设备控制装置制造方法及图纸

提供一种设备控制装置，在使设备的控制输出接近目标值时抑制控制输出的过冲且抑制控制输出的响应性恶化。设备控制装置具备：目标值算出部(2)，基于设备(6)的预定参数(d)算出设备的控制输出(x)的目标值(r)；目标值修正部(3)，向抑制控制输出的过冲的方向修正目标值而算出修正目标值(w)；以及反馈控制器(5)，以使控制输出接近修正目标值的方式决定设备的控制输入。目标值修正部在使控制输出变化至目标值时，以使目标值的修正量成为预定值以下的方式设定修正目标值，之后以使目标值的修正量变得比预定值大的方式变更修正目标值，之后，在控制输出达到目标值之前以使目标值的修正量成为预定值以下的方式变更修正目标值。

Equipment Control Device

【技术实现步骤摘要】
设备控制装置
本专利技术涉及设备(plant)控制装置。
技术介绍
在作为控制对象的设备中以使得控制输出接近目标值的方式进行反馈控制。然而，在实际的控制中，多因硬件或控制上的限制而对控制输出的值有限制。若无视这样的限制而进行控制系统的设计，则可能会发生过渡响应的恶化、控制的不稳定化。作为用于改善限制满足性的手段，已知一种参考调节器(referencegovernor)(例如，专利文献1)。参考调节器考虑限制满足性而对基于设备的预定参数算出的控制输出的目标值进行修正而算出修正目标值。具体而言，参考调节器通过进行预定的目标函数的最小值探索来算出修正目标值。在专利文献1中记载了通过参考调节器来对柴油发动机中的增压压力和EGR率的目标值进行修正的情况。具体而言，以使得目标函数的值变小的方式通过梯度下降法来更新修正目标值，从而算出修正目标值。目标函数包括与目标值的修正量有关的项、和与关于设备的状态量的限制条件的满足度有关的项。限制条件的满足度越低则与限制条件的满足度有关的项越大。在与限制条件的满足度有关的项大时，以使得目标函数的值变小的方式修正目标值。由此，可提高限制条件的满足度，也可抑制控制输出的过冲(overshoot)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-101627号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题若在控制输出的目标值与当前值之差大时进行使控制输出接近目标值的控制，则和目标值与当前值之差小时相比，设备的状态量的将来预测值与限制条件冲突的可能性变高。因此，若在目标值与当前值之差大时进行目标函数的最小值探索，则目标值的修正量趋于变大。然而，若在目标值与当前值之差大时增大目标值的修正量，则控制输出接近目标值的速度变慢，控制输出的响应性恶化。因此，鉴于上述问题，本专利技术的目的在于在使设备的控制输出接近目标值的情况下，在抑制控制输出的过冲的同时抑制控制输出的响应性的恶化。用于解决问题的技术方案本公开的要旨如下。(1)一种设备控制装置，具备：目标值算出部，其基于设备的预定参数算出所述设备的控制输出的目标值；目标值修正部，其向抑制所述控制输出的过冲的方向修正所述目标值而算出修正目标值；以及反馈控制器，其以使得所述控制输出接近所述修正目标值的方式决定所述设备的控制输入，所述目标值修正部，在使所述控制输出变化至所述目标值的情况下，以使得所述目标值的修正量成为预定值以下的方式设定所述修正目标值，之后，以使得所述目标值的修正量变得比所述预定值大的方式变更所述修正目标值，之后，在所述控制输出达到所述目标值之前，以使得所述目标值的修正量成为所述预定值以下的方式变更所述修正目标值。(2)根据上述(1)所述的设备控制装置，所述目标值修正部，在使所述控制输出变化至所述目标值的情况下，在所述目标值与所述控制输出的当前值之差比第一基准值大时，以使得所述目标值的修正量成为所述预定值以下的方式设定所述修正目标值，在所述差达到了所述第一基准值时，以使得所述目标值的修正量变得比所述预定值大的方式变更所述修正目标值，在所述差达到了第二基准值时，以使得所述目标值的修正量成为所述预定值以下的方式变更所述修正目标值，所述第二基准值比所述第一基准值小。(3)根据上述(1)所述的设备控制装置，所述目标值修正部通过进行目标函数的最小值探索来算出所述修正目标值，所述目标函数构成为包括与所述目标值的修正量有关的项、和与关于所述设备的状态量的限制条件的满足度有关的项，并且，在所述目标值与所述控制输出的当前值之差相对较大的情况下，与所述差相对较小的情况相比，与所述目标值的修正量有关的项对所述目标函数的值的贡献度变大。(4)根据上述(3)所述的设备控制装置，与所述目标值的修正量有关的项是对所述目标值的修正量越大则变得越大的成分乘以所述差越大则变得越大的成分而得到的值。(5)根据上述(3)所述的设备控制装置，与所述限制条件的满足度有关的项是将所述限制条件的满足度越低则变得越大的成分除以所述差越大则变得越大的成分而得到的值。(6)根据上述(4)或(5)所述的设备控制装置，所述差越大则变得越大的成分是所述差的n次方，n大于零。(7)根据上述(6)所述的设备控制装置，所述设备为内燃机，n为4以上且6以下的值。专利技术的效果根据本专利技术，在使设备的控制输出接近目标值的情况下，能够在抑制控制输出的过冲的同时抑制控制输出的响应性的恶化。附图说明图1是示出第一实施方式涉及的设备控制装置的目标值追随控制构造的图。图2示出通过对图1的目标值追随控制构造进行等效变形而获得的前馈(feedforward)控制构造。图3是使控制输出变化至目标值的情况下的控制输出的目标值、修正目标值以及实际值的时间图。图4是示出第一实施方式中的目标值修正处理的控制例程的流程图。图5是示出第二实施方式涉及的设备控制装置的目标值追随控制构造的图。图6是使目标函数中的n的值发生了变化时的修正目标值的时间图。图7是大致示出在设备为内燃机的情况下使目标函数中的n的值发生了变化时的效果的程度的图。图8是使控制输出变化至目标值的情况下的控制输出的目标值、修正目标值以及实际值的时间图。图9是示出第二实施方式中的目标值修正处理的控制例程的流程图。附图标记说明2：目标值算出部；3：目标值修正部；5：反馈控制器；6：设备。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式详细地进行说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标注相同的参照编号。＜第一实施方式＞首先参照图1～图4对本专利技术的第一实施方式进行说明。＜设备控制装置的构成＞图1是示出第一实施方式涉及的设备控制装置的目标值追随控制构造的图。设备控制装置具备目标值算出部2、目标值修正部3、比较部4以及反馈控制器5。例如，电子控制单元(ECU)之类的微计算机作为设备控制装置发挥作用。在图1中由虚线包围的部分作为控制作为控制对象的设备6的输出的闭环系统10发挥作用。在设计好闭环系统10的情况下，通过对图1的目标值追随控制构造进行等效变形而获得图2的前馈控制构造。目标值算出部2基于外源输入d算出设备6的控制输出x的目标值r，并将目标值r向目标值修正部3输出。目标值算出部2例如构成为示出了外源输入d与目标值r的关系的目标值映射。外源输入d是设备6的预定参数。当将目标值r原样地向闭环系统10输入时，以使得控制输出x接近目标值r的方式进行反馈控制。在该情况下，虽然能够迅速使控制输出x接近目标值r，但控制输出x的过冲量会变大。因此，在本实施方式中，由目标值修正部3来修正目标值r。目标值修正部3向抑制控制输出x的过冲的方向修正目标值r而算出修正目标值w。比较部4从修正目标值w减去控制输出x而算出偏差e(＝w-x)，并将偏差e向反馈控制器5输入。修正目标值w通过目标值修正部3而向比较部4输入，控制输出x从被输入控制输入u和外源输入d的设备6输出。控制输出x由传感器等检测器检测或者使用计算式等来推定。反馈控制器5以使得控制输出x接近修正目标值w的方式决定控制输入u。即，反馈控制器5以使得偏差e接近零的方式决定控制输入u。在反馈控制器5中使用PI控制、PID控制等公知的控制。反馈控制器5将控制输入u向设备6输入。另外，作为状态反馈控制，将输出x向反馈控制器5输入。此外，也可以省略控制输出x向反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备控制装置，具备：目标值算出部，其基于设备的预定参数算出所述设备的控制输出的目标值；目标值修正部，其向抑制所述控制输出的过冲的方向修正所述目标值而算出修正目标值；以及反馈控制器，其以使得所述控制输出接近所述修正目标值的方式决定所述设备的控制输入，所述目标值修正部，在使所述控制输出变化至所述目标值的情况下，以使得所述目标值的修正量成为预定值以下的方式设定所述修正目标值，之后，以使得所述目标值的修正量变得比所述预定值大的方式变更所述修正目标值，之后，在所述控制输出达到所述目标值之前，以使得所述目标值的修正量成为所述预定值以下的方式变更所述修正目标值。

【技术特征摘要】
2018.03.15 JP 2018-0479901.一种设备控制装置，具备：目标值算出部，其基于设备的预定参数算出所述设备的控制输出的目标值；目标值修正部，其向抑制所述控制输出的过冲的方向修正所述目标值而算出修正目标值；以及反馈控制器，其以使得所述控制输出接近所述修正目标值的方式决定所述设备的控制输入，所述目标值修正部，在使所述控制输出变化至所述目标值的情况下，以使得所述目标值的修正量成为预定值以下的方式设定所述修正目标值，之后，以使得所述目标值的修正量变得比所述预定值大的方式变更所述修正目标值，之后，在所述控制输出达到所述目标值之前，以使得所述目标值的修正量成为所述预定值以下的方式变更所述修正目标值。2.根据权利要求1所述的设备控制装置，所述目标值修正部，在使所述控制输出变化至所述目标值的情况下，在所述目标值与所述控制输出的当前值之差比第一基准值大时，以使得所述目标值的修正量成为所述预定值以下的方式设定所述修正目标值，在所述差达到了所述第一基准值时，以使得所述目标值的修正量变得比所述预定值大的方式变更所述修正...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐野健，
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