[發明專利]控制參數調整裝置、控制參數調整方法

在審

• 申請號: 201611009764.2
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106950849A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 藤井高史;浪江正樹
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 向勇,董雅會

技術領域

本發明涉及一種對控制裝置所具有的控制參數進行調整的控制參數調整裝置和控制參數調整方法。

背景技術

控制裝置按照控制參數來控制控制對象。作為這種控制裝置的控制參數的調整方法，實際上存在如下的方法：形成利用控制裝置來控制控制對象的結構，工作人員使用經驗和技能來對控制參數進行各種調整，反復試驗從而決定最佳值。反復進行試驗(試錯法)也就是將控制參數的種類以及其值進行各種改變來輸入，響應當時從控制裝置給與的操作量來獲取由控制對象輸出的控制量的動態，并將其與控制目標量進行比較，通過反復進行該過程來找到控制參數的最佳值。

然而，在像這樣實際上控制控制對象來實現最優化的方法中，有時根據控制對象(例如，火爐)不同而到獲取控制量為止要花費數個小時，在該情況下，對控制參數的調整要求大量的勞力和調整成本。

于是，以往還有不實際上控制控制對象而是通過利用控制對象的模型進行仿真來獲取控制量的情況(例如，專利文獻1)。這樣，由于能夠在短時間獲取控制量，所以即使在獲取控制量需要花費時間的情況下，也能夠縮短控制參數的調整時間。

另外，還有如下等情況：不僅通過仿真來獲取控制量，還選擇最佳的函數作為表現控制對象的傳遞函數(模型)，通過利用該傳遞函數的仿真進行最優化，來搜索滿足評價指標的控制參數(最佳值)(例如，專利文獻2)。

在專利文獻1中，即使使用仿真來獲取了控制量，但由于是反復試驗來調整控制參數的方法，所以工作人員仍需要經驗和技能。與之相對，在專利文獻2中，由于到應調整的控制參數的選擇以及值的最優化為止是由調整裝置來實施的，所以即使是沒有經驗和技能的工作人員，也能夠調整控制參數。

專利文獻1：JP特開2004-38428號公報(2004年2月5日公開)

專利文獻2：JP特開10-266967號公報(2010年11月25日公開)

然而，像專利文獻2這種僅基于仿真來將控制參數最優化的現有技術，無論如何將用于仿真的模型(傳遞函數)最優化都不是徹底排除模型誤差的模型，調整結果會包含有模型誤差。

發明內容

本發明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種發揮即使是不具有經驗和技能的工作人員也能夠調整控制參數這種基于仿真來將控制參數最優化的技術優點，并且排除作為其問題點的模型誤差，能夠實現更高精度的控制參數調整的控制參數控制裝置等。

為了解決上述的問題，本發明的控制參數調整裝置，其對基于控制參數控制控制對象的控制系統所保持的控制參數進行調整，其特征在于，具有：模型更新部，其在對控制參數進行調整時，利用所述控制對象的動作時的數據來更新控制對象模型，所述控制對象模型為所述控制對象的模型；第一搜索部，其在第一范圍內搜索控制參數來反復進行利用已更新的所述控制對象模型的仿真，從而提取成為所述控制參數的最佳值的候選；以及第二搜索部，其在利用由所述第一搜索部提取的候選所決定的比所述第一范圍更窄的第二范圍內搜索控制參數來反復使所述控制對象動作，從而獲取所述控制對象的動作結果。

根據上述結構，首先，第一搜索部在第一范圍內搜索控制參數來反復進行利用控制對象模型的仿真，提取控制參數的最佳值的候選。在使控制對象實際動作而進行的利用實機的調整中，在為不具有經驗和技能的工作人員的情況下，不了解應調整的控制參數的種類和順序，被強迫進行非常困難的作業。然而，像這樣，通過利用控制對象模型的仿真事先實施調整，即使不了解控制參數的種類和順序，也能夠以一定程度調整控制參數。

但是，基于仿真的調整必然包括模型誤差，因此，殘留有因模型誤差導致的與最佳值之間的偏差。于是，根據上述結構，第二搜索部在利用由第一搜索部提取的候選所決定的比第一范圍更窄的第二范圍內搜索控制參數來使控制對象反復動作，從而獲取其動作結果。基于第二搜索部的調整是利用實機的調整，但由于通過第一搜索部充分縮小了控制參數的應搜索的范圍，所以只要在能夠補償模型誤差的程度的窄區域內進行搜索即可，處理時間不會變長。另外，由于應調整的控制參數的種類等已經確定，所以即使在第二搜索部對控制參數的搜索由工作人員自己進行的情況下，也能夠僅在候選附近的窄范圍內改變控制參數的值，就容易地獲取必要的動作結果。

由第二搜索部獲取的控制對象的動作結果表示根據由控制參數給予控制對象的操作量使控制對象動作的控制量(控制對象輸出的控制量)，通過對給予控制對象的操作量與控制對象動作的控制量之間的偏差進行評價，能夠找出控制參數的最佳值。