Conceptual design of multiple parallel switching controller

並列動作する複数のモジュール間の切り替えによる制御方式の概念設計

Ugolini, D.; 吉川 信治 ; 小澤 健二

Ugolini, D.; Yoshikawa, Shinji; Ozawa, Kenji

本報では、並列動作する複数のモジュール間の切り替えによる(MPS:Multiple Parallel Switching)制御システムの概念設計と試験的モデルの開発について述べる。非線形で動的な系をより広い条件範囲、より高い精度で制御するための新たな制御方式がいくつか提案されている。しかし、他の手法よりも常に優れた性能を示す独自の制御器を設計することは不可能であり、多くの場合、動作条件や制御対象となる動的な系の固有の性質や挙動によって、制御器の得失は変わる。最良の制御を連続して行うために複数の制御動作を結合したいという工学上の要求から、MPSの開発が始められた。MPS制御システムは、それ自身単独で機能しうる制御モジュールを複数有し、これらを並列に動作させ、この中から、人工知能(AI)技術に基づいて動的な選択を行うものである。選択機構は各制御モジュールの出力を分析し、その中から最も望ましい制御を達成する信号を選択する。MPS制御システムの特徴として、信頼性の低下したモジュールを切り離してもなお制御動作を継続できる点が挙げられる。MPS制御システムの成立性と性能を実証するために、高速増殖炉の蒸発器のオンライン制御のシミュレーションを行った。

This report discusses the conceptual design and the development of a preliminary model of a multiple parallel switching (MPS) controller. The introduction of several advanced controllers has widened and improved the control capability of nonlinear dynamical systems. However, it is not possible to uniquely define a controller that always outperforms the others, and, in many situations, the controller providing the best control action depends on the operating conditions and on the intrinsic properties and behavior of the controlled dynamical system. The desire to combine the control action of several controllers with the purpose to continuously attain the best control action has motivated the development of the MPS controller. The MPS controller consists of a number of single controllers acting in parallel and of an artificial intelligence (AI) based selecting mechanism. The AI selecting mechanism analyzes the output of each controller and implements the one providing the best control performance. An inherent property of the MPS controller is the possibility to discard unreliable controllers while still being able to perform the control action. To demonstrate the feasibility and the capability of the MPS controller the simulation of the on-line operation control of a fast breeder reactor (FBR) evaporator is presented.