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Automatic generation device for control program

阅读:864发布:2021-04-10

专利汇可以提供Automatic generation device for control program专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize and compress a program and shorten the processing time by displaying a control block diagram wherein control block elements of a transfer function are connected, generating an equation and performing discrete transformation into a difference equation by a backward difference Euler method, and thus generating an execution program. SOLUTION: A main body 1 composed of an input screen part 2 and an input operation part 3 is connected to a general control microcomputer main body 6 through a transmission line 4, an execution program 5 is sent from the main body 1 to a microcomputer main body 6, which outputs a control command signal 7 to a controlled device 8, so that a detection signal is inputted from the controlled device 8 to the microcomputer main body 6. The main body 1 when inputting the control block diagram from an input operation part 3 generates and manages input/output connection information and symbol data consisting of control element functions and control constants automatically associatively with symbols. Then the control block diagram is displayed and the equation is generated and discretely transformed into the difference equation by the backward difference Euler method to generate the execution program.,下面是Automatic generation device for control program专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 入力された伝達関数の制御ブロック要素を連結して画面上に制御ブロック図として表示させる手段と、 画面表示された各制御ブロック要素のシンボルについて、その入出力結線情報と制御要素機能と制御定数とからなるシンボルデータを管理する手段と、 このシンボルデータを状態空間方程式行列の最下位へ1
    行データに変換して付加するとともに0列データを付加拡張して方程式を作成する手段と、 作成された方程式を後進差分オイラー法を用いて差分方程式へ離散変換して実行プログラムを作成する手段と、 を備えたことを特徴とする制御プログラムの自動作成装置。
  • 【請求項2】 入力された伝達関数の制御ブロック要素を連結して画面上に制御ブロック図として表示させる手段と、 画面表示された各制御ブロック要素のシンボルについて、その入出力結線情報と制御要素機能と制御定数とからなるシンボルデータを管理する手段と、 このシンボルデータを状態空間方程式行列の最下位へ1
    行データに変換して付加するとともに0列データを付加拡張して方程式を作成する手段と、 作成された方程式を台形法を用いて差分方程式へ離散変換して実行プログラムを作成する手段と、 を備えたことを特徴とする制御プログラムの自動作成装置。
  • 【請求項3】 入力された伝達関数の制御ブロック要素を連結して画面上に制御ブロック図として表示させる手段と、 画面表示された各制御ブロック要素のシンボルについて、その入出力結線情報と制御要素機能と制御定数とからなるシンボルデータを管理する手段と、 このシンボルデータを状態空間方程式行列の最下位へ1
    行データに変換して付加するとともに0列データを付加拡張して方程式を作成する手段と、 作成された方程式をルンゲクッタ法を用いて差分方程式へ離散変換して実行プログラムを作成する手段と、 を備えたことを特徴とする制御プログラムの自動作成装置。
  • 【請求項4】 入力された伝達関数の制御ブロック要素を連結して画面上に制御ブロック図として表示させる手段と、 画面表示された各制御ブロック要素のシンボルについて、その入出力結線情報と制御要素機能と制御定数とからなるシンボルデータを管理する手段と、 このシンボルデータを状態空間方程式行列の最下位へ1
    行データに変換して付加するとともに0列データを付加拡張して方程式を作成する手段と、 作成された方程式を級数展開法を用いて差分方程式へ離散変換して実行プログラムを作成する手段と、 を備えたことを特徴とする制御プログラムの自動作成装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【発明の属する技術分野】本発明は、制御プログラムの自動作成装置に関する。

    【0002】

    【従来の技術】従来、一般産業用のプログラマブルコントローラ等の汎用制御向けマイコンに、アプリケーションに合わせた制御機能をプログラムして使用する制御装置がある。 これらの制御装置では、プログラム作成のために、制御機能を伝達関数シンボルで表現した制御ブロック図をプログラム装置へ図面イメージとして入し、
    コンパイリング手法を用いて、汎用制御マイコンが処理できる実行プログラムへ直接変換していた。 ここで、コンパイリング手法とは、ブロック図上のシンボルへ実行プログラムの固定サブルーチンを引き当てて、ブロック図の結線指示に従って実行プログラムを直接継ぎ合わせて作成していた。

    【0003】

    【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これらのプログラム作成については、高速処理化のためにより効率的にプログラムを自動作成することが要求されているものの、従来のコンパイリング手法による実行プログラム変換では、固定サブルーチンを結合する手法を用いているため、プログラムを最適圧縮化することが不可能であり、処理時間を短縮することができなかった。

    【0004】

    【課題を解決するための手段】そこで本発明は、この課題を解決するために、制御ブロック図を入力する際に、
    代数処理がしやすい状態空間方程式行列を介することにより、代数的最適化を実現し、その上で差分方程式変換をして、コンパイリング手法を用いて実行プログラムへ変換し、処理時間の短縮を可能にした。 すなわち、入力された伝達関数の制御ブロック要素を連結して画面上に制御ブロック図として表示し、そのシンボルについての入出力結線情報と制御要素機能と制御定数とからなるシンボルデータを管理する。 次いで、このシンボルデータを状態空間方程式行列の最下位へ1行データに変換して付加するとともに、0列データを付加拡張して方程式を作成する。 さらに、作成された方程式を後進差分オイラー法、台形法、ルンゲクッタ法、級数展開法のいずれかを用いて差分方程式へ離散変換し、実行プログラムを作成する。 このようにして、本発明では、代数的最適化が可能となり、必要最小限の数式処理が導き出せることにより、効率よく実行プログラムを作成することができる。 さらに、従来、入力者が二重に指定していた演算機能を共通化することにより、一方の省略が可能になる。

    【0005】

    【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。 図1は本発明に係る制御プログラムの自動作成装置の実施形態の構成を示す図である。 図中の1
    は、装置本体であり、入力画面部2と入力操作部3とからなる。 本体1は伝送ライン4を介して汎用制御マイコン本体6に接続されている。 本体1からは実行プログラム5がマイコン本体6へ送られる。 マイコン本体6は被制御装置8に対して制御指令信号7を出力し、被制御装置8からはマイコン本体6へ検出信号が入力される。

    【0006】図2は、図1の装置本体1において実行される制御プログラムの自動作成処理を示すフローチャートであり、図3は制御ブロック図の入力のためのエディタの構造を示す図であり、図4は行列変換手法の説明図である。 以下、図2のフローチャートにもとづいて、制御プログラムの自動作成処理を説明する。 先ず、ステップ1においてエディタを用いて制御ブロック図を入力する。 それには、図1に示したプログラム装置の入力画面上へ、図3に示すエディタ構造の制御ブロック図を入力する。

    【0007】制御ブロック図が入力された装置内では、
    入力されたシンボルに連動して自動的に入出力結線情報と制御要素機能と制御定数とからなるシンボルデータが作成される。 図3では、加え合わせ点を示すシンボル1
    と、それに連結された1次遅れ要素のシンボル2が表示されており、それぞれのシンボルについて、入出力結線情報21、制御要素機能22、制御定数23がシンボルデータとして管理される。

    【0008】次に、ステップ2において、行列式の変換をする。 すなわち、図4の行列変換手法に示されるように、シンボルデータの三つの情報から、状態変数方程式の行列フォーマットについて、その下側に1行分の行データを変換追加(図中の矢示24)して下方向に拡張するとともに、その右側に0列データを追加(図中の矢示25)して右方向に拡張し、行列拡張方式により自動変換を行う。 同時にシンボルの出力に相当する中間値変数を追加(図中の矢示26)をおこなう。

    【0009】次に、ステップ3において、行列式の圧縮をする。 具体的には、ガウス消去などにより、中間値変数の消去を行い、最終的に図4の左辺先頭のD行列を単位行列化する。 次に、ステップ4において、行列式の分割をする。 状態変数方程式から出力変数yを検索し、次式に示すyに関する行(入力変数の微分項を含む)である出力行列を分割および圧縮する。

    【0010】

    【数1】

    【0011】次に、ステップ5において、差分方程式へ変換する。 すなわち、ラプラス関数で表現された次式について、オイラー法、台形法、ルンゲダック法、級数法のいずれかを用いた積分式として差分方程式へ変換する。

    【0012】

    【数2】

    【0013】次に、ステップ6の差分方程式変換において、差分方程式へ変換された行列式を、最終的に計算上変数の連続性に従って四則演算プログラムへ展開し、実行プログラムを作成する。 なお、ステップ5においては、オイラー法、台形法、ルンゲダック法、級数法のなかから任意に選択することができるとともに、他の方式へ切換えることができる。 そのため、各方式の計算所用時間や精度に応じて、最適なものを選択することができる。 また、ステップ6のプログラム展開においては、差分方程式が変数関係の整理された行列で得られるため、
    必要最小限容量のメモリ割付が行える。

    【0014】

    【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、代数的最適化が可能となり、必要最小限の数式処理を導き出せることにより、効率のよい実行プログラムが作成できる。 また、付加される効果として、差分方程式の変換方式を、オイラー法、台形法、ルンゲダック法、級数法のなかから任意に選択、または他の方式へ切換えることで、容易に計算時間と精度を変更することができる。 さらに、プログラム展開において、差分方程式が変数関係の整理された行列として得られるため、必要最小限容量のメモリ割付が行える。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】本発明の実施形態の構成を示す図である。

    【図2】実施形態における制御プログラムの自動作成処理を示すフローチャートである。

    【図3】実施形態における制御ブロック図の入力のためのエディタの構造を示す図である。

    【図4】実施形態における行列変換手法の説明図である。

    【符号の説明】

    1 装置本体 2 入力画面部 3 入力操作部 4 伝送ライン 5 実行プログラム 6 汎用制御マイコン本体 7 制御指令信号 8 被制御装置 21 入出力結線情報 22 制御要素機能 23 制御定数 24 変換追加 25 0列データ追加 26 中間値変数追加

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