(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作量を算出して制御対象に出力する制御演算部と前記制御対象とからなる制御系の状態を、制御量の計測値と前記制御対象のモデルによる予測値との誤差に基づいて判定する状態判定装置であって、
前記操作量を前記制御対象のモデルに入力して制御量の予測値を算出するモデル演算部と、
前記操作量の出力後に計測された制御量の計測値と前記予測値との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差に与える重みを出力する重み変更部と、
前記誤差に前記重みを乗算して、この乗算結果を積算処理する加重誤差積算部と、
この加重誤差積算部の積算処理結果に基づいて前記制御系の状態を判定する状態判定部とを備え、
前記重み変更部は、前記制御量の予測値の上昇を、前記制御系の状態判定にとって着目すべき挙動とし、前記制御量の予測値が上昇したときの前記重みをその他のときの前記重みよりも大きくすることを特徴とする状態判定装置。
【請求項２】
操作量を算出して制御対象に出力する制御演算部と前記制御対象とからなる制御系の状態を、制御量の計測値と前記制御対象のモデルによる予測値との誤差に基づいて判定する状態判定装置であって、
前記操作量を前記制御対象のモデルに入力して制御量の予測値を算出するモデル演算部と、
前記操作量の出力後に計測された制御量の計測値と前記予測値との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差に与える重みを出力する重み変更部と、
前記誤差に前記重みを乗算して、この乗算結果を積算処理する加重誤差積算部と、
この加重誤差積算部の積算処理結果に基づいて前記制御系の状態を判定する状態判定部とを備え、
前記重み変更部は、前記制御量の予測値の下降を、前記制御系の状態判定にとって着目すべき挙動とし、前記制御量の予測値が下降したときの前記重みをその他のときの前記重みよりも大きくすることを特徴とする状態判定装置。
【請求項３】
操作量を算出して制御対象に出力する制御演算部と前記制御対象とからなる制御系の状態を、制御量の計測値と前記制御対象のモデルによる予測値との誤差に基づいて判定する状態判定方法であって、
前記操作量を前記制御対象のモデルに入力して制御量の予測値を算出するモデル演算手順と、
前記操作量の出力後に計測された制御量の計測値と前記予測値との誤差を算出する誤差算出手順と、
前記誤差に与える重みを出力する重み変更手順と、
前記誤差に前記重みを乗算して、この乗算結果を積算処理する加重誤差積算手順とを繰り返し実行し、
前記重み変更手順は、前記制御量の予測値の上昇を、前記制御系の状態判定にとって着目すべき挙動とし、前記制御量の予測値が上昇したときの前記重みをその他のときの前記重みよりも大きくすることを特徴とする状態判定方法。
【請求項４】
操作量を算出して制御対象に出力する制御演算部と前記制御対象とからなる制御系の状態を、制御量の計測値と前記制御対象のモデルによる予測値との誤差に基づいて判定する状態判定方法であって、
前記操作量を前記制御対象のモデルに入力して制御量の予測値を算出するモデル演算手順と、
前記操作量の出力後に計測された制御量の計測値と前記予測値との誤差を算出する誤差算出手順と、
前記誤差に与える重みを出力する重み変更手順と、
前記誤差に前記重みを乗算して、この乗算結果を積算処理する加重誤差積算手順とを繰り返し実行し、
前記重み変更手順は、前記制御量の予測値の下降を、前記制御系の状態判定にとって着目すべき挙動とし、前記制御量の予測値が下降したときの前記重みをその他のときの前記重みよりも大きくすることを特徴とする状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度や圧力などのプロセス量に対する制御系の状態を、制御量の計測値と制御対象のモデルによる制御量の予測値との誤差に基づいて判定する状態判定装置および状態判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、制御系の状態を判定する技術として、温度制御ループ内の実際の温度計測値とモデルを用いて予測した温度予測値とに基づいて、熱処理の異常を検知する熱処理異常検知方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。この熱処理異常検知方法では、温度計測値と温度予測値との差を２乗するかあるいは差の絶対値をとることにより差の極性を無くして、この極性を無くした差（誤差）を計測周期毎に時系列で累積し、累積した値と予め設定された閾値とを比較することにより、熱処理の異常を検知する。
【０００３】
また、特許文献２に開示されたモデル予測制御方法では、温度や圧力などのプロセス量の計測値とモデルによる予測値とを比較して、それらの差に基づき操作量を決定する。このようなモデル予測制御方法をプラント制御などに適用する場合、操作や状態量の制約を評価しながら操作量を決定するのが一般的である。したがって、予め異常な状態を特定し、特定した状態に基づいて制約条件を与えるようにすれば、実質的に異常状態の予測的検知と修正動作とを実現することができる。なお、計測値とモデルによる予測値とを比較する際に２次の評価関数を用いる場合があり、このような２次の評価関数を使用すれば、正の値の誤差と負の値の誤差が相殺されて誤差が無いように計算されてしまうことを回避することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５８９７５号公報
【特許文献２】特開平７−１６８６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された熱処理異常検知方法では、時系列で見た場合に均等な重みで誤差を累積している。つまり、仮にステップ応答時のオーバーシュート現象を異常判定のキーポイントとする場合であっても、オーバーシュート発生前後の誤差とオーバーシュート発生時の誤差とを同じ重みで累積することになる。したがって、肝心のオーバーシュート発生時の挙動については計測値と予測値に大きな差が無い場合、すなわちオペレータにとっては問題無しと判定するような場合でも、オーバーシュート前後の挙動について計測値と予測値に大きな差があれば、この大きな誤差が累積されて誤差の累積値が閾値を超え、異常と判定されることもあり得る。このような判定結果は、オペレータにとっては違和感のある判定であり、実質的には誤判定である。
【０００６】
また、特許文献２などに開示されたモデル予測制御方法においても、誤差を時系列でみた場合は、誤差の重みは時間経過と無関係に均等な扱いになる。したがって、特許文献１に開示された熱処理異常検知方法と同様に、特に重要な挙動とさほど重要でない挙動とが同じ重みで評価関数に取り込まれることになり、オペレータにとっては違和感のある制御になってしまう。実質的には、制御のための操作量を決定する前段階において、状態判定に誤判定が発生しているものと言える。
以上のように、モデルを利用する従来の制御状態判定方法では、制御系の状態判定に誤判定が発生する可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、モデルを利用する制御状態判定方法において、誤判定が発生する確率を低くすることができる状態判定装置および状態判定方法を提供することを目的とする。さらに厳密に言えば、制御量の計測値とモデルによる予測値とを比較する状態判定方法において、着目すべき挙動に対する評価が、着目する必要のない挙動の差異によって影響を受けることを軽減できる状態判定装置および状態判定方法を提供する。特にヒータによる温度制御系の場合、温度上昇時と温度下降時では、温度上昇時の誤差を重視すべきケースが多く、そのようなケースに対して従来よりも適切に適用できる状態判定装置および状態判定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、操作量を算出して制御対象に出力する制御演算部と前記制御対象とからなる制御系の状態を、制御量の計測値と前記制御対象のモデルによる予測値との誤差に基づいて判定する状態判定装置であって、前記操作量を前記制御対象のモデルに入力して制御量の予測値を算出するモデル演算部と、前記操作量の出力後に計測された制御量の計測値と前記予測値との誤差を算出する誤差算出部と、前記誤差に与える重みを出力する重み変更部と、前記誤差に前記重みを乗算して、この乗算結果を積算処理する加重誤差積算部と、この加重誤差積算部の積算処理結果に基づいて前記制御系の状態を判定する状態判定部とを備え、前記重み変更部は、前記制御量の予測値の上昇を、前記制御系の状態判定にとって着目すべき挙動とし、前記制御量の予測値が上昇したときの前記重みをその他のときの前記重みよりも大きくするものである。
また、本発明の状態判定装置は、前記操作量を前記制御対象のモデルに入力して制御量の予測値を算出するモデル演算部と、前記操作量の出力後に計測された制御量の計測値と前記予測値との誤差を算出する誤差算出部と、前記誤差に与える重みを出力する重み変更部と、前記誤差に前記重みを乗算して、この乗算結果を積算処理する加重誤差積算部と、この加重誤差積算部の積算処理結果に基づいて前記制御系の状態を判定する状態判定部とを備え、前記重み変更部は、前記制御量の予測値の下降を、前記制御系の状態判定にとって着目すべき挙動とし、前記制御量の予測値が下降したときの前記重みをその他のときの前記重みよりも大きくするものである。
【００１０】
また、本発明の状態判定方法は、前記操作量を前記制御対象のモデルに入力して制御量の予測値を算出するモデル演算手順と、前記操作量の出力後に計測された制御量の計測値と前記予測値との誤差を算出する誤差算出手順と、前記誤差に与える重みを出力する重み変更手順と、前記誤差に前記重みを乗算して、この乗算結果を積算処理する加重誤差積算手順とを繰り返し実行し、前記重み変更手順は、前記制御量の予測値の上昇を、前記制御系の状態判定にとって着目すべき挙動とし、前記制御量の予測値が上昇したときの前記重みをその他のときの前記重みよりも大きくするようにしたものである。
また、本発明の状態判定方法は、前記操作量を前記制御対象のモデルに入力して制御量の予測値を算出するモデル演算手順と、前記操作量の出力後に計測された制御量の計測値と前記予測値との誤差を算出する誤差算出手順と、前記誤差に与える重みを出力する重み変更手順と、前記誤差に前記重みを乗算して、この乗算結果を積算処理する加重誤差積算手順とを繰り返し実行し、前記重み変更手順は、前記制御量の予測値の下降を、前記制御系の状態判定にとって着目すべき挙動とし、前記制御量の予測値が下降したときの前記重みをその他のときの前記重みよりも大きくするようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、制御量の計測値と予測値との誤差に与える重みを、制御系の状態判定にとって着目すべき挙動が制御量の予測値に発生しているとき又は発生が予想されているときに大きくなるように変更することにより、着目すべき挙動に対する評価が、着目する必要のない挙動の差異によって影響を受けることを軽減することができる。したがって、このように重みを変更しつつ誤差と重みの乗算結果を積算処理して、積算処理結果に基づいて制御系の状態を判定すれば、誤判定が発生する確率を低減することができる。
【００１２】
また、本発明では、経過時間計測部が計測した制御の経過時間に応じて、着目すべき挙動が制御量の予測値に発生すると予想される経過時間のときの重みをその他の経過時間のときの重みよりも大きくすることにより、例えば制御応答にオーバーシュートが発生する時間を予め見積もっておけば、オーバーシュートに着目した制御系の状態判定を実現することができる。
【００１３】
また、本発明では、制御量の予測値の変化に応じて重みを変更することにより、制御量の予測値の変化に着目した制御系の状態判定を実現することができる。制御量の予測値が上昇したときの重みをその他のときの重みよりも大きくすれば、ヒータによる温度制御のように制御量の上昇時の誤差を重視すべき場合に好適な状態判定を実現でき、制御量の予測値が下降したときの重みをその他のときの重みよりも大きくすれば、冷却機による温度制御のように制御量の下降時の誤差を重視すべき場合に好適な状態判定を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［発明の原理］
本発明は、モデルを利用する制御状態判定において、計測値とモデルによる予測値との誤差に時系列で変化する重みを与える。本発明では、着目すべき重要な挙動を予め特定し、その挙動が発生しているときの重みを大きくして誤差を積算することにより、着目する必要のない時点で累積される誤差による影響を軽減する。あるいは、重みをゼロにする時間帯を設けることにより、着目する必要のない時点で累積される誤差による影響を軽減する。
【００１５】
以下、本発明の特徴的構成である、着目すべき重要な挙動が発生しているときの重みを大きくして誤差を積算する積算方法の例を示す。
このような積算方法として、例えば制御量ＰＶを上昇させる方向のステップ応答時のオーバーシュートを重視する場合に、ステップ応答開始後からオーバーシュートが発生する頃までの経過時間を予め見積り、この経過時間に基づいて時系列で重みを変化させていくパターンを予め設定しておく方法がある。
【００１６】
また、他の積算方法として、ステップ応答開始後に制御量ＰＶが設定値ＳＰを超えた時点から特定の経過時間だけ時系列で重みを大きく変化させていく方法がある。ステップ応答時の挙動が制御系の状態判定に有効なケースが多いので、ステップ応答開始時点を経過時間計測の起点にするのは合理的で有効である。
【００１７】
また、例えばヒータによる温度制御の場合、温度上昇させることが制御系の主目的になるので、温度上昇時と温度下降時では温度上昇時の誤差に対する重みの方が大きくなるケースが多い。さらに、センサ位置やヒータ位置次第で、温度上昇時と温度下降時では、制御対象を伝達関数表現した場合の次数などが微妙に異なる場合があり、このような場合には温度上昇時の挙動が優先的に高精度にモデル化されるので、温度下降時の誤差に対する重みを小さくするのが妥当になる。よって、単純に温度上昇時の重みを大きくし、温度下降時の重みを小さくする積算方法も有効である。
【００１８】
逆に、例えば冷却機による温度制御の場合、温度下降させることが制御系の主目的になるので、温度上昇時と温度下降時では温度下降時の誤差に対する重みの方が大きくなるケースが多い。さらに、センサ位置や冷却機位置次第で、温度上昇時と温度下降時では、制御対象を伝達関数表現した場合の次数などが微妙に異なる場合があり、このような場合には温度下降時の挙動が優先的に高精度にモデル化されるので、温度上昇時の誤差に対する重みを小さくするのが妥当になる。よって、単純に温度下降時の重みを大きくし、温度上昇時の重みを小さくする積算方法も有効である。
【００１９】
なお、温度上昇時や温度下降時のように制御量ＰＶの上昇、下降を判断する場合は、計測値を利用するのではなく、モデルによる予測値を利用するのが好ましい。計測値には計測ノイズによる上下動が加わる場合が多く、制御量ＰＶの上昇、下降の判断が安定しない場合があるからである。
【００２０】
［参考例］
以下、本発明の参考例について図面を参照して説明する。図１は本発明の参考例に係る状態判定装置の構成を示すブロック図である。本参考例の状態判定装置は、設定値ＳＰと制御量ＰＶの計測値との偏差が零になるように操作量ＭＶを算出する制御演算部（ＰＩＤコントローラ）１と、操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力部２と、操作量ＭＶを入力し制御量ＰＶの予測値ＰＶｐを算出するモデル演算部３と、制御量ＰＶの計測値ＰＶｍを入力する制御量入力部４と、制御量ＰＶの計測値ＰＶｍと予測値ＰＶｐとの誤差Ｅｐｍを算出する誤差算出部５と、特定の時点を起点として制御の経過時間を計測する経過時間計測部６と、経過時間に対応して誤差Ｅｐｍに与える重みＷｐｍを時系列で変更していく重み変更部７と、誤差Ｅｐｍに重みＷｐｍをかけて積算処理する加重誤差積算部８と、加重誤差積算部８の積算処理結果Ｅｇに基づいて制御系の状態を判定する状態判定部９とを備えている。
【００２１】
次に、本参考例の状態判定装置の動作を図２を用いて説明する。制御演算部１は、設定値ＳＰと１制御周期前の制御量ＰＶの計測値ＰＶｍ’に基づき次式の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶを算出し、この操作量ＭＶを操作量出力部２とモデル演算部３とに出力する（ステップＳ１００）。
ＭＶ＝（１００／Ｐｂ）｛１＋（１／Ｔｉｓ）＋Ｔｄｓ｝（ＳＰ−ＰＶｍ’）
・・・（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。設定値ＳＰは例えばオペレータによって設定された値であり、計測値ＰＶｍ’は後述する制御量入力部４によって１制御周期前に入力された値である。
【００２２】
操作量出力部２は、制御演算部１によって算出された操作量ＭＶを制御対象に出力する（ステップＳ１０１）。制御演算部１と操作量出力部２と制御対象とからなる制御系のブロック線図を図３に示す。
【００２３】
次に、モデル演算部３は、予め設定された制御対象の伝達関数モデルＧｐと制御演算部１によって算出された操作量ＭＶに基づいて、次式のように制御量ＰＶの予測値ＰＶｐを算出して誤差算出部５に出力する（ステップＳ１０２）。
ＰＶｐ＝ＧｐＭＶ
＝Ｋｐｅｘｐ（−Ｌｐｓ）／｛（１＋Ｔｐ１ｓ）（１＋Ｔｐ２ｓ）｝ＭＶ
・・・（２）
Ｋｐ，Ｌｐ，Ｔｐ１，Ｔｐ２は制御対象のモデルパラメータであり、Ｋｐはゲイン、Ｌｐはむだ時間、Ｔｐ１，Ｔｐ２は２次遅れ時定数である。
【００２４】
制御量入力部４は、図示しない計測手段であるセンサによって検出された制御量ＰＶの計測値ＰＶｍを受け取って、この計測値ＰＶｍを制御演算部１と誤差算出部５とに出力する（ステップＳ１０３）。
誤差算出部５は、次式のように制御量ＰＶの計測値ＰＶｍと予測値ＰＶｐとの絶対値誤差Ｅｐｍを算出して加重誤差積算部８に出力する（ステップＳ１０４）。
Ｅｐｍ＝｜ＰＶｍ−ＰＶｐ｜                                        ・・・（３）
【００２５】
加重誤差積算部８は、誤差算出部５によって算出された誤差Ｅｐｍに重み変更部７から出力された重みＷｐｍを乗算して、この乗算結果を次式のように積算する（ステップＳ１０５）。
Ｅｇ＝Σ（ＷｐｍＥｐｍ）                                          ・・・（４）
【００２６】
このとき、重み変更部７は、経過時間計測部６が計測した制御の経過時間に応じて重みＷｐｍを変更する。重みＷｐｍの変更パターンの例を図４に示す。ここでは、経過時間計測の起点となる特定の時点を設定値ＳＰが変更された時点とする。つまり、経過時間計測部６は、設定値ＳＰの変更を検出したときに経過時間計測を開始する。
【００２７】
重み変更部７には、特定の時点からの経過時間と重みＷｐｍとの関係が例えば数式やテーブルの形式で予め登録されている。このような重み変更部７の登録を行うには、設定値ＳＰの変更時から制御量ＰＶが設定値ＳＰに到達する頃までの経過時間を予め見積り、制御系の状態判定にとって着目すべき重要な挙動が制御量ＰＶｍ，ＰＶｐに発生すると予想される経過時間のときの重みＷｐｍがその他の経過時間のときの重みＷｐｍよりも大きくなるように、重みＷｐｍを経過時間毎に決定して重み変更部７に設定すればよい。
【００２８】
図４の例では、制御系の状態判定にとって重要な挙動としてオーバーシュートに着目しており、制御量ＰＶｍ，ＰＶｐにオーバーシュートが発生すると予想される経過時間ｔ１〜ｔ２の間の重みＷｐｍを経過時間０〜ｔ１，ｔ２〜ｔ３の場合よりも大きくしている。こうして、重み変更部７は、経過時間計測部６が計測した制御の経過時間に応じた値の重みＷｐｍを出力する。
【００２９】
状態判定部９は、特定の時点から予め規定された時間（図４のｔ３）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。規定された時間が経過していない場合は、ステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理が制御周期毎に繰り返し実行される。そして、状態判定部９は、規定された時間が経過したと判定した場合（ステップＳ１０６においてＹｅｓ）、加重誤差積算部８の積算処理結果Ｅｇを予め設定された閾値Ｅｘと比較して、制御系の状態を判定する（ステップＳ１０７）。状態判定部９は、積算処理結果Ｅｇが閾値Ｅｘを超えていない場合は制御系の状態を正常と判定し、積算処理結果Ｅｇが閾値Ｅｘを超えている場合は異常と判定する。
【００３０】
以上のように、本参考例では、制御系の状態判定にとって着目すべき挙動が制御量ＰＶの予測値ＰＶｐに発生すると予想される経過時間のときの重みＷｐｍをその他の経過時間のときの重みＷｐｍよりも大きくすることにより、着目する必要のない時点で累積される誤差による影響を軽減することができるので、制御系の状態判定に誤判定が発生する確率を低減することができる。
【００３１】
［第１の実施の形態］
次に、本発明の第１の実施の形態について説明する。図５は本発明の第１の実施の形態に係る状態判定装置の構成を示すブロック図であり、図１と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、ヒータによる温度制御のように、制御量ＰＶの上昇時を重視する場合に適用するのが好ましい。
【００３２】
本実施の形態の状態判定装置は、制御演算部１と、操作量出力部２と、モデル演算部３ａと、制御量入力部４と、誤差算出部５と、経過時間計測部６ａと、制御量ＰＶの予測値ＰＶｐの変化に応じて重みＷｐｍを変更する重み変更部７ａと、加重誤差積算部８ａと、状態判定部９とを備えている。
【００３３】
次に、本実施の形態の状態判定装置の動作を図６を用いて説明する。図６のステップＳ２００における制御演算部１の動作は参考例で説明したステップＳ１００の動作と同じであり。ステップＳ２０１における操作量出力部２の動作はステップＳ１０１の動作と同じである。
モデル演算部３ａは、参考例のモデル演算部３と同様に制御量ＰＶの予測値ＰＶｐを算出するが、この予測値ＰＶｐを誤差算出部５だけでなく、重み変更部７ａにも出力する（ステップＳ２０２）。
【００３４】
ステップＳ２０３における制御量入力部４の動作はステップＳ１０３の動作と同じであり、ステップＳ２０４における誤差算出部５の動作はステップＳ１０４の動作と同じである。
加重誤差積算部８ａは、誤差算出部５によって算出された誤差Ｅｐｍに重み変更部７ａから出力された重みＷｐｍを乗算して、この乗算結果を式（４）のように積算する（ステップＳ２０５）。加重誤差積算部８ａの動作は参考例の加重誤差積算部８と同様であるが、経過時間計測部６ａと重み変更部７ａの動作が異なるので、参考例との違いについて説明する。
【００３５】
経過時間計測部６ａは、経過時間計測部６と同様に特定の時点を起点として制御の経過時間を計測するが、計測した経過時間を状態判定部９のみに通知する。
重み変更部７ａは、モデル演算部３ａによって算出された制御量ＰＶの予測値ＰＶｐの変化に応じて重みＷｐｍを変更する。重み変更部７ａには、予測値ＰＶｐの変化量あるいは変化の極性と重みＷｐｍとの関係が例えば数式やテーブルの形式で予め登録されている。
【００３６】
前述のとおり、本実施の形態は、例えばヒータによる温度制御のように制御量ＰＶの上昇が制御系の主目的になる場合に適用することを想定しており、制御系の状態判定にとって重要な挙動として制御量ＰＶの上昇時の挙動に着目している。このため、制御量ＰＶの上昇時に重みＷｐｍが大きくなるように重み変更部７ａを設定する。すなわち、制御量ＰＶの予測値ＰＶｐが過去の値に比べて上昇した場合は重みＷｐｍの値がＷｐｍ＿１となり、予測値ＰＶｐが過去の値に比べて下降した場合は重みＷｐｍの値がＷｐｍ＿１よりも小さいＷｐｍ＿２となり、予測値ＰＶｐが変化していない場合は重みＷｐｍの値がＷｐｍ＿１とＷｐｍ＿２との平均値となるように、重みＷｐｍを決定して重み変更部７ａに登録しておく。こうして、重み変更部７ａは、制御量ＰＶの予測値ＰＶｐの変化に応じた値の重みＷｐｍを出力する。
【００３７】
なお、重み変更部７ａは、例えば現在の制御周期で算出された予測値ＰＶｐと１制御周期前に算出された予測値ＰＶｐとの差の絶対値を求めて、差の絶対値が所定の閾値を超える場合は、予測値ＰＶｐが変化したと判定すればよい。
ステップＳ２０６，Ｓ２０７における状態判定部９の動作は、ステップＳ１０６，Ｓ１０７の動作と同じである。特定の時点から予め規定された時間が経過していない場合は、ステップＳ２００〜Ｓ２０６の処理が制御周期毎に繰り返し実行されることは言うまでもない。
【００３８】
こうして、本実施の形態では、参考例と同様に、誤判定が発生する確率を低減することができる。また、本実施の形態では、制御量ＰＶの予測値ＰＶｐが上昇したときの重みＷｐｍをその他のときの重みＷｐｍよりも大きくすることにより、制御量ＰＶの上昇時の誤差を重視すべき場合に好適な状態判定を実現することができる。
【００３９】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、ヒータによる温度制御のように制御量ＰＶの上昇が制御系の主目的になる場合に適用することを想定していたが、例えば冷却機による温度制御のように制御量ＰＶの下降が制御系の主目的になる場合に第１の実施の形態の状態判定装置を適用することも可能である。この場合は、制御系の状態判定にとって重要な挙動として制御量ＰＶの下降時の挙動に着目し、制御量ＰＶの下降時に重みＷｐｍが大きくなるように重み変更部７ａを設定すればよい。すなわち、制御量ＰＶの予測値ＰＶｐが過去の値に比べて下降した場合は重みＷｐｍの値がＷｐｍ＿３となり、予測値ＰＶｐが過去の値に比べて上昇した場合は重みＷｐｍの値がＷｐｍ＿３よりも小さいＷｐｍ＿４となり、予測値ＰＶｐが変化していない場合は重みＷｐｍの値がＷｐｍ＿３とＷｐｍ＿４との平均値となるように、重みＷｐｍを決定して重み変更部７ａに登録しておけばよい。
【００４０】
なお、参考例および第１、第２の実施の形態で説明した状態判定装置は、ＣＰＵ、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。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って参考例および第１、第２の実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、温度や圧力などのプロセス量に対する制御系に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の参考例に係る状態判定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の参考例に係る状態判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の参考例における制御演算部と操作量出力部と制御対象とからなる制御系のブロック線図である。
【図４】本発明の参考例における重みの変更パターンの例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る状態判定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る状態判定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１…制御演算部、２…操作量出力部、３，３ａ…モデル演算部、４…制御量入力部、５…誤差算出部、６，６ａ…経過時間計測部、７，７ａ…重み変更部、８，８ａ…加重誤差積算部、９…状態判定部。
【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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