(57)【要約】【課題】統一された方法で、時系列としての制御性能を監視することを目的とする。【解決手段】制御装置は、制御量の目標値と制御量との差分を目標偏差現在値として算出する目標偏差算出部と、制御対象装置の応答モデルと、過去の操作量とに基づいて、制御量の収束値の予測値である終端応答補正値を算出し、目標偏差現在値と終端応答補正値との差分を補正目標偏差として算出する補正目標偏差算出部と、補正目標偏差に基づいて、新たな操作量を算出する操作量算出部と、所定時間毎の補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成し、該補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差時系列として算出し、該変換補正目標偏差時系列を示すグラフを表示装置に表示させる制御応答監視部と、を含む。【選択図】図１
2019096075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象装置から制御量を取得し、前記制御量に基づいて算出した操作量を前記制御対象装置に出力して、前記制御量を目標値に追従させる制御装置であって、
前記制御量の目標値と前記制御量との差分を目標偏差現在値として算出する目標偏差算出部と、
前記制御対象装置の応答モデルと、過去の前記操作量とに基づいて、前記制御量の収束値の予測値である終端応答補正値を算出し、前記目標偏差現在値と前記終端応答補正値との差分を補正目標偏差として算出する補正目標偏差算出部と、
前記補正目標偏差に基づいて、新たな前記操作量を算出する操作量算出部と、
所定時間毎の前記補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成し、該補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差時系列として算出し、該変換補正目標偏差時系列を示すグラフを表示装置に表示させる制御応答監視部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御応答監視部は、
前記変換補正目標偏差時系列とともに、前記応答モデルに基づいて事前に想定される、前記変換補正目標偏差時系列の上限を表した応答上限制約時系列と、前記変換補正目標偏差時系列の下限を表した応答下限制約時系列とを表示する
ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記応答上限制約時系列は、前記制御対象装置への外乱が０である場合の前記変換補正目標偏差時系列であり、
前記応答下限制約時系列は、全時間帯において０である
ことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御応答監視部は、
開始時刻がそれぞれ異なる複数の前記変換補正目標偏差の時系列を前記グラフ上に同時に表示する
ことを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記応答モデルは、予め前記制御対象装置を用いて実測されたステップ応答に基づいて生成されたモデルである
ことを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記補正目標偏差算出部は、
前記ステップ応答の収束値である終端ゲインに基づいて、前記制御量の未来における予測値である終端応答予測値を算出し、
前記応答モデルに基づいて、過去の前記操作量に基づく前記制御量の予測値である自由応答予測値を算出し、
前記終端応答予測値と自由応答予測値との差分を前記終端応答補正値として算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
制御対象装置から制御量を取得し、前記制御量に基づいて算出した操作量を前記制御対象装置に出力して、前記制御量を目標値に追従させる処理をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記制御量の目標値と前記制御量との差分を目標偏差現在値として算出し、
前記制御対象装置の応答モデルと、過去の前記操作量とに基づいて、前記制御量の収束値の予測値である終端応答補正値を算出し、前記目標偏差現在値と前記終端応答補正値との差分を補正目標偏差として算出し、
前記補正目標偏差に基づいて、新たな前記操作量を算出し、
所定時間毎の前記補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成し、該補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差時系列として算出し、該変換補正目標偏差時系列を示すグラフを表示装置に表示させる、
処理を実行させるための制御プログラム。
【請求項８】
制御対象装置から制御量を取得し、前記制御量に基づいて算出した操作量を前記制御対象装置に出力して、前記制御量を目標値に追従させる処理をコンピュータが実行する制御方法であって、
前記コンピュータが、
前記制御量の目標値と前記制御量との差分を目標偏差現在値として算出し、
前記制御対象装置の応答モデルと、過去の前記操作量とに基づいて、前記制御量の収束値の予測値である終端応答補正値を算出し、前記目標偏差現在値と前記終端応答補正値との差分を補正目標偏差として算出し、
前記補正目標偏差に基づいて、新たな前記操作量を算出し、
所定時間毎の前記補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成し、該補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差時系列として算出し、該変換補正目標偏差時系列を示すグラフを表示装置に表示させる、
処理を実行する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、プラント等の装置を制御する制御装置、制御方法、および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
温調制御装置や、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、ＤＣＳ（Distributed Control System）等の制御装置、パーソナルコンピュータ、または組込み制御機器上で実装される制御装置が、産業上広く利用されている。
【０００３】
関連する技術として、制御対象の目標値追従を目的とする制御方式として、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御、モデル予測制御、内部モデル制御、ＬＱＧ（Linear-Quadratic-Gaussian）制御、Ｈ２制御、Ｈ∞制御等の制御方式が用いられている。
【０００４】
また、関連する技術として、制御性能評価指数の計算に、任意の期間における目標値の平均値および制御偏差の標準偏差に基づく制御性指標を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
また、関連する技術として、現在に至るまでの過去の操作量の変化に応じた制御量の収束値の予測値と、目標値との差である補正目標偏差に基づいて新たな操作量を決定する制御装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００６】
また、関連する技術として、目標偏差の現在値と操作量の変化量との関係を示す制御用論理式が成立する領域をグラフ上に表示する設計支援装置が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【０００７】
また、関連する技術として、駆動部での制約条件を満たす時系列データが駆動部へ入力可能となる初期状態変数集合に、従動部での状態変数が含まれる駆動モード切替条件を用いた駆動モード切替を行う制御装置が提案されている（例えば、特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３０５６２４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／０９２８７２号
【特許文献３】国際公開第２０１５／０６０１４９号
【特許文献４】特開２０１６−５１２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
制御対象の装置であるプラントの制御ゲインを事前に調整したのち、運用時にプラントの特性が変動したり、外乱が加わったりするなどして、性能が事前に想定したものと異なる場合があるが、そのまま放置しておくと制御性能の低下につながるため、望ましくない。
【００１０】
例えば、特許文献１に開示されている制御性能の自動監視方法が考案されているが、制御偏差に基づく波形は、プラント伝達関数に大きく依存し、オーバーシュートや遅れが発生する場合がある。そして、オーバーシュートや遅れが、プラントの特性によるものなのか、事前に想定したプラントモデルと実際のプラントの誤差によるものなのか、区別することが困難である。
【００１１】
そこで、１つの側面として、本発明は、プラント伝達関数や応答特性によらず、統一された方法によって時系列としての制御性能を監視することができる制御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】
【００１２】
１つの態様では、制御対象装置から制御量を取得し、前記制御量に基づいて算出した操作量を前記制御対象装置に出力して、前記制御量を目標値に追従させる制御装置であって、前記制御量の目標値と前記制御量との差分を目標偏差現在値として算出する目標偏差算出部と、前記制御対象装置の応答モデルと、過去の前記操作量とに基づいて、前記制御量の収束値の予測値である終端応答補正値を算出し、前記目標偏差現在値と前記終端応答補正値との差分を補正目標偏差として算出する補正目標偏差算出部と、前記補正目標偏差に基づいて、新たな前記操作量を算出する操作量算出部と、所定時間毎の前記補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成し、該補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差時系列として算出し、該変換補正目標偏差時系列を示すグラフを表示装置に表示させる制御応答監視部と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
１つの側面によれば、プラント伝達関数や応答特性によらず、統一された方法によって時系列としての制御性能を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態のシステムの全体構成を示す図である。
【図２】制御量および操作量の変化を示す図である。
【図３】補正目標偏差算出部の算出処理を示す図である。
【図４】操作変化量と補正目標偏差との関係を示す図である。
【図５】第１の実施形態における制御応答監視部の構成を示す図である。
【図６】第１の実施形態における制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図７】制御装置の制御を伝達関数によるブロック線図を用いて近似的に表した図である。
【図８】第２の実施形態におけるシステムの全体構成を示す図である。
【図９】第２の実施形態における制御応答監視部の構成を示す図である。
【図１０】第２の実施形態における制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施例におけるプラント応答モデルを示す図である。
【図１２】第１の実施例における応答制約情報を示す図である。
【図１３】第１の実施例における補正目標偏差と操作変化量との関係を示す図である。
【図１４】第１の実施例の制御に関する各値の関係を示す図である。
【図１５】第１の実施例における補正目標偏差時系列１を示す図である。
【図１６】第１の実施例における補正目標偏差時系列２を示す図である。
【図１７】第１の実施例における補正目標偏差時系列３を示す図である。
【図１８】第１の実施例における収束率監視グラフを示す図である。
【図１９】第２の実施例における、実際のプラントと、設計時に想定していたプラント応答モデルのそれぞれのステップ応答を示す図である。
【図２０】第２の実施例の制御に関する各値の関係を示す図である。
【図２１】第２の実施例における収束率監視グラフを示す図である。
【図２２】第３の実施例におけるプラント応答モデルを示す図である。
【図２３】第３の実施例における応答制約情報を示す図である。
【図２４】第３の実施例における補正目標偏差と操作変化量との関係を示す図である。
【図２５】第３の実施例の制御に関する各値の関係を示す図である。
【図２６】第３の実施例における収束率監視グラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態のシステムの全体構成を示す図である。実施形態のシステムは、制御装置１と、制御装置１の制御対象であるプラント２と表示装置３とを含む。制御装置１は、コンピュータの一例である。制御装置１の制御対象の装置はプラントには限られず、例えば、空気調和機等の単体の装置であってもよい。
【００１６】
制御装置１は、タイマ１１と計測部１２と差分器１３と操作量更新部１４と制御応答監視部１８とを含む。操作量更新部１４は、補正目標偏差算出部１５と操作変化量算出部１６と加算器１７とを含む。
【００１７】
タイマ１１は、制御周期Ｔcを取得し、取得した制御周期Ｔcに基づく制御信号を計測部１２と操作量更新部１４とに出力する。
【００１８】
計測部１２は、制御周期Ｔc毎に、制御対象のプラント２の制御量ｙを計測する。制御量ｙは、例えば、プラント２の温度である。計測部１２は、取得した制御量ｙの最新の値を、プラント２の制御量現在値ｙ0（ｔ）として差分器１３に出力する。また、計測部１２は、操作量ｕを取得し、取得した制御量ｕの最新の値を、操作量現在値ｕ0（ｔ）として差分器１３に出力する。
【００１９】
差分器１３は、下記の式（１）に示すように、制御量の目標値ｒと制御量現在値ｙ0（ｔ）との差分を目標偏差現在値ｅ0（ｔ）として算出し、操作量更新部１４の補正目標偏差算出部１５に出力する。差分器１３は、目標偏差算出部の一例である。
【００２０】
ｅ0（ｔ）＝ｒ−ｙ0（ｔ）  （１）
【００２１】
補正目標偏差算出部１５は、制御対象のプラント２の応答モデルであるプラント応答モデルＳ（ｔ）と、目標偏差現在値ｅ0（ｔ）と、過去の操作変化量の時系列｛ｄｕ（ｔ）｝に基づいて、補正目標偏差ｅ*（ｔ）を算出する。補正目標偏差ｅ*（ｔ）の算出方法の詳細は後述する。
【００２２】
操作変化量算出部１６は、補正目標偏差ｅ*（ｔ）に基づいて、制御周期Ｔc毎に、操作変化量ｄｕ（ｔ）を算出する。操作変化量算出部１６は、例えば、ｄｕ（ｔ−３Ｔｃ）,ｄｕ（ｔ−２Ｔｃ）,ｄｕ（ｔ−Ｔｃ）という順序でｄｕ（ｔ）を算出し、出力する。
【００２３】
加算器１７は、制御量現在値ｕ0と操作変化量ｄｕを加算して、新たな操作量ｕとして、プラント２に出力する。操作量ｕは例えば、プラント２における冷却水配管のバルブの操作量である。操作変化量ｄｕは、サンプリング時刻間の操作量ｕの変化量である。操作変化量算出部１６および加算器１７は、操作量算出部の一例である。
【００２４】
制御応答監視部１８は、補正目標偏差ｅ*（ｔ）の時系列を収集し、サンプリング時刻｛ｔ１，ｔ２，．．．ｔｎ｝を取得し、時系列の初期値からの比率を変換補正目標偏差として算出する。また、制御応答監視部１８は、変換補正目標偏差の時系列を示すグラフ（収束率監視グラフ）を表示装置３に表示させる。収束率監視グラフの生成について、詳細は後述する。
【００２５】
記憶部１９は、制御装置１の制御に用いる各種情報を記憶する。制御装置１は、応答制約情報、サンプリング時刻、プラント応答モデル及び目標値を外部の情報処理装置等から取得してもよいし、予め記憶部１９に記憶していてもよい。
【００２６】
プラント２は、操作量ｕに基づいて動作し、制御量ｙを計測部１２に出力する。操作量ｕと制御量ｙとの関係は、プラント２に作用する外乱ｖの影響を受ける。
【００２７】
次に、補正目標偏差算出部１５が、目標偏差現在値ｅ0（ｔ）と、操作変化量の時系列｛ｕ（ｔ）｝を用いて、補正目標偏差ｅ*（ｔ）を算出する際の計算手順を説明する。
【００２８】
制御装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ、またはＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等により実現される。制御装置１は、プロセッサが、メモリに展開した制御プログラムを実行することにより、実施形態の処理を実現する。制御装置１は、非一時的な記憶媒体であり、上記メモリに展開する制御プログラムを記憶する補助記憶装置を有していてもよい。
【００２９】
図２は、制御量および操作量の変化を示す図である。図２（ａ）は、測定値ＰＶ（Process Variable）を制御量ｙとしたときの時間変化を示す図である。図２（ａ）に示すように、現在時刻ｔに至るまでの過去の操作によって、制御量ｙは時々刻々と変化していく。図２（ａ）において、未来の操作変化がないと仮定した場合、現在時刻ｔに至るまでの操作によって、制御量が最終的に収束する値をｙ0＋ｙnとする。
【００３０】
図２（ｂ）は、操作量ＭＶ（Manipulative Variable）を操作量ｕとしたときの時間変化を示す図である。図２（ｃ）は、操作量の変化量ｄＭＶを操作量ｄｕとしたときの時間変化を示す図である。図２（ｂ）に示すように、操作量ｕは、操作量ｄｕに応じて、制御周期Ｔc毎に変動する。
【００３１】
図３は、補正目標偏差算出部１５の算出処理を示す図である。
補正目標偏差算出部１５は、補正目標偏差ｅ*（ｔ）の算出に、プラント応答モデルＳ（ｔ）を用いる。プラント応答モデルＳ（ｔ）は、例えば、制御対象のプラント２のステップ応答（単位ステップ入力に対する応答）の実測データに基づいて生成されたモデルあってもよい。プラント応答モデルＳ（ｔ）は、単位ステップ入力に限らず、インパルス入力やランプ入力など他の形状の操作入力に対する応答から、適切な変換によって求めたものでもよいし、伝達関数や状態空間モデルなどの数式モデルであってもよい。
【００３２】
補正目標偏差算出部１５は、プラント応答モデルＳ（ｔ）と、過去の操作量ｕとに基づいて、制御量の収束値の予測値である終端応答補正値ｙnを算出する。そして、補正目標偏差算出部１５は、下記の式（２）のように、目標偏差現在値ｅ0（ｔ）と終端応答補正値ｙn（ｔ）との差分を、補正目標偏差ｅ*（ｔ）として算出する。
【００３３】
ｅ*（ｔ）＝ｅ0（ｔ）−ｙn（ｔ）  （２）
【００３４】
補正目標偏差算出部１５は、補正目標偏差ｅ*（ｔ）の算出の前に、下記の式（３）のように、終端応答予測値ｙnA（ｔ）と、自由応答予測値ｙnB（ｔ）との差分を終端応答補正値ｙn（ｔ）として算出する。
【００３５】
ｙn（ｔ）＝ｙnA（ｔ）−ｙnB（ｔ）  （３）
【００３６】
終端応答予測値ｙnA（ｔ）は、過去の操作変化量ｄｕによる制御量ｙの十分未来における予測値である。補正目標偏差算出部１５は、プラント応答モデルＳ（ｔ）が示すステップ応答の収束値である終端ゲインＳ（∞）を算出する。そして、補正目標偏差算出部１５は、モデル区間Ａにおける終端応答予測値ｙnA（ｔ）を、終端ゲインＳ（∞）を用いて、以下の式（４）のように算出する。
【００３７】
【数１】
2019096075.tif 000003
【００３８】
ｋは、モデル区間Ａにおける制御周期Ｔcの発生回数を示す。
【００３９】
自由応答予測値ｙnB（ｔ）は、過去の操作量（操作変化量ｄｕ）に基づく制御量ｙの予測値である。補正目標偏差算出部１５は、モデル区間Ａにおける自由応答予測値ｙnB（ｔ）を、以下の式（５）のように、プラント応答モデルＳ（ｔ）を用いて算出する。
【００４０】
【数２】
2019096075.tif 000004
【００４１】
補正目標偏差算出部１５が、例えば、ｙnA（ｔ）およびｙnB（ｔ）を記憶部１９に記憶する。補正目標偏差算出部１５は、終端応答補正値を予測するため、終端応答予測値ｙnA（ｔ）として、１つの値を記憶すればよい。一方、補正目標偏差算出部１５は、自由応答予測値ｙnB（ｔ）として時系列を記憶するため、十分な大きさの記憶領域を確保する。
【００４２】
すなわち、補正目標偏差算出部１５が、現在時刻をｔとした場合、自由応答予測値ｙnB（ｔ）の時系列データを記憶する。自由応答予測値ｙnB（ｔ）の時系列データは、ｙnB（ｔ-Δｔ）、ｙnB（ｔ）、ｙnB（ｔ+Δｔ）、ｙnB（ｔ+２Δｔ）、…、ｙnB（Ｔ）という複数の値を含む。
【００４３】
自由応答予測値ｙnB（ｔ）の時系列データのうち、現在の自由応答予測値は、時刻ｔにおけるｙnB（ｔ）である。なお、上記Δｔは、例えば制御周期Ｔcであるが、制御周期Ｔc以外の値であってもよい。
【００４４】
上記終端応答予測値ｙnA（ｔ）と自由応答予測値ｙnB（ｔ）は、新たな操作変化量du（ｔ）が出力されるたびに更新される。
【００４５】
なお、補正目標偏差算出部１５は、現在時刻より前のｙnB（ｔ−Δｔ）、ｙnB（ｔ−２Δｔ）、ｙnB（ｔ−３Δｔ）、…等については、以降の計算に不要のため消去しても構わない。よって、補正目標偏差算出部１５は、長さＴ分のバッファを用意しておき、適宜不要分の消去と新規分の更新を行うリングバッファ方式を用いることができる。
【００４６】
なお、記憶部１９における自由応答予測値ｙnB（ｔ）の記憶領域を節約するため、補正目標偏差算出部１５は、自由応答予測値ｙnB（ｔ）を、ＡＲＭＡ（Autoregressive moving average：移動平均自己回帰）モデルや状態空間モデルなどを用いて近似して計算しても構わない。ＡＲＭＡモデルや状態空間モデルなどを用いて計算することにより、自由応答予測値ｙnB（ｔ）の記憶容量を少なくすることができる。一例として、状態空間モデルでの計算を用いた場合、補正目標偏差算出部１５は、自由応答予測値ｙnB（ｔ）を、下記の（５’）のように計算する。
【００４７】
【数３】
2019096075.tif 000005
【００４８】
図４は、操作変化量と補正目標偏差との関係を示す図である。図４は、補正目標偏差ｅ*（ｔ）と操作変化量ｄｕとの関係を、一次関数（ｄｕ＝a・ｅ*＋ｂ）の形で示している。また、図４は、予め定められた、操作変化量ｄｕの上限値ｄｕ＿ｍａｘおよび下限値ｄｕ＿ｍｉｎを、示している。
【００４９】
なお、補正目標偏差ｅ*（ｔ）と操作変化量ｄｕとの関係は、一次関数に限られるものではなく、二次関数等の非線形関数でもよいし、予め量子化されたステップ状関数でもよいし、その他、制御上妥当な様々な関数を適用することができる。
【００５０】
例えば、特許文献３に開示されている方法では、目標偏差ｅと操作変化量ｄｕとの関係を将来の予測区間における目標偏差の予測値がある上下限範囲に収まるという条件を満たすような関係式が、論理式で求められる。結果として、目標偏差ｅと操作変化量ｄｕとの関係は２次元の領域で表されるため、その領域の範囲であれば、任意の関数を適用することができる。このように求めた制御関数を補正目標偏差ｅ*（ｔ）と操作変化量ｄｕとの関係に対しても適用することができる。
【００５１】
次に、制御応答監視部１８の構成および動作の詳細を説明する。
図５は、第１の実施形態における制御応答監視部１８の構成を示す図である。制御応答監視部１８は、時系列生成部３１と、時系列変換部３２と、グラフ生成部３３とを含む。
【００５２】
時系列生成部３１は、補正目標偏差ｅ*（ｔ１）とサンプリング時刻｛ｔ１，．．．，ｔｎ｝とを取得する。そして、時系列生成部３１は、サンプリング時刻のうちの所定時刻を起点として、所定時間毎の補正目標偏差を示す補正目標偏差時系列を生成する。
【００５３】
例えば、時刻ｔ１を起点とした補正目標偏差時系列である補正目標偏差時系列１は、｛ｅ*（ｔ１），ｅ*（ｔ１＋Δｔ１），ｅ*（ｔ１＋Δｔ２），．．．，ｅ*（ｔ１＋Δｔｎ）｝と表される。Δｔ１，．．．，Δｔｎは、所定時間の一例である。なお、Δｔ１は、所定時刻（例えば、００：００：００）からｔ１までの時間である。Δｔ２，．．．，Δｔｎに関しても同様である。
【００５４】
また、例えば、時刻ｔ２を起点とした補正目標偏差時系列である補正目標偏差時系列２は、｛ｅ*（ｔ２），ｅ*（ｔ２＋Δｔ１），ｅ*（ｔ２＋Δｔ２），．．．，ｅ*（ｔ２＋Δｔｎ）｝と表される。
【００５５】
また、例えば、時刻ｔ３を起点とした補正目標偏差時系列である補正目標偏差時系列３は、｛ｅ*（ｔ３），ｅ*（ｔ３＋Δｔ１），ｅ*（ｔ３＋Δｔ２），．．．，ｅ*（ｔ３＋Δｔｎ）｝と表される。
【００５６】
時系列変換部３２は、補正目標偏差時系列の、該補正目標偏差時系列の初期値からの比率を変換補正目標偏差時系列として算出する。
【００５７】
補正目標偏差時系列１を初期値からの比率に変換した時系列である変換補正目標偏差時系列１は、｛１，ｅ*（ｔ１＋Δｔ１）／ｅ*（ｔ１），ｅ*（ｔ１＋Δｔ２）／ｅ*（ｔ１），．．．，ｅ*（ｔ１＋Δｔｎ）／ｅ*（ｔ１）｝と表される。
【００５８】
補正目標偏差時系列２を初期値からの比率に変換した時系列である変換補正目標偏差時系列２は、｛１，ｅ*（ｔ２＋Δｔ１）／ｅ*（ｔ２），ｅ*（ｔ２＋Δｔ２）／ｅ*（ｔ２），．．．，ｅ*（ｔ２＋Δｔｎ）／ｅ*（ｔ２）｝と表される。
【００５９】
補正目標偏差時系列３を初期値からの比率に変換した時系列である変換補正目標偏差時系列３は、｛１，ｅ*（ｔ３＋Δｔ１）／ｅ*（ｔ３），ｅ*（ｔ３＋Δｔ２）／ｅ*（ｔ３），．．．，ｅ*（ｔ３＋Δｔｎ）／ｅ*（ｔ３）｝と表される。
【００６０】
なお、各々の補正目標偏差時系列は、時刻が重なっていても構わない。例えば、時刻ｔ１を００：００：００、時刻ｔ２を００：００：３０とし、サンプリング時刻を｛００：００：１０，００：００：２０，００：００：３０，…，００：０１：００｝とした場合、ｅ*（００：００：３０），ｅ*（００：００：４０），ｅ*（００：００：５０），ｅ*（００：０１：００）は、補正目標偏差時系列１にも補正目標偏差時系列２にも含まれる。
【００６１】
グラフ生成部３３は、変換補正目標偏差の時系列を示す収束率監視グラフを生成する。グラフ生成部３３は、上記のように求めた変換補正目標偏差時系列１〜３をプロットすることにより、収束率監視グラフを生成する。上記では、補正目標偏差時系列および変換補正目標偏差時系列として、それぞれ３つを算出の例を示したが、補正目標偏差時系列および変換補正目標偏差時系列の数は、任意の数として構わない。
【００６２】
グラフ生成部３３は、生成した補正目標偏差時系列および変換補正目標偏差時系列および収束率監視グラフを記憶部１９に記憶するとともに、収束率監視グラフを表示装置３に表示させる。制御応答監視部は、例えば、開始時刻がそれぞれ異なる複数の変換補正目標偏差の時系列（例えば、上記変換補正目標偏差時系列１〜３）をグラフ上に同時に表示する。制御応答監視部１８は、補正目標偏差時系列および変換補正目標偏差時系列が所定の数に達した場合、古い時系列から削除してもよい。なお、グラフ生成部３３が生成するグラフの具体例については、後述する。
【００６３】
図６は、第１の実施形態における制御装置１の処理を示すフローチャートである。計測部１２は、制御周期Ｔc毎に、制御対象のプラント２の制御量ｙを計測する（ステップＳ１０１）。差分器１３は、制御量の目標値ｒと制御量現在値ｙ0（ｔ）との差分を目標偏差現在値ｅ0（ｔ）として算出する（ステップＳ１０２）。
【００６４】
補正目標偏差算出部１５は、プラント応答モデルＳ（ｔ）が示すステップ応答の収束値である終端ゲインＳ（∞）に基づいて、制御量の未来における予測値である終端応答予測値ｙnA（ｔ）を算出する（ステップＳ１０３）。補正目標偏差算出部１５は、過去の操作量に基づく制御量の予測値である自由応答予測値ｙnB（ｔ）を、プラント応答モデルＳ（ｔ）に基づいて算出する（ステップＳ１０４）。
【００６５】
補正目標偏差算出部１５は、終端応答予測値ｙnA（ｔ）と、自由応答予測値ｙnB（ｔ）との差分を終端応答補正値ｙn（ｔ）として算出する（ステップＳ１０５）。補正目標偏差算出部１５は、目標偏差現在値ｅ0（ｔ）と終端応答補正値ｙn（ｔ）との差分を、補正目標偏差ｅ*（ｔ）として算出する（ステップＳ１０６）。
【００６６】
操作変化量算出部１６は、補正目標偏差ｅ*（ｔ）に基づいて、制御周期Ｔc毎の操作変化量ｄｕ（ｔ）を算出する（ステップＳ１０７）。加算器１７は、操作変化量ｄｕ（ｔ）と制御量現在値ｕ0とを加算して、新たな操作量ｕとして、プラント２に出力する（ステップＳ１０８）。
【００６７】
制御応答監視部１８は、所定時間毎の補正目標偏差ｅ*（ｔ）を示す補正目標偏差時系列を生成し、補正目標偏差時系列の、該時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差として算出し、変換補正目標偏差の時系列を示すグラフ（収束率監視グラフ）を表示装置３に表示させる（ステップＳ１０９）。
【００６８】
制御装置１は、所定の終了条件が成立した場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、プラント２に対する制御を終了する。制御装置１は、所定の終了条件が成立していない場合（ステップＳ１０９でＮＯ）、ステップＳ１０１の処理に戻る。すなわち、制御装置１は、所定の終了条件が成立するまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理を繰り返す。
【００６９】
所定の終了条件とは、例えば、ユーザから終了指示が入力された場合、または制御対象のプラント２から停止指示を受信した場合等である。
【００７０】
図７は、制御装置の制御を伝達関数によるブロック線図を用いて近似的に表した図である。なお、制御器２２（Ｋ（ｓ））は、例えば、図１における操作変化量算出部１６と加算器１７との組み合わせに相当する。
【００７１】
差分器２１は、目標値ｒ（ｔ）と加算器２７の加算結果との差分を、補正目標偏差ｅ*（ｔ）として制御器２２に出力する。なお、目標値ｒ（ｔ）は、時間とともに変換しない固定値（目標値ｒ）であってもよい。
【００７２】
制御器２２は、補正目標偏差ｅ*（ｔ）を入力し、Ｋ（ｓ）を作用させ、新たな操作量ｕ（ｔ）を算出し、出力する。すなわち、制御器２２は、操作変化量を毎回加算する。Ｋ（ｓ）は、以下の式（６）のように、積分器で近似することができる。なお、ｋIは、積分ゲインである。
【００７３】
【数４】
2019096075.tif 000006
【００７４】
この操作量ｕ（ｔ）は、制御器２３（Ｐ*（ｓ））、制御器２４（Ｐ（ｓ））、及び制御器２５（Ｐ（０））に入力される。Ｐ*（ｓ）は、制御対象のプラント２に対応するプラント伝達関数であり、Ｐ（ｓ）は、プラントモデルであり、Ｐ（０）は、定常ゲインである。
【００７５】
制御器２３は、操作量ｕ（ｔ）を入力し、プラント伝達関数Ｐ*（ｓ）を用いて、制御量ｙ（ｔ）を算出し、出力する。制御量ｙ（ｔ）の最新の値が、制御量現在値ｙ0となる。制御器２４は、操作量ｕ（ｔ）を入力し、プラントモデルＰ（ｓ）を用いて、自由応答予測値ｙnB（ｔ）を算出し、出力する。算出器２５は、定常ゲインＰ（０）を用いて、終端応答予測値ｙnA（ｔ）を算出し、出力する。
【００７６】
差分器２６は、制御量ｙ（ｔ）と自由応答予測値ｙnB（ｔ）との差分ｖ（ｔ）を算出し、出力する。加算器２７は、差分ｖ（ｔ）を終端応答予測値ｙnA（ｔ）に加算する。差分器２１は、目標値ｒ（ｔ）と加算器２７の加算結果との差分を、新たな補正目標偏差ｅ*（ｔ）として制御器２２に出力する。
【００７７】
制御装置１が実行する制御は、実プラント伝達関数Ｐ*（ｓ）の出力値とプラントモデルＰ（ｓ）の出力値との差分を計算する点で、内部モデル制御（ＩＭＣ）と共通するが、定常ゲインＰ（０）による、目標偏差へのフィードバックがある点で異なっている。
【００７８】
制御装置１は、一般的なＰＩＤ制御やモデル予測制御のように、目標偏差現在値ｅ（ｔ）に対して操作量を決定するのではなく、補正目標偏差ｅ*（ｔ）に対して操作量を決定する。これにより、余分な操作を行うことなく、制御量を目標値に収束させることができる。
【００７９】
一般的なＰＩＤ制御やモデル予測制御を用いた場合、目標偏差現在値ｅ（ｔ）が０でなければ、操作変化を継続させるため、比例ゲインや積分時定数や微分時定数や重みなどの制御パラメータによっては、大きくオーバーシュートを起こす場合がある。一方、制御装置１は、例えば、補正目標偏差ｅ*（ｔ）が０であるならば、目標偏差現在値ｅ（ｔ）が大きい値であったとしても、操作変化量は０に保ったままであるので、オーバーシュートを抑制することができる。
【００８０】
また、補正目標偏差ｅ*は、目標値ｒ、および制御量ｙ（ｔ）と自由応答予測値ｙnB（ｔ）との差分ｖ、を用いると、以下の式（７）のように表される。
【００８１】
【数５】
2019096075.tif 000007
【００８２】
また、式（７）を変形することにより、補正目標偏差ｅ*は、以下の式（８）のように表される。
【００８３】
【数６】
2019096075.tif 000008
【００８４】
プラント伝達関数Ｐ*（ｓ）とプラントモデルＰ（ｓ）が一致し、目標値ｒ（ｔ）が高さaのステップ関数であると仮定すると、ｖおよびｒ（ｓ）は、以下の式（９）、（１０）のように定義される。
【００８５】
【数７】
2019096075.tif 000009
【００８６】
【数８】
2019096075.tif 000010
【００８７】
また、補正目標偏差ｅ*は、式（８）〜（１０）により、下記の式（１１）のように表される。
【００８８】
【数９】
2019096075.tif 000011
【００８９】
式（１１）を、ラプラス逆変換することにより、下記の式（１２）が得られる。
【００９０】
【数１０】
2019096075.tif 000012
【００９１】
よって、変換補正目標偏差時系列は、下記の式（１３）のように表される。
【００９２】
【数１１】
2019096075.tif 000013
【００９３】
すなわち、変換補正目標偏差時系列は、時定数を（Ｐ（０）ｋI）-1とする１次遅れ応答となる。Ｐ（０）は終端ゲイン、ｋIは積分ゲイン、Δｔｎはサンプリング時刻と所定時刻との差分であり、いずれも既知の値である。
【００９４】
以上のように、上記の理想条件（ｖ＝０）の仮定のもと、変換補正目標偏差時系列は、指数関数で近似される。
【００９５】
なお、本実施形態の制御装置１は、プラント伝達関数Ｐ*（ｓ）の形式として、例えば、むだ時間系、一次遅れ系、二次遅れ系、振動系、その他任意の伝達関数を適用することができる。制御装置１は、プラント伝達関数Ｐ*（ｓ）の形式に関わらず、変換補正目標偏差時系列を指数関数で近似できるため、同一の方法によって監視することができる。なお、本実施形態の制御装置１は、目標偏差の収束の遅さの観点から、時系列としての制御性能を監視することができる。
【００９６】
一方、目標偏差を単に監視するような一般的な方法では、制御量の波形は、プラント伝達関数に大きく依存し、オーバーシュートや遅れが発生する場合がある。よって、監視している制御量の波形にオーバーシュートや遅れがあった場合、プラントの特性によるものなのか、事前に想定したプラントモデルと実際のプラントの誤差によるものなのか、区別することが困難である。
【００９７】
＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態におけるシステムの全体構成を示す。第２の実施形態の制御装置１は、制御応答監視部１８が応答制約情報を取得し、応答制約情報を収束率監視グラフの生成に用いる点で、第１の実施形態と異なる。制御応答監視部１８は、応答制約情報を外部の情報処理装置等から取得してもよいし、予め記憶部１９に応答制約情報が記憶されている場合、記憶部１９の応答制約情報を取得してもよい。
【００９８】
応答制約情報は、プラント応答モデルから事前に想定される、変換補正目標偏差時系列の上限を表した応答上限制約時系列α（ｔ）と、変換補正目標偏差時系列の下限を表した応答下限制約時系列β（ｔ）とを含む。
【００９９】
制御応答監視部１８は、変換補正目標偏差時系列とともに、応答上限制約時系列α（ｔ）と応答下限制約時系列β（ｔ）とを表示装置３に表示させる。
【０１００】
図９は、第２の実施形態における制御応答監視部１８の構成を示す図である。図９に示すように、第２の実施形態における制御応答監視部１８は、グラフ生成部３３が応答制約情報α（ｔ）およびβ（ｔ）を取得する点で図５に示す第１の実施形態における制御応答監視部１８と異なる。
【０１０１】
グラフ生成部３３は、変換補正目標偏差時系列とともに応答制約情報（応答上限制約時系列α（ｔ）および応答下限制約時系列β（ｔ））を可視化した収束率監視グラフを生成する。
【０１０２】
制御応答監視部１８は、例えば、上記の変換補正目標偏差時系列（式（１３））を応答上限制約時系列α（ｔ）に用いる。すなわち、応答上限制約時系列α（ｔ）は、例えば、プラント２への外乱が０である場合の変換補正目標偏差時系列である。また、応答下限制約時系列β（ｔ）は、理想的には０なので、制御応答監視部１８は、応答下限制約時系列β（ｔ）を全時刻において０としてもよい。
【０１０３】
例えば、プラント伝達関数Ｐ*（ｓ）とプラントモデルＰ（ｓ）が一致しない場合には、上記の理想条件（ｖ＝０）が成立しない。この場合、実際の変換補正目標偏差時系列が応答上限制約時系列α（ｔ）と応答下限制約時系列β（ｔ）に収まらない場合がある。よって、応答上限制約時系列α（ｔ）と応答下限制約時系列β（ｔ）を示したグラフを実際のプラントとプラントモデルの一致性の判断に用いることができる。
【０１０４】
応答制約情報の別の算出方法として、特許文献３に開示されている方法を用いてもよい。特許文献３に開示された方法では、目標偏差ｅと操作変化量ｄｕとの関係が、将来の予測区間における目標偏差の予測値がある上下限範囲に収まるという条件を満たすような関係式を、論理式で求めることができる。
【０１０５】
したがって、実際に設定された操作変化量算出部１６のゲイン、すなわちｋIが、論理式が成り立つ領域で設定されているのであれば、条件として与えた、将来の予測区間における補正目標偏差の予測値の上下限時系列を、そのまま、応答制約情報として用いることができる。
【０１０６】
図１０は、第２の実施形態における制御装置１の処理を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、ステップＳ１０９’以外の処理は、図６に示す第１の実施形態のフローチャートと同様であるため、同様の部分については、説明を省略する。
【０１０７】
制御応答監視部１８は、所定時間毎の補正目標偏差ｅ*（ｔ）を示す補正目標偏差時系列を生成し、補正目標偏差時系列の、該時系列の初期値に対する比率を変換補正目標偏差として算出する。そして、制御応答監視部１８は、変換補正目標偏差時系列を、応答制約情報（応答上限制約時系列α（ｔ）と応答下限制約時系列β（ｔ））とともに収束率監視グラフとして表示装置３に表示させる（ステップＳ１０９’）。
【０１０８】
以上のように、本実施形態の制御応答監視部１８は、変換補正目標偏差時系列とともに応答制約情報を可視化した収束率監視グラフを生成し表示する。よって、想定される範囲に実際の変換補正目標偏差時系列が収まっているか、または逸脱しているかをユーザが視覚的に認識することができるので、制御性能を容易に監視することができる。また、第１の実施形態と同様に、本実施形態の制御装置１は、プラント伝達関数や応答特性によらず、統一された方法で、時系列としての制御性能を監視することができる。
【０１０９】
なお、目標値ｒが一定で、目標偏差現在値ｅ0（ｔ）が０に収束している場合には、変換補正目標偏差時系列は０に収束しているので、収束率監視グラフ上での制御性能の良否判断が困難である。したがって、制御性能をチェックする目的で、わざと目標値ｒをステップ状に変化させ、そのタイミングで、変換補正目標偏差時系列を取得し、収束率監視グラフを生成しても構わない。
【０１１０】
なお、変換補正目標偏差時系列が、応答上限制約時系列α（ｔ）を上回ったり、応答加減制約時系列β（ｔ）を下回ったりした場合に、制御応答監視部１８は、表示装置３に警告を表示させても構わない。
【０１１１】
＜第１の実施例＞
図１１は、第１の実施例におけるプラント応答モデルＳ（ｔ）を示す図である。図１１に示す例は、実際に制御対象のプラントに対して単位ステップ操作を行った際の制御量ｙ（ｔ）の応答波形を示している。
【０１１２】
図１２は、第１の実施例における応答制約情報を示す図である。図１２に示す応答制約情報は、特許文献３の方法を用いて予め設定した、将来の予測区間における変換補正目標偏差時系列の上下限時系列である。
【０１１３】
図１３は、第１の実施例における補正目標偏差と操作変化量との関係を示す図である。第１の実施例では、特許文献３に開示されている方法を用いて得られたプラントゲインの実行可能領域を示している。第１の実施例では、図１３の実行可能領域に基づいて、補正目標偏差と操作変化量との関係を、下記の式（１４）のように定める。
【０１１４】
ｄｕ（ｔ）＝Ｋｅ*（ｔ）  （Ｋ＝０．７１５）  （１４）
【０１１５】
なお、操作変化量ｄｕ（ｔ）の上限は０．５であり、下限は−０．５であるとする。
【０１１６】
図１４は、第１の実施例の制御に関する各値の関係を示す図である。図１４（ａ）は、目標値ｒ（ｔ）、制御量ｙ（ｔ）、補正目標偏差ｅ*（ｔ）を示すグラフである。図１４（ｂ）は、操作量ｕ（ｔ）、操作変化量ｄｕ（ｔ）を示すグラフである。
【０１１７】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、時刻０で目標値がステップ状に変化した場合、目標値ｒ（ｔ）の変化に応じて操作変化量ｄｕ（ｔ）が増加し、結果として制御量ｙ（ｔ）が目標値ｒ（ｔ）に収束している。また、補正目標偏差ｅ*（ｔ）が０に収束している。
【０１１８】
図１５〜図１７は、第１の実施例における補正目標偏差時系列１〜３を示す図である。第１の実施例において、サンプリング時刻は、｛１．２，２．４，３．６｝であるとする。そして、補正目標偏差時系列１は時刻０を起点とし、補正目標偏差時系列２は時刻１．２を起点とし、補正目標偏差時系列３は時刻２．４を、起点としている。
【０１１９】
図１５〜図１７に示すように、補正目標偏差ｅ*（ｔ）は、操作量（ｔ）の増加に応じて減少し、０に収束している。
【０１２０】
図１８は、第１の実施例における収束率監視グラフを示す。図１８には、補正目標偏差時系列１〜３を変換した変換補正目標偏差時系列１〜３がプロットされている。また、応答上限制約時系列α（ｔ）および応答下限制約時系列β（ｔ）が示されている。
【０１２１】
図１８に示す例では、各変換補正目標偏差時系列は、応答上限制約時系列α（ｔ）と応答下限制約時系列β（ｔ）との間に位置している。
【０１２２】
第１の実施例に示すように、変換補正目標偏差時系列を、応答上限制約時系列α（ｔ）および応答下限制約時系列β（ｔ）とともに示すことにより、ユーザが容易に制御性能の監視を行うことができる。
【０１２３】
＜第２の実施例＞
第２の実施例では、事前に想定していたプラントモデルと、実際のプラントとの間にずれがあり、その影響を収束率監視グラフによって監視できることを示す。
【０１２４】
図１９は、第２の実施例における、実際のプラントと、設計時に想定していたプラント応答モデルのそれぞれのステップ応答を示す図である。
【０１２５】
事前に想定したプラント応答モデルは図１１に示した第１の実施例の応答モデルと同一である。第２の実施例では、実際のプラントの特性が変化し、プラント応答モデルに対して、およそ１０％のずれが生じている。
【０１２６】
第２の実施例において、応答制約情報は、図１２に示す例と同一である。また、第２の実施例において、補正目標偏差と操作変化量との関係は、図１３に示す例と同一である。
【０１２７】
図２０は、第２の実施例の実際のプラントに対する制御に関する各値の関係を示す図である。図２０（ａ）は、目標値ｒ（ｔ）、制御量ｙ（ｔ）、補正目標偏差ｅ*（ｔ）を示すグラフである。図２０（ｂ）は、操作量ｕ（ｔ）、操作変化量ｄｕ（ｔ）を示すグラフである。図２０（ａ）に示すように、制御量ｙ（ｔ）は最終的に目標値に収束しているものの、第１の実施例の図１４（ａ）における制御量ｙ（ｔ）と比較すると、制御量ｙ（ｔ）の目標値ｒ（ｔ）への収束が遅い。
【０１２８】
また、補正目標偏差ｅ*（ｔ）は、オーバーシュートが発生しており、０への収束が図１４（ａ）の例と比べると遅い。それに伴い、操作変化量ｄｕ（ｔ）の収束にも遅れが生じている。
【０１２９】
図２１は、第２の実施例における収束率監視グラフを示す図である。図２１に示すように、変換補正目標偏差時系列は収束傾向にあるものの、図１８に示す第１の実施例の収束率監視グラフと比較すると、オーバーシュートや収束の遅れが生じていることが分かる。
【０１３０】
また、変換補正目標偏差時系列のうちいくつかは、応答上限制約時系列α（ｔ）を超えており、全ての変換補正目標偏差時系列は、少なくとも一部の時間帯で、応答下限制約時系列β（ｔ）を下回っている。
【０１３１】
以上のように、本実施形態の制御装置１は、収束率監視グラフを出力することにより、事前に想定したプラントモデルと実際のプラントが異なることによる影響度合いをより明確にすることができる。
【０１３２】
＜第３の実施例＞
第３の実施例では、プラント応答モデルにオーバーシュートがあり、制御応答にもオーバーシュートが生じる場合に、本実施形態の収束率監視グラフによって、統一された方法で、時系列としての制御性能を監視することができることを示す。
【０１３３】
図２２は、第３の実施例におけるプラント応答モデルを示す図である。第３の実施例では、実際にプラントに対して単位ステップ操作を行った際の応答波形を用いている。
【０１３４】
第１の実施例における図１１のモデルと比較すると、単位ステップ応答にオーバーシュートがあり、最大で終端ゲインの１．５倍の値がピークとなっている。
【０１３５】
図２３は、第３の実施例における応答制約情報を示す図である。図２３に示す応答制約情報は、特許文献３の方法を用いて予め設定した、将来の予測区間における変換補正目標偏差時系列の上下限時系列である。
【０１３６】
図２４は、第３の実施例における補正目標偏差と操作変化量との関係を示す図である。第３の実施例では、特許文献３に開示されている方法を用いて得られたプラントゲインの実行可能領域を示している。第３の実施例では、図２４の実行可能領域に基づいて、補正目標偏差と操作変化量との関係を、下記の式（１５）のように定める。
【０１３７】
ｄｕ（ｔ）＝Ｋｅ*（ｔ）  （Ｋ＝０．３）  （１５）
【０１３８】
なお、操作変化量ｄｕ（ｔ）の上限は０．５であり、下限は−０．５であるとする。
【０１３９】
図２５は、第３の実施例の制御に関する各値の関係を示す図である。図２５（ａ）は、目標値ｒ（ｔ）、制御量ｙ（ｔ）、補正目標偏差ｅ*（ｔ）を示すグラフである。図２５（ｂ）は、操作量ｕ（ｔ）、操作変化量ｄｕ（ｔ）を示すグラフである。
【０１４０】
図２５（ａ）、（ｂ）に示すように、時刻０で目標値がステップ状に変化した場合、目標値ｒ（ｔ）の変化に応じて操作変化量ｄｕ（ｔ）が増加し、結果として制御量ｙ（ｔ）が目標値ｒ（ｔ）に収束している。また、補正目標偏差ｅ*（ｔ）が０に収束している。
【０１４１】
第１の実施例における図１４のグラフと比較すると、一旦、制御量ｙ（ｔ）が目標値の１．２７倍程度までオーバーシュートしている点が異なる。制御量ｙ（ｔ）のオーバーシュートは、プラントの応答特性によるものであると考えられる。
【０１４２】
図２６は、第３の実施例における収束率監視グラフを示す図である。図２６には、補正目標偏差時系列１〜３を変換した変換補正目標偏差時系列１〜３がプロットされている。また、応答上限制約時系列α（ｔ）および応答下限制約時系列β（ｔ）が示されている。
【０１４３】
図２６に示す例では、各変換補正目標偏差時系列は、応答上限制約時系列α（ｔ）と応答下限制約時系列β（ｔ）との間に位置している。すなわち、図２５（ａ）に示すように制御量ｙ（ｔ）はオーバーシュートを起こしているものの、変換補正目標偏差時系列には、オーバーシュートの影響が表れない。第３の実施例のようなケースでは、変換補正目標偏差時系列を監視することにより、事前に想定したプラントモデルと実際のプラントの誤差を適切に監視することができる。
【０１４４】
以上のように、本実施形態の制御装置１は、変換補正目標偏差時系列による収束率監視グラフを表示することで、プラント伝達関数や応答モデルの特性によらず、事前に設定した応答制約情報と比較することができる、統一された監視方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１    制御装置
２    プラント
３    表示装置
１１    タイマ
１２    計測部
１３    差分器
１４    操作量更新部
１５    補正目標偏差算出部
１６    操作変化量算出部
１７    加算器
１８    制御応答監視部
１９    記憶部
３１    時系列生成部
３２    時系列変換部
３３    グラフ生成部
【図１】
2019096075.tif 000014
【図２】
2019096075.tif 000015
【図３】
2019096075.tif 000016
【図４】
2019096075.tif 000017
【図５】
2019096075.tif 000018
【図６】
2019096075.tif 000019
【図７】
2019096075.tif 000020
【図８】
2019096075.tif 000021
【図９】
2019096075.tif 000022
【図１０】
2019096075.tif 000023
【図１１】
2019096075.tif 000024
【図１２】
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【図１３】
2019096075.tif 000026
【図１４】
2019096075.tif 000027
【図１５】
2019096075.tif 000028
【図１６】
2019096075.tif 000029
【図１７】
2019096075.tif 000030
【図１８】
2019096075.tif 000031
【図１９】
2019096075.tif 000032
【図２０】
2019096075.tif 000033
【図２１】
2019096075.tif 000034
【図２２】
2019096075.tif 000035
【図２３】
2019096075.tif 000036
【図２４】
2019096075.tif 000037
【図２５】
2019096075.tif 000038
【図２６】
2019096075.tif 000039