(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定値と制御出力の偏差から操作量を演算し、この操作量によってプロセスを制御する制御方法において、制御出力の時系列データを周波数解析し、制御出力の周波数応答の振幅の制御ゲイン比率に対する変化率が正である周期の区間、または周期関数であってこの変化率と符号が同じ代用関数が正である周期の区間を求め、この区間内における前記制御出力の時系列データを周波数成分に分解した振幅の最大値が、制御ゲインを小さくすると振幅が増大する外乱周期区間の振幅上限値より大きいときは制御ゲインを増加させ、前記外乱周期区間の振幅下限値より小さいときは前記制御ゲインを減少させるようにしたことを特徴とする適応制御方法。
【請求項２】
上限リミットおよび下限リミットを設け、制御ゲインがこの上限リミットより小さく、かつ前記下限リミットより大きくなるように、前記制御ゲインの増加および減少を操作するようにしたことを特徴とする請求項１記載の適応制御方法。
【請求項３】
前記代用関数として、下記のｄｆ（ｊ）を用いたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の適応制御方法。
0003965668.tif 000067
但し、ｇは制御ゲイン比率、Ｔはスキャン時間、Ｗ（ｊ）は角周波数である。
【請求項４】
制御出力の時系列データを周波数成分に分解するために、離散フーリエ変換を用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の適応制御方法。
【請求項５】
この制御方法を、抄紙機の幅方向プロファイル制御に用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の適応制御方法。
【請求項６】
制御出力の時系列データを収集する時系列データ収集部と、
この収集された時系列データを周波数解析し、また制御出力の周波数応答の振幅の制御ゲイン比率に対する変化率、または周期関数であって前記変化率と符号が同じ代用関数を計算する周波数解析・変化率計算部と、
この周波数解析・変化率計算部で計算した値から、前記変化率または前記代用関数が正の区間を探索する探索部と、
この探索部が探索した前記区間に関し、周波数成分に分解した振幅の最大値が、制御ゲインを小さくすると振幅が増大する外乱周期区間の振幅上限値より大きいときは制御ゲインを増加させ、前記外乱周期区間の振幅下限値より小さいときは前記制御ゲインを減少させる最適化部と
を具備したことを特徴とする適応制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制御ゲインを自動的に最適化する適応制御方法およびその装置に関し、特に抄紙機の幅方向プロファイル制御に用いて好適な適応制御方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に抄紙機の構成を示す。この図において、製造された紙６１はキャレンダー６２で紙全体の平滑化と紙厚プロファイルの調整が行われ、リール６４に巻き取られる。リール６４の直前にはセンサ６３が設置されており、製造された紙６１の水分率や紙厚が測定される。センサ６３が測定した測定信号は測定演算部６５に入力されてそのプロファイルが演算される。このプロファイルは制御部６６に入力される。制御部６６はこのプロファイルに基づいて抄紙機を制御する。
【０００３】
センサ６３は紙６１を幅方向（図の手前から向こう側）にスキャンして、水分率や紙厚を測定する。幅方向の測定点は最大１２００点と多いので、紙を幅方向に複数のゾーンに分割し、各ゾーンの中央点の測定値をそのゾーンの代表点とする。
【０００４】
この関係を図８に示す。図８の７１は紙６１を短冊状に切った状態を表したものであり、Ｎ個のゾーンに分割されている。７２は測定点との対応を表したものであり、１つのゾーン（ゾーンｉ）には複数の測定点が含まれているが、この中央点ＰＣ（ｉ）をそのゾーンの代表点とする。
【０００５】
図９に抄紙機における紙の幅方向のプロファイル制御装置の構成を示す。この図において、プロファイル制御の設定値R(s)および制御出力（紙厚等の測定値）C(s)は演算部８１に入力されて、これらの差である偏差量E(s)が演算される。この偏差量E(s)は有限整定応答制御のコントローラ８２に入力されて、操作量W(s)が演算・出力される。この操作量W(s)はホールド部８３を経てむだ時間と１次遅れ系で近似できるプロセス８４に入力される。つまり、フィードバック制御により、制御が行われる。
【０００６】
V(s)はプロセス８４に存在する周期外乱を表し、各種の原料配合系統の濃度変動、液位変動に起因するものや、高速で回転するワイヤーやロールの偏芯が水分量や紙厚の測定信号の周期変動となって現れるものがある。このような周期外乱には、フィードバック制御によって減衰させることができる周期と、フィードバック制御によってかえって振幅が増大してしまう周期とが存在する。
【０００７】
以下、図９に基づいて抄紙機の制御方法について説明する。ホールド部８３およびむだ時間と１次遅れ系で近似できるプロセス８４の伝達関数は、下記（１）、（２）式によって表される。
ホールド部８３の伝達関数
0003965668.tif 000002
プロセス８４の伝達関数
0003965668.tif 000003
但し、
Ｋ：プロセスゲイン
Ｔ：サンプル周期
Ｔ0：時定数
Ｌ：むだ時間（Ｌ＝ｍＴ、ｍは自然数または０）
である。
【０００８】
図９より、
0003965668.tif 000004
が成立し、これを変形すると、
0003965668.tif 000005
になる。これから制御出力Ｃ（ｓ）を求めると、
0003965668.tif 000006
が得られる。この（３）式をｚ変換すると、下記（４）式になる。
0003965668.tif 000007
【０００９】
前記（１）、（２）式からＨＰ（ｓ）をｚ変換すると、下記（５）式になる。
0003965668.tif 000008
但し、
0003965668.tif 000009
である。
【００１０】
有限整定応答制御コントローラの伝達関数G(z)は下記（６）式で与えられる。
0003965668.tif 000010
Ｋ*は制御ゲインを表す。
【００１１】
ここで、ｇ＝Ｋ／Ｋ*（ｇ＞０）とおき、ｇを制御ゲイン比率と呼ぶことにする。前記（５）、（６）式から下式（７）が得られる。
0003965668.tif 000011
【００１２】
周期外乱を
0003965668.tif 000012
とし、これをｚ変換すると、
0003965668.tif 000013
が得られる。ここで、ωは周期外乱の角周波数を表す。
【００１３】
前記（４）式より周波数伝達関数
0003965668.tif 000014
を
0003965668.tif 000015
と定義すると、
0003965668.tif 000016
が導かれる。
【００１４】
前記（７）式および（９）式から、
0003965668.tif 000017
が得られる。ここに、
0003965668.tif 000018
である。
【００１５】
前記（１０）式の絶対値を２乗すると、
0003965668.tif 000019
が求められる。
【００１６】
さて、前記（８）式で定義される周期外乱が図９のシステムに入力されたとき、定常状態での制御出力C(s)は最終値の定理から以下のように計算される。
0003965668.tif 000020
なぜなら、一般に
0003965668.tif 000021
であるので、
0003965668.tif 000022
が成立するからである。
【００１７】
従って、制御出力C(s)の振幅つまり周波数応答の振幅は、周波数伝達関数の絶対値
0003965668.tif 000023
で与えられる。この
0003965668.tif 000024
を求めるには、前記（１１）、（１２）式から
0003965668.tif 000025
を計算して、前記（１３）式に代入すればよい。
【００１８】
前記（１１）式から、
0003965668.tif 000026
であるので、
0003965668.tif 000027
になる。
【００１９】
また、前記（１２）式から、
0003965668.tif 000028
となり、これから
0003965668.tif 000029
が得られる。これら（１４）〜（１７）式を（１３）式に代入すると、周波数伝達関数の絶対値、すなわち周波数応答の振幅
0003965668.tif 000030
を求めることができる。
【００２０】
図１０は制御ゲイン比率ｇをパラメータとして１．０から０．２まで０．２刻みで変化させ、制御ゲインＫ*を大きくしていったときの周波数応答の振幅
0003965668.tif 000031
を計算したものである。この図において、横軸は周期外乱の周期、縦軸は周波数応答の振幅
0003965668.tif 000032
である。また、むだ時間＝３００秒、時定数＝４８０秒、サンプル時間＝３０秒、制御ゲインＫ*＝１／ｇ、ｋ＝１０、整定時間＝（ｋ＋ｍ）Ｔ＝６００秒とした。
【００２１】
この図で、周波数応答の振幅
0003965668.tif 000033
が１より小さい周期はフィードバック制御によって振幅が小さくなることを意味し、
0003965668.tif 000034
が１より大きい周期はフィードバック制御によって振幅が増大する事を意味する。
【００２２】
例えば、周期１５分の周期外乱は、ｇ＝１．０の場合は振幅が１．８倍に増大するが、ｇ＝０．４すなわち制御ゲインを２．５倍にすると、１．２倍の増大に止まる。しかし、この制御周期の外乱は振幅
0003965668.tif 000035
が１．０より大きいので、いくら制御ゲインを大きくしても、制御によって改善されることはない。これはフィードバック制御の限界である。
【００２３】
一方、周期１００分の周期外乱は、ｇ＝１．０のときは０．５倍にまで減衰されてフィードバック制御が効果を発揮する。しかし、ｇ＝０．４では０．９倍にしかならず、フィードバック制御による改善はほとんど望めない。このように、フィードバック制御の効果は、存在する外乱の周期と制御ゲインの組み合わせによって大きく変化することがわかる。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような抄紙機の制御方法には、次のような課題があった。
【００２５】
前述したように、フィードバック制御の効果は、存在する外乱の周期と制御ゲインの組み合わせによって大きく変化する。すなわち、フィードバック制御によって減衰させることができる周期の外乱と、かえって振幅を増大させてしまう周期の外乱が存在する。
【００２６】
従来、制御ゲインのチューニングは、プロセスに存在する周期外乱に対する制御性を観察しながら試行錯誤的に現場で行われてきた。しかしながら、短周期の外乱の振幅が制御によって増大するのをなるべく抑えようとして制御ゲインを弱くすると、長周期外乱に対する制御性や設定値変更に対する追従性が悪くなる。従って、許容される範囲内でできるだけ制御ゲインを大きくすることが望ましいが、そのバランスを見極めることが難しいという課題があった。
【００２７】
また、プロセスに存在する外乱の周期や振幅はプロセスの状態によって変化し、その変化は数時間単位、数日単位、数ヶ月単位など千差万別である。従って、ある時点で最適であった制御ゲインが数時間後、あるいは数日後には不適当な制御ゲインになることがあり、制御性が悪化して制御ゲインを再チューニングしなければならない場合もあるという課題もあった。
【００２８】
従って本発明が解決しようとする課題は、制御ゲインをオンラインで自動的に最適化する事ができる、適応制御方法およびその装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、設定値と制御出力の偏差から操作量を演算し、この操作量によってプロセスを制御する制御方法において、
制御出力の時系列データを周波数解析し、制御出力の周波数応答の振幅の制御ゲイン比率に対する変化率が正である周期の区間、または周期関数であってこの変化率と符号が同じ代用関数が正である周期の区間を求め、この区間内における前記制御出力の時系列データを周波数成分に分解した振幅の最大値が、制御ゲインを小さくすると振幅が増大する外乱周期区間の振幅上限値より大きいときは制御ゲインを増加させ、前記外乱周期区間の振幅下限値より小さいときは前記制御ゲインを減少させるようにしたものである。外乱の状況に応じて自動的に制御ゲインを設定できる。
【００３０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上限リミットおよび下限リミットを設け、制御ゲインがこの上限リミットより小さく、かつ前記下限リミットより大きくなるように、前記制御ゲインの増加および減少を操作するようにしたものである。安定した制御ができる。
【００３１】
請求項３記載の発明は、請求項１若しくは請求項２記載の発明において、前記代用関数として、下記のｄｆ（ｊ）を用いたものである。簡単に計算できる。
【数３】
0003965668.tif 000036
但し、ｇは制御ゲイン比率、Ｔはスキャン時間、Ｗ（ｊ）は角周波数である。
【００３２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３いずれかに記載の発明において、制御出力の時系列データを周波数成分に分解するために、離散フーリエ変換を用いたものである。後で述べるように、データ点は高々２４０点程度なので、充分短い時間で計算することができる。
【００３３】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４いずれかの発明において、この制御方法を、抄紙機の幅方向プロファイル制御に用いたものである。安定に操業できる。
【００３４】
請求項６記載の発明は、制御出力の時系列データを収集する時系列データ収集部と、この収集された時系列データを周波数解析し、また制御出力の周波数応答の振幅の制御ゲイン比率に対する変化率、または周期関数であって前記変化率と符号が同じ代用関数を計算する周波数解析・変化率計算部と、この周波数解析・変化率計算部で計算した値から、前記変化率または前記代用関数が正の区間を探索する探索部と、この探索部が探索した前記区間に関し、周波数成分に分解した振幅の最大値が、制御ゲインを小さくすると振幅が増大する外乱周期区間の振幅上限値より大きいときは制御ゲインを増加させ、前記外乱周期区間の振幅下限値より小さいときは前記制御ゲインを減少させる最適化部とを具備したものである。自動的に制御ゲインを設定することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００３８】
最初に、前記（１３）式で示した周波数伝達関数
0003965668.tif 000037
の２乗の、制御ゲイン比率ｇによる変化率を調べる。
0003965668.tif 000038
と置くと、
0003965668.tif 000039
になる。ここで、下式が成立する。
0003965668.tif 000040
この（１８）式より、
0003965668.tif 000041
の符号は
0003965668.tif 000042
の符号に一致する。
【００３９】
図５は制御ゲイン比率ｇをパラメータとして、横軸に周期外乱の周期を、縦軸に変化率
0003965668.tif 000043
をとったグラフである。なお、図１０と同じように、むだ時間＝３００秒、時定数＝４８０秒、サンプル時間＝３０秒、制御ゲインＫ*＝１／ｇ、ｋ＝１０、ｍ＝１０とした。この図からわかるように、例えばｇ＝０．６の場合は外乱の周期が４０分を境にして
0003965668.tif 000044
の符号が逆転する。
【００４０】
このことは、ｇ＝０．６、すなわち制御ゲインＫ*＝１／０．６＝１．６７のときは、４０分より大きい周期の外乱に対しては、制御ゲイン比率ｇを大きくする（制御ゲインＫ*を小さくする）と振幅が小さくなり、４０分より小さい周期の外乱に対しては、制御ゲイン比率ｇを逆に小さくする（制御ゲインＫ*を大きくする）と振幅が小さくなることを表している。この符号が逆転する境界は、制御ゲイン比率ｇによって変化する。例えば、ｇ＝０．４（制御ゲインＫ*＝２．５０）ではこの境界は外乱周期５０分のところに存在する。
【００４１】
このように、
0003965668.tif 000045
の符号を調べることによって、制御ゲインＫ*をどのように設定すればよいかを推定することができる。以下、制御ゲインＫ*を設定する方法およびその装置について説明する。
【００４２】
図１は、本発明に係る抄紙機の適応制御方法の一実施例を示すフローチャートである。このフローはスキャン毎（紙厚センサーの片道走行 …例えば３０秒周期）に実行される。
【００４３】
まず、操作端対応プロファイルの時系列データを収集する。操作端対応プロファイルとは、図８で説明した各ゾーンの代表点の時系列データのことである。紙は幅方向に例えば５つのゾーンに分けられ、各ゾーンの代表点毎に時系列データを収集する。制御ゲインＫ*は、各ゾーン毎に個別に設定することができる。これはロールの偏心等によって発生する外乱が幅方向にその振幅を異にする場合があるのに対応するためである。
【００４４】
これらの時系列データは、そのゾーンにおけるプロファイルの時系列的な変動を表していると考えることができる。収集された操作端対応プロファイルの時系列データを
0003965668.tif 000046
とおく。Ｍはデータの個数である。例えば、Ｍ＝２４０とすると、１スキャン３０秒として２時間分のデータが格納できる。
【００４５】
実際には各ゾーン毎に時系列データが存在するが、説明を簡単にするため、以下ではゾーンの区別をしないものとする。また、これらの時系列データは常に最新のデータが格納され、データの格納領域がいっぱいになると、格納領域に入りきらない古いデータは自動的に捨てられるようになっている。
【００４６】
次に、予め定められた所定の時間（例えば３０分）が経過したかを判断する。経過していないと、時系列データの収集に戻る。すなわち、以下の動作は所定の周期毎に行われる。
【００４７】
所定の時間が経過すると、操作端対応プロファイルの時系列データTr(i)の周波数解析を実行する。すなわち、時系列データ
0003965668.tif 000047
に対して、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行する。これによって、時系列データ
0003965668.tif 000048
に含まれる周波数成分が特定される。
【００４８】
離散フーリエ変換は以下のようにして実行される。まず下式（１９）、（２０）により、係数Ａ（ｊ）、Ｂ（ｊ）を計算する。
0003965668.tif 000049
次に、下式（２１）により、周期外乱の振幅を求める。
0003965668.tif 000050
Ｆr(j)は、ｊ×Ｔの周期外乱の振幅を表している。なお、Ｔはセンサが紙の幅方向に片道走行するのに要するスキャン時間であり、例えば３０秒の値が用いられる。
【００４９】
続いて、現状の制御パラメータにおける周波数伝達関数の制御ゲインに対する変化率を計算し、周波数解析を行う。ここで、
0003965668.tif 000051
と置く。ここにおいて、
0003965668.tif 000052
である。なお、Ｔはスキャン時間、ｇは制御ゲイン比率、W(j)は各周波数で、下記の関係が成り立つ。
0003965668.tif 000053
また、αは前記（５）式における値であり、ｍはむだ時間Ｌ＝ｍＴで定まる自然数、ｋは前記（６）式の有限整定応答制御コントローラＧ（ｓ）における整定時間に関わるパラメータｋである。
【００５０】
周波数伝達関数を
0003965668.tif 000054
とおくと、（１８式より）
0003965668.tif 000055
になる。従って、周波数伝達関数の振幅の、制御ゲイン比率ｇに対する変化率の符号は
0003965668.tif 000056
の符号に一致する。
【００５１】
次に、
0003965668.tif 000057
の符号を探索する方法について説明する。図２は
0003965668.tif 000058
が正になる範囲を探索する手順を示すフローチャートである。最初、ｊ＝Ｍとする。Ｍは時系列データの個数である。次にｊから１を減じて
0003965668.tif 000059
を計算してその符号を調べる過程を、
0003965668.tif 000060
がゼロまたは正になるまで続け、そのときのｊの値をRangeHに格納する。次に再びｊから１を減じて
0003965668.tif 000061
を計算してその符号を調べる過程を、
0003965668.tif 000062
が正の間続け、
0003965668.tif 000063
がゼロまたは負になる直前のｊの値をRangeLに格納して終了する。このとき、RangeL ≦ ｊ ≦ RangeHとなるｊについて、
0003965668.tif 000064
は正になる。例えば、図５では、ｇ＝０．６すなわち制御ゲインＫ*＝１．６７のとき、RangeH＝４０，RangeL＝１０になる。
【００５２】
次に、制御ゲインの最適化を行う。図３に最適化のフローを示す。図１０から、RangeL≦ｊ≦RangeHとなる周期外乱が制御悪化の主要因になっていることがわかる。そこで、この範囲の周期外乱の振幅の最大値(FrMAX)が上限レベル以上になっているなら制御ゲインＫ*を一定値DeltaKだけ大きくして制御を弱めるようにし、逆にFrMAXが下限レベル以下になっていると、制御ゲインＫ*を一定値DeltaKだけ小さくして制御を強めるようにする。但し、安全のために上下限のリミット(KhighLimit, KLowLimit)を設ける。
【００５３】
図２のフローで求めた
0003965668.tif 000065
が正になるｊの範囲について、前記（２１）式で定義されたFr(j)を求め、これらの最大値をFrMAXとする。続いて、予め定められた上限レベルWHighLimitおよび下限レベルWLowLimitと比較する。
【００５４】
まず、FrMAXと上限レベルWHighLimitとを比較する。そして、前者が大きいと、制御ゲインＫ*に予め定められた増分値DeltaKを加算した値と上限リミットKHighLimitの小さい方を新たな制御ゲインＫ*とする。すなわち、制御ゲインＫ*を上限リミットKHighLimitの範囲で増加させて、制御を弱めるようにする。
【００５５】
FrMAXが上限レベルWHighLimitより小さいと、FrMAXと下限レベルWLowLimitとを比較する。そして、前者が小さいと、制御ゲインＫ*から予め定められた増分値DeltaKを減算した値と下限リミットKLowLimitの大きい方を新たな制御ゲインＫ*とする。すなわち、制御ゲインＫ*を下限リミットKLowLimitの範囲で減少させ、制御を強めるようにする。このようにすることにより、常に最適の制御ゲインＫ*を設定することができる。なお、上下限リミットKHighLimit, KLowLimitは必ずしも必要ではない。
【００５６】
図４に、本発明に係る抄紙機の最適制御装置の一実施例の構成図を示す。この図において、１は時系列データ収集部であり、各ゾーンの代表点の時系列データを収集する。この時系列データ収集部１は、予め決められた数のデータを保持し、常に最新のデータに更新する。
【００５７】
２は周波数解析・変化率計算部であり、時系列データ収集部１が収集した時系列データを離散フーリエ変換して、前記（２２）式に基づいて変化率df(j)を計算する。３は探索部であり、図２フローチャートに基づいてdf(j)＞0になる範囲のｊを探索する。４は最適化部であり、図３フローチャートに基づいて制御ゲインＫ*を求める。各部の動作の詳細は既に説明したので、省略する。
【００５８】
図６に、この実施例による制御の結果を示す。この図の▲１▼〜▲４▼は５番ノズルのプロファイルの１２８分間に渡る結果であり、時間経過を追っている。各図の上段５１は紙厚の変化の様子、すなわち操作端対応プロファイルの時系列データである。縦軸は紙厚であり、±０．５μｍの目盛りが表示してある。
【００５９】
同図下段５２は時系列データの周波数解析結果であり、横軸は外乱周期を表す。この図では２分から４３分までの各周期成分が棒グラフで示されている。また、外乱周期探索の結果、８分から３３分までの外乱周期については、制御ゲインを小さくする（制御を強める）と振幅が増大することがわかっている。この範囲が横棒５３で示されている。また、ゲインは制御ゲインＫ*を、振幅上限はWHighLimitを、振幅下限はWlowLimitを、振幅最大はFrMAXを表している。更に、この場合はDeltaK＝０．０１である。
【００６０】
図６の▲１▼〜▲３▼ではFrMAX＞WHighLimitであり、外乱がかなり混入している。そのため、最適化制御の結果、制御ゲインは０．２１から０．２９まで増大している。ところが、その後プロセスが何らかの原因で安定化され、▲４▼の時点ではFrMAX＜WLowLimitになり、その結果制御ゲインが０．２２まで戻っている。
【００６１】
このように、この実施例ではプロセス外乱の状態によって自動的に制御ゲインを最適化しているので、どのような外乱が混入しても制御が乱されることはなくなる。この実施例のアルゴリズムは、外乱に適応して制御ゲインＫ*を約１．５倍の範囲で自動的に変化させていることがわかる。
【００６２】
なお、本実施例では有限整定応答制御の場合について説明したが、それに限られるものではない。例えば、サンプル値ＰＩ制御の場合でも、同様にして演算式を導き出すことができる。
【００６３】
また、本実施例では抄紙機の幅方向のプロファイル制御について説明したが、これに限らず一般のサンプル値制御系に応用することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次の効果が期待できる。請求項１記載の発明によれば、制御出力の時系列データを周波数解析し、制御出力の周波数応答の振幅の制御ゲイン比率に対する変化率が正である周期の区間、または周期関数であってこの変化率と符号が同じ代用関数のいずれかが正である周期の区間を求め、この区間内における前記制御出力の時系列データを周波数成分に分解した振幅の最大値が、制御ゲインを小さくすると振幅が増大する外乱周期区間の振幅上限値より大きいときは制御ゲインを増加させ、前記外乱周期区間の振幅下限値より小さいときは前記制御ゲインを減少させるようにした。外乱の状況に応じて自動的に制御ゲインを設定できるので、常に最適の制御を実行することができ、また設定変更などに対して追従性がよくなるという効果がある。
【００６５】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、上限リミットおよび下限リミットを設け、制御ゲインがこの上限リミットより小さく、かつ前記下限リミットより大きくなるように、前記制御ゲインの増加および減少を操作するようにした。制御ゲインが極端な値になることがなくなり、外乱が大きい場合でも安定した制御ができるという効果がある。
【００６６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１若しくは請求項２記載の発明において、前記代用関数として、下記のｄｆ（ｊ）を用いるようにした。周波数伝達関数を計算するよりも簡単に計算できるという効果がある。
【数４】
0003965668.tif 000066
【００６７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３いずれかに記載の発明において、制御出力の時系列データを周波数成分に分解するために、離散フーリエ変換を用いたものである。データ点は高々２４０点程度なので、充分短い時間で計算することができる。また演算装置を簡単にできるという効果がある。
【００６８】
請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４いずれかの発明において、この制御方法を、抄紙機の幅方向プロファイル制御に用いたものである。むだ時間や時定数が長い抄紙機の制御に用いて特に効果が大きい。
【００６９】
請求項６記載の発明によれば、制御出力の時系列データを収集する時系列データ収集部と、この収集された時系列データを周波数解析し、また制御出力の周波数応答の振幅の制御ゲイン比率に対する変化率、または周期関数であって前記変化率と符号が同じ代用関数を計算する周波数解析・変化率計算部と、この周波数解析・変化率計算部で計算した値から、前記変化率または前記代用関数が正の区間を探索する探索部と、この探索部が探索した前記区間に関し、周波数成分に分解した振幅の最大値が、制御ゲインを小さくすると振幅が増大する外乱周期区間の振幅上限値より大きいときは制御ゲインを増加させ、前記外乱周期区間の振幅下限値より小さいときは前記制御ゲインを減少させる最適化部とを具備したものである。外乱の状況に応じて自動的に制御ゲインを設定できるので、常に最適の制御を実行することができ、また設定値変更などに対して追従性がよくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適応制御方法の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２】変化率が正になる外乱周期を探索するアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【図３】制御ゲインを最適化するアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【図４】本発明に係る適応制御装置の一実施例の構成図である。
【図５】外乱の周期と変化率の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の効果を説明するための図である。
【図７】抄紙機の構成を示す構成図である。
【図８】紙を幅方向に複数のゾーンに分割する方法を説明するための図である。
【図９】従来の抄紙機の構成図である。
【図１０】外乱と周波数応答の振幅の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    時系列データ収集部
２    周波数解析・変化率計算部
３    探索部
４    最適化部
【図１】
0003965668.tif 000068
【図２】
0003965668.tif 000069
【図３】
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【図４】
0003965668.tif 000071
【図５】
0003965668.tif 000072
【図６】
0003965668.tif 000073
【図７】
0003965668.tif 000074
【図８】
0003965668.tif 000075
【図９】
0003965668.tif 000076
【図１０】
0003965668.tif 000077