(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御量を目標値に一致させるように制御対象を制御する制御装置と該制御対象とを閉ループ状態にして調整テストを繰り返し、応答データに基づいて制御パラメータを調整する制御パラメータ調整装置と、前記調整テストの応答データを監視するテスト監視装置と、制御パラメータ制限装置とを備えた制御パラメータ調整システムであって、
前記制御パラメータ調整装置は、
前記調整テスト毎に応答データを検出する応答データ検出手段と、
前記応答データと、前記制御パラメータの初期値と、前記制御量と前記目標値との差分を示す偏差量、操作量及び重み係数に基づく評価関数とに基づいて、新たな制御パラメータを算出する制御パラメータ算出手段と、
前記テスト監視装置からテスト終了信号を受信した場合、該テスト終了信号受信時に算出された制御パラメータを前記制御装置に適用する手段と、
前記テスト監視装置からテスト強制停止信号を受信した場合、制御パラメータの調整テストを終了する手段と
を備え、
前記テスト監視装置は、
前記調整テストが予め定められた終了条件を満たす場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出するテスト終了信号送出手段と、
前記調整テストが予め定められた強制停止条件を満たす場合、前記制御パラメータ調整装置及び前記制御パラメータ制限装置にテスト強制停止信号を送出する手段と
を備え、
前記制御パラメータ制限装置は、
前記テスト監視装置からテスト強制停止信号を受信した場合、テスト開始前の制御パラメータである制御パラメータの初期値を前記制御装置に適用する手段
を備え、
前記テスト終了信号送信手段は、
予め設定された回数の調整テストが実行された場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出することと、
前記評価関数をテスト回数で微分した値を算出し、該微分した値が予め設定された値より小さい場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出することと、
前記制御パラメータ算出手段により算出される制御パラメータをテスト回数で微分した値を算出し、該微分した値が予め設定された値より小さい場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出することとを特徴とする制御パラメータ調整システム。
【請求項２】
制御量を目標値に一致させるように制御対象を制御する制御装置と該制御対象とを閉ループ状態にして調整テストを繰り返し、応答データに基づいて制御パラメータを調整する制御パラメータ調整装置と、前記調整テストの応答データを監視するテスト監視装置と、制御パラメータ制限装置とを備えた制御パラメータ調整システムであって、
前記制御パラメータ調整装置は、
前記調整テスト毎に応答データを検出する応答データ検出手段と、
前記応答データと、前記制御パラメータの初期値と、前記制御量と前記目標値との差分を示す偏差量、操作量及び重み係数に基づく評価関数とに基づいて、新たな制御パラメータを算出する制御パラメータ算出手段と、
前記テスト監視装置からテスト終了信号を受信した場合、該テスト終了信号受信時に算出された制御パラメータを前記制御装置に適用する手段と、
前記テスト監視装置からテスト強制停止信号を受信した場合、制御パラメータの調整テストを終了する手段と
を備え、
前記テスト監視装置は、
前記調整テストが予め定められた終了条件を満たす場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出するテスト終了信号送出手段と、
前記調整テストが予め定められた強制停止条件を満たす場合、前記制御パラメータ調整装置及び前記制御パラメータ制限装置にテスト強制停止信号を送出する手段と
を備え、
前記制御パラメータ制限装置は、
前記テスト監視装置からテスト強制停止信号を受信した場合、テスト開始前の制御パラメータである制御パラメータの初期値を前記制御装置に適用する手段
を備え、
前記テスト終了信号送信手段は、
前記評価関数をテスト回数で微分した値を算出し、該微分した値が予め設定された値より小さい場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出することを特徴とする制御パラメータ調整システム。
【請求項３】
制御量を目標値に一致させるように制御対象を制御する制御装置と該制御対象とを閉ループ状態にして調整テストを繰り返し、応答データに基づいて制御パラメータを調整する制御パラメータ調整装置と、前記調整テストの応答データを監視するテスト監視装置と、制御パラメータ制限装置とを備えた制御パラメータ調整システムであって、
前記制御パラメータ調整装置は、
前記調整テスト毎に応答データを検出する応答データ検出手段と、
前記応答データと、前記制御パラメータの初期値と、前記制御量と前記目標値との差分を示す偏差量、操作量及び重み係数に基づく評価関数とに基づいて、新たな制御パラメータを算出する制御パラメータ算出手段と、
前記テスト監視装置からテスト終了信号を受信した場合、該テスト終了信号受信時に算出された制御パラメータを前記制御装置に適用する手段と、
前記テスト監視装置からテスト強制停止信号を受信した場合、制御パラメータの調整テストを終了する手段と
を備え、
前記テスト監視装置は、
前記調整テストが予め定められた終了条件を満たす場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出するテスト終了信号送出手段と、
前記調整テストが予め定められた強制停止条件を満たす場合、前記制御パラメータ調整装置及び前記制御パラメータ制限装置にテスト強制停止信号を送出する手段と
を備え、
前記制御パラメータ制限装置は、
前記テスト監視装置からテスト強制停止信号を受信した場合、テスト開始前の制御パラメータである制御パラメータの初期値を前記制御装置に適用する手段
を備えたことを特徴とする制御パラメータ調整システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の制御パラメータ調整システムにおいて、
前記制御パラメータ制限装置は、前記制御パラメータ調整装置により算出される新たな制御パラメータの値が予め設定された範囲を超える場合、制御パラメータ指定範囲逸脱信号を前記テスト監視装置に送出し、
前記テスト監視装置は、前記制御パラメータ指定範囲逸脱信号を受信した場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト強制停止信号を送出する
ことを特徴とする制御パラメータ調整システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の制御パラメータ調整システムにおいて、
前記制御パラメータ制限装置は、前記制御パラメータ調整装置により算出される新たな制御パラメータの更新量を算出し、該更新量が予め設定された値を超える場合、制御パラメータ指定更新量逸脱信号を前記テスト監視装置に送出し、
前記テスト監視装置は、前記制御パラメータ指定更新量逸脱信号を受信した場合、前記制御パラメータ調整装置にテスト強制停止信号を送出する
ことを特徴とする制御パラメータ調整システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の制御パラメータ調整システムにおいて、
前記制御パラメータ調整装置は、
前記テスト監視装置から応答データ不適用信号を受信した場合、該応答データ不適用信号受信時の応答データによる制御パラメータの算出を阻止する手段
を備え、
前記テスト監視装置は、
前記応答データが雑音であるかを否かを判定する雑音判定手段と、
前記雑音判定手段により応答データが雑音であると判定された場合、応答データ不適用信号を前記制御パラメータ調整装置に送出する手段と
を備えたことを特徴する制御パラメータ調整システム。
【請求項７】
請求項６に記載の制御パラメータ調整システムにおいて、
前記テスト監視装置は、前記応答データ不適用信号を送出する時間が予め設定された時間以上である場合、テスト強制停止信号を前記制御パラメータ調整装置及び前記制御パラメータ制限装置に送出することを特徴とする制御パラメータ調整システム。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の制御パラメータ調整システムにおいて、
前記テスト監視装置の雑音判定手段は、前記応答データの変化率が予め設定された値以上である場合に雑音であると判定することを特徴とする制御パラメータ調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＩＤ制御パラメータを調整する制御パラメータ調整システムに係り、例えば、制御パラメータの調整テストを適切に終了させる制御パラメータ調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、制御量を目標値に一致させるようなＰＩＤ制御パラメータの調整が行われている。
【０００３】
具体的には、制御対象と制御装置とを閉ループの状態として制御系にテスト信号を加える。その後、テスト信号に対する時系列応答データ（以下、単に応答データともいう）と、予め設定された評価関数とを用いて制御パラメータを決定する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３４２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載の技術は、制御パラメータの調整方法についてのみ記載されている。
【０００５】
しかしながら、制御対象と制御装置との間の信号には雑音が含まれることも多く、最適な制御パラメータの値が得られない場合がある。換言すれば、適切な調整テストが実施されていない事態が生じる場合がある。
【０００６】
また、各種プラント等の自動制御においては、システムの規模も大きく、費用対効果の観点から、制御パラメータの値を迅速に更新することができないのであれば、既知の制御パラメータの値を用いた方が良い場合もある。
【０００７】
要するに、制御パラメータの調整に際しては、最適な制御パラメータが得られたことを判定した上で、調整テストを適切に終了する必要がある。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、制御パラメータの調整テストを適切に終了させることが可能な制御パラメータ調整システム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】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために、制御量を目標値に一致させるように制御対象を制御する制御装置と該制御対象とを閉ループ状態にして調整テストを繰り返し、応答データに基づいて制御パラメータを調整する制御パラメータ調整装置と、調整テストの応答データを監視するテスト監視装置と、制御パラメータ制限装置とを備えた制御パラメータ調整システムであって、制御パラメータ調整装置が、調整テスト毎に応答データを検出する応答データ検出手段と、応答データと、制御パラメータの初期値と、前記制御量と前記目標値との差分を示す偏差量、操作量及び重み係数に基づく評価関数とに基づいて、新たな制御パラメータを算出する制御パラメータ算出手段と、テスト監視装置からテスト終了信号を受信した場合、該テスト終了信号受信時に算出された制御パラメータを制御装置に適用する手段と、テスト監視装置からテスト強制停止信号を受信した場合、制御パラメータの調整テストを終了する手段とを備え、テスト監視装置が、調整テストが予め定められた終了条件を満たす場合、制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出するテスト終了信号送出手段と、調整テストが予め定められた強制停止条件を満たす場合、制御パラメータ調整装置及び制御パラメータ制限装置にテスト強制停止信号を送出する手段とを備え、制御パラメータ制限装置は、テスト監視装置からテスト強制停止信号を受信した場合、テスト開始前の制御パラメータである制御パラメータの初期値を制御装置に適用する手段を備え、テスト終了信号送信手段は、予め設定された回数の調整テストが実行された場合、制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出し、かつ、評価関数をテスト回数で微分した値を算出し、該微分した値が予め設定された値より小さい場合、制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出し、かつ、制御パラメータ算出手段により算出される制御パラメータをテスト回数で微分した値を算出し、該微分した値が予め設定された値より小さい場合、制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出する制御パラメータ調整システムを提供する。
【００１０】
なお、本発明は、各装置の集合体を「システム」として表現したが、これに限らず、装置毎に「装置」又は「プログラム」として表現してもよく、また、システム又は装置毎に「方法」として表現してもよい。すなわち、本発明は、任意のカテゴリーで表現可能となっている。
【００１１】
＜作用＞
従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより、テスト監視装置が、予め定められた終了条件を満たす場合、制御パラメータ調整装置にテスト終了信号を送出し、制御パラメータ調整装置が、テスト監視装置からテスト終了信号を受信した場合、該テスト終了信号受信時に算出された制御パラメータを制御装置に適用するので、制御パラメータの調整テストを適切に終了させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、制御パラメータの調整テストを適切に終了させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
＜第１の実施形態＞
（１−１．構成）
図１は本発明の第１の実施形態に係る制御パラメータ調整システムの構成を示す模式図である。
【００１５】
制御パラメータ調整システムは、制御対象５を制御する制御装置６の制御パラメータを求めるものであり、制御パラメータ調整装置１０とテスト監視装置２０とを備える。
【００１６】
制御対象５とは、自動制御される任意の装置であり、例えば火力プラントや上下水道プラントにおける各種の機器が挙げられる。
【００１７】
制御装置６は、いわゆるＰＩＤ制御により、制御量ｙ（ｔ）を目標値ｒ（ｔ）に一致させるように制御対象５を制御するものである。すなわち、制御装置６は、制御パラメータ調整システムによる調整テスト後の制御パラメータを用いて制御対象５を制御する。
【００１８】
制御パラメータ調整装置１０は、制御装置６と制御対象５とを閉ループ状態にして調整テストを繰り返し、応答データＹに基づいて制御装置６の制御パラメータｘを調整するものである。この制御パラメータ調整装置１０は、応答データ検出部１１１・制御パラメータ算出部１１２・制御パラメータ決定部１１３を備える。
【００１９】
応答データ検出部１１１は、応答データＹを調整テスト毎に検出するものである。具体的には、応答データ検出部１１１は、「応答データＹ」として、制御装置６への目標値ｒ（ｔ）と、制御装置６からの操作量u（ｔ）と、制御対象５への操作量u（ｔ）及びテスト信号ｗ（ｔ）の加算信号と、制御対象５からの制御量ｙ（ｔ）とを検出する。
【００２０】
制御パラメータ算出部１１２は、応答データＹと、制御パラメータの初期値ｘ１及び評価関数Ｊ（ｘ）とに基づいて、新たな制御パラメータｘを算出するものである。
【００２１】
具体的には、制御パラメータ算出部１１２は、特開２００４−２３４２１９号公報に記載の制御パラメータ調整方法により制御パラメータを求める。すなわち、制御量ｙ（ｔ）を目標値ｒ（ｔ）に一致させるように制御対象５を制御する制御装置６の制御パラメータ調整方法において、制御系を制御対象５と制御装置６とを組み合わせた閉ループの状態で１回目のテスト信号を加える。それから、そのときの応答データを用いて２回目のテスト信号を作り、この２回目のテスト信号を加えたときの応答データを用いて制御パラメータの変化量を決める。そして、これら２回一組とした調整テストを繰り返し、設定した評価関数Ｊを最小とする制御パラメータｘを決定する。
【００２２】
ここで、評価関数Ｊとしては、下式（１）から（３）などがある。
【数１】
0005044370.tif 000002
【００２３】
上記の（１）式〜（３）式において、ｅ（ｔ）は偏差（＝ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））、ｔはサンプル、λ（ｔ）はサンプルｔの重み係数、ｕ∞は操作量の定常値とし、総和はテスト期間ｔ＝１からｔ＝Ｎまでの加算平均である。
【００２４】
制御パラメータ算出部１１２では、これら（１）式〜（３）式に示すいずれかの評価関数Ｊを選んで調整テストを行い、この調整テストの時系列応答データから、評価関数の値を最小にする制御パラメータｘを求めることで、制御装置６のパラメータ調整を行う。
【００２５】
ここで、評価関数Ｊ（ｘ）が制御パラメータｘについて最小になる条件は、∂Ｊ（ｘ）／∂ｘ＝０となる場合である。評価関数として（１）式を用いた場合には、下式（４）に示すように、関数の感度すなわち勾配が求まる。
【数２】
0005044370.tif 000003
【００２６】
この（４）式中の偏差ｅ（ｔ）、操作量ｕ（ｔ）はテストを行って応答データから直接求める。また、（４）式中の制御量ｙ（ｔ）、操作量ｕ（ｔ）の制御パラメータｘについての変化率∂ｙ（ｔ）／∂ｘ、∂ｕ（ｔ）／∂ｘは、２回のテストの応答データから求める。そして、感度（勾配）を最小すなわち∂Ｊ（ｘ）／∂ｘ＝０とする制御パラメータをニュートン法により逐次更新すると、下式（５）に示すように、ｋ＋１回目の更新のときの制御パラメータｘｋ＋１の値が求まる。なお、（５）式において、Ｒｋは正定値行列であり、添字ｋはｋ回目の更新時の値を示す。
【数３】
0005044370.tif 000004
【００２７】
制御パラメータ決定部１１３は、制御パラメータを決定して制御装置６に適用するものである。具体的には、制御パラメータ決定部１１３は、テスト監視装置２０から後述する「テスト終了信号」を受信した場合、該テスト終了信号受信時に算出された制御パラメータｘを制御装置６に適用する。
【００２８】
図２は本実施形態に係るテスト監視装置２０の構成を示す模式図である。
【００２９】
テスト監視装置２０は、制御パラメータ調整システムを適用したシステム構成に対して、テスト状態を監視してテスト進行を最適に管理する。具体的には、テスト監視装置２０は、テストの応答データを監視して、調整テストが予め定められた終了条件を満たす場合、制御パラメータ調整装置１０に「テスト終了信号」を送出する機能を有している。
【００３０】
詳しくは、テスト監視装置２０は、オペレータの操作による場合や、予め設定された回数のテストが実行された場合、テスト終了信号２１・２２を送出する。また、テスト監視装置２０は、評価関数Ｊをテスト回数Ｎで微分した値を算出し、微分した値が予め設定された値より小さい場合、テスト終了信号２３を送出する。さらに、テスト監視装置２０は、制御パラメータ算出部１１２により算出される制御パラメータｘをテスト回数Ｎで微分した値を算出し、その微分した値が予め設定された値より小さい場合、テスト終了信号２４を送出する。
【００３１】
なお、図２において、各符号２１１〜２１７に対応する機能は以下のとおりである。
【００３２】
高値比較部（ＣＯＭＰ  Ｈ）２１１は、入力値が任意の設定値以上であればＯＮとなり、テスト終了信号２２を出力する。
【００３３】
低値比較部（ＣＯＭＰ  Ｌ）２１２・２１３は、入力値が任意の設定値以下であればＯＮとなり、テスト終了信号２３・２４を出力する。
【００３４】
評価関数演算部（ｄＪ／ｄＮ）２１４は、評価関数Ｊをテスト回数Ｎにより微分した値を算出する。
【００３５】
制御パラメータ演算部（ｄｘ／ｄＮ）２１５は、制御パラメータｘをテスト回数Ｎにより微分した値を算出する。
【００３６】
絶対値出力部（ＡＢＳ）２１６・２１７は入力値の絶対値を出力する。
【００３７】
（１−２．動作）
次に本実施形態に係る制御パラメータ調整システムの動作を図３のフローチャートを用いて説明する。なお、制御パラメータの初期値ｘ１は予め設定されているものとする。
【００３８】
始めに、制御対象５及び制御装置６が閉ループ状態となった制御系へテスト信号が入力される（ステップＳ１）。
【００３９】
それから、入力したテスト信号に対する応答データＹが検出される（ステップＳ２）。
【００４０】
これにより、偏差ｅ（ｔ）（＝ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））が計算され、評価関数Ｊ（ｘ）の変化量（ｄＪ／ｄＮ）を求めることができる（ステップＳ３）。
【００４１】
さらに、複数回のテストを実行して閉ループの応答データＹを得ることにより、制御パラメータの値を更新することができ、その変化量（ｄｘ／ｄＮ）を求めることができる（ステップＳ４，Ｓ５）。
【００４２】
この後、テスト監視装置２０により、制御パラメータｘが収束したか否かが判定される（ステップＳ６）。具体的には、テスト回数が指定された回数に達した場合や、評価関数Jもしくは制御パラメータｘのテスト回数Ｎによる微分値が設定値以内に入った場合に、制御パラメータｘが収束したと判定される。また、必要に応じて、オペレータにより制御パラメータが収束したと判定される場合もある。
【００４３】
そして、制御パラメータｘが収束したと判定された場合は、テスト終了信号が制御パラメータ調整装置１０に送出されて、新たな制御パラメータが制御装置６に適用される（ステップＳ６−Ｙｅｓ，Ｓ７）。
【００４４】
（１−３．動作）
以上説明したように、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムにおいては、テスト監視装置２０が、予め定められた終了条件を満たす場合、制御パラメータ調整装置１０にテスト終了信号を送出し、制御パラメータ調整装置１０が、テスト監視装置２０からテスト終了信号を受信した場合、該テスト終了信号受信時に算出された制御パラメータを制御装置６に適用するので、制御パラメータの調整テストを適切に終了させることができる。
【００４５】
要するに、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムによれば、調整テストの進捗度を評価関数Ｊや制御パラメータｘの収束度合いから判定し、調整テストを自動的に終了させることができる。具体的には、以下の４つの場合に、調整テストを通常終了させることができる。
【００４６】
（Ａ）オペレータ判断等により終了信号をＯＮした場合(信号２１がＯＮ)．
（Ｂ）調整テストが指定されたテスト回数に達した場合(信号２２がＯＮ)．
（Ｃ）評価関数の微分値が設定値以下になった場合(信号２３がＯＮ)．
（Ｄ）制御パラメータの微分値が設定値以下になった場合(信号２４がＯＮ)．
なお、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムでは、テスト監視装置２０が、予め設定された回数の調整テストが実行された場合、制御パラメータ調整装置１０にテスト終了信号を送出するので、設定回数以内で調整テストを終了させることができる。
【００４７】
また、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムにおいて、評価関数Ｊもしくは制御パラメータｘの変化の割合が設定値以下に1回だけなったときにテスト終了信号２３・２４が直ちに出力されるのではなく、任意の回数連続して設定値以下になった場合に出力されるようにしてもよい。これにより、評価関数Jもしくは制御パラメータｘが収束したことを正確に判断でき、実機適用において安全で最適な制御パラメータ調整システムを提供できる。
【００４８】
また、本実施形態の制御パラメータ調整システムを用いることにより、最適な制御パラメータに自動的に調整することができる。これにより、例えば、水道管の配管温度の自動制御する場合、温度が高くなりすぎたり低くなりすぎたりする問題を回避できる。他にも、ロボットを制御する場合、アームを振らせすぎる等の動作によりアクチュエーターが壊れるといった問題等を回避できる。いずれの場合であっても、調整経験の乏しい人でも制御装置を扱うことができ、人権費等のコストを抑えることもできる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
図４は本発明の第２の実施形態に係る制御パラメータ調整システムの構成を示す模式図である。なお、既に説明した部分と同一部分には略同一符号を付し、特に説明がない限りは重複した説明を省略する。また、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００５０】
本実施形態に係る制御パラメータ調整システムは、第１の実施形態に係る制御パラメータ調整システムが制御パラメータ制限装置３０を更に備えている。
【００５１】
図５は本実施形態に係る制御パラメータ制限装置３０の構成を示す模式図である。
【００５２】
制御パラメータ制限装置３０は、後述する「テスト強制停止信号」をテスト監視装置２０から受信した場合、制御パラメータの初期値ｘ１を制御装置６に適用する機能を有している。すなわち、制御パラメータ制限装置３０は、制御パラメータ調整装置１０Ｓにより算出される新たな制御パラメータの値が予め設定された範囲を超える場合や、新たな制御パラメータの更新量が予め設定された値を超える場合、制御パラメータの初期値ｘ１を制御装置６に適用する。
【００５３】
また、制御パラメータ制限装置３０は、制御パラメータ調整装置１０Ｓにより算出される新たな制御パラメータの値が予め設定された範囲を超える場合、「制御パラメータ指定範囲逸脱信号」をテスト監視装置２０Ｓに送出する機能を有している。さらに、制御パラメータ制限装置３０は、新たな制御パラメータの更新量が予め設定された範囲を超える場合には、「制御パラメータ指定更新量逸脱信号」をテスト監視装置２０Ｓに送出する機能を有している。
【００５４】
なお、図５において、各符号３１１〜３１７に対応する機能は以下のとおりである。
【００５５】
高値制限部（ＬＩＭＩＴ  Ｈ）３１１は、入力値が任意の設定値以上であれば任意の設定値を出力し、入力値が任意の設定値以下であれば入力値を出力する。
【００５６】
低値制限部（ＬＩＭＩＴ  Ｌ）３１２は、入力値が任意の設定値以下であれば任意の設定値を出力し、入力値が任意の設定値以上であれば入力値を出力する。
【００５７】
前回値出力部（ＯＬＤ  Ｘ）３１３は、１回前のテストに適用した制御パラメータｘを出力する。
【００５８】
乗算部（ＭＵＬＴＩ  Ｘ）３１４は、入力値に任意の設定値を乗算した値を出力する。
【００５９】
低値選択部（ＳＥＬ  Ｌ）３１５は、入力値１(信号３１)と入力値２(信号３２)とのうち、低値を選択して出力する。すなわち、低値選択部（ＳＥＬ  Ｌ）３１５は、１回前のテストに適用した制御パラメータｘ(３１３の出力)に任意の設定値を乗算した値(３１４の出力)と、指定範囲内に制限された制御パラメータｘ、即ち低値制限部（ＬＩＭＩＴ  Ｌ）３１２の出力とのうち、低値を選択して出力する。これにより、テストごとに行われる制御パラメータの更新の際、制御パラメータｘが指定した更新量を超えないように制限することができる。
【００６０】
初期値出力部（ＩＮＩＴ  Ｘ）３１６は、テスト開始前の制御パラメータ、即ち制御パラメータの初期値ｘ１を出力する。
【００６１】
バンプレストランスファ（ＴＲＡＮＳ）３１７は、スイッチ(信号３３)がＯＮの場合、入力値２(信号３４)から入力値１(信号３５)に任意の割合で漸近させた値を出力する。それゆえ、テスト監視装置２０からテスト強制停止信号が入力されてスイッチがＯＮとなった場合、低値選択部（ＳＥＬ  Ｌ）３１５の出力値から初期値出力部（ＩＮＩＴ  Ｘ）３１６の出力値へ任意の割合で漸近させた値を制御パラメータとして出力する。一方、バンプレストランスファ３１７は、スイッチ(信号３３)がＯＦＦの場合、入力値１(信号３５)から入力値２(信号３４)に任意の割合で漸近させた値を出力する。すなわち、バンプレストランスファ３１７は、制御パラメータxを、初期値出力部（ＩＮＩＴ  Ｘ）３１６の出力値から低値選択部（ＳＥＬ  Ｌ）３１５の出力値へ任意の割合で漸近させた値を制御パラメータとして出力する。
【００６２】
図６は本実施形態に係るテスト監視装置２０Ｓの構成を示す模式図である。
【００６３】
テスト監視装置２０Ｓは、制御パラメータの調整テストが予め定められた強制停止条件を満たす場合、制御パラメータ調整装置１０Ｓに「テスト強制停止信号」を送出し、テストを異常終了させる機能を有している。例えば、テスト監視装置２０Ｓは、制御パラメータ制限装置３０から「制御パラメータ指定範囲逸脱信号」又は「制御パラメータ指定更新量逸脱信号」を受信した場合、制御パラメータ調整装置１０Ｓ及び制御パラメータ制限装置３０にテスト強制停止信号を送出する。
【００６４】
なお、図６において、ディジタルスイッチ（ＤＳ）２２１・２２２は、信号２６・信号２７の入力部に設置されるものであり、以下の状況を任意に選択できるようにしている。
【００６５】
すなわち、ディジタルスイッチ２２１を‘１’とすることにより、制御パラメータ指定範囲逸脱信号がテスト監視装置２０に入力された場合に、テスト強制停止信号が出力されるようにする。あるいは、ディジタルスイッチ２２１を‘０’とすることにより、制御パラメータ制限装置３０において制御パラメータの制限のみが実施されるようにする。
【００６６】
また、ディジタルスイッチ２２２‘１’とすることにより、制御パラメータ指定更新量逸脱信号がテスト監視装置２０Ｓに入力された場合に、テスト強制停止信号が出力されるようにする。あるいは、ディジタルスイッチ２１８を‘０’とすることにより、制御パラメータ制限装置３０において制御パラメータの制限のみが実施されるようにする。
【００６７】
上述したように、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムによれば、制御パラメータ調整装置１０Ｓにより算出される制御パラメータｘに対し、高値制限部（ＬＩＭＩＴ  Ｈ）３１１により高値制限が掛けられるとともに、低値制限部（ＬＩＭＩＴ  Ｌ）３１２により低値制限が掛けられる。これにより、制御パラメータ調整装置１０Ｓにより算出された制御パラメータｘを、任意の範囲内から逸脱させないようにすることができる。また、低値選択部（ＳＥＬ  Ｌ）３１５を介すことにより制御パラメータｘを任意の制御パラメータ更新量から逸脱しないように更新できる。結果として、制御パラメータ調整中に、高い安全性を確保できる。
【００６８】
換言すれば、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムによれば、テスト状態が異常となり危険な状態に陥ったと判断される場合、テストを強制的に停止し、異常終了させることができる。具体的には、以下の４つの場合に、調整テストを異常終了させることができる。
【００６９】
（Ａ）オペレータ判断等により強制停止信号をＯＮした場合(信号２５がＯＮ)．
（Ｂ）制御パラメータがある指定した範囲を逸脱した場合(信号２６がＯＮ)．
（Ｃ）調整テストごとに行われる制御パラメータ更新において、制御パラメータ更新量が指定した範囲を逸脱した場合(信号２７がＯＮ)．
（Ｄ）応答データＹに雑音を検知した場合(後述)．
なお、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムでは、制御パラメータ制限装置３０が、テスト監視装置２０Ｓからテスト強制停止信号を受信した場合、制御パラメータの初期値ｘ１を制御装置６に適用するので、調整テストが異常終了した場合でも、制御装置６を稼動することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムにおいては、調整テストが強制終了された際、制御パラメータを調整テスト前の初期値ｘ１へ徐々に変化させるので、制御対象５への影響を最小限に抑えることが可能である。
【００７１】
また、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムでは、自動的に調整テストを終了させたり、強制停止したりするばかりではなく、それらを手動により行なったり、制御パラメータの範囲や制御パラメータの更新量を予め指定してその範囲を逸脱しないように制限を設けたりすることで安全性を高めることもできる。
【００７２】
＜第３の実施形態＞
図７は本発明の第３の実施形態に係る制御パラメータ調整システムの構成を示す模式図である。本実施形態に係る制御パラメータ調整システムでは、雑音を含む応答データを処理する。
【００７３】
本実施形態に係る制御パラメータ調整装置１０Ｔでは、「応答データ不適用信号」を受信した場合、その応答データ不適用信号を受信した時の応答データにより制御パラメータの算出をしないようにしている。
【００７４】
図８は本実施形態に係るテスト監視装置２０Ｔの構成を示す模式図である。
【００７５】
テスト監視装置２０Ｔは、応答データが雑音であるかを否かを判定し、雑音であると判定した場合、「応答データ不適用信号」を制御パラメータ調整装置１０に送出する機能を有している。具体的には、応答データ演算部（ｄＹ／ｄｔ）２３１により、応答データＹを時間ｔで微分した値を求める。ここで、応答データＹに雑音が入った場合は、正常な応答データＹよりも高周波の信号となる。それから、絶対値出力部２３２及び高値比較部２３３により、応答データＹの微分の絶対値が設定値以上か否かを比較し、設定値以上である場合には応答データが雑音であると判定し、応答データ不適用信号２９を制御パラメータ調整装置１０Ｔに送出する。
【００７６】
また、テスト監視装置２０Ｔは、応答データ不適用信号を送出する時間が予め設定された時間以上である場合、テスト強制停止信号２８を制御パラメータ調整装置１０Ｔ及び制御パラメータ制限装置３０Ｔに送出する機能を有している。
【００７７】
上述したように、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムでは、雑音を検知している間の応答データを制御パラメータの算出に適用しないようにすることができる。それゆえ、最適な制御パラメータを算出できる。
【００７８】
また、本実施形態に係る制御パラメータ調整システムによれば、テスト監視装置２０Ｔが、応答データ不適用信号を送出する時間が予め設定された時間以上である場合、テスト強制停止信号を制御パラメータ調整装置１０Ｔに送出するで、長時間の雑音が検知されるときには、調整テストを自動的に強制停止させることができる。
【００７９】
＜その他＞
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る制御パラメータ調整システムの構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係るテスト監視装置２０の構成を示す模式図である。
【図３】同実施形態に係る制御パラメータ調整システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る制御パラメータ調整システムの構成を示す模式図である。
【図５】同実施形態に係る制御パラメータ制限装置３０の構成を示す模式図である。
【図６】同本実施形態に係るテスト監視装置２０Ｓの構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る制御パラメータ調整システムの構成を示す模式図である。
【図８】同実施形態に係るテスト監視装置２０Ｔの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
５・・・制御対象、６・・・制御する制御装置、１０・・・制御パラメータ調整装置、２０・・・テスト監視装置、３０・・・制御パラメータ制限装置、１１１・・・応答データ検出部、１１２・・・制御パラメータ算出部、１１３・・・制御パラメータ決定部、２１１・・・高値比較部、２１２・２１３・・・低値比較部、２１４・・・評価関数演算部、２１５・・・制御パラメータ演算部、２１６・２１７・・・絶対値出力部、２２１・２２２・・・ディジタルスイッチ、２３１・・・応答データ演算部、２３２・・・絶対値出力部、２３３・・・高値比較部、３１１・・・高値制限部、３１２・・・低値制限部、３１３・・・前回値出力部、３１４・・・乗算部、３１５・・・低値選択部、３１６・・・初期値出力部、３１７・・・バンプレストランスファ。
【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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