[發(fā)明專利]成套設(shè)備的控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210273316.9
• 申請(qǐng)日: 2012-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102914974A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江口徹;楠見(jiàn)尚弘;關(guān)合孝朗;深井雅之;清水悟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): G05B19/04
• 分類號(hào): G05B19/04
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及成套設(shè)備的控制裝置，尤其涉及對(duì)操作變量間的操作次序進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)算的成套設(shè)備的控制裝置。

背景技術(shù)

成套設(shè)備的控制裝置對(duì)從作為控制對(duì)象的成套設(shè)備所得到的狀態(tài)量的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理，算出對(duì)成套設(shè)備提供的控制信號(hào)(操作信號(hào))并傳送到控制對(duì)象。此外，控制裝置在多數(shù)情況下輸入多個(gè)測(cè)量信號(hào)，并將多個(gè)控制信號(hào)(操作信號(hào))輸出到成套設(shè)備，成套設(shè)備的規(guī)模越大，則越成為多輸入、多輸出的控制裝置。

成套設(shè)備的控制裝置中，安裝按照成套設(shè)備的狀態(tài)量的測(cè)量信號(hào)滿足其目標(biāo)值(以下稱作操作變量)的方式來(lái)計(jì)算操作信號(hào)的算法。因此，在多輸入、多輸出的控制裝置中，準(zhǔn)備按照每個(gè)操作變量計(jì)算操作信號(hào)的算法。往往在上述多輸入、多輸出的控制裝置中，包括在輸入或者輸出中相互產(chǎn)生影響的情況。

作為用于成套設(shè)備的控制的控制算法，有PI(比例/積分)控制算法。在PI控制中，對(duì)將成套設(shè)備的狀態(tài)量的測(cè)量信號(hào)和其操作變量的偏差與比例增益相乘后的值，加上對(duì)偏差進(jìn)行了時(shí)間積分后的值，而導(dǎo)出對(duì)成套設(shè)備提供的操作信號(hào)。采用PI控制的控制算法能夠用方框圖等記述輸入輸出關(guān)系，因此容易理解輸入與輸出的因果關(guān)系，存在很多的應(yīng)用實(shí)際成果。

但是，在成套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變更或環(huán)境的變化等、事前沒(méi)有設(shè)想到的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)成套設(shè)備的情況下，存在需要進(jìn)行變更控制邏輯等的作業(yè)的情況。此外，近年來(lái)正在積極地進(jìn)行如下活動(dòng)：不僅如PI控制那樣穩(wěn)定且安全地運(yùn)轉(zhuǎn)成套設(shè)備，而且還導(dǎo)入成套設(shè)備的節(jié)能化、高效化、對(duì)環(huán)境帶來(lái)影響的有害物質(zhì)的排出量降低等、將成套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)最佳化的控制技術(shù)。

在這種與對(duì)成套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或環(huán)境變化的自適應(yīng)、以及成套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的最佳化相對(duì)應(yīng)的控制方式中，存在對(duì)控制算法或參數(shù)值自動(dòng)地進(jìn)行修正的自適應(yīng)控制、最佳控制等方式。

作為鑒于上述內(nèi)容的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)1中記載有涉及多變量模型預(yù)測(cè)控制的技術(shù)，該多變量模型預(yù)測(cè)控制對(duì)成套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的將來(lái)值進(jìn)行預(yù)測(cè)，按照從現(xiàn)在到將來(lái)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對(duì)于控制目標(biāo)成為最佳的方式通過(guò)最佳化運(yùn)算決定多個(gè)操作變量。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：JP特開(kāi)平11-296204公報(bào)

發(fā)明的概要

發(fā)明所要解決的課題

在將專利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的技術(shù)適用于成套設(shè)備的控制裝置的情況下，能夠通過(guò)預(yù)測(cè)模型的最佳化計(jì)算來(lái)決定考慮了到將來(lái)的成套設(shè)備的舉動(dòng)的最佳的操作變量，因此能夠?qū)崿F(xiàn)成套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的最佳化。此外，在專利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的技術(shù)中，即使在操作變量達(dá)到數(shù)十個(gè)的情況下，通過(guò)想辦法對(duì)預(yù)測(cè)模型的運(yùn)算成本進(jìn)行抑制，也能夠確保實(shí)用性。

然而，如果操作變量增加，則不能忽略該操作變量間的相互作用的影響。即、在對(duì)成套設(shè)備進(jìn)行控制的基礎(chǔ)上對(duì)基本的控制邏輯進(jìn)行構(gòu)筑時(shí)，產(chǎn)生考慮多個(gè)操作變量的必要性。多數(shù)情況下操作變量間的相互作用由延遲時(shí)間或無(wú)效時(shí)間之類的時(shí)間要素支配。在忽略這些影響的情況下，雖然按照作為運(yùn)算結(jié)果而得到的操作變量對(duì)成套設(shè)備進(jìn)行了操作，但存在得不到期望的控制效果的可能性。

在專利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的技術(shù)中，沒(méi)有采用考慮了成套設(shè)備的工藝(process)中所內(nèi)在的時(shí)間要素的影響的結(jié)構(gòu)，在假設(shè)所適用的成套設(shè)備的時(shí)間要素的影響較強(qiáng)、操作變量中存在較強(qiáng)的相互依存關(guān)系的情況下，雖然相對(duì)于操作變量決定的時(shí)間的制約能夠達(dá)到期望的性能，但根據(jù)上述理由，存在相對(duì)于控制目標(biāo)不能達(dá)到目標(biāo)性能的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在考慮多個(gè)操作變量的成套設(shè)備的自適應(yīng)、最佳控制中，考慮成套設(shè)備的工藝的時(shí)間要素所引起的操作變量間的相互作用，對(duì)該影響最小的操作變量間的操作次序進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)算的成套設(shè)備的控制裝置。

用于解決課題的手段