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JP7655478B2 - MODEL PREDICTIVE CONTROL SYSTEM, INFORMATION PROCESSING DEVICE, PROGRAM, AND MODEL PREDICTIVE CONTROL METHOD - Google Patents
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MODEL PREDICTIVE CONTROL SYSTEM, INFORMATION PROCESSING DEVICE, PROGRAM, AND MODEL PREDICTIVE CONTROL METHOD Download PDF

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Description

本発明は、モデル予測制御システム、情報処理装置、プログラム、及びモデル予測制御方法に関する。 The present invention relates to a model predictive control system, an information processing device, a program, and a model predictive control method.

従来、プロセス制御の手法として、制御対象とするプロセスの数学モデル(以下、「プロセスモデル」ともいう。)を用いるモデル予測制御(MPC;Model Predictive Control)が知られている。また、例えば機器の経年劣化等の要因によってプロセスの特性が変化するとモデル予測制御の精度が低下し得るという課題に対して、プロセスモデルを定期的に更新する手法が知られている。例えば、特許文献1には、オンラインモデル同定を用いたモデル予測制御方法であって、モデル予測制御演算実施にあたっては、用いるプロセス動的モデルを実操業データに基づいて毎回導出するモデル再同定を行う技術が開示されている。 Conventionally, model predictive control (MPC) using a mathematical model of the process to be controlled (hereinafter also referred to as "process model") has been known as a process control method. In addition, to address the issue that the accuracy of model predictive control can decrease when the characteristics of the process change due to factors such as aging of equipment, a method of periodically updating the process model is known. For example, Patent Document 1 discloses a model predictive control method using online model identification, which discloses a technology for model re-identification in which a process dynamic model to be used is derived each time a model predictive control calculation is performed based on actual operation data.

特開2011-198327号公報JP 2011-198327 A

従来技術では、モデル再同定が周期的に実施される。しかしながら、各周期で必ずモデル再同定を実施する構成では、モデル予測制御の精度が必ずしも向上しない場合がある。したがって、プロセスのモデル予測制御に関する技術には改善の余地があった。 In conventional technology, model re-identification is performed periodically. However, in a configuration in which model re-identification is performed every cycle, the accuracy of model predictive control may not necessarily improve. Therefore, there is room for improvement in technology related to model predictive control of processes.

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、プロセスのモデル予測制御に関する技術を改善することにある。 In light of these circumstances, the objective of the present invention is to improve technology related to model predictive control of processes.

本発明の一実施形態に係るモデル予測制御システムは、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
を備えるモデル予測制御システムであって、
前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段を更に備え、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行する。
A model predictive control system according to an embodiment of the present invention includes:
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A model predictive control system comprising:
A determination unit for determining whether or not to execute the update process is further provided,
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process.

本発明の一実施形態に係る情報処理装置は、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
を備える情報処理装置であって、
前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段を更に備え、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行する。
An information processing device according to an embodiment of the present invention includes:
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
An information processing device comprising:
A determination unit for determining whether or not to execute the update process is further provided,
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process.

本発明の一実施形態に係る情報処理装置は、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段と、を備え、前記更新手段が、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行する、モデル予測制御システムを構成するために、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記更新手段、及び前記決定手段のうち少なくとも1つを備える。
An information processing device according to an embodiment of the present invention includes:
A model predictive control system is provided that includes a storage means for storing a process model, a process control means for performing model predictive control of a process using the process model, a storage means for storing detection values of a control output and a control input of the process as time-series data, an update means capable of executing an update process for updating a model parameter of the process model based on the time-series data stored during a learning period, and a decision means for deciding whether or not to execute the update process, and the update means executes the update process except when it is determined by the decision means not to execute the update process.
The system includes at least one of the storage means, the process control means, the accumulation means, the update means, and the determination means.

本発明の一実施形態に係るプログラムは、
情報処理装置を、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
として機能させるプログラムであって、
前記情報処理装置を、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段として更に機能させ、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行する。
A program according to an embodiment of the present invention includes:
An information processing device,
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A program that functions as
causing the information processing device to further function as a determination unit for determining whether or not to execute the update process;
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process.

本発明の一実施形態に係るプログラムは、
通信可能に接続された複数の情報処理装置を含んで構成され、プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段と、を備え、前記更新手段が、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行するモデル予測制御システムにおける、前記複数の情報処理装置のうち1つの情報処理装置を、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記更新手段、及び前記決定手段のうち少なくとも1つとして機能させる。
A program according to an embodiment of the present invention includes:
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model; a storage means for storing a process model; a storage means for storing detection values of a control output and a control input of the process as time-series data; an update means for executing an update process for updating a model parameter of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period; and a decision means for deciding whether or not to execute the update process. In the model predictive control system, the update means executes the update process by selecting one of the information processing devices, except when the decision means decides not to execute the update process.
The device functions as at least one of the storage means, the process control means, the accumulation means, the update means, and the determination means.

本発明の一実施形態に係るモデル予測制御方法は、
情報処理装置が実行するプロセスのモデル予測制御方法であって、
プロセスモデルを記憶するステップと、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するステップと、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積するステップと、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行するか否かを決定するステップと、
前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行するステップと、を含む。
A model predictive control method according to an embodiment of the present invention includes:
A model predictive control method for a process executed by an information processing device, comprising:
storing the process model;
performing model predictive control of a process using the process model;
accumulating detection values of control outputs and control inputs of the process as time series data;
determining whether to execute an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
and performing the update process unless it is determined not to perform the update process.

本発明の一実施形態によれば、プロセスのモデル予測制御に関する技術が改善する。 One embodiment of the present invention improves technology related to model predictive control of processes.

本発明の一実施形態に係るモデル予測制御システムの概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a model predictive control system according to an embodiment of the present invention. モデル予測制御における更新周期を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an update period in model predictive control. 情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an information processing device; 情報処理装置に蓄積される時系列データを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing time-series data stored in an information processing device. 情報処理装置の第1動作を示すフローチャートである。11 is a flowchart showing a first operation of the information processing device. 情報処理装置の第2動作を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a second operation of the information processing device.

以下、本発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention.

(モデル予測制御システムの構成)
図1を参照して、本発明の一実施形態に係るモデル予測制御システム1について説明する。モデル予測制御システム1は、例えば水処理プラント等、任意のプラントにおけるプロセスを制御するために用いられるシステムである。モデル予測制御システム1は、情報処理装置10と、1つ以上のプラント設備20と、を備える。図1において、情報処理装置10については1つを、プラント設備20については3つをそれぞれ図示しているが、モデル予測制御システム1は任意の数の情報処理装置10及びプラント設備20を備えることができる。
(Configuration of model predictive control system)
A model predictive control system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 1. The model predictive control system 1 is a system used to control a process in any plant, such as a water treatment plant. The model predictive control system 1 includes an information processing device 10 and one or more plant facilities 20. Although Fig. 1 illustrates one information processing device 10 and three plant facilities 20, the model predictive control system 1 can include any number of information processing devices 10 and plant facilities 20.

プラント設備20は、プラントにおけるプロセスの実施に用いられる任意の設備である。例えば水処理プラントにおける浄水プロセスの実施に用いられるプラント設備20は、処理水(例えば、汚水)に対して空気を送風する送風機等の現場機器と、当該現場機器を制御するPLC(Programmable Logic Controller)等の制御装置と、処理水中の硝酸濃度及び/又はアンモニア濃度等のプロセスデータ、並びに処理水に対して送風する空気の送風量又は送風機の駆動電力等の操作量を検出するセンサ(検出手段)と、例えばインターネット又はLAN(Local Area Network)等のネットワークNを介して情報処理装置10と通信する通信装置と、を含む設備である。しかしながら、プラント設備20の構成は当該例に限られず、例えばセンサの検出値を一時的に記憶する記憶装置等を更に含む構成も可能である。 The plant equipment 20 is any equipment used to carry out a process in a plant. For example, the plant equipment 20 used to carry out a water purification process in a water treatment plant is equipment that includes field equipment such as a blower that blows air to the treated water (e.g., wastewater), a control device such as a PLC (Programmable Logic Controller) that controls the field equipment, a sensor (detection means) that detects process data such as the nitric acid concentration and/or ammonia concentration in the treated water, and an operation amount such as the blowing amount of air blown to the treated water or the driving power of the blower, and a communication device that communicates with the information processing device 10 via a network N such as the Internet or a LAN (Local Area Network). However, the configuration of the plant equipment 20 is not limited to this example, and it is also possible to further include a storage device that temporarily stores the detection value of the sensor.

情報処理装置10は、例えばプラントの中央管理室に設置されるが、これに限られず任意の場所に設置可能である。情報処理装置10は、ネットワークNを介して、プラント内に設置されたプラント設備20と通信可能である。 The information processing device 10 is installed, for example, in a central control room of the plant, but is not limited to this and can be installed anywhere. The information processing device 10 can communicate with plant equipment 20 installed in the plant via the network N.

情報処理装置10は、制御対象とする任意のプロセスのモデル予測制御を実施する装置である。具体的には、情報処理装置10は、制御周期毎に、制御対象とするプロセスのプロセスモデルを用いて将来の制御出力を予測するとともに、実際の制御出力を目標値に近付けるように制御入力を決定する。例えば、水処理プラントにおける浄水プロセスを制御対象とする場合、処理水中の硝酸濃度及び/又はアンモニア濃度等のプロセスデータを制御出力とし、処理水に対して送風する空気の送風量又は送風機の駆動電力等の操作量を制御入力とすることができる。しかしながら、制御対象とするプロセス、並びに当該プロセスの制御出力及び制御入力は、当該例に限られず、任意に決定可能である。 The information processing device 10 is a device that performs model predictive control of any process to be controlled. Specifically, the information processing device 10 predicts future control output using a process model of the process to be controlled for each control cycle, and determines a control input so as to bring the actual control output closer to a target value. For example, when a water purification process in a water treatment plant is to be controlled, process data such as the nitric acid concentration and/or ammonia concentration in the treated water can be the control output, and an operating amount such as the volume of air blown to the treated water or the driving power of a blower can be the control input. However, the process to be controlled, and the control output and control input of the process are not limited to this example and can be determined arbitrarily.

また、情報処理装置10は、モデル予測制御の実施中、更新周期毎にプロセスモデルのモデルパラメータを更新する処理(以下、「更新処理」ともいう。)を実行可能である。具体的には、情報処理装置10は、モデル予測制御の実施中、プロセスの制御出力及び制御入力の検出値等を、制御周期毎の時系列データとして蓄積する。情報処理装置10は、後述する学習期間において蓄積された時系列データ(以下、「学習データ」ともいう。)に基づいてプロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能である。 In addition, the information processing device 10 can execute a process (hereinafter also referred to as "update process") to update the model parameters of the process model for each update period while model predictive control is being performed. Specifically, while model predictive control is being performed, the information processing device 10 accumulates the detection values of the control output and control input of the process as time series data for each control period. The information processing device 10 can execute an update process to update the model parameters of the process model based on the time series data (hereinafter also referred to as "learning data") accumulated during a learning period described below.

本実施形態では、更新処理は後述する処理期間において実行され得る。例えば図2は、m回目及びm+1回目の更新周期を示す図である。各更新周期は、学習期間と、学習期間に続く処理期間と、を含む。学習期間は、モデルパラメータの更新処理に用いる学習データを蓄積するための期間である。処理期間は、モデルパラメータの更新処理を実行するか否かを決定するとともに、決定の結果に応じて更新処理を実行するための期間である。図2におけるTは更新周期の長さを示し、Taは学習期間の長さを示し、Tbは処理期間の長さを示す。なお、モデル予測制御の制御周期の長さは、更新周期、学習期間、及び処理期間それぞれの長さT、Ta、及びTbと比較して十分短い。例えば、m回目の更新周期の学習期間において蓄積された学習データに基づいて、m回目の更新周期の処理期間においてモデルパラメータが更新され得る。そして、モデルパラメータが更新された場合、m+1回目の更新周期においては更新後のモデルパラメータを用いてモデル予測制御が実施される。一方、モデルパラメータが更新されなかった場合、m+1回目の更新周期においても、m回目の更新周期と同値のモデルパラメータを用いてモデル予測制御が実施される。 In this embodiment, the update process may be performed during a processing period described later. For example, FIG. 2 is a diagram showing the mth and m+1th update cycles. Each update cycle includes a learning period and a processing period following the learning period. The learning period is a period for accumulating learning data used in the model parameter update process. The processing period is a period for determining whether or not to perform the model parameter update process and for performing the update process according to the result of the determination. In FIG. 2, T indicates the length of the update cycle, Ta indicates the length of the learning period, and Tb indicates the length of the processing period. Note that the length of the control cycle of the model predictive control is sufficiently short compared with the lengths T, Ta, and Tb of the update cycle, learning period, and processing period, respectively. For example, the model parameters may be updated during the processing period of the mth update cycle based on the learning data accumulated during the learning period of the mth update cycle. Then, when the model parameters are updated, the model predictive control is performed during the m+1th update cycle using the updated model parameters. On the other hand, when the model parameters are not updated, the model predictive control is performed during the m+1th update cycle using the model parameters with the same values as those during the mth update cycle.

本実施形態において、情報処理装置10は、更新処理を実行するか否かを更新周期毎に決定し、更新処理を実行しないと決定した場合を除き、更新処理を実行する。かかる構成によれば、モデルパラメータの更新処理を実行するか否かが自動的に決定される。このため、更新処理を実行するか否かを適切に決定することにより、例えば制御出力及び制御入力を検出するセンサに異常が発生している等、適切でない状況を避けてモデルパラメータを更新可能となるので、プロセスのモデル予測制御に関する技術が改善する。 In this embodiment, the information processing device 10 determines whether to perform an update process for each update period, and performs the update process except when it is determined not to perform the update process. With this configuration, it is automatically determined whether to perform an update process for the model parameters. Therefore, by appropriately determining whether to perform an update process, it is possible to update the model parameters while avoiding inappropriate situations, such as when an abnormality occurs in a sensor that detects the control output and control input, thereby improving technology related to model predictive control of processes.

(情報処理装置のハードウェア構成)
図3を参照して、情報処理装置10のハードウェア構成について説明する。情報処理装置10は、通信部11と、記憶部12と、制御部13と、を備える。
(Hardware configuration of information processing device)
The hardware configuration of the information processing device 10 will be described with reference to Fig. 3. The information processing device 10 includes a communication unit 11, a storage unit 12, and a control unit 13.

通信部11は、無線又は有線を介して外部装置と通信する1つ以上の通信インタフェースである。本実施形態において、通信部11は、ネットワークNを介してプラント設備20と通信する通信インタフェースを含む。また、通信部11は、表示装置30及び入力装置40のそれぞれと通信する通信インタフェースを含む。ここで表示装置30は、例えば液晶ディスプレイ又はOEL(Organic Electro-luminescence)ディスプレイ等の任意のディスプレイである。入力装置40は、例えばキーボード又はマウス等の、ユーザによる操作を受け付ける任意の入力インタフェースである。 The communication unit 11 is one or more communication interfaces that communicate with external devices wirelessly or via wires. In this embodiment, the communication unit 11 includes a communication interface that communicates with the plant equipment 20 via the network N. The communication unit 11 also includes communication interfaces that communicate with each of the display device 30 and the input device 40. Here, the display device 30 is any display, such as a liquid crystal display or an OEL (Organic Electro-luminescence) display. The input device 40 is any input interface that accepts operations by a user, such as a keyboard or a mouse.

記憶部12は、1つ以上のメモリである。本実施形態において「メモリ」は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られず任意のメモリとすることができる。記憶部12に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部12は、例えば情報処理装置10に内蔵されるが、任意のインタフェースを介して情報処理装置10に外部から接続される構成も可能である。 The storage unit 12 is one or more memories. In this embodiment, the "memory" is, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, or an optical memory, but is not limited to these and can be any memory. Each memory included in the storage unit 12 functions as, for example, a main memory device, an auxiliary memory device, or a cache memory. The storage unit 12 is, for example, built into the information processing device 10, but can also be configured to be connected externally to the information processing device 10 via any interface.

制御部13は、1つ以上のプロセッサを含む。本実施形態において「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、特定の処理に特化した専用のプロセッサ等であるが、これらに限られず任意のプロセッサとすることができる。制御部13は、情報処理装置10全体の動作を制御する。情報処理装置10の動作の詳細については後述する。 The control unit 13 includes one or more processors. In this embodiment, the "processor" may be a general-purpose processor, a dedicated processor specialized for a particular process, or the like, but is not limited to these and may be any processor. The control unit 13 controls the operation of the entire information processing device 10. The operation of the information processing device 10 will be described in detail later.

(情報処理装置のソフトウェア構成)
図3を参照して、情報処理装置10のソフトウェア構成について説明する。情報処理装置10の動作の制御に用いられる1つ以上のプログラムが記憶部12に記憶される。当該1つ以上のプログラムは、制御部13によって読み込まれると、制御部13を記憶手段131、プロセス制御手段132、蓄積手段133、更新手段134、及び決定手段135として機能させる。
(Software configuration of information processing device)
The software configuration of the information processing device 10 will be described with reference to Fig. 3. One or more programs used to control the operation of the information processing device 10 are stored in the storage unit 12. When the one or more programs are loaded by the control unit 13, they cause the control unit 13 to function as a storage unit 131, a process control unit 132, an accumulation unit 133, an update unit 134, and a determination unit 135.

各手段131~135の概要について説明する。記憶手段131は、制御対象とするプロセスのプロセスモデルを記憶部12に記憶する手段である。プロセスモデルは、1つ以上のモデルパラメータを有する数学モデルである。プロセスモデルは、各モデルパラメータの初期値の情報を更に含む。プロセスモデルは、例えば実験又はシミュレーションにより予め決定可能である。 The following provides an overview of each of the means 131 to 135. The storage means 131 is a means for storing a process model of the process to be controlled in the storage unit 12. The process model is a mathematical model having one or more model parameters. The process model further includes information on the initial values of each model parameter. The process model can be determined in advance, for example, by experiment or simulation.

プロセス制御手段132は、記憶部12に記憶されたプロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施する手段である。具体的には、プロセス制御手段132は、制御周期毎に、記憶部12に記憶されたプロセスモデルに基づいて将来の制御出力(例えば、硝酸濃度及び/又はアンモニア濃度等のプロセスデータ)を予測し、実際の制御出力を目標値に近付けるように制御入力(例えば、送風量又は送風機の駆動電力等の操作量)を決定し、決定した制御入力の指令値をプラント設備20に入力する。なお、制御出力の目標値は、ユーザ操作に応じて又は自動的に、任意のタイミングで変更可能である。 The process control means 132 is a means for implementing model predictive control of the process using the process model stored in the memory unit 12. Specifically, the process control means 132 predicts future control output (e.g., process data such as nitric acid concentration and/or ammonia concentration) for each control cycle based on the process model stored in the memory unit 12, determines control input (e.g., operation amount such as air volume or driving power of the blower) so as to bring the actual control output closer to the target value, and inputs the determined command value of the control input to the plant equipment 20. The target value of the control output can be changed at any timing, either in response to a user operation or automatically.

蓄積手段133は、プロセスの制御出力の目標値、制御出力の検出値、及び制御入力の検出値を、制御周期毎の時系列データとして記憶部12に蓄積する手段である。例えば図4に示すように、時刻データ、制御出力の目標値、制御出力の検出値、及び制御入力の検出値の組み合わせが、時系列データとして記憶部12に蓄積される。なお、制御出力及び制御入力の検出値は、プラント設備20のセンサによって検出された数値である。また、プラント設備20のセンサによる制御入力の検出値は、上述したプロセス制御手段132がプラント設備20に入力する制御入力の指令値と必ずしも一致しなくてよい。 The accumulation means 133 is a means for accumulating the target value of the process control output, the detected value of the control output, and the detected value of the control input in the memory unit 12 as time series data for each control cycle. For example, as shown in FIG. 4, a combination of time data, the target value of the control output, the detected value of the control output, and the detected value of the control input is accumulated in the memory unit 12 as time series data. Note that the detected values of the control output and the control input are numerical values detected by a sensor in the plant equipment 20. In addition, the detected value of the control input by the sensor in the plant equipment 20 does not necessarily have to match the command value of the control input input to the plant equipment 20 by the process control means 132 described above.

更新手段134は、学習期間において記憶部12に蓄積された時系列データ(すなわち、学習データ)に基づいてプロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行する手段である。後述するように、更新手段134は、決定手段135により更新処理を実行しないと決定された場合を除き、更新処理を実行する。 The update means 134 is a means for executing an update process that updates the model parameters of the process model based on the time series data (i.e., learning data) accumulated in the memory unit 12 during the learning period. As described below, the update means 134 executes the update process except when the decision means 135 decides not to execute the update process.

決定手段135は、更新処理を実行するか否かを更新周期毎に決定する手段である。ここで、更新処理を実行するか否かの決定には、任意のアルゴリズムが採用可能である。当該アルゴリズムの具体例については後述する。 The decision means 135 is a means for deciding whether or not to execute an update process for each update period. Here, any algorithm can be used to decide whether or not to execute an update process. Specific examples of such algorithms will be described later.

なお、制御部13は、上述した各手段131~135に加えて、一般的にプロセッサが実行可能な任意の処理を実施する手段(例えば、一般的な演算処理及び計時処理を実行する手段等)として更に機能する構成も可能である。 In addition to the above-mentioned means 131 to 135, the control unit 13 can also be configured to function as a means for performing any processing that can generally be performed by a processor (for example, a means for performing general arithmetic processing and timing processing, etc.).

(情報処理装置の動作)
図5及び図6を参照して、情報処理装置10の動作について説明する。図5は、プロセスのモデル予測制御を実施する第1動作を示すフローチャートである。
(Operation of information processing device)
The operation of the information processing device 10 will be described with reference to Figures 5 and 6. Figure 5 is a flow chart showing a first operation for implementing model predictive control of a process.

ステップS100:記憶手段131は、制御対象とするプロセスのプロセスモデルを記憶部12に記憶する。 Step S100: The storage means 131 stores the process model of the process to be controlled in the storage unit 12.

ステップS101:制御部13は、モデル予測制御の初期設定を行う。具体的には、制御部13は、変数iを1に設定する。変数iは、モデル予測制御の開始時から起算した現在時刻が何回目の更新周期に属するかを示す変数である。モデル予測制御の開始時から起算した現在時刻をt、更新周期の長さをTとすると、(i-1)T≦t<iTであるとき、現在時刻tはi回目の更新周期に属する。また、制御部13は、プロセスモデルのモデルパラメータを初期値に設定する。 Step S101: The control unit 13 performs initial settings for the model predictive control. Specifically, the control unit 13 sets a variable i to 1. The variable i is a variable that indicates which update period the current time, calculated from the start of the model predictive control, belongs to. If the current time, calculated from the start of the model predictive control, is t and the length of the update period is T, then when (i-1)T≦t<iT, the current time t belongs to the i-th update period. In addition, the control unit 13 sets the model parameters of the process model to initial values.

ステップS102:プロセス制御手段132は、プロセスモデルに基づいて将来の制御出力を予測し、実際の制御出力を目標値に近付けるように制御入力を決定する。プロセス制御手段132は、決定した制御入力の指令値を、通信部11を介してプラント設備20に入力する。なお、プロセス制御手段132は、上述したようにユーザ操作に応じて又は自動的に、制御出力の目標値を任意のタイミングで変更可能である。 Step S102: The process control means 132 predicts future control output based on the process model and determines a control input so as to bring the actual control output closer to the target value. The process control means 132 inputs the determined command value of the control input to the plant equipment 20 via the communication unit 11. Note that the process control means 132 can change the target value of the control output at any timing, either automatically or in response to a user operation, as described above.

ステップS103:蓄積手段133は、通信部11を介してプラント設備20からプロセスの制御出力及び制御入力の検出値を取得すると、時刻データ、制御出力の目標値、制御出力の検出値、及び制御入力の検出値の組み合わせを時系列データとして記憶部12に蓄積する。その後、動作はステップS102に戻る。ステップS102及びS103は、制御周期毎に繰り返し実行される。 Step S103: When the accumulation means 133 acquires the detected values of the control output and control input of the process from the plant equipment 20 via the communication unit 11, it accumulates a combination of time data, the target value of the control output, the detected value of the control output, and the detected value of the control input as time series data in the memory unit 12. After that, the operation returns to step S102. Steps S102 and S103 are repeatedly executed for each control period.

図6は、モデルパラメータの更新処理を実行する第2動作を示すフローチャートである。第2動作は、各更新期間における処理期間内に実施される。また、第2動作は、上述した第1動作におけるステップS102及びS103を繰り返す処理と並行して実施される。 Figure 6 is a flowchart showing the second operation for executing the model parameter update process. The second operation is performed within the processing period of each update period. In addition, the second operation is performed in parallel with the process of repeating steps S102 and S103 in the first operation described above.

ステップS200:決定手段135は、i回目の更新周期の学習期間において蓄積された学習データに基づいて、モデルパラメータの更新処理を実行するか否かを決定する。更新処理を実行するか否かを決定する具体的なアルゴリズムについては後述する。更新処理を実行しないと決定した場合(ステップS200-No)、動作はステップS204に進む。一方、更新処理を実行しないと決定した場合を除き(ステップS200-Yes)、動作はステップS201に進む。 Step S200: The decision means 135 decides whether or not to execute a model parameter update process based on the learning data accumulated during the learning period of the i-th update cycle. A specific algorithm for deciding whether or not to execute an update process will be described later. If it is decided not to execute an update process (step S200-No), the operation proceeds to step S204. On the other hand, except when it is decided not to execute an update process (step S200-Yes), the operation proceeds to step S201.

ステップS201:更新手段134は、i回目の更新周期の学習期間において蓄積された学習データに基づいて、モデルパラメータを推定する。具体的には、更新手段134は、学習データを用いる機械学習によりモデルパラメータの推定値を探索する。 Step S201: The update means 134 estimates model parameters based on the learning data accumulated during the learning period of the i-th update cycle. Specifically, the update means 134 searches for estimated values of the model parameters by machine learning using the learning data.

ステップS202:制御部13は、i回目の更新周期の終了時まで待機する。i回目の更新周期の終了時になると(ステップS202-Yes)、動作はステップS203に進む。 Step S202: The control unit 13 waits until the end of the i-th update cycle. When the i-th update cycle ends (step S202-Yes), the operation proceeds to step S203.

ステップS203:更新手段134は、ステップS201で探索した推定値でモデルパラメータを更新する。その後、動作はステップS205に進む。 Step S203: The update means 134 updates the model parameters with the estimated values found in step S201. Then, the operation proceeds to step S205.

ステップS204:制御部13は、i回目の更新周期の終了時まで待機する。i回目の更新周期の終了時になると(ステップS204-Yes)、動作はステップS205に進む。 Step S204: The control unit 13 waits until the end of the i-th update cycle. When the i-th update cycle ends (step S204-Yes), the operation proceeds to step S205.

ステップS205:制御部13は、変数iをインクリメントする。その後、本動作は終了する。 Step S205: The control unit 13 increments the variable i. Then, this operation ends.

(決定手段の動作)
モデルパラメータの更新処理を実行するか否かを決定する決定手段135の動作について、具体的に説明する。本実施形態では、決定手段135が更新処理を実行しないと決定する複数のアルゴリズムが存在する。
(Operation of the Determining Means)
The operation of the decision means 135 for deciding whether or not to execute the update process of the model parameters will be specifically described. In this embodiment, there are a number of algorithms by which the decision means 135 decides not to execute the update process.

まず、第1アルゴリズムについて説明する。決定手段135は、制御出力又は制御入力の検出値が第1参照値と略一致している状態が学習期間において所定の基準時間継続した場合、学習データに異常があると判定し、更新処理を実行しないと決定する。ここで、第1参照値は、学習期間内の任意の参照時刻における制御出力若しくは制御入力の検出値、又は、制御出力若しくは制御入力を検出するセンサの検出上限値若しくは検出下限値である。また、基準時間は、絶対値で定められてもよく、或いは相対値(例えば、学習期間の長さTaのn%等)で定められてもよい。 First, the first algorithm will be described. When the state in which the detection value of the control output or control input approximately matches the first reference value continues for a predetermined reference time during the learning period, the decision means 135 determines that there is an abnormality in the learning data and decides not to execute the update process. Here, the first reference value is the detection value of the control output or control input at any reference time during the learning period, or the upper or lower detection limit value of the sensor that detects the control output or control input. In addition, the reference time may be determined as an absolute value or a relative value (for example, n% of the length Ta of the learning period, etc.).

なお、本実施形態において2つの値が「略一致」するとは、当該2つの値が実用上同一とみなせる程度に近いことを指す。例えば、制御出力又は制御入力の検出値と第1参照値との差の絶対値が所定の閾値未満である場合、検出値が第1参照値と略一致する、と判定可能である。当該閾値は、絶対値で定められてもよく、或いは相対値(例えば、第1参照値のn%等)で定められてもよい。 In this embodiment, two values being "approximately the same" means that the two values are close enough to be considered identical in practice. For example, if the absolute value of the difference between the detected value of the control output or control input and the first reference value is less than a predetermined threshold, it can be determined that the detected value is approximately the same as the first reference value. The threshold may be determined as an absolute value, or as a relative value (e.g., n% of the first reference value).

ここで、プラントの通常運転時とは異なる状況においては、制御出力又は制御入力の検出値(すなわち、学習データ)に異常が発生し得る。例えばプラント設備20の校正作業中は、検出値が変化せず一定値になり得る。また、例えばセンサが故障した場合、又はプロセスにおける処理対象の量(例えば、浄水プロセスにおける処理水の流入量等)が通常運転時と比べて大きく変化した場合等は、検出値が検出上限値又は検出下限値から変化せず一定値になり得る。これに対して、第1アルゴリズムによれば、学習データに異常がある状況を避けてモデルパラメータを更新可能である。 Here, in a situation different from the normal operation of the plant, an abnormality may occur in the detection value of the control output or control input (i.e., the learning data). For example, during calibration work of the plant equipment 20, the detection value may not change and may be a constant value. Also, for example, if a sensor breaks down, or if the amount of the object to be treated in the process (for example, the inflow amount of treated water in a water purification process) changes significantly compared to normal operation, the detection value may not change from the upper detection limit or the lower detection limit and may be a constant value. In contrast, according to the first algorithm, it is possible to update the model parameters while avoiding a situation where there is an abnormality in the learning data.

第2アルゴリズムについて説明する。決定手段135は、学習期間の少なくとも一部である参照期間において、プロセスの制御出力又は制御入力の検出値の分散又は標準偏差が所定の基準値未満である場合、学習データに異常があると判定し、更新処理を実行しないと決定する。ここで、参照期間の長さは、例えば予め定められる。参照期間の長さが学習期間の長さTaよりも短い場合、決定手段135は、学習期間における参照期間の開始位置をずらしながら、プロセスの制御出力又は制御入力の検出値の分散又は標準偏差が所定の基準値未満であるか否かを順次判定する。第2アルゴリズムによれば、上述した第1アルゴリズムと同様に、学習データに異常がある状況を避けてモデルパラメータを更新可能である。 The second algorithm will be described. When the variance or standard deviation of the detection value of the control output or control input of the process is less than a predetermined reference value during a reference period that is at least a part of the learning period, the decision means 135 determines that there is an abnormality in the learning data and decides not to execute the update process. Here, the length of the reference period is, for example, determined in advance. When the length of the reference period is shorter than the length Ta of the learning period, the decision means 135 shifts the start position of the reference period in the learning period and sequentially determines whether or not the variance or standard deviation of the detection value of the control output or control input of the process is less than a predetermined reference value. According to the second algorithm, as with the first algorithm described above, it is possible to update the model parameters while avoiding a situation in which there is an abnormality in the learning data.

第3アルゴリズムについて説明する。決定手段135は、プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が後述する第2参照値と略一致している時間の学習期間における合計が、所定の基準時間以上である場合、学習データに異常があると判定し、更新処理を実行しないと決定する。ここで、第2参照値は、制御出力又は制御入力を検出するセンサの検出上限値又は検出下限値である。また、基準時間は、絶対値で定められてもよく、或いは相対値(例えば、学習期間の長さTaのn%等)で定められてもよい。 The third algorithm will now be described. If the total time during the learning period during which the detection value of the control output or control input of the process is approximately equal to a second reference value described later is equal to or greater than a predetermined reference time, the decision means 135 determines that there is an abnormality in the learning data and decides not to execute the update process. Here, the second reference value is the upper or lower detection limit value of the sensor that detects the control output or control input. The reference time may be determined as an absolute value or a relative value (for example, n% of the length Ta of the learning period, etc.).

ここで、プラントの通常運転時とは異なる状況においては、上述したように制御出力又は制御入力の検出値が検出上限値又は検出下限値から変化しない場合がある。しかしながら実際には、かかる状況であっても、例えば外乱等の影響により検出値が瞬間的に検出上限値又は検出下限値から離れ得る。これに対して、第3アルゴリズムによれば、検出値が瞬間的に検出上限値又は検出下限値から離れる場合であっても、学習データに異常がある状況を避けてモデルパラメータを更新可能である。 Here, in a situation different from the normal operation of the plant, as described above, the detection value of the control output or control input may not change from the upper or lower detection limit. However, in reality, even in such a situation, the detection value may momentarily deviate from the upper or lower detection limit due to, for example, the influence of disturbances. In contrast, according to the third algorithm, even if the detection value momentarily deviates from the upper or lower detection limit, it is possible to update the model parameters while avoiding a situation in which there is an abnormality in the learning data.

第4アルゴリズムについて説明する。決定手段135は、プロセスの制御出力の検出値が学習期間に亘って目標値と略一致している場合、モデル予測制御が安定して実施されていると判定し、更新処理を実行しないと決定する。第4アルゴリズムによれば、プロセスの制御出力が目標値に精度良く追従している場合にはモデルパラメータが更新されないので、モデルパラメータの推定値を探索する機械学習における過剰適合を緩和又は防止することができる。 The fourth algorithm will be described. When the detected value of the control output of the process is approximately equal to the target value over the learning period, the decision means 135 determines that the model predictive control is being stably performed and decides not to execute the update process. According to the fourth algorithm, when the control output of the process accurately tracks the target value, the model parameters are not updated, so that overfitting in machine learning that searches for estimated values of the model parameters can be mitigated or prevented.

第5アルゴリズムについて説明する。決定手段135は、プロセスの制御出力の目標値が学習期間内で変化した場合において、プロセスの制御出力の目標値の変化量が所定の基準値未満であり、且つ、学習期間のうち目標値の変化後の追従期間を除く期間に亘ってプロセスの制御出力の検出値が目標値と略一致している場合、モデル予測制御が安定して実施されていると判定し、更新処理を実行しないと決定する。ここで、基準値は、絶対値で定められてもよく、或いは相対値(例えば、制御出力の目標値又は検出値のn%等)で定められてもよい。また、追従期間は、プロセスの制御出力が変化後の目標値に追従する期間であって、任意の手法で決定可能である。例えば、目標値の変更時から起算して所定時間(例えば、4時間)が経過するまでの期間、或いは、制御出力の検出値の移動平均について数値微分を計算し、微分値が所定の基準値以上である状態が継続した期間等が、追従期間として採用可能である。第5アルゴリズムによれば、プロセスの制御出力が目標値の変化前後で精度良く追従している場合にはモデルパラメータが更新されないので、モデルパラメータの推定値を探索する機械学習における過剰適合を緩和又は防止することができる。 The fifth algorithm will be described. When the target value of the control output of the process changes during the learning period, if the change in the target value of the control output of the process is less than a predetermined reference value, and the detection value of the control output of the process substantially matches the target value over the learning period excluding the tracking period after the change in the target value, the determining means 135 determines that the model predictive control is being stably performed and determines not to execute the update process. Here, the reference value may be determined as an absolute value or a relative value (e.g., n% of the target value or detection value of the control output). The tracking period is a period during which the control output of the process tracks the target value after the change, and can be determined by any method. For example, the period from the time the target value is changed until a predetermined time (e.g., 4 hours) has elapsed, or the period during which the numerical derivative of the moving average of the detection value of the control output continues to be equal to or greater than a predetermined reference value, can be adopted as the tracking period. According to the fifth algorithm, if the control output of the process accurately tracks before and after changes in the target value, the model parameters are not updated, making it possible to mitigate or prevent overfitting in machine learning that searches for estimated values of the model parameters.

第6アルゴリズムについて説明する。決定手段135は、プロセスの制御出力の目標値が学習期間内で変化した場合において、変化後の目標値に対するプロセスの制御出力の追従性を示す評価値(例えば、追従時間、又は制御出力の検出値の移動平均の数値微分)が所定の基準範囲内である場合、モデル予測制御が安定して実施されていると判定し、更新処理を実行しないと決定する。ここで「基準範囲」とは、評価値の上限のみを規定した範囲であってもよく、或いは評価値の上限及び下限を規定した範囲であってもよい。第6アルゴリズムによれば、プロセスの制御出力が目標値の変化に素早く追従している場合にはモデルパラメータが更新されないので、モデルパラメータの推定値を探索する機械学習における過剰適合を緩和又は防止することができる。 The sixth algorithm will be described. When the target value of the control output of the process changes during the learning period, if an evaluation value indicating the tracking of the control output of the process to the changed target value (for example, the tracking time or the numerical derivative of the moving average of the detection value of the control output) is within a predetermined reference range, the decision means 135 determines that the model predictive control is being stably performed and decides not to execute the update process. Here, the "reference range" may be a range that specifies only the upper limit of the evaluation value, or may be a range that specifies the upper and lower limits of the evaluation value. According to the sixth algorithm, if the control output of the process quickly tracks the change in the target value, the model parameters are not updated, so that overfitting in machine learning that searches for estimated values of the model parameters can be mitigated or prevented.

なお、決定手段135は、上述の第1アルゴリズム~第6アルゴリズムのうち少なくとも1つによって更新処理を実行しないと決定した場合を除き、更新処理を実行すると決定する。 The decision means 135 decides to execute the update process except when it is determined not to execute the update process by at least one of the first to sixth algorithms described above.

本発明を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段及びステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that a person skilled in the art would easily be able to make various modifications and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each means, step, etc. can be rearranged so as not to cause logical inconsistencies, and multiple means, steps, etc. can be combined into one or divided.

例えば、モデル予測制御システム1が複数の情報処理装置10を備える構成も可能である。また、実施形態に係る1つの情報処理装置10の各構成又は各手段が、互いに通信可能な複数の装置に分散配置された構成も可能である。 For example, the model predictive control system 1 may be configured to include multiple information processing devices 10. It may also be configured such that each component or each means of one information processing device 10 according to the embodiment is distributed across multiple devices that can communicate with each other.

また、上述した実施形態において、図5及び図6を参照して情報処理装置10の動作の例について説明した。しかしながら、上述した動作に含まれる一部のステップ、又は1つのステップに含まれる一部の動作が、論理的に矛盾しない範囲内において省略された構成も可能である。また、上述した動作に含まれる複数のステップの順番が、論理的に矛盾しない範囲内において入れ替わった構成も可能である。 In the above-described embodiment, an example of the operation of the information processing device 10 has been described with reference to FIG. 5 and FIG. 6. However, a configuration is also possible in which some steps included in the above-described operation, or some operations included in one step, are omitted as long as it is not logically inconsistent. Also, a configuration is also possible in which the order of multiple steps included in the above-described operation is changed as long as it is not logically inconsistent.

また、上述した実施形態において、制御部13によって実現される各手段をソフトウェア構成として説明したが、これらのうち少なくとも一部の手段は、ソフトウェア資源及び/又はハードウェア資源を含む概念であってもよい。例えば、記憶手段131及び蓄積手段133はメモリを含んでもよい。 In the above embodiment, each of the means realized by the control unit 13 has been described as a software configuration, but at least some of these means may be a concept that includes software resources and/or hardware resources. For example, the storage means 131 and the accumulation means 133 may include memory.

また、上述した実施形態に係る情報処理装置10として機能させるために、コンピュータ等の汎用の情報処理装置を用いることができる。当該情報処理装置は、実施形態に係る情報処理装置10の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該情報処理装置のメモリに格納し、当該情報処理装置のプロセッサによって当該プログラムを読み出して実行させることによって実現可能である。 Furthermore, a general-purpose information processing device such as a computer can be used to function as the information processing device 10 according to the embodiment described above. The information processing device can be realized by storing a program describing the processing contents for realizing each function of the information processing device 10 according to the embodiment in the memory of the information processing device, and reading and executing the program by the processor of the information processing device.

1 モデル予測制御システム
10 情報処理装置
11 通信部
12 記憶部
13 制御部
131 記憶手段
132 プロセス制御手段
133 蓄積手段
134 更新手段
135 決定手段
20 プラント設備
30 表示装置
40 入力装置
N ネットワーク
Reference Signs List 1 Model predictive control system 10 Information processing device 11 Communication unit 12 Storage unit 13 Control unit 131 Storage means 132 Process control means 133 Accumulation means 134 Update means 135 Decision means 20 Plant equipment 30 Display device 40 Input device N Network

Claims (18)

プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
を備えるモデル予測制御システムであって、
前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段を更に備え、
前記決定手段は、前記時系列データの異常の有無を判定するように構成され、
前記決定手段が前記時系列データに異常があると判定した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、以下の(1)~(3)のいずれかにより、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測制御システム。
(1)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第1参照値と略一致している状態が前記学習期間において基準時間継続した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第1参照値は、前記学習期間内の参照時刻における前記プロセスの制御出力若しくは制御入力の検出値、又は前記プロセスの制御出力若しくは制御入力を検出するセンサの検出上限値若しくは検出下限値である。
(2)前記決定手段は、前記学習期間の少なくとも一部である参照期間において、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値の分散又は標準偏差が基準値未満である場合、前記更新処理を実行しないと決定する。
(3)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第2参照値と略一致している時間の前記学習期間における合計が基準時間以上である場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第2参照値は、前記プロセスの制御出力又は制御入力を検出するセンサの検出上限値又は検出下限値である。
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A model predictive control system comprising:
A determination unit for determining whether or not to execute the update process is further provided,
The determining means is configured to determine whether or not there is an abnormality in the time series data,
When the decision means determines that there is an abnormality in the time-series data, it decides not to execute the update process;
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process ;
The decision means decides not to execute the update process based on any one of the following (1) to (3) .
(1) the determination means determines not to execute the update process when a state in which a detection value of a control output or a control input of the process substantially matches a first reference value continues for a reference time during the learning period;
The first reference value is a detected value of a control output or control input of the process, or an upper detection limit or lower detection limit value of a sensor that detects the control output or control input of the process, at a reference time within the learning period.
(2) The decision means decides not to execute the update process if the variance or standard deviation of the detection value of the control output or control input of the process is less than a reference value during a reference period, which is at least a part of the learning period.
(3) the decision means decides not to execute the update process when a total time during which the detection value of the control output or the control input of the process substantially matches a second reference value during the learning period is equal to or longer than a reference time;
The second reference value is an upper or lower detection limit value of a sensor that detects a control output or a control input of the process.
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
を備えるモデル予測制御システムであって、
前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段を更に備え、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、前記プロセスの制御出力の目標値の変化量が基準値未満であり、且つ、前記学習期間のうち目標値の変化後の追従期間を除く期間に亘って前記プロセスの制御出力の検出値が目標値と略一致している場合、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測制御システム。
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A model predictive control system comprising:
A determination unit for determining whether or not to execute the update process is further provided,
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process;
the decision means decides not to execute the update process if, when the target value of the control output of the process changes within the learning period, the amount of change in the target value of the control output of the process is less than a reference value and the detection value of the control output of the process substantially matches the target value over a period of the learning period excluding a tracking period after the change in the target value.
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
を備えるモデル予測制御システムであって、
前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段を更に備え、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、変化後の目標値に対する前記プロセスの制御出力の追従性を示す評価値が所定の基準範囲内である場合、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測制御システム。
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A model predictive control system comprising:
A determination unit for determining whether or not to execute the update process is further provided,
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process;
the decision means decides not to execute the update process when, in a case where a target value of a control output of the process has changed within the learning period, an evaluation value indicating the tracking of the control output of the process to the changed target value is within a predetermined reference range.
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
を備える情報処理装置であって、
前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段を更に備え、
前記決定手段は、前記時系列データの異常の有無を判定するように構成され、
前記決定手段が前記時系列データに異常があると判定した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、以下の(1)~(3)のいずれかにより、前記更新処理を実行しないと決定する、情報処理装置
(1)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第1参照値と略一致している状態が前記学習期間において基準時間継続した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第1参照値は、前記学習期間内の参照時刻における前記プロセスの制御出力若しくは制御入力の検出値、又は前記プロセスの制御出力若しくは制御入力を検出するセンサの検出上限値若しくは検出下限値である。
(2)前記決定手段は、前記学習期間の少なくとも一部である参照期間において、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値の分散又は標準偏差が基準値未満である場合、前記更新処理を実行しないと決定する。
(3)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第2参照値と略一致している時間の前記学習期間における合計が基準時間以上である場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第2参照値は、前記プロセスの制御出力又は制御入力を検出するセンサの検出上限値又は検出下限値である。
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
An information processing device comprising:
A determination unit for determining whether or not to execute the update process is further provided,
The determining means is configured to determine whether or not there is an abnormality in the time series data,
When the decision means determines that there is an abnormality in the time-series data, it decides not to execute the update process;
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process ;
The information processing device, wherein the decision means decides not to execute the update process based on any one of the following (1) to (3) .
(1) the determination means determines not to execute the update process when a state in which a detection value of a control output or a control input of the process substantially matches a first reference value continues for a reference time during the learning period;
The first reference value is a detected value of a control output or control input of the process, or an upper detection limit or lower detection limit value of a sensor that detects the control output or control input of the process, at a reference time within the learning period.
(2) The decision means decides not to execute the update process if the variance or standard deviation of the detection value of the control output or control input of the process is less than a reference value during a reference period, which is at least a part of the learning period.
(3) the decision means decides not to execute the update process when a total time during which the detection value of the control output or the control input of the process substantially matches a second reference value during the learning period is equal to or longer than a reference time;
The second reference value is an upper or lower detection limit value of a sensor that detects a control output or a control input of the process.
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
を備えるモデル予測制御システムであって、
前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段を更に備え、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、前記プロセスの制御出力の目標値の変化量が基準値未満であり、且つ、前記学習期間のうち目標値の変化後の追従期間を除く期間に亘って前記プロセスの制御出力の検出値が目標値と略一致している場合、前記更新処理を実行しないと決定する、情報処理装置。
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A model predictive control system comprising:
A determination unit for determining whether or not to execute the update process is further provided,
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process;
The decision means decides not to execute the update process if, when the target value of the control output of the process changes within the learning period, the amount of change in the target value of the control output of the process is less than a reference value, and the detection value of the control output of the process approximately matches the target value over a period of the learning period excluding a tracking period after the change in the target value.
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
を備えるモデル予測制御システムであって、
前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段を更に備え、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、変化後の目標値に対する前記プロセスの制御出力の追従性を示す評価値が所定の基準範囲内である場合、前記更新処理を実行しないと決定する、情報処理装置。
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A model predictive control system comprising:
A determination unit for determining whether or not to execute the update process is further provided,
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process;
The decision means, when a target value of the control output of the process changes within the learning period, decides not to execute the update process if an evaluation value indicating the tracking of the control output of the process to the changed target value is within a predetermined reference range.
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段と、を備え、前記決定手段は、前記時系列データの異常の有無を判定するように構成され、前記決定手段が前記時系列データに異常があると判定した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、前記更新手段が、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行する、モデル予測制御システムを構成するために、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記更新手段、及び前記決定手段のうち少なくとも前記決定手段を備え、
前記決定手段は、以下の(1)~(3)のいずれかにより、前記更新処理を実行しないと決定する、情報処理装置
(1)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第1参照値と略一致している状態が前記学習期間において基準時間継続した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第1参照値は、前記学習期間内の参照時刻における前記プロセスの制御出力若しくは制御入力の検出値、又は前記プロセスの制御出力若しくは制御入力を検出するセンサの検出上限値若しくは検出下限値である。
(2)前記決定手段は、前記学習期間の少なくとも一部である参照期間において、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値の分散又は標準偏差が基準値未満である場合、前記更新処理を実行しないと決定する。
(3)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第2参照値と略一致している時間の前記学習期間における合計が基準時間以上である場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第2参照値は、前記プロセスの制御出力又は制御入力を検出するセンサの検出上限値又は検出下限値である。
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model; a storage means for storing a process model; a storage means for storing detection values of a control output and a control input of the process as time series data; an update means capable of executing an update process for updating a model parameter of the process model based on the time series data stored during a learning period; and a decision means for deciding whether or not to execute the update process, wherein the decision means is configured to determine the presence or absence of an abnormality in the time series data, and when the decision means determines that there is an abnormality in the time series data, the decision means decides not to execute the update process, and the update means executes the update process except when it has been determined by the decision means not to execute the update process,
The method includes at least one of the storage means, the process control means, the accumulation means, the update means, and the determination means ,
The information processing device, wherein the decision means decides not to execute the update process based on any one of the following (1) to (3) .
(1) the determination means determines not to execute the update process when a state in which a detection value of a control output or a control input of the process substantially matches a first reference value continues for a reference time during the learning period;
The first reference value is a detected value of a control output or control input of the process, or an upper detection limit or lower detection limit value of a sensor that detects the control output or control input of the process, at a reference time within the learning period.
(2) The decision means decides not to execute the update process if the variance or standard deviation of the detection value of the control output or control input of the process is less than a reference value during a reference period, which is at least a part of the learning period.
(3) the decision means decides not to execute the update process when a total time during which the detection value of the control output or the control input of the process substantially matches a second reference value during the learning period is equal to or longer than a reference time;
The second reference value is an upper or lower detection limit value of a sensor that detects a control output or a control input of the process.
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段と、を備え、前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、前記プロセスの制御出力の目標値の変化量が基準値未満であり、且つ、前記学習期間のうち目標値の変化後の追従期間を除く期間に亘って前記プロセスの制御出力の検出値が目標値と略一致している場合、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測制御システムを構成するために、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記更新手段、及び前記決定手段のうち少なくとも1つを備える、情報処理装置。
a storage means for storing a process model, a process control means for performing model predictive control of a process using the process model, a storage means for storing detection values of a control output and a control input of the process as time series data, a storage means for storing detection values of a control output and a control input of the process as time series data stored during a learning period, an update means capable of executing an update process for updating a model parameter of the process model based on the time series data stored during a learning period, and a decision means for deciding whether to execute the update process, wherein the update means executes the update process except when it has been determined by the decision means not to execute the update process, and the decision means decides not to execute the update process when a target value of a control output of the process has changed within the learning period, an amount of change in the target value of the control output of the process is less than a reference value, and the detection value of the control output of the process substantially matches the target value over a period of the learning period excluding a tracking period after the change in the target value,
An information processing apparatus comprising at least one of the storage means, the process control means, the accumulation means, the update means, and the determination means.
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段と、を備え、前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、変化後の目標値に対する前記プロセスの制御出力の追従性を示す評価値が所定の基準範囲内である場合、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測制御システムを構成するために、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記更新手段、及び前記決定手段のうち少なくとも1つを備える、情報処理装置。
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model; a storage means for storing a process model; a storage means for storing detection values of a control output and a control input of the process as time series data; an update means capable of executing an update process for updating a model parameter of the process model based on the time series data accumulated during a learning period; and a decision means for deciding whether to execute the update process, wherein the update means executes the update process except when it is determined by the decision means not to execute the update process, and the decision means decides not to execute the update process when a target value of a control output of the process has changed during the learning period and an evaluation value indicating the tracking ability of the control output of the process to the changed target value is within a predetermined reference range,
An information processing apparatus comprising at least one of the storage means, the process control means, the accumulation means, the update means, and the determination means.
情報処理装置を、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
として機能させるプログラムであって、
前記情報処理装置を、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段として更に機能させ、
前記決定手段は、前記時系列データの異常の有無を判定するように構成され、
前記決定手段が前記時系列データに異常があると判定した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、以下の(1)~(3)のいずれかにより、前記更新処理を実行しないと決定する、プログラム
(1)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第1参照値と略一致している状態が前記学習期間において基準時間継続した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第1参照値は、前記学習期間内の参照時刻における前記プロセスの制御出力若しくは制御入力の検出値、又は前記プロセスの制御出力若しくは制御入力を検出するセンサの検出上限値若しくは検出下限値である。
(2)前記決定手段は、前記学習期間の少なくとも一部である参照期間において、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値の分散又は標準偏差が基準値未満である場合、前記更新処理を実行しないと決定する。
(3)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第2参照値と略一致している時間の前記学習期間における合計が基準時間以上である場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第2参照値は、前記プロセスの制御出力又は制御入力を検出するセンサの検出上限値又は検出下限値である。
An information processing device,
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A program that functions as
causing the information processing device to further function as a determination unit for determining whether or not to execute the update process;
The determining means is configured to determine whether or not there is an abnormality in the time series data,
When the decision means determines that there is an abnormality in the time-series data, it decides not to execute the update process;
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process ;
The decision means decides not to execute the update process based on any one of the following (1) to (3) .
(1) the determination means determines not to execute the update process when a state in which a detection value of a control output or a control input of the process substantially matches a first reference value continues for a reference time during the learning period;
The first reference value is a detected value of a control output or control input of the process, or an upper detection limit or lower detection limit value of a sensor that detects the control output or control input of the process, at a reference time within the learning period.
(2) The decision means decides not to execute the update process if the variance or standard deviation of the detection value of the control output or control input of the process is less than a reference value during a reference period, which is at least a part of the learning period.
(3) the decision means decides not to execute the update process when a total time during which the detection value of the control output or the control input of the process substantially matches a second reference value during the learning period is equal to or longer than a reference time;
The second reference value is an upper or lower detection limit value of a sensor that detects a control output or a control input of the process.
情報処理装置を、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
として機能させるプログラムであって、
前記情報処理装置を、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段として更に機能させ、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、前記プロセスの制御出力の目標値の変化量が基準値未満であり、且つ、前記学習期間のうち目標値の変化後の追従期間を除く期間に亘って前記プロセスの制御出力の検出値が目標値と略一致している場合、前記更新処理を実行しないと決定する、プログラム。
An information processing device,
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A program that functions as
causing the information processing device to further function as a determination unit for determining whether or not to execute the update process;
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process;
The decision means decides not to execute the update process if, when the target value of the control output of the process changes within the learning period, the amount of change in the target value of the control output of the process is less than a reference value and the detection value of the control output of the process approximately matches the target value over a period of the learning period excluding a tracking period after the change in the target value.
情報処理装置を、
プロセスモデルを記憶する記憶手段と、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、
として機能させるプログラムであって、
前記情報処理装置は、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段をとして更に機能させ、
前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、変化後の目標値に対する前記プロセスの制御出力の追従性を示す評価値が所定の基準範囲内である場合、前記更新処理を実行しないと決定する、プログラム。
An information processing device,
a storage means for storing a process model;
a process control means for performing model predictive control of a process using the process model;
a storage means for storing detected values of a control output and a control input of the process as time series data;
an update means for executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
A program that functions as
The information processing device further functions as a determination unit that determines whether or not to execute the update process;
The update means executes the update process except when the decision means decides not to execute the update process;
The decision means, when a target value of the control output of the process changes within the learning period, decides not to execute the update process if an evaluation value indicating the tracking of the control output of the process to the changed target value is within a predetermined reference range.
通信可能に接続された複数の情報処理装置を含んで構成され、プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段と、を備え、前記決定手段は、前記時系列データの異常の有無を判定するように構成され、前記決定手段が前記時系列データに異常があると判定した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、前記更新手段が、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行するモデル予測制御システムにおける、前記複数の情報処理装置のうち1つの情報処理装置を、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記更新手段、及び前記決定手段のうち少なくとも前記決定手段として機能させ、
前記決定手段は、以下の(1)~(3)のいずれかにより、前記更新処理を実行しないと決定する、プログラム。
(1)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第1参照値と略一致している状態が前記学習期間において基準時間継続した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第1参照値は、前記学習期間内の参照時刻における前記プロセスの制御出力若しくは制御入力の検出値、又は前記プロセスの制御出力若しくは制御入力を検出するセンサの検出上限値若しくは検出下限値である。
(2)前記決定手段は、前記学習期間の少なくとも一部である参照期間において、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値の分散又は標準偏差が基準値未満である場合、前記更新処理を実行しないと決定する。
(3)前記決定手段は、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第2参照値と略一致している時間の前記学習期間における合計が基準時間以上である場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第2参照値は、前記プロセスの制御出力又は制御入力を検出するセンサの検出上限値又は検出下限値である。
a process control unit that performs model predictive control of a process using the process model; a storage unit that stores a process model; a storage unit that stores detection values of a control output and a control input of the process as time series data; an update unit that is capable of executing an update process for updating a model parameter of the process model based on the time series data stored during a learning period; and a decision unit that decides whether or not to execute the update process, wherein the decision unit is configured to determine the presence or absence of an abnormality in the time series data, and when the decision unit determines that there is an abnormality in the time series data, the decision unit decides not to execute the update process, and the update unit executes the update process by selecting one of the information processing units among the plurality of information processing units, except when the decision unit has determined not to execute the update process.
functioning as at least the determining means among the storage means, the process control means, the accumulation means, the update means, and the determining means ;
The decision means decides not to execute the update process based on any one of the following (1) to (3) .
(1) the determination means determines not to execute the update process when a state in which a detection value of a control output or a control input of the process substantially matches a first reference value continues for a reference time during the learning period;
The first reference value is a detected value of a control output or control input of the process, or an upper detection limit or lower detection limit value of a sensor that detects the control output or control input of the process, at a reference time within the learning period.
(2) The decision means decides not to execute the update process if the variance or standard deviation of the detection value of the control output or control input of the process is less than a reference value during a reference period, which is at least a part of the learning period.
(3) the decision means decides not to execute the update process when a total time during which the detection value of the control output or the control input of the process substantially matches a second reference value during the learning period is equal to or longer than a reference time;
The second reference value is an upper or lower detection limit value of a sensor that detects a control output or a control input of the process.
通信可能に接続された複数の情報処理装置を含んで構成され、プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段と、を備え、前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、前記プロセスの制御出力の目標値の変化量が基準値未満であり、且つ、前記学習期間のうち目標値の変化後の追従期間を除く期間に亘って前記プロセスの制御出力の検出値が目標値と略一致している場合、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測制御システムにおける、前記複数の情報処理装置のうち1つの情報処理装置を、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記更新手段、及び前記決定手段のうち少なくとも1つとして機能させる、プログラム。
a process control unit that performs model predictive control of a process using the process model; a storage unit that stores a process model; a storage unit that stores detection values of a control output and a control input of the process as time-series data; an update unit that is capable of executing an update process for updating a model parameter of the process model based on the time-series data stored during a learning period; and a decision unit that decides whether to execute the update process, wherein the update unit executes the update process except when it is determined by the decision unit not to execute the update process, and the decision unit decides not to execute the update process when a target value of the control output of the process changes within the learning period, an amount of change in the target value of the control output of the process is less than a reference value, and the detection value of the control output of the process substantially matches the target value over a period of the learning period excluding a tracking period after the change in the target value,
A program that causes the device to function as at least one of the storage means, the process control means, the accumulation means, the update means, and the determination means.
通信可能に接続された複数の情報処理装置を含んで構成され、プロセスモデルを記憶する記憶手段と、前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するプロセス制御手段と、前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積する蓄積手段と、学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行可能な更新手段と、前記更新処理を実行するか否かを決定する決定手段と、を備え、前記更新手段は、前記決定手段により前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、前記決定手段は、前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、変化後の目標値に対する前記プロセスの制御出力の追従性を示す評価値が所定の基準範囲内である場合、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測制御システムにおける、前記複数の情報処理装置のうち1つの情報処理装置を、
前記記憶手段、前記プロセス制御手段、前記蓄積手段、前記更新手段、及び前記決定手段のうち少なくとも1つとして機能させる、プログラム。
a process control unit that performs model predictive control of a process using the process model; a storage unit that stores a process model; a storage unit that stores detection values of a control output and a control input of the process as time-series data; an update unit that is capable of executing an update process for updating a model parameter of the process model based on the time-series data stored during a learning period; and a decision unit that decides whether to execute the update process, wherein the update unit executes the update process except when it is determined by the decision unit not to execute the update process, and the decision unit decides not to execute the update process when a target value of a control output of the process has changed during the learning period and an evaluation value indicating the tracking ability of the control output of the process to the changed target value is within a predetermined reference range,
A program that causes the device to function as at least one of the storage means, the process control means, the accumulation means, the update means, and the determination means.
情報処理装置が実行するプロセスのモデル予測制御方法であって、
プロセスモデルを記憶するステップと、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するステップと、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積するステップと、
前記時系列データの異常の有無を判定するステップと、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行するか否かを、前記異常の有無により決定するステップと、
前記異常があると判定したことにより前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行するステップと、
を含み、
以下の(1)~(3)のいずれかにより、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測制御方法。
(1)前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第1参照値と略一致している状態が前記学習期間において基準時間継続した場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第1参照値は、前記学習期間内の参照時刻における前記プロセスの制御出力若しくは制御入力の検出値、又は前記プロセスの制御出力若しくは制御入力を検出するセンサの検出上限値若しくは検出下限値である。
(2)前記学習期間の少なくとも一部である参照期間において、前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値の分散又は標準偏差が基準値未満である場合、前記更新処理を実行しないと決定する。
(3)前記プロセスの制御出力又は制御入力の検出値が第2参照値と略一致している時間の前記学習期間における合計が基準時間以上である場合、前記更新処理を実行しないと決定し、
前記第2参照値は、前記プロセスの制御出力又は制御入力を検出するセンサの検出上限値又は検出下限値である。
A model predictive control method for a process executed by an information processing device, comprising:
storing the process model;
performing model predictive control of a process using the process model;
accumulating detection values of control outputs and control inputs of the process as time series data;
determining whether or not there is an abnormality in the time series data;
determining whether or not to execute an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period, depending on the presence or absence of the abnormality;
executing the update process, except when it is determined that the abnormality exists and therefore it is determined that the update process is not to be executed;
Including,
A model predictive control method comprising: determining not to execute the update process based on any one of the following (1) to (3) :
(1) determining not to execute the update process when a state in which a detection value of a control output or a control input of the process substantially matches a first reference value continues for a reference time during the learning period;
The first reference value is a detected value of a control output or control input of the process, or an upper detection limit or lower detection limit value of a sensor that detects the control output or control input of the process, at a reference time within the learning period.
(2) If the variance or standard deviation of the detected value of the control output or control input of the process is less than a reference value during a reference period, which is at least a part of the learning period, it is decided not to execute the update process.
(3) determining not to execute the update process when a total time during which the detection value of the control output or the control input of the process substantially matches a second reference value during the learning period is equal to or longer than a reference time;
The second reference value is an upper or lower detection limit value of a sensor that detects a control output or a control input of the process.
情報処理装置が実行するプロセスのモデル予測制御方法であって、
プロセスモデルを記憶するステップと、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するステップと、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積するステップと、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行するステップと、
前記更新処理を実行するか否かを決定するステップと、
を含み、
前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、前記プロセスの制御出力の目標値の変化量が基準値未満であり、且つ、前記学習期間のうち目標値の変化後の追従期間を除く期間に亘って前記プロセスの制御出力の検出値が目標値と略一致している場合、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測方法。
A model predictive control method for a process executed by an information processing device, comprising:
storing the process model;
performing model predictive control of a process using the process model;
accumulating detection values of control outputs and control inputs of the process as time series data;
executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
determining whether to perform the update process;
Including,
Performing the update process unless it is determined not to perform the update process;
a model prediction method comprising: determining not to execute the update process when a target value of a control output of the process changes within the learning period, if the amount of change in the target value of the control output of the process is less than a reference value, and if the detection value of the control output of the process substantially matches the target value over a period of the learning period excluding a tracking period after the change in the target value.
情報処理装置が実行するプロセスのモデル予測制御方法であって、
プロセスモデルを記憶するステップと、
前記プロセスモデルを用いてプロセスのモデル予測制御を実施するステップと、
前記プロセスの制御出力及び制御入力の検出値を時系列データとして蓄積するステップと、
学習期間において蓄積された前記時系列データに基づいて前記プロセスモデルのモデルパラメータを更新する更新処理を実行するステップと、
前記更新処理を実行するか否かを決定するステップと、
を含み、
前記更新処理を実行しないと決定された場合を除き、前記更新処理を実行し、
前記プロセスの制御出力の目標値が前記学習期間内で変化した場合において、変化後の目標値に対する前記プロセスの制御出力の追従性を示す評価値が所定の基準範囲内である場合、前記更新処理を実行しないと決定する、モデル予測方法。
A model predictive control method for a process executed by an information processing device, comprising:
storing the process model;
performing model predictive control of a process using the process model;
accumulating detection values of control outputs and control inputs of the process as time series data;
executing an update process for updating model parameters of the process model based on the time-series data accumulated during a learning period;
determining whether to perform the update process;
Including,
Performing the update process unless it is determined not to perform the update process;
a model prediction method in which, when a target value of a control output of the process changes within the learning period, a determination is made not to execute the update process if an evaluation value indicating the tracking of the control output of the process to the changed target value is within a predetermined reference range.
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