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公開番号2024084361
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-25
出願番号2022198596
出願日2022-12-13
発明の名称情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
出願人富士電機株式会社,東京都公立大学法人
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類G05B 11/32 20060101AFI20240618BHJP(制御;調整)
要約【課題】カスケード制御系において用いられる制御パラメータを容易に調整することが可能な情報処理装置を提供する。
【解決手段】第1制御対象の第1制御量の第1目標値及び前記第1制御量の測定値の差と、第1制御パラメータとに基づいて得られる第1操作量を、第2制御対象の第2制御量の第2目標値として出力する第1制御部と、第2制御部と、を備えるカスケード制御系の前記第1及び第2制御パラメータを更新する情報処理装置であって、前記第1制御対象の第1モデルと、前記第2制御対象の第2モデルと、前記第1制御対象に加わる外乱の第3モデルと、前記第2制御対象に加わる外乱の第4モデルと、を含む前記カスケード制御系を模擬したカスケードモデルを用いて、前記第1目標値と、前記第1制御量の計算値とに基づく評価関数を立式する立式部と、前記評価関数の値が改善するよう、前記第1及び第2制御パラメータを更新する更新部とを含む情報処理装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１制御対象の第１制御量の第１目標値及び前記第１制御量の測定値の差と、第１制御パラメータとに基づいて得られる第１操作量を、第２制御対象の第２制御量の第２目標値として出力する第１制御部と、
前記第２目標値及び前記第２制御量の測定値の差と、第２制御パラメータとに基づいて得られる前記第２制御対象の第２操作量を、前記第２制御対象に出力する第２制御部と、
を備えるカスケード制御系の前記第１及び第２制御パラメータを更新する情報処理装置であって、
前記第１制御対象の第１モデルと、前記第２制御対象の第２モデルと、前記第１制御対象に加わる外乱の第３モデルと、前記第２制御対象に加わる外乱の第４モデルと、を含む前記カスケード制御系を模擬したカスケードモデルを用いて、前記第１目標値と、前記第１制御量とに基づく評価関数を立式する立式部と、
前記評価関数の値が改善するよう、前記第１及び第２制御パラメータを更新する更新部と、
を含む情報処理装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記更新部は、
前記第１制御パラメータを、前記評価関数の前記第１制御パラメータに関する第１勾配に基づいて補正し、前記第２制御パラメータを、前記評価関数の前記第２制御パラメータに関する第２勾配に基づいて補正し、前記第１及び第２制御パラメータを更新する、
情報処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記第１及び第２制御パラメータが更新された際の前記評価関数の値の変動値に基づいて、前記第１及び第２制御パラメータの更新を継続するか終了するかを判定する判定部を更に含む、
情報処理装置。
【請求項４】
請求項１～３の何れか一項に記載の情報処理装置であって、
前記評価関数は、前記第１制御量の計算値の前記第１目標値に対する分散を含む、
情報処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記第１及び第２制御量の夫々の計算値と、前記第１及び第２制御量の夫々の測定値との第２誤差を最小化する前記第１～第４モデルを推定する推定部を更に含み、
前記第２制御量の計算値は、前記第１目標値を前記カスケードモデルの入力とした場合に得られる前記第２制御量の計算値である、
情報処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の情報処理装置であって、
前記推定部は、
前記第２誤差を最小化する前記第１～第４モデルの夫々を示す伝達関数のパラメータを推定する、
情報処理装置。
【請求項７】
第１制御対象の第１制御量の第１目標値及び前記第１制御量の測定値の差と、第１制御パラメータとに基づいて得られる第１操作量を、第２制御対象の第２制御量の第２目標値として出力する第１制御部と、
前記第２目標値及び前記第２制御量の測定値の差と、第２制御パラメータとに基づいて得られる前記第２制御対象の第２操作量を、前記第２制御対象に出力する第２制御部と、
を備えるカスケード制御系の前記第１及び第２制御パラメータを更新する情報処理方法であって、
情報処理装置が、
前記第１制御対象の第１モデルと、前記第２制御対象の第２モデルと、前記第１制御対象に加わる外乱の第３モデルと、前記第２制御対象に加わる外乱の第４モデルと、を含む前記カスケード制御系を模擬したカスケードモデルを用いて、前記第１目標値と、前記第１制御量とに基づく評価関数を立式するステップと、
前記評価関数の値が改善するよう、前記第１及び第２制御パラメータを更新するステップ、
を含む情報処理方法。
【請求項８】
第１制御対象の第１制御量の第１目標値及び前記第１制御量の測定値の差と、第１制御パラメータとに基づいて得られる第１操作量を、第２制御対象の第２制御量の第２目標値として出力する第１制御部と、
前記第２目標値及び前記第２制御量の測定値の差と、第２制御パラメータとに基づいて得られる前記第２制御対象の第２操作量を、前記第２制御対象に出力する第２制御部と、
を備えるカスケード制御系の前記第１及び第２制御パラメータを更新する情報処理プログラムであって、
コンピュータに、
前記第１制御対象の第１モデルと、前記第２制御対象の第２モデルと、前記第１制御対象に加わる外乱の第３モデルと、前記第２制御対象に加わる外乱の第４モデルと、を含む前記カスケード制御系を模擬したカスケードモデルを用いて、前記第１目標値と、前記第１制御量とに基づく評価関数を立式する立式部と、
前記評価関数の値が改善するよう、前記第１及び第２制御パラメータを更新する更新部と、
を実現させる情報処理プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
複数のフィードバック制御ループを有するカスケード制御系において、複数の制御対象のそれぞれを制御するコントローラの制御パラメータを調整する技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、カスケード制御系において、マスタ側及びスレーブ側制御対象をそれぞれ制御するマスタ側及びスレーブ側コントローラのＰＩＤパラメータを、オートチューニングにより求める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２―０８９００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、制御対象の通常の運用においては用いられない特別の信号を用いてＰＩＤパラメータを調整する。このことから、特許文献１に記載された発明においては、手順が煩雑になり、利用者への負担が大きくなる場合がある。
【０００６】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、カスケード制御系において用いられる制御パラメータを容易に調整することが可能な情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための一の発明は、第１制御対象の第１制御量の第１目標値及び前記第１制御量の測定値の差と、第１制御パラメータとに基づいて得られる第１操作量を、第２制御対象の第２制御量の第２目標値として出力する第１制御部と、前記第２目標値及び前記第２制御量の測定値の差と、第２制御パラメータとに基づいて得られる前記第２制御対象の第２操作量を、前記第２制御対象に出力する第２制御部と、を備えるカスケード制御系の前記第１及び第２制御パラメータを更新する情報処理装置であって、前記第１制御対象の第１モデルと、前記第２制御対象の第２モデルと、前記第１制御対象に加わる外乱の第３モデルと、前記第２制御対象に加わる外乱の第４モデルと、を含む前記カスケード制御系を模擬したカスケードモデルを用いて、前記第１目標値と、前記第１制御量とに基づく評価関数を立式する立式部と、前記評価関数の値が改善するよう、前記第１及び第２制御パラメータを更新する更新部と、を含む情報処理装置である。
【０００８】
また、第１制御対象の第１制御量の第１目標値及び前記第１制御量の測定値の差と、第１制御パラメータとに基づいて得られる第１操作量を、第２制御対象の第２制御量の第２目標値として出力する第１制御部と、前記第２目標値及び前記第２制御量の測定値の差と、第２制御パラメータとに基づいて得られる前記第２制御対象の第２操作量を、前記第２制御対象に出力する第２制御部と、を備えるカスケード制御系の前記第１及び第２制御パラメータを更新する情報処理方法であって、情報処理装置が、前記第１制御対象の第１モデルと、前記第２制御対象の第２モデルと、前記第１制御対象に加わる外乱の第３モデルと、前記第２制御対象に加わる外乱の第４モデルと、を含む前記カスケード制御系を模擬したカスケードモデルを用いて、前記第１目標値と、前記第１制御量とに基づく評価関数を立式するステップと、前記評価関数の値が改善するよう、前記第１及び第２制御パラメータを更新するステップ、を含む情報処理方法である。
【０００９】
また、第１制御対象の第１制御量の第１目標値及び前記第１制御量の測定値の差と、第１制御パラメータとに基づいて得られる第１操作量を、第２制御対象の第２制御量の第２目標値として出力する第１制御部と、前記第２目標値及び前記第２制御量の測定値の差と、第２制御パラメータとに基づいて得られる前記第２制御対象の第２操作量を、前記第２制御対象に出力する第２制御部と、を備えるカスケード制御系の前記第１及び第２制御パラメータを更新する情報処理プログラムであって、コンピュータに、前記第１制御対象の第１モデルと、前記第２制御対象の第２モデルと、前記第１制御対象に加わる外乱の第３モデルと、前記第２制御対象に加わる外乱の第４モデルと、を含む前記カスケード制御系を模擬したカスケードモデルを用いて、前記第１目標値と、前記第１制御量とに基づく評価関数を立式する立式部と、前記評価関数の値が改善するよう、前記第１及び第２制御パラメータを更新する更新部４１４と、を実現させる情報処理プログラムである。本発明の他の特徴については、本明細書の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カスケード制御系において用いられる制御パラメータを容易に調整することが可能な情報処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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