこ
の偏差を解消しようと意図している事を意味する。
【００１６】Ｙ−Ｘ＝ｄＹ＋(Ｙ−ｄＹ−Ｘ)＝ｄＹ＋
(Ｙ-1−Ｘ)であるから、今、ｄＸｗ＝ｄＹ×ｍ＋(Ｙ-1
−Ｘ)×ｎ (０≦ｍ≦１，０≦ｎ≦１) とするならば、全偏差値(Ｙ−Ｘ)を新規偏差ｄＹと既存
偏差(Ｙ-1−Ｘ)とに分け、前者を１／ｍサイクル、後者
を１／ｎサイクルで解消しようと意図している事にな
る。新規偏差の解消速度と既存偏差の解消速度を分離す
る事により下記のような利点がある。
(Ｙ-1−Ｘ)であるから、今、ｄＸｗ＝ｄＹ×ｍ＋(Ｙ-1
−Ｘ)×ｎ (０≦ｍ≦１，０≦ｎ≦１) とするならば、全偏差値(Ｙ−Ｘ)を新規偏差ｄＹと既存
偏差(Ｙ-1−Ｘ)とに分け、前者を１／ｍサイクル、後者
を１／ｎサイクルで解消しようと意図している事にな
る。新規偏差の解消速度と既存偏差の解消速度を分離す
る事により下記のような利点がある。
【００１７】図３にｄＹの符号と(Ｙ-1−Ｘ)が異符号の
場合は、ｍ，ｎの組み合わせによりｄＸｗの符号が反転
し得ることが判る。このことは状況によりｍ，ｎを変え
るだけで制御特性を大幅に変えることができることを示
唆している。即ち、ｍ，ｎを大きく(１に近く)すると追
従が速くなる代わりにノイズに弱くなり、ｍ，ｎを小さ
く(０に近く)すると、その逆になるという共通の特性の
他に、ｍ／ｎを大きくするとＹに対するＸの位相遅れが
少なくなると言う事はハンチングを抑制する上で顕著な
効果がある。
場合は、ｍ，ｎの組み合わせによりｄＸｗの符号が反転
し得ることが判る。このことは状況によりｍ，ｎを変え
るだけで制御特性を大幅に変えることができることを示
唆している。即ち、ｍ，ｎを大きく(１に近く)すると追
従が速くなる代わりにノイズに弱くなり、ｍ，ｎを小さ
く(０に近く)すると、その逆になるという共通の特性の
他に、ｍ／ｎを大きくするとＹに対するＸの位相遅れが
少なくなると言う事はハンチングを抑制する上で顕著な
効果がある。
【００１８】この事から、(ｄＹ＞０)でかつ(Ｙまたは
Ｙ-1が＜Ｘまたは≦Ｘ、即ちＹがＸより小さい)又は、
(ｄＹ＜０)でかつ(ＹまたはＹ-1が＞Ｘまたは≧Ｘ、即
ちＹがＸより大きい)時は位相を重視し、即ちｍ／ｎを
相対的に大きくし、それ以外の時は、追従性を重視し、
即ちｍ／ｎを相対的に小さくする時が推奨される。
Ｙ-1が＜Ｘまたは≦Ｘ、即ちＹがＸより小さい)又は、
(ｄＹ＜０)でかつ(ＹまたはＹ-1が＞Ｘまたは≧Ｘ、即
ちＹがＸより大きい)時は位相を重視し、即ちｍ／ｎを
相対的に大きくし、それ以外の時は、追従性を重視し、
即ちｍ／ｎを相対的に小さくする時が推奨される。
【００１９】更にきめ細かく制御しようとすればｄＹの
変化量ｄｄＹの符号も配慮することができる。即ち、
(ｄＹ＞０)でかつ(ＹがＸより小さく)かつ(ｄｄＹ＞０)
又は、(ｄＹ＜０)でかつ(ＹがＸより大きく)かつ(ｄｄ
Ｙ＜０)の時が最も位相を重視すべき時であるので、３
者の符号関係よりｍ／ｎを２段階、３段階または４段階
に設定することが出来る。ｄＹ＝０の時は追従性重視、
即ちｍ／ｎを相対的に小さくしておく必要がある(この
場合、ｄＹ×ｍ＝０だから実質的にはｎを十分に大きく
する事を意味する)。
変化量ｄｄＹの符号も配慮することができる。即ち、
(ｄＹ＞０)でかつ(ＹがＸより小さく)かつ(ｄｄＹ＞０)
又は、(ｄＹ＜０)でかつ(ＹがＸより大きく)かつ(ｄｄ
Ｙ＜０)の時が最も位相を重視すべき時であるので、３
者の符号関係よりｍ／ｎを２段階、３段階または４段階
に設定することが出来る。ｄＹ＝０の時は追従性重視、
即ちｍ／ｎを相対的に小さくしておく必要がある(この
場合、ｄＹ×ｍ＝０だから実質的にはｎを十分に大きく
する事を意味する)。
【００２０】これ以外にもその制御系の特性に応じた場
合分けをして、ｍとｎの値をその場合に応じて切換える
事ができる。Ｙのノイズが比較的小さい時はｍを大きめ
に取る事ができる。実用的にＹのノイズが十分に小さい
時はｍ＝１にする事が望ましい。ｍ＝１であれば、ｄＹ
＝constの時、Ｘ＝Ｙ-1、即ち、Ｙの変化速度が一定な
時、定常偏差なしに追従できる(勿論、この制御はｄＹ
が制御機器の能力範囲内の時に限られる)。Ｘのノイズ
は特にＺが急変する時、大きくなる場合が多い。従って
ｎは特に追従性を重視する時以外はあまり大きく出来な
い事が多い。とはいえ、そのような懸念がある場合は、
ノイズを含んだｄＸｗを算出し、その後ｄＸｗにフィル
ターを掛けてからＺを算出するようにしても良いし、ノ
イズを含んだままＺ迄算出した後にフィルター処理を施
して出力することも出来るので、上述のノイズとｍ，ｎ
の関係はあくまで相対的な傾向を示すに過ぎない。
合分けをして、ｍとｎの値をその場合に応じて切換える
事ができる。Ｙのノイズが比較的小さい時はｍを大きめ
に取る事ができる。実用的にＹのノイズが十分に小さい
時はｍ＝１にする事が望ましい。ｍ＝１であれば、ｄＹ
＝constの時、Ｘ＝Ｙ-1、即ち、Ｙの変化速度が一定な
時、定常偏差なしに追従できる(勿論、この制御はｄＹ
が制御機器の能力範囲内の時に限られる)。Ｘのノイズ
は特にＺが急変する時、大きくなる場合が多い。従って
ｎは特に追従性を重視する時以外はあまり大きく出来な
い事が多い。とはいえ、そのような懸念がある場合は、
ノイズを含んだｄＸｗを算出し、その後ｄＸｗにフィル
ターを掛けてからＺを算出するようにしても良いし、ノ
イズを含んだままＺ迄算出した後にフィルター処理を施
して出力することも出来るので、上述のノイズとｍ，ｎ
の関係はあくまで相対的な傾向を示すに過ぎない。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、目標値
が被制御物理量と関連して変化するような場合に特に有
効である。何故ならばハンチング現象は、何等かの要
因、例えば一時的に制御機器の能力がｄＸｗに満たない
場合や制御機器の応答のバラツキ等により、ＸがＹより
遅れて取り遺された後、Ｙが小さくなっても来ても、即
ち、ｄＹが負になっても、依然としてＸがＹを追従しよ
うとする結果、今度はＸがＹを追い越す事によって発生
するからである。この様なＸとＹがある位相のずれで相
互に追い越し合う現象は、ＸとＹの間に何等かの因果関
係がある場合に起こり易いことが良く知られている。本
発明によれば、ｄＹが負になった時、比較的早目にＺを
負にする事が出来、それ故、ＸがＹを追い越す事が抑制
されるので安定した制御に引き戻すことが出来る。
が被制御物理量と関連して変化するような場合に特に有
効である。何故ならばハンチング現象は、何等かの要
因、例えば一時的に制御機器の能力がｄＸｗに満たない
場合や制御機器の応答のバラツキ等により、ＸがＹより
遅れて取り遺された後、Ｙが小さくなっても来ても、即
ち、ｄＹが負になっても、依然としてＸがＹを追従しよ
うとする結果、今度はＸがＹを追い越す事によって発生
するからである。この様なＸとＹがある位相のずれで相
互に追い越し合う現象は、ＸとＹの間に何等かの因果関
係がある場合に起こり易いことが良く知られている。本
発明によれば、ｄＹが負になった時、比較的早目にＺを
負にする事が出来、それ故、ＸがＹを追い越す事が抑制
されるので安定した制御に引き戻すことが出来る。
【図１】 本発明の制御法を適用した制御系を示した図
【図２】 現在値の目標値への追随の様子を示したタイ
ムチャート
ムチャート
【図３】 図２の装置の制御動作を示すタイムチャート
１ 目標値設定部 ２ 所望変化量演算部 ３ 制御指令出力部 ４ 制御機器
Claims (10)
- 【請求項１】 被制御物理量の目標値Ｙを設定する目標
値設定部(１)と、 目標値Ｙと被制御物理量の現在値Ｘとに基づいて被制御
物理量の所望変化量ｄＸｗを求める所望変化量演算部
(２)と、 所望変化量ｄＸｗに基づいて制御指令値Ｚを出力する制
御指令出力部(３)とを備え、前記制御指令値Ｚに基づい
て制御機器(４)を作動させることにより被制御物理量Ｘ
を変化させる制御系において、 上記制御指令出力部(３)が、制御指令値Ｚと、１制御サ
イクル間制御指令値Ｚが出力されたことに起因して制御
機器(４)を介して実現される被制御物理量の変化量ｄＸ
との間の関係を記述した関数である特性関数ｄＸ＝ｆ
(Ｚ)の逆関数Ｚ＝ｆ-1(ｄＸ)に基づき、Ｚ＝ｆ-1(ｄＸ
ｗ)を出力するように構成されていることを特徴とする
目標値追従制御法。 - 【請求項２】 上記制御指令出力部(３)が、上記関数ｆ
を、あらかじめ定められた関数形に基づき、その中に含
まれる定数を制御中のＺとｄＸの実績値により学習補正
するように構成されていることを特徴とする請求項１記
載の目標値追従制御法。 - 【請求項３】 被制御物理量の目標値Ｙを設定する目標
値設定部(１)と、 目標値Ｙと被制御物理量の現在値Ｘとに基づいて被制御
物理量の所望変化量ｄＸｗを求める所望変化量演算部
(２)と、 所望変化量ｄＸｗに基づいて制御指令値Ｚを出力する制
御指令出力部(３)とを備え、制御指令値Ｚに基づいて制
御機器(４)を作動させることにより被制御物理量Ｘを変
化させる制御系において、 上記所望変化量演算部(２)が、現サイクルで求められた
次サイクルの目標値をＹ、前サイクルで求められた現サ
イクルの目標値をＹ-1、目標値の変化量ｄＹをＹ−Ｙ-1
とした時、被制御物理量の所望変化量ｄＸｗを、全偏差
(Ｙ−Ｘ)を新規偏差ｄＹと既存偏差(Ｙ-1−Ｘ)に分割
し、各々に独自の偏差解消速度ｍ，ｎを乗じた値の和 ｄＸｗ＝ｄＹ×ｍ＋(Ｙ-1−Ｘ)×ｎ (０≦ｍ≦１、
０≦ｎ≦１) として演算するように構成されていることを特徴とする
目標値追従制御法。 - 【請求項４】 上記偏差解消速度ｍ，ｎが、制御系の状
態を反映する何等かの指標により、その値を変化させら
れるように構成されている請求項３記載の目標値追従
法。 - 【請求項５】 上記所望変化量演算部(２)が、ｄＹ＞０
でかつＹがＸより小さいか又はｄＹ＜０でかつＹがＸよ
り大きい場合に、上記偏差解消速度ｍ，ｎの比ｍ／ｎを
上記いずれの場合でもない時より相対的に大きく設定す
るように構成されている請求項４記載の目標値追従制御
法。 - 【請求項６】 上記所望変化量演算部(２)が、上記ｄＹ
の変化量をｄｄＹとする時、ｄＹ＞０でかつＹがＸより
小さくかつｄｄＹ＞０又はｄＹ＜０でかつＹがＸより大
きくかつｄｄＹ＜０の場合に、上記偏差解消速度ｍ，ｎ
の比ｍ／ｎを最も大きく設定するように構成されている
請求項５記載の目標値追従制御法。 - 【請求項７】 上記所望変化量演算部(２)が、上記新規
偏差の解消速度ｍをｍ＝１に設定するように構成されて
いる請求項３記載の目標値追従制御法。 - 【請求項８】 上記所望変化量演算部(２)が、一旦演算
されたｄＸｗに対し、何等かの手段により前サイクルで
出力されたｄＸｗ-1からの変化量ｄＸｗを抑制した後出
力するように構成されている請求項１ないし７のいずれ
かに記載の目標値追従制御法。 - 【請求項９】 上記制御指令出力部(３)が、一旦演算さ
れたＺに対し、何等かの手段により前サイクルで出力さ
れたＺ-1からの変化量ｄＺを抑制した後出力するように
構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の目
標値追従制御法。 - 【請求項１０】 上記目標値設定部(１)が、被制御物理
量または被制御物理量と相関関係にある計測値に少なく
とも部分的に依存して設定されるように構成される上記
各請求項のいずれかに記載の目標値追従制御法。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP5002549A JPH06208402A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 目標値追従制御法 |
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