设备控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及设备控制装置。设备控制装置包括：反馈控制器，其决定设备的控制输入；以及参考调节器，其修正初始目标值并输出给反馈控制器，其中，参考调节器将使评价函数的值成为最小的目标值候补决定为使上限限制得到满足的目标值，参考调节器在将上限限制的值代入用目标值候补对评价函数进行微分而得到的微分函数的变量所获得的值为零以上时，将使上限限制得到满足的目标值决定为上限限制的值本身。

Equipment control device

The invention relates to a device control device. The device control device includes a feedback controller, which determines the control input of the device, and a reference regulator, which modifies the initial target value and outputs to the feedback controller, in which the reference adjuster will make the target value of the evaluation function minimum to be the target value satisfying the upper limit, and the reference adjustment is made. When the value of an upper limit is replaced by the value of the differential function obtained by the target value waiting to be differential to the evaluation function, the value of the upper limit is determined to be the limit limit.

【技术实现步骤摘要】
设备控制装置
本专利技术涉及设备控制装置。
技术介绍
一般的设备控制装置在关于设备的控制输出给予了目标值的情况下，通过使控制输出跟随目标值的反馈控制来决定设备的控制输入。但是，在实际的设备控制中，关于设备的状态量大多存在着硬件上或者控制上的各种限制。在这些限制得不到满足的情况下，可能会产生硬件破损和/或控制性能降低。使限制得到满足与使控制输出跟随目标值同样，是在设备控制中追求的重要性能之一。作为用于使上述的限制得到满足的有效手段之一，可列举参考调节器(referencegovernor)。参考调节器具备预测模型作为用于对输入到反馈控制器的控制输出的目标值进行修正的构成。所述预测模型是将包括设备和反馈控制器的闭环系统进行模型化而得到的。参考调节器利用所述预测模型，预测所述设备的状态量的将来值。而且，参考调节器基于预测出的将来值和施加于该将来值的限制，对控制输出的目标值进行修正。日本特开2016-61188中公开了将参考调节器应用于作为车载动力设备的柴油发动机的控制的设备控制装置。所述参考调节器具备如下的预测模型，该预测模型将使DPF(柴油微粒过滤器)的床温跟随目标值的反馈控制所涉及的闭环系统的动态特性以“无效时间(deadtime)+二阶振动系统”进行了模型化而得到。在所述参考调节器中，算出对使用预测模型的衰减系数ζ及固有角频率ωn、和上限限制β表现的变量(例如2ζβ/ωn)加上DPF的床温的当前值而得到的值，作为所述床温的目标值的候补。在所述参考调节器中，另外基于所算出的候补，修正床温的目标值。在一般的参考调节器中，通过使用利用预测模型得到的状态量的将来值和限制的反复运算，缩减(narrowdown)所述状态量的目标值的候补，修正设备的控制输出的目标值。对此，在上述的参考调节器中，仅通过对包括预测模型的衰减系数ζ和上限限制β的变量加上DPF的床温的当前值来算出所述床温的目标值的候补。也就是说，在上述的参考调节器中，修正目标值时不进行反复运算。因此，根据上述的设备控制装置，能够降低参考调节器中的目标值修正所需的运算负荷。
技术实现思路
然而，上述的设备控制装置以将反馈控制所涉及的闭环系统的动态特性以“无效时间+二阶振动系统”进行模型化而得到的预测模型为前提。因此，在无法将预测模型以“无效时间+二阶振动系统”来表现的情况下，难以修正目标值。另外，在上述的设备控制装置中，上限限制β是针对DPF的床温的每单位时间的变化量设定的，并没有针对DPF的床温本身施加限制。因此，在像针对DPF的床温施加有限制那样的情况下，需要进行上述的反复运算。于是，目标值修正所需的运算负荷的增大不可避免。因此，期望相对于预测模型的通用性高、而且用于简便地进行加入了针对设备的状态量本身的限制的所述状态量的目标值修正的改良。本专利技术提供一种相对于预测模型的通用性高，而且能够降低加入了对设备的状态量本身施加的限制的所述状态量的目标值修正所需的运算负荷的设备控制装置。本专利技术的第1技术方案涉及的设备控制装置，具备：反馈控制器，其构成为，在被输入设备的预定状态量的目标值时，决定所述设备的控制输入以使所述状态量跟随所述目标值；以及参考调节器，其构成为，在被输入所述状态量的初始目标值时，修正所述初始目标值以使施加于所述状态量的上限限制得到满足，并输出给所述反馈控制器。所述参考调节器构成为，将包括所述初始目标值的目标值候补中的、使预定评价函数的值成为最小的目标值候补决定为使所述上限限制得到满足的目标值；所述评价函数使用第1项和第2项来表现，所述第1项构成为随着目标值候补与所述初始目标值之间的距离的平方的增大而取越大的值，所述第2项构成为随着所述状态量的将来值与所述上限限制的抵触量的增大而取越大的值；所述状态量的将来值使用以目标值候补为变量的n次函数模型来预测，在此，所述n为自然数。所述参考调节器构成为，在所述初始目标值与所述上限限制相抵触的情况下，在将所述上限限制的值代入用目标值候补对所述评价函数进行微分而得到的微分函数的变量所获得的值为零以上时，将使所述上限限制得到满足的目标值决定为所述上限限制的值本身。在上述第1技术方案中，也可以是，所述n次函数模型是5次以下的函数模型，所述参考调节器构成为，在所述初始目标值与所述上限限制相抵触的情况下，在将所述上限限制的值代入所述微分函数的变量所获得的值小于零时，将绘制于以微分函数为纵轴且以目标值候补为横轴的平面上的所述微分函数的横轴截距的值决定为使所述上限限制得到满足的目标值。第2技术方案涉及的设备控制装置，具备：反馈控制器，其构成为，在被输入设备的预定状态量的目标值时，决定所述设备的控制输入以使所述状态量跟随所述目标值；以及参考调节器，其构成为，在被输入所述状态量的初始目标值时，修正所述初始目标值以使施加于所述状态量的下限限制得到满足，并输出给所述反馈控制器。所述参考调节器构成为，将包括所述初始目标值的目标值候补中的、使预定评价函数的值成为最小的目标值候补决定为使所述下限限制得到满足的目标值；所述评价函数使用第1项和第2项来表现，所述第1项构成为随着目标值候补与所述初始目标值之间的距离的平方的增大而取越大的值，所述第2项构成为随着所述状态量的将来值与所述下限限制的抵触量的增大而取越大的值；所述状态量的将来值使用以目标值候补为变量的n次函数模型来预测，在此，所述n为自然数。所述参考调节器构成为，在所述初始目标值与所述下限限制相抵触的情况下，在将所述下限限制的值代入用目标值候补对所述评价函数进行微分而得到的微分函数的变量所获得的值为零以下时，将使所述下限限制得到满足的目标值决定为所述下限限制的值本身。在上述第2技术方案中，也可以是，所述n次函数模型是5次以下的函数模型，所述参考调节器构成为，在所述初始目标值与所述下限限制相抵触的情况下，在将所述下限限制的值代入所述微分函数的变量所获得的值大于零时，将绘制于以微分函数为纵轴且以目标值候补为横轴的平面上的所述微分函数的横轴截距的值决定为使所述下限限制得到满足的目标值。根据第1技术方案，能够使用以目标值候补为变量的n次函数模型来预测状态量的预测值，因此，能够提高相对于预测模型的通用性。另外，根据第1技术方案，能够在被输入参考调节器的初始目标值与上限限制相抵触的情况下，在将上限限制的值代入用目标值候补对评价函数进行微分而得到的微分函数的变量所获得的值为零以上时，将使上限限制得到满足的目标值决定为上限限制的值本身。也就是说，根据第1技术方案，也能够在决定目标值时省略反复运算。因此，也能够降低参考调节器中的决定目标值所需的运算负荷。根据上述第1技术方案，在上述n次函数模型是5次以下的函数模型的情况下，在上述值小于零时，能够将微分函数的横轴截距的值决定为使上限限制得到满足的目标值。也就是说，根据上述第1技术方案，能够在决定目标值时省略反复运算。因此，能够降低参考调节器中的决定目标值所需的运算负荷。根据第2技术方案，能够使用以目标值候补为变量的n次函数模型来预测状态量的预测值，因此，能够提高相对于预测模型的通用性。另外，根据第2技术方案，能够在被输入参考调节器的初始目标值与下限限制相抵触的情况下，在将下限限制的值代入用目标值候补对评价函数进行微分而得到的微分函数的变量所获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备控制装置，其特征在于，具备：反馈控制器，其构成为，在被输入设备的预定状态量的目标值时，决定所述设备的控制输入以使所述状态量跟随所述目标值；以及参考调节器，其构成为，在被输入所述状态量的初始目标值时，修正所述初始目标值以使施加于所述状态量的上限限制得到满足，并输出给所述反馈控制器，其中，所述参考调节器构成为，将包括所述初始目标值的目标值候补中的、使预定评价函数的值成为最小的目标值候补决定为使所述上限限制得到满足的目标值；所述评价函数使用第1项和第2项来表现，所述第1项构成为随着目标值候补与所述初始目标值之间的距离的平方的增大而取越大的值，所述第2项构成为随着所述状态量的将来值与所述上限限制的抵触量的增大而取越大的值；所述状态量的将来值使用以目标值候补为变量的n次函数模型来预测，在此，所述n为自然数；并且，所述参考调节器构成为，在所述初始目标值与所述上限限制相抵触的情况下，在将所述上限限制的值代入用目标值候补对所述评价函数进行微分而得到的微分函数的变量所获得的值为零以上时，将使所述上限限制得到满足的目标值决定为所述上限限制的值本身。

【技术特征摘要】
2016.10.17 JP 2016-2036231.一种设备控制装置，其特征在于，具备：反馈控制器，其构成为，在被输入设备的预定状态量的目标值时，决定所述设备的控制输入以使所述状态量跟随所述目标值；以及参考调节器，其构成为，在被输入所述状态量的初始目标值时，修正所述初始目标值以使施加于所述状态量的上限限制得到满足，并输出给所述反馈控制器，其中，所述参考调节器构成为，将包括所述初始目标值的目标值候补中的、使预定评价函数的值成为最小的目标值候补决定为使所述上限限制得到满足的目标值；所述评价函数使用第1项和第2项来表现，所述第1项构成为随着目标值候补与所述初始目标值之间的距离的平方的增大而取越大的值，所述第2项构成为随着所述状态量的将来值与所述上限限制的抵触量的增大而取越大的值；所述状态量的将来值使用以目标值候补为变量的n次函数模型来预测，在此，所述n为自然数；并且，所述参考调节器构成为，在所述初始目标值与所述上限限制相抵触的情况下，在将所述上限限制的值代入用目标值候补对所述评价函数进行微分而得到的微分函数的变量所获得的值为零以上时，将使所述上限限制得到满足的目标值决定为所述上限限制的值本身。2.根据权利要求1所述的设备控制装置，其特征在于，所述n次函数模型是5次以下的函数模型；并且，所述参考调节器构成为，在所述初始目标值与所述上限限制相抵触的情况下，在将所述上限限制的值代入所述微分函数的变量所获得的值小于零时，将绘制于以微分函数为纵轴且以目标值候补为横轴的平面上的所述微分函数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲田勇人，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP