发明名称 工厂之控制系统
摘要 本发明揭示一种工厂之控制系统,该控制系统包括一控制器,其根据由模型化工厂所得之受控物件模型而控制该工厂,并使用工厂之输入及输出将该受控物件模型模型化,其中工厂之输入及输出之周期以长于该控制器之控制周期之周期间距而加以取样。
申请公布号 TW591354 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW092100593 申请日期 2003.01.13
申请人 本田技研工业股份有限公司 发明人 安井 裕司;岩城 喜久;桥本 英史
分类号 G05B15/00 主分类号 G05B15/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种工厂之控制系统,其包括一控制器,用以根据模型化该工厂所得之受控物件模型而控制该工厂;使用该工厂之一输入又一输出而模型化该受控物件模型,该工厂之输入及输出以长于该控制器控制周期(T1)之第一周期(T2)间距加以取样,其中该控制器在控制周期之间距执行该工厂之控制处理。2.如申请专利范围第1项之控制系统,其中该控制器执行一回馈控制,计算该工厂之输入以使该工厂之输出符合一目标値,该控制器可指定该工厂之输出与目标値之间一偏离之阻尼特性。3.如申请专利范围第2项之控制系统,其中该控制器系一可变模式控制器。4.如申请专利范围第3项之控制系统,其中该可变模式控制器计算一交换函数値,其定义该工厂之输出与目标値之间偏离之一线性函数,而用以计算该交换函数値之偏离之取样时间间距长于该控制器之控制周期。5.如申请专利范围第4项之控制系统,其中用以计算该交换函数値之偏离之取样时间间距等于第一周期。6.如申请专利范围第1项之控制系统,尚包括识别构件用以辨识受控物件模型之至少一模型参数,其中该控制器使用由该识别构件所辨识之至少一模型参数计算该工厂之输入,及该识别构件在一第二周期间距辨识至少一模型参数,该第二周期间距长于该控制器之控制周期。7.如申请专利范围第6项之控制系统,其中该识别构件执行该至少一识别模型参数之移动平均处理,该控制器并使用该至少一识别移动平均模型参数。8.如申请专利范围第1项之控制系统,其中该工厂包括一内燃机引擎之节流阀及一节流阀启动装置,其具有启动构件用以启动该节流阀,该控制器并计算一参数,用以决定施至该节流阀启动装置之一控制输入,以使该节流阀之开口符合一目标开口。9.一种工厂之控制方法,其包括以下步骤:a)使用该工厂在一第一周期(T2)之间距取样之输入及输出模型化该工厂,以得到该工厂之受控物件模型;及b)在一控制周期(T1)之间距根据受控物件模型执行该工厂之控制处理,控制周期(T1)短于第一周期。10.如申请专利范围第9项之控制方法,其中执行一回馈控制,计算该工厂之输入以使该工厂之输出符合一目标値;并可指定出该工厂之输出与目标値之间偏离之阻尼特性。11.如申请专利范围第10项之控制方法,其中回馈控制系一可变模式控制。12.如申请专利范围第11项之控制方法,其中计算一交换函数値,其定义为该工厂之输出与目标値之间偏离之线性函数。13.如申请专利范围第12项之控制方法,其中偏离之取样时间间距等于第一周期,该偏离之取样时间间距系用以计算交换函数値。14.如申请专利范围第9项之控制方法,尚包括辨识受控物件模型之至少一模型参数之步骤,其中使用至少一识别模型参数以计算该工厂之输入,并在一第二周期之间距辨识至少一模型参数,第二周期长于该控制器之控制周期。15.如申请专利范围第14项之控制方法,其中执行至少一识别模型参数之移动平均处理,并于控制该工厂时使用该至少一识别移动平均模型参数。16.如申请专利范围第9项之控制方法,其中该工厂包括一内燃机引擎之节流阀又一节流阀启动装置,其具有一启动器用以启动该节流阀,并计算一施至该节流阀启动装置用以决定一控制输入之参数,以使该节流阀之开口符合一目标开口。图式简单说明:图1根据本发明第一实例,以示意图说明一节流阀启动装置,及该节流阀启动装置之控制系统;图2以函数方块图说明图1所示电子控制单元(ECU)所实作之函数;图3以图说明对应至一交换函数设定参数(VPOLE)値的可变模式控制器的控制特性;图4以图说明用以设定该可变模式控制器的控制增益(F,G)的范围;图5A及5B以图描述一模型参数的漂移;图6A及6B以图描述在一识别错误(ide)上低通滤波生效的处理;图7以图描述一控制目标的输出的频率组成;图8以图描述与控制目标的输出的改变率相较之下使用短取样周期的取样处理;图9以图描述设定取样频率的方式;图10A及10B以图说明一控制偏离(e(k))的阻尼特性;图11以图说明代表一节流阀开口偏离(DTH)如何变化的波形;图12以图说明代表一交换函数値()如何变化的波形,该波形对应至图11所示波形;图13A,13B及13C以图描述设定可变模式控制器的控制增益(F,G)的方法;图14A及14B以时序图描述控制增益(F,G)突然改变时所引发之问题;图15A至15C以时序图描述使用一第二周期(T2)作为控制周期的情形;图16A至16D以时序图描述在一第二周期(T2)计算模型参数并将一控制周期设定成一第一周期(T1)的情形;图17以时序图描述模型参数的移动平均计算;图18以时序图描述由一适应定律输入(Uadp)收歛一稳定偏离的方式;图19A及19B以时序图描述一非线性输入(Un1);图20以图说明用以计算一非线性输入增益(Kn1)的表格;图21以时序图描述一颜色筛选信号値(Fwave)中的变化;图22以图说明一控制目标的谐振频率(fr)与强迫式振动输入的频率(fwave)间的关系;图23A至23C以时序图描述一识别错误(ide)的减少,该识别错误由一强迫式振动输入(Uwave)所提供;图24A至24B以时序图描述该节流阀开口偏离量(DTH)的过激及其改良方式;图25A至25B以图说明用以设定一阻尼控制增益的基本値(Kdampbs)及校正系数(Kkdamp)的表格;图26A及26B以图描述模型参数(a1",a2")的限制处理;图27以图描述设定参考模型参数(a1base,a2base,b1base)的方法;图28A至28C以时序图描述设定一参考模型参数(b1base)的习用方法所产生的问题;图29A至29C根据本发明,以时序图描述设定一参考模型参数(b1base)的方法;图30以流程图说明一节流阀开口控制处理;图31以流程图说明在图30所示处理中所执行的设定状态变数处理;图32以流程图说明在图30所示处理中所执行的识别模型参数处理;图33以流程图说明在图32所示处理中所执行的计算一识别错误(ide)处理;图34以流程图说明在图30所示处理中所执行的第一限制处理;图35以流程图说明在图34所示处理中所执行的模型参数(a1",a2")的限制处理;图36以图描述图35中所示处理;图37以流程图说明在图34所示处理中所执行的模型参数(b1")的限制处理;图38以流程图说明在图34所示处理中所执行的模型参数(c1")的限制处理;图39以流程图说明在图30所示处理中所执行的第二限制处理;图40以流程图说明在图30所示处理中所执行的计算一控制输入(Us1)的处理;图41以流程图说明在图40所示处理中所执行的计算一交换函数値()的处理;图42以流程图说明在图41所示处理中所执行的计算一交换函数设定参数(VPOLE)的处理;图43以图说明在图42所示处理中执行所用的表格;图44以流程图说明计算一到达定律输入(Urch)的处理,其在图40所示处理中执行;图45以流程图说明计算一适应定律输入(Uadp)的处理,其在图40所示处理中执行;图46以流程图说明计算一非线定输入(Un1)的处理,其在图40所示处理中执行;图47以流程图说明计算一强迫式振动输入(Uwave)的处理,其在图40所示处理中执行;图48以图说明在图47所示处理中执行所用的表格;图49以流程图说明计算一阻尼输入(Udamp)的处理其在图40所示处理中执行;图50以流程图说明决定可变模式控制器的稳定性的处理,其在图30所示处理中执行;图51根据本发明第二实例,以示意图说明一液压定位装置;及图52以方块图说明一控制系统,其包括图51所示液压定位装置。
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