(57)【要約】【課題】フィードフォワード開始タイミングを適切に調整するための支援を実現する。【解決手段】制御装置は、設定値ＳＰと制御量ＰＶを入力として操作量ＭＶを算出する操作量算出部１と、操作量加算値ＦＦ＿Ｐを取得したときから時間ＴＨ１が経過した後に、操作量加算値ＦＦ＿Ｐに近づいた後にゼロ値へ収束する操作量加算量ＭＶ＿Ｐを算出する加算量算出部４と、操作量加算量ＭＶ＿Ｐを操作量ＭＶに加算する操作量変更部６と、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力の結果として、制御量ＰＶの下降が現れる前に制御量ＰＶの上昇幅が規定値を超えた場合に操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが早いと判断する判断部９と、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力の結果として、制御量ＰＶの上昇が現れる前に制御量ＰＶの下降幅が規定値を超えた場合に操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが遅いと判断する判断部１０を備える。【選択図】  図１
2020021299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量を算出するように構成された操作量算出部と、
外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値を取得するように構成された加算値取得部と、
ゼロ値と異なる前記操作量加算値を取得したときから第１の時間が経過した後に、前記操作量加算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量を算出するように構成された加算量算出部と、
前記操作量算出部によって算出された操作量に、前記加算量算出部によって算出された操作量加算量を加算して操作量を変更するように構成された操作量変更部と、
この操作量変更部によって変更された操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なうように構成されたリミット処理部と、
このリミット処理された操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、
外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量の下降が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が第１の規定値を超えた場合に、前記操作量加算量の出力開始タイミングが早いと判断するように構成された第１の判断部と、
外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量の上昇が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する下降幅が第２の規定値を超えた場合に、前記操作量加算量の出力開始タイミングが遅いと判断するように構成された第２の判断部と、
前記第１、第２の判断部の判断結果を提示するように構成された判断結果提示部とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置において、
前記操作量加算量の算出・出力が行なわれている場合に、前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が前記第１の規定値に達した時点から前記制御量が下降に転じるまでの第２の時間を計測し、前記第１の判断部で前記操作量加算量の出力開始タイミングが早いと判断された場合に、前記第１の時間に前記第２の時間を加算して前記第１の時間を更新するように構成された更新部をさらに備えることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量を算出するように構成された操作量算出部と、
外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値を取得するように構成された減算値取得部と、
ゼロ値と異なる前記操作量減算値を取得したときから第１の時間が経過した後に、前記操作量減算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量を算出するように構成された減算量算出部と、
前記操作量算出部によって算出された操作量から、前記減算量算出部によって算出された操作量減算量を減算して操作量を変更するように構成された操作量変更部と、
この操作量変更部によって変更された操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なうように構成されたリミット処理部と、
このリミット処理された操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、
外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量の上昇が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する下降幅が第１の規定値を超えた場合に、前記操作量減算量の出力開始タイミングが早いと判断するように構成された第１の判断部と、
外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量の下降が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が第２の規定値を超えた場合に、前記操作量減算量の出力開始タイミングが遅いと判断するように構成された第２の判断部と、
前記第１、第２の判断部の判断結果を提示するように構成された判断結果提示部とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の制御装置において、
前記操作量減算量の算出・出力が行なわれている場合に、前記制御量の前記設定値に対する下降幅が前記第１の規定値に達した時点から前記制御量が上昇に転じるまでの第２の時間を計測し、前記第１の判断部で前記操作量減算量の出力開始タイミングが早いと判断された場合に、前記第１の時間に前記第２の時間を加算して前記第１の時間を更新するように構成された更新部をさらに備えることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量を算出する第１のステップと、
外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値を取得する第２のステップと、
ゼロ値と異なる前記操作量加算値を取得したときから第１の時間が経過した後に、前記操作量加算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量を算出する第３のステップと、
前記第１のステップで算出した操作量に、前記第３のステップで算出した操作量加算量を加算して操作量を変更する第４のステップと、
この第４のステップで変更した操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なう第５のステップと、
このリミット処理した操作量を制御対象に出力する第６のステップと、
外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量の下降が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が第１の規定値を超えた場合に、前記操作量加算量の出力開始タイミングが早いと判断する第７のステップと、
外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量の上昇が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する下降幅が第２の規定値を超えた場合に、前記操作量加算量の出力開始タイミングが遅いと判断する第８のステップと、
前記第７、第８のステップの判断結果を提示する第９のステップとを含むことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量を算出する第１のステップと、
外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値を取得する第２のステップと、
ゼロ値と異なる前記操作量減算値を取得したときから第１の時間が経過した後に、前記操作量減算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量を算出する第３のステップと、
前記第１のステップで算出した操作量から、前記第３のステップで算出した操作量減算量を減算して操作量を変更する第４のステップと、
この第４のステップで変更した操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なう第５のステップと、
このリミット処理した操作量を制御対象に出力する第６のステップと、
外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量の上昇が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する下降幅が第１の規定値を超えた場合に、前記操作量減算量の出力開始タイミングが早いと判断する第７のステップと、
外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量の下降が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が第２の規定値を超えた場合に、前記操作量減算量の出力開始タイミングが遅いと判断する第８のステップと、
前記第７、第８のステップの判断結果を提示する第９のステップとを含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバックコントローラにフィードフォワード制御を追加適用する技術に係り、特に、オペレータの操作により任意の操作量加算あるいは操作量減算を実行する場合に適した制御装置および制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的なフィードバック（Feedback）制御であるＰＩＤ制御に、フィードフォワード（Feedforward）分を加算する方法（以下、フィードフォワード＋フィードバック制御とする）が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
発明者は、このようなフィードフォワード＋フィードバック制御を特に図１３のような加熱装置に適用する場合において、実用性を向上させるために、フィードフォワード量ＭＶ＿Ｐをゼロに漸近的に収束させる形式のフィードフォワード方法（特願２０１７−２３３２５０）を提案した。
【０００４】
図１３の加熱装置は、処理対象のワークを加熱する熱処理炉１００と、電気ヒータ１０１と、熱処理炉１００内の温度を計測する温度センサ１０２と、熱処理炉１００内の温度を制御する温調計１０３と、電力調整器１０４と、電力供給回路１０５と、加熱装置全体を制御するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１０６とから構成される。温調計１０３は、温度センサ１０２が計測した温度ＰＶ（制御量）が温度設定値ＳＰと一致するように操作量ＭＶを算出する。電力調整器１０４は、操作量ＭＶに応じた電力を決定し、この決定した電力を電力供給回路１０５を通じて電気ヒータ１０１に供給する。
【０００５】
次に、図１４の制御系のブロック線図を用いて、発明者が特願２０１７−２３３２５０で提案した技術について説明する。図１４のＰは制御対象を示している。
操作量算出部１は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを入力として、制御量ＰＶが設定値ＳＰと一致するように、例えば以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶを算出する。
ＭＶ＝（１００／Ｐｂ）｛１＋（１／Ｔｉｓ）＋Ｔｄｓ｝（ＳＰ−ＰＶ）
・・・（１）
Ｐｂは比例帯、Ｔｉは積分時間、Ｔｄは微分時間、ｓはラプラス演算子である。
【０００６】
加算量算出部４は、操作量ＭＶに対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値ＦＦ＿Ｐ（ＦＦ＿Ｐ≠０）が入力されると、操作量加算値ＦＦ＿Ｐに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量ＭＶ＿Ｐを算出する。具体的には、加算量算出部４は、下記のような伝達関数式で操作量加算量ＭＶ＿Ｐを算出する。
ＭＶ＿Ｐ＝｛Ｋｘｓ／（１＋Ｔｆｓ）2｝ＦＦ＿Ｐ                   ・・・（２）
【０００７】
式（２）のＴｆは、操作量加算量ＭＶ＿Ｐを徐々に収束させる時間を規定するパラメータである。Ｋｘはフィードフォワードの大きさを規定するパラメータである。加算量算出部４は、パラメータＴｆのβ倍の値をＫｘとすればよい（Ｋｘ＝βＴｆ、βは例えば２．７５）。操作量加算量ＭＶ＿Ｐの変化の１例を図１５に示す。図１５の例では、操作量加算値ＦＦ＿Ｐ＝５０％、パラメータＴｆ＝１００ｓｅｃ．としている。
【０００８】
減算量算出部５は、操作量ＭＶに対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値ＦＦ＿Ｍ（ＦＦ＿Ｍ≠０）が入力されると、操作量減算値ＦＦ＿Ｍに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量ＭＶ＿Ｍを算出する。具体的には、減算量算出部５は、下記のような伝達関数式で操作量減算量ＭＶ＿Ｍを算出する。
ＭＶ＿Ｍ＝｛Ｋｘｓ／（１＋Ｔｆｓ）2｝ＦＦ＿Ｍ                   ・・・（３）
【０００９】
式（３）のＴｆは、操作量減算量ＭＶ＿Ｍを徐々に収束させる時間を規定するパラメータである。操作量変更部６は、操作量算出部１で算出された操作量ＭＶに、加算量算出部４によって算出された操作量加算量ＭＶ＿Ｐを加算し、さらに減算量算出部５によって算出された操作量減算量ＭＶ＿Ｍを減算した結果を操作量ＭＶ＿Ｆとして算出する。
ＭＶ＿Ｆ＝ＭＶ＋ＭＶ＿Ｐ−ＭＶ＿Ｍ                              ・・・（４）
【００１０】
リミット処理部７は、操作量変更部６によって算出された操作量ＭＶ＿Ｆを所定の操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する下限リミット処理と、操作量ＭＶ＿Ｆを所定の操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上限リミット処理とを行なう。このリミット処理部７でリミット処理された操作量ＭＶ＿Ｆ’が制御対象Ｐに出力される。
【００１１】
次に、特許文献１に開示されたフィードフォワード＋フィードバック制御の問題点について説明する。温調計のＰＩＤ演算による操作量出力は、温調計で算出される操作量ＭＶのみにより出力飽和を判断して、積分動作に対するアンチリセットワインドアップの処理が行なわれる。したがって、定常的に残留するフィードフォワード分をフィードバック分（ＰＩＤ演算による操作量ＭＶ）に加算したままにしておくと、温調計側では正常に機能しなくなるという課題を解決する必要がある。例えば、出力飽和には十分に余裕のある操作量ＭＶ＝６０％を温調計が出力しているときに、５０％のフィードフォワード分が加算されると１１０％になり、１００％を超える出力飽和状態になるが、温調計としてはアンチリセットワインドアップの処理が実行されないという不具合が発生する。
【００１２】
特許文献１に開示されたフィードフォワード＋フィードバック制御では、上記の不具合が発生するが、図１４、図１５で説明した技術によれば、フィードフォワード分をフィードバック分に徐々に加算するようにしたことにより、ＰＩＤ演算にとっての影響は一時的かつ連続的な発生になるので、上記の不具合の発生を低減することができる。
【００１３】
一方で、制御技術の専門家ではない通常のオペレータ（制御技術ユーザ）が、フィードフォワード制御の実行結果を適切に評価できることはほとんどないが、フィードフォワード分を加算する動作を開始するタイミングは、適切に評価しながら調整されなければならない。しかし、このタイミング調整は、操作量加算量ＭＶ＿Ｐまたは操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力と外乱印加とのタイミングの問題であり、例えば制御対象のむだ時間が微妙に変動しただけでも、フィードフォワード制御の効果が劣化する。
制御技術の専門家ではない通常のオペレータにとって、操作量加算量ＭＶ＿Ｐまたは操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングを適切に調整して、十分なフィードフォワード制御の効果を得ることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−１０２８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、汎用フィードバックコントローラ（例えばＰＩＤ制御の温調計）にフィードフォワード制御を追加適用する場合に、フィードフォワード開始タイミングを適切に調整するための支援が可能な制御装置および制御方法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】
【００１６】
本発明の制御装置は、設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量を算出するように構成された操作量算出部と、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値を取得するように構成された加算値取得部と、ゼロ値と異なる前記操作量加算値を取得したときから第１の時間が経過した後に、前記操作量加算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量を算出するように構成された加算量算出部と、前記操作量算出部によって算出された操作量に、前記加算量算出部によって算出された操作量加算量を加算して操作量を変更するように構成された操作量変更部と、この操作量変更部によって変更された操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なうように構成されたリミット処理部と、このリミット処理された操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量の下降が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が第１の規定値を超えた場合に、前記操作量加算量の出力開始タイミングが早いと判断するように構成された第１の判断部と、外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量の上昇が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する下降幅が第２の規定値を超えた場合に、前記操作量加算量の出力開始タイミングが遅いと判断するように構成された第２の判断部と、前記第１、第２の判断部の判断結果を提示するように構成された判断結果提示部とを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の制御装置の１構成例は、前記操作量加算量の算出・出力が行なわれている場合に、前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が前記第１の規定値に達した時点から前記制御量が下降に転じるまでの第２の時間を計測し、前記第１の判断部で前記操作量加算量の出力開始タイミングが早いと判断された場合に、前記第１の時間に前記第２の時間を加算して前記第１の時間を更新するように構成された更新部をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の制御装置は、設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量を算出するように構成された操作量算出部と、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値を取得するように構成された減算値取得部と、ゼロ値と異なる前記操作量減算値を取得したときから第１の時間が経過した後に、前記操作量減算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量を算出するように構成された減算量算出部と、前記操作量算出部によって算出された操作量から、前記減算量算出部によって算出された操作量減算量を減算して操作量を変更するように構成された操作量変更部と、この操作量変更部によって変更された操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なうように構成されたリミット処理部と、このリミット処理された操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量の上昇が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する下降幅が第１の規定値を超えた場合に、前記操作量減算量の出力開始タイミングが早いと判断するように構成された第１の判断部と、外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量の下降が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が第２の規定値を超えた場合に、前記操作量減算量の出力開始タイミングが遅いと判断するように構成された第２の判断部と、前記第１、第２の判断部の判断結果を提示するように構成された判断結果提示部とを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の制御装置の１構成例は、前記操作量減算量の算出・出力が行なわれている場合に、前記制御量の前記設定値に対する下降幅が前記第１の規定値に達した時点から前記制御量が上昇に転じるまでの第２の時間を計測し、前記第１の判断部で前記操作量減算量の出力開始タイミングが早いと判断された場合に、前記第１の時間に前記第２の時間を加算して前記第１の時間を更新するように構成された更新部をさらに備えることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の制御方法は、設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量を算出する第１のステップと、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値を取得する第２のステップと、ゼロ値と異なる前記操作量加算値を取得したときから第１の時間が経過した後に、前記操作量加算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量を算出する第３のステップと、前記第１のステップで算出した操作量に、前記第３のステップで算出した操作量加算量を加算して操作量を変更する第４のステップと、この第４のステップで変更した操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なう第５のステップと、このリミット処理した操作量を制御対象に出力する第６のステップと、外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量の下降が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が第１の規定値を超えた場合に、前記操作量加算量の出力開始タイミングが早いと判断する第７のステップと、外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量の上昇が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する下降幅が第２の規定値を超えた場合に、前記操作量加算量の出力開始タイミングが遅いと判断する第８のステップと、前記第７、第８のステップの判断結果を提示する第９のステップとを含むことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の制御方法は、設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量を算出する第１のステップと、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値を取得する第２のステップと、ゼロ値と異なる前記操作量減算値を取得したときから第１の時間が経過した後に、前記操作量減算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量を算出する第３のステップと、前記第１のステップで算出した操作量から、前記第３のステップで算出した操作量減算量を減算して操作量を変更する第４のステップと、この第４のステップで変更した操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なう第５のステップと、このリミット処理した操作量を制御対象に出力する第６のステップと、外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量の上昇が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する下降幅が第１の規定値を超えた場合に、前記操作量減算量の出力開始タイミングが早いと判断する第７のステップと、外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量の下降が現れる前に前記制御量の前記設定値に対する上昇幅が第２の規定値を超えた場合に、前記操作量減算量の出力開始タイミングが遅いと判断する第８のステップと、前記第７、第８のステップの判断結果を提示する第９のステップとを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、加算値取得部と加算量算出部と操作量変更部とを設けることにより、操作量算出部によるフィードバック制御にフィードフォワード制御を追加適用する場合に、フィードバック制御にとっての不具合の発生を低減することができる。さらに、本発明では、操作量加算量の出力開始タイミングが早いか遅いかを判断する第１、第２の判断部を設けることにより、オペレータが操作量加算量の出力開始タイミングを適切に調整するための支援を実現することができる。
【００２３】
また、本発明では、更新部を設けることにより、第１の判断部で操作量加算量の出力開始タイミングが早いと判断された場合に、第１の時間を更新して操作量加算量の出力開始タイミングを自動調整することが可能となる。
【００２４】
また、本発明では、減算値取得部と減算量算出部と操作量変更部とを設けることにより、操作量算出部によるフィードバック制御にフィードフォワード制御を追加適用する場合に、フィードバック制御にとっての不具合の発生を低減することができる。さらに、本発明では、操作量減算量の出力開始タイミングが早いか遅いかを判断する第１、第２の判断部を設けることにより、オペレータが操作量減算量の出力開始タイミングを適切に調整するための支援を実現することができる。
【００２５】
また、本発明では、更新部を設けることにより、第１の判断部で操作量減算量の出力開始タイミングが早いと判断された場合に、第１の時間を更新して操作量減算量の出力開始タイミングを自動調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例に係る制御装置の制御動作を説明するフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施例に係る制御装置の判断部と判断結果提示部と更新部の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、フィードフォワード制御を実行せずにフィードバック制御のみで温度制御した場合の制御量と操作量の変化の１例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の制御量と操作量の変化の１例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の操作量加算量の変化の１例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の制御量と操作量の変化の他の例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の操作量加算量の変化の他の例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の制御量と操作量の変化の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の操作量加算量の変化の他の例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例に係る制御装置の判断結果提示部による表示例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例に係る制御装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、加熱装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、フィードバック＋フィードフォワードの制御系のブロック線図である。
【図１５】図１５は、フィードバック＋フィードフォワード制御における操作量加算量の変化の１例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［発明の原理］
加熱による温度制御系を事例として、本発明の原理について説明する。まず、例えば降温外乱に対する操作量加算量（フィードフォワード量）ＭＶ＿Ｐであれば、フィードバック制御のみの操作量ＭＶの上昇量を目安に適正化できるので、このような操作量加算量ＭＶ＿Ｐの適正化が予め行なわれていることを前提とするのが合理的である。具体的には、前述の式（２）において、Ｋｘ，Ｔｆ，ＦＦ＿Ｐが適正化されていることを前提とする。
【００２８】
この前提に立って、降温外乱に対するプラス側の操作量加算量ＭＶ＿Ｐであれば、外乱印加による降温が早いか、操作量加算量ＭＶ＿Ｐによる昇温が早いかを判断指標として、フィードフォワード開始タイミングの妥当性を判断できる。すなわち、降温外乱に対するプラス側のフィードフォワード制御の結果として、制御対象の温度上昇が先に規定値（例えば整定目標幅）を超える場合には、フィードフォワード開始タイミングが早いと判断できる。反対に温度下降が先に規定値（例えばフィードバック制御のみの場合の温度下降量の半分以上）を超える場合には、フィードフォワード開始タイミングが遅いと判断できる。
【００２９】
発明者は、このような判断を応用することで、オペレータがフィードフォワード開始タイミングを適切に調整するための支援を実現できることに想到した。
なお、フィードフォワード開始タイミングが早い場合に限れば、温度上昇が始まった時点から温度下降に転じるまでの時間に基づいて、フィードフォワード開始タイミングを自動調整することも可能である。
【００３０】
［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを入力としてＰＩＤ制御演算により操作量ＭＶを算出する操作量算出部１と、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、操作量ＭＶに対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値ＦＦ＿Ｐを取得するＦＦ加算値取得部２と、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、操作量ＭＶに対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値ＦＦ＿Ｍを取得するＦＦ減算値取得部３と、ゼロ値と異なる操作量加算値ＦＦ＿Ｐを取得したときに、特定の時間ＴＨ１が経過した後に、操作量加算値ＦＦ＿Ｐに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量ＭＶ＿Ｐを算出する加算量算出部４と、ゼロ値と異なる操作量減算値ＦＦ＿Ｍを取得したときに、特定の時間ＴＨ２が経過した後に、操作量減算値ＦＦ＿Ｍに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量ＭＶ＿Ｍを算出する減算量算出部５と、加算量算出部４によって操作量加算量ＭＶ＿Ｐが算出されたときに、この操作量加算量ＭＶ＿Ｐを操作量算出部１によって算出された操作量ＭＶに加算し、減算量算出部５によって操作量減算量ＭＶ＿Ｍが算出されたときに、この操作量減算量ＭＶ＿Ｍを操作量算出部１によって算出された操作量ＭＶから減算する操作量変更部６と、操作量変更部６で算出された操作量ＭＶ＿Ｆを操作量下限値ＯＬ以上で操作量上限値ＯＨ以下の値に制限するリミット処理を行なうリミット処理部７と、リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｆ’を出力する操作量出力部８とを備えている。
【００３１】
さらに、制御装置は、フィードフォワード開始タイミングの適正化のための構成として、外乱印加に対する操作量加算量ＭＶ＿Ｐの算出・出力の結果として、制御量ＰＶの下降が現れる前に制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ１を超えた場合に、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが早いと判断する判断部９と、外乱印加に対する操作量加算量ＭＶ＿Ｐの算出・出力の結果として、制御量ＰＶの上昇が現れる前に制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ１を超えた場合に、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが遅いと判断する判断部１０と、外乱印加に対する操作量減算量ＭＶ＿Ｍの算出・出力の結果として、制御量ＰＶの上昇が現れる前に制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ２を超えた場合に、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが早いと判断する判断部１１と、外乱印加に対する操作量減算量ＭＶ＿Ｍの算出・出力の結果として、制御量ＰＶの下降が現れる前に制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ２を超えた場合に、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが遅いと判断する判断部１２と、判断部９〜１２の判断結果を提示する判断結果提示部１３と、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの算出・出力が行なわれている場合に、制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ１に達した時点から制御量ＰＶが下降に転じるまでの時間ＴＤ１を計測し、判断部９で操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが早いと判断された場合に、時間ＴＨ１に時間ＴＤ１を加算して時間ＴＨ１を更新する更新部１４と、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの算出・出力が行なわれている場合に、制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ２に達した時点から制御量ＰＶが上昇に転じるまでの時間ＴＤ２を計測し、判断部１１で操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが早いと判断された場合に、時間ＴＨ２に時間Ｄ２を加算して時間ＴＨ２を更新する更新部１５とを備えている。
【００３２】
本実施例においても、制御系のブロック線図は図１４と同様である。次に、本実施例の制御装置の制御動作を図２を参照して説明する。
設定値ＳＰ（例えば温度設定値）は、制御装置のオペレータなどによって設定され、操作量算出部１に入力される（図２ステップＳ１００）。
制御量ＰＶ（例えば温度計測値）は、図示しない計測器（例えば被加熱物の温度を計測する温度センサ）によって計測され、操作量算出部１に入力される（図２ステップＳ１０１）。
【００３３】
操作量算出部１は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを入力として、制御量ＰＶが設定値ＳＰと一致するように、例えば式（１）に示した伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶを算出する（図２ステップＳ１０２）。
【００３４】
ＦＦ加算値取得部２は、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、操作量ＭＶに対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値ＦＦ＿Ｐを取得する。外乱印加は、フィードバック制御系の外部における特定の操作に起因して発生するものであれば、その特定の操作が実行された時点が、外乱印加が確定した時点になる。このとき、外乱印加が確定した時点でフィードバック制御系に即座に外乱の影響が現れるとは限らない。
【００３５】
同様に、ＦＦ減算値取得部３は、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、操作量ＭＶに対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値ＦＦ＿Ｍを取得する。ＦＦ加算値取得部２とＦＦ減算値取得部３とは、予め規定されたタイミングで通信により送られた値を取得したり、オペレータが入力機能を利用して適宜入力した値を取得したり、操作量算出部１に入力される設定値ＳＰの変更に伴い自動生成される値を取得したりすることで、ＦＦ＿Ｐ，ＦＦ＿Ｍを取得する。
【００３６】
つまり、本実施例の制御装置が適用されるシステムにおいて、例えば制御中に想定される外乱を抑制するために、上位装置から制御装置に対して規定のタイミングまたは設定値ＳＰの変更のタイミングで操作量加算値ＦＦ＿Ｐ、操作量減算値ＦＦ＿Ｍを自動的に入力したり、制御中にオペレータが操作量加算値ＦＦ＿Ｐ、操作量減算値ＦＦ＿Ｍを手動で入力したりすることが考えられる。
【００３７】
また、本実施例では、上記のとおり、式（２）のＫｘ，Ｔｆ，ＦＦ＿Ｐがフィードバック制御のみの場合の操作量ＭＶの上昇量を目安にして予め適正化されていることを前提とする。同様に、本実施例では、式（３）のＫｘ，Ｔｆ，ＦＦ＿Ｍがフィードバック制御のみの場合の操作量ＭＶの下降量を目安にして予め適正化されていることを前提とする。
【００３８】
加算量算出部４は、ＦＦ加算値取得部２が、ゼロ値と異なる操作量加算値ＦＦ＿Ｐを取得したときから特定の時間ＴＨ１以上が経過しているときに（図２ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、操作量加算値ＦＦ＿Ｐに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量ＭＶ＿Ｐを式（２）により算出する（図２ステップＳ１０４）。したがって、特定の時間ＴＨ１の設定次第でフィードフォワード開始のタイミングの適否が決まる。
【００３９】
上記のとおり、式（２）のＴｆは、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの時間に関するパラメータである。加算量算出部４は、操作量算出部１に設定されているＰＩＤパラメータ、具体的には積分時間Ｔｉのα倍の値をＴｆとすればよい（Ｔｆ＝αＴｉ、所定値αは例えばα＝０．１〜２．０）。これにより、操作量加算量ＭＶ＿Ｐが加算された操作量ＭＶの、フィードフォワード分の変化が、制御の上下動が発生する際の周期と概ね一致するようになる。また、操作量ＭＶにフィードフォワード分が加算された時点からフィードフォワード分が最大変更量に到達するまでの経過時間が、パラメータＴｆの時間に概ね一致するようになる。
【００４０】
式（２）のＫｘはフィードフォワードの大きさを規定するパラメータである。加算量算出部４は、パラメータＴｆのβ倍の値をＫｘとすればよい（Ｋｘ＝βＴｆ、所定値βは例えば２．７５）。これにより、操作量ＭＶのフィードフォワード分の最大変更量が、操作量加算値ＦＦ＿Ｐに概ね一致するようになる。なお、ＦＦ加算値取得部２が操作量加算値ＦＦ＿Ｐを取得したときから特定の時間ＴＨ１が経過するまでの操作量加算量ＭＶ＿Ｐの初期値はゼロである。
【００４１】
減算量算出部５は、ＦＦ減算値取得部３が、ゼロ値と異なる操作量減算値ＦＦ＿Ｍを取得したときから特定の時間ＴＨ２以上が経過しているときに（図２ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、操作量減算値ＦＦ＿Ｍに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量ＭＶ＿Ｍを式（３）により算出する（図２ステップＳ１０６）。したがって、特定の時間ＴＨ２の設定次第でフィードフォワード開始のタイミングの適否が決まる。
【００４２】
加算量算出部４と同様に、減算量算出部５は、積分時間Ｔｉのα倍の値をＴｆとすればよい（Ｔｆ＝αＴｉ、所定値αは例えば０．１〜２．０）。また、減算量算出部５は、パラメータＴｆのβ倍の値をＫｘとすればよい（Ｋｘ＝βＴｆ、所定値βは例えば２．７５）。これにより、操作量ＭＶのフィードフォワード分の最大変更量が、操作量減算値ＦＦ＿Ｍに概ね一致するようになる。なお、ＦＦ減算値取得部３が操作量減算値ＦＦ＿Ｍを取得したときから特定の時間ＴＨ２が経過するまでの操作量減算量ＭＶ＿Ｍの初期値はゼロである。
【００４３】
操作量変更部６は、操作量算出部１で算出された操作量ＭＶに、加算量算出部４によって算出された操作量加算量ＭＶ＿Ｐを加算し、さらに減算量算出部５によって算出された操作量減算量ＭＶ＿Ｍを減算した結果を操作量ＭＶ＿Ｆとして算出する（図２ステップＳ１０７）。操作量ＭＶ＿Ｆの算出式は、式（４）と同じである。
【００４４】
リミット処理部７は、操作量変更部６によって算出された操作量ＭＶ＿Ｆを所定の操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する下限リミット処理と、操作量ＭＶ＿Ｆを所定の操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上限リミット処理とを行なう（図２ステップＳ１０８）。
ＩＦ  ＭＶ＿Ｆ＜ＯＬ  ＴＨＥＮ  ＭＶ＿Ｆ’＝ＯＬ                ・・・（５）
ＩＦ  ＭＶ＿Ｆ＞ＯＨ  ＴＨＥＮ  ＭＶ＿Ｆ’＝ＯＨ                ・・・（６）
つまり、リミット処理部７は、ＭＶ＿Ｆが操作量下限値ＯＬより小さい場合、操作量ＭＶ＿Ｆ’＝ＯＬとし、操作量ＭＶ＿Ｆが操作量上限値ＯＨより大きい場合、操作量ＭＶ＿Ｆ’＝ＯＨとする。
【００４５】
操作量出力部８は、リミット処理部７でリミット処理された操作量ＭＶ＿Ｆ’を制御対象に出力する（図２ステップＳ１０９）。操作量ＭＶ＿Ｆ’の出力先は、ヒータやバルブなどの操作部（不図示）である。ヒータの場合には、操作量ＭＶ＿Ｆ’の実際の出力先は、ヒータに電力を供給する電力調整器（不図示）となる。
【００４６】
制御装置は、図２のステップＳ１００〜Ｓ１０９の処理を例えばオペレータの指示によって制御が終了するまで（図２ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御周期毎に実行する。
【００４７】
なお、前述のとおり、操作量加算量ＭＶ＿Ｐは操作量加算値ＦＦ＿Ｐに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する値であり、操作量減算量ＭＶ＿Ｍは操作量減算値ＦＦ＿Ｍに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する値である。したがって、ＦＦ加算値取得部２がゼロ値と異なる操作量加算値ＦＦ＿Ｐを取得したときから特定の時間ＴＨ１以上が経過した後は常にステップＳ１０３において判定ＹＥＳとなり、加算量算出部４は操作量加算量ＭＶ＿Ｐの算出を繰り返し実行する。操作量加算量ＭＶ＿Ｐは最終的にゼロ値に収束するので、加算量算出部４は操作量加算量ＭＶ＿Ｐがゼロ値になった時点で算出を停止しても構わない。
【００４８】
同様に、ＦＦ減算値取得部３がゼロ値と異なる操作量減算値ＦＦ＿Ｍを取得したときから特定の時間ＴＨ２以上が経過した後は常にステップＳ１０５において判定ＹＥＳとなり、減算量算出部５は操作量減算量ＭＶ＿Ｍの算出を繰り返し実行する。操作量減算量ＭＶ＿Ｍは最終的にゼロ値に収束するので、減算量算出部５は操作量減算量ＭＶ＿Ｍがゼロ値になった時点で算出を停止しても構わない。
【００４９】
以上の動作は、発明者が特願２０１７−２３３２５０で提案した技術と同等である。次に、本実施例の判断部９〜１２と判断結果提示部１３と更新部１４，１５の動作を図３を参照して説明する。
【００５０】
判断部９は、外乱印加に対する操作量加算量ＭＶ＿Ｐの算出・出力の結果として、外乱の影響である制御量ＰＶの下降が現れる前に制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ１を超えた（ＰＶ＞（ＳＰ＋Ｕ１））場合（図３ステップＳ２００においてＹＥＳ）、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが早い（外乱の影響である制御量ＰＶの下降が現れるタイミングに対してフィードフォワード開始タイミングが早い）と判断する（図３ステップＳ２０１）。規定値Ｕ１は、例えば整定目標幅に設定されている。
【００５１】
一方、判断部１０は、外乱印加に対する操作量加算量ＭＶ＿Ｐの算出・出力の結果として、制御量ＰＶの上昇が現れる前に外乱の影響により制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ１を超えた（ＰＶ＜（ＳＰ−Ｄ１））場合（図３ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが遅い（外乱の影響である制御量ＰＶの下降が現れるタイミングに対してフィードフォワード開始タイミングが遅い）と判断する（図３ステップＳ２０３）。規定値Ｄ１は、例えばフィードフォワード制御を実行せずにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）のみで温度制御した場合に、外乱の影響により制御量ＰＶが設定値ＳＰに対して下降するときの想定される下降幅の半分以上の値に設定されている。
【００５２】
外乱印加に対する操作量加算量ＭＶ＿Ｐの算出・出力の結果として、制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ１以下（ＰＶ≦（ＳＰ＋Ｕ１））、かつ制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ１以下（ＰＶ≧（ＳＰ−Ｄ１））の場合、判断部９が、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが早いと判断せず、判断部１０が、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが遅いと判断しないので、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが適切という判断結果となる。
【００５３】
判断部１１は、外乱印加に対する操作量減算量ＭＶ＿Ｍの算出・出力の結果として、外乱の影響である制御量ＰＶの上昇が現れる前に制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ２を超えた（ＰＶ＜（ＳＰ−Ｄ２））場合（図３ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが早い（外乱の影響である制御量ＰＶの上昇が現れるタイミングに対してフィードフォワード開始タイミングが早い）と判断する（図３ステップＳ２０５）。規定値Ｄ２は、例えば整定目標幅に設定されている。
【００５４】
判断部１２は、外乱印加に対する操作量減算量ＭＶ＿Ｍの算出・出力の結果として、制御量ＰＶの下降が現れる前に外乱の影響により制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ２を超えた（ＰＶ＞（ＳＰ＋Ｕ２））場合（図３ステップＳ２０６においてＹＥＳ）、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが遅い（外乱の影響である制御量ＰＶの上昇が現れるタイミングに対してフィードフォワード開始タイミングが遅い）と判断する（図３ステップＳ２０７）。規定値Ｕ２は、例えばフィードフォワード制御を実行せずにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）のみで温度制御した場合に、外乱の影響により制御量ＰＶが設定値ＳＰに対して上昇するときの想定される上昇幅の半分以上の値に設定されている。
【００５５】
外乱印加に対する操作量減算量ＭＶ＿Ｍの算出・出力の結果として、制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ２以下（ＰＶ≧（ＳＰ−Ｄ２））、かつ制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ２以下（ＰＶ≦（ＳＰ＋Ｕ２））の場合、判断部１１が、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが早いと判断せず、判断部１２が、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが遅いと判断しないので、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが適切という判断結果となる。
【００５６】
判断結果提示部１３は、オペレータに対して判断部９〜１２の判断結果を提示する（図３ステップＳ２０８）。提示方法としては、例えば判断部９〜１２の判断結果を示す情報をオペレータに対して表示する方法などがある。したがって、判断結果の提示に基づいて、オペレータは、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングを決定するパラメータ（時間ＴＨ１）、または操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングを決定するパラメータ（時間ＴＨ２）をマニュアル調整することができる。
【００５７】
また、以下のようにパラメータをマニュアル調整ではなく、自動で更新してもよい。具体的には、更新部１４は、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの算出・出力が行なわれている場合に、制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ１に達した時点（ＰＶ＝ＳＰ＋Ｕ１）から制御量ＰＶが下降に転じるまでの時間ＴＤ１を計測し（図３ステップＳ２０９）、判断部９で操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが早いと判断された場合に（図３ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、加算量算出部４に設定されている時間ＴＨ１を、ＴＨ１＋ＴＤ１の時間に更新する（図３ステップＳ２１１）。
【００５８】
更新部１５は、操作量減算量ＭＶ＿Ｍの算出・出力が行なわれている場合に、制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ２に達した時点（ＰＶ＝ＳＰ−Ｄ２）から制御量ＰＶが上昇に転じるまでの時間ＴＤ２を計測し（図３ステップＳ２１２）、判断部１１で操作量減算量ＭＶ＿Ｍの出力開始タイミングが早いと判断された場合に（図３ステップＳ２１３においてＹＥＳ）、減算量算出部５に設定されている時間ＴＨ２を、ＴＨ２＋ＴＤ２の時間に更新する（図３ステップＳ２１４）。
【００５９】
判断部９〜１２と判断結果提示部１３と更新部１４，１５とは、以上のステップＳ２００〜Ｓ２１４の処理を、ＦＦ加算値取得部２によって操作量加算値ＦＦ＿Ｐが取得され、加算量算出部４によって操作量加算量ＭＶ＿Ｐが算出・出力された場合、またはＦＦ減算値取得部３によって操作量減算値ＦＦ＿Ｍが取得され、減算量算出部５によって操作量減算量ＭＶ＿Ｍが算出・出力された場合に実施する。
【００６０】
図４は、本実施例の適用対象となる外乱応答の例を示す図であり、フィードフォワード制御を実行せずにフィードバック制御のみで温度制御した場合の制御量ＰＶと操作量ＭＶの変化の例を示す図である。図４の例は、設定値ＳＰ＝制御量ＰＶ＝３００℃で整定している状態で降温外乱が発生した場合を示している。規定値Ｕ１＝２０℃と設定され、ＳＰ＋Ｕ１＝３２０℃となっている。また、降温外乱により２２０℃まで下降するので、制御量ＰＶの設定値ＳＰ＝３００℃に対する下降幅は８０℃である。したがって、規定値Ｄ１＝４０℃と設定され、ＳＰ−Ｄ１＝２６０℃となっている。
【００６１】
図５は、本実施例においてＦＦ＿Ｐ＝８０％，Ｋｘ＝３８．５，Ｔｆ＝１４．０秒として温度制御した場合の制御量ＰＶと操作量ＭＶの変化の例を示す図、図６はこの場合の操作量加算量ＭＶ＿Ｐの変化を示す図である（操作量減算量ＭＶ＿Ｍは０％で固定）。
【００６２】
この図５、図６の例では、フィードフォワードの開始タイミングが適切なタイミングに比べて３０秒ほど遅いため、制御量ＰＶ（温度）の上昇が現れる前に制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する下降幅が規定値Ｄ１＝４０℃を超えている。したがって、判断部１０は、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが遅いと判断する。
【００６３】
図７は、本実施例においてＦＦ＿Ｐ＝８０％，Ｋｘ＝３８．５，Ｔｆ＝１４．０秒として温度制御した場合の制御量ＰＶと操作量ＭＶの変化の例を示す図、図８はこの場合の操作量加算量ＭＶ＿Ｐの変化を示す図である（操作量減算量ＭＶ＿Ｍは０％で固定）。
【００６４】
この図７、図８の例では、フィードフォワードの開始タイミングが適切なタイミングに比べて２０秒ほど早いため、制御量ＰＶ（温度）の下降が現れる前に制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ１＝２０℃を超えている。したがって、判断部９は、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが早いと判断する。また、図７の例では、制御量ＰＶの設定値ＳＰに対する上昇幅が規定値Ｕ１＝２０℃に達した時点から制御量ＰＶが下降に転じるまでの時間ＴＤ１が２０秒と検出される。これにより、更新部１４は、加算量算出部４に設定されている時間ＴＨ１を２０秒長い時間に更新する。
【００６５】
図９は、本実施例においてＦＦ＿Ｐ＝８０％，Ｋｘ＝３８．５，Ｔｆ＝１４．０秒として温度制御した場合の制御量ＰＶと操作量ＭＶの変化の例を示す図、図１０はこの場合の操作量加算量ＭＶ＿Ｐの変化を示す図である（操作量減算量ＭＶ＿Ｍは０％で固定）。
【００６６】
この図９、図１０の例は、フィードフォワードの開始タイミングが適切な場合を示している。外乱印加によっても、制御量ＰＶは２６０℃から３２０℃の範囲内に維持されている。したがって、判断部９は、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが早いと判断せず、判断部１０は、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが遅いと判断しないことになる。すなわち、操作量加算量ＭＶ＿Ｐの出力開始タイミングが適切という判断結果となり、フィードフォワード制御の効果が十分に得られていることが分かる。
【００６７】
図１１は、判断結果提示部１３による表示例を示す図である。この図１１の例は、図７，図８の例に対応する表示例である。ただし、この図１１の例では、判断結果提示部１３は、画面１１０に、制御量ＰＶの上昇の状態と判断部９の判断結果に加えて、更新部１４による更新結果を併せて表示している。
【００６８】
本実施例で説明した制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図１２に示す。コンピュータは、ＣＰＵ３００と、記憶装置３０１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）３０２とを備えている。Ｉ／Ｆ３０２には、例えば温度センサや電力調整器が接続される。このようなコンピュータにおいて、本実施例の制御方法を実現させるためのプログラムは記憶装置３０１に格納される。ＣＰＵ３００は、記憶装置３０１に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、制御装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１…操作量算出部、２…ＦＦ加算値取得部、３…ＦＦ減算値取得部、４…加算量算出部、５…減算量算出部、６…操作量変更部、７…リミット処理部、８…操作量出力部、９〜１２…判断部、１３…判断結果提示部、１４，１５…更新部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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