特許 6280309 協調動作装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6280309

(24)【登録日】2018年1月26日

(45)【発行日】2018年2月14日

(54)【発明の名称】協調動作装置および方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 11/32 20060101AFI20180205BHJP

   F24F 3/044 20060101ALI20180205BHJP

   F24F 11/70 20180101ALI20180205BHJP

【ＦＩ】

   G05B11/32 C

   F24F3/044

   F24F11/02 102P

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-86285(P2013-86285)

(22)【出願日】2013年4月17日

(65)【公開番号】特開2014-211671(P2014-211671A)

(43)【公開日】2014年11月13日

【審査請求日】2016年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅人

(72)【発明者】

【氏名】三浦 眞由美

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２０６８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１２６５２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １１／００−１１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の主制御系に対応して設けられ、主制御の設定値と主制御の制御量を入力として制御演算により第１の操作量を算出する複数の第１の制御演算手段と、
主制御系毎に設けられ、対応する主制御系の前記第１の制御演算手段によって算出された第１の操作量を対応する主制御系のアクチュエータに出力する複数の第１の操作量出力手段と、
前記複数の第１の制御演算手段によって算出された複数の第１の操作量から同一個数もしくは異なる個数の操作量系変数を生成する変数生成手段と、
前記操作量系変数毎に設けられ、前記操作量系変数とこの操作量系変数の整定状態での望ましい値である平衡点を示す所定の操作量系設定値との差を算出して、所定の係数で正規化した第２の操作量を算出する複数の操作量算出手段と、
前記複数の操作量算出手段によって算出された複数の第２の操作量に対して加重演算を行なうことにより前記複数の第２の操作量を合成して第３の操作量を出力する合成手段と、
前記平衡点を維持するように操作するための１つの副制御系に対応して設けられ、前記合成手段から出力された第３の操作量を制御量入力として、制御演算により第４の操作量を算出する第２の制御演算手段と、
前記第２の制御演算手段によって算出された第４の操作量を副制御系のアクチュエータに出力する第２の操作量出力手段とを備え、
前記主制御系のアクチュエータは、セントラル空調システムにおいて給気風量を調整するダンパであり、
前記副制御系のアクチュエータは、セントラル空調システムにおいて給気温度を調整する空調機であり、
前記第１の操作量は給気風量であり、
前記第１の操作量の総和は総風量であり、
前記操作量系変数は、前記第１の操作量の少なくとも一部と、前記第１の操作量の総和とを含むことを特徴とする協調動作装置。

【請求項2】

請求項１記載の協調動作装置において、
さらに、前記複数の操作量算出手段によって算出された複数の第２の操作量を小さい順あるいは大きい順に並び替える整列手段を備え、
前記合成手段は、前記整列手段によって並び替えられた複数の第２の操作量に対して加重演算を行なうことにより前記複数の第２の操作量を合成することを特徴とする協調動作装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の協調動作装置において、
前記操作量系変数は、前記第１の操作量の少なくとも一部と、前記第１の操作量の総和とを含むことを特徴とする協調動作装置。

【請求項4】

請求項３記載の協調動作装置において、
前記操作量系変数は、さらに、前記第１の操作量の一部を合算した量を含むことを特徴とする協調動作装置。

【請求項5】

主制御の設定値と主制御の制御量を入力として制御演算により第１の操作量を主制御系毎に算出する第１の制御演算ステップと、
前記第１の制御演算ステップで算出した複数の第１の操作量をそれぞれ対応する主制御系のアクチュエータに出力する第１の操作量出力ステップと、
前記第１の制御演算ステップで算出した複数の第１の操作量から同一個数もしくは異なる個数の操作量系変数を生成する変数生成ステップと、
前記変数生成ステップで生成した操作量系変数とこの操作量系変数の整定状態での望ましい値である平衡点を示す所定の操作量系設定値との差を算出して、所定の係数で正規化した第２の操作量を操作量系変数毎に算出する操作量算出ステップと、
前記操作量算出ステップで算出した複数の第２の操作量に対して加重演算を行なうことにより前記複数の第２の操作量を合成して第３の操作量を得る合成ステップと、
前記合成ステップで得られた第３の操作量を制御量入力として、制御演算により第４の操作量を算出する第２の制御演算ステップと、
前記第２の制御演算ステップで算出した第４の操作量を、前記平衡点を維持するように操作するための１つの副制御系のアクチュエータに出力する第２の操作量出力ステップとを含み、
前記主制御系のアクチュエータは、セントラル空調システムにおいて給気風量を調整するダンパであり、
前記副制御系のアクチュエータは、セントラル空調システムにおいて給気温度を調整する空調機であり、
前記第１の操作量は給気風量であり、
前記第１の操作量の総和は総風量であり、
前記操作量系変数は、前記第１の操作量の少なくとも一部と、前記第１の操作量の総和とを含むことを特徴とする協調動作方法。

【請求項6】

請求項５記載の協調動作方法において、
さらに、前記操作量算出ステップで算出した複数の第２の操作量を小さい順あるいは大きい順に並び替える整列ステップを含み、
前記合成ステップは、前記整列ステップで並び替えた複数の第２の操作量に対して加重演算を行なうことにより前記複数の第２の操作量を合成することを特徴とする協調動作方法。

【請求項7】

請求項５または６記載の協調動作方法において、
前記操作量系変数は、前記第１の操作量の少なくとも一部と、前記第１の操作量の総和とを含むことを特徴とする協調動作方法。

【請求項8】

請求項７記載の協調動作方法において、
前記操作量系変数は、さらに、前記第１の操作量の一部を合算した量を含むことを特徴とする協調動作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御の主目的のための主制御系が複数系統であり、主制御の整定状態での望ましい操作量出力である平衡点を調整するための副制御系が１系統のみというマルチループ制御系において、省エネルギーを実現することができる協調動作装置および方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

温度や圧力などのプロセス量を制御するためのプロセス制御系において、例えば温度が制御対象であれば、ヒータと温度センサと温調計が１個ずつというように、１個の制御量ＰＶに対して１個のアクチュエータという組合せが基本になる。

【0003】

一方で、加熱アクチュエータ（ヒータ）と冷却アクチュエータ（冷却器）という２個のアクチュエータを協調動作させて、温度を制御する方法も提案されている（特許文献１参照）。図７は特許文献１に開示された制御装置を加熱処理炉の温度制御に適用した例を示す図、図８は特許文献１に開示された制御装置の構成を示すブロック図である。加熱処理炉１００では、ヒータ１０１で加熱、冷却器１０２で冷却した空気を循環させるようになっている。

【0004】

コントローラ１０４は、加熱処理炉１００内の温度センサ１０３によって計測された制御量（温度計測値）ＰＶ＿Ａと設定値ＳＰ＿Ａに基づいてＰＩＤ制御演算により加熱用の操作量ＭＶ＿Ａを算出する。コントローラ１０５は、設定値ＳＰ＿Ｂとしてコントローラ１０４の加熱用操作量ＭＶ＿Ａの望ましい値を採用し、制御量としてコントローラ１０４の加熱用操作量ＭＶ＿Ａを採用し、ＰＩＤ制御演算により冷却用の操作量ＭＶ＿Ｂを算出する。

【0005】

特許文献１に開示された技術によれば、単に温度を制御するだけではなく、加熱と冷却の相殺を低減してエネルギー効率を改善することができる。特許文献１に開示された技術の特徴は、エネルギー効率に影響を与える要因である、ヒータ出力と冷却器出力との平衡点に着眼し、ヒータ出力（操作量ＭＶ＿Ａ）を常時監視しながら調整する制御ループを付加したことである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３８０５９５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に開示された技術は、加熱１系統（１個の加熱アクチュエータ）に冷却１系統（１個の冷却アクチュエータ）の組合せを前提とする制御技術である。しかし、エネルギー効率に影響するアクチュエータは必ずしも２個とは限らない。例えば図９に示すように、加熱処理炉１００内に加熱したいゾーン１０６−１〜１０６−４が複数あって、ゾーン１０６−１〜１０６−４毎にヒータ１０１−１〜１０１−４が設けられ、さらに加熱処理炉１００内の空気を冷却する１個の冷却器１０２が設けられている場合、すなわち加熱複数系統に冷却１系統の組合せという場合もある。

【0008】

図９の構成は、加熱を目的とする通常制御の系統が複数あれば、複数の制御量（温度）を制御可能であるので、エネルギー効率を考慮しなければ、問題なく成り立つ構成である。また、この構成は、製造装置の製造コストの面で見れば、むしろ合理的な構成である。このように、制御の主目的のための主制御系が複数系統であり、主制御の整定状態での望ましい操作量出力である平衡点を調整するための副制御系が１系統のみという構成に対しては、特許文献１に開示された技術を適用することはできない。

【0009】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、主制御系が複数系統であり、主制御の整定状態での望ましい操作量出力である平衡点を調整するための副制御系が１系統のみというマルチループ制御系において、省エネルギーを実現することができる協調動作装置および方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の協調動作装置は、複数の主制御系に対応して設けられ、主制御の設定値と主制御の制御量を入力として制御演算により第１の操作量を算出する複数の第１の制御演算手段と、主制御系毎に設けられ、対応する主制御系の前記第１の制御演算手段によって算出された第１の操作量を対応する主制御系のアクチュエータに出力する複数の第１の操作量出力手段と、前記複数の第１の制御演算手段によって算出された複数の第１の操作量から同一個数もしくは異なる個数の操作量系変数を生成する変数生成手段と、前記操作量系変数毎に設けられ、前記操作量系変数とこの操作量系変数の整定状態での望ましい値である平衡点を示す所定の操作量系設定値との差を算出して、所定の係数で正規化した第２の操作量を算出する複数の操作量算出手段と、前記複数の操作量算出手段によって算出された複数の第２の操作量に対して加重演算を行なうことにより前記複数の第２の操作量を合成して第３の操作量を出力する合成手段と、前記平衡点を維持するように操作するための１つの副制御系に対応して設けられ、前記合成手段から出力された第３の操作量を制御量入力として、制御演算により第４の操作量を算出する第２の制御演算手段と、前記第２の制御演算手段によって算出された第４の操作量を副制御系のアクチュエータに出力する第２の操作量出力手段とを備え、前記主制御系のアクチュエータは、セントラル空調システムにおいて給気風量を調整するダンパであり、前記副制御系のアクチュエータは、セントラル空調システムにおいて給気温度を調整する空調機であり、前記第１の操作量は給気風量であり、前記第１の操作量の総和は総風量であり、前記操作量系変数は、前記第１の操作量の少なくとも一部と、前記第１の操作量の総和とを含むことを特徴とするものである。

【0011】

また、本発明の協調動作装置の１構成例は、さらに、前記複数の操作量算出手段によって算出された複数の第２の操作量を小さい順あるいは大きい順に並び替える整列手段を備え、前記合成手段は、前記整列手段によって並び替えられた複数の第２の操作量に対して加重演算を行なうことにより前記複数の第２の操作量を合成することを特徴とするものである。
また、本発明の協調動作装置の１構成例において、前記操作量系変数は、前記第１の操作量の少なくとも一部と、前記第１の操作量の総和とを含むものである。
また、本発明の協調動作装置の１構成例において、前記操作量系変数は、さらに、前記第１の操作量の一部を合算した量を含むものである。

【0012】

また、本発明の協調動作方法は、主制御の設定値と主制御の制御量を入力として制御演算により第１の操作量を主制御系毎に算出する第１の制御演算ステップと、前記第１の制御演算ステップで算出した複数の第１の操作量をそれぞれ対応する主制御系のアクチュエータに出力する第１の操作量出力ステップと、前記第１の制御演算ステップで算出した複数の第１の操作量から同一個数もしくは異なる個数の操作量系変数を生成する変数生成ステップと、前記変数生成ステップで生成した操作量系変数とこの操作量系変数の整定状態での望ましい値である平衡点を示す所定の操作量系設定値との差を算出して、所定の係数で正規化した第２の操作量を操作量系変数毎に算出する操作量算出ステップと、前記操作量算出ステップで算出した複数の第２の操作量に対して加重演算を行なうことにより前記複数の第２の操作量を合成して第３の操作量を得る合成ステップと、前記合成ステップで得られた第３の操作量を制御量入力として、制御演算により第４の操作量を算出する第２の制御演算ステップと、前記第２の制御演算ステップで算出した第４の操作量を、前記平衡点を維持するように操作するための１つの副制御系のアクチュエータに出力する第２の操作量出力ステップとを含み、前記主制御系のアクチュエータは、セントラル空調システムにおいて給気風量を調整するダンパであり、前記副制御系のアクチュエータは、セントラル空調システムにおいて給気温度を調整する空調機であり、前記第１の操作量は給気風量であり、前記第１の操作量の総和は総風量であり、前記操作量系変数は、前記第１の操作量の少なくとも一部と、前記第１の操作量の総和とを含むことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、第１の制御演算手段によって算出された複数の第１の操作量から操作量に係わる調整対象の変数である操作量系変数を生成し、操作量系変数と望ましい平衡点を示す操作量系設定値との差を正規化した値である第２の操作量を算出することにより、各平衡点の差異を正規化し、第２の操作量を合成して、合成後の第３の操作量に基づいて第４の操作量を算出して副制御系のアクチュエータに出力することにより、平衡点を望ましい値に調整することができる。したがって、操作量系変数の一部として、各主制御系の第１の操作量を設定すれば、主制御系が複数系統であり、副制御系が１系統のみというマルチループ制御系において、省エネルギーを実現することができる。同時に、操作量系変数の一部として、第１の操作量の総和である総操作量を設定すれば、総操作量も含めた平衡点調整を実現することができ、各主制御系の望ましい操作量出力である第１の平衡点とは別に、総操作量のような第２の平衡点が存在するシステムに本発明を適用することができる。また、本発明では、各主制御系の望ましい操作量出力である第１の平衡点が共通しているものに限らず、これら第１の平衡点が異なるマルチループ制御系にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の参考例に係る協調動作装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の参考例に係る制御系のブロック線図である。

【図3】本発明の参考例に係る協調動作装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】本発明の実施の形態に係るセントラル空調システムの構成を示すブロック図である。

【図5】先願の協調動作装置の動作例を示す図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る協調動作装置の動作例を示す図である。

【図7】従来の制御装置を加熱処理炉の温度制御に適用した例を示す図である。

【図8】従来の制御装置の構成を示すブロック図である。

【図9】加熱複数系統、冷却１系統の組合せを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［発明の原理］
複数の主制御系において、それらの調整されるべき平衡点が共通しているとは限らない対象を想定して、まず複数の主制御系における平衡点の差を整理し、次に平衡点の差を整理する処理で得られた整理操作量をセレクタにより合成し、その後に特許文献１に開示された処理（操作量の調整）を適用することを、基本原理とする。この基本原理によれば、複数の主制御系における平衡点の差のみを最前段での整理の対象とすることで、全体の演算量が必要以上に増えないようにすることができる。基本原理によれば、平衡点条件の優先度の高い整理操作量を選択するセレクタを備えることで、安定した主制御系からの実質的な操作量である整理操作量の選択方法・組合せ方法を決定する操作になるので、扱いやすい。そして、優先度の高いものに対応できるのであれば、実用価値の高いマルチループ制御系適用方法になる。

【0016】

発明者は、以上のような基本原理に基づき、主制御系が複数系統であり、主制御の整定状態での望ましい操作量出力である平衡点を調整するための副制御系が１系統のみというマルチループ制御系において、省エネルギーを実現することができる協調動作装置および方法を提案した（特願２０１３−０２０１２９）。特願２０１３−０２０１２９において協調動作装置の適用例として説明したセントラル空調システムでは、複数のゾーンの室内温度制御のための主制御系である複数の給気風量制御系と、複数の主制御系の平衡点を調整するための副制御系である給気温度制御系とを有しており、各主制御系の操作量（給気風量）と望ましい平衡点を示す操作量設定値との差である整理操作量を主制御系毎に算出することにより、各主制御系における平衡点の差を整理し、整理操作量をセレクタで合成して、合成後の操作量に対して特許文献１に開示された処理を適用することで、平衡点を望ましい値に調整するようにしている。

【0017】

特願２０１３−０２０１２９で提案した協調動作装置では、複数の主制御系のみがマルチ化の対象である。つまり、平衡点の差を整理する程度で済むような同質の主制御系のみを扱うことを、設計上の前提としている。
しかしながら、セントラル空調システムでは、給気風量の制約は個別の主制御系のみとは限らず、さらなる多様化対応が求められている。例えば、各主制御系の操作量（給気風量）をそれぞれ個別に望ましい値に調整するだけでなく、各主制御系の操作量とは別の平衡点、具体的には各主制御系の個々の操作量（給気風量）の総和である総操作量（総風量）を望ましい値に調整することが求められている。

【0018】

このように、各主制御系の望ましい操作量出力である平衡点とは別に、総操作量のような平衡点が存在するシステムに対しては、特願２０１３−０２０１２９で提案した協調動作装置を適用することはできない。
本発明では、このようなシステムに適用可能な協調動作装置および方法を実現するため、上記のセレクタに総操作量（総風量）も取り込むことで、総操作量（総風量）も含めた平衡点調整ができるようにする。

【0019】

ただし、特願２０１３−０２０１２９で提案した協調動作装置では、平衡点の差を整理する程度で済むもののみを扱うことができる。総操作量（総風量）の望ましい値である第２の平衡点（総風量設定値）は、各主制御系の操作量（給気風量）の望ましい値である第１の平衡点（風量設定値）の数倍の数値になるはずであるので、単純に第２の平衡点と第１の平衡点の差を整理するだけでは、総風量設定値と風量設定値をセレクタでほぼ公平に扱っているとは言い難い状態になる。

【0020】

そこで、発明者は、総操作量のとり得る数値範囲を操作量のとり得る数値範囲に合わせるために、総操作量に関する数値を倍率変換することに想到した。この倍率変換には、総操作量設定値（総風量設定値）を利用してもよいし、任意の係数を利用してもよい。なお、より汎用的で扱いが簡易な構成としては、操作量に係わる全ての調整対象の数値について対応する設定値との差を算出した後に、その差を設定値で除算して正規化することが好ましい。

【0021】

［参考例］
以下、本発明の参考例について図面を参照して説明する。本参考例は、より汎用的で扱いが簡易な構成として実現する例である。図１は本参考例に係る制御装置である協調動作装置の構成を示すブロック図、図２は本参考例に係る制御系のブロック線図である。協調動作装置は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の主制御部１−１〜１−ｎと、操作量拡張部２と、操作量拡張部２が生成するｍ（ｍは２以上の整数）個の変数毎に設けられたｍ個の正規化部３−１〜３−ｍと、セレクタ４と、操作量調整制御部５とから構成される。

【0022】

各主制御部１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、それぞれ設定値ＳＰ＿Ａｉを入力する設定値入力部１０−ｉと、制御量ＰＶ＿Ａｉを入力する制御量入力部１１−ｉと、設定値ＳＰ＿Ａｉと制御量ＰＶ＿Ａｉに基づいて操作量ＭＶ＿Ａｉ（第１の操作量）を算出する制御演算部１２−ｉ（第１の制御演算手段）と、操作量ＭＶ＿Ａｉを対応する主制御系のアクチュエータに出力する操作量出力部１３−ｉ（第１の操作量出力手段）とを備えている。

【0023】

操作量拡張部２は、主制御部１−ｉ毎に設けられた操作量取得部２０−ｉと、操作量ＭＶ＿Ａｉからｍ個の操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊ（ｊ＝１〜ｍ）を生成する操作量系変数生成部２１（変数生成手段）と、操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊを出力する操作量系出力部２２−ｊとを備えている。

【0024】

各正規化部３−ｊ（ｊ＝１〜ｍ）は、それぞれ操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊの整定状態での望ましい値である平衡点を示す操作量系設定値ＳＰ＿Ｃｊを入力する操作量系設定値入力部３０−ｊと、操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊを取得する操作量系変数取得部３１−ｊと、操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊと操作量系設定値ＳＰ＿Ｃｊとの差を算出して、さらに操作量系設定値ＳＰ＿Ｃｊなどの係数で正規化した正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊ（第２の操作量）を算出する正規化操作量算出部３２−ｊ（操作量算出手段）と、正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを出力する正規化操作量出力部３３−ｊとを備えている。

【0025】

セレクタ４は、正規化部３−ｊ毎に設けられた正規化操作量取得部４０−ｊと、ｍ個の正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを小さい順あるいは大きい順に並び替える整列部４１と、整列部４１によって並び替えられた正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊに対して加重演算を行なうことにより正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを合成する合成部４２と、合成部４２による合成操作量ＭＶ＿ＣＳ（第３の操作量）を出力する合成操作量出力部４３とを備えている。

【0026】

操作量調整制御部５は、所定の操作量設定値ＳＰ＿ＢＳ＝０を入力する操作量設定値入力部５０と、セレクタ４から出力された合成操作量ＭＶ＿ＣＳを取得する合成操作量取得部５１と、合成操作量ＭＶ＿ＣＳに基づいて調整操作量ＭＶ＿ＢＳ（第４の操作量）を算出する調整制御演算部５２（第２の制御演算手段）と、調整制御演算部５２による調整操作量ＭＶ＿ＢＳを副制御系のアクチュエータに出力する調整操作量出力部５３（第２の操作量出力手段）とを備えている。

【0027】

図２はｎ＝４、ｍ＝４の場合の制御系の構成を示している。図２における６−１〜６−４は主制御系のアクチュエータ、７は副制御系のアクチュエータ、８−１〜８−４は制御対象である。主制御部１−１とアクチュエータ６−１と制御対象８−１とが第１の主制御系を構成し、主制御部１−２とアクチュエータ６−２と制御対象８−２とが第２の主制御系を構成し、主制御部１−３とアクチュエータ６−３と制御対象８−３とが第３の主制御系を構成し、主制御部１−４とアクチュエータ６−４と制御対象８−４とが第４の主制御系を構成している。また、操作量調整制御部５とアクチュエータ７とが副制御系を構成している。

【0028】

以下、本参考例の協調動作装置の動作を図３を参照して説明する。各主制御部１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の設定値ＳＰ＿Ａｉは、オペレータなどによって設定され、設定値入力部１０−ｉを介して制御演算部１２−ｉに入力される（図３ステップＳ１００）。
各主制御部１−ｉの制御量ＰＶ＿Ａｉは、センサなどによって計測され、制御量入力部１１−ｉを介して制御演算部１２−ｉに入力される（図３ステップＳ１０１）。

【0029】

各主制御部１−ｉの制御演算部１２−ｉは、設定値ＳＰ＿Ａｉと制御量ＰＶ＿Ａｉに基づいて、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶ＿Ａｉを算出する（図３ステップＳ１０２）。
ＭＶ＿Ａｉ＝（１００／ＰＢ＿Ａｉ）｛１＋（１／ＴＩ＿Ａｉｓ）＋ＴＤ＿Ａｉｓ｝
×（ＳＰ＿Ａｉ−ＰＶ＿Ａｉ） ・・・（１）
式（１）において、ＰＢ＿Ａｉは比例帯、ＴＩ＿Ａｉは積分時間、ＴＤ＿Ａｉは微分時間、ｓはラプラス演算子である。

【0030】

各主制御部１−ｉの操作量出力部１３−ｉは、制御演算部１２−ｉによって算出された操作量ＭＶ＿Ａｉを対応する主制御系のアクチュエータ６−ｉに出力する（図３ステップＳ１０３）。設定値入力部１０−ｉと制御量入力部１１−ｉと制御演算部１２−ｉと操作量出力部１３−ｉとは主制御部１−ｉ毎に設けられているので、ステップＳ１００〜Ｓ１０３の処理は主制御部１−ｉ毎に個別に実施されることになる。

【0031】

次に、操作量拡張部２の操作量取得部２０−ｉは、それぞれ対応する主制御部１−ｉの操作量出力部１３−ｉから操作量ＭＶ＿Ａｉを取得する（図３ステップＳ１０４）。
操作量系変数生成部２１は、操作量に係わる調整対象の変数である操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊ（ｊ＝１〜ｍ）を生成する（図３ステップＳ１０５）。操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊとしては、例えば操作量ＭＶ＿Ａｉがある。また、別の操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊとしては、操作量ＭＶ＿Ａｉの総和である総操作量ＭＶ＿Ｃｍがある。

【0032】

【数1】

【0033】

さらに、別の操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊとしては、一部の操作量ＭＶ＿Ａｉの加算量がある。
各操作量系出力部２２−ｊは、それぞれ操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊを出力する（図３ステップＳ１０６）。

【0034】

次に、操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊの調整されるべき平衡点を示す操作量系設定値ＳＰ＿Ｃｊ（ｊ＝１〜ｍ）は、オペレータなどによって設定され、各正規化部３−ｊの操作量系設定値入力部３０−ｊを介して正規化操作量算出部３２−ｊに入力される（図３ステップＳ１０７）。
各正規化部３−ｊの操作量系変数取得部３１−ｊは、操作量拡張部２のそれぞれ対応する操作量系出力部２２−ｊから操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊを取得する（図３ステップＳ１０８）。

【0035】

各正規化部３−ｊの正規化操作量算出部３２−ｊは、それぞれ操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊとこれに対応する操作量系設定値ＳＰ＿Ｃｊとの差を操作量系設定値ＳＰ＿Ｃｊなどの係数で正規化した値を、正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊとして算出する（図３ステップＳ１０９）。
ＭＶ＿Ｃｅｊ＝（ＭＶ＿Ｃｊ−ＳＰ＿Ｃｊ）／ＳＰ＿Ｃｊ ・・・（３）

【0036】

各正規化操作量算出部３２−ｊは、ｍ個の平衡点の差異を正規化することを目的として設けられたものである。正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊは、各主制御部１−ｉが出力した操作量ＭＶ＿Ａｉから生成された操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊと操作量系設定値ＳＰ＿Ｃｊが示す平衡点との差を正規化したものであり、実質的に制御偏差に類似の数量である。

【0037】

ただし、正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊは、式（３）の算出式に限られる数量ではなく、式（４）に示すように任意の係数Ｙｊによって正規したものでもよいし、式（５）に示すように任意の係数Ｚｊによって正規したものでもよい。
ＭＶ＿Ｃｅｊ＝（ＭＶ＿Ｃｊ−ＳＰ＿Ｃｊ）Ｙｊ ・・・（４）
ＭＶ＿Ｃｅｊ＝（ＭＶ＿Ｃｊ−ＳＰ＿Ｃｊ）／Ｚｊ ・・・（５）

【0038】

各正規化部３−ｊの正規化操作量出力部３３−ｊは、正規化操作量算出部３２−ｊによって算出された正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊをセレクタ４に出力する（図３ステップＳ１１０）。操作量系設定値入力部３０−ｊと操作量系変数取得部３１−ｊと正規化操作量算出部３２−ｊと正規化操作量出力部３３−ｊとは正規化部３−ｊ毎に設けられているので、図３のステップＳ１０７〜Ｓ１１０の処理は正規化部３−ｊ毎に個別に実施されることになる。

【0039】

次に、セレクタ４の各正規化操作量取得部４０−ｊは、それぞれ対応する正規化部３−ｊの正規化操作量出力部３３−ｊから正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを取得する（図３ステップＳ１１１）。
整列部４１は、正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを小さい順あるいは大きい順に並び替えて、並び替え後の正規化操作量ＭＶ＿ＣＸｋ（ｋ＝１〜ｍ）を得る（図３ステップＳ１１２）。

【0040】

合成部４２は、整列部４１により並び替えられた正規化操作量ＭＶ＿ＣＸｋに対して次式のような加重演算（加重平均演算）を行ない、合成操作量ＭＶ＿ＣＳを得る（図３ステップＳ１１３）。これにより、合成部４２は、実質的に正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを選択的に合成する。

【0041】

【数2】

【0042】

式（６）において、αｋは予め定められた加重であり、加重αｋ（ｊ＝１〜ｍ）の合計は１．０である。例えば、整列部４１が正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを小さい順に並び替えたとして、最も小さい正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅ１に対応する加重α１を１．０、その他の正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅ２〜ＭＶ＿Ｃｅｍに対応する加重α２〜αｍを０とすれば、合成部４２は最小値選択部として機能する。また、整列部４１が正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを大きい順に並び替えたとして、最も大きい正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅ１に対応する加重α１を１．０、その他の正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅ２〜ＭＶ＿Ｃｅｍに対応する加重α２〜αｍを０とすれば、合成部４２は最大値選択部として機能する。
合成操作量出力部４３は、合成部４２によって算出された合成操作量ＭＶ＿ＣＳを操作量調整制御部５に出力する（図３ステップＳ１１４）。

【0043】

次に、操作量調整制御部５の操作量設定値入力部５０は、所定の操作量設定値ＳＰ＿ＢＳ＝０を調整制御演算部５２に入力する（図３ステップＳ１１５）。
合成操作量取得部５１は、セレクタ４から合成操作量ＭＶ＿ＣＳを取得する（図３ステップＳ１１６）。

【0044】

周知のとおり、ＰＩＤ制御演算は、設定値から制御量を引いた制御偏差が０になるように操作量を算出する演算である。後述する調整制御演算部５２でのＰＩＤ制御演算では、合成操作量ＭＶ＿ＣＳを制御量として扱う。ここで、本参考例では、式（３）〜式（５）に示したように正規化操作量算出部３２−ｊにおいて操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊと操作量系設定値ＳＰ＿Ｃｊとの差を正規化した正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊを算出しており、この正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅｊが合成部４２で合成されて、合成操作量ＭＶ＿ＣＳとして調整制御演算部５２に入力されるようになっている。上記のとおり調整制御演算部５２でのＰＩＤ制御演算では、合成操作量ＭＶ＿ＣＳを制御量として扱うが、合成操作量ＭＶ＿ＣＳは制御偏差に類似の数量として算出されているので、合成操作量ＭＶ＿ＣＳに対応する操作量設定値を改めて与える必要はない。したがって、操作量設定値入力部５０が入力する操作量設定値ＳＰ＿ＢＳは常に０に設定されている。

【0045】

調整制御演算部５２は、操作量設定値ＳＰ＿ＢＳ＝０と合成操作量ＭＶ＿ＣＳに基づいて、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行って調整操作量ＭＶ＿ＢＳを算出する（図３ステップＳ１１７）。
ＭＶ＿ＢＳ＝（１００／ＰＢ＿Ｂ）｛１＋（１／ＴＩ＿Ｂｓ）＋ＴＤ＿Ｂｓ｝
×（０−ＭＶ＿ＣＳ） ・・・（７）
式（７）において、ＰＢ＿Ｂは比例帯、ＴＩ＿Ｂは積分時間、ＴＤ＿Ｂは微分時間、ｓはラプラス演算子である。上記のとおり、制御偏差の演算部分は、操作量設定値ＳＰ＿ＢＳ＝０と合成操作量ＭＶ＿ＣＳとの差（０−ＭＶ＿ＣＳ）となっている。

【0046】

調整操作量出力部５３は、調整制御演算部５２によって算出された調整操作量ＭＶ＿ＢＳを対応する副制御系のアクチュエータ７に出力する（図３ステップＳ１１８）。
以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１１８の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図３ステップＳ１１９においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。

【0047】

以上のように、本参考例では、主制御部１−１〜１−ｎによって算出された操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａｎから操作量に係わる調整対象の変数である操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃｍを生成し、操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃｍと望ましい平衡点を示す操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ１〜ＳＰ＿Ｃｍとの差を正規化した値である正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅ１〜ＭＶ＿Ｃｅｍを算出することにより、各平衡点の差異を正規化し、正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅ１〜ＭＶ＿Ｃｅｍを合成して、合成操作量ＭＶ＿ＣＳに基づいて調整操作量ＭＶ＿ＢＳを算出して副制御系のアクチュエータに出力することにより、平衡点を望ましい値に調整することができる。したがって、操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃｍの一部として、各主制御系の操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａｎを設定すれば、主制御系が複数系統であり、副制御系が１系統のみというマルチループ制御系において、省エネルギーを実現することができる。

【0048】

同時に、本参考例では、操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃｍの一部として、各主制御系の操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａｎの総和である総操作量を設定すれば、総操作量も含めた平衡点調整を実現することができ、各主制御系の望ましい操作量出力である第１の平衡点とは別に、総操作量のような第２の平衡点が存在するシステムに本発明を適用することができる。また、本参考例では、各主制御系の望ましい操作量出力である第１の平衡点が共通しているものに限らず、これら第１の平衡点が異なるマルチループ制御系にも適用することができる。

【0049】

［実施の形態］
次に、本発明の実施の形態について説明する。図４は本実施の形態に係るセントラル空調システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、ｎ＝４個の主制御系である給気風量制御系と１個の副制御系である給気温度制御系とで構成されるセントラル空調システムに参考例の協調動作装置を適用した例を示すものである。部屋４００には、温度制御したいゾーン４０５−１〜４０５−４が４個あり、ゾーン４０５−１〜４０５−４毎に給気ダンパ４０２−１〜４０２−４（主制御系の給気風量アクチュエータ）が設けられている。空調機４０１は、副制御系の給気温度アクチュエータを構成している。

【0050】

主制御部１−１〜１−４は、各ゾーン４０５−１〜４０５−４に対して給気風量による室内温度制御を行なう。本実施の形態の主制御部１−１〜１−４の構成および動作（図３ステップＳ１００〜Ｓ１０３）は、参考例においてｎ＝４とした場合に相当するので、詳細な説明は省略する。室内温度の設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４は、建物管理者や室内居住者などによって設定され、各主制御部１−１〜１−４の設定値入力部１０−１〜１０−４を介して制御演算部１２−１〜１２−４に入力される。各ゾーン４０５−１〜４０５−４の温度ＰＶ＿Ａ１〜ＰＶ＿Ａ４（制御量）は、温度センサ４０３−１〜４０３−４によって個別に計測され、各主制御部１−１〜１−４の制御量入力部１１−１〜１１−４を介して制御演算部１２−１〜１２−４に入力される。４ゾーン共通の空調機４０１は、冷房の場合は指定された温度に給気を冷却し、暖房の場合は指定された温度に給気を加熱する。以下では、冷房の場合についてのみ説明する。

【0051】

空調機４０１から送り出された給気は、ダクト４０６を通って吹出口４０７−１〜４０７−４から各ゾーン４０５−１〜４０５−４に供給される。給気温度は、給気温度センサ４０４によって計測される。給気ダンパ４０２−１〜４０２−４は、主制御部１−１〜１−４から出力される操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４に応じて、各ゾーン４０５−１〜４０５−４に供給される給気の風量を調節する。空調機４０１は、操作量調整制御部５から出力される調整操作量ＭＶ＿ＢＳに応じて、空調機内部の熱交換機を流れる熱媒の量を調節することにより、給気温度を調節する。部屋４００から戻される還気は、ダクト４０８および還気ダンパ４０９を通り、取入口４１０から導入された外気と混合されて空調機４０１に戻される。

【0052】

本実施の形態の操作量拡張部２の構成および動作（図３ステップＳ１０４〜Ｓ１０６）は、参考例においてｎ＝４、ｍ＝５とした場合に相当する。各主制御系での制御可能な最低必要な操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）が、操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ１〜ＳＰ＿Ｃ４に対応する操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃ４、すなわち調整対象の第１の平衡点になる。操作量拡張部２の操作量系変数生成部２１は、次式のように操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃ４を生成する（図３ステップＳ１０５）。
ＭＶ＿Ｃ１＝ＭＶ＿Ａ１ ・・・（８）
ＭＶ＿Ｃ２＝ＭＶ＿Ａ２ ・・・（９）
ＭＶ＿Ｃ３＝ＭＶ＿Ａ３ ・・・（１０）
ＭＶ＿Ｃ４＝ＭＶ＿Ａ４ ・・・（１１）

【0053】

操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ１〜ＳＰ＿Ｃ４は、例えばＳＰ＿Ｃ１＝１０ｍ³／ｍｉｎ．、ＳＰ＿Ｃ２＝１１ｍ³／ｍｉｎ．、ＳＰ＿Ｃ３＝１２ｍ³／ｍｉｎ．、ＳＰ＿Ｃ４＝１３ｍ³／ｍｉｎ．である。本実施の形態の例では、主制御系の操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）は、各主制御系の第１の平衡点の差を整理する程度で済むような同質のものとなる。操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ１〜ＳＰ＿Ｃ４は、エネルギー効率と各ゾーンの風量の最低必要量等を考慮して予め決定されるが、操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ１〜ＳＰ＿Ｃ４を決定する代表的な理由は、各ゾーンに広く給気が循環して冷暖房の効果を得ることである。

【0054】

一方、各主制御系の操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）の合計である総操作量（総風量）が、操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ５に対応する操作量系変数ＭＶ＿Ｃ５、すなわち調整対象の第２の平衡点になる。操作量拡張部２の操作量系変数生成部２１は、次式のように操作量系変数ＭＶ＿Ｃ５を生成する（図３ステップＳ１０５）。
ＭＶ＿Ｃ５＝ＭＶ＿Ａ１＋ＭＶ＿Ａ２＋ＭＶ＿Ａ３＋ＭＶ＿Ａ４ ・・・（１２）

【0055】

操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ５は例えば５０ｍ³／ｍｉｎ．である。したがって、総操作量（総風量）は、他の主制御系の操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）と比較した場合に、第１の平衡点と第２の平衡点の差を整理する程度で済むような同質のものではない。操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ５は、換気の都合などにより予め決定されるが、操作量系設定値ＳＰ＿Ｃ５を決定する代表的な理由は、部屋４００全体の二酸化炭素濃度が高くならないように換気することである。したがって、単純にＳＰ＿Ｃ１＋ＳＰ＿Ｃ２＋ＳＰ＿Ｃ３＋ＳＰ＿Ｃ４＝ＳＰ＿Ｃ５になるとは限らない。

【0056】

本実施の形態の正規化部３−１〜３−４の構成および動作（図３ステップＳ１０７〜Ｓ１１０）は、参考例においてｍ＝５とした場合に相当するので、説明は省略する。

【0057】

本実施の形態のセレクタ４の構成および動作（図３ステップＳ１１１〜Ｓ１１４）は、参考例においてｍ＝５とした場合に相当する。４個の主制御系の中で、最も不利な制御状態にあるものは、操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４が最小値を示すものである。よって、セレクタ４は、最小値選択部として機能すればよい。言うまでもなく、セレクタ４には、総操作量（総風量）を正規化した正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅ５も入力されるので、操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４を正規化した正規化操作量ＭＶ＿Ｃｅ１〜ＭＶ＿Ｃｅ４よりもＭＶ＿Ｃｅ５が小さい場合には、ＭＶ＿Ｃｅ５が選択される。

【0058】

操作量調整制御部５の構成および動作（図３ステップＳ１１５〜Ｓ１１８）は、参考例と同じである。操作量調整制御部５によって算出された調整操作量ＭＶ＿ＢＳは、副制御系のアクチュエータである空調機４０１に出力される。主制御系の操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４を増加させるためには調整操作量ＭＶ＿ＢＳである給気温度を上昇させる必要があり、逆に主制御系の操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４を減少させるためには調整操作量ＭＶ＿ＢＳである給気温度を下降させる必要がある。一般的には、風量を少なくすれば、搬送動力を小さくすることができるので、省エネルギーに繋がることが知られている。

【0059】

次に、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に本実施の形態の効果を示すシミュレーション結果を示す。ここでは、主制御系の数をｎ＝４、操作量系変数の数をｍ＝５とし、ゾーン４０５−１〜４０５−４の温度ＰＶ＿Ａ１〜ＰＶ＿Ａ４を２８℃から２６℃へ降下させ、さらに２６℃から２５℃へ降下させた場合の数値をシミュレーションにより求めた。

【0060】

図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は特願２０１３−０２０１２９で提案した協調動作装置の動作を示している。特願２０１３−０２０１２９で提案した協調動作装置は、本実施の形態の協調動作装置から操作量拡張部２と正規化部３−１〜３−５とを削除し、主制御部１−１〜１−４とセレクタ４との間に、操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４と操作量設定値（平衡点）との差である整理操作量を主制御系毎に算出する平衡点差整理部を設け、セレクタ４において４個の整理操作量を合成する構成に相当する。

【0061】

図５（Ａ）は１００秒において室内温度設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４＝２６℃のステップ入力が加わり、さらに１０００秒において室内温度設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４＝２５℃のステップ入力が加わったときの温度ＰＶ＿Ａ１〜ＰＶ＿Ａ４（制御量）の変化を示し、図５（Ｂ）はこれらのステップ入力時に主制御部１−１〜１−４から出力される操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）の変化を示し、図５（Ｃ）は総操作量ＭＶ＿Ｔ（総風量）を示している。

【0062】

特願２０１３−０２０１２９で提案した協調動作装置では、結果的に操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）の最低必要量１０ｍ³／ｍｉｎ．を維持することのみ行なわれる。室内温度設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４＝２６℃の時刻１０００秒までは、整定状態での総操作量ＭＶ＿Ｔ（総風量）がぎりぎりで５０ｍ³／ｍｉｎ．を超えている。一方、１０００秒以降の室内温度設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４＝２５℃の状態では、各主制御系の操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）の最低必要量１０ｍ³／ｍｉｎ．を維持することで全体的に風量が減少し、整定状態での総操作量ＭＶ＿Ｔ（総風量）が５０ｍ³／ｍｉｎ．未満になる。このように、特願２０１３−０２０１２９で提案した協調動作装置では、総操作量ＭＶ＿Ｔ（総風量）の調整を考慮していないため、総操作量ＭＶ＿Ｔを望ましい値に維持することができない。

【0063】

図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は本実施の形態の協調動作装置の動作を示しており、図６（Ａ）は１００秒において室内温度設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４＝２６℃のステップ入力が加わり、さらに１０００秒において室内温度設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４＝２５℃のステップ入力が加わったときの温度ＰＶ＿Ａ１〜ＰＶ＿Ａ４（制御量）の変化を示し、図６（Ｂ）はこれらのステップ入力時に主制御部１−１〜１−４から出力される操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）の変化を示し、図６（Ｃ）は操作量系変数ＭＶ＿Ｃ５（総風量）を示している。

【0064】

本実施の形態の協調動作装置では、総操作量を含む操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃ５の最低必要量を維持することが行なわれる。室内温度設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４＝２６℃の時刻１０００秒までは、整定状態での操作量系変数ＭＶ＿Ｃ５（総風量）がぎりぎりで５０ｍ³／ｍｉｎ．を超えるので、結果的に操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃ４（給気風量）の最低必要量１０ｍ³／ｍｉｎ．を維持する平衡点調整の動作になっている。一方、１０００秒以降の室内温度設定値ＳＰ＿Ａ１〜ＳＰ＿Ａ４＝２５℃の状態では、操作量系変数ＭＶ＿Ｃ１〜ＭＶ＿Ｃ４（給気風量）の最低必要量１０ｍ³／ｍｉｎ．を維持することで全体的に風量が減少するので、整定状態での操作量系変数ＭＶ＿Ｃ５（総風量）の最低必要量５０ｍ³／ｍｉｎ．を維持する平衡点調整の動作になっている。

【0065】

なお、本実施の形態では、操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊとして、操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）と、操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４の合計である総操作量（総風量）のみを採用したが、これに限るものではなく、操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊとして、例えば下記のような操作量ＭＶ＿Ａ１〜ＭＶ＿Ａ４（給気風量）の部分的加算量を追加することもできる。
ＭＶ＿Ｃ６＝ＭＶ＿Ａ１＋ＭＶ＿Ａ２ ・・・（１３）
ＭＶ＿Ｃ７＝ＭＶ＿Ａ３＋ＭＶ＿Ａ４ ・・・（１４）

【0066】

このような部分的加算量は、セントラル空調システムの例で言えば、中規模レベルの個別エリアの最低風量を確保しながら室温制御を行ないたい場合などに適用できる。この場合、個々の操作量ＭＶ＿Ａ１，ＭＶ＿Ａ２などが操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊに含まれなくてもよい。すなわち、操作量系変数ＭＶ＿Ｃｊは、全て任意のものが選定可能である。

【0067】

なお、本実施の形態では、セントラル空調システムを例に挙げて説明したが、原理的には各主制御系の操作量とは別の平衡点を扱うような制御系であれば、空調に限らず本発明を適用可能である。

【0068】

参考例および実施の形態で説明した協調動作装置は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って参考例および実施の形態で説明した処理を実行する。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、マルチループ制御系に適用することができる。特に、本発明は、複数の主制御系において、それらの調整されるべき平衡点が共通しているとは限らないものを対象とする。

【符号の説明】

【0070】

１−１〜１−ｎ…主制御部、２…操作量拡張部、３−１〜３−ｍ…正規化部、４…セレクタ、５…操作量調整制御部、１０−１〜１０−ｎ…設定値入力部、１１−１〜１１−ｎ…制御量入力部、１２−１〜１２−ｎ…制御演算部、１３−１〜１３−ｎ…操作量出力部、２０−１〜２０−ｎ…操作量取得部、２１…操作量系変数生成部、２２−１〜２２−ｍ…操作量系出力部、３０−１〜３０−ｍ…操作量系設定値入力部、３１−１〜３１−ｍ…操作量系変数取得部、３２−１〜３２−ｍ…正規化操作量算出部、３３−１〜３３−ｍ…正規化操作量出力部、４０−１〜４０−ｍ…正規化操作量取得部、４１…整列部、４２…合成部、４３…合成操作量出力部、５０…操作量設定値入力部、５１…合成操作量取得部、５２…調整制御演算部、５３…調整操作量出力部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】