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移動体等の制御装置及び方法

国内特許コード P09A014787
掲載日 2009年11月13日
出願番号 特願2006-219025
公開番号 特開2008-046693
登録番号 特許第4543179号
出願日 平成18年8月10日(2006.8.10)
公開日 平成20年2月28日(2008.2.28)
登録日 平成22年7月9日(2010.7.9)
発明者
  • 山川 烈
  • 前野 仁
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 移動体等の制御装置及び方法
発明の概要

【課題】外乱状況によらず制御内容の評価を適正に行い、以って適切に制御パラメータを最適化する。
【解決手段】挙動検出部50により判断される所定挙動の時間範囲毎に、基準制御パラメータ記憶部70から読み出される基準制御パラメータに所定の変更を加え、変更が加わった基準制御パラメータに従って制御対象に関する制御量を制御する。特徴ベクトル算出部52は、各時間範囲内の制御量に基づいて、該時間範囲における制御の特徴を示す特徴ベクトルPを算出する。そして、算出される特徴ベクトルに基づいて、特徴ベクトルデータベース58の記憶内容を更新する。また、特徴ベクトル抽出部56は、算出される特徴ベクトルPとの類似度に基づいて、特徴ベクトルデータベース58に記憶される特徴ベクトルのうち1つである特徴ベクトルPwinを選出する。そして、それら特徴ベクトルが特徴を示す制御の評価値E,Ewinに基づいて制御の改善量ΔEを算出し、該改善量ΔEに応じて基準制御パラメータKを更新する。
【選択図】図4

従来技術、競合技術の概要


下記特許文献1には、船舶のヨーイング(船首揺)の時間範囲を判定するとともに、時間範囲毎にPID制御の制御パラメータKP,KI,KDに一時的変更を加えて使用し、船舶を設定方位に進行させるよう舵機を制御する制御方法が開示されている。この方法では、時間範囲毎に制御の良し悪しを評価し、直前の時間範囲よりも制御が改善しているか否かによって、制御パラメータを更新している。すなわち、下記特許文献1では、試行錯誤により制御パラメータを最適化する方法が開示されている。

【特許文献1】特許第3683890号公報(図9及び図10参照)

産業上の利用分野


本発明は制御装置及び方法に関し、特に試行錯誤により制御パラメータを最適化する制御装置及び方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
制御対象に関する制御量を制御する制御装置であって、
制御量を順次取得する制御量取得手段と、
前記制御量取得手段により取得される制御量に基づいて、該制御量が所定条件を満たすタイミングを始期及び終期とする時間範囲を順次判断する時間範囲判断手段と、
基準制御パラメータを記憶する基準制御パラメータ記憶手段と、
前記時間範囲判断手段により判断される時間範囲毎に、前記基準制御パラメータ記憶手段から読み出される基準制御パラメータに所定の変更を加え、変更が加わった基準制御パラメータに従って前記制御対象に関する制御量を制御する制御手段と、
前記時間範囲判断手段により順次判断される時間範囲において前記制御量取得手段により取得される制御量に基づいて、該時間範囲における制御の特徴を示す特徴ベクトルを順次算出する現在特徴ベクトル算出手段と、
複数の特徴ベクトルを記憶する特徴ベクトル記憶手段と
記特徴ベクトル記憶手段記憶される複数の特徴ベクトルのうち、前記現在特徴ベクトル算出手段により順次算出される特徴ベクトルと最も類似する特徴ベクトルを、該算出される特徴ベクトルに近づけるように順次更新する特徴ベクトル更新手段と、
前記現在特徴ベクトル算出手段により算出される特徴ベクトルとの類似度に基づいて、前記特徴ベクトル記憶手段に記憶される特徴ベクトルのうち1以上を選出するとともに、該選出される特徴ベクトルに応じた特徴ベクトルを取得する過去特徴ベクトル取得手段と、
前記過去特徴ベクトル取得手段により取得される特徴ベクトルに基づいて、該特徴ベクトルにより特徴が示される制御の評価値を算出する過去制御評価値算出手段と、
前記現在特徴ベクトル算出手段により算出される特徴ベクトルに基づいて、該特徴ベクトルにより特徴が示される制御の評価値を算出する現在評価値算出手段と、
前記過去評価値算出手段及び現在評価値算出手段により算出される評価値の差に基づいて、評価値の改善量を算出する評価値改善量算出手段と、
前記評価値改善量算出手段により算出される改善量に応じて、前記基準制御パラメータ記憶手段に記憶される基準制御パラメータに対して前記所定の変更に応じた変更を加えることによって、該基準制御パラメータを更新する基準制御パラメータ更新手段と、を含み、
前記制御手段は、前記基準制御パラメータ記憶手段から読み出される基準制御パラメータに所定値を加える変更及び該所定値を減じる変更を加え、それら変更が加わった基準制御パラメータに従って前記制御対象に関する制御量を制御し、
前記基準制御パラメータ更新手段は、前記所定値を加える変更及び該所定値を減じる変更を加えた場合における前記評価値改善量算出手段により算出される改善量の差に応じて、前記基準制御パラメータ記憶手段に記憶される基準制御パラメータに対して、前記所定値に応じた値を加える変更又は該値を減じる変更を加えることにより、該基準制御パラメータを更新する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項2】
請求項1に記載の制御装置において、
前記時間範囲判断手段は、前記制御量取得手段により取得される制御量に基づいて、該制御量が極値をとるタイミング、変曲するタイミング、所定値に一致するタイミングのうちいずれかを始期及び終期とする時間範囲を順次判断する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の制御装置において、
前記制御対象は移動体であり、
前記制御量はその進行方向であり、
前記制御手段は前記移動体に備えられた操舵装置を制御する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項4】
制御対象に関する制御量を制御する制御方法であって、
制御量を順次取得する制御量取得ステップと、
前記制御量取得ステップで取得される制御量に基づいて、該制御量が所定条件を満たすタイミングを始期及び終期とする時間範囲を順次判断する時間範囲判断ステップと、
前記時間範囲判断手段により判断される時間範囲毎に、基準制御パラメータ記憶手段から読み出される基準制御パラメータに所定の変更を加え、変更が加わった基準制御パラメータに従って前記制御対象に関する制御量を制御する制御ステップと、
前記時間範囲判断ステップで順次判断される時間範囲において前記制御量取得ステップで取得される制御量に基づいて、該時間範囲における制御の特徴を示す特徴ベクトルを順次算出する現在特徴ベクトル算出ステップと
徴ベクトル記憶手段に記憶される複数の特徴ベクトルのうち、前記現在特徴ベクトル算出手段により順次算出される特徴ベクトルと最も類似する特徴ベクトルを、該算出される特徴ベクトルに近づけるように順次更新する更新ステップと、
前記現在特徴ベクトル算出ステップで算出される特徴ベクトルに基づいて、前記特徴ベクトル記憶手段に記憶される特徴ベクトルのうち1以上を選出するとともに、該選出される特徴ベクトルに応じて特徴ベクトルを取得する過去特徴ベクトル取得ステップと、
前記過去特徴ベクトル取得ステップで取得される特徴ベクトルに基づいて、該特徴ベクトルにより特徴が示される制御の評価値を算出する過去制御評価値算出ステップと、
前記現在特徴ベクトル算出ステップで算出される特徴ベクトルに基づいて、該特徴ベクトルにより特徴が示される制御の評価値を算出する現在評価値算出ステップと、
前記過去評価値算出ステップ及び現在評価値算出ステップで算出される評価値の差に基づいて、評価値の改善量を算出する評価値改善量算出ステップと、
前記評価値改善量算出ステップで算出される改善量に応じて、前記基準制御パラメータ記憶手段に記憶される基準制御パラメータに対して前記所定の変更に応じた変更を加えることによって、該基準制御パラメータを更新する基準制御パラメータ更新ステップと、を含み、
前記制御ステップでは、前記基準制御パラメータ記憶手段から読み出される基準制御パラメータに所定値を加える変更及び該所定値を減じる変更を加え、それら変更が加わった基準制御パラメータに従って前記制御対象に関する制御量を制御し、
前記基準制御パラメータ更新ステップでは、前記所定値を加える変更及び該所定値を減じる変更を加えた場合における前記評価値改善量算出ステップで算出される改善量の差に応じて、前記基準制御パラメータ記憶手段に記憶される基準制御パラメータに対して、前記所定値に応じた値を加える変更又は該値を減じる変更を加えることにより、該基準制御パラメータを更新する、
ことを特徴とする制御方法。
産業区分
  • 制御調整
  • 船舶
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006219025thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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