[发明专利]预测值整形系统及其方法以及控制系统和控制方法

说明书

本发明提供通过预测值的整形来计算更高精度的控制值的预测值整形系统。计算用于对控制对象(12)进行控制的控制值(v)的预测调节器(20)具备：实绩值获得部(22)，其获得控制对象(12)的过去的目标值即实绩值(r(t‑1))；预测值获得部(21)，其获得预测控制对象(12)的目标值而得到的预测值(r^(t))；以及控制值计算部(23)，其通过将实绩值(r(t‑1))和预测值(r^(t))应用于预测值整形算法(G)修正预测值(r^(t))，来计算出用于对控制对象(12)进行控制的控制值(v(t))。预测值整形算法(G)使用控制对象(12)的控制模型(P)的参数。

关联的申请

本申请主张在2014年10月10日在日本国提交的专利申请号2014-209483的权利，并通过引用将该申请的内容纳入本申请。

技术领域

本发明涉及计算用于对控制对象进行控制的控制值的预测值整形系统和包含该预测值整形系统的控制系统、预测值整形方法和包含该预测值整形方法的控制方法、以及预测值整形程序。

背景技术

存在对被控制的对象(控制对象)使用控制器来进行前馈控制的前馈控制系统。在理想的前馈控制系统中，向系统赋予目标值作为用于对控制对象进行控制的控制值，并从控制对象输出与目标值相应的物理量。

图12是表示理想的前馈控制系统的构成的方框图。通过向包含控制器和控制对象的系统101的控制器赋予目标值r，控制器利用依照目标值r的驱动信号对控制对象进行驱动，从而从系统101得到与目标值r相应的输出y_r。

例如，对于发电系统，包含发电机及其控制器的发电系统成为系统101，构成上述的前馈控制系统。若作为目标值r向对发电机的发电量进行控制的控制器输入了电力需要量，则从发电机输出与电力需要大致相等的量的电力y_r。

在实际情况中，很多情况下，应向系统赋予的目标值(即，当前时间点需要的控制对象的输出量)是未知的，不得不将利用规定的预测模型预测目标值而得到的预测值赋予给系统。

例如，在上述的发电系统的情况下，不能准确地得到当前时间点的电力需要量(实际需要的电力量)，因此，需要向发电系统赋予利用规定的预测模型得到的预测值。

图13是表示利用预测值来进行控制的控制系统的构成的方框图。向系统102赋予利用规定的预测模型得到的预测值

数式1：

此外，下面将

数式2：也表示为“r^”。从系统102得到与该预测值r^相应的输出y_r^。

然而，在利用预测值进行控制的情况下，与预测误差(即，预测值与实际的目标值之差)相应地，也在控制对象的输出中产生误差。因此，已知有为了使预测误差的影响不影响系统的输出而设置了预测调节器(预测值整形器)的前馈控制系统，该预测调节器将过去的时间点的目标值(即，在过去的时间点实际需要的控制值)作为实绩值来利用，对要赋予给系统的预测值进行修正(整形)。在此，实绩值不是过去的输出值，而是实际需要的控制值，实绩值与输出值独立。

图14是表示设置了预测调节器的控制系统的构成的方框图。向预测调节器201，赋予预测值r^和过去的时间点的目标值(实绩值)r。预测调节器201基于这些预测值r^和实绩值r计算出控制值v，并向系统103输出。在系统103中，得到与控制值v相应的输出y_v。

例如，在上述的发电系统的情况下，能够在预测调节器201中，例如使用几分钟前的实绩值r(即，几分钟前实际需要的控制值)对将天气、气温等应用于预测模型而得到的电力需要量的预测值r^进行修正，并向系统103赋予。利用这样的前馈控制系统进行同时同量的控制。

现有技术文献

专利文献