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JP6652398B2 - Parameter selection method, parameter selection program and parameter selection device - Google Patents
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JP6652398B2 - Parameter selection method, parameter selection program and parameter selection device - Google Patents

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Description

本発明は、パラメータ選定方法、パラメータ選定プログラム、及びパラメータ選定装置に関する。   The present invention relates to a parameter selection method, a parameter selection program, and a parameter selection device.

状態を制御するには、状態を支配している設定値を適合する値とすることが必要になる。制御手法の一つとしてPID制御が知られている。PID制御とは、出力値と目標値の偏差(P)、偏差の積分(I)、偏差の微分(D)に応じて印加電圧などの値を決定する制御手法である。   In order to control the state, it is necessary to set a set value governing the state to a suitable value. PID control is known as one of the control methods. PID control is a control method that determines a value such as an applied voltage according to a deviation (P) between an output value and a target value, an integral (I) of the deviation, and a derivative (D) of the deviation.

PID制御において、新規に設計した製品の状態制御のためにパラメータを定める場合、そのパラメータの選定は一般に難しい。そのため、PID制御を用いる装置にはオートチューニングという、PIDパラメータの自動選定プログラムが組み込まれていることがある。例えば特許文献1にオートチューニングに関する技術が開示されている。   In PID control, when parameters are determined for controlling the state of a newly designed product, it is generally difficult to select the parameters. Therefore, an apparatus using PID control sometimes incorporates an automatic PID parameter selection program called auto-tuning. For example, Patent Literature 1 discloses a technique related to auto tuning.

特開昭58‐68106号公報JP-A-58-68106

オートチューニングにより選定されたパラメータを用いた制御では、目標とする状態を必ずしも実現できない場合がある。オートチューニングはあくまで理論的な最適パラメータであって、実際には求めるものと異なっている場合が存在する。最適パラメータを選定する方法として、それぞれのパラメータのとりうる値の組み合わせ全てで実験を行うという手法が考えられるが、この手法は非常に時間がかかるため、実際に利用するには非効率である。   Control using the parameters selected by auto-tuning may not always achieve the target state. Auto-tuning is only a theoretical optimum parameter, and may be different from what is actually sought. As a method of selecting the optimum parameters, a method of conducting an experiment with all possible combinations of the values of the respective parameters can be considered, but this method is very time-consuming and inefficient for practical use.

以上のような課題を解決するために、第一の発明は、複数の因子のそれぞれに割り当てられた複数パラメータ値の組合せから複数の因子によって導き出される複数の評価値を総合した総合値の最適値を定めるパラメータの最適値を算出するためのパラメータ選定方法であって、複数の因子のパラメータ最適値である第一次最適値を既知の調整則で求める調整則利用第一次最適値算出ステップと、求められた第一次最適値に基づいて各因子について複数の第二次最適値候補を算出する第二次最適値候補算出ステップと、求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定する実験計画策定ステップと、策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する総合値算出ステップと、算出された複数の総合値と、その総合値の算出に用いられた各パラメータ値である第二次最適値候補から総合値を最適とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定ステップと、からなるパラメータ選定方法であって、前記総合値算出ステップで用いられる制御評価関数は、実験計画に基づいて実施した実験によって得られる各実験ごとの評価値についてのあらかじめ定められた各評価値標準値からの改善度合いをAHP法を用いて各評価値の改善度合いごとに重みづけする関数であるパラメータ選定方法を提案する。また、上記パラメータ選定方法において、実験計画策定ステップと及び総合値算出ステップを、求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定される実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する総合値算出ステップに換えたパラメータ選定方法を提案する。   In order to solve the above problems, the first invention is an optimal value of a total value obtained by integrating a plurality of evaluation values derived from a plurality of factors from a combination of a plurality of parameter values assigned to each of a plurality of factors. A parameter selection method for calculating an optimum value of a parameter that determines the first optimum value, which is a parameter optimum value of a plurality of factors, using a known adjustment rule, A second optimum value candidate calculating step of calculating a plurality of second optimum value candidates for each factor based on the obtained first optimum value, and using the obtained plurality of second optimum value candidates An experiment plan formulation step of formulating an experiment plan using an orthogonal array table based on an experiment design method, and a system in which a plurality of evaluation values obtained by experiments performed based on the established experiment plan are used as variables. A total value calculating step of calculating a total value indicated by the evaluation function; and a plurality of calculated total values, and a total value is optimized from a secondary optimum value candidate which is each parameter value used for calculating the total value. A parameter optimum value selecting step of selecting a parameter optimum value that is each parameter value to be set, wherein the control evaluation function used in the total value calculating step is an experiment performed based on an experimental plan. We propose a parameter selection method, which is a function that weights the degree of improvement of each evaluation value from the predetermined evaluation value standard value for each evaluation value obtained for each experiment using the AHP method for each evaluation value improvement degree. . Further, in the parameter selection method, an experiment plan formulation step and an overall value calculation step are performed by formulating an experiment plan using an orthogonal array table using the obtained plurality of secondary optimal value candidates based on the experiment design method. The present invention proposes a parameter selection method that replaces a total value calculation step of calculating a total value represented by a control evaluation function with a plurality of evaluation values obtained by an experiment performed based on an experiment plan.

また、第二の発明は、複数の因子のそれぞれに割り当てられた複数パラメータ値の組合せから複数の因子によって導き出される複数の評価値を総合した総合値の最適値を定めるパラメータの最適値を算出するためのパラメータ選定プログラムであって、複数の因子のパラメータ最適値である第一次最適値を既知の調整則で求める調整則利用第一次最適値算出ステップと、求められた第一次最適値に基づいて各因子について複数の第二次最適値候補を算出する第二次最適値候補算出ステップと、求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定する実験計画策定ステップと、策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する総合値算出ステップと、算出された複数の総合値と、その総合値の算出に用いられた各パラメータ値である第二次最適値候補から総合値を最適とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定ステップと、を計算機に読取実行可能に記述したパラメータ選定プログラムを提案する。   Further, the second invention calculates an optimum value of a parameter that determines an optimum value of a total value obtained by integrating a plurality of evaluation values derived from a plurality of factors from a combination of a plurality of parameter values assigned to each of the plurality of factors. A parameter selection program for calculating a primary optimum value, which is a parameter optimum value of a plurality of factors, using a known adjustment law, an adjustment rule using primary optimum value calculating step, and a calculated primary optimum value A second optimal value candidate calculating step of calculating a plurality of second optimal value candidates for each factor based on the factor, and an experiment plan using an orthogonal array table by using the obtained plurality of second optimal value candidates. Indicated by an experiment plan formulation step based on the experiment design method and a control evaluation function with multiple evaluation values obtained from experiments performed based on the established experiment plan as variables A total value calculating step of calculating a total value to be calculated, a plurality of calculated total values, and each parameter for optimizing the total value from a secondary optimum value candidate which is each parameter value used for calculating the total value. The present invention proposes a parameter selection program in which a parameter optimum value selection step of selecting a parameter optimum value, which is a value, is described in a computer so as to be executable.

また、第三の発明は、複数の因子のそれぞれに割り当てられた複数パラメータ値の組合せから複数の因子によって導き出される複数の評価値を総合した総合値の最適値を定めるパラメータの最適値を算出するためのパラメータ選定装置であって、複数の因子のパラメータ最適値である第一次最適値を既知の調整則で求める調整則利用第一次最適値算出部と、求められた第一次最適値に基づいて各因子について複数の第二次最適値候補を算出する第二次最適値候補算出部と、求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定する実験計画策定部と、策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する総合値算出部と、算出された複数の総合値と、その総合値の算出に用いられた各パラメータ値である第二次最適値候補から総合値を最適とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定部と、からなるパラメータ選定装置であって、前記総合値算出部で用いられる制御評価関数は、実験計画に基づいて実施した実験によって得られる各実験ごとの評価値についてのあらかじめ定められた各評価値標準値からの改善度合いをAHP法を用いて各評価値の改善度合いごとに重みづけする関数であるパラメータ選定装置を提案する。また、上記パラメータ選定装置において、実験計画策定部及び総合値算出部を、求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定される実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する総合値算出部に換えたパラメータ選定装置を提案する。   Further, the third invention calculates an optimal value of a parameter that determines an optimal value of a total value obtained by integrating a plurality of evaluation values derived from a plurality of factors from a combination of a plurality of parameter values assigned to each of the plurality of factors. A parameter selecting device for calculating a primary optimal value, which is a parameter optimal value of a plurality of factors, using a known adjustment rule, an adjustment rule using primary optimal value calculating unit, and a determined primary optimal value A second optimal value candidate calculating unit that calculates a plurality of second optimal value candidates for each factor based on the factor, and an experiment plan using an orthogonal array table using the plurality of second optimal value candidates obtained. An experiment plan formulation unit that formulates an experiment based on the experiment design method, and a total that calculates a total value indicated by a control evaluation function that uses a plurality of evaluation values obtained by experiments performed based on the established experiment plan as variables. A calculation unit, and a plurality of calculated total values, and a parameter optimum value that is a parameter value for optimizing the total value is selected from a secondary optimum value candidate that is a parameter value used for calculating the total value. A parameter optimum value selecting unit for performing the control evaluation function used in the total value calculating unit, wherein a control evaluation function for each experiment obtained by an experiment performed based on an experiment plan is determined in advance. We propose a parameter selection device that is a function that weights the degree of improvement from the determined standard value of each evaluation value for each degree of improvement of each evaluation value using the AHP method. Further, in the parameter selection device, the experiment plan formulating unit and the total value calculating unit formulate an experiment plan using the orthogonal arrangement table using the obtained plurality of secondary optimal value candidates based on the experiment design method. We propose a parameter selection device that replaces a total value calculation unit that calculates a total value represented by a control evaluation function using a plurality of evaluation values obtained by an experiment performed based on an experiment plan as variables.

本発明によってパラメータ最適値の効率的な算出が可能となり、多様な場面での制御性を効率的に高めることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to efficiently calculate a parameter optimum value, and it is possible to efficiently enhance controllability in various situations.

パラメータ選定装置の機能ブロック図の一例Example of functional block diagram of parameter selection device 第二次最適値候補算出ステップの一例Example of the second optimal value candidate calculation step 実験計画策定ステップに用いる直交配列表の一例(L9直交配列表)An example of the orthogonal array table used in the experiment design step (L9 orthogonal array table) 実験ステップにおける実験計画の一例An example of an experiment plan in the experiment step パラメータ選定装置のハードウェア構成の一例Example of hardware configuration of parameter selection device パラメータ選定装置の処理の流れの一例(パラメータ選定方法)Example of processing flow of parameter selection device (parameter selection method) AHP法により各評価値の重み付けを算出した制御評価関数を用いる総合値算出ステップにおける処理の一例を示すフロー図Flow chart showing an example of processing in a total value calculation step using a control evaluation function in which weights of each evaluation value are calculated by the AHP method

以下、本発明の各実施形態について図面と共に説明する。なお、本発明は本明細書の記載に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、様々な態様で実施しうる。
<構成>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the description in the present specification at all, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof.
<Structure>

図1にパラメータ選定装置における機能ブロックの一例を示す。例えば本パラメータ選定装置0101は、調整則利用第一次最適値算出部0102と、第二次最適値候補算出部0103と、実験計画策定部0104と、総合値算出部0105と、パラメータ最適値選定部0106と、から構成される。   FIG. 1 shows an example of a functional block in the parameter selection device. For example, the parameter selection device 0101 includes an adjustment rule utilization primary optimum value calculation unit 0102, a secondary optimum value candidate calculation unit 0103, an experiment plan formulation unit 0104, an overall value calculation unit 0105, a parameter optimum value selection unit Unit 0106.

なお、上記に記載の各機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの両方として実現され得る。さらに、ソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品、及び同製品を記録した記録媒体なども、当然にこの発明の技術的な範囲に含まれる。   Each functional block described above can be realized as hardware, software, or both hardware and software. Further, a software product used for causing a computer to execute software and a recording medium on which the product is recorded are naturally included in the technical scope of the present invention.

また、上記に記載の各機能ブロックは、同一のハードウェアによって機能を果たす構成も可能であるし、別々のハードウェアとする構成も可能である。これらの関連付けを行うためのデータは、外部記憶媒体から取得する構成や、操作入力装置を介して入力を受け付ける構成、通信装置を介してネットワーク上の他の装置から取得する構成など種々のものが考えられる。
<各部の構成>
Further, each of the functional blocks described above may be configured to function by the same hardware, or may be configured as separate hardware. There are various types of data for making these associations, such as a configuration obtained from an external storage medium, a configuration receiving input via an operation input device, and a configuration obtained from another device on a network via a communication device. Conceivable.
<Configuration of each part>

「調整則利用第一次最適値算出部」0102は、複数の因子のパラメータ最適値である第一次最適値を既知の調整則で求める機能を有する。「複数の因子」とは、例えばPID制御における、出力値と目標値の偏差(P)、偏差の積分(I)、偏差の微分(D)の3つなどが考えられる。「既知の調整則」としては特に詳細は問わないが、ジーグラニコルスの調整法、エドガーの調整法、CHR法などを用いるのが良い。   The “adjustment rule using primary optimum value calculation unit” 0102 has a function of obtaining a primary optimum value that is a parameter optimum value of a plurality of factors using a known adjustment rule. The “plurality of factors” include, for example, three factors such as a deviation (P) between the output value and the target value, an integral (I) of the deviation, and a derivative (D) of the deviation in the PID control. Although there is no particular limitation on the “known adjustment rule”, it is preferable to use a Ziegler-Nichols adjustment method, an Edgar adjustment method, a CHR method, or the like.

「第二次最適値候補算出部」0103は、前記調整則利用第一次最適値算出部0102により求められた第一次最適値に基づいて各因子について複数の第二次最適値候補を算出する機能を有する。各因子について複数の第二次最適値候補を算出するには、例えば各因子について第一次最適値を中心として+25%以内、−25%以内の振幅内に算出するとしてもよい。ちなみに水準の数はいくつでも良いが、3つがより好適である。   The “secondary optimum value candidate calculation unit” 0103 calculates a plurality of second optimum value candidates for each factor based on the first optimum value obtained by the adjustment rule use first optimum value calculation unit 0102. It has a function to do. In order to calculate a plurality of secondary optimum value candidates for each factor, for example, the calculation may be performed within an amplitude of + 25% or −25% around the primary optimum value of each factor. Incidentally, any number of levels may be used, but three is more preferable.

図2に第二次最適値候補算出部0103の一例を示す。例えばオートチューニングにより求まったP、I、Dそれぞれの値を第2水準とし、それぞれの値に対して25%減少させたものを第1水準、25%増加させたものを第3水準として、各因子について3つの第二次最適値候補を算出する。   FIG. 2 shows an example of the second optimum value candidate calculation unit 0103. For example, the values of P, I, and D obtained by the auto tuning are set as the second level, the value obtained by decreasing the respective values by 25% is set as the first level, and the value obtained by increasing the value by 25% is set as the third level. Three secondary optimum value candidates are calculated for the factors.

「実験計画策定部」0104は、前記第二次最適値候補算出部0103により求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定する機能を有する。実験計画法とは、効率よく実験を行うために用いられる統計学的手法である。   The “experiment plan formulation unit” 0104 formulates an experiment plan using the orthogonal array table based on the experiment design method, using the plurality of secondary optimal value candidates calculated by the secondary optimal value candidate calculation unit 0103. Has functions. The experiment design method is a statistical method used for efficiently performing an experiment.

図3に実験計画策定部0104に用いる直交配列表の一例を示す。図3に示している直交配列表はL9直交配列表と呼ばれている。1つの行が1つの実験を示し、行内に示された第二次最適値候補を用いて実験を行うよう、実験計画を策定する。なお、実験は図の一番右に示すような順序で行うのが好ましい。実験を行った結果として、複数の因子の第二次最適値候補の組合せごとに複数の評価値が得られる。評価値として、例えばオーバーシュート、整定時間、立上り時間などが考えられるが、どの値でも構わないし、いくつ得られても構わない。通常、3つのパラメータの最適値候補としてそれぞれ3つの値があるとき、すべての組合せを試すと27通りの実験が必要になる。しかし、直交配列表を用いた実験計画法においては、9通りの実験でパラメータの最適値を探すことが可能であり、非常に効率的である。   FIG. 3 shows an example of an orthogonal array table used in the experiment plan formulation unit 0104. The orthogonal array shown in FIG. 3 is called an L9 orthogonal array. One line indicates one experiment, and an experiment plan is formulated so that the experiment is performed using the second-order optimal value candidates indicated in the line. The experiments are preferably performed in the order shown at the far right of the figure. As a result of the experiment, a plurality of evaluation values are obtained for each combination of the second optimum value candidates of the plurality of factors. As the evaluation value, for example, an overshoot, a settling time, a rise time, and the like can be considered, but any value may be used and any number may be obtained. Normally, when there are three values as the optimal value candidates for the three parameters, 27 experiments are required if all combinations are tried. However, in the experiment design method using the orthogonal array, it is possible to find the optimum value of the parameter in nine experiments, which is very efficient.

なお、パラメータとしてPIDパラメータだけでなく、目標値フィルタの下げ幅、フィルタ時定数など、因子を増やすことができる。その場合、直交配列表を大きくして実験計画を策定する。例えばL9直交配列表からL27直交配列表、更にL81直交配列表と大きくすることによって、よりたくさんのパラメータの最適値を算出することが可能となる。   It should be noted that not only the PID parameter but also other factors such as a reduction amount of the target value filter and a filter time constant can be increased. In that case, an experiment plan is formulated by enlarging the orthogonal array table. For example, by increasing the size from the L9 orthogonal array table to the L27 orthogonal array table and further to the L81 orthogonal array table, it becomes possible to calculate the optimum values of more parameters.

実験計画策定部0104において、実験計画法の全部または一部に代えてタグチメソッドを用いて実験計画を策定してもよい。「タグチメソッド」とは品質工学とも呼ばれ、実験計画法と同じく効率的な技術開発を行う手法として知られている。タグチメソッドにおいては、実験計画法と同じく直交配列表を用いる点に加えて、SN比(信号−雑音比)や、損失関数の概念をさらに導入する。   The experiment plan formulation unit 0104 may formulate an experiment plan using a Taguchi method instead of all or part of the experiment design method. The “Taguchi method” is also called quality engineering, and is known as a technique for efficient technology development similar to the design of experiments. In the Taguchi method, in addition to the use of the orthogonal array table as in the design of experiment, the concept of an SN ratio (signal-to-noise ratio) and a loss function are further introduced.

「総合値算出部」0105は、前記実験計画策定部0104により策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する機能を有する。各実験において、得られた複数の評価値を制御評価関数に代入して計算した結果、複数の因子の第二次最適値候補の組合せごとに総合値が算出される。   The “total value calculation unit” 0105 is a function of calculating a total value represented by a control evaluation function having a plurality of evaluation values obtained by an experiment performed based on the experiment plan formulated by the experiment plan formulation unit 0104 as a variable. Having. In each experiment, as a result of substituting a plurality of obtained evaluation values into a control evaluation function and calculating, a total value is calculated for each combination of second-order optimal value candidates of a plurality of factors.

図4に総合値算出部0105における実験結果の概要を示す。「制御評価関数」とは、例えば式1のように表される。評価値は3つより少なくても多くても良い。各項の分母は例えば調整則利用第一次最適値算出部0102により求められた第一次最適値を用いて得られた複数の評価値としても良い(Y)。各項の分子は総合値算出部0105により得られた複数の因子の第二次最適値候補の組合せごとの複数の評価値のことを示す(Yi,n)。本制御評価関数は、実験により得られた各複数の評価値について比率を用いることで無単位化する無単位化制御評価関数である。このことによって、複数の評価値を線形結合させて総合値を導出することが可能となる。その結果、複数の評価値をパラメータの選定要素として取り入れることが可能となる。
<式1>

Figure 0006652398
FIG. 4 shows an outline of an experimental result in the total value calculation unit 0105. The “control evaluation function” is represented, for example, by Expression 1. The evaluation value may be less or more than three. The denominator of each term may be, for example, a plurality of evaluation values obtained by using the primary optimum value obtained by the adjustment rule-based primary optimum value calculation unit 0102 (Y i ). The numerator of each term indicates a plurality of evaluation values for each combination of the second optimum value candidates of the plurality of factors obtained by the total value calculation unit 0105 (Y i, n ). This control evaluation function is a unit-free control evaluation function that performs unit-free by using a ratio for each of a plurality of evaluation values obtained by experiments. This makes it possible to derive a total value by linearly combining a plurality of evaluation values. As a result, it is possible to incorporate a plurality of evaluation values as parameter selection elements.
<Equation 1>
Figure 0006652398

線形結合の際、各評価値に重み付けの係数を付加する。各係数は式2の条件を満たしている。例えばユーザが評価値1を重要視する場合、評価値1の係数であるαを、評価値2や3の係数であるβやγより大きくする。本評価関数によって、よりユーザの要望に沿ったパラメータの選定が可能となる。
<式2>

Figure 0006652398
At the time of linear combination, a weighting coefficient is added to each evaluation value. Each coefficient satisfies the condition of Equation 2. For example, when the user attaches importance to the evaluation value 1, the coefficient α of the evaluation value 1 is set to be larger than the coefficients β and γ of the evaluation values 2 and 3. With this evaluation function, it is possible to select parameters more in accordance with the user's request.
<Equation 2>
Figure 0006652398

「パラメータ最適値選定部」0106は、前記総合値算出部0105の実験の結果から算出された複数の総合値と、その総合値の算出に用いられた各パラメータ値である第二次最適値候補から総合値を最適とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定する機能を有する。   The “parameter optimum value selecting unit” 0106 includes a plurality of total values calculated from the result of the experiment of the total value calculating unit 0105 and a second optimum value candidate which is each parameter value used for calculating the total value. Has a function of selecting a parameter optimum value which is a parameter value for optimizing the total value from the parameters.

なお、パラメータ最適値選定部0106は、パラメータ最適値選定サブ手段0107を含んでも良い。「パラメータ最適値選定サブ手段」0107は、前記総合値算出部0105の結果から総合値の母平均を推定する式に基づいて総合値の母平均を最小又は最大とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定する機能を有する。   The parameter optimum value selecting unit 0106 may include a parameter optimum value selecting sub-means 0107. The “parameter optimal value selection sub-means” 0107 is a parameter optimal value that is a parameter value for minimizing or maximizing the population average of the total value based on an expression for estimating the population average of the total value from the result of the total value calculation unit 0105. It has a function to select a value.

式3に、総合値の母平均を推定する式の一例を示す。A、B、Cは複数の因子の第二次最適値候補を、μ(上付きバー)Ai,Bi,CiはAとBとCに示す第二次最適値候補の組合せのもとでの母平均を表している。また、x(上付きバー)Ai、x(上付きバー)Bi、x(上付きバー)Ciは複数の因子の第二次最適値候補別平均値を、x(上付きバー)は全総合値の平均値を表している。「第二次最適値候補別平均値」とは、総合値算出部0105において、各第二次最適値候補を用いて行った実験から得られた総合値の平均値である。全ての複数の因子の第二次最適値候補の組合せの母平均を算出し、算出された母平均を最小又は最大とする各複数の因子の第二次最適値候補の組合せをパラメータ最適値として選定することができる。
<式3>

Figure 0006652398
Equation 3 shows an example of an equation for estimating the population mean of the total value. A i , B i , and C i are second-order optimum value candidates of a plurality of factors, and μ (superscript bar) Ai, Bi, Ci are second-order optimum value candidates shown in A i , B i, and C i Represents the population mean under the combination. In addition, x (superscript bar) Ai , x (superscript bar) Bi , x (superscript bar) Ci is an average value of a plurality of factors for each second-order optimal value candidate, and x (superscript bar) is the overall value. Represents the average of the values. The “average value for each secondary optimum value candidate” is the average value of the total value obtained from the experiment performed by the total value calculation unit 0105 using each secondary optimum value candidate. Calculate the population mean of the combination of the secondary optimal value candidates of all the factors, and use the combination of the secondary optimal value candidates of each of the factors to minimize or maximize the calculated population average as the parameter optimal value. Can be selected.
<Equation 3>
Figure 0006652398

パラメータ最適値選定部0106における前記総合値の母平均を推定する式は、分散分析に基づいたデータ構造式に基づいても良い。分散分析とは、データのばらつきをデータの誤差によるものとデータに影響する因子によるものに分解することで、因子のデータに与える効果を分析する統計学的手法である。分散分析を行うことによって、総合値に対して各複数の因子が優位な効果を持つかどうかを検証することができ、優位な効果を持つ複数の因子だけを総合値の母平均を推定する式に取り入れることができる。   The formula for estimating the population mean of the total value in the parameter optimum value selection unit 0106 may be based on a data structure formula based on analysis of variance. Analysis of variance is a statistical technique for analyzing the effect of factors on data by decomposing data variability into data variances and data variance factors. By performing an analysis of variance, it is possible to verify whether or not each of the multiple factors has a superior effect on the overall value. Can be taken into account.

なお、上述のパラメータ最適値選定サブ手段0107で行っていることは、複数の因子に関して第二次最適値候補別平均値の最大値又は最小値を与える第二次最適値候補を、パラメータ最適値として選定することと等価である。すなわち、わざわざ母平均を推定する式を立式しなくても良い。   What the above-described parameter optimum value selection sub-means 0107 does is to select a secondary optimum value candidate that gives the maximum or minimum value of the average value for each of the secondary optimum values for a plurality of factors. Is equivalent to selecting That is, it is not necessary to formulate an equation for estimating the population mean.

また、第二次最適値候補算出部0103において、第二次最適値候補が3水準ある場合、パラメータ最適値選定部0106を次のように行うこともできる。すなわち、複数の因子それぞれにおいて、3点の第二次最適値候補別平均値が算出される。その3点を通る2次曲線は一意に定まり、その2次曲線の最大値又は最小値を取る値を各複数の因子のパラメータ最適値として選定することもできる。   Further, when there are three levels of the second optimum value candidates in the second optimum value candidate calculation section 0103, the parameter optimum value selection section 0106 can be performed as follows. That is, for each of the plurality of factors, the average value of the three secondary optimal value candidates is calculated. A quadratic curve passing through the three points is uniquely determined, and a value taking the maximum value or the minimum value of the quadratic curve may be selected as the parameter optimum value of each of the plurality of factors.

ところで、上述した制御評価関数にはオーバーシュート量や整定時間などの各評価値に重み付けの係数(α、β、γ)が付加されている。これらの係数を、<式2>の条件を満たす範囲で任意に設定することで、よりユーザの要望に沿ったパラメータの選定が可能になる。   By the way, in the above-mentioned control evaluation function, a weighting coefficient (α, β, γ) is added to each evaluation value such as an overshoot amount and a settling time. By arbitrarily setting these coefficients within a range that satisfies the condition of <Equation 2>, it becomes possible to select parameters more in accordance with the user's request.

しかしながら、制御対象を操作等するユーザ(オペレータ)は、所望のオーバーシュート量や整定時間などのイメージを持つものの、それらのイメージと各評価値に重み付けすべき係数の値とは直ちに結びつかず、所望の制御を実現するための適切な係数を設定することが容易ではない。   However, a user (operator) who operates a control target has images of a desired overshoot amount, settling time, and the like, but these images are not immediately linked to coefficients to be weighted to respective evaluation values. It is not easy to set an appropriate coefficient for realizing the above control.

そこで、ユーザの感覚的な好みに基づき重み付けの係数を算出し、算出された係数に基づき最適なパラメータ値を選定する処理について説明する。具体的には、上記の総合値算出ステップで用いられる制御評価関数が、実験計画に基づいて実施した実験によって得られる各実験ごとの評価値についてのあらかじめ定められた各評価値標準値からの改善度合いをAHP法を用いて各評価値の改善度合いごとに重みづけする関数であることを特徴とする。   Therefore, a process of calculating a weighting coefficient based on the user's intuitive preference and selecting an optimal parameter value based on the calculated coefficient will be described. Specifically, the control evaluation function used in the above-described total value calculation step is an improvement of the evaluation value for each experiment obtained from the experiment performed based on the experiment plan from each predetermined evaluation value standard value. It is a function that weights the degree for each improvement degree of each evaluation value using the AHP method.

AHP法(Analytic Hierarchy Process:階層分析法)は、多様な評価基準における意思決定手法として1971年にピッツバーグ大学のトーマス.L.サーティ教授によって提唱された。この手法は、問題の分析において、主観的判断とシステムアプローチを上手くミックスした問題解決型意思決定手法の一つである。この手法の特徴の一つが複数の評価項目について一対比較を行うことである。一対比較は、評価項目を一対一で比較するため評価者の正直な感覚が働くことが期待できる。   The AHP (Analytic Hierarchy Process) method was proposed in 1971 by Professor Thomas L. Thurty of the University of Pittsburgh as a decision-making method for various evaluation criteria. This method is one of the problem-solving decision-making methods that mixes subjective judgment and system approach well in problem analysis. One of the features of this method is that a pair comparison is performed for a plurality of evaluation items. In the one-to-one comparison, since the evaluation items are compared one-to-one, it is expected that the evaluator has an honest feeling.

本発明におけるAHP法とは、評価項目(複数の因子)の一対比較表に基づいて各評価項目(各複数の因子)を評価しその結果に基づいてそれぞれ評価項目(それぞれの因子)の重みづけを決定する方法をいう。比較表に基づく評価はすべての組み合わせについて双方向に二つの評価項目を比較して重要度をn段階(nは自然数)であらわし、相対的に勝る方にk(1≦k≦n:kは自然数)相対的に劣る方に1/k(kは自然数)を付与し各評価項目ごとに平均をとって評価結果1とする。平均は幾何平均(相乗平均)でもよいしその他のいかなる平均を利用してもよい。そしてそれぞれの評価項目の評価結果1のすべての評価項目の評価結果1の積算値に対する割合(またはこれと同等な値)を最終的な重みづけとして決定する。   The AHP method in the present invention means that each evaluation item (each factor) is evaluated based on a paired comparison table of evaluation items (a plurality of factors), and based on the result, each evaluation item (each factor) is weighted. Means to determine In the evaluation based on the comparison table, two evaluation items are bidirectionally compared for all combinations, and the importance is expressed in n stages (n is a natural number), and k (1 ≦ k ≦ n: k is 1 / k (k is a natural number) is given to a relatively inferior person (k is a natural number), and an average is taken for each evaluation item to obtain an evaluation result 1. The mean may be a geometric mean (geometric mean) or any other mean. Then, the ratio of the evaluation result 1 of all evaluation items of each evaluation item to the integrated value of the evaluation results 1 (or a value equivalent thereto) is determined as the final weight.

具体的には、評価項目としてあげた「オーバーシュート量」、「整定時間」、「立上り時間」などを用い、各項目に対して一対比較を行う。なお、評価項目はより多くてもよく、さらに「オーバーシュート持続時間」や「振幅減衰比」などを加えてもよい。   Specifically, a pairwise comparison is performed for each item using the “overshoot amount”, “settling time”, “rise time”, and the like, which are listed as evaluation items. The number of evaluation items may be larger, and “overshoot duration”, “amplitude attenuation ratio”, and the like may be added.

一対比較は、上記各評価項目を表1のように行(縦の項目欄)と列(横の項目欄)の関係に表記して、行と列との一対で比較を行う。また、比較の結果は、あらかじめ設定した次の基準となる数値で評価する。すなわち、
3:行の項目が列の項目よりやや重要
5:行の項目が列の項目より重要
1/3:行の項目より列の項目がやや重要
1/5:行の項目より列の項目が重要
なお、比較結果の基準は、さらに「7」と「1/7」、「9」と「1/9」などを用いてもよい。
<表1>

Figure 0006652398
In the paired comparison, each of the evaluation items is expressed in a relationship between a row (vertical item column) and a column (horizontal item column) as shown in Table 1, and the pair is compared with a row and a column. In addition, the result of the comparison is evaluated by a numerical value that is set as the next reference. That is,
3: Row items are slightly more important than column items. 5: Row items are more important than column items. 1/3: Column items are slightly more important than row items. 1/5: Column items are more important than row items. The reference of the comparison result may further use “7” and “1/7”, “9” and “1/9”, and the like.
<Table 1>
Figure 0006652398

表1において、オーバーシュート量(行)と整定時間(列)との比較において、整定時間の方がオーバーシュート量よりやや重要である場合に、この枠に「1/3」が入る。また、オーバーシュート量(行)と立上り時間(列)との比較において、立上り時間よりオーバーシュート量の方がやや重要である場合に、この枠に「3」が入る。このように各項目ごとの比較を行うことで表が完成する。なお、同じ項目同士の比較では「1」が入る。   In Table 1, in the comparison between the overshoot amount (row) and the settling time (column), if the settling time is slightly more important than the overshoot amount, “枠” is entered in this frame. In the comparison between the overshoot amount (row) and the rise time (column), if the overshoot amount is slightly more important than the rise time, “3” is included in this frame. The table is completed by comparing each item in this way. Note that “1” is entered in the comparison between the same items.

そして、比較結果の値から行についての各値の平均を算出する。本表では幾何平均を算出している。ここでは3つの値の幾何平均なので、オーバーシュートを例に挙げると、「1」×「1/3」×「3」の三乗根である「1.00」が平均となる。このように各項目の平均を算出し、算出された平均に基づき重要度を求める。すなわち、各項目の平均値の和を「1」とした場合の各項目の平均値が占める割合が重要度となる。なお、幾何平均に換えて相加平均(算術平均)などを用いてもよい。   Then, the average of each value for the row is calculated from the value of the comparison result. In this table, the geometric mean is calculated. Here, since the geometrical average of three values is used, if an overshoot is taken as an example, “1.00” which is the cube root of “1” × “1/3” × “3” is the average. Thus, the average of each item is calculated, and the importance is calculated based on the calculated average. That is, the ratio of the average value of each item when the sum of the average values of the items is “1” is the importance. Note that arithmetic mean (arithmetic mean) or the like may be used instead of geometric mean.

このように求められる重要度を制御評価関数の重み付けとして用いる。すなわち、算出された各項目の重要度(0.33,0.28,0.39)が、式1及び式2におけるα、β、γとして用いられる。   The degree of importance thus obtained is used as a weight for the control evaluation function. That is, the calculated importance (0.33, 0.28, 0.39) of each item is used as α, β, γ in Expressions 1 and 2.

ここで、制御評価関数は、総合値を得るにあたり各評価項目における評価値標準値に対する改善度合いに上記の重み付けをする。なお評価値標準値は、例えば、調整則利用第一次最適値算出部によって求められた第一次最適値を用いて行った実験により得られた評価値を用いることができる。式4が、この制御評価関数である。
<式4>

Figure 0006652398
Here, the control evaluation function weights the degree of improvement with respect to the evaluation value standard value in each evaluation item in obtaining the total value. In addition, as the evaluation value standard value, for example, an evaluation value obtained by an experiment performed using the primary optimum value obtained by the adjustment rule utilizing primary optimum value calculation unit can be used. Equation 4 is the control evaluation function.
<Equation 4>
Figure 0006652398

この式において、Y1、Y2、Y3が評価値標準値になる。そして、Y1,n、Y2,n、Y3,nには、実験計画策定部により策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値が代入される。そして、この制御評価関数により総合値を算出し、さらにパラメータ最適値選定部により上述の通りパラメータ最適値が選択される。このように、実験によって得られた評価値の評価値基準値に対する改善の度合いが重み付けされたうえで総合値に反映される。 In this formula, Y 1 , Y 2 , and Y 3 are evaluation value standard values. Then, a plurality of evaluation values obtained by an experiment performed based on the experiment plan formulated by the experiment plan formulation unit are substituted for Y 1, n , Y 2, n , and Y 3, n . Then, an overall value is calculated by the control evaluation function, and the parameter optimum value is selected by the parameter optimum value selecting unit as described above. As described above, the degree of improvement of the evaluation value obtained by the experiment with respect to the evaluation value reference value is reflected in the total value after being weighted.

この制御評価関数を用いることにより、ユーザの感覚的な好みが各評価値の重み付けに反映され、よりユーザの好みに適合したパラメータ最適値の選定を行い得る。
<ハードウェア構成>
By using this control evaluation function, the user's sensuous preference is reflected in the weighting of each evaluation value, and a parameter optimum value more suited to the user's preference can be selected.
<Hardware configuration>

図5にパラメータ選定装置のハードウェア構成の一例を示す。パラメータ選定装置0501は、例えば「CPU」0502、「主記憶装置」0503、「プログラム記憶装置」0504、「2次記憶装置」0505、「外部機器I/F」0506、「ユーザI/F」0507、「出力I/F」0508、「バス」0509などで構成されることが考えられる。   FIG. 5 shows an example of a hardware configuration of the parameter selection device. The parameter selection device 0501 includes, for example, “CPU” 0502, “main storage device” 0503, “program storage device” 0504, “secondary storage device” 0505, “external device I / F” 0506, and “user I / F” 0507. , “Output I / F” 0508, “bus” 0509, and the like.

「CPU」0502において、調整則利用第一次最適値算出ステップや第二次最適値候補算出ステップなどの処理が実行される。計算の指示や、計算に必要なパラメータなどは、他の装置から与えられる。   In the “CPU” 0502, processes such as an adjustment rule utilizing primary optimum value calculating step and a secondary optimum value candidate calculating step are executed. Instructions for the calculation, parameters necessary for the calculation, and the like are given from another device.

「主記憶装置」0503は、CPU0502におけるプログラム実行の際に必要なワーク領域を提供する。また、プログラムの実行中などに得られる直交配列表、評価値などを保持し、必要に応じてCPU0502に提供する。   The “main storage device” 0503 provides a work area necessary for the CPU 0502 to execute a program. In addition, it holds an orthogonal array table, evaluation values, and the like obtained during execution of the program and provides them to the CPU 0502 as necessary.

「プログラム記憶装置」0504は、調整則利用第一次最適値算出ステップや第二次最適値候補算出ステップなどのパラメータ選定に必要なプログラムを記憶しており、CPU0502等にそのプログラムを提供する。   The “program storage device” 0504 stores a program required for parameter selection such as an adjustment rule utilization primary optimum value calculation step and a secondary optimum value candidate calculation step, and provides the program to the CPU 0502 and the like.

「2次記憶装置」0505は、プログラム実行中に動的にデータを書き換え可能な記憶装置であり、信号処理装置の電源が切れても記憶しているデータは消去されない。   The “secondary storage device” 0505 is a storage device in which data can be dynamically rewritten during execution of a program, and stored data is not erased even when the power of the signal processing device is turned off.

「外部機器I/F」0506は、制御の対象となる機器を示す。CPU0502からの命令を受けて、パラメータ選定方法における実験などの処理がなされる。   “External device I / F” 0506 indicates a device to be controlled. Upon receiving an instruction from the CPU 0502, processing such as an experiment in the parameter selection method is performed.

「ユーザI/F」0507は、例えばマウスやキーボードなどを示す。ユーザはユーザI/F0507を通して、主記憶装置0503などにパラメータ選定に関する要望を入力することができる。   “User I / F” 0507 indicates, for example, a mouse or a keyboard. The user can input a request regarding parameter selection to the main storage device 0503 or the like through the user I / F 0507.

「出力I/F」0508は、例えばディスプレイなどを示す。ユーザは出力I/F0508を通して、プログラムの実行状況や、算出されたパラメータ最適値を確認することができる。   “Output I / F” 0508 indicates, for example, a display. The user can check the execution status of the program and the calculated parameter optimum value through the output I / F 0508.

なお、0502から0508に示される装置は、「バス」0509によって接続されていることが考えられる。
<処理の流れ>
Note that the devices indicated by 0502 to 0508 may be connected by a “bus” 0509.
<Process flow>

図6にパラメータ選定装置の処理の流れの一例を示す。まずS0601において、複数の因子のパラメータ最適値である第一次最適値を既知の調整則で求める(調整則利用第一次最適値探索ステップ)。次にS0602において、求められた第一次最適値に基づいて各因子について複数の第二次最適値候補を算出する(第二次最適値候補算出ステップ)。そして、S0603において、求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定する(実験計画策定ステップ)。その後、S0604において、策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する(総合値算出ステップ)。そしてS0605において、算出された複数の総合値と、その総合値の算出に用いられた各パラメータ値である第二次最適値候補から総合値を最適とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定する(パラメータ最適値選定ステップ)。   FIG. 6 shows an example of the processing flow of the parameter selection device. First, in S0601, a primary optimal value that is a parameter optimal value of a plurality of factors is obtained by a known adjustment rule (a primary optimal value search step using an adjustment rule). Next, in S0602, a plurality of secondary optimal value candidates are calculated for each factor based on the obtained primary optimal values (second optimal value candidate calculating step). Then, in S0603, an experiment plan using the orthogonal arrangement table is formulated based on the experiment design method using the plurality of obtained secondary optimal value candidates (experiment plan formulation step). Thereafter, in S0604, a total value represented by a control evaluation function having a plurality of evaluation values obtained by an experiment performed based on the established experiment plan as a variable is calculated (a total value calculation step). In step S0605, a parameter optimum value, which is a parameter value for optimizing the total value, is selected from a plurality of calculated total values and a secondary optimum value candidate, which is a parameter value used for calculating the total value. (Parameter optimum value selection step).

なお、S0601からS0605までの処理の流れは、パラメータ選定方法として実施することも可能である。   Note that the processing flow from S0601 to S0605 can also be implemented as a parameter selection method.

また、図7は、AHP法により各評価値の重み付けを算出した制御評価関数を用いる場合の総合値算出ステップにおける処理の一例を示すフロー図である。   FIG. 7 is a flowchart showing an example of the process in the total value calculation step in the case of using the control evaluation function in which the weight of each evaluation value is calculated by the AHP method.

図示するように、まず、ユーザによる一対比較の結果の入力受付に基づき、AHP法による各評価値の重み付け係数を算出する(S0701)。そして、実験計画策定ステップにて策定された実験を実施することで得た複数の評価値を変数とし、算出した重み付け係数を付した制御評価関数により総合値を算出する(S0702)。
<効果>
As shown in the drawing, first, a weighting coefficient of each evaluation value by the AHP method is calculated based on the input reception of the result of the pair comparison by the user (S0701). Then, a plurality of evaluation values obtained by performing the experiment formulated in the experiment plan formulation step are used as variables, and a total value is calculated by a control evaluation function to which the calculated weighting coefficient is added (S0702).
<Effect>

本構成を取ることにより、効率的にパラメータ最適値を選定することが可能となる。   With this configuration, it is possible to efficiently select the optimum value of the parameter.

Claims (27)

複数の因子のそれぞれに割り当てられた複数パラメータ値の組合せから複数の因子によって導き出される複数の評価値を総合した総合値の最適値を定めるパラメータの最適値を算出するためのパラメータ選定方法であって、
複数の因子のパラメータ最適値である第一次最適値を既知の調整則で求める調整則利用第一次最適値算出ステップと、
求められた第一次最適値に基づいて各因子について複数の第二次最適値候補を算出する第二次最適値候補算出ステップと、
求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定する実験計画策定ステップと、
策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する総合値算出ステップと、
算出された複数の総合値と、その総合値の算出に用いられた各パラメータ値である第二次最適値候補から総合値を最適とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定ステップと、
を計算機に実行させるパラメータ選定方法
であって、前記総合値算出ステップで用いられる制御評価関数は、実験計画に基づいて実施した実験によって得られる各実験ごとの評価値についてのあらかじめ定められた各評価値標準値からの改善度合いをAHP法を用いて各評価値の改善度合いごとに重みづけする関数であるパラメータ選定方法。
A parameter selection method for calculating an optimal value of a parameter that determines an optimal value of a total value obtained by integrating a plurality of evaluation values derived from a plurality of factors from a combination of a plurality of parameter values assigned to each of a plurality of factors. ,
An adjustment rule using primary optimal value calculating step of obtaining a primary optimal value that is a parameter optimal value of a plurality of factors by a known adjustment law,
Secondary optimal value candidate calculating step of calculating a plurality of secondary optimal value candidates for each factor based on the determined primary optimal value,
An experiment plan formulation step of formulating an experiment plan using an orthogonal array table based on an experiment design method using a plurality of obtained secondary optimal value candidates,
A total value calculation step of calculating a total value indicated by a control evaluation function having a plurality of evaluation values obtained by an experiment performed based on the established experiment plan as a variable,
A plurality of calculated total values and a parameter optimum value that selects a parameter optimum value that is a parameter value that optimizes the total value from secondary optimum value candidates that are the parameter values used for calculating the total value. A selection step,
A control evaluation function used in the overall value calculation step, wherein the control evaluation function used in the total value calculation step is a predetermined evaluation evaluation value for each experiment obtained by an experiment performed based on an experiment plan. Parameter selection method that is a function that weights the degree of improvement from the standard value using the AHP method for each degree of improvement of each evaluation value.
前記パラメータ最適値選定ステップは、実験の結果から総合値の母平均を推定する式に基づいて総合値の母平均を最大又は最小とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定サブステップを含む、
請求項1に記載のパラメータ選定方法。
The parameter optimum value selecting step includes selecting a parameter optimum value that is a parameter value that maximizes or minimizes the population mean of the total value based on an equation for estimating the population mean of the total value from the results of the experiment. Including sub-steps,
The parameter selection method according to claim 1.
前記パラメータ最適値選定サブステップにおける前記総合値の母平均を推定する式は分散分析に基づいたデータ構造式に基づく、
請求項2に記載のパラメータ選定方法。
The formula for estimating the population mean of the total value in the parameter optimum value selection sub-step is based on a data structure formula based on analysis of variance,
The parameter selection method according to claim 2.
前記総合値算出ステップで用いられる制御評価関数は各複数の評価値について比率を用いることで無単位化して演算する無単位化制御評価関数である、
請求項1から3のいずれか一に記載のパラメータ選定方法。
The control evaluation function used in the overall value calculation step is a unitless control evaluation function that performs unitless calculation by using a ratio for each of the plurality of evaluation values.
The parameter selection method according to claim 1.
第二次最適値候補算出ステップは各因子について第一次最適値を中心として+25%以内、−25%以内の振幅内に算出する、
請求項1から4のいずれか一に記載のパラメータ選定方法。
The second optimum value candidate calculation step calculates each factor within an amplitude within + 25% and -25% around the first optimum value.
The parameter selection method according to claim 1.
実験計画法に代えてタグチメソッドを用いる、
請求項1から5のいずれか一に記載のパラメータ選定方法。
Use Taguchi method instead of experimental design ,
The parameter selection method according to claim 1.
因子はPIDパラメータを含む、
請求項1から6のいずれか一に記載のパラメータ選定方法。
The factors include a PID parameter,
The parameter selection method according to claim 1.
前記既知の調整則は、ジーグラニコルスの調整法、エドガーの調整法、CHR法のいずれか一である、
請求項1から7のいずれか一に記載のパラメータ選定方法。
The known adjustment rule is one of the Ziegler-Nichols adjustment method, the Edgar adjustment method, and the CHR method.
A parameter selection method according to any one of claims 1 to 7.
前記複数の評価値は、オーバーシュート、整定時間、立上り時間を含む、
請求項1から8のいずれか一に記載のパラメータ選定方法。
The plurality of evaluation values include overshoot, settling time, and rise time,
9. The parameter selection method according to claim 1.
複数の因子のそれぞれに割り当てられた複数パラメータ値の組合せから複数の因子によって導き出される複数の評価値を総合した総合値の最適値を定めるパラメータの最適値を算出するためのパラメータ選定プログラムであって、
複数の因子のパラメータ最適値である第一次最適値を既知の調整則で求める調整則利用第一次最適値算出ステップと、
求められた第一次最適値に基づいて各因子について複数の第二次最適値候補を算出する第二次最適値候補算出ステップと、
求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定する実験計画策定ステップと、
策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する総合値算出ステップと、
算出された複数の総合値と、その総合値の算出に用いられた各パラメータ値である第二次最適値候補から総合値を最適とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定ステップと、
を計算機に読取実行可能に記述したパラメータ選定プログラム。
A parameter selection program for calculating an optimal value of a parameter that determines an optimal value of a total value obtained by integrating a plurality of evaluation values derived from a plurality of factors from a combination of a plurality of parameter values assigned to each of a plurality of factors. ,
An adjustment rule using primary optimal value calculating step of obtaining a primary optimal value that is a parameter optimal value of a plurality of factors by a known adjustment law,
Secondary optimal value candidate calculating step of calculating a plurality of secondary optimal value candidates for each factor based on the determined primary optimal value,
An experiment plan formulation step of formulating an experiment plan using an orthogonal array table based on an experiment design method using a plurality of obtained secondary optimal value candidates,
A total value calculation step of calculating a total value indicated by a control evaluation function having a plurality of evaluation values obtained by an experiment performed based on the established experiment plan as a variable,
A plurality of calculated total values and a parameter optimum value for selecting a parameter optimum value which is a parameter value for optimizing the total value from secondary optimum value candidates which are each parameter value used for calculating the total value. A selection step;
Is a parameter selection program that is written in a computer so that it can be read and executed.
前記パラメータ最適値選定ステップは、実験の結果から総合値の母平均を推定する式に基づいて総合値の母平均を最大又は最小とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定サブステップを含む、
請求項10に記載のパラメータ選定プログラム。
The parameter optimum value selection step includes selecting a parameter optimum value that is a parameter value that maximizes or minimizes the population mean of the total value based on an equation for estimating the population mean of the total value from the result of the experiment. Including sub-steps,
A parameter selection program according to claim 10.
前記パラメータ最適値選定サブステップにおける前記総合値の母平均を推定する式は分散分析に基づいたデータ構造式に基づく、
請求項11に記載のパラメータ選定プログラム。
The formula for estimating the population mean of the total value in the parameter optimum value selection sub-step is based on a data structure formula based on analysis of variance,
A parameter selection program according to claim 11.
前記総合値算出ステップで用いられる制御評価関数は各複数の評価値について比率を用いることで無単位化して演算する無単位化制御評価関数である、
請求項10から12のいずれか一に記載のパラメータ選定プログラム。
The control evaluation function used in the overall value calculation step is a unitless control evaluation function that performs unitless calculation by using a ratio for each of the plurality of evaluation values.
A parameter selection program according to any one of claims 10 to 12.
第二次最適値候補算出ステップは各因子について第一次最適値を中心として+25%以内、−25%以内の振幅内に算出する、
請求項10から13のいずれか一に記載のパラメータ選定プログラム。
The second optimum value candidate calculation step calculates each factor within an amplitude within + 25% and -25% around the first optimum value.
A parameter selection program according to any one of claims 10 to 13.
実験計画法に代えてタグチメソッドを用いる、
請求項10から14のいずれか一に記載のパラメータ選定プログラム。
Use Taguchi method instead of experimental design ,
A parameter selection program according to any one of claims 10 to 14.
因子はPIDパラメータを含む、
請求項10から15のいずれか一に記載のパラメータ選定プログラム。
The factors include a PID parameter,
A parameter selection program according to any one of claims 10 to 15.
前記既知の調整則は、ジーグラニコルスの調整法、エドガーの調整法、CHR法のいずれか一である、
請求項10から16のいずれか一に記載のパラメータ選定プログラム。
The known adjustment rule is one of the Ziegler-Nichols adjustment method, the Edgar adjustment method, and the CHR method.
A parameter selection program according to any one of claims 10 to 16.
前記複数の評価値は、オーバーシュート、整定時間、立上り時間を含む、
請求項10から17のいずれか一に記載のパラメータ選定プログラム。
The plurality of evaluation values include overshoot, settling time, and rise time,
A parameter selection program according to any one of claims 10 to 17.
複数の因子のそれぞれに割り当てられた複数パラメータ値の組合せから複数の因子によって導き出される複数の評価値を総合した総合値の最適値を定めるパラメータの最適値を
算出するためのパラメータ選定装置であって、
複数の因子のパラメータ最適値である第一次最適値を既知の調整則で求める調整則利用第一次最適値算出部と、
求められた第一次最適値に基づいて各因子について複数の第二次最適値候補を算出する第二次最適値候補算出部と、
求められた複数の第二次最適値候補を用いて直交配列表を利用した実験計画を実験計画法に基づき策定する実験計画策定部と、
策定された実験計画に基づいて実施した実験によって得られる複数の評価値を変数とする制御評価関数によって示される総合値を算出する総合値算出部と、
算出された複数の総合値と、その総合値の算出に用いられた各パラメータ値である第二次最適値候補から総合値を最適とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定部と、
からなるパラメータ選定装置
であって、前記総合値算出部で用いられる制御評価関数は、実験計画に基づいて実施した実験によって得られる各実験ごとの評価値についてのあらかじめ定められた各評価値標準値からの改善度合いをAHP法を用いて各評価値の改善度合いごとに重みづけする関数であるパラメータ選定装置。
A parameter selection device for calculating an optimal value of a parameter that determines an optimal value of a total value obtained by integrating a plurality of evaluation values derived from a plurality of factors from a combination of a plurality of parameter values assigned to each of a plurality of factors. ,
An adjustment rule-based primary optimum value calculation unit that obtains a primary optimum value that is a parameter optimum value of a plurality of factors using a known adjustment rule,
A second optimum value candidate calculation unit that calculates a plurality of second optimum value candidates for each factor based on the obtained first optimum value,
An experiment plan formulating unit that formulates an experiment plan using an orthogonal array table based on an experiment design method using a plurality of obtained secondary optimal value candidates,
A total value calculation unit that calculates a total value represented by a control evaluation function having a plurality of evaluation values obtained by an experiment performed based on the established experiment plan as a variable,
A plurality of calculated total values and a parameter optimum value that selects a parameter optimum value that is a parameter value that optimizes the total value from secondary optimum value candidates that are the parameter values used for calculating the total value. The selection section,
A control evaluation function used in the total value calculation unit, wherein a predetermined evaluation value standard value for an evaluation value for each experiment obtained by an experiment performed based on an experiment plan. A parameter selection device that is a function that weights the degree of improvement from each evaluation value for each degree of improvement using the AHP method.
前記パラメータ最適値選定部は、実験の結果から総合値の母平均を推定する式に基づいて総合値の母平均を最大又は最小とする各パラメータ値であるパラメータ最適値を選定するパラメータ最適値選定サブ手段を含む、
請求項19に記載のパラメータ選定装置。
The parameter optimum value selecting unit selects a parameter optimum value that is a parameter value that maximizes or minimizes the population mean of the total value based on an equation for estimating the population mean of the total value from the result of the experiment. Including sub-means,
The parameter selection device according to claim 19.
前記パラメータ最適値選定サブ手段における前記総合値の母平均を推定する式は分散分析に基づいたデータ構造式に基づく、
請求項20に記載のパラメータ選定装置。
The formula for estimating the population mean of the total value in the parameter optimum value selection sub-means is based on a data structure formula based on analysis of variance,
The parameter selection device according to claim 20.
前記総合値算出部で用いられる制御評価関数は各複数の評価値について比率を用いることで無単位化して演算する無単位化制御評価関数である、
請求項19から21のいずれか一に記載のパラメータ選定装置。
The control evaluation function used in the overall value calculation unit is a unitless control evaluation function that performs unitless calculation by using a ratio for each of the plurality of evaluation values.
The parameter selection device according to any one of claims 19 to 21.
第二次最適値候補算出部は各因子について第一次最適値を中心として+25%以内、−25%以内の振幅内に算出する、
請求項19から22のいずれか一に記載のパラメータ選定装置。
The second optimum value candidate calculation unit calculates each factor within an amplitude within + 25% and within −25% around the first optimum value.
The parameter selection device according to any one of claims 19 to 22.
実験計画法に代えてタグチメソッドを用いる、
請求項19から23のいずれか一に記載のパラメータ選定装置。
Use Taguchi method instead of experimental design ,
The parameter selection device according to any one of claims 19 to 23.
因子はPIDパラメータを含む、
請求項19から24のいずれか一に記載のパラメータ選定装置。
The factors include a PID parameter,
The parameter selection device according to any one of claims 19 to 24.
前記既知の調整則は、ジーグラニコルスの調整法、エドガーの調整法、CHR法のいずれか一である、
請求項19から25のいずれか一に記載のパラメータ選定装置。
The known adjustment rule is one of the Ziegler-Nichols adjustment method, the Edgar adjustment method, and the CHR method.
The parameter selection device according to any one of claims 19 to 25.
前記複数の評価値は、オーバーシュート、整定時間、立上り時間を含む、
請求項19から26のいずれか一に記載のパラメータ選定装置。
The plurality of evaluation values include overshoot, settling time, and rise time,
The parameter selection device according to any one of claims 19 to 26.
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