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公開番号2025126758
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024023160
出願日2024-02-19
発明の名称管理装置、管理方法、及び制御システム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G05B 23/02 20060101AFI20250822BHJP(制御;調整)
要約【課題】制御対象の制御に用いられる情報を適切に生成する管理装置、管理方法、及び制御システムを提供する。
【解決手段】管理装置10は、制御対象が所定の操作量で操作された場合の状態遷移の確率である状態遷移確率に基づいて、制御対象がとり得る複数の状態から、目標状態の候補である目標候補状態に至る際のそれぞれの操作量の評価値を算出する制御特性推定部14dと、評価値に基づいて、制御対象のそれぞれの状態での最適操作量を制御則として決定する制御則決定部14eと、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
制御対象が所定の操作量で操作された場合の状態遷移の確率である状態遷移確率に基づいて、前記制御対象がとり得る複数の状態から、目標状態の候補である目標候補状態に至る際のそれぞれの操作量の評価値を算出する制御特性推定部と、
前記評価値に基づいて、前記制御対象のそれぞれの状態での最適操作量を制御則として決定する制御則決定部と、を備える管理装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記評価値は、前記制御対象が所定の状態から前記目標候補状態に至る際の期待値であること
を特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項３】
前記制御則決定部は、所定の操作量が選択される際の報酬を含む報酬関数と、前記評価値と、に基づいて、前記制御則を決定すること
を特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項４】
前記報酬関数が変更された場合、前記制御則決定部は、変更後の前記報酬関数に基づいて前記制御則を更新する処理を前記制御対象の運転中に行うこと
を特徴とする請求項３に記載の管理装置。
【請求項５】
前記制御対象の運転中、当該制御対象のセンサの検出値を含む情報に基づいて、当該制御対象の実際の状態を特定し、当該状態から前記目標状態に至る際の前記最適操作量を前記制御則から特定して、当該最適操作量を前記制御対象に出力する機器制御部を備えること
を特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項６】
前記制御対象がとり得る複数の状態と、それぞれの前記状態からの遷移先状態と、前記制御対象の操作量と、の組合せに前記状態遷移確率を対応付けた行列である状態遷移確率行列を表示装置に表示させる出力制御部を備えること
を特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項７】
前記制御対象がとり得る複数の状態と、複数の目標状態と、の組合せに対応付けて、前記評価値を表示装置に表示させる出力制御部を備えること
を特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項８】
前記制御対象がとり得る複数の状態と、複数の目標状態と、の組合せに対応付けて、前記最適操作量を表示装置に表示させる出力制御部を備えること
を特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項９】
前記出力制御部は、前記最適操作量で前記制御対象が操作された場合に前記状態遷移確率の最も高い状態を当該最適操作量に対応付けて前記表示装置に表示させること
を特徴とする請求項８に記載の管理装置。
【請求項１０】
前記制御対象がとり得る複数の状態と、それぞれの前記状態での最適操作量と、の対応関係を前記制御則として表示装置に表示させる出力制御部を備えること
を特徴とする請求項１に記載の管理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、管理装置、管理方法、及び制御システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
制御対象のモデル予測制御に関して、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。すなわち、特許文献１には、「対象物体の将来の状態を計算により予測する方法の性能を向上するための方法であって、・・・観測された実際の状態と前記予測結果（２０）とを比較することにより前記予測の品質を評価する」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－２１２８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、制御対象（対象物体）の挙動を模擬するモデルに基づいて制御対象の将来状態を予測し、予測した将来状態から最適な制御方法を計算するようにしているが、制御対象を適切に制御する上で改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、制御対象の制御に用いられる情報を適切に生成する管理装置、管理方法、及び制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するために、本開示に係る管理装置は、制御対象が所定の操作量で操作された場合の状態遷移の確率である状態遷移確率に基づいて、前記制御対象がとり得る複数の状態から、目標状態の候補である目標候補状態に至る際のそれぞれの操作量の評価値を算出する制御特性推定部と、前記評価値に基づいて、前記制御対象のそれぞれの状態での最適操作量を制御則として決定する制御則決定部と、を備えることとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制御対象の制御に用いられる情報を適切に生成する管理装置、管理方法、及び制御システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る管理装置を含む制御システムの構成図である。
実施形態に係る管理装置のハードウェア構成の例を示す図である。
実施形態に係る管理装置の制御対象であるプラントの具体例を示す説明図である。
実施形態に係る管理装置において、図３の例におけるプラントの蒸気温度の変化を示す説明図である。
実施形態に係る管理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
実施形態に係る管理装置における状態遷移確率行列の説明図である。
実施形態に係る管理装置における制御特性行列の説明図である。
実施形態に係る管理装置における制御則の説明図である。
実施形態に係る管理装置におけるプラントの状態定義に関する説明図である。
実施形態に係る管理装置における操作量と弁開度調整量との間の対応関係を示す説明図である。
実施形態に係る管理装置における制御特性の推定に関するフローチャートである。
実施形態に係る管理装置における制御特性の推定に関するフローチャートである。
実施形態に係る管理装置における制御則の算出に関するフローチャートである。
実施形態に係る管理装置における報酬関数に関する説明図である。
実施形態に係る管理装置において制御特性行列と報酬関数のベクトルとの積の計算結果である行列の説明図である。
実施形態に係る管理装置において、各状態の評価値の最大値と最適操作量との対応関係を示す説明図である。
実施形態に係る管理装置の処理に関する表示画面例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
≪実施形態≫
以下では、一例として、管理装置１０（図１参照）の管理対象（制御対象）が所定のプラント２０（図１参照）である場合について説明する。このようなプラント２０として、例えば、発電プラントや化学プラントの他、石油精製プラントや製鉄プラント、食品プラント、製薬プラント、水処理プラントといったものが挙げられる。なお、管理装置１０（図１参照）の管理対象（制御対象）はプラントに限定されず、ロボットや車両、船舶、航空機といったものであってもよい。
【００１０】
＜制御システムの構成＞
図１は、実施形態に係る管理装置１０を含む制御システム１００の構成図である。
図１に示す制御システム１００は、管理装置１０によってプラント２０の機器を制御するシステムである。図１に示すように、制御システム１００は、管理装置１０と、センサ３０と、入力装置４０と、表示装置５０と、クラウド６０と、を含み、これらが有線又は無線で所定に接続された構成になっている。以下では、管理装置１０の制御対象であるプラント２０の他、センサ３０や入力装置４０や表示装置５０等について簡単に説明した後、管理装置１０について詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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