多変数干渉プロセスにおけるPID制御系の高度化と知能化に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750520
• Research Institution: Okayama Prefectural University
• Principal Investigator: 山本 透 岡山県立大学, 情報工学部, 助教授 (10200825)
• Keywords: 多変数システム / PID制御 / セルフチューニング制御 / 非干渉化 / プロセス系 / ニューラルネットワーク / インテリジェント制御 / 離散時間系

Research Abstract

本研究では,多変数干渉プロセスにおけるPID制御系設計の高度化と知能化に関する研究として,まず,平成9年度に,多変数干渉プロセスに対するセルフチューニングPID制御系の設計について研究を行った.具体的には,干渉プロセスの非干渉化のために前置補償器を挿入し,制御対象と前置補償器により構成される拡大系に対して,PID制御系を設計する手法を提案した.その際,実装化が容易に行えるように,前置補償器は静的補償器とし,非干渉化されたそれぞれの入出力間にPID制御器を挿入する多重ループPID制御系を構成した.なお,前置補償器とPID制御器に含まれるパラメータは,システム同定の結果に基づいてオンライン調整されるものである.次に,平成10年度では,多変数干渉プロセスにおけるPID制御系設計の知能化に関する研究を行った.化学プロセスなどのプロセス制御系は,非線形性を有することが往々にして存在する.そこで,このような非線形性を考慮した非干渉化に重点をおき,先に述べた前置補償器の設計の部分に階層型ニューラルネットワークを導入し,その上でセルフチューニングPID制御系を設計する方法について考察した.また,これらの手法の有効性を,いくつかの数値例やプロセス制御系への適用を通して検証した.現在,実際の化学プロセスに対する本手法の実装化手法について検討しているところである.

Research Products

• [Publications] 山本透・兼田雅弘: "一般化最小分散制御則に基づくセルフチューニングPID制御器の一設計" システム制御情報学会論文誌. 11巻1号. 1-9 (1998)
• [Publications] 山本透・Sirish Shah: "多重ループ型セルフチューニングPID制御系の一設計" システム制御情報学会論文誌. 11巻4号. 163-172 (1998)
• [Publications] 山本透・沖俊任・兼田雅弘: "ニューラルネットワークを併用したセルフチューニングPID制御系の一設計" 計測自動制御学会論文集. 34巻・7号. 682-688 (1998)
• [Publications] Toru Yamamoto and Sirish Shah: "Design and Experimental Evaluation of a Multivariable Self-Tuning PID Controller" Proceedings of IEEE Conference on Control Applications. 1230-1234 (1998)
• [Publications] Shin-ichiro Takagi,Toru Yamamoto and Masahiro Kaneda: "A Design of Multivariable Neuro-Controllers with a PID Structure" Proceedings of International Conference on Control,Automation,Robotics and Vision. 296-300 (1998)
• [Publications] Toru Yamamoto,Yujiro Inoue and Masahiro Kaneda: "A Simple Pole-Assignment Scheme for Designing Multivariable Self-Tuning Controllers" IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Communications and Computer Science. E82巻・A-2号. 380-389 (1999)