(57)【要約】【課題】  より精度の高い簡略モデルを容易に得ることのできるシステム同定技術を提案する。【解決手段】  本発明の制御系設計手法においては、まず、化学反応器（１１）で生じる化学反応を物理法則に基づいて記述した詳細モデル（１２）を作成する（ステップＢ）。詳細モデル（１２）が得られたならば、仮想的な化学反応器（１１）として機能するシミュレータ（１３）を作成し、シミュレータ１３に入力データを入力したときの出力データを演算する（ステップＤ）。入出力データの関係からシステム同定を行い、簡略モデル（１４）を得る（ステップＥ）。実機を用いてのシステム同定が不要となるため、制御システムの設計の手間を簡素化できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学反応系のプロセスをシステム同定するためのシステム同定装置であって、
前記プロセスの動特性を記述した物理モデルに基づいて、入力データに対応する出力データを演算するシミュレーション手段と、
前記入力データと前記出力データの関係から前記プロセスのシステム同定を行い、前記プロセスの数学モデルを演算するシステム同定手段と、
を備える、システム同定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシステム同定装置であって、前記プロセスは原燃料ガスを改質して水素リッチな燃料ガスを生成する改質器である、システム同定装置。
【請求項３】
コンピュータシステムに、
化学反応系のプロセスの動特性を記述した物理モデルに基づいて、入力データに対応する出力データを演算するステップと、
前記入力データと前記出力データの関係から前記プロセスのシステ厶同定を行い、前記プロセスの数学モデルを演算するステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項４】
請求項３に記載のコンピュータプログラムであって、前記プロセスは原燃料ガスから水素リッチな燃料ガスを生成する改質器である、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はプロセスモデルのシステム同定技術に関し、特に、化学反応系のプロセス制御に好適なシステム同定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  原燃料を改質して水素リッチな燃料ガスを生成するための改質器の制御系を設計するには、改質反応の安定性及び応答性の面において、より高性能・高精度な制御システムの構築が求められている。制御システムをより高性能なものにするには、Ｈ∞制御などのロバスト制御を中心としたアドバンスド制御理論の適用が考えられる。例えば、特開２００２−３４３３８５号公報には、改質器のプロセス制御にモデル予測制御を応用した技術が提案されている。これらの理論を適用した制御システムを構築するには、プロセス（制御対象）の動的な振る舞いを記述したプロセスモデルが必要である。【０００３】  従来では、プロセスモデルを得るための手法として、プロセスの動的振る舞いを規定する物理法則（物質収支式、熱収支式、化学反応速度式など）を一連の微分方程式や代数方程式などで表現することにより、物理モデルを得る手法や、プロセスへ入力される操作変数を人為的に変化させることによって、制御変数の動的変化を観測し、その入出力データから経験的モデルを求める手法が知られている。制御システムの設計の都合上、プロセスモデルは出来るだけ簡略化したもの（例えば、次数の低い線形モデル）が望ましい。【０００４】
【特許文献１】  特開２００２−３４３３８５号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかし、改質器での改質反応は、各種の化学反応、物質移動、熱移動、相変化などを含む分布定数系の複雑な反応系を構成しているため、物理法則から得られた物理モデルは、分布定数系の高次元・非線形モデルとなる。このような高次モデルを基に制御システムを設計すると、複雑で見通しが悪く、誰でも簡単に設計できるものではない。制御システム設計の容易化を図る観点から、高次元の非線形モデルを低次元の線形モデルに簡略化したり、分布定数系を集中定数系に近似したりすることで簡略モデルを作成し、制御システムを設計することも考えられるが、モデルの簡略化が上手くできないと、所望の性能を発揮できる制御システムを設計できない。
【０００６】  一方、経験的モデルを用いた設計手法では、比較的容易に簡略モデルを得ることができるが、既に制御システムが組まれている改質器においては、熱膨張、温度変化などに改質器が耐え得る一定の許容範囲で原燃料、水、改質エアなどを投入する必要があるため、システム同定に必要な入出力データを収集できないという問題がある。また、実機を用いてのシステム同定では、実際には測定不能な温度等の内部状態を計測することができず、入出力データの範囲は限定的なものとなる。また、システム同定に必要な入出力データを収集でき、制御システムが設計できたとしても、システム再設計により再度のモデリングが必要となったときには、入出力データの再収集が必要となり、膨大な時間を要する。
【０００７】  このような問題は改質器のプロセス制御に限らず、複雑な反応系を構成する各種の化学反応系のプロセス制御にも生じ得る問題である。
【０００８】  そこで、本発明は、より精度の高いプロセスモデルを容易に得ることのできるシステム同定技術を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記の課題を解決するため、本発明のシステム同定装置は、化学反応系のプロセスをシステム同定するためのシステム同定装置であって、前記プロセスの動特性を記述した物理モデル（詳細モデル）に基づいて、入力データに対応する出力データを演算するシミュレーション手段と、前記入力データと前記出力データの関係から前記プロセスのシステム同定を行い、前記プロセスの数学モデル（簡略モデル）を演算するシステム同定手段を備える。
【００１０】  本発明のシステム同定装置によれば、実機を用いてのシステムが不要となるため、設計時間を大幅に短縮できる。また、プロセスの動特性を記述した物理モデルの入出力データの関係からシステム同定を行うことにより、物理モデルを精度よく簡略化した数学モデルを得ることができる。
【００１１】  本発明のコンピュータプログラムは、コンピュータシステムに、化学反応系のプロセスの動特性を記述した物理モデル（詳細モデル）に基づいて、入力データに対応する出力データを演算するステップと、前記入力データと前記出力データの関係から前記プロセスのシステム同定を行い、前記プロセスの数学モデル（簡略モデル）を演算するステップとを実行させるためのものである。
【００１２】  システム同定の対象となるプロセスの物理モデルが得られれば、ソフトウエアによる演算処理により、短時間で物理モデルを精度よく簡略化した数学モデルを得ることができる。
【００１３】  本発明のコンピュータプログラムを記録するコンピュータ読取り可能な記録媒体として、光学的に情報の読み取りが可能な光記録媒体（ＣＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＰＤディスク、ＭＤディスク、ＭＯディスク等）、磁気的に情報の読み取りが可能な磁気記録媒体（フレキシブルディスク、磁気カード、磁気テープ等）、電子的に情報の読み取りが可能な記録媒体（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等）などが好適である。
【００１４】  システム同定の対象となる化学反応系のプロセスとしては、例えば、原燃料ガスを改質して水素リッチな燃料ガスを生成する改質器などが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下、各図を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は本実施形態のシステム同定手法を説明するための説明図である。ここで説明するシステム同定手法は、あらゆる化学反応系のプロセス制御に応用することができ、特に、分布定数系や多変数制御系などの複雑なプロセス制御に好適である。【００１６】  システム同定を行うには、まず、プロセス制御の対象となる化学反応器（実機）１１の動特性（ダイナミクス）を物理法則に基づいて、物質収支式、熱収支式、化学反応速度式などで記述し、詳細モデル（物理モデル）１２を得る（ステップＢ）。この詳細モデル１２は、一般的に、一連の微分方程式や代数方程式などで表現された高次元の非線形モデルである。次いで、シミュレーションソフトウエアを利用して詳細モデル１２をコンピュータシミュレーションに適した形式に離散化（微分方程式の差分近似、Ｚ変換など）し、仮想的な化学反応器１１として動作するプロセスシミュレータ１３をコンピュータシステムなどの演算処理装置上に作成する。【００１７】  このプロセスシミュレータ１３を化学反応器１１と見立てて、操作変数を各種の値（入力データ）に設定して入力したときの制御変数の値（出力データ）を演算する（ステップＤ）。出力データとしては、化学反応器１１の動特性をよく反映した箇所や、制御目標となる箇所の制御変数の値を採用するのが好ましい。プロセスが多入出力系である場合には、システム同定に用いる入力データとして、Ｍ系列信号（擬似ランダム信号）を操作変数としてシミュレータ１３に入力し、制御変数の値を求める手法が好適である。このようにしてプロセスシミュレータ１３の入出力データが得られたならば、入出力データの関係から化学反応器１１との同一性を証明できる数学モデルをコンピュータシステム上で演算し、これを化学反応器１１の動特性を記述する簡略モデル１４とする（ステップＥ）。【００１８】  Ｍ系列信号のようなランダム信号を入力データとしてプロセスのシステム同定を行うには、システム同定精度の高い部分空間同定法（４ＳＩＤ：Ｓｕｂ  Ｓｐａｃｅ  ｂａｎｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｓｐａｃｅ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）が好適である。部分空間同定法によれば、入出力データの関係からハンケル行列を作り、それらによって張られる部分空間をＱＲ分解や特異値分解を利用して離散系状態空間モデルの各行列を直接求めることができる。このようにして求めた簡略モデル１４は、低次元の線形モデルである。この簡略モデル１４を基にＨ∞制御などの線形制御理論を用いて制御系設計を行うことにより、化学反応器１１を制御するための制御システム１５が得られる（ステップＦ）。【００１９】  このように、本発明の設計手順（ステップＢ→Ｄ→Ｅ→Ｆ）によれば、詳細モデル１２を線形近似などで簡略化して簡略モデル１４を得て、制御系設計を行う従来の設計手順（ステップＢ→Ｃ→Ｆ）に比べて、化学反応器１１の動特性を反映したより精度の高いプロセスモデルの簡略化を実現できる。また、化学反応器１１に実データを入力することにより得られた入出力データを基に簡略モデル１４を得て、制御系設計を行う従来の設計手順（ステップＡ→Ｆ）に比べてデータ収集の手間を省くことができ、設計期間の短縮を図ることができる。【００２０】  図２��本実施形態のシステム同定装置の機能ブロック図を示している。同図に示すように、システム同定装置１００は、シミュレーションソフトウエアを実装したコンピュータシステムとして構成されており、プロセスシミュレータ１３、及びシステム同定手段１０１として機能する。プロセスシミュレータ１３は、上述のステップＢ，Ｄによって得られたシミュレータであり、シミュレーション手段として機能する。プロセスシミュレータ１３は、上述の詳細モデル１２（図１参照）に基づいて、入力データ９１に対する出力データ９２を演算する。システム同定手段１０１は、入力データ９１と出力データ９２の関係からプロセスのシステム同定を行い、プロセスの簡略モデル１４を演算する手段である。システム同定手段１０１は、システム同定を行うための計算プログラムをコンピュータなどの演算処理装置上で走らせることによって、その機能が実現される。
（実施例）【００２１】  次に、上述のシステム同定手法を改質器の制御系設計に応用した場合を例にして具体的に説明する。
図４は燃料電池システムの主要なシステム構成を示している。同システムは、電気自動車に搭載されるオンボード発電機として機能する発電システムであり、主に、原燃料を改質して水素リッチな燃料ガスを生成する改質器２０と、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池４０と、システム制御を行う制御部６０を備えている。改質器２０は、原燃料を蒸気化させて原燃料ガスを生成するための蒸発部２２と、原燃料ガスを水素リッチな燃料ガスに改質するための改質部２３と、燃料ガス中に含まれているＣＯ濃度を低減するためのＣＯ低減部２４を備えて構成されている。【００２２】  燃料タンク３１に貯蔵されている原燃料と、水タンク３２に貯蔵されている水はそれぞれポンプ５１，５２によって汲み取られ、混合溶液として蒸発部２２へ供給される。蒸発部２２に供給される原燃料流量と水流量のそれぞれは流量センサ６１，６２によって検出され、センサ信号として制御部６０に出力される。ポンプ５１，５２の吐出量は原燃料と水の混合比率が改質部２３における触媒改質反応を十分に進行させるために必要な比率となるように制御部６０によって調整される。【００２３】  原燃料としては、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ５）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、ジメチルエーテル（ＣＨ３ＯＣＨ３）、アセトン（ＣＨ３Ｃ（＝Ｏ）ＣＨ３）、ガソリン、軽油、天然ガスなどを利用できる。【００２４】  蒸発部２２には、燃焼燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを生成するための燃焼部２１が併設されている。燃焼燃料としては、燃料タンク３１からポンプ５３によって汲み取られたメタノールなどの原燃料と、燃料電池４０から排出される水素オフガスが用いられる。燃焼部２１には燃焼燃料に加えて、燃焼反応に必要な燃焼エアがエアコンプレッサ３４から供給される。エアコンプレッサ３４から出力される加圧エアは、エアタンク３５に蓄えられ、圧力変動が吸収された後、その一部は燃焼エアとして燃焼部２１に供給される。エアコンプレッサ３４から出力されるエア流量は、流量センサ７５によって検出され、制御部６０へ出力される。【００２５】  燃料タンク３１から燃焼部２１に供給される燃焼燃料の流量と、エアタンク３５から燃焼部２１に供給される燃焼エアの流量と、燃焼ガス温度のそれぞれは、流量センサ６３，６４，温度センサ７１によって検出され、それぞれセンサ信号として制御部６０に出力される。制御部６０は、所望の熱量が得られるように、空燃比（Ａ／Ｆ比）を考慮して燃焼エア流量調整弁４１の弁開度、エアコンプレッサ３４の回転数、ポンプ５３の吐出量を制御する。【００２６】  蒸発部２２では、原燃料（被加熱媒体）と燃焼ガス（加熱媒体）との間で熱交換が行われ、原燃料の蒸気化が行われる。蒸気化した原燃料は原燃料ガスとなって改質部２３に供給される。原燃料ガスの温度は温度センサ７２によって検出され、制御部６０に出力される。【００２７】  尚、エアタンク３５には内圧（背圧）を検出するための圧力センサ６９が設けられており、内圧に変動が生じると、内圧が略一定値に保持されるように、制御部６０によってエアコンプレッサ３４の回転数がフィードバック制御される。【００２８】  改質部２３の内部には、Ｃｕ−Ｚｎ系触媒、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｃｒ系触媒、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系触媒、Ｚｎ−Ｃｒ系触媒などの改質触媒が充填されており、運転状態に応じて、改質効率に優れた水蒸気改質（Ｓｔｅａｍ  ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）と、始動性に優れた部分酸化改質（Ｐａｒｔｉａｌ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）と、両者を組み合わせたオートサーマル改質（Ａｕｔｏ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）が使い分けられる。原燃料としてメタノールを用いて水蒸気改質を行うと、下記の（１）式に示すメタノール分解反応と、（２）式に示す一酸化炭素のシフト反応が同時に進行し、全体として（３）式に示す改質反応が生じる。さらに、改質エア流量調整弁４２を開弁して、エアタンク３５から改質部２３内に改質エアを導入すると、（１）式〜（３）式の水蒸気改質反応に加えて、（４）式の部分酸化改質反応が進行する。【００２９】  改質部２３に導入される改質エアのエア流量と、改質部２３で生成される改質ガス温度のそれぞれは流量センサ６５、温度センサ７３によって検出され、それぞれセンサ信号として制御部６０に出力される。制御部６０は、改質部２３に導入される改質エア流量が目標流量と一致するように、改質エア流量調整弁４２の開度を調整する。【００３０】ＣＨ３ＯＨ→ＣＯ＋２Ｈ２−９０．０ｋＪ／ｍｏｌ…（１）
ＣＯ十Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２＋４０．５ｋＪ／ｍｏｌ…（２）
ＣＨ３ＯＨ十Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋３Ｈ２−４９．５ｋＪ／ｍｏｌ…（３）
ＣＨ３ＯＨ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２＋１８９．５ｋＪ／ｍｏｌ…（４）【００３１】  部分酸化改質は発熱反応であるため、システム暖機時には発熱反応を伴う部分酸化改質を中心に行いつつ、暖機完了後には負荷追従性に優れたオートサーマル改質を行うのが望ましい。改質部２３の内部温度は電気触媒加熱ヒータなどの加熱作用によって、改質反応に適度な温度範囲に保たれている。メタノール改質を行う場合、水蒸気改質では２００℃〜３００℃、部分酸化改質では４００℃〜６００℃、オートサーマル改質では２００℃〜６００℃の温度範囲が好適である。水素リッチガスに改質された燃料ガスはＣＯ低減部２４に供給される。【００３２】  ＣＯ低減部２４には一酸化炭素の選択酸化触媒である白金触媒、ルテニウム触媒、パラジウム触媒、金触媒、或いはこれらを第１元素とした合金触媒を担持した担体が充填されている。精製用エア流量調整弁４３を開弁してエアタンク３５からＣＯ低減部２４へ精製用エアを導入すると、一酸化炭素の選択酸化反応が生じ、ＣＯ濃度を低減することができる。ＣＯ低減部２４に導入される精製用エアのエア流量と、ＣＯ低減部２４におけるガス温度のそれぞれは流量センサ６６、温度センサ７４によって検出され、センサ信号として制御部６０に出力される。制御部６０は、ＣＯ低減部２４に導入される改質エア流量が目標流量と一致するように、精製用エア流量調整弁４３の開度を調整する。燃料電池４０における電池反応を良好に促進するには、燃料ガス中のＣＯ濃度は数ｐｐｍ程度以下が望ましい。【００３３】  燃料電池４０のアノード極には、改質器２０で生成された燃料ガスが供給されて、（５）式の酸化反応が生じるとともに、カソード極には、エアタンク３５から加圧された酸化ガスが供給されて、（６）式の還元反応が生じる。燃料電池４０全体としては、（７）式の起電反応が生じる。燃料ガス圧と酸化ガス圧のそれぞれは圧力センサ６７，６８によって検出され、センサ信号として制御部６０に出力される。制御部６０は圧力センサ６７，６８の検出圧力が目標圧力と一致するように、燃料ガス圧力調整弁４４、酸化ガス圧力調整弁４５の開度を調整し、燃料電池４０へ供給される燃料ガスと酸化ガスの供給量を調整する。【００３４】Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−…（５）
（１／２）Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ…（６）
Ｈ２＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ…（７）【００３５】  燃料電池４０から排出される水素オフガスは燃焼部２１に導かれ、燃焼燃料として再利用される。燃焼電池４０から排出される酸素オフガスは凝縮器３３で凝縮された後、水タンク３２へ還流し、改質水として再利用される。【００３６】  燃料電池４０としては、固体高分子電解質型の燃料電池が望ましい。高分子電解質型の燃料電池は、常温で起動できるために起動時間が短い、常温で高い電流密度が得られる、低負荷運転が可能、小型軽量化が可能といったメリットがあり、車両搭載用の燃料電池として優れた特性を備えている。もとより、アルカリ性電解質型燃料電池、酸性電解質型燃料電池、溶融塩電解質型燃料電池、固体電解質型燃料電池、リン酸型燃料電池なども利用できる。【００３７】  制御部６０はマイクロコンピュータを中心としたコンピュータシステムとして構成されており、システム制御に必要な各種のプログラム及び各種データを記憶したＲＯＭ６１と、ＲＯＭ６１に書き込まれているプログラムを読み取ってこれを実行するＣＰＵ６２と、ＣＰＵ６２のワークメモリとして機能するＲＡＭ６３と、上述した各種センサ類のセンサ出力信号を入力するとともに各種補機類（エアコンプレッサ３４、ポンプ５１などのアクチュエータ）を制御するための制御信号を出力する入出力ポート６４を備えて構成されている。入出力ポート６４に入力される各種のセンサ信号としては、上述した流量センサ６１〜６６から出力されるセンサ信号、圧力センサ６７，６８から出力されるセンサ信号、温度センサ６９，７１〜７４から出力されるセンサ信号の他に、アクセル開度センサ７０から出力されるアクセル開度信号が含まれる。【００３８】  ＣＰＵ６２は、アクセル開度信号から車両駆動に必要な要求発電量を求め、燃料電池４０の発電によって要求発電量が得られるように、蒸発部２２に供給される原燃料流量と水流量の目標流量を算出し、流量センサ６１，６２が検出した検出流量と目標流量が一致するようにポンプ５１，５２の吐出量を制御する。さらに、制御部６０は、原燃料を蒸気化するために必要な熱量を発生させるべく、蒸発部２１に投入される原燃料流量から蒸気化に必要な熱量を演算し、燃焼燃料流量と燃焼エア流量の目標値を求める。そして、流量センサ６３，６４が検出した検出流量と目標流量が一致するように、ポンプ５３の吐出量と燃焼エア流量調整弁４１の開度を調整する。さらに、制御部６０は、システムの運転状態に合わせて、改質反応が十分な速度で進行するように、改質エア流量調整弁４２の開度を調整する。【００３９】  燃焼部２１、蒸発部２２、改質部２３、及びＣＯ低減部２４におけるプロセス制御は、上述した簡略モデルに基づいて行われる。簡略モデルは、燃焼部２１、蒸発部２２、改質部２３、及びＣＯ低減部２４のそれぞれについて、上述の手法（ステップＢ→Ｄ→Ｅ）により求めたものである。制御部６０は、燃焼部２１、蒸発部２２、改質部２３、及びＣＯ低減部２４の動特性を簡略モデルに基づいて判断し、制御変数（ガス流量、ガス温度など）の値を所望の値に調整するために必要な操作変数（原燃料流量、エア流量など）の値（目標値）を求め、プロセス制御を行う。【００４０】  図３は改質部の動特性を記述した簡略モデルを得る手法を説明するための説明図である。仮想改質部９３は、改質部２３（図４参照）における物質収支式、熱収支式、改質反応速度式などを記述した詳細モデルから上述のステップＢ，Ｄによって得られたシミュレータであり、実機の改質部２３と同様の動特性を備えた仮想的な改質部である。この仮想改質部９３にＭ系列信号から成る原燃料、水、改質エアなどの入力信号９１を入力し、実機の改質部２３の動特性を記述するに足りる内部状態をシミュレーションする。入力信号９１の振幅、周波数は実機が動作し得る範囲内で入力する。内部状態のシミュレーション結果は出力データ９２として出力される。【００４１】  出力データ９２としては、例えば、仮想改質部９３の各部の温度Ｔ（１），Ｔ（２），…，Ｔ（Ｎ）や、仮想改質部９３の出口における燃料ガス圧、燃料ガス流量などを求めることができるが、特に、改質反応の動特性を良く表している箇所（例えば、仮想改質部９３の入口〜出口の温度勾配が大きく変化する箇所）や、制御変数の値を良く計測できる箇所（例えば、仮想改質部９３の入口温度、出口温度など）に選定すると、簡略モデル９４の精度を高める上で効果的である。このようにして出力データ９２が得られたならば、データの入出力関係からシステム同定を行い、簡略モデル９４を得る。システム同定手法として、部分空間同定法が好適である。【００４２】  実際の改質反応では、ガスの熱膨張や温度変化が大きいため、実機の改質部２３には、ハードウエア破壊の虞からＭ系列信号を入力することはできないが、仮想改質部９３であれば、物理法則に基づいて出力データ９２を演算できるため、入力信号９１の許容範囲に実機のような制限はない。また、数学的に内部状態をシミュレーションできるため、短時間かつ容易に出力データ９２を収集でき、実機でのデータ測定が不要となるため、制御システムの設計期間を短縮できる。また、実際には計測不能な温度などの内部状態もシミュレーションできるため、より精度の高い簡略モデル９４を得ることができる。また、モデリングを繰り返す場合にも、仮想改質部９３で再度シミュレーションを実行するだけでよいため、非常に簡便である。【００４３】  尚、上記の説明においては、改質部２３の簡略モデル９４を得る手法について説明したが、燃焼部２１、蒸発部２２、及びＣＯ低減部２４についても同様の手順で簡略モデルを得ることができる。また、改質器２０だけでなく、各種の化学反応系プロセスの制御系設計に応用できる。
【発明の効果】
【００４４】  本発明によれば、実機を用いてのシステム同定が不要となるため、制御システムの設計時間を大幅に短縮できる。また、プロセスの動特性を記述した物理モデルの入出力データの関係からシステム同定を行うため、物理モデルを単に簡略化しただけのものに比べて精度の高い簡略モデルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態のシステム同定手法を説明するための説明図である。
【図２】  本実施形態のシステム同定装置の機能ブロック図である。
【図３】  改質器のシステム同定を説明するための説明図である。
【図４】  燃料電池システムの主要構成図である。
【符号の説明】
１１…化学反応器  １２…詳細モデル  １３…プロセスシミュレータ  １４…簡略モデル  １５…制御システム  １００…システム同定装置  １０１…システム同定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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