JP7401331B2 - Control device and control method - Google Patents
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Description
本発明は、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを併用する制御装置および制御方法に関するものである。 The present invention relates to a control device and a control method that use both feedback control and feedforward control.
代表的なフィードバック(Feedback)制御であるPID制御に、フィードフォワード(Feedforward)分を加算する方法(以下、フィードフォワード+フィードバック制御とする)が提案されている(特許文献1参照)。 A method of adding a feedforward amount to PID control, which is a typical feedback control (hereinafter referred to as feedforward+feedback control), has been proposed (see Patent Document 1).
発明者は、このようなフィードフォワード+フィードバック制御を特に図17のような加熱装置に適用する場合において、実用性を向上させるために、操作量MVの下限値OL、上限値OHを通常値に漸近的に収束させる形式のフィードフォワード方法(特許文献2)と、フィードフォワード量MV_Pをゼロに漸近的に収束させる形式のフィードフォワード方法(特許文献3)とを提案した。 In particular, when applying such feedforward + feedback control to a heating device as shown in FIG. 17, the inventor set the lower limit value OL and upper limit value OH of the manipulated variable MV to normal values in order to improve practicality. We have proposed a feedforward method that asymptotically converges the feedforward amount MV_P (Patent Document 2) and a feedforward method that asymptotically converges the feedforward amount MV_P to zero (Patent Document 3).
図17の加熱装置は、処理対象のワークを加熱する熱処理炉100と、電気ヒータ101と、熱処理炉100内の温度を計測する温度センサ102と、熱処理炉100内の温度を制御する温調計103と、電力調整器104と、電力供給回路105と、加熱装置全体を制御するPLC(Programmable Logic Controller)106とから構成される。温調計103は、温度センサ102が計測した温度PV(制御量)が温度設定値SPと一致するように操作量MVを算出する。電力調整器104は、操作量MVに応じた電力を決定し、この決定した電力を電力供給回路105を通じて電気ヒータ101に供給する。
The heating apparatus in FIG. 17 includes a
発明者が特許文献3で提案したフィードフォワード+フィードバック制御は、典型的なフィードフォワード制御に近い。図18の制御系のブロック線図を用いて、発明者が特許文献3で提案した技術について説明する。図18のPは制御対象を示している。
The feedforward+feedback control proposed by the inventor in
操作量算出部201は、設定値SPと制御量PVとを入力として、制御量PVが設定値SPと一致するように、例えば以下の伝達関数式のようなPID制御演算を行って操作量MV(本発明では、基本操作量MVとする)を算出する。
MV=(100/Pb){1+(1/Tis)+Tds}(SP-PV)
・・・(1)
Pbは比例帯、Tiは積分時間、Tdは微分時間、sはラプラス演算子である。
The manipulated
MV=(100/Pb) {1+(1/Tis)+Tds}(SP-PV)
...(1)
Pb is a proportional band, Ti is an integral time, Td is a differential time, and s is a Laplace operator.
加算量算出部204は、基本操作量MVに対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値FF_P(FF_P≠0)が入力されると、操作量加算値FF_Pに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量MV_Pを算出する。具体的には、加算量算出部204は、下記のような伝達関数式で操作量加算量MV_Pを算出する。
MV_P={Kxs/(1+Tfs)2}FF_P ・・・(2)
When the operation amount addition value FF_P (FF_P≠0), which is the target value of the feedforward addition amount to the basic operation amount MV, is input, the addition
MV_P={Kxs/(1+Tfs) 2 }FF_P...(2)
式(2)のTfは、操作量加算量MV_Pを徐々に収束させる時間を規定するパラメータである。Kxはフィードフォワードの大きさを規定するパラメータである。操作量加算量MV_Pの変化の1例を図19に示す。図19の例では、操作量加算値FF_P=50%、パラメータTf=100sec.、パラメータKx=275としている。 Tf in equation (2) is a parameter that defines the time for gradually converging the manipulated variable addition amount MV_P. Kx is a parameter that defines the size of feedforward. FIG. 19 shows an example of a change in the operation amount addition amount MV_P. In the example of FIG. 19, the operation amount addition value FF_P=50%, the parameter Tf=100sec. , the parameter Kx=275.
減算量算出部205は、基本操作量MVに対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値FF_M(FF_M≠0)が入力されると、操作量減算値FF_Mに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量MV_Mを算出する。具体的には、減算量算出部205は、下記のような伝達関数式で操作量減算量MV_Mを算出する。
MV_M={Kxs/(1+Tfs)2}FF_M ・・・(3)
When a manipulated variable subtraction value FF_M (FF_M≠0), which is a target value of a feedforward subtraction amount with respect to the basic manipulated variable MV, is input, the subtraction
MV_M={Kxs/(1+Tfs) 2 }FF_M...(3)
式(3)のTfは、操作量減算量MV_Mを徐々に収束させる時間を規定するパラメータである。操作量変更部206は、操作量算出部201で算出された基本操作量MVに、加算量算出部204によって算出された操作量加算量MV_Pを加算し、さらに減算量算出部205によって算出された操作量減算量MV_Mを減算した結果を操作量MV_F(本発明では、実操作量MV_Fとする)として算出する。
MV_F=MV+MV_P-MV_M ・・・(4)
Tf in equation (3) is a parameter that defines the time for gradually converging the manipulated variable subtraction amount MV_M. The operation
MV_F=MV+MV_P-MV_M...(4)
リミット処理部207は、操作量変更部206によって算出された実操作量MV_Fを所定の操作量下限値OL以上の値に制限する下限リミット処理と、実操作量MV_Fを所定の操作量上限値OH以下の値に制限する上限リミット処理とを行なう。このリミット処理部207でリミット処理された実操作量MV_F’が制御対象Pに出力される。
The
特許文献3で提案した技術によれば、基本操作量MVにフィードフォワード分の変更を施して、一定時間経過後にフィードフォワード分を0%に戻すような不連続な制御で発生する不具合を低減することができる。
According to the technology proposed in
ただし、制御技術の専門家ではない通常のオペレータ(制御技術ユーザ)が、フィードフォワード制御の実行結果を適切に評価できることはほとんどない。フィードフォワード分の操作量加算量(本発明では、特許文献3と区別するため、フィードフォワード量MV_Xとする)は、適切に評価しながら調整されなければならない。フィードフォワード量MV_Xが不適切であれば、フィードフォワード制御の効果は劣化する。しかしながら、制御技術の専門家ではない通常のオペレータにとって、フィードフォワード量MV_Xを適切に調整して、フィードフォワード制御の効果を高めることは困難であった。
However, ordinary operators (control technology users) who are not control technology experts are rarely able to appropriately evaluate the results of feedforward control execution. The feedforward operation amount addition amount (in the present invention, to distinguish it from
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、適切なフィードフォワード量を合理的に推定することができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device and a control method that can reasonably estimate an appropriate amount of feedforward.
本発明の制御装置は、設定値と制御量とを入力として第1の操作量を算出するように構成された操作量算出部と、外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出するように構成されたフィードフォワード算出部と、前記操作量算出部によって算出された前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算するように構成されたフィードフォワード実行部と、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定するように構成された第1の推定部と、前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出するように構成された総量算出部と、前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定するように構成された第2の推定部とを備え、前記フィードフォワード算出部は、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とし、前記総量算出部は、前記トリガー変数が入力された規定の第2の試行期間において前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出し、前記第2の推定部は、前記第2の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2の試行期間における前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて前記第2のパラメータを更新することを特徴とするものである。 The control device of the present invention includes a manipulated variable calculation section configured to calculate a first manipulated variable using a set value and a controlled variable as input, and a manipulated variable calculation section that takes a significant value before the application of a disturbance and becomes non-significant after the disturbance is applied. a feedforward calculation section configured to calculate a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable having a value of . a feedforward execution unit configured to add the first feedforward amount to a first manipulated variable; and a second manipulated variable that is configured to add the first feedforward amount to the first manipulated variable. a manipulated variable output unit configured to output to a target; and a manipulated variable output unit configured to output only the first manipulated variable when the first feedforward amount is zero during a prescribed first trial period in which the trigger variable is input. for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance, based on the difference between the second manipulated variable before and after the disturbance recovery response when outputted to the controlled object as the second manipulated variable; a first estimation unit configured to estimate a first parameter; and a total amount of the second feedforward amount when it is assumed that the second feedforward amount is output in the first trial period. a total amount calculation unit configured to calculate based on the first parameter, and a total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable during the first trial period. a second estimator configured to estimate a second parameter for calculating a third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance based on the subtraction result; The second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second feedforward amount calculated based on the second parameter when the trigger variable is input after the first trial period. The sum with the third feedforward amount is set as the first feedforward amount , and the total amount calculation unit calculates the total amount of the second feedforward amount in a prescribed second trial period in which the trigger variable is input. is calculated based on the first parameter, and the second estimation unit calculates the second amount of change in the second trial period from the total amount of change in the second manipulated variable in the second trial period. The present invention is characterized in that the second parameter is updated based on the result of subtracting the total feedforward amount .
また、本発明の制御装置は、設定値と制御量とを入力として第1の操作量を算出するように構成された操作量算出部と、外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出するように構成されたフィードフォワード算出部と、前記操作量算出部によって算出された前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算するように構成されたフィードフォワード実行部と、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定するように構成された第1の推定部と、前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出するように構成された総量算出部と、前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定するように構成された第2の推定部とを備え、前記フィードフォワード算出部は、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とし、前記第2のフィードフォワード量は、ゼロから前記第1のパラメータの値へと徐々に収束する量であり、前記第1のパラメータをKx1、前記第2のフィードフォワード量を徐々に収束させる時間を規定する時定数をTf、前記時定数を調整する係数をA、前記トリガー変数をFF_X、ラプラス演算子をsとしたとき、[Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_Xにより算出されることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置は、設定値と制御量とを入力として第1の操作量を算出するように構成された操作量算出部と、外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出するように構成されたフィードフォワード算出部と、前記操作量算出部によって算出された前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算するように構成されたフィードフォワード実行部と、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定するように構成された第1の推定部と、前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出するように構成された総量算出部と、前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定するように構成された第2の推定部とを備え、前記フィードフォワード算出部は、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とし、前記第3のフィードフォワード量は、前記第2のパラメータの値に近づいた後にゼロへと徐々に収束する量であり、前記第2のパラメータをKx2、前記第3のフィードフォワード量を徐々に収束させる時間を規定する時定数をTf、前記時定数を調整する係数をA、前記トリガー変数をFF_X、ラプラス演算子をsとしたとき、[Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_Xにより算出されることを特徴とするものである。
The control device of the present invention also includes a manipulated variable calculation section configured to calculate a first manipulated variable by inputting a set value and a controlled variable, and a manipulated variable calculation section that takes a significant value before the application of the disturbance and after the disturbance is applied. A feedforward calculation section configured to calculate a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable having a non-significant value, and a feedforward amount calculated by the operation amount calculation section. a feedforward execution unit configured to add the first feedforward amount to the first manipulated variable; and a second manipulated variable that is configured to add the first feedforward amount to the first manipulated variable. a manipulated variable output unit configured to output the first manipulated variable to a controlled object; Calculation of the second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance based on the difference between the second manipulated variable before and after the disturbance recovery response when only the second manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable. a first estimation unit configured to estimate a first parameter for the second feedforward amount, and the second feedforward amount when it is assumed that the second feedforward amount is output in the first trial period; a total amount calculation unit configured to calculate the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter; a second estimator configured to estimate a second parameter for calculating a third feedforward amount necessary for suppressing impulse disturbance based on the result of subtracting the total amount; The forward calculation unit calculates the amount based on the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter when the trigger variable is input after the first trial period. The sum of the third feedforward amount and the third feedforward amount is defined as the first feedforward amount, and the second feedforward amount is an amount that gradually converges from zero to the value of the first parameter, and the second feedforward amount is an amount that gradually converges from zero to the value of the first parameter. The first parameter is Kx1, the time constant that defines the time to gradually converge the second feedforward amount is Tf, the coefficient for adjusting the time constant is A, the trigger variable is FF_X, and the Laplace operator is s. When this happens, it is characterized by being calculated by [Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_X.
The control device of the present invention also includes a manipulated variable calculation section configured to calculate a first manipulated variable by inputting a set value and a controlled variable, and a manipulated variable calculation section that takes a significant value before the application of the disturbance and after the disturbance is applied. A feedforward calculation section configured to calculate a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable having a non-significant value, and a feedforward amount calculated by the operation amount calculation section. a feedforward execution unit configured to add the first feedforward amount to the first manipulated variable; and a second manipulated variable that is configured to add the first feedforward amount to the first manipulated variable. a manipulated variable output unit configured to output the first manipulated variable to a controlled object; Calculation of the second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance based on the difference between the second manipulated variable before and after the disturbance recovery response when only the second manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable. a first estimation unit configured to estimate a first parameter for the second feedforward amount, and the second feedforward amount when it is assumed that the second feedforward amount is output in the first trial period; a total amount calculation unit configured to calculate the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter; a second estimator configured to estimate a second parameter for calculating a third feedforward amount necessary for suppressing impulse disturbance based on the result of subtracting the total amount; The forward calculation unit calculates the amount based on the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter when the trigger variable is input after the first trial period. The sum of the third feedforward amount and the third feedforward amount is defined as the first feedforward amount, and the third feedforward amount is an amount that gradually converges to zero after approaching the value of the second parameter. , the second parameter is Kx2, the time constant that defines the time to gradually converge the third feedforward amount is Tf, the coefficient for adjusting the time constant is A, the trigger variable is FF_X, and the Laplace operator It is characterized in that it is calculated by [Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_X, where is s.
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記第1の推定部は、前記外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差を前記第1のパラメータの値とすることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記第2の推定部は、前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算し、前記第1の操作量と前記第1、第2、第3のフィードフォワード量との算出周期に、前記減算結果を乗算した値を前記第2のパラメータの値とすることを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the control device of the present invention, the first estimating unit is characterized in that the difference between the second operation amount before and after the disturbance recovery response is the value of the first parameter. It is something.
Further, in one configuration example of the control device of the present invention, the second estimator subtracts the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable, and The present invention is characterized in that a value obtained by multiplying the calculation cycle of the operation amount and the first, second, and third feedforward amounts by the result of the subtraction is set as the value of the second parameter.
また、本発明の制御方法は、設定値と制御量とを入力として第1の操作量を算出する第1のステップと、外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出する第2のステップと、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算する第3のステップと、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力する第4のステップと、前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定する第5のステップと、前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出する第6のステップと、前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定する第7のステップと、前記トリガー変数が入力された規定の第2の試行期間において前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出する第8のステップと、前記第8のステップで算出した前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第2の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から減算した結果に基づいて前記第2のパラメータを更新する第9のステップとを含み、前記第2のステップは、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とするステップを含むことを特徴とするものである。 Further, the control method of the present invention includes a first step of calculating a first manipulated variable by inputting a set value and a control amount, and a value that becomes a significant value before the application of the disturbance and becomes a non-significant value after the application of the disturbance. a second step of calculating a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance according to the input of a trigger variable; and a third step of adding the first feedforward amount to the first manipulated variable. a fourth step of outputting a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable to the controlled object; The second manipulated variable before and after the disturbance recovery response when only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during the trial period. a fifth step of estimating a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance based on the difference; and a fifth step of estimating the second feedforward amount in the first trial period. a sixth step of calculating the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output; and the amount of change in the second manipulated variable during the first trial period. a seventh step of estimating a second parameter for calculating the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance, based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of , an eighth step of calculating the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter in a prescribed second trial period in which the trigger variable is input; a ninth step of updating the second parameter based on a result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable during the second trial period. , the second step includes, when the trigger variable is input after the first trial period, the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter. The present invention is characterized by including the step of setting the sum of the third feedforward amount and the third feedforward amount calculated based on the above as the first feedforward amount.
また、本発明の制御方法は、設定値と制御量とを入力として第1の操作量を算出する第1のステップと、外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出する第2のステップと、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算する第3のステップと、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力する第4のステップと、前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定する第5のステップと、前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出する第6のステップと、前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定する第7のステップとを含み、前記第2のステップは、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とするステップを含み、前記第2のフィードフォワード量は、ゼロから前記第1のパラメータの値へと徐々に収束する量であり、前記第1のパラメータをKx1、前記第2のフィードフォワード量を徐々に収束させる時間を規定する時定数をTf、前記時定数を調整する係数をA、前記トリガー変数をFF_X、ラプラス演算子をsとしたとき、[Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_Xにより算出されることを特徴とするものである。
また、本発明の制御方法は、設定値と制御量とを入力として第1の操作量を算出する第1のステップと、外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出する第2のステップと、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算する第3のステップと、前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力する第4のステップと、前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定する第5のステップと、前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出する第6のステップと、前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定する第7のステップとを含み、前記第2のステップは、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とするステップを含み、前記第3のフィードフォワード量は、前記第2のパラメータの値に近づいた後にゼロへと徐々に収束する量であり、前記第2のパラメータをKx2、前記第3のフィードフォワード量を徐々に収束させる時間を規定する時定数をTf、前記時定数を調整する係数をA、前記トリガー変数をFF_X、ラプラス演算子をsとしたとき、[Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_Xにより算出されることを特徴とするものである。
Further, the control method of the present invention includes a first step of calculating a first manipulated variable by inputting a set value and a control amount, and a value that becomes a significant value before the application of the disturbance and becomes a non-significant value after the application of the disturbance. a second step of calculating a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance according to the input of a trigger variable; and a third step of adding the first feedforward amount to the first manipulated variable. a fourth step of outputting a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable to the controlled object; The second manipulated variable before and after the disturbance recovery response when only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during the trial period. a fifth step of estimating a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance based on the difference; and a fifth step of estimating the second feedforward amount in the first trial period. a sixth step of calculating the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output; and the amount of change in the second manipulated variable during the first trial period. a seventh step of estimating a second parameter for calculating the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance, based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of The second step includes calculating the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second feedforward amount when the trigger variable is input after the first trial period. The second feedforward amount includes the step of setting the sum of the third feedforward amount calculated based on the parameter as the first feedforward amount, and the second feedforward amount changes from zero to the value of the first parameter. It is an amount that gradually converges, and the first parameter is Kx1, the time constant that defines the time for gradually converging the second feedforward amount is Tf, the coefficient for adjusting the time constant is A, and the trigger variable. When FF_X is FF_X and Laplace operator is s, it is characterized by being calculated by [Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_X.
Further, the control method of the present invention includes a first step of calculating a first manipulated variable by inputting a set value and a control amount, and a value that becomes a significant value before the application of the disturbance and becomes a non-significant value after the application of the disturbance. a second step of calculating a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance according to the input of a trigger variable; and a third step of adding the first feedforward amount to the first manipulated variable. a fourth step of outputting a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable to the controlled object; The second manipulated variable before and after the disturbance recovery response when only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during the trial period. a fifth step of estimating a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance based on the difference; and a fifth step of estimating the second feedforward amount in the first trial period. a sixth step of calculating the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output; and the amount of change in the second manipulated variable during the first trial period. a seventh step of estimating a second parameter for calculating the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance, based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of The second step includes calculating the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second feedforward amount when the trigger variable is input after the first trial period. The step includes the step of setting the sum of the third feedforward amount calculated based on the parameter as the first feedforward amount, and the third feedforward amount approaches the value of the second parameter. It is an amount that gradually converges to zero, the second parameter is Kx2, the time constant that defines the time for gradually converging the third feedforward amount is Tf, the coefficient for adjusting the time constant is A, The trigger variable is calculated by [Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_X, where FF_X is the trigger variable and s is the Laplace operator.
また、本発明の制御方法の1構成例において、前記第5のステップは、前記外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差を前記第1のパラメータの値とするステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の制御方法の1構成例において、前記第7、第9のステップは、前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算し、前記第1の操作量と前記第1、第2、第3のフィードフォワード量との算出周期に、前記減算結果を乗算した値を前記第2のパラメータの値とするステップを含むことを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the control method of the present invention, the fifth step includes a step of setting the difference between the second operation amount before and after the disturbance recovery response as the value of the first parameter. That is.
In one configuration example of the control method of the present invention, the seventh and ninth steps subtract the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable, and 1 operation amount and the first, second, and third feedforward amounts, the method is characterized by including the step of setting a value of the second parameter to a value obtained by multiplying the calculation result of the subtraction result. It is.
本発明によれば、第1の推定部と総量算出部と第2の推定部とを設けることにより、外乱リカバリー制御の実行結果(試行結果)に基づいて、適切な第1のフィードフォワード量を合理的に推定することができる。その結果、本発明では、フィードフォワード制御の効果を高めることができる。 According to the present invention, by providing the first estimating section, the total amount calculating section, and the second estimating section, an appropriate first feedforward amount can be determined based on the execution result (trial result) of disturbance recovery control. It can be reasonably estimated. As a result, the present invention can enhance the effect of feedforward control.
また、本発明では、第2の推定部が、第2の試行期間における第2の操作量の変化量の総量から第2の試行期間における第2のフィードフォワード量の総量を減算して、この減算結果に基づいて第2のパラメータを更新することにより、第1のフィードフォワード量をさらに高精度に推定することができる。 Further, in the present invention, the second estimation unit subtracts the total amount of the second feedforward amount in the second trial period from the total amount of change in the second manipulated variable in the second trial period. By updating the second parameter based on the subtraction result, the first feedforward amount can be estimated with even higher accuracy.
[発明の原理1]
本発明では、特許文献3で提案した技術などが特に適用対象とする外乱リカバリー応答を適用対象とする。適用対象の外乱には、大きく分けてインパルス外乱とステップ外乱の2種類がある。
[Principle of the invention 1]
In the present invention, the disturbance recovery response to which the technique proposed in
インパルス外乱は、外乱リカバリー応答の前後で整定時の実操作量MV_Fにほぼ変化が生じない外乱であり、一時的かつ衝撃のような外乱である。ステップ外乱は、外乱リカバリー応答の前後で整定時の実操作量MV_Fに顕著な変化が生じる外乱であり、整定状態という平衡点自体が変化する外乱である。なお、特許文献3で提案した技術は、インパルス外乱に特に適している。
The impulse disturbance is a disturbance that causes almost no change in the actual manipulated variable MV_F at the time of settling before and after the disturbance recovery response, and is a temporary shock-like disturbance. The step disturbance is a disturbance that causes a noticeable change in the actual manipulated variable MV_F at the time of settling before and after the disturbance recovery response, and is a disturbance that causes a change in the equilibrium point itself of the settling state. Note that the technique proposed in
インパルス外乱のみであれば、フィードバック制御のみによる外乱リカバリー制御(制御量PVを設定値SPに復帰させる制御)での実操作量MV_Fの変化量総量ΔMV_impを目安にフィードフォワード量MV_Xを適正化できる。また、ステップ外乱のみであれば、フィードバック制御のみによる外乱リカバリー応答前後の実操作量差ΔMV_stpを目安にフィードフォワード量MV_Xを適正化できる。特に調整が難しいのは、インパルス外乱とステップ外乱の両方が同時に発生する外乱(本発明では混合外乱とする)である。 If there is only an impulse disturbance, the feedforward amount MV_X can be optimized using the total amount of change ΔMV_imp of the actual manipulated variable MV_F in disturbance recovery control (control for returning the controlled variable PV to the set value SP) using only feedback control as a guide. Furthermore, if there is only a step disturbance, the feedforward amount MV_X can be optimized using the actual operation amount difference ΔMV_stp before and after the disturbance recovery response by only feedback control as a guide. Particularly difficult to adjust is a disturbance in which both an impulse disturbance and a step disturbance occur simultaneously (referred to as a mixed disturbance in the present invention).
発明者は、鋭意研究の結果、以下の(I)、(II)の手順、または(I)~(III)の手順でほぼ適正なフィードフォワード量MV_Xを推定できることを突き止めた。なお、本発明では、外乱印加のタイミングが既知であることにより、フィードフォワード動作を加えるタイミングを、自動決定できることを前提とする。 As a result of intensive research, the inventor found that it is possible to estimate a substantially appropriate feedforward amount MV_X using the following procedures (I), (II), or procedures (I) to (III). Note that the present invention is based on the premise that since the timing of applying the disturbance is known, the timing of applying the feedforward operation can be automatically determined.
また、本発明では、フィードバック制御として例えばPID制御を採用することにより、コントローラパラメータであるPIDパラメータに基づいて、フィードフォワード量MV_Xを収束させる時間のパラメータTfを、一意的に自動決定できることを前提とする。 Furthermore, the present invention is based on the premise that by employing, for example, PID control as feedback control, the parameter Tf of the time for converging the feedforward amount MV_X can be uniquely and automatically determined based on the PID parameter that is the controller parameter. do.
(I)少なくともフィードバック制御による外乱リカバリー制御(またはフィードバック制御のみの外乱リカバリー制御)を実行し、外乱リカバリー応答前後の実操作量差ΔMV_stpを目安にステップ外乱に必要なフィードフォワード量MV_X1を推定する。理論的には、適正なフィードフォワード量MV_X1は、実操作量差ΔMV_stpに比例する。 (I) Execute at least disturbance recovery control using feedback control (or disturbance recovery control using only feedback control), and estimate the feedforward amount MV_X1 required for the step disturbance using the actual manipulated variable difference ΔMV_stp before and after the disturbance recovery response as a guide. Theoretically, the appropriate feedforward amount MV_X1 is proportional to the actual manipulated variable difference ΔMV_stp.
(II)上記(I)で実行した外乱リカバリー制御において、実操作量MV_Fの変化量総量ΔMV_allを算出し、(I)で推定したステップ外乱に必要なフィードフォワード量MV_X1の総量MV_X1_allを減算した実操作量MV_Fの変化量総量ΔMV_impを目安にインパルス外乱に必要なフィードフォワード量MV_X2を推定する。理論的には、適正なフィードフォワード量MV_X2は、実操作量MV_Fの変化量総量ΔMV_impに概ね比例する。すなわち、本発明では、1回の外乱リカバリー応答を確認すればよい。 (II) In the disturbance recovery control executed in (I) above, the total amount of change ΔMV_all of the actual manipulated variable MV_F is calculated, and the total amount MV_X1_all of the feedforward amount MV_X1 necessary for the step disturbance estimated in (I) is subtracted. The feedforward amount MV_X2 required for impulse disturbance is estimated using the total amount of change ΔMV_imp of the manipulated variable MV_F as a guide. Theoretically, the appropriate feedforward amount MV_X2 is approximately proportional to the total amount of change ΔMV_imp of the actual manipulated variable MV_F. That is, in the present invention, it is sufficient to confirm one disturbance recovery response.
[発明の原理2]
上記の(I)、(II)の手順により、フィードフォワード量MV_Xの概ね適切な推定が可能である。ただし、混合外乱が発生した場合には、(I)、(II)の手順が終了した段階ではインパルス外乱に必要なフィードフォワード量MV_X2を高精度に推定する目安が得られているとは限らない。したがって、以下の(III)の手順を追加することが好ましい。
[Principle of the invention 2]
By the above procedures (I) and (II), it is possible to approximately appropriately estimate the feedforward amount MV_X. However, when a mixed disturbance occurs, it is not always possible to obtain a guideline for estimating the feedforward amount MV_X2 required for the impulse disturbance with high accuracy after steps (I) and (II) are completed. . Therefore, it is preferable to add the following step (III).
(III)少なくとも上記(I)で推定したステップ外乱に対するフィードフォワード制御(フィードフォワード量MV_X1)とフィードバック制御とで外乱リカバリー制御を再度実行し、フィードフォワード量MV_X1の総量MV_X1_allを減算した実操作量MV_Fの変化量総量ΔMV_impを目安にインパルス外乱に必要なフィードフォワード量MV_X2を推定する。理論的には、適正なフィードフォワード量MV_X2は、実操作量MV_Fの変化量総量ΔMV_impに比例する。 (III) Execute the disturbance recovery control again using the feedforward control (feedforward amount MV_X1) and feedback control for the step disturbance estimated in at least (I) above, and calculate the actual manipulated variable MV_F by subtracting the total amount MV_X1_all of the feedforward amount MV_X1. The feedforward amount MV_X2 required for the impulse disturbance is estimated using the total amount of change ΔMV_imp as a guide. Theoretically, the appropriate feedforward amount MV_X2 is proportional to the total amount of change ΔMV_imp of the actual manipulated variable MV_F.
すなわち、本発明では、フィードフォワード量MV_Xを特に高精度にするためには、上記のように2回の外乱リカバリー応答を確認すればよい。2回の試行で済むということは、合理的かつ効率的な手順になる。 That is, in the present invention, in order to make the feedforward amount MV_X particularly highly accurate, it is sufficient to check the disturbance recovery response twice as described above. The fact that only two trials are required makes it a reasonable and efficient procedure.
[実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置は、設定値SPと制御量PVとを入力として基本操作量MV(第1の操作量)をPID演算により算出する操作量算出部1と、外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数FF_Xの入力に応じて、外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X(第1のフィードフォワード量)を算出するフィードフォワード算出部2と、操作量算出部1によって算出された基本操作量MVにフィードフォワード量MV_Xを加算して実操作量MV_F(第2の操作量)とするフィードフォワード実行部3とを備えている。
[Example]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a control device according to an embodiment of the present invention. The control device includes a manipulated
また、制御装置は、トリガー変数FF_Xが入力された規定の第1の試行期間において少なくとも基本操作量MVを含む実操作量MV_Fを制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の実操作量差ΔMV_stpに基づいて、ステップ外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X1(第2のフィードフォワード量)の算出のためのパラメータKx1(第1のパラメータ)を推定するステップ対応推定部4(第1の推定部)と、第1の試行期間においてフィードフォワード量MV_X1が出力されたと仮定したときのフィードフォワード量MV_X1の総量MV_X1_allをパラメータKx1に基づいて算出する総量算出部5と、第1の試行期間における実操作量MV_Fの変化量総量ΔMV_allからフィードフォワード量MV_X1の総量を減算して、この減算結果ΔMV_impに基づいて、インパルス外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X2(第3のフィードフォワード量)の算出のためのパラメータKx2(第2のパラメータ)を推定するインパルス対応推定部6(第2の推定部)とを備えている。なお、本実施例では、少なくとも基本操作量MVを含む実操作量MV_Fの一例として、フィードフォワード量MV_Xがゼロの状態で基本操作量MVのみを実操作量MV_Fとして制御対象に出力させる形態で説明する。
In addition, the control device calculates the actual manipulated variable difference before and after the disturbance recovery response when the controlled object outputs the actual manipulated variable MV_F including at least the basic manipulated variable MV during the prescribed first trial period in which the trigger variable FF_X is input. Based on ΔMV_stp, a step correspondence estimation unit 4 (first estimation part), a total
さらに、制御装置は、ステップ対応推定部4とインパルス対応推定部6の推定結果をフィードフォワード算出部2に設定する推定結果出力部7と、フィードフォワード実行部3で算出された実操作量MV_Fを操作量下限値OL以上で操作量上限値OH以下の値に制限するリミット処理を行なうリミット処理部8と、リミット処理された実操作量MV_F’(第2の操作量)を制御対象に出力する操作量出力部9とを備えている。ただし、実操作量MV_Fの動作が操作量下限値OLから操作量上限値OHの範囲に限られている場合は、リミット処理部は備えなくてもよいし、本発明は実操作量MV_Fの動作が操作量下限値OLから操作量上限値OHの範囲に限られている場合に特に有効に適用できる。
図2は本実施例の制御系のブロック線図である。図2のPは制御対象を示している。
Furthermore, the control device includes an estimation
FIG. 2 is a block diagram of the control system of this embodiment. P in FIG. 2 indicates a controlled object.
次に、本実施例の制御装置の動作を図3、図4を参照して説明する。設定値SP(例えば温度設定値)は、制御装置のオペレータなどによって設定され、操作量算出部1に入力される(図3ステップS100)。 Next, the operation of the control device of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. The set value SP (for example, temperature set value) is set by an operator of the control device or the like, and is input to the manipulated variable calculation unit 1 (step S100 in FIG. 3).
制御量PV(例えば温度計測値)は、図示しない計測器(例えば被加熱物の温度を計測する温度センサ)によって計測され、操作量算出部1に入力される(図3ステップS101)。 The controlled variable PV (for example, a temperature measurement value) is measured by a measuring device (for example, a temperature sensor that measures the temperature of a heated object) not shown, and is input to the manipulated variable calculating section 1 (step S101 in FIG. 3).
操作量算出部1は、設定値SPと制御量PVとを入力として、制御量PVが設定値SPと一致するように、例えば以下の伝達関数式のようなPID演算を行って基本操作量MVを算出する(図3ステップS102)。
MV=(100/Pb){1+(1/Tis)+Tds}(SP-PV)
・・・(5)
Pbは比例帯、Tiは積分時間、Tdは微分時間、sはラプラス演算子である。
The manipulated
MV=(100/Pb) {1+(1/Tis)+Tds}(SP-PV)
...(5)
Pb is a proportional band, Ti is an integral time, Td is a differential time, and s is a Laplace operator.
フィードフォワード算出部2は、フィードフォワード制御の実行時にフィードフォワード量MV_Xを算出するが、外乱の印加前に1(有意の値)となり外乱の印加後に0(非有意の値)となるトリガー変数FF_Xが0の場合(図3ステップS103においてNO)、フィードバック制御のみでフィードフォワード制御を実行しないものとして、フィードフォワード量MV_Xを0にする(図3ステップS104)。
The
フィードフォワード実行部3は、操作量算出部1によって算出された基本操作量MVに、フィードフォワード算出部2によって算出されたフィードフォワード量MV_Xを加算した結果を実操作量MV_Fとして算出する(図3ステップS105)。
MV_F=MV+MV_X ・・・(6)
The
MV_F=MV+MV_X...(6)
ここでは、MV_X=0なので、MV_F=MVである。リミット処理部8は、フィードフォワード実行部3によって算出された実操作量MV_Fを所定の操作量下限値OL以上の値に制限する下限リミット処理と、実操作量MV_Fを所定の操作量上限値OH以下の値に制限する上限リミット処理とを行なう(図3ステップS106)。
IF MV_F<OL THEN MV_F’=OL ・・・(7)
IF MV_F>OH THEN MV_F’=OH ・・・(8)
つまり、リミット処理部8は、実操作量MV_Fが操作量下限値OLより小さい場合、実操作量MV_F’=OLとし、実操作量MV_Fが操作量上限値OHより大きい場合、実操作量MV_F’=OHとする。
Here, since MV_X=0, MV_F=MV. The
IF MV_F<OL THEN MV_F'=OL...(7)
IF MV_F>OH THEN MV_F'=OH...(8)
In other words, the
操作量出力部9は、リミット処理部8でリミット処理された実操作量MV_F’を制御対象に出力する(図3ステップS107)。実操作量MV_F’の出力先は、ヒータやバルブなどの操作部(不図示)である。ヒータの場合には、実操作量MV_F’の実際の出力先は、ヒータに電力を供給する電力調整器(不図示)となる。
The manipulated
制御装置は、図3のステップS100~S107の処理を例えばオペレータの指示によって制御が終了するまで(図3ステップS108においてYES)、制御周期毎に実行する。 The control device executes the processing of steps S100 to S107 in FIG. 3 every control cycle until the control is terminated, for example, by an instruction from an operator (YES in step S108 in FIG. 3).
次に、トリガー変数FF_Xが1(有意の値)になったときの動作を説明する。本実施例では、外乱印加のタイミングが既知であることにより、フィードフォワード制御の実行のタイミングを自動決定できることを前提としており、本実施例の制御装置が適用されるシステムにおいて、制御中に想定される外乱を抑制するために、外部機器から制御装置に対して規定のタイミングでトリガー変数FF_X=1が自動的に入力される。 Next, the operation when the trigger variable FF_X becomes 1 (a significant value) will be explained. This example assumes that the timing of feedforward control can be automatically determined because the timing of disturbance application is known. In order to suppress such disturbances, a trigger variable FF_X=1 is automatically input to the control device from an external device at a prescribed timing.
例えば薬品の製造装置において、薬品製造の炉の扉が開くことによって炉内の温度が変動するという状況がある。この場合、炉の温度を制御する制御装置(外部機器)は、炉の扉が開くタイミング(外乱印加のタイミング)よりも前の時点で本実施例の制御装置に対してトリガー変数FF_X=1を送信する。 For example, in a chemical manufacturing apparatus, there is a situation where the temperature inside the furnace fluctuates when the door of the chemical manufacturing furnace is opened. In this case, the control device (external device) that controls the temperature of the furnace sends the trigger variable FF_X=1 to the control device of this embodiment at a time before the timing of opening the furnace door (timing of applying disturbance). Send.
同様に、設定値SP(温度設定値)が一定のリフロー炉において、はんだ付けの対象となるプリント基板が定期的に投入されることによって温度が変動するという状況がある。この場合、プリント基板の搬送を制御する制御装置(外部機器)は、リフロー炉にプリント基板が投入されるタイミング(外乱印加のタイミング)よりも前の時点で本実施例の制御装置に対してトリガー変数FF_X=1を送信する。 Similarly, in a reflow oven where the set point SP (temperature set point) is constant, there is a situation where the temperature fluctuates as a printed circuit board to be soldered is periodically inserted. In this case, the control device (external device) that controls the conveyance of the printed circuit board triggers the control device of this embodiment at a time before the timing at which the printed circuit board is introduced into the reflow oven (timing of applying disturbance). Send variable FF_X=1.
また、外部機器は、外乱の印加が終了した時点から所定時間後にトリガー変数FF_Xを0(非有意の値)にする。
なお、外乱印加のタイミングに対してトリガー変数FF_Xを1にするタイミングをどの程度前にすべきかについては後述する。
Further, the external device sets the trigger variable FF_X to 0 (a non-significant value) after a predetermined period of time after the application of the disturbance ends.
The timing to set the trigger variable FF_X to 1 before the disturbance application timing will be described later.
ステップ対応推定部4は、トリガー変数FF_Xが0から1になったとき(図3ステップS103においてYES)、トリガー変数FF_Xが1になった1回目の外乱リカバリー制御の期間(第1の試行期間)においては(図3ステップS109においてYES)、FF_X=0のときと同様にフィードバック制御のみでフィードフォワード制御を実行しないものとして、フィードフォワード算出部2からフィードフォワード量MV_X=0を出力させる(図3ステップS110)。
When the trigger variable FF_X becomes 1 from 0 (YES in step S103 in FIG. 3), the step
図3のステップS111~S113の処理は、ステップS105~S107の処理と同じである。そして、ステップ対応推定部4とインパルス対応推定部6とは、フィードフォワード実行部3によって算出されリミット処理部8によって処理された実操作量MV_F’を時刻と共に記憶する(図3ステップS114)。
The processing in steps S111 to S113 in FIG. 3 is the same as the processing in steps S105 to S107. Then, the step
ステップ対応推定部4は、トリガー変数FF_Xが1になった1回目の外乱リカバリー制御において、実操作量MV_F’が整定したと判定した場合(図3ステップS115においてYES)、外乱リカバリー応答前後の実操作量差ΔMV_stpを算出する(図3ステップS116)。実操作量差ΔMV_stpは、ステップS115において整定したと判定したときの実操作量MV_F’の整定値と外乱印加前の実操作量MV_F’(トリガー変数FF_Xが1になる直前の実操作量MV_F’の整定値)との差である。
If the step
そして、ステップ対応推定部4は、ステップ外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X1の算出のためのパラメータKx1の適正値を次式のように推定する(図3ステップS117)。
Kx1=ΔMV_stp ・・・(9)
すなわち、本実施例では、ステップ対応推定部4は、実操作量差ΔMV_stpをそのままパラメータKx1とする。
Then, the step
Kx1=ΔMV_stp...(9)
That is, in this embodiment, the step
推定結果出力部7は、ステップ対応推定部4によって推定されたパラメータKx1の値をフィードフォワード算出部2に設定する(図3ステップS118)。このように、推定したパラメータKx1の値をフィードフォワード算出部2に自動設定してもよいし、パラメータKx1の値を画面に表示してオペレータに確認させた上でオペレータが手動でフィードフォワード算出部2に設定してもよい。パラメータKx1の設定により、後述のようにフィードフォワード算出部2がフィードフォワード量MV_X1を逐次的に算出できるようになる。
The estimation
ステップ外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X1の算出式は次式のようになる。
MV_X1
=[Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_X
・・・(10)
The formula for calculating the feedforward amount MV_X1 necessary for suppressing step disturbance is as follows.
MV_X1
= [Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_X
...(10)
また、インパルス外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X2の算出式は次式のようになる。
MV_X2
=[Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_X
・・・(11)
Further, the formula for calculating the feedforward amount MV_X2 necessary for suppressing impulse disturbance is as shown in the following formula.
MV_X2
= [Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_X
...(11)
式(10)、式(11)において、Tfはフィードフォワード量MV_X1,MV_X2を徐々に収束させる時間を規定するパラメータ(時定数)である。時定数Tfは、フィードバック制御系などの情報に基づいて事前に設定しておくことができる。 In equations (10) and (11), Tf is a parameter (time constant) that defines the time for gradually converging the feedforward amounts MV_X1 and MV_X2. The time constant Tf can be set in advance based on information such as the feedback control system.
式(10)、式(11)のAは時定数Tfのバランスを調整する係数(Aは0より大きい実数)である。本実施例では、A=1.0としている。
上記のとおり、パラメータKx1は、ステップ対応推定部4によって推定された値であり、基本操作量MVに対するフィードフォワード分の加減算量の実質的に目標値である。式(10)により、フィードフォワード量MV_X1は、ゼロ値からパラメータKx1の値へと徐々に収束する。
A in equations (10) and (11) is a coefficient (A is a real number greater than 0) that adjusts the balance of the time constant Tf. In this embodiment, A=1.0.
As described above, the parameter Kx1 is a value estimated by the step
また、式(11)のKx2は、インパルス外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X2の算出のためのパラメータであり、基本操作量MVに対するフィードフォワード分の加減算量の総量(各制御周期の加減算量の積算値)の実質的に目標値である。式(11)により、フィードフォワード量MV_X2は、その総量(各制御周期の積算値)がパラメータKx2の値に近づいた後に、フィードフォワード量MV_X2自体はゼロ値へと徐々に収束する。
なお、式(10)、式(11)は、フィードフォワード算出部2に記憶されている。
In addition, Kx2 in equation (11) is a parameter for calculating the feedforward amount MV_X2 necessary for suppressing impulse disturbance, and is the total amount of feedforward additions and subtractions to the basic operation amount MV (the amount of additions and subtractions in each control cycle). (integrated value) is essentially the target value. According to equation (11), after the total amount (integrated value of each control period) of the feedforward amount MV_X2 approaches the value of the parameter Kx2, the feedforward amount MV_X2 itself gradually converges to a zero value.
Note that Equation (10) and Equation (11) are stored in the
次に、総量算出部5は、トリガー変数FF_Xが1になった1回目の外乱リカバリー制御においてステップ外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X1が出力されたと仮定したときの実操作量MV_F’の整定までのフィードフォワード量MV_X1の総量MV_X1_all(各制御周期の加減算量の積算値)を算出する(図3ステップS119)。ステップ対応推定部4によってパラメータKx1の値が推定されたので、トリガー変数FF_Xが1になった時点から出力されるフィードフォワード量MV_X1は、上記の式(10)によって算出することができる。
Next, the total
インパルス対応推定部6は、外乱印加前の実操作量MV_F’(トリガー変数FF_Xが1になる直前の実操作量MV_F’の整定値)に対して、トリガー変数FF_Xが1になった1回目の外乱リカバリー制御における実操作量MV_F’の変化量総量ΔMV_all(各制御周期の変化量の積算値)を、記憶している実操作量MV_F’の時系列データに基づいて算出する(図3ステップS120)。なお、本実施例では、実操作量MV_Fは基本操作量MVのみが含まれる形態としているので、MV_F=MVである。
The impulse
続いて、インパルス対応推定部6は、ステップS120で算出した実操作量MV_F’の変化量総量ΔMV_allから総量算出部5によって算出されたフィードフォワード量MV_X1の総量MV_X1_allを減算した変化量総量ΔMV_impを算出する(図3ステップS121)。
ΔMV_imp=ΔMV_all-MV_X1_all ・・・(12)
Subsequently, the impulse
ΔMV_imp=ΔMV_all−MV_X1_all (12)
さらに、インパルス対応推定部6は、インパルス外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X2の算出のためのパラメータKx2の適正値を次式のように推定する(図3ステップS122)。
Kx2=ΔMV_imp×dt ・・・(13)
Furthermore, the impulse
Kx2=ΔMV_imp×dt...(13)
式(13)において、dtは制御周期(基本操作量MVとフィードフォワード量MV_X1,MV_X2,MV_Xの算出周期)であり、単位はsec.である。 In Equation (13), dt is a control period (calculation period of basic operation amount MV and feedforward amounts MV_X1, MV_X2, MV_X), and the unit is sec. It is.
推定結果出力部7は、インパルス対応推定部6によって推定されたパラメータKx2の値をフィードフォワード算出部2に設定する(図3ステップS123)。このように、推定したパラメータKx2の値をフィードフォワード算出部2に自動設定してもよいし、パラメータKx2の値を画面に表示してオペレータに確認させた上でオペレータが手動でフィードフォワード算出部2に設定してもよい。パラメータKx2の設定により、フィードフォワード算出部2がフィードフォワード量MV_X2を逐次的に算出できるようになる。
The estimation
ステップS109~S123までの処理が上記の(I)、(II)の手順に相当する処理フローになる。これにより、実用上ほぼ問題ない程度のパラメータKx1,Kx2の適正値を推定することができる。なお、ステップS116~S123の処理は、実操作量MV_F’が整定したときに1回行えばよい。
上記のとおり、外乱印加が終了した後の規定のタイミングでトリガー変数FF_Xは1から0に戻る。
The processing from steps S109 to S123 becomes a processing flow corresponding to the steps (I) and (II) above. As a result, it is possible to estimate appropriate values of the parameters Kx1 and Kx2 that are practically acceptable. Note that the processing in steps S116 to S123 only needs to be performed once when the actual manipulated variable MV_F' is stabilized.
As described above, the trigger variable FF_X returns from 1 to 0 at a prescribed timing after the disturbance application ends.
次に、フィードフォワード算出部2は、トリガー変数FF_Xが0から1になったとき(ステップS103においてYES)、トリガー変数FF_Xが1になった2回目の外乱リカバリー制御の期間(第2の試行期間)においては(図4ステップS124においてYES)、フィードフォワード+フィードバック制御を実行するため、式(10)によりステップ外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X1を算出する(図4ステップS125)。このフィードフォワード量MV_X1の算出と同時に、フィードフォワード算出部2は、式(11)によりインパルス外乱の抑制に必要なフィードフォワード量MV_X2を算出する(図4ステップS126)。
Next, when the trigger variable FF_X becomes 1 from 0 (YES in step S103), the
そして、フィードフォワード算出部2は、次式のようにフィードフォワード量MV_X1とMV_X2とを加算したフィードフォワード量MV_Xを算出する(図4ステップS127)。
MV_X=MV_X1+MV_X2 ・・・(14)
Then, the
MV_X=MV_X1+MV_X2...(14)
図4のステップS128~S130の処理は、ステップS105~S107の処理と同じである。そして、ステップ対応推定部4とインパルス対応推定部6とは、フィードフォワード実行部3によって算出されリミット処理部8によって処理された実操作量MV_F’を時刻と共に記憶する(図4ステップS131)。
The processing in steps S128 to S130 in FIG. 4 is the same as the processing in steps S105 to S107. Then, the step
総量算出部5は、トリガー変数FF_Xが1になった2回目の外乱リカバリー制御において、実操作量MV_F’が整定したときに(図4ステップS132においてYES)、実操作量MV_F’の整定までにフィードフォワード算出部2によって算出されたフィードフォワード量MV_X1の総量MV_X1_allを算出する(図4ステップS133)。
In the second disturbance recovery control in which the trigger variable FF_X becomes 1, the total
インパルス対応推定部6は、外乱印加前の実操作量MV_F’(トリガー変数FF_Xが1になる直前の実操作量MV_F’の整定値)に対して、トリガー変数FF_Xが1になった2回目の外乱リカバリー制御における実操作量MV_F’の変化量総量ΔMV_allを、記憶している実操作量MV_F’の時系列データに基づいて算出する(図4ステップS134)。
The impulse
続いて、インパルス対応推定部6は、ステップS134で算出した実操作量MV_F’の変化量総量ΔMV_allからステップS133で算出されたフィードフォワード量MV_X1の総量MV_X1_allを減算した変化量総量ΔMV_impを算出する(図4ステップS135)。
Subsequently, the impulse
さらに、インパルス対応推定部6は、ステップS135で算出した変化量総量ΔMV_impに基づいて、パラメータKx2の適正値を式(13)により推定する(図4ステップS136)。
Further, the impulse
推定結果出力部7は、フィードフォワード算出部2に設定されているパラメータKx2の値を、インパルス対応推定部6によって新たに推定された値に更新する(図4ステップS137)。このようにパラメータKx2の値を自動更新してもよいし、パラメータKx2の値を画面に表示してオペレータに確認させた上でオペレータが手動で更新してもよい。
The estimation
ステップS124~S137までの処理が上記の(III)の手順に相当する処理フローになる。なお、ステップS133~S137の処理は、実操作量MV_F’が整定したときに1回行えばよい。 The processing from steps S124 to S137 becomes a processing flow corresponding to the procedure (III) above. Note that the processing in steps S133 to S137 only needs to be performed once when the actual manipulated variable MV_F' is stabilized.
トリガー変数FF_Xが1になった3回目以降の外乱リカバリー制御の場合におけるステップS138~S143の処理は、ステップS125~S130と同じなので、説明は省略する。 The processing in steps S138 to S143 in the case of the third and subsequent disturbance recovery control in which the trigger variable FF_X becomes 1 is the same as that in steps S125 to S130, so a description thereof will be omitted.
図5はフィードフォワード量MV_X1の変化の例を示す図、図6はフィードフォワード量MV_X2の変化の例を示す図、図7はフィードフォワード量MV_Xの変化の例を示す図である。図5~図7の例では、Kx1=20.0、Kx2=3304.0、Tf=15.0sec.としている。なお、前述の総量(各制御周期の積算値)とは、図5~図7における曲線により囲まれる面積に相当する量である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a change in the feedforward amount MV_X1, FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in the feedforward amount MV_X2, and FIG. 7 is a diagram showing an example of a change in the feedforward amount MV_X. In the examples of FIGS. 5 to 7, Kx1=20.0, Kx2=3304.0, Tf=15.0sec. It is said that Note that the above-mentioned total amount (integrated value of each control period) is an amount corresponding to the area surrounded by the curves in FIGS. 5 to 7.
以下、シミュレーションにより本実施例の効果を検証する。以下の例では、制御対象を、プロセスゲイン10.0、プロセス時定数400.0sec.、プロセスむだ時間20.0sec.の1次遅れ伝達関数で近似できる制御系とする。すなわち、制御対象のモデル数式Gpは次式のように記述できる。
Gp=10.0exp(-20.0s)/(1+400.0s) ・・・(15)
Hereinafter, the effects of this example will be verified through simulation. In the example below, the controlled object has a process gain of 10.0 and a process time constant of 400.0 sec. , process dead time 20.0 sec. Assume that the control system can be approximated by the first-order lag transfer function of That is, the model formula Gp of the controlled object can be written as the following formula.
Gp=10.0exp(-20.0s)/(1+400.0s)...(15)
また、操作量算出部1に設定されるPIDパラメータを、比例帯Pb=60%、積分時間Ti=120.0sec.、微分時間Td=10.0sec.とした。制御周期dtは1.0sec.である。
Further, the PID parameters set in the manipulated
フィードフォワード制御の開始タイミング、すなわちトリガー変数FF_Xを0から1にするタイミングは、微分時間Tdに基づいて設定できる。具体的には、外乱印加の時点よりαTd前(係数αは0より大きい実数であり、例えば0.7)であることが妥当である。微分時間Td=10.0sec.の場合、フィードフォワード制御の開始タイミングは、外乱印加の時点より7.0sec.前となる。ただし、係数αは、適宜微調整され得る値である。 The start timing of feedforward control, that is, the timing of changing the trigger variable FF_X from 0 to 1, can be set based on the differential time Td. Specifically, it is appropriate that the time is αTd before the disturbance is applied (the coefficient α is a real number larger than 0, for example, 0.7). Differential time Td=10.0sec. In this case, the feedforward control start timing is 7.0 sec. from the time of disturbance application. Becomes the front. However, the coefficient α is a value that can be finely adjusted as appropriate.
同様に、時定数Tfは、微分時間Tdに基づいて設定できる。具体的には、Tf=βTd(係数βは0より大きい実数であり、例えば0.4)であることが妥当である。微分時間Td=10.0sec.の場合、時定数Tf=4.0sec.となる。ただし、係数βは、適宜微調整され得る値である。 Similarly, the time constant Tf can be set based on the differential time Td. Specifically, it is appropriate that Tf=βTd (coefficient β is a real number larger than 0, for example, 0.4). Differential time Td=10.0sec. In the case of time constant Tf=4.0sec. becomes. However, the coefficient β is a value that can be finely adjusted as appropriate.
図8~図10は、本実施例の適用対象となる外乱リカバリー応答の例を示す図であり、フィードフォワード制御を実行せずにフィードバック制御のみで温度制御した場合の制御量PVと実操作量MV_F’(=操作量MV)の変化の例を示す図である。 8 to 10 are diagrams showing examples of disturbance recovery responses to which this embodiment is applied, and show the control amount PV and actual manipulated variable when temperature is controlled only by feedback control without performing feedforward control. It is a figure which shows the example of a change of MV_F' (= operation amount MV).
図8は、100sec.の時点でインパルス外乱が印加された場合のフィードバック制御による外乱リカバリー応答のシミュレーション結果を示している。外乱リカバリー応答の前後で整定時の実操作量MV_F’(=操作量MV)は、ほぼ変化していない。 In FIG. 8, 100 sec. The simulation results of the disturbance recovery response by feedback control are shown when an impulse disturbance is applied at the point in time. Before and after the disturbance recovery response, the actual manipulated variable MV_F' (=manipulated variable MV) at the time of settling remains almost unchanged.
図9は、100sec.の時点でステップ外乱が印加された場合のフィードバック制御による外乱リカバリー応答のシミュレーション結果を示している。外乱リカバリー応答の前後で整定時の実操作量MV_F’(=操作量MV)に顕著な変化が生じている。 In FIG. 9, 100 sec. The simulation results of the disturbance recovery response by feedback control are shown when a step disturbance is applied at the point in time. There is a noticeable change in the actual manipulated variable MV_F' (= manipulated variable MV) at the time of settling before and after the disturbance recovery response.
図10は、100sec.の時点で混合外乱が印加された場合のフィードバック制御による外乱リカバリー応答のシミュレーション結果を示している。このシミュレーション結果は、トリガー変数FF_Xが1になった1回目の制御の結果に相当する。混合印加はステップ外乱を含むため、外乱リカバリー応答の前後で整定時の実操作量MV_F’(=操作量MV)に顕著な変化が生じている。 In FIG. 10, 100 sec. The simulation results of the disturbance recovery response by feedback control are shown when a mixed disturbance is applied at the point in time. This simulation result corresponds to the result of the first control in which the trigger variable FF_X becomes 1. Since the mixed application includes a step disturbance, there is a noticeable change in the actual manipulated variable MV_F' (=manipulated variable MV) at the time of settling before and after the disturbance recovery response.
図10の例では、外乱印加前の実操作量MV_F’=30.0%に対して外乱リカバリー応答後の実操作量MV_F’の整定値が45.0%なので、実操作量差ΔMV_stp=15.0%となる。ステップ対応推定部4は、式(9)によりパラメータKx1=15.0と推定する(図3ステップS117)。
In the example of FIG. 10, the set value of the actual manipulated variable MV_F' after the disturbance recovery response is 45.0% compared to the actual manipulated variable MV_F'=30.0% before the disturbance is applied, so the actual manipulated variable difference ΔMV_stp=15 .0%. The step
また、図10の例では、実操作量MV_F’の変化量総量ΔMV_allからフィードフォワード量MV_X1の総量を減算した変化量総量ΔMV_imp=768.2%となる。インパルス対応推定部6は、式(13)によりパラメータKx2=768.2と推定する(図3ステップS122)。
In the example of FIG. 10, the total amount of change ΔMV_imp, which is obtained by subtracting the total amount of feedforward amount MV_X1 from the total amount of change ΔMV_all of the actual manipulated variable MV_F', is 768.2%. The impulse
図11は、100sec.の時点で混合外乱が印加された場合のフィードフォワード制御とフィードバック制御による外乱リカバリー応答のシミュレーション結果を示し、図12は、図11の場合のフィードフォワード量MV_Xのシミュレーション結果を示している。これらのシミュレーション結果は、トリガー変数FF_Xが1になった2回目の制御の結果に相当する。 In FIG. 11, 100 sec. FIG. 12 shows simulation results of the disturbance recovery response by feedforward control and feedback control when a mixed disturbance is applied at the time of FIG. 11. FIG. 12 shows the simulation results of the feedforward amount MV_X in the case of FIG. These simulation results correspond to the results of the second control in which the trigger variable FF_X became 1.
フィードフォワード制御の開始タイミング、すなわちトリガー変数FF_Xを0から1にするタイミングは、外乱印加の時点より7.0sec.前の93sec.の時点になっている。図11の例では、実操作量MV_F’の変化量総量ΔMV_allからフィードフォワード量MV_X1の総量を減算した変化量総量ΔMV_imp==745.5%となる。インパルス対応推定部6は、式(13)によりパラメータKx2=745.5と推定する(図4ステップS136)。トリガー変数FF_Xが1になった1回目の制御と比較して、より高精度な推定値を算出することができる。
The start timing of the feedforward control, that is, the timing when the trigger variable FF_X is changed from 0 to 1, is 7.0 sec. from the time of disturbance application. Previous 93sec. It is now at the point of . In the example of FIG. 11, the total amount of change ΔMV_imp, which is obtained by subtracting the total amount of feedforward amount MV_X1 from the total amount of change ΔMV_all of the actual manipulated variable MV_F', is 745.5%. The impulse
図13は、100sec.の時点で混合外乱が印加された場合のフィードフォワード制御とフィードバック制御による外乱リカバリー応答のシミュレーション結果を示し、図14は、図13の場合のフィードフォワード量MV_Xのシミュレーション結果を示している。これらのシミュレーション結果は、トリガー変数FF_Xが1になった1回目、2回目の制御によってKx1=15.0,Kx2=745.5が設定された後に、トリガー変数FF_Xが1になった3回目以降の制御の結果に相当する。 In FIG. 13, 100 sec. FIG. 14 shows the simulation results of the disturbance recovery response by feedforward control and feedback control when a mixed disturbance is applied at the time point , and FIG. 14 shows the simulation results of the feedforward amount MV_X in the case of FIG. These simulation results are the first time when the trigger variable FF_X becomes 1, the second time Kx1 = 15.0, Kx2 = 745.5 are set, and the third time when the trigger variable FF_X becomes 1. corresponds to the result of control.
制御結果の比較としては、図10がフィードバック制御のみによる結果を示し、図13が本実施例で推定したフィードフォワード量MV_Xを適用したフィードフォワード制御とフィードバック制御を組合せた制御の結果を示している。図10の例では、混合外乱により制御量PVが大きく下降するのに対して、図13の例では、混合外乱の影響をほとんど抑制できていることが分かる。 As a comparison of control results, FIG. 10 shows the results of only feedback control, and FIG. 13 shows the results of control that combines feedforward control and feedback control to which the feedforward amount MV_X estimated in this example is applied. . It can be seen that in the example of FIG. 10, the control amount PV decreases significantly due to the mixing disturbance, whereas in the example of FIG. 13, the influence of the mixing disturbance can be almost suppressed.
なお、本発明は、フィードフォワード量MV_Xの特性を図7と略等価な関数やパターンに置換した場合でも、本発明の技術思想の範囲で適用可能である。例えばフィードフォワード量MV_Xを、図15のような折れ線パターンとしてもよい。 Note that the present invention is applicable within the scope of the technical idea of the present invention even when the characteristics of the feedforward amount MV_X are replaced with a function or pattern substantially equivalent to that in FIG. For example, the feedforward amount MV_X may be set to a polygonal line pattern as shown in FIG.
また、本実施例では、設定値SPに対して制御量PVが下降する外乱の例で説明しているが、本発明は設定値SPに対して制御量PVが上昇する外乱にも対応可能である。制御量PVが上昇する外乱が発生した場合には、実操作量差ΔMV_stpと実操作量MV_F’の変化量総量ΔMV_allとフィードフォワード量MV_X1の総量MV_X1_allとパラメータKx1,Kx2とフィードフォワード量MV_X1,MV_X2とが負の値となる。 Furthermore, in this embodiment, an example of a disturbance in which the control amount PV decreases with respect to the set value SP is explained, but the present invention can also deal with a disturbance in which the control amount PV increases with respect to the set value SP. be. When a disturbance that increases the controlled variable PV occurs, the actual manipulated variable difference ΔMV_stp, the total change amount ΔMV_all of the actual manipulated variable MV_F', the total amount MV_X1_all of the feedforward amount MV_X1, the parameters Kx1, Kx2, and the feedforward amounts MV_X1, MV_X2 becomes a negative value.
また、本実施例では、第2の試行期間における調整を実施しているが、この調整を実施しなくてもよい。第2の試行期間における調整を実施しない場合には、ステップS125~S137の処理を無くし、トリガー変数FF_Xが1になった2回目以降の外乱リカバリー制御においてステップS138~S143の処理を実行すればよい。 Further, in this embodiment, adjustment is performed during the second trial period, but this adjustment may not be performed. If the adjustment in the second trial period is not to be performed, the processes in steps S125 to S137 may be omitted, and the processes in steps S138 to S143 may be executed in the second and subsequent disturbance recovery controls when the trigger variable FF_X becomes 1. .
本実施例で説明した制御装置は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図16に示す。 The control device described in this embodiment can be realized by a computer including a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and a program that controls these hardware resources. An example of the configuration of this computer is shown in FIG.
コンピュータは、CPU300と、記憶装置301と、インタフェース装置(I/F)302とを備えている。I/F302には、例えば温度センサや電力調整器が接続される。このようなコンピュータにおいて、本実施例の制御方法を実現させるためのプログラムは記憶装置301に格納される。CPU300は、記憶装置301に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。
The computer includes a
本発明は、制御装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a control device.
1…操作量算出部、2…フィードフォワード算出部、3…フィードフォワード実行部、4…ステップ対応推定部、5…総量算出部、6…インパルス対応推定部、7…推定結果出力部、8…リミット処理部、9…操作量出力部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出するように構成されたフィードフォワード算出部と、
前記操作量算出部によって算出された前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算するように構成されたフィードフォワード実行部と、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、
前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定するように構成された第1の推定部と、
前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出するように構成された総量算出部と、
前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定するように構成された第2の推定部とを備え、
前記フィードフォワード算出部は、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とし、
前記総量算出部は、前記トリガー変数が入力された規定の第2の試行期間において前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出し、
前記第2の推定部は、前記第2の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2の試行期間における前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて前記第2のパラメータを更新することを特徴とする制御装置。 a manipulated variable calculation unit configured to calculate a first manipulated variable by inputting the set value and the control amount;
a feedforward configured to calculate a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable that takes a significant value before the application of the disturbance and takes a non-significant value after the application of the disturbance; A calculation section,
a feedforward execution unit configured to add the first feedforward amount to the first operation amount calculated by the operation amount calculation unit;
a manipulated variable output unit configured to output to a controlled object a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable;
When only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during a prescribed first trial period in which the trigger variable is input. a first parameter configured to estimate a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance, based on a difference between the second manipulated variable before and after the disturbance recovery response; Estimating section;
A total amount calculation unit configured to calculate the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output in the first trial period. and,
Based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable during the first trial period, calculate the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance. a second estimation unit configured to estimate a second parameter for calculation,
The feedforward calculation unit is configured to calculate, when the trigger variable is input after the first trial period, the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter. The sum of the calculated third feedforward amount is the first feedforward amount ,
The total amount calculation unit calculates the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter in a prescribed second trial period in which the trigger variable is input,
The second estimation unit is based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount in the second trial period from the total amount of change in the second manipulated variable in the second trial period. A control device that updates the second parameter .
外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出するように構成されたフィードフォワード算出部と、
前記操作量算出部によって算出された前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算するように構成されたフィードフォワード実行部と、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、
前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定するように構成された第1の推定部と、
前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出するように構成された総量算出部と、
前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定するように構成された第2の推定部とを備え、
前記フィードフォワード算出部は、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とし、
前記第2のフィードフォワード量は、ゼロから前記第1のパラメータの値へと徐々に収束する量であり、前記第1のパラメータをKx1、前記第2のフィードフォワード量を徐々に収束させる時間を規定する時定数をTf、前記時定数を調整する係数をA、前記トリガー変数をFF_X、ラプラス演算子をsとしたとき、[Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_Xにより算出されることを特徴とする制御装置。 a manipulated variable calculation unit configured to calculate a first manipulated variable by inputting the set value and the control amount;
a feedforward configured to calculate a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable that takes a significant value before the application of the disturbance and takes a non-significant value after the application of the disturbance; A calculation section,
a feedforward execution unit configured to add the first feedforward amount to the first operation amount calculated by the operation amount calculation unit;
a manipulated variable output unit configured to output to a controlled object a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable;
When only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during a prescribed first trial period in which the trigger variable is input. a first parameter configured to estimate a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance, based on a difference between the second manipulated variable before and after the disturbance recovery response; Estimating section;
A total amount calculation unit configured to calculate the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output in the first trial period. and,
Based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable during the first trial period, calculate the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance. a second estimation unit configured to estimate a second parameter for calculation,
The feedforward calculation unit is configured to calculate, when the trigger variable is input after the first trial period, the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter. The sum of the calculated third feedforward amount is the first feedforward amount,
The second feedforward amount is an amount that gradually converges from zero to the value of the first parameter, and the first parameter is set to Kx1, and the time for gradually converging the second feedforward amount is set as Kx1. When the prescribed time constant is Tf, the coefficient for adjusting the time constant is A, the trigger variable is FF_X, and the Laplace operator is s, [Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs) }] A control device characterized in that the calculation is performed using FF_X.
外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出するように構成されたフィードフォワード算出部と、
前記操作量算出部によって算出された前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算するように構成されたフィードフォワード実行部と、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、
前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定するように構成された第1の推定部と、
前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出するように構成された総量算出部と、
前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定するように構成された第2の推定部とを備え、
前記フィードフォワード算出部は、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とし、
前記第3のフィードフォワード量は、前記第2のパラメータの値に近づいた後にゼロへと徐々に収束する量であり、前記第2のパラメータをKx2、前記第3のフィードフォワード量を徐々に収束させる時間を規定する時定数をTf、前記時定数を調整する係数をA、前記トリガー変数をFF_X、ラプラス演算子をsとしたとき、[Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_Xにより算出されることを特徴とする制御装置。 a manipulated variable calculation unit configured to calculate a first manipulated variable by inputting the set value and the control amount;
a feedforward configured to calculate a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable that takes a significant value before the application of the disturbance and takes a non-significant value after the application of the disturbance; A calculation section,
a feedforward execution unit configured to add the first feedforward amount to the first operation amount calculated by the operation amount calculation unit;
a manipulated variable output unit configured to output to a controlled object a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable;
When only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during a prescribed first trial period in which the trigger variable is input. a first parameter configured to estimate a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance, based on a difference between the second manipulated variable before and after the disturbance recovery response; Estimating section;
A total amount calculation unit configured to calculate the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output in the first trial period. and,
Based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable during the first trial period, calculate the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance. a second estimation unit configured to estimate a second parameter for calculation,
The feedforward calculation unit is configured to calculate, when the trigger variable is input after the first trial period, the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter. The sum of the calculated third feedforward amount is the first feedforward amount,
The third feedforward amount is an amount that gradually converges to zero after approaching the value of the second parameter, where the second parameter is Kx2 and the third feedforward amount is gradually converged. When Tf is the time constant that defines the time to set the time constant, A is the coefficient that adjusts the time constant, FF_X is the trigger variable, and s is the Laplace operator, [Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A )Tfs)}]FF_X.
前記第1の推定部は、前記外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差を前記第1のパラメータの値とすることを特徴とする制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The control device is characterized in that the first estimator sets the difference between the second operation amount before and after the disturbance recovery response as the value of the first parameter.
前記第2の推定部は、前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算し、前記第1の操作量と前記第1、第2、第3のフィードフォワード量との算出周期に、前記減算結果を乗算した値を前記第2のパラメータの値とすることを特徴とする制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 4 ,
The second estimation unit subtracts the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable, and calculates the difference between the first manipulated variable and the first, second, and third amounts. A control device characterized in that the value of the second parameter is set as a value obtained by multiplying the calculation cycle of the feedforward amount by the subtraction result.
外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出する第2のステップと、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算する第3のステップと、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力する第4のステップと、
前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定する第5のステップと、
前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出する第6のステップと、
前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定する第7のステップと、
前記トリガー変数が入力された規定の第2の試行期間において前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出する第8のステップと、
前記第8のステップで算出した前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第2の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から減算した結果に基づいて前記第2のパラメータを更新する第9のステップとを含み、
前記第2のステップは、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とするステップを含むことを特徴とする制御方法。 a first step of calculating a first manipulated variable using the set value and the controlled amount as input;
a second step of calculating a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable that takes a significant value before the application of the disturbance and takes a non-significant value after the application of the disturbance;
a third step of adding the first feedforward amount to the first manipulated amount;
a fourth step of outputting a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable to the controlled object;
When only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during a prescribed first trial period in which the trigger variable is input. a fifth step of estimating a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance, based on a difference between the second operation amount before and after the disturbance recovery response;
a sixth step of calculating the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output in the first trial period;
Based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable during the first trial period, calculate the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance. a seventh step of estimating a second parameter for calculation ;
an eighth step of calculating the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter in a prescribed second trial period in which the trigger variable is input;
updating the second parameter based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount calculated in the eighth step from the total amount of change in the second manipulated variable during the second trial period; a ninth step of
The second step is based on the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter when the trigger variable is input after the first trial period. A control method comprising the step of setting the sum of the calculated third feedforward amount as the first feedforward amount.
外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出する第2のステップと、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算する第3のステップと、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力する第4のステップと、
前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定する第5のステップと、
前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出する第6のステップと、
前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定する第7のステップとを含み、
前記第2のステップは、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とするステップを含み、
前記第2のフィードフォワード量は、ゼロから前記第1のパラメータの値へと徐々に収束する量であり、前記第1のパラメータをKx1、前記第2のフィードフォワード量を徐々に収束させる時間を規定する時定数をTf、前記時定数を調整する係数をA、前記トリガー変数をFF_X、ラプラス演算子をsとしたとき、[Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_Xにより算出されることを特徴とする制御方法。 a first step of calculating a first manipulated variable using the set value and the controlled amount as input;
a second step of calculating a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable that takes a significant value before the application of the disturbance and takes a non-significant value after the application of the disturbance;
a third step of adding the first feedforward amount to the first manipulated amount;
a fourth step of outputting a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable to the controlled object;
When only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during a prescribed first trial period in which the trigger variable is input. a fifth step of estimating a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance, based on the difference between the second operation amount before and after the disturbance recovery response;
a sixth step of calculating the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output in the first trial period;
Based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable during the first trial period, calculate the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance. a seventh step of estimating a second parameter for calculation,
The second step is based on the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter when the trigger variable is input after the first trial period. including the step of setting the sum of the third feedforward amount and the calculated third feedforward amount as the first feedforward amount,
The second feedforward amount is an amount that gradually converges from zero to the value of the first parameter, and the first parameter is set to Kx1, and the time for gradually converging the second feedforward amount is set as Kx1. When the prescribed time constant is Tf, the coefficient for adjusting the time constant is A, the trigger variable is FF_X, and the Laplace operator is s, [Kx1/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs) }] A control method characterized by being calculated by FF_X.
外乱の印加前に有意の値となり外乱の印加後に非有意の値となるトリガー変数の入力に応じて、前記外乱の抑制に必要な第1のフィードフォワード量を算出する第2のステップと、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算する第3のステップと、
前記第1の操作量に前記第1のフィードフォワード量を加算した第2の操作量を制御対象に出力する第4のステップと、
前記トリガー変数が入力された規定の第1の試行期間において前記第1のフィードフォワード量がゼロの状態で前記第1の操作量のみを前記第2の操作量として制御対象に出力させたときの外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差に基づいて、ステップ外乱の抑制に必要な第2のフィードフォワード量の算出のための第1のパラメータを推定する第5のステップと、
前記第1の試行期間において前記第2のフィードフォワード量が出力されたと仮定したときの前記第2のフィードフォワード量の総量を前記第1のパラメータに基づいて算出する第6のステップと、
前記第1の試行期間における前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算した結果に基づいて、インパルス外乱の抑制に必要な第3のフィードフォワード量の算出のための第2のパラメータを推定する第7のステップとを含み、
前記第2のステップは、前記第1の試行期間の後に前記トリガー変数が入力されたときに、前記第1のパラメータに基づいて算出した前記第2のフィードフォワード量と前記第2のパラメータに基づいて算出した前記第3のフィードフォワード量との和を前記第1のフィードフォワード量とするステップを含み、
前記第3のフィードフォワード量は、前記第2のパラメータの値に近づいた後にゼロへと徐々に収束する量であり、前記第2のパラメータをKx2、前記第3のフィードフォワード量を徐々に収束させる時間を規定する時定数をTf、前記時定数を調整する係数をA、前記トリガー変数をFF_X、ラプラス演算子をsとしたとき、[Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A)Tfs)}]FF_Xにより算出されることを特徴とする制御方法。 a first step of calculating a first manipulated variable using the set value and the controlled amount as input;
a second step of calculating a first feedforward amount necessary for suppressing the disturbance in response to an input of a trigger variable that takes a significant value before the application of the disturbance and takes a non-significant value after the application of the disturbance;
a third step of adding the first feedforward amount to the first manipulated amount;
a fourth step of outputting a second manipulated variable obtained by adding the first feedforward amount to the first manipulated variable to the controlled object;
When only the first manipulated variable is output to the controlled object as the second manipulated variable with the first feedforward amount being zero during a prescribed first trial period in which the trigger variable is input. a fifth step of estimating a first parameter for calculating a second feedforward amount necessary for suppressing the step disturbance, based on the difference between the second operation amount before and after the disturbance recovery response;
a sixth step of calculating the total amount of the second feedforward amount based on the first parameter, assuming that the second feedforward amount is output in the first trial period;
Based on the result of subtracting the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable during the first trial period, calculate the third feedforward amount necessary for suppressing the impulse disturbance. a seventh step of estimating a second parameter for calculation,
The second step is based on the second feedforward amount calculated based on the first parameter and the second parameter when the trigger variable is input after the first trial period. including the step of setting the sum of the third feedforward amount and the calculated third feedforward amount as the first feedforward amount,
The third feedforward amount is an amount that gradually converges to zero after approaching the value of the second parameter, where the second parameter is Kx2 and the third feedforward amount is gradually converged. When Tf is the time constant that defines the time to set the time constant, A is the coefficient that adjusts the time constant, FF_X is the trigger variable, and s is the Laplace operator, [Kx2s/{(1+ATfs)(1+(2.0-A )Tfs)}]FF_X.
前記第5のステップは、前記外乱リカバリー応答前後の前記第2の操作量の差を前記第1のパラメータの値とするステップを含むことを特徴とする制御方法。 In the control method according to any one of claims 6 to 8 ,
The control method is characterized in that the fifth step includes the step of setting the difference between the second operation amount before and after the disturbance recovery response as the value of the first parameter.
前記第7、第9のステップは、前記第2の操作量の変化量の総量から前記第2のフィードフォワード量の総量を減算し、前記第1の操作量と前記第1、第2、第3のフィードフォワード量との算出周期に、前記減算結果を乗算した値を前記第2のパラメータの値とするステップを含むことを特徴とする制御方法。 The control method according to any one of claims 6 to 9 ,
The seventh and ninth steps subtract the total amount of the second feedforward amount from the total amount of change in the second manipulated variable, and calculate the difference between the first manipulated variable and the first, second, and second manipulated variables. 3. A control method comprising the step of multiplying the calculation cycle of the feedforward amount by the subtraction result as the value of the second parameter.
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