2023-131136 ２層フィードバック制御システム及び関連する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023131136

(43)【公開日】2023-09-21

(54)【発明の名称】２層フィードバック制御システム及び関連する方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 13/02 20060101AFI20230913BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

G05B13/02 A

H02M3/155 P

【審査請求】有

【請求項の数】25

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023034150

(22)【出願日】2023-03-07

(31)【優先権主張番号】63/269,041

(32)【優先日】2022-03-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/048,852

(32)【優先日】2022-10-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/435,214

(32)【優先日】2022-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/177,765

(32)【優先日】2023-03-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】521287935

【氏名又は名称】エクスメムス ラブズ，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ジェム ユエ リヤーン

(72)【発明者】

【氏名】張 傑堯

(72)【発明者】

【氏名】シイ‐シュヨン チェン

【テーマコード（参考）】

5H004

5H730

【Ｆターム（参考）】

5H004GA14

5H004HA14

5H004HB14

5H004KB01

5H004KC31

5H004KC39

5H004KD61

5H004LA12

5H730AS01

5H730AS04

5H730AS05

5H730BB13

5H730BB14

5H730BB57

5H730DD16

5H730EE13

5H730EE59

5H730FD01

5H730FG05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】さまざまな動作条件下で一貫した結果を生み出すことができるフィードバック制御システム、及び方法を提供する。
【解決手段】本発明は、フィードバック制御システムを開示する。フィードバック制御システムは、制御信号に従って出力を生成するように構成されているプラントと、入力信号と測定された出力信号との間の第１差分を生成するように構成されている第１合計ブロックと、第１差分が第１閾値未満に減少するように、又は第１閾値未満であるように、制御信号を生成するように構成されている第１コントローラとを備えている。第１コントローラは、テーブルを記憶するように構成されているメモリを含み、テーブルは、複数の動作条件に対応する複数の伝達関数の情報を含む。第１コントローラは、プラントが動作する動作条件を決定し、動作条件に対応する伝達関数を利用して、伝達関数と第１差分とに従って制御信号を生成することを選択する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御信号に従って出力を生成するように構成されているプラントと、
入力信号と測定された出力信号との間の第１差分を生成するように構成されている第１合計ブロックと、
前記第１差分が第１閾値未満に減少するように、又は前記第１閾値未満であるように、前記制御信号を生成するように構成されている第１コントローラとを備え、
前記第１コントローラは、テーブルを記憶するように構成されているメモリを含み、前記テーブルは、複数の動作条件に対応する複数の伝達関数の情報を含み、
前記第１コントローラは、前記プラントが動作する動作条件を決定し、前記動作条件に対応する伝達関数を利用して、前記伝達関数と前記第１差分とに従って前記制御信号を生成することを選択する、フィードバック制御システム。

【請求項2】

前記第１コントローラは、前記入力信号又は測定された前記出力信号に従って前記動作条件を決定する、請求項１記載のフィードバック制御システム。

【請求項3】

前記テーブルは、複数の行を有する２次元アレイを含み、
複数の前記行は、前記複数の動作条件に対応する複数の離散化された伝達関数を表す、請求項１記載のフィードバック制御システム。

【請求項4】

前記第１コントローラは、前記入力信号又は測定された前記出力信号に従って、前記テーブルの行インデックスを決定する、請求項１記載のフィードバック制御システム。

【請求項5】

前記第１コントローラは、前記第１差分に従って、前記テーブルの列インデックスを決定する、請求項１記載のフィードバック制御システム。

【請求項6】

さらに、
前記メモリに結合されている第２コントローラと、
前記第２コントローラに結合され、第２差分を生成するように構成されている第２合計ブロックとを備え、
前記第２コントローラは、前記第２差分に従って、前記テーブルに含まれる前記情報を更新するように構成され、その結果、前記第２差分は、第２閾値未満に減少し、又は前記第２閾値未満である、請求項１記載のフィードバック制御システム。

【請求項7】

前記プラントが第１動作条件で動作すると前記第１コントローラが決定した場合に、前記第２合計ブロックは、前記第１動作条件に対応する意図された量を受領し、
前記第２合計ブロックは、前記意図された量と、前記第１動作条件に対応する実際の量との間の前記第２差分を生成し、
前記第２コントローラは、前記第２差分に従って、前記第１動作条件に対応する第１情報を更新し、その結果、前記第１動作条件に対応する前記第２差分は、前記第２閾値未満に減少し、又は前記第２閾値未満である、請求項６記載のフィードバック制御システム。

【請求項8】

前記第１コントローラは、前記プラントに対して前記第１動作条件に対応する第１制御信号を生成し、前記プラントは、前記第１制御信号に従って第１出力を動作させて生成し、
前記第２合計ブロックは、前記第１出力に従って前記第１動作条件に対応する前記実際の量を取得する、請求項７記載のフィードバック制御システム。

【請求項9】

フィードバック制御システムは、センサを備え、
前記センサは、前記第１出力に従って第１の測定された出力信号を生成し、
フィードバック制御システムは、サブ回路を備え、前記サブ回路は、前記センサに結合され、前記第１の測定された出力信号に従って前記第１動作条件に対応する前記実際の量を生成するように構成されている、請求項８記載のフィードバック制御システム。

【請求項10】

フィードバック制御システムは、アクチュエータを駆動するように構成されている、請求項１記載のフィードバック制御システム。

【請求項11】

前記プラントは、負荷に対してＤＣ－ＤＣ（直流から直流へ）動作を実行するように構成されているスイッチング回路を含み、
前記ＤＣ－ＤＣ動作は、充電動作又は放電動作である、請求項１記載のフィードバック制御システム。

【請求項12】

前記プラントはさらに、前記スイッチング回路を制御するために、ＰＷＭ信号を生成するように構成されているパルス幅変調（ＰＷＭ）信号発生器を含む、請求項１１記載のフィードバック制御システム。

【請求項13】

前記第１コントローラは、前記ＰＷＭ信号発生器に対して前記制御信号としてパルス幅制御コード（ＰＷＣＣ）を生成し、その結果、前記ＰＷＭ信号発生器によって発生された前記ＰＷＭ信号は、前記ＰＷＣＣに対応するパルス幅を有する、請求項１２記載のフィードバック制御システム。

【請求項14】

前記テーブルは、２次元（２Ｄ）アレイを含み、前記２次元アレイのエントリは、パルス幅制御コードである、請求項１２記載のフィードバック制御システム。

【請求項15】

フィードバック制御システムは、測定された前記出力信号としてフィードバック信号を生成するように構成されているアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を含み、
前記第１コントローラは、前記入力信号、又は前記ＡＤＣによって生成された前記フィードバック信号に従って、動作サイクルについて行インデックスを決定する、請求項１２記載のフィードバック制御システム。

【請求項16】

前記第１合計ブロックは、前記ＡＤＣに結合され、前記第１合計ブロックは、前記入力信号と、前記ＡＤＣによって生成された前記フィードバック信号との間の前記第１差分を生成するように構成され、
前記第１コントローラは、前記入力信号と前記フィードバック信号との間の前記第１差分に従って、前記動作サイクルについて列インデックスを決定する、請求項１５記載のフィードバック制御システム。

【請求項17】

さらに、
前記メモリに結合されている第２コントローラと、
前記ＡＤＣに結合され、第２差分を生成するように構成されている第２合計ブロックとを備え、
前記第２コントローラは、前記第２差分に従って、前記テーブルに記憶されたパルス幅制御コード（ＰＷＣＣ）を更新し、その結果、前記第２差分は、第２閾値未満に減少し、又は前記第２閾値未満である、請求項１２記載のフィードバック制御システム。

【請求項18】

前記第１コントローラが、動作サイクルについて前記テーブルのテーブルアドレスから元のＰＷＣＣをフェッチした場合に、前記第２合計ブロックは、動作サイクルに対応する前記負荷の意図された電圧差を受領し、
前記第２合計ブロックは、前記意図された電圧差と、前記テーブルアドレスに対応する実際の電圧差との間の前記第２差分を生成し、
前記第２コントローラは、前記第２差分に従って、更新されたＰＷＣＣを生成し、その結果、前記テーブルアドレスに対応する前記第２差分は、前記第２閾値未満に減少し、又は前記第２閾値未満であり、
更新された前記ＰＷＣＣは、前記テーブルの前記テーブルアドレスに保存される、請求項１７記載のフィードバック制御システム。

【請求項19】

前記ＰＷＭ信号発生器は、前記元のＰＷＣＣに従って前記ＰＷＭ信号を生成し、
前記動作サイクルの間に、前記スイッチング回路は前記ＰＷＭ信号に従って前記ＤＣ－ＤＣ動作を行い、
前記動作サイクルの間に、前記スイッチング回路が前記ＤＣ－ＤＣ動作を行った後、前記プラントは、第１出力を生成し、
前記第２合計ブロックは、前記第１出力に従って、前記テーブルアドレスに対応する前記実際の電圧差を取得する、請求項１８記載のフィードバック制御システム。

【請求項20】

前記ＡＤＣは、前記第１出力に従って第１フィードバック信号を生成し、
フィードバック制御システムは、サブ回路を備え、前記サブ回路は、前記ＡＤＣに結合され、前記第１フィードバック信号に従って前記テーブルアドレスに対応する前記実際の電圧差を生成するように構成されている、請求項１９記載のフィードバック制御システム。

【請求項21】

前記テーブルアドレスは、行インデックスと列インデックスとを含み、
前記意図された電圧差は、前記列インデックスに関連する、請求項１８記載のフィードバック制御システム。

【請求項22】

制御信号に従って出力を生成するように構成されているプラントを含む、フィードバック制御システムに適用される方法であって、
前記プラントが動作する動作条件を決定するステップと、
複数の伝達関数の中から前記動作条件に対応する伝達関数を利用することを選択するステップと、
前記伝達関数に従って前記制御信号を生成するステップとを備え、
フィードバック制御システムは、テーブルを記憶するように構成されているメモリを含み、前記テーブルは、複数の動作条件に対応する前記複数の伝達関数の情報を含む、方法。

【請求項23】

前記テーブルは、複数の行を有する２次元（２Ｄ）アレイを含み、
複数の前記行は、前記複数の動作条件に対応する複数の離散化された伝達関数を表し、
方法は、
入力信号又は測定された出力信号に従って、前記テーブルの行インデックスを決定するステップと、
前記入力信号と測定された前記出力信号との間の第１差分に従って、前記テーブルの列インデックスを決定するステップとを備えている、請求項２２記載の方法。

【請求項24】

さらに、
意図された量と、第１動作条件に対応する実際の量との間の第２差分を生成するステップと、
前記第２差分に従って、前記テーブルに含まれる前記情報を更新するステップとを備えている、請求項２２記載の方法。

【請求項25】

前記テーブルは、複数の行を有する２次元（２Ｄ）アレイを含み、
複数の前記行は、前記複数の動作条件に対応する複数の離散化された伝達関数を表し、
方法は、
意図された量と、前記動作条件に対応する実際の量との間の第２差分を生成するステップと、
前記第２差分に従って、前記テーブルに含まれるエントリを更新するステップとを備えている、請求項２２記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、フィードバック制御システム、さらに詳しくは、さまざまな動作条件下で一貫した結果を生み出すことができるフィードバック制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

フィードバック制御システム（ＦＣＳ）、即ち閉ループ制御システムは、さまざまな用途に広く適用されている。図１ａ又は１ｂに、従来のフィードバック制御システム（１０ａ又は１０ｂと表記）の概略図を示す。表１に、いくつかの用途を例として示す。

【0003】

ＦＣＳは、ＦＣＳが達成しようとしている望ましい値又は目標値を表すセットポイントＳＰを受領する。ＦＣＳは、システム出力とみなされる制御されるプロセス変数（ＰＶ）を、望ましい値又はセットポイント（ＳＰ）と比較する。プロセス変数ＰＶは、測定されたプロセス変数ＭＰをフィードバック信号として生成するセンサによって、監視されることができる。

【0004】

コントローラは、プロセス変数ＰＶがセットポイントＳＰに近づく、例えば、｜ＳＰ－ＰＶ｜＜εとなるように、ＳＰ－ＰＶエラー（又は測定されたエラーｅ）に従って、制御変数ＣＶを介してプラントを制御する。ここで、ε（実際の状況に応じて決定される特定の閾値として）は、ＳＰとＰＶとの間の公差を表してよい。

【表1】

【0005】

ＦＣＳはさらに、追跡システムのコンテキストで使用されるように、拡張される可能性がある。この場合に、セットポイントＳＰとプロセス変数ＰＶとは、時間変化し、コントローラは、｜ＳＰ（ｔ）－ＰＶ（ｔ）｜＜εの収束条件を追求する。ここで、ＳＰ（ｔ）とＰＶ（ｔ）とは、ＳＰとＰＶとの時間変化関数を表し、｜・｜は絶対値演算子を表す。

【0006】

図１ａ及び１ｂのコンテキストでは、コントローラは、伝達関数Ｆ_Ｃを伴う単一入力／単一出力（ＳＩＳＯ）システムである可能性がある。コントローラは、測定されたエラーｅ又はＳＰ－ＰＶエラーを受領し、制御変数ＣＶを決定／出力する。入出力関係は、伝達関数Ｆ_Ｃ、即ちＣＶ＝Ｆ_Ｃ（ｅ）又はＣＶ＝Ｆ_Ｃ（ＳＰ－ＰＶ）で記述できる。コントローラ又は伝達関数Ｆ_Ｃの目的は、ＰＶがＳＰに近づくように制御変数ＣＶを生成することである。

【0007】

プラントの動作は、さまざまな要因（又は動作条件）によって影響を受ける。ＰＶはそれらの要因（動作条件）によって期待値／動作から影響を受け、逸脱する。

【0008】

例えば、プラントの動作中に擾乱が発生する可能性がある。その擾乱によって、逸脱したＰＶをプラントが生成するようになる。

【0009】

実際には、プラントの動作中に要因（動作条件）が変化する可能性がある。例えば、車両が上り／下り勾配の丘を時折通過する可能性がある場合に、エンジン（プラント）に必要な加速度は、平地を走行する場合とは異なることが必要になる。

【0010】

さまざまな動作条件を扱う１つの解決策は、要因又は動作条件を表すパラメータに関して、コントローラ伝達関数をパラメータ化することである。

【0011】

しかし、１つの（パラメータ化された）伝達関数を、あらゆる種類のパラメータ／要因を組み込んだり適合させたりする、ユニバーサルな方法で表現することは複雑であり、又はさらに、不可能である。要因（動作条件）が定常又は静的であると仮定すると、ユニバーサル伝達関数を見つけることの複雑さは、少なくとも以下の理由による可能性がある。
・プラントの動作に影響を与える要因が多すぎる。
・パラメータが連続（可変）である可能性があり、可能な伝達関数の数が無限であることを意味する。
・観測不可能な要因があり、観測不可能な要因に応じてコントローラが伝達関数を選択することが困難である。

【発明の概要】

【0012】

また、要因（動作条件）は時間的に変動する場合があり、伝達関数Ｆ_Ｃ又はＦ_Ｐは時間の経過とともにモーフィングする必要がある。例えば、プラント（バッテリを必要としてよい）が稼働している間、バッテリ電圧（１つの要因として機能してよい）は自然に弱くなる。プラントでの時間で変化する要因は、ユニバーサル伝達関数のモデリングを複雑にする。

【0013】

プラント内のコンポーネントの特性（例えば、静電容量、インダクタンス、抵抗）は、通常、コンポーネントごとに異なる。これらのコンポーネント特性の変動は、プラントが生成するＰＶにも影響を与える可能性がある。ユニバーサル伝達関数のモデリングも、複雑になる。

【0014】

さらに、プラントの入出力関係は、通常非線形である。線形性（入力と出力との間での）がその性能指数（ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ）であるいくつかの用途では、非線形性を考慮する必要がある。

【0015】

従って、この分野での重要な目的は、従来技術の欠点をどのように改善するかということである。

【0016】

従って、本出願の主要な目的は、従来技術の欠点を改善するために、さまざまな動作条件下で一貫した結果を生み出すことができるフィードバック制御システムを提供することである。

【0017】

本発明の実施形態は、フィードバック制御システムを開示する。フィードバック制御システムは、制御信号に従って出力を生成するように構成されているプラントと；入力信号と測定された出力信号との間の第１差分を生成するように構成されている第１合計ブロックと；第１差分が第１閾値未満に減少するように、又は第１閾値未満であるように、制御信号を生成するように構成されている第１コントローラとを備え；第１コントローラは、テーブルを記憶するように構成されているメモリを含み、テーブルは、複数の動作条件に対応する複数の伝達関数の情報を含み；第１コントローラは、プラントが動作する動作条件を決定し、動作条件に対応する伝達関数を利用して、伝達関数と第１差分とに従って制御信号を生成することを選択する。

【0018】

本発明の別の実施形態は、制御信号に従って出力を生成するように構成されているプラントを含む、フィードバック制御システムに適用される方法を開示する。方法は、プラントが動作する動作条件を決定するステップと；複数の伝達関数の中から動作条件に対応する伝達関数を利用することを選択するステップと；伝達関数に従って制御信号を生成するステップとを備え；フィードバック制御システムは、テーブルを記憶するように構成されているメモリを含み、テーブルは、複数の動作条件に対応する複数の伝達関数の情報を含む。

【0019】

本発明のこれらの目的及び他の目的は、さまざまな図及び図面に示す好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むと、当業者にとって疑いなく明らかになるものである。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1a】フィードバック制御システムの概略図である。

【図1b】フィードバック制御システムの概略図である。

【図2】本出願の実施形態によるフィードバック制御システムの概略図である。

【図3】本出願の実施形態によるフィードバック制御システムの概略図である。

【図4】本出願の実施形態によるフィードバック制御スキームの概略図である。

【図5】図４のフィードバック制御スキームの詳細を示す。

【図6】本出願の実施形態によるフィードバック制御システムの概略図である。

【図7】本出願の実施形態によるフィードバック制御システムの概略図である。

【図8】本出願の実施形態によるプラントの概略図である。

【図9】本出願の実施形態によるＰＷＭ信号発生器の概略図である。

【図10】本出願の実施形態によるスイッチング回路の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

観測可能なプラント動作に影響を与えるさまざまな要因に関して、コントローラは、いくつかの伝達関数Ｆ_Ｃ，ｍをコントローラ内に記憶してよい（ＦＣＳが動作する前）。ここで伝達関数Ｆ_Ｃ，ｍは、第ｍ動作条件に対応する。コントローラは、プラントが第ｍ動作条件の下にあることを観測及び決定し、ＳＰ－ＰＶエラーに従って、制御変数ＣＶを生成するための伝達関数としてＦ_Ｃ，ｍを利用することを選択／決定してよい。

【0022】

本出願のフィードバック制御システム（内のコンポーネント）は、本出願では、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プロセッサなどの論理回路、又は、それに限定されないいくつかの既存のモジュール又は回路コンポーネントを介して実施されてよい。

【0023】

図２は、本出願の実施形態によるＦＣＳ２０を示す。ＦＣＳ２０は、図１ａに示したＦＣＳ１０ａに類似する。しかし、ＦＣＳ１０ａとは異なり、ＦＣＳ２０はコントローラｃｔｒｌ＿０を含む。コントローラｃｔｒｌ＿０は、メモリ２２を含む。コントローラｃｔｒｌ＿０は、直接記憶された複数の制御伝達関数Ｆ_Ｃ，１ないしＦ_Ｃ，Ｍを有してよい。又は、伝達関数Ｆ_Ｃ，１ないしＦ_Ｃ，Ｍが、取得又は完全に再現／再構築されることができる情報又はパラメータを、コントローラｃｔｒｌ＿０は有してよい。ここで、制御伝達関数Ｆ_Ｃ，１ないしＦ_Ｃ，Ｍの情報／パラメータ、又は関数Ｆ_Ｃ，１ないしＦ_Ｃ，Ｍ自体が、メモリ２２に記憶されてよい。

【0024】

コントローラｃｔｒｌ＿０（例：ＳＰ又はＰＶ／ＭＰ）によって観測可能である信号に基づいて、コントローラｃｔｒｌ＿０は、プラントが現在どの動作条件にあるかを決定することができる。その後、コントローラｃｔｒｌ＿０は、制御変数ＣＶを生成するために、対応する伝達関数を使用することを選択する。例えば、コントローラｃｔｒｌ＿０は、コントローラｃｔｒｌ＿０によって観測可能である信号に従って、プラントが動作条件ｍ（ｍは動作条件インデックス）にあることを決定してよい。コントローラｃｔｒｌ＿０は、その後、対応する伝達関数Ｆ_Ｃ，ｍを使用して、ＳＰ－ＰＶ又はＳＰ－ＭＰエラーに従って制御変数ＣＶを生成することを選択してよい。

【0025】

さらに、非線形性に関しては、システム全体（例えば、プラント）を、複数の区分的線形サブシステムに分割すること、又は、システム全体（例えば、プラント）を、複数の区分的線形サブシステムの集合体とみなすことによる、分割統治法が採用されている。これにアプローチする１つの方法は、伝達関数、例えばＦ_Ｃ，ｉをテーブル内の行ベクトルの形式に離散化することである。このように、伝達関数を参照して制御変数ＣＶを生成することは、テーブルを参照して制御変数ＣＶを生成することと同じである。

【0026】

コントローラで、又はコントローラにより複数の伝達関数を保持し、複数の伝達関数を離散化するというアイデアを組み合わせて、２次元（２Ｄ）マッピングテーブルをコントローラに記憶してよい。ここで、テーブルの行ｉは、動作条件ｉに対応する伝達関数Ｆ_Ｃ，ｉの離散化形式を表している。なお、行インデックス（本出願で）も、動作条件インデックスとみなされることに留意するものとする。

【0027】

一実施形態では、連続入力変数（例：ＳＰ－ＰＶエラー）内の伝達関数（例：Ｆ_Ｃ，ｉ（ｅ））を離散化することは、時間で変化する関数（例：ｘ（ｔ））をサンプリングしてｘ（ｎＴ_Ｓ）を抽出する時間サンプリングプロセスに類似してよい。この場合に、伝達関数Ｆ_Ｃ，ｉの離散化形式は、［Ｆ_Ｃ，ｉ］_Ｄ＝［Ｆ_Ｃ，ｉ（Δ），Ｆ_Ｃ，ｉ（２・Δ），．．．，Ｆ_Ｃ，ｉ（Ｎ・Δ）］（数式１）と表してよい。ここで、［・］_Ｄは離散化プロセスに対応する離散化演算子を定義し、Δは離散化プロセスの単位ステップサイズであり、時間サンプリングプロセスにおけるサンプリング間隔Ｔ_Ｓのアナロジーである。

【0028】

数式１では、離散化プロセスは、ステップサイズ（Δ、ただしｅ＝ｎ・Δ）の整数倍である入力引数（例：ｅ）に対応する関数値を抽出するが、これに限定されない。離散化プロセスの入力引数は、Δの任意の特定の分布に従ってよい。つまり、離散化された伝達関数Ｆ_Ｃ，Ｉ（又はＦ_Ｃ，ｉ）は、［Ｆ_Ｃ，ｉ］_Ｄ＝［Ｆ_Ｃ，ｉ（Δ_１），Ｆ_Ｃ，ｉ（Δ_２），．．．，Ｆ_Ｃ，ｉ（Δ_ｎ），．．．，Ｆ_Ｃ，ｉ（Δ_Ｎ）］と表してよいことを意味する。Δ_ｎは、実用的な要件に応じて、ｎに関してバリアントであってよく、これは本発明の範囲内である。

【0029】

図３は、本出願の実施形態によるＦＣＳ３０を示す。ＦＣＳ３０は、ＦＣＳ２０と類似する。しかし、ＦＣＳ２０とは異なり、ＦＣＳ３０はコントローラｃｔｒｌ＿１を含み、コントローラｃｔｒｌ＿１は２ＤテーブルＬＵＴが記憶されたメモリ３２を含む。本出願ではＬＵＴは、２Ｄテーブルの表記、又は用語、ルックアップテーブルの省略形のいずれかを表してよく、これらは交換可能に使用される。

【0030】

前述のように、テーブルＬＵＴの第ｍ行（又は行ｍ）は、伝達関数Ｆ_Ｃ，ｍの離散化形式を表し、例えば、［Ｆ_Ｃ，ｍ］_Ｄ＝［Ｆ_Ｃ，ｍ（Δ），Ｆ_Ｃ，ｍ（２・Δ），．．．，Ｆ_Ｃ，ｍ（Ｎ・Δ）］となり、行ｍの各エントリ（Ｆ_Ｃ，ｍ（ｎ・Δ）と表記される）は、伝達関数Ｆ_Ｃ，ｍのセグメント（例：セグメントｎ）の代表値である。この点、ここでの列インデックスも、セグメントインデックスとみなされる。

【0031】

コントローラｃｔｒｌ＿１（例：ＳＰ又はＰＶ／ＭＰ、又はコントローラｃｔｒｌ＿１の、又はコントローラｃｔｒｌ＿１への、その他の入力）によって観測可能である信号（又は収集可能である情報）に応じて、コントローラｃｔｒｌ＿１は、プラントが現在どの動作条件にあるかを決定することができる。言い換えれば、コントローラｃｔｒｌ＿１によって収集された観測可能な信号又は情報に応じて、コントローラｃｔｒｌ＿１は、動作条件インデックスｍをテーブルＬＵＴの行インデックスｍとして決定してよい。一方、ＳＰ－ＰＶエラー（又は図１ｂに示す測定されたエラーｅ）に応じて、コントローラｃｔｒｌ＿１は、それ（ｃｔｒｌ＿１）が伝達関数Ｆ_Ｃ，ｍのどのセグメントｍを参照したいかを決定してよい。つまり、ＳＰ－ＰＶエラー（又はＳＰ－ＭＰエラー、即ち測定されたエラーｅ）に応じて、コントローラｃｔｒｌ＿１は、セグメントインデックスｎ、即ちテーブルＬＵＴの列インデックスｎを決定してよい。

【0032】

ＦＣＳ内のセンサは、簡潔にするため、図２及び図３では省略している。実際には、図１ｂのようにセンサを含めてよい。従って、合計ブロックＳＢ１は、ＰＶ又はＭＰを受領してよい。状況によっては、合計ブロックＳＢ１によって受領されたＰＶはさらに、ＭＰ、測定プロセス変数、又は測定出力と呼ばれてよい。

【0033】

テーブルＬＵＴの行アドレスと列アドレスとを示すタプル（ｍ，ｎ）が与えられると、コントローラｃｔｒｌ＿１はテーブルＬＵＴを検索してよく、テーブルＬＵＴのアドレス（ｍ，ｎ）のエントリをフェッチしてよく、テーブルＬＵＴの第（ｍ，ｎ）エントリに従って制御変数ＣＶ^{（ｍ，ｎ）}を生成してよく、又はテーブルＬＵＴの第（ｍ，ｎ）エントリとして制御変数ＣＶ^{（ｍ，ｎ）}を直接生成してよい。

【0034】

時間で変化する伝達関数（又はテーブル）に関しては、適応／学習メカニズムを採用して、伝達関数又はテーブルを調整し、時間で変化する要因、又はコンポーネントごとに変化する要因、又は観測可能でない要因に対応されてよい。さらに、適応アルゴリズムは、フィードバック制御メカニズムによって実現されてよい。

【0035】

図４は、本出願の実施形態によるフィードバック制御スキーム４０を示す。プラントの動作に影響するいくつかの要因が時間の経過とともに変化するか、又はコンポーネントごとに変化することを考慮すると、フィードバック制御スキーム４０は、時間の経過が生じた場合に、又は時間の経過とともに、テーブルＬＵＴ（図３に示す）又は複数の伝達関数（図２に示す）の信頼性及び／又は有効性を維持するように構成されている。

【0036】

一実施形態では、フィードバック制御スキーム４０は、ＦＣＳ３０の内部に埋め込まれてよい。例えば、図４に示すコントローラｃｔｒｌ＿２と合計ブロックＳＢ２とは、ＦＣＳ３０内のコントローラｃｔｒｌ＿１内の回路の一部であってよく、図４に示すプラントと図３に示すプラントとは、同じデバイスであってよい。

【0037】

図４を参照すると、制御変数ＣＶ^{（ｍ，ｎ）}がプラントに出力された場合に、コントローラｃｔｒｌ＿１は、ＰＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}の情報を有していてよい。これはプラントにＣＶ^{（ｍ，ｎ）}を適用した場合のＰＶの意図された値である。コントローラｃｔｒｌ＿１は、フィードバック制御スキーム４０にＰＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}を提供する。ＦＣＳ１０と同様に、コントローラｃｔｒｌ＿２は、ＰＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}がＰＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}に近づくようにＣＶ^{（ｍ，ｎ）}を調整することを試行し、ＰＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}は、フィードバック制御スキーム４０のセットポイントの役割として機能する。

【0038】

フィードバック制御スキーム４０の詳細は、図５で、参照することができる。テーブルＬＵＴの第（ｍ，ｎ）エントリが取得されて制御変数が生成されると、コントローラｃｔｒｌ＿１は、フィードバック制御スキーム４０にＰＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}を通知し、元の制御変数ＣＶ_ｏｒｇ ^{（ｍ，ｎ）}をプラントに出力する。プラントは、ＣＶ_ｏｒｇ ^{（ｍ，ｎ）}に従って動作し、結果的なＰＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}は、合計ブロックＳＢ２にフィードバックされる。合計ブロックＳＢ２は、エラーＰＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}－ＰＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}を生成する。エラーＰＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}－ＰＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}に従って、コントローラｃｔｒｌ＿２は、｜ＰＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}－ＰＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}｜を最小化するために、更新された制御変数ＣＶ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}を生成する（又は、更新された制御変数ＣＶ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}を生成する基礎となれるパラメータを生成する）。更新された制御変数ＣＶ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}（又は相対パラメータ）は、アドレス（ｍ，ｎ）でＬＵＴに、逆に書き込まれる。

【0039】

図５に示され、ＣＶ_ｏｒｇ ^{（ｍ，ｎ）}及びＣＶ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}と表記されている矢印は、それ自体がＣＶ_ｏｒｇ ^{（ｍ，ｎ）}とＣＶ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}とを指し示してよく、又は、ＣＶ_ｏｒｇ ^{（ｍ，ｎ）}とＣＶ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}とを生成する基礎となれる情報／パラメータを指し示してよいことに留意するものとする。

【0040】

ある観点（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ，態様）では、図５は、フィードバック制御スキーム４０がテーブルＬＵＴの第（ｍ，ｎ）エントリに対して特別に動作することを示す。図５に示すフィードバック制御スキーム４０の反復は、テーブルＬＵＴの第（ｍ，ｎ）エントリがフェッチされたときに開始され、テーブルＬＵＴの第（ｍ，ｎ）エントリが書き換えられたときに終了してよい。もう１つの反復では、フィードバック制御スキーム４０は別の第（ｍ’，ｎ’）エントリに対して機能してよく、第（ｍ，ｎ）エントリに対する適応は一時的に凍結される。

【0041】

本出願では、ＦＣＳ３０とフィードバック制御スキーム４０とを組み合わせることにより、２層フィードバック制御システム６０を提案し、図６に示す。フィードバック制御システム６０は、その中に２層フィードバック制御スキームを備えている。

【0042】

第１層フィードバック制御スキームは、図６の太い実線で示される、合計ブロックＳＢ１と、コントローラｃｔｒｌ＿１と、プラント６２と、センサ６４とを含み、制御変数ＣＶを生成するように構成され、これにより、コントローラｃｔｒｌ＿１に含まれるメモリ６６内に記憶されたＬＵＴ（複数の制御伝達関数を表す）に基づいて、プロセス変数ＰＶ（又は測定プロセス変数ＭＰ）がセットポイントＳＰに近づくようになる。ＬＵＴにより、コントローラｃｔｒｌ＿１は、さまざまな観測可能な動作条件の中から、制御変数を生成するのに適した制御伝達関数を選択することができる。つまり、第１層フィードバック制御スキームでは、コントローラｃｔｒｌ＿１は、制御変数ＣＶを可能な限り最適に生成する（即ち、プラント６２が置かれている動作条件を適合させる）ために、そこに記憶されているＬＵＴを検索する。第１層フィードバック制御スキームの詳細な動作は、ここでは説明されていないが、ＦＣＳ３０により参照することが可能である。

【0043】

第２層フィードバック制御スキームは、合計ブロックＳＢ２と、コントローラｃｔｒｌ＿２と、プラント６２と、センサ６４とを含む（合計ブロックＳＢ２とコントローラｃｔｒｌ＿２とは、コントローラｃｔｒｌ＿１の内部に埋め込まれ、プラント６２とセンサ６４とは、第１層フィードバック制御スキームと共有されている）。第２層フィードバック制御スキームは、通常は観測不可能である、時間で変化する要因、又はコンポーネントごとの変動に適応するＬＵＴ（伝達関数を表す）を更新するように構成される。図６では、サブ回路６０２は、測定されたプロセス変数ＭＰに従ってＰＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}を計算するように構成されている。第２層フィードバック制御スキームの詳細な動作は、ここでは説明しないフィードバック制御スキーム４０により参照することができる。

【0044】

簡単に説明すれば、プラントの動作がさまざまな要因や動作条件によって影響を受けることを考慮すると、ＦＣＳ６０は、観測可能な要因や動作条件によってもたらされる変動を克服するために第１層フィードバック制御スキームを利用し、観測不可能な要因や動作条件によってもたらされる変動を克服するために第２層フィードバック制御スキームを利用する。

【0045】

表１に記載されている用途に加えて、ＦＣＳはオーディオ駆動システムに適用されてよい。例えば、米国出願第１８／０４８，８５２号は、ＰＺＴ作動ＭＥＭＳスピーカーを駆動するように構成されたオーディオ駆動回路又はオーディオ駆動システムを開示している。米国出願第１８／０４８，８５２号に開示された駆動回路は、２層フィードバック制御システムと解釈されてよい。

【0046】

図７は、本出願の実施形態による回路７０を示す。回路７０の動作の大部分は、米国出願第１８／０４８，８５２号で教示され、回路７０は、特にフィードバック制御スキーム／システムの観点から、米国出願第１８／０４８，８５２号で開示された駆動回路の再解釈として見てよい。米国出願第１８／０４８，８５２号で教示されているように、回路７０は容量性負荷を駆動するように構成されている。米国出願第１８／０４８，８５２号の実施形態として、回路７０は、高容量であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）アクチュエータを駆動するオーディオ駆動システムであってよい。

【0047】

回路７０は、合計ブロックＳＢ１とコントローラｃｔｒｌ＿１との他に、プラント７２とアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）７４とを含む。合計ブロックＳＢ１と、コントローラｃｔｒｌ＿１と、プラント７２と、ＡＤＣ７４とは、第１層フィードバック制御スキームを形成する。Ｖ_ＣＬと表記している容量性負荷（例：ＰＺＴアクチュエータ）を横切る電圧は、（第１層フィードバック制御スキームの）プロセス変数ＰＶとして解釈されてよい。ＡＤＣ７４は、（第１層フィードバック制御スキームの）センサとして機能する。図７に、フィードバック信号ＦＢと示されているＡＤＣ７４の出力は、（第１層フィードバック制御スキームの）測定されたプロセス変数ＭＰとして解釈されてよい。

【0048】

一実施形態ではＰＺＴアクチュエータである、容量性負荷を駆動するために、駆動回路７０は、その上で充電又は放電動作を行ってよい。充電動作（放電動作）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号によって制御されてよい。具体的には、充電動作のＰＷＭ信号のパルス幅が、Ｖ_ＣＬのインクリメントを決定し、放電動作のＰＷＭ信号のパルス幅が、Ｖ_ＣＬのデクリメントを決定する。

【0049】

米国特許第１１，２７１，４８０Ｂ２号で教示されているように、ＰＷＭ信号のパルス幅を細かく制御するために、パルス幅制御コード（ＰＷＣＣ）を利用して、それに応じてＰＷＭ信号を生成してよい。ある観点では、ここでのＰＷＣＣは、図７に示すように、ＦＣＳ７０内の制御変数ＣＶとして解釈されてよい。

【0050】

この点に関して、入力信号ＩＮがセットポイントＳＰとして解釈できることを考慮すると、ＦＣＳ７０の目的は、Ｖ_ＣＬ（プロセス変数ＰＶ）又はフィードバック信号ＦＢ（測定されたプロセス変数ＭＰ）が入力信号ＩＮ（セットポイントＳＰ）に近づくように、プラント７２を制御する適切なＰＷＣＣ（制御変数）を生成することである。例えば、｜ＩＮ－ＦＢ｜＜ε_１であり、ε_１（実際の状況に応じて決定される一定の閾値として）はＩＮとＦＢとの間の公差を表すことができる。

【0051】

図８に示すように、プラント７２は、ＰＷＭ信号発生器７２０とスイッチング回路７２２とを含んでよい。ＰＷＭ信号発生器７２０は、ＰＷＣＣに従ってＰＷＭ信号Ｓ_ＰＷＭを発生する。スイッチング回路７２２は、ＰＷＭ信号Ｓ_ＰＷＭに従って充電又は放電動作を行い、ＰＺＴアクチュエータを横切る電圧又は負荷電圧Ｖ_ＣＬが、ＤＣ－ＤＣサイクルの間で増減するようにする。

【0052】

図９に示され、米国特許第１１，２７１，４８０Ｂ２号及び／又は米国出願第１８／０４８，８５２号で教示されているように、ＰＷＭ信号発生器７２０は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）７２０１と、鋸歯状信号発生器７２０２と、コンパレータ７２０３とを含んでよい。ＤＡＣ７２０１は、ＰＷＣＣに従ってアナログ電圧Ｖ_Ａを発生する。コンパレータ７２０３は、鋸歯状信号発生器７２０２が発生する鋸歯状信号（又は鋸歯に類似する信号）Ｓ_ｓａｗをアナログ電圧Ｖ_Ａと比較し、ＰＷＭ信号Ｓ_ＰＷＭが発生するようにする。この場合に、ＰＷＭ信号Ｓ_ＰＷＭのパルス幅は、ＰＷＣＣと同様にアナログ電圧Ｖ_Ａに比例する。

【0053】

スイッチング回路７２２は、ＰＷＭ信号Ｓ_ＰＷＭに応じて、負荷電圧を上げる必要がある場合は、ＰＺＴ／容量性負荷に電流を流す充電動作を行い、負荷電圧を下げる必要がある場合は、ＰＺＴ／容量性負荷から電流を形成する放電動作を行う。

【0054】

スイッチング回路７２２の回路トポロジーは、限定されない。例えば、図１０に示され、米国特許第１１，３３６，１８２Ｂ２号、米国出願第１８／０５１，０１５号、及び米国出願第１８／０４８，８５２号で教示されているように、スイッチング回路７２２は、スイッチＴ１ないしＴ４とインダクタＬとを含んでよく、これはエネルギーリサイクル能力を有してよい。スイッチＴ１及びＴ２は、インダクタＬの第１端子に結合され、スイッチＴ３及びＴ４は、インダクタＬの第２端子に結合されている。スイッチＴ１は、電圧源に結合され、スイッチＴ３は、負荷（例えば容量性負荷）に結合されている。

【0055】

ＦＣＳ／回路７０内のコントローラｃｔｒｌ＿１は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）７６０が記憶されたメモリ７６を含む。説明のために、メモリ７６内のルックアップテーブル７６０は、２次元テーブルとして見てよいが、これに限定されない。ルックアップテーブル７６０内のエントリは、本技術では１列ずつ長い１次元アレイとして配置されてよい。これも本出願の範囲内である。

【0056】

信号ＩＮとＦＢとによって推論できる観測可能な動作条件に、（少なくとも）２つのタイプがある。第１タイプは、回路７０が、例えば充電又は放電動作のように、次回の動作サイクル（又はＤＣ－ＤＣサイクル）内でどの動作をすることにするかである。第２タイプは、現在の負荷電圧Ｖ_ＣＬがどれほど大きいかである。識別される必要がある第１タイプの動作条件は、充電動作と放電動作との電流経路が異なることに起因する。識別される必要がある第２タイプの動作条件は、Ｖ_ＣＬが増加するとＰＺＴアクチュエータの静電容量が変化（実際には減少）することに起因する。これは信号Ｓ_ＰＷＭのパルス幅に影響を与え、Ｖ_ＣＬでの特定の又は具体的な変化を生じる。

【0057】

第１動作条件は、ＩＮ－ＦＢ（測定されたエラーｅ）で識別できる。ＩＮ－ＦＢ＞０の場合は、次回のＤＣ－ＤＣサイクルで充電動作を行うものとすることを意味する。その他に、ＩＮ－ＦＢ＜０の場合は、次回のＤＣ－ＤＣサイクルで放電動作を行うものとすることを意味する。

【0058】

第２タイプの動作条件は、ＦＢ又はＩＮで識別でき、ＦＢ又はＩＮのいずれかが負荷電圧Ｖ_ＣＬの適切な推定を提供する（また、ＩＮを使用してＶ_ＣＬを近似すると、状況により安定性が向上することが可能である）。

【0059】

本出願のルックアップテーブル７６０の行インデックスｍは、回路７０が次回の動作サイクルでどのような動作を行うかだけでなく、現在の負荷電圧Ｖ_ＣＬがどの程度であるか（又は、次回の動作サイクルの初期時点でＶ_ＰＺＴがどの程度であるか）を示す。なお、米国特許第１１，２７１，４８０Ｂ２号には、ＰＷＭ制御回路が、充電動作用のルックアップテーブル（第１１，２７１，４８０号の２０１）と放電動作用のルックアップテーブル（第１１，２７１，４８０号の２０２）とを有してよいと記載されていることに留意するものとする。ある観点では、ルックアップテーブル７６０は、充電動作用のルックアップテーブル（第１１，２７１，４８０号の２０１）と、放電動作用のルックアップテーブル（第１１，２７１，４８０号の２０２）とのスタックとして見てよい。別の観点では、ルックアップテーブル７６０は、充電動作用のルックアップテーブル７６０１と放電動作用のルックアップテーブル７６０２とを含んでよい。

【0060】

一方、ルックアップテーブル７６０の列インデックスｎは、次回のＤＣ－ＤＣサイクルで実行されるＤＣ－ＤＣ動作（即ち、充放電動作）を介して達成されると予想される電圧差ｄＶがどれほど大きいかを示す。一実施形態では、達成されると予想される電圧差ｄＶは、ステップサイズΔＶのｎ（列インデックス）倍、即ち、ｄＶ＝ｎ×ΔＶとして表現されてよい。ステップサイズΔＶは、実際の状況に応じて決定されてよい。

【0061】

電圧差ｄＶは、理想的には、測定されたエラーｅの負の値であってよく、測定されたエラーｅの負の値であるものとすることに留意するものとする。これは即ち、ｄＶ＝－ｅ，又はｄＶ＝－（ＩＮ－ＦＢ）である。従って、ある観点では、ルックアップテーブル７６０の行は、離散化された伝達関数の実施形態として見てよい。又は、第ｍ行は、動作条件ｍに対する離散化された伝達関数として見てよい。

【0062】

要約すれば、ｓｉｇｎ（ＩＮ－ＦＢ）に従って、コントローラｃｔｒｌ＿１は、いずれのＤＣ－ＤＣ動作が実行されるものとするか（符号関数であり、ここで、ｘ＞０の場合に、ｓｉｇｎ（ｘ）＝１であり、ｘ＜０の場合に、ｓｉｇｎ（ｘ）＝－１）を決定することができる。ＩＮ又はＦＢに従って、コントローラｃｔｒｌ＿１は、どの程度のＶ_ＣＬかを決定することができる。｜ＩＮ－ＦＢ｜に従って、コントローラｃｔｒｌ＿１は、どの程度のｄＶを達成する必要があるかを決定することができる。つまり、ＩＮとＦＢとによれば、コントローラｃｔｒｌ＿１は、（ｍ，ｎ）としてテーブルインデックスを決定することができ、プラント７２に対して、ＰＷＣＣ^{（ｍ，ｎ）}（図７に示す）と示される対応するテーブルエントリＰＷＣＣをフェッチする。ＰＷＭ信号発生器７２０は、Ｓ_ＰＷＭを生成することができ、それに応じてスイッチング回路７２２がＤＣ－ＤＣ動作を実行することができる。検索テーブルのアドレスの詳細は、米国特許第１１，２７１，４８０Ｂ２号及び／又は特許米国出願第１８／０４８，８５２号で参照することが可能であるが、ここでは簡潔にするために説明しない。

【0063】

ただし、前述したように、（離散化された）伝達関数又はテーブルは、さまざまな観測不可能な要因によってモーフィングする可能性がある。モーフィング伝達関数又はテーブルを引き起こす（観測不可能な）要因の１つは、ＰＺＴアクチュエータの誘電率／容量、及び／又はスイッチング回路７２２内のインダクタのインダクタンスなど、回路パラメータの変動である可能性がある。インダクタの公差は、±２０％までであることに留意するものとする。これは通常の状況として扱われるが、インダクタを通過する電流に大きく影響する。もう１つの（観測不可能な）要因は、バッテリ電圧レベルの変動であり、使用時間の経過とともに減衰したり、及び／又はバッテリの充電時に昇圧したりする可能性がある。これらの要因はすべて、スイッチング回路７２２によって駆動される電流の量に影響を与え、ｄＶ_{ａｃｔｕａｌ}と表記され負荷に実際に適用される電圧差は、特定の動作サイクルの間で、ｄＶ_{ｉｎｔｅｎｄ}と表記され負荷に予想／意図された電圧差から、逸脱することになる。このような逸脱により、全高調波歪み（ＴＨＤ）などの歪みが発生し、オーディオシステムのパフォーマンスが低下する。

【0064】

このような問題を克服するための解決法は、テーブルのエントリを適応的に調整する第２層フィードバック制御スキームを採用することである。同様に、図７の回路７０の第２層フィードバック制御スキームは、合計ブロックＳＢ２と、コントローラｃｔｒｌ＿２と、プラント７２と、ＡＤＣ７４とを含む。一実施形態では、合計ブロックＳＢ２とコントローラｃｔｒｌ＿２とがコントローラｃｔｒｌ＿１の内部に埋め込まれてよく、プラント７２とＡＤＣ７４とが第１層フィードバック制御スキームと共有されている。

【0065】

動作サイクルｋの場合に、コントローラｃｔｒｌ＿１は、ＰＷＣＣ_ｏｒｇ ^{（ｍ，ｎ）}をＰＷＣＣ^{（ｍ，ｎ）}としてプラント７２に出力してよく、プラント７２は、ＰＷＣＣ^{（ｍ，ｎ）}に基づいてＤＣ－ＤＣ動作を行うことができる。動作サイクルｋの終わりに、ＡＤＣ７４は、Ｖ_ＣＬをフィードバック信号ＦＢ_ｋに変換することができる。サブ回路７０２は、フィードバック信号ＦＢ_ｋ（現在の動作サイクルｋに対応）とフィードバック信号ＦＢ_ｋ－１（以前の動作サイクルｋ－１に対応）を比較して、実際の電圧差ｄＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}を取得してよい。一実施形態では、サブ回路７０２は、実際の電圧差ｄＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}をｄＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}＝ＦＢ_ｋ－ＦＢ_ｋ－１として計算してよい。合計ブロックＳＢ２は、実際の電圧差ｄＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}を意図された電圧差ｄＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}と比較する。コントローラｃｔｒｌ＿２は、ｄＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}とｄＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}との差分ＤＤに従って、ＬＵＴ７６０のアドレス（ｍ，ｎ）のＰＷＣＣ（即ち、ＰＷＣＣ^{（ｍ，ｎ）}）を更新する。一実施形態では、意図された電圧差ｄＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}をｄＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}＝ｎ×ΔＶとして決定してよい。ここで、ΔＶはステップサイズを表す。

【0066】

一実施形態では、合計ブロックＳＢ２は、差分ＤＤをｄＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}－ｄＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}として計算してよい。

【0067】

例えば、コントローラｃｔｒｌ＿２は、充電（放電）動作が不十分であることを差分ＤＤが示している場合に、ＰＷＣＣを増加させてよく、充電（放電）動作が過剰であることを差分ＤＤが示している場合に、ＰＷＣＣを減少させてよい。例えば、コントローラｃｔｒｌ＿２は、実際の電圧インクリメントが意図された電圧インクリメント未満である場合（電圧インクリメントが充電動作の電圧差を表す場合）に、充電ＬＵＴ内のＰＷＣＣを増加させてよい。又は、コントローラｃｔｒｌ＿２は、実際の電圧デクリメントが意図された電圧デクリメント未満である場合（電圧デクリメントが放電動作の電圧差の量を表す場合）に、放電ＬＵＴ内のＰＷＣＣを増加させてよい。一方、実際の電圧インクリメントが意図された電圧インクリメントよりも大きい場合には、コントローラｃｔｒｌ＿２は、充電ＬＵＴ内のＰＷＣＣを減少させてよい。又は、実際の電圧デクリメントが意図された電圧デクリメントよりも大きい場合には、コントローラｃｔｒｌ＿２は、放電ＬＵＴ内のＰＷＣＣを減少させてよい。

【0068】

一実施形態では、コントローラｃｔｒｌ＿２は、ＰＷＣＣ^{（ｍ，ｎ）}を増加させる必要がある場合に、ＰＷＣＣ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}＝ＰＷＣＣ_ｏｒｇ ^{（ｍ，ｎ）}＋１を生成してよい。ＰＷＣＣ^{（ｍ，ｎ）}を減少させる必要がある場合に、ＰＷＣＣ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}＝ＰＷＣＣ_ｏｒｇ ^{（ｍ，ｎ）}－１を生成してよい。ただし、これに限定されない。

【0069】

ある観点では、ｄＶ_{ｉｎｔｅｎｄ} ^{（ｍ，ｎ）}は、第２層フィードバック制御スキームのセットポイントＳＰとみなしてよい。ｄＶ_{ａｃｔｕａｌ} ^{（ｍ，ｎ）}は、第２層フィードバック制御スキームの測定プロセス変数ＭＰとみなしてよい。

【0070】

ＰＷＣＣ_ｕｐｄ ^{（ｍ，ｎ）}を生成するコントローラｃｔｒｌ＿２の詳細は、米国出願第１８／０４８，８５２号を参照することが可能であるが、ここでは簡潔にするために説明しない。

【0071】

回路７０内の第２層フィードバック制御スキームは、米国出願第１８／０４８，８５２号でテーブル学習と呼ばれる。回路７０内の第２層フィードバック制御スキームの効果は、その図８を参照することが可能である。図８と、これに関連する米国出願第１８／０４８，８５２号の記載から分かるように、音質（ｓｏｕｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ）は、第２層フィードバック制御スキーム又はテーブル学習動作を適用することによって大幅に向上される。

【0072】

要約すると、プラントの運転がさまざまな要因や動作条件に影響されることを考慮すると、本出願のＦＣＳは、複数の伝達関数を記憶したテーブルを有する第１層フィードバック制御スキームを利用して、観測可能なさまざまな動作条件に対処し；伝達関数を学習することが可能な第２層フィードバック制御スキームを利用して、観測不可能な要因を克服する。

【0073】

本出願では、ＰＶは（システム）出力とみなされてよく、ＣＶは制御信号とみなされてよく、ＳＰは（システム）入力信号と見られてよく、ＭＰは測定された出力信号と解釈されてよい。

【0074】

当業者は、本発明の教示を保持しながら、デバイス及び方法の多数の改変及び変更が行われてよいことを容易に観察することである。従って、上記の開示は、添付された請求項の内容及び範囲によってのみ制限されるものと解釈されるものとする。

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【外国語明細書】