控制装置以及控制方法与流程

本发明涉及一种通过反馈控制进行对象装置的控制的控制装置以及控制方法。

背景技术：

在工业用装置中，为了实现所需的动作而利用反馈控制。在反馈控制中，需要对控制增益进行调整，该控制增益是为了根据所检测的控制量计算出操作量而使用的。

作为用于适当地调整控制增益的方法之一，存在极限循环法。极限循环法是，通过进行称作二值控制的从2个操作量之中选择1个而输出的控制，从而使控制量以恒定或者视为恒定的周期进行振动，基于振动波形而对控制对象的动特性进行辨识，计算控制增益(非专利文献1)。振动波形被称作极限循环波形。

对于极限循环法，为了对控制对象的动特性进行辨识，需要基于控制偏差的正负的符号而选择二值控制的操作量之一，使控制量以恒定或者视为恒定的周期进行振动，产生极限循环波形。然而，对于极限循环法，在所检测的控制量包含噪声，控制偏差的正负的符号由于噪声的影响而反转的情况下，有时通断控制会与控制对象的动特性无关地进行动作，发生震颤而得不到恒定或者视为恒定的周期的极限循环波形，无法对控制对象的动特性进行辨识。

专利文献1记载了即使在所检测的控制量包含噪声的情况下，也产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环波形。专利文献1记载了通过对控制偏差的正负的符号的判定设置滞后特性，从而防止因在所检测的控制量中包含的噪声的影响引起的二值控制的震颤。专利文献1记载了在所检测的控制量包含噪声的情况下也对控制对象的动特性进行辨识而计算控制增益。

专利文献1：日本特开昭61-279901号公报

非专利文献1：須田信英、“PID制御”、システム制御情報ライブラリー、朝倉書店、pp162-167

技术实现要素：

然而，在对比文件1所公开的技术中，如果不对在控制偏差的正负的符号的判定中设置的滞后特性的滞后的大小进行适当设定，则无法得到高精度的极限循环波形，难以高精度地进行控制增益的计算。

在所设定的滞后的大小较小而不恰当的情况下，无法将在所检测的控制量中包含的噪声的影响去除，二值控制会与控制对象的动特性无关地进行动作，从而发生震颤，无法得到恒定或者视为恒定的周期的极限循环波形，无法高精度地进行控制增益的计算。

另外，在所设定的滞后的大小过大而不恰当的情况下，即使能够将噪声的影响去除，也存在下述可能性，无法高精度地进行控制增益的计算，上面提及的可能性是指，控制量的振动振幅变大，控制量饱和，极限循环波形成为与控制对象的动特性无关的形状，或者控制对象受到损伤。

因此，在基于对比文件1而实施极限循环法的情况下，操作者需要预先观测所检测的控制量中包含的噪声的大小，将滞后的大小设定为能够将噪声的影响去除且不使控制量的振动振幅过度地增大的程度。因而，专利文献1存在为了设定适当的滞后的大小而需要大量的时间以及劳力的问题。

另外，在由操作者对滞后的大小进行设定这样的结构的情况下，需要在控制装置设置下述功能，即：为了使得操作者能够从外部详细地观测控制量而对控制量进行显示的功能；以及用于从外部对滞后的大小进行设定的功能。因而，专利文献1还存在使控制装置的生产成本增加的问题。

并且，在某个特定的动作环境中，即使由操作者适当地设定滞后的大小，也会产生下述情况，即，控制量所包含的噪声的大小伴随着控制量的大小的变化而增大，或者控制量所包含的噪声的大小根据在控制装置以及控制对象的周边设置的电子机械以及电子仪器的动作状况而增大，无法将噪声的影响去除，无法高精度地进行控制增益的计算。在这种情况下，需要基于控制量的大小、或者基于在控制装置以及控制对象的周边设置的电子机械以及电子仪器的动作状态的影响，由操作者对滞后的大小进行变更。另外，还需要操作者对控制量所包含的噪声的大小进行调查。因而，专利文献1还存在下述问题，即，需要操作者持续性地对滞后的大小的设定进行变更，花费大量时间以及劳力。

本发明就是鉴于上述内容而提出的，目的在于提供一种控制装置以及控制方法，该控制装置以及控制方法能够通过适当地设定滞后的大小，从而将噪声的影响去除，高精度地计算出控制增益。

为了解决上述课题，实现目的，本发明涉及的控制装置的特征在于，具有：减法器，其通过对从外部输入的指令值和从控制对象装置输入的控制量进行减法运算而计算出控制偏差；控制运算部，其基于所述控制偏差和控制增益而生成操作量，将所述操作量输出；调整执行指令生成部，其生成表示ON或者OFF的调整执行指令值，将所述调整执行指令值输出；二值输出部，其在从所述调整执行指令生成部输出的所述调整执行指令值为ON的期间，基于所述控制偏差和滞后幅度设定值而生成调整时相加值，将所述调整时相加值输出；标准偏差推定部，其在从所述调整执行指令生成部输出的所述调整执行指令值为OFF的期间，计算出将所述控制量或者所述控制偏差的低频分量去除后的低频分量去除信号，计算出标准偏差推定值，该标准偏差推定值是所述低频分量去除信号的标准偏差的推定值；以及滞后幅度运算部，其基于所述标准偏差推定值而对滞后幅度运算值进行计算，将所述二值输出部的滞后幅度设定值变更为所述滞后幅度运算值。

发明的效果

根据本发明，实现下述效果，即，通过适当地设定滞后的大小，从而将噪声的影响去除而高精度地计算出控制增益。

附图说明

图1是实施方式1涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。

图2是示意性地表示实施方式1涉及的二值输出部的动作的图。

图3是实施方式1涉及的标准偏差推定部的结构图。

图4是实施方式2涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。

图5是实施方式2涉及的标准偏差推定部的结构图。

图6是实施方式3涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。

图7是实施方式3涉及的标准偏差推定部的结构图。

图8是实施方式4涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。

图9是实施方式4涉及的标准偏差推定部的结构图。

图10是实施方式5涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。

图11是实施方式5涉及的标准偏差推定部的结构图。

图12是实施方式6涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。

具体实施方式

下面，基于附图详细地说明本发明的实施方式涉及的控制装置。此外，本发明并不限定于本实施方式。

实施方式1.

图1是实施方式1涉及的控制装置100以及控制对象装置10的结构图，图2是示意性地表示实施方式1涉及的二值输出部103的动作的图，图3是实施方式1涉及的标准偏差推定部106的结构图。

如图1所示，控制对象装置10具有：辊间输送机构11，其对输送材料12进行输送、卷绕；张力轴速度控制器21，其对张力轴电动机13的转速进行控制；速度轴速度控制器22，其对速度轴电动机15的转速进行控制；以及加法器23，其进行加法运算。控制对象装置10被从控制装置100输入张力轴速度相加值Vadd，被从外部输入基准速度指令值Vr0。

辊间输送机构11具有在多个辊之间对带状或者线状的输送材料12进行输送的机构。作为输送材料12，例示有纸、树脂、金属或者纤维。辊间输送机构11具有：张力轴电动机13，其具有驱动机构；张力轴辊14，其具有旋转机构；速度轴电动机15，其具有驱动机构；速度轴辊16，其具有旋转机构；以及张力检测器20，其对张力检测值Yfb进行计算。

辊间输送机构11通过对张力轴电动机13以及速度轴电动机15进行驱动而使张力轴辊14以及速度轴辊16旋转，从而对输送材料12进行卷绕。

假设张力轴辊14和输送材料12之间的滑动微小。假设张力轴辊14的周速度和输送材料12的与张力轴辊14接触的部分的速度一致或者处于预先确定的范围内。假设速度轴辊16和输送材料12之间的滑动微小。假设速度轴辊16的周速度和输送材料12的与速度轴辊16接触的部分的速度一致或者处于预先确定的范围内。

张力轴速度控制器21对张力轴电动机13的转速进行控制，以使得张力轴辊14对输送材料12进行输送的速度与输入来的张力轴速度指令值Vr1一致。具体而言，张力轴速度控制器21考虑到张力轴辊14的直径以及减速比而进行控制，使得张力轴电动机13的转速相对于将张力轴速度指令值Vr1变换为张力轴电动机13的转速后的指令一致或者处于预先确定的范围内。

速度轴速度控制器22将速度轴电动机15的转速控制为，使得速度轴辊16对输送材料12进行输送的速度与输入来的基准速度指令值Vr0一致或者处于预先确定的范围内。具体而言，速度轴速度控制器22考虑到速度轴辊16的直径以及减速比而进行控制，使得速度轴电动机15的转速相对于将基准速度指令值Vr0变换为速度轴电动机15的转速后的指令一致或者处于预先确定的范围内。

从外部输入的基准速度指令值Vr0是对输送材料12的输送速度进行规定的指令值，能够根据输送材料12的输送条件而取各种值。

加法器23将基准速度指令值Vr0和张力轴速度相加值Vadd相加而计算出张力轴速度指令值Vr1，将张力轴速度指令值Vr1输出。

张力检测器20输出张力检测值Yfb，该张力检测值Yfb是对输送材料12的张力进行检测而得到的值。张力检测值Yfb是控制量，是如后述那样被控制为接近于指令值的变量。

在实施方式1中说明了张力轴辊14对输送材料12进行卷绕的结构、速度轴辊16将输送材料12绕出的结构，但并不限定于上述结构。也可以是速度轴辊16对输送材料12进行卷绕、张力轴辊14将输送材料12绕出的结构。另外，张力轴辊14以及速度轴辊16也可以是不直接进行输送材料12的卷绕以及绕出，而仅进行输送材料12的进给动作的中间轴。

控制对象装置10将基准速度指令值Vr0和张力轴速度相加值Vadd相加而生成张力轴辊14的张力轴速度指令值Vr1。因此，与速度轴辊16相比，张力轴辊14以张力轴速度相加值Vadd的量更快地旋转。即，输送材料12的与张力轴辊14接触的部分的输送速度比输送材料12的与速度轴辊16接触的部分的输送速度快。输送材料12由于在张力轴辊14和速度轴辊16之间受到拉拽而产生张力。在控制对象装置10中，如果张力轴速度相加值Vadd的值变更，则张力轴辊14的转速变更，因此在输送材料12产生的张力发生变化。

另外，辊间输送机构11通过张力检测器20对作用于输送材料12的张力进行测定，将张力检测值Yfb输出。即，通过将控制对象装置10与控制装置100组合而成为进行反馈控制的结构，该控制装置100使用张力检测值Yfb的值而对张力轴速度相加值Vadd进行计算。

控制装置100具有：控制运算部101，其对操作量Uc进行计算；调整执行指令生成部102，其生成表示能否执行调整的指令值即调整执行指令值SWat；二值输出部103，其对调整时相加值Uadd进行计算，该调整时相加值Uadd是在调整时与操作量Uc相加的值；以及控制增益运算部104，其对增益候补值进行计算。另外，控制装置100具有：控制增益调整部105，其对控制运算部101所使用的增益的值进行变更；标准偏差推定部106，其对标准偏差的推定值即标准偏差推定值Sig进行计算；滞后幅度运算部107，其对滞后幅度运算值Hc进行计算；减法器108，其进行减法运算；以及加法器109，其进行加法运算。控制装置100被从外部输入张力指令值Yr，被从控制对象装置10输入张力检测值Yfb，将张力轴速度相加值Vadd输出至控制对象装置10。

控制运算部101被输入张力偏差值Ye和调整执行指令值SWat，该张力偏差值Ye是张力指令值Yr和张力检测值Yfb的偏差。张力偏差值Ye是控制偏差。另外，控制运算部101在调整执行指令值SWat为OFF的通常状态下，将比例补偿和积分补偿之和作为操作量Uc输出，该比例补偿是针对张力偏差值Ye乘以作为控制增益之一的比例增益而得到的，该积分补偿是针对张力偏差值Ye乘以作为控制增益之一的积分增益、进行积分而得到的。在实施方式1中，将调整执行指令值SWat为ON的期间称作自动调整期间。

控制运算部101在调整执行指令值SWat从OFF切换为ON时，保持在调整执行指令值SWat即将成为ON时的操作量Uc的值，在自动调整期间将所保持的操作量Uc的值输出。对在调整执行指令值SWat即将成为ON时的操作量Uc的值进行保持的动作是通过将比例增益以及积分增益设为0、保持积分的输出的方式而实现的。由此，控制运算部101在自动调整期间也能够保持即将进入自动调整期间时的稳定的控制状态，能够稳定地转入如后述那样执行自动调整的自动调整期间，以短时间将控制增益设定为高精度的值。

调整执行指令生成部102基于通过来自外部的操作进行的指示输入而生成调整执行指令值SWat，该调整执行指令值SWat是示出ON或OFF的信号。调整执行指令生成部102通过来自外部的操作将调整执行指令值SWat从OFF变更为ON，在以预先确定的期间输出ON的信号之后恢复为OFF。这里，预先确定的期间是预先确定的恒定时间，或者是直至作出后述的二值输出部103的输出变化了预先确定的次数这一判断为止的期间，但并不限定于上述结构。

二值输出部103在调整执行指令值SWat为ON的自动调整期间进行调整动作，使用张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而输出调整时相加值Uadd，该调整时相加值Uadd是具有预先设定的相加值振幅D这一大小的振幅且以后述的方法决定正负的值。此外，如后述那样，二值输出部103在调整执行指令值SWat为OFF的期间，将为0的调整时相加值Uadd输出。

图2是示意性地表示基于张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而从+D或者﹣D之中选择一者、将调整时相加值Uadd输出的二值输出部103的动作的图。

这里，对调整时相加值Uadd的正负的决定方法进行说明。二值输出部103在张力偏差值Ye的大小比滞后幅度设定值Hs大的情况下，基于张力偏差值Ye的符号而从+D或者﹣D这2个值之中选择一者。二值输出部103在张力偏差值Ye的大小小于或等于滞后幅度设定值Hs的情况下，如果前一次的调整时相加值Uadd为+D则选择+D，如果前一次的调整时相加值Uadd为﹣D则选择﹣D。即，在决定调整时相加值Uadd时，张力偏差值Ye具有滞后幅度设定值Hs的大小的滞后特性。

另外，图2示意性地表示在基于张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而从+D和﹣D这2个值之中选择一者时的二值输出部103的动作。二值输出部103也可以在选择+D和﹣D之中某一者时，取代张力偏差值Ye而使用对张力偏差值Ye实施了低通滤波后的信号，基于对张力偏差值Ye实施了低通滤波后的信号和滞后幅度设定值Hs而从+D和﹣D这2个值之中选择一者。

二值输出部103的动作与在温度调整控制中使用的被称为极限循环法的方法相同，如果调整执行指令值SWat为ON，则张力偏差值Ye和二值输出部103所输出的调整时相加值Uadd振荡。

控制增益运算部104被输入张力偏差值Ye和调整执行指令值SWat。另外，控制增益运算部104在调整执行指令值SWat为ON的自动调整期间，对张力偏差值Ye的振动周期和振幅进行测定，基于测定的结果对控制运算部101的比例增益的候补即比例增益候补值G1和积分增益的候补即积分增益候补值G2进行计算。此外，将比例增益候补值G1和积分增益候补值G2总称为控制增益候补值。

具体而言，控制增益运算部104将从张力偏差值Ye的振幅减去滞后幅度设定值Hs而得到的值作为校正振幅Ya，将预先确定的常数乘以校正振幅Ya的倒数而计算出比例增益候补值G1。另外，控制增益运算部104将比例积分运算的积分时间常数作为振动周期，乘以校正振幅Ya和张力偏差值Ye之间的振幅之比、预先确定的常数而计算出积分增益候补值G2。

比例增益以及积分增益的具体的计算方法使用如下方法即可，即，基于描述函数法而对二值输出部103的输入输出的线性化增益进行计算，基于齐格勒-尼科尔斯(Ziegler-Nichols)的极限灵敏度方法而决定比例增益和积分增益。通过该方法，控制增益运算部104能够进行基于输送材料12的特性以及张力检测器20的特性的准确的调整。

控制增益运算部104在调整执行指令值SWat为OFF的时刻将计算出的比例增益候补值G1和积分增益候补值G2输出。

控制增益调整部105被输入由控制增益运算部104计算出的比例增益候补值G1和积分增益候补值G2。控制增益调整部105将控制运算部101的比例增益和积分增益变更为计算出的比例增益候补值G1和积分增益候补值G2。

在实施方式1中，控制增益调整部105在被输入了比例增益候补值G1和积分增益候补值G2之后，立即将控制运算部101的比例增益和积分增益变更为比例增益候补值G1和积分增益候补值G2，但并不限定于上述结构。控制增益调整部105也可以在控制装置100的操作者对比例增益候补值G1和积分增益候补值G2进行了确认之后，执行控制运算部101的比例增益和积分增益的变更操作。另外，控制增益调整部105也可以预先保持多组比例增益候补值G1和积分增益候补值G2，在控制装置100的操作者从多个组之中选择了1组比例增益候补和积分增益候补值G2之后，执行控制运算部101的比例增益和积分增益的变更处理。

图3是标准偏差推定部106的具体的结构图。标准偏差推定部106具有：高通滤波部106a，其对将张力检测值Yfb的低频分量去除后的低频分量去除信号yh进行计算；平方值计算部106b，其对被输入的信号yh的平方值即输出信号y_106b进行计算；以及低通滤波部106c，其实施低通滤波而对输出信号y_106c进行计算。另外，标准偏差推定部106具有：平方根计算部106d，其对被输入的信号y_106c的平方根即输出信号y_106d进行计算；选择器部106e，其基于调整执行指令值SWat而将标准偏差推定值Sig输出；以及延迟部106f，其对标准偏差推定值Sig进行保持。

标准偏差推定部106被输入调整执行指令值SWat和张力检测值Yfb，在调整执行指令值SWat为OFF的期间，基于张力检测值Yfb而以后述的方法计算出标准偏差推定值Sig，将标准偏差推定值Sig输出。

标准偏差推定部106在调整执行指令值SWat为ON的自动调整期间，以将后述的1周期前的标准偏差推定值即前一次标准偏差推定值Sig^﹣输出的方式进行动作。因而，在自动调整期间从标准偏差推定部106输出的标准偏差推定值Sig成为前一次标准偏差推定值Sig^-。

高通滤波部106a被输入张力检测值Yfb，对张力检测值Yfb实施高通滤波，计算出将张力检测值Yfb的低频分量去除后的低频分量去除信号yh，将低频分量去除信号yh输出。

平方值计算部106b被输入低频分量去除信号yh，计算出对低频分量去除信号yh的值进行平方而得到的输出信号y_106b，将输出信号y_106b输出。

将输出信号y_106b输入至低通滤波部106c，低通滤波部106c对输出信号y_106b实施低通滤波，计算出将输出信号y_106b的高频分量去除后的输出信号y_106c，将输出信号y_106c输出。

将输出信号y_106c输入至平方根计算部106d，平方根计算部106d计算出对输出信号y_106c的平方根进行计算而得到的输出信号y_106d，将输出信号y_106d输出。

选择器部106e被输入前一次标准偏差推定值Sig^﹣和输出信号y_106d，基于调整执行指令值SWat，在调整执行指令值SWat为ON时选择前一次标准偏差推定值Sig^﹣，另外，在调整执行指令值SWat为OFF时选择输出信号y_106d，将所选择的一方作为标准偏差推定值Sig而输出。

延迟部106f以标准偏差推定部106的动作周期的1个周期的期间对标准偏差推定值Sig进行保持，将所保持的值作为前一次标准偏差推定值Sig^﹣而在标准偏差推定部106的动作周期的1个周期之后进行输出。

返回到图1，滞后幅度运算部107被输入标准偏差推定值Sig，基于标准偏差推定值Sig而计算出滞后幅度运算值Hc。具体而言，滞后幅度运算部107通过针对标准偏差推定值Sig乘以预先确定的系数Kh而计算出滞后幅度运算值Hc。这里，系数Kh是常数，被设定为大于或等于1且小于或等于60的值。

另外，滞后幅度运算部107以动作周期为单位将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs变更为滞后幅度运算值Hc。

减法器108被输入张力指令值Yr和张力检测值Yfb，根据张力指令值Yr和张力检测值Yfb的差值而计算出张力偏差值Ye，将张力偏差值Ye输出。

加法器109被输入操作量Uc和调整时相加值Uadd，将操作量Uc和调整时相加值Uadd相加而计算出张力轴速度相加值Vadd，将张力轴速度相加值Vadd输出。

下面，对控制装置100的动作进行说明。控制运算部101在从调整执行指令生成部102输出的调整执行指令值SWat为OFF的期间，以使得张力偏差值Ye变为0的方式对操作量Uc进行计算。这里，二值输出部103的输出即调整时相加值Uadd为0，张力轴速度相加值Vadd的值与操作量Uc的值一致。即，通过控制装置100进行的将张力轴速度相加值Vadd输出的动作成为通过PI控制进行的反馈控制的动作。

标准偏差推定部106在调整执行指令值SWat为OFF的期间，输出标准偏差推定值Sig，该标准偏差推定值Sig是将张力检测值Yfb的低频分量去除后的低频分量去除信号yh的标准偏差的推定值。滞后幅度运算部107基于由标准偏差推定部106计算出的标准偏差推定值Sig而对滞后幅度运算值Hc进行计算，将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs变更为滞后幅度运算值Hc。

下面，对调整执行指令生成部102在将调整执行指令值SWat的输出从OFF变为ON的时刻的动作进行说明。如果调整执行指令值SWat从OFF变更为ON，则控制运算部101对积分的输出进行保持而将恒定的操作量Uc输出。另外，标准偏差推定部106切换为将前一次标准偏差推定值Sig^﹣代入至标准偏差推定值Sig的动作，以将前一次标准偏差推定值Sig^﹣输出的方式进行动作。因而，在调整执行指令值SWat从OFF变更为ON的情况下，从标准偏差推定部106输出的标准偏差推定值Sig变为前一次标准偏差推定值Sig^﹣。因此，由滞后幅度运算部107计算出的滞后幅度运算值Hc成为恒定值，二值输出部103的滞后幅度设定值Hs成为恒定值。二值输出部103基于张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而交替地选择+D或者﹣D的值，将调整时相加值Uadd输出。

在对二值输出部103的调整时相加值Uadd的+D或者﹣D的值进行选择时，在滞后幅度设定值Hs能够将张力检测值Yfb所包含的噪声的影响适当地去除的情况下，张力轴速度相加值Vadd和张力偏差值Ye产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环振动。

另外，控制增益运算部104在调整执行指令值SWat为ON的期间，基于张力偏差值Ye的振动振幅和振动周期而对比例增益候补值G1和积分增益候补值G2进行计算。

调整执行指令生成部102在自将调整执行指令值SWat从OFF变更为ON起经过了预先确定的自动调整期间之后，将调整执行指令值SWat从ON变更为OFF。

二值输出部103在调整执行指令生成部102将调整执行指令值SWat从ON变更为OFF的时刻，将调整时相加值Uadd的值保持为0。控制增益运算部104将在即将把调整执行指令值SWat从ON变更为OFF时所计算出的比例增益候补值G1和积分增益候补值G2输出。

控制增益调整部105将控制运算部101的比例增益的值和积分增益的值变更为输入来的比例增益候补值G1和积分增益候补值G2。此时，标准偏差推定部106以将由平方根计算部106d计算出的输出信号y_106d输出的方式进行动作。因而，从标准偏差推定部106输出的标准偏差推定值Sig为输出信号y_106d。控制运算部101基于由控制增益调整部105变更后的比例增益和积分增益而开始进行操作量Uc的计算。

控制装置100以下述方式将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs设定为适当的值，基于张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而决定调整时相加值Uadd，因此降低了张力检测值Yfb所包含的噪声的影响。其结果，控制装置100能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，能够高精度地调整控制增益。

控制装置100将计算出的滞后幅度运算值Hc代入至滞后幅度设定值Hs。此时，滞后幅度运算值Hc是基于标准偏差推定值Sig而计算的。标准偏差推定值Sig通过后述的标准偏差推定部106成为张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的良好推定值。即，控制装置100基于标准偏差推定值Sig而对张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的值进行推定，因此能够对在自动调整期间产生的噪声的信号的分布进行推定，能够计算出以高概率比噪声的信号的振幅大的程度的大小的滞后幅度运算值Hc。

下面，对标准偏差推定部106的动作和效果进行说明。高通滤波部106a在调整执行指令值SWat为OFF的期间，计算对张力检测值Yfb实施高通滤波而得到的低频分量去除信号yh。

此时，在处于控制运算部101的控制增益不是适当的值的状态且控制频带低的情况下，张力检测值Yfb具有因外部干扰的影响引起的低频的振动分量以及相对于张力指令值Yr的偏移误差。低频的振动分量以及偏移误差是因控制频带低且控制性能不恰当而产生的，是在使张力检测值Yfb以临界频率附近的高频率进行振动的极限循环法的动作时观察不到的现象。即，因控制频带低而产生的低频的振动分量以及偏移误差不会给极限循环法中的调整时相加值Uadd的决定带来影响，因此在滞后幅度运算值Hc的计算中无需考虑它们。进一步而言，有时张力检测值Yfb的低频分量的振动的振幅比噪声的振幅大，如果不对张力检测值Yfb的低频分量的振动和噪声的信号进行区别就计算出标准偏差推定值Sig，则标准偏差推定值Sig的计算结果会变得大幅高于噪声的信号的标准偏差的真值。而且，会设定过大的滞后幅度设定值Hs，带来使张力检测值Yfb的振动振幅被过度放大的不良影响，因此低频分量的振动分量以及偏移误差应当在对标准偏差推定值Sig进行计算时去除。

在高通滤波部106a中，由于对张力检测值Yfb实施高通滤波，因此能够将张力检测值Yfb的低频的振动分量以及偏移误差去除，通过低频分量去除信号yh对由张力检测值Yfb的高频分量构成的噪声的信号进行提取。

下面，说明通过具有平方值计算部106b、低通滤波部106c和平方根计算部106d而实现的标准偏差推定部106的结构和效果。为了进行说明，以某个正态分布的时序信号x为例子。将时序信号x的平均值设为μ_x、将标准偏差设为σ_x。由于是从时序信号x以时序顺序对样本进行提取，因此如果将样本的时间间隔设为dt，则下面的式(1)和式(2)成立。

【算式1】

【算式2】

在式(1)以及式(2)中，xs(i)表示从时序信号x第i个提取出的样本。另外，xs(n)表示在时序信号x中的末端的时间处的样本。另外，在式(1)以及式(2)中，T＝N×dt。

另一方面，将针对时序信号x实施以比dt大的τ作为时间常数的一阶延迟的低通滤波而得到的信号的第i个样本设为xlpf(i)。此时，末端的时间处的xlpf(n)通过下面的式(3)进行计算。

【算式3】

将在xlpf(n)的计算中使用的时序信号x的样本的数量设为N。在N大的情况下，下面的式(4)成立。

【算式4】

这里，利用时间常数τ比dt大以及N比1大这些情况而对式子进行近似。另外，o(dt²/τ²)汇总了dt²/τ²的数量级以下的大小的项，能够近似为0。

对式(1)和式(4)进行比较可知，在样本的数量N大且低通滤波的时间常数τ比样本的时间间隔dt大的情况下，xlpf(n)和μ_x一致或者处于预先确定的范围内，因此xlpf(n)成为μ_x的优良的推定值。

相同地，如果针对将样本xs(n)平方后的值实施以τ作为时间常数的一阶延迟的低频滤波，将所得到的结果设为x2lpf(n)，则x2lpf(n)通过下面的式(5)进行计算。

【算式5】

这里，使用x2lpf(n)和xlpf(n)，将在式(6-1)中由A表现的内容通过式(6-2)进行定义。

【算式6】

【算式7】

对式(2)和式(6-2)进行比较，在样本的数量N大且低通滤波的时间常数τ比样本的时间间隔dt大的情况下可知以下内容。

即，可知，由于A和σ_x一致或者处于预先确定的范围内，因此A成为σ_x的优良的推定值。另外，如果时序信号x的平均值μ_x为0，则成为式(7)，这一点是显而易见的。

【算式8】

标准偏差推定部106通过如上述例子那样使用了低通滤波的方法对低频分量去除信号yh的标准偏差的推定值进行计算。其中，低频分量去除信号yh是将张力检测值Yfb的低频分量去除后的信号，因此低频分量去除信号yh的平均值能够近似为0。即，低频分量去除信号yh的标准偏差的推定值能够基于式(7)进行计算，该式(7)是平均值为0的情况下的标准偏差的推定值的运算式。

在平方值计算部106b、低通滤波部106c和平方根计算部106d中实施式(7)的计算。因而，平方根计算部106d的输出信号y_106d以及标准偏差推定值Sig成为将张力检测值Yfb的噪声的信号提取后的低频去除信号yh的标准偏差的优良的推定值。根据以上内容，标准偏差推定部106能够进行对张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的推定。

下面，说明滞后幅度运算部107的动作。为了进行说明，以前述的时序信号x为例子。这里，认为时序信号x的平均值μ_x为0。时序信号x呈正态分布，因此从时序信号x随机提取出的样本xs是以大约68.2689492％的概率满足下面的式(8)的值，是以大约99.9999998％的概率满足下面的式(9)的值。

【算式9】

-1×σ_x≤xs≤1×σ_x…(8)

【算式10】

-6×σ_x≤xs≤6×σ_x…(9)

这样，如果使用正态分布的信号的标准偏差的值，则能够对以高概率将样本包含在内的范围的上下限进行计算。将对标准偏差乘以大于或等于1且小于或等于6的系数而计算的值作为上下限的范围是以大约68.2689492％至大约99.9999998％的高概率包含随机提取的样本xs的范围。因而，对标准偏差乘以大于或等于1且小于或等于6的系数得到的值可以视为在恒定期间内时序信号x可取的振幅的、优良的推定值。

因此，可视为通过对张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的推定值即标准偏差推定值Sig乘以大于或等于1且小于或等于6的系数而得到的值，是一定期间内的噪声的信号的振幅的优良的推定值。

滞后运算部107将滞后的大小相对于张力检测值Yfb所包含的噪声的振幅设定为大于或等于1倍且小于或等于10倍的大小，因此能够将噪声的影响去除，并且避免将滞后的大小设定得过大。

滞后运算部107通过针对张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的推定值即标准偏差推定值Sig乘以大于或等于1且小于或等于60的系数Kh而计算出滞后幅度运算值Hc。大于或等于1且小于或等于60的系数Kh是出于将下述值作为滞后运算值Hc这一目的的系数，即，通过针对标准偏差乘以大于或等于1且小于或等于6的系数，再乘以大于或等于1且小于或等于10的系数而得到的值。由此，滞后幅度运算值Hc的大小被计算为，能够将噪声的影响去除的大小、且处于不会使控制量的振动振幅过度地增大的程度。

这样，操作者无需在通过极限循环法对控制增益进行计算之前对所检测的控制量中包含的噪声的大小进行观测。控制装置100可以将滞后的大小适当地设定为，能够将噪声的影响去除，并且不会使控制量的振动振幅过度地增大。

另外，操作者无需详细地观测所检测的控制量而从控制装置100的外部对滞后的大小进行调整。因此，控制装置100无需具有用于显示控制量的功能以及从外部对滞后的大小进行设定的功能。

并且，即使存在张力检测值Yfb所包含的噪声的大小的变化，控制装置100也会通过标准偏差推定部106和滞后幅度运算部107的功能而逐次运算出适当的滞后的大小。因此，即使存在与控制量的大小的变化以及在控制对象装置10的周边设置的电子机械以及电子仪器的动作状态的变更相伴的噪声的大小的变化，控制装置100也能够设定适当大小的滞后的值。

另外，控制装置100能够设定适当大小的滞后，在自动调整期间适当地决定调整时相加值，因此能够抑制因张力检测值Yfb所包含的噪声的影响引起的振荡。其结果，控制装置100能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，高精度地对控制增益的值进行计算。

此外，说明了高通滤波部106a是对张力检测值Yfb实施高通滤波而将张力检测值Yfb的低频分量去除的结构这一情况，但并不限定于上述结构。在随着时间的经过，除高频分量的信号以外张力检测值Yfb示出恒定值的情况下，高通滤波部106a也可以由减法器构成，该减法器计算出张力检测值Yfb和常数之差作为低频分量去除信号yh。在该结构中，高通滤波部106a也能够计算出将张力检测值Yfb的低频分量去除后的低频分量去除信号yh，得到相同的效果，这一点是显而易见的。在下面的实施方式中也相同。

另外，在实施方式1中，示出了由一阶延迟滤波构成低通滤波的控制装置100的例子，但并不限定于上述结构。控制装置100只要具有将输入信号的高频分量去除的特性即可，使用将一阶延迟滤波串联排列的高阶延迟滤波、巴特沃斯滤波或者切比雪夫滤波这种具有不同的极配置的滤波，也能够得到相同的效果。在下面的实施方式中也相同。

对于滞后幅度运算部107，说明的是以动作周期为单位将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs变更为滞后幅度运算值Hc，但并不限定于上述结构。滞后幅度运算部107也可以以动作周期的整数倍的时间为单位将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs变更为滞后幅度运算值Hc。另外，滞后幅度运算部107也可以具有能够在控制装置100的动作过程中由操作者指定对滞后幅度设定值Hs进行变更的定时的功能，在操作者所指定的定时将滞后幅度设定值Hs变更为滞后幅度运算值Hc。在下面的实施方式也相同。

另外，在实施方式1中，对控制对象装置10是包含辊间输送机构的装置进行了说明，但并不限定于包含辊间输送机构的装置。控制对象装置10只要是具有能够通过将操作量从外部输入而变更控制量的机构和对控制量进行检测而输出的机构、且能够通过反馈控制进行稳定化的装置即可，也可以为其他结构的装置。在下面的实施方式中也相同。

实施方式2.

对本发明涉及的控制装置的实施方式2进行说明。图4是实施方式2涉及的控制装置200以及控制对象装置10的结构图，图5是标准偏差推定部116的结构图。标准偏差推定部116是通过对上述的控制装置100的标准偏差推定部106进行变更而得到的。此外，对于具有与实施方式1相同的功能的结构要素，标注与实施方式1相同的标号，省略详细说明。

控制装置200具有：控制运算部101，其对操作量Uc进行计算；调整执行指令生成部102，其生成调整执行指令值SWat；二值输出部103，其对调整时相加值Uadd进行计算；以及控制增益运算部104，其对增益候补值进行计算。另外，控制装置200具有：控制增益调整部105，其对控制运算部101所使用的增益的值进行变更；标准偏差推定部116，其对标准偏差推定值Sig进行计算；滞后幅度运算部107，其对滞后幅度运算值Hc进行计算；减法器108，其进行减法运算；以及加法器109，其进行加法运算。

控制装置200被从外部输入张力指令值Yr，被从控制对象装置10输入张力检测值Yfb，将张力轴速度相加值Vadd输出至控制对象装置10。

标准偏差推定部116具有：高通滤波部106a，其对低频分量去除信号yh进行计算；绝对值计算部116b，其对低频分量去除信号yh的值的绝对值进行计算而计算出输出信号y_116b；以及低通滤波部116c，其实施低通滤波而计算出输出信号y_116c。另外，标准偏差推定部116具有：变换增益器116d，其基于输出信号y_116c而计算出输出信号y_116d；选择器部116e，其基于调整执行指令值SWat而将标准偏差推定值Sig输出；以及延迟部106f，其对标准偏差推定值Sig进行保持。

标准偏差推定部116被输入调整执行指令值SWat和张力检测值Yfb，在调整执行指令值SWat为OFF的期间，基于张力检测值Yfb而计算出标准偏差推定值Sig，将标准偏差推定值Sig输出。

另外，标准偏差推定部116在调整执行指令值SWat为ON的自动调整期间，将前一次标准偏差推定值Sig^﹣输出。因而，在自动调整期间从标准偏差推定部116输出的标准偏差推定值Sig成为前一次标准偏差推定值Sig^﹣。

绝对值运算部116b被输入低频分量去除信号yh，计算出针对低频分量去除信号yh的值对绝对值进行计算而得到的输出信号y_116b，将输出信号y_116b输出。

将输出信号y_116b输入至低通滤波部116c，低通滤波部116c对输出信号y_116b实施低通滤波，计算出将输出信号y_116b的高频分量去除后的输出信号y_116c，将输出信号y_116c输出。将输出信号y_116c输入至变换增益器116d，变换增益器116d对输出信号y_116c乘以(π/2)而计算出输出信号y_116d，将输出信号y_116d输出。此外，(π/2)表示的是对(π/2)开根号。

选择器部116e被输入前一次标准偏差推定值Sig^﹣和输出信号y_116d。选择器部116e基于调整执行指令值SWat，在调整执行指令值SWat为ON时选择前一次标准偏差推定值Sig^﹣，另外，在调整执行指令值SWat为OFF时选择输出信号y_116d，将所选择的一方作为标准偏差推定值Sig而输出。

即，标准偏差推定部116在调整执行指令值SWat为OFF的期间，将标准偏差推定值Sig输出，该标准偏差推定值Sig是将张力检测值Yfb的低频分量去除后的低频分量去除信号yh的标准偏差的推定值。

另外，控制装置200将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs设定为适当的值，基于张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而决定调整时相加值Uadd，因此降低了张力检测值Yfb所包含的噪声的影响。其结果，控制装置200能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，能够高精度地调整控制增益。

控制装置200将计算出的滞后幅度运算值Hc代入至滞后幅度设定值Hs。此时，滞后幅度运算值Hc是基于标准偏差推定值Sig而计算的。标准偏差推定值Sig通过后述的标准偏差推定部116而成为张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的良好的推定值。即，控制装置200基于标准偏差推定值Sig而对张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的值进行推定，因此，能够对在自动调整期间产生的噪声的信号的分布进行推定，能够计算出以高概率比噪声的信号的振幅大的程度的大小的滞后幅度运算值Hc。

控制装置200和上述的控制装置100仅标准偏差推定部的结构不同。在下文中，说明通过标准偏差推定部116而对标准偏差推定值Sig进行计算时的动作和效果。

这里，与实施方式1相同地，以某个正态分布的时序信号x为例子。将时序信号x的平均值设为μ_x，将标准偏差设为σ_x。另外，将取时序信号x的绝对值之后的信号设为信号ax，将信号ax的平均值设为μ_ax。在时序信号x的平均值μ_x为0的情况下，下面的式(10)成立。

【算式11】

因此，对信号ax的平均值μ_ax乘以(π/2)而得到的值成为时序信号x的标准偏差。此外，(π/2)表示的是对(π/2)开根号。

在实施方式1中说明的式(1)以及式(4)在信号ax的情况下也同样成立。从信号ax以时间间隔dt对样本进行提取，将第i个样本设为axs(i)，axs(n)为末端的时间处的信号ax的样本。将对信号ax实施以比dt大的τ作为时间常数的一阶延迟的低通滤波而得到的信号的第i个样本设为axlpf(i)。此时，下面的式(11)和式(12)成立。

【算式12】

【算式13】

其中，T＝N×dt。

对式(11)和式(12)进行比较可知，在样本的数量N大、且低通滤波的时间常数τ大于样本的时间间隔dt的情况下，axlpf(n)和μ_ax一致或者处于预先确定的范围内，因此axlpf(n)成为μ_ax的优良的推定值。

绝对值运算部116b、低通滤波部116c以及变换增益器116d进行与上述的例子相同的计算。即，输出信号y_116c成为输出信号y_116b的平均值的优良的推定值。另外，输出信号y_116d成为低频分量去除信号yh的标准偏差的优良的推定值。

另外，控制装置200能够设定适当的大小的滞后，在自动调整期间适当地决定调整时相加值，因此能够抑制因张力检测值Yfb所包含的噪声的影响引起的振荡。其结果，控制装置200能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，高精度地对控制增益的值进行计算。

实施方式3.

对本发明涉及的控制装置的实施方式3进行说明。图6是实施方式3涉及的控制装置300以及控制对象装置10的结构图，图7是标准偏差推定部126的结构图。标准偏差推定部126是通过对上述的控制装置200的标准偏差推定部116进行变更而得到的。此外，对于具有与实施方式1或者实施方式2相同的功能的结构要素，标注与实施方式1或者实施方式2相同的标号，省略详细说明。

控制装置300具有：控制运算部101，其对操作量Uc进行计算；调整执行指令生成部102，其生成调整执行指令值SWat；二值输出部103，其对调整时相加值Uadd进行计算；以及控制增益运算部104，其对增益候补值进行计算。另外，控制装置300具有：控制增益调整部105，其对控制运算部101所使用的增益的值进行变更；标准偏差推定部126，其对标准偏差推定值Sig进行计算；滞后幅度运算部107，其对滞后幅度运算值Hc进行计算；减法器108，其进行减法运算；以及加法器109，其进行加法运算。

控制装置300被从外部输入张力指令值Yr，被从控制对象装置10输入张力检测值Yfb，将张力轴速度相加值Vadd输出至控制对象装置10。

标准偏差推定部126具有：高通滤波部106a，其对低频分量去除信号yh进行计算；绝对值计算部116b，其对低频分量去除信号yh的值的绝对值进行计算而计算出输出信号y_116b；第1低通滤波部126c，其实施低通滤波而计算出输出信号y_126c；第1平方值计算部126d，其通过平方值计算而计算出输出信号y_126d；第2平方值计算部126e，其通过平方值计算而计算出输出信号y_126e；以及第2低通滤波部126f，其实施低通滤波而计算出输出信号y_126f。另外，标准偏差推定部126具有：减法器126g，其进行减法运算；平方根计算部126h，其通过平方根计算而计算出输出信号y_126h；变换增益器126i，其基于输出信号y_126h而计算出输出信号y_126i；选择器部126j，其基于调整执行指令值SWat而输出标准偏差推定值Sig；以及延迟部106f，其对标准偏差推定值Sig进行保持。

标准偏差推定部126被输入调整执行指令值SWat和张力检测值Yfb，在调整执行指令值SWat为OFF的期间，基于张力检测值Yfb而计算出标准偏差推定值Sig，将标准偏差推定值Sig输出。

另外，标准偏差推定部126在调整执行指令值SWat为ON的自动调整期间，以将前一次标准偏差推定值Sig^﹣输出的方式进行动作。因而，在自动调整期间从标准偏差推定部126输出的标准偏差推定值Sig成为前一次标准偏差推定值Sig^﹣。

将输出信号y_116b输入至第1低通滤波部126c，第1低通滤波部126c对输出信号y_116b实施低通滤波，计算出将输出信号y116b的高频分量去除后的输出信号y_126c，将输出信号y_126c输出。

将输出信号y_126c输入至第1平方值计算部126d，第1平方值计算部126d计算出将输出信号y_126c进行平方而得到的输出信号y_126d，将输出信号y_126d输出。

将输出信号y_116b输入至第2平方值计算部126e，第2平方值计算部126e计算出将输出信号y_116b进行平方而得到的输出信号y_126e，将输出信号y_126e输出。

将输出信号y_126e输入至第2低通滤波部126f，第2低通滤波部126f对输出信号y_126e实施低通滤波，计算出将输出信号y_126e的高频分量去除后的输出信号y_126f，将输出信号y_126f输出。减法器126g对输出信号y_126d和输出信号y_126f之差进行计算而计算出输出信号y_126g，将输出信号y_126g输出。

将输出信号y_126g输入至平方根计算部126h，平方根计算部126h计算出对输出信号y_126g的平方根进行计算而得到的输出信号y_126h，将输出信号y_126h输出。将输出信号y_126h输入至变换增益器126i，变换增益器126i对输出信号y_126h乘以(π/(π－2))而计算出输出信号y_126i，将输出信号y_126i输出。此外，(π/(π－2))表示的是对(π/(π－2))开根号。

选择器部126j被输入前一次标准偏差推定值Sig^﹣和输出信号y_126i。选择器部126j基于调整执行指令值SWat，在调整执行指令值SWat为ON时选择前一次标准偏差推定值Sig^﹣，另外，在调整执行指令值SWat为OFF时选择输出信号y_126i，将所选择的一方作为标准偏差推定值Sig而输出。

即，标准偏差推定部126在调整执行指令值SWat为OFF的期间，将标准偏差推定值Sig输出，该标准偏差推定值Sig是将张力检测值Yfb的低频分量去除后的低频分量去除信号yh的标准偏差的推定值。

控制装置300将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs设定为适当的值，基于张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而决定调整时相加值Uadd，因此降低了张力检测值Yfb所包含的噪声的影响。其结果，控制装置300能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，能够高精度地对控制增益进行调整。

控制装置300将计算出的滞后幅度运算值Hc代入至滞后幅度设定值Hs。此时，滞后幅度运算值Hc是基于标准偏差推定值Sig而计算的。标准偏差推定值Sig通过后述的标准偏差推定部126而成为张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的良好的推定值。即，控制装置300基于标准偏差推定值Sig而对张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的值进行推定，因此，能够对在自动调整期间产生的噪声的信号的分布进行推定，能够计算出以高概率比噪声的信号的振幅大的程度的大小的滞后幅度运算值Hc。

控制装置300和控制装置100仅标准偏差推定部的结构不同。在下文中，说明通过标准偏差推定部126而对标准偏差推定值Sig进行计算时的动作和效果。

这里，与实施方式1以及实施方式2相同地，以某个正态分布的时序信号x为例子。将时序信号x的平均值设为μ_x，将标准偏差设为σ_x。另外，将取时序信号x的绝对值后的信号设为信号ax，将信号ax的平均值设为μ_ax，将标准偏差设为σ_ax。在时序信号x的平均值μ_x为0的情况下，下面的式(13)成立。

【算式14】

因此，对信号ax的标准偏差σ_ax乘以(π/(π－2))而得到的值成为时序信号x的标准偏差。此外，(π/(π－2))表示的是对(π/(π－2))开根号。

从信号ax以时间间隔dt对样本进行提取，将第i个样本设为axs(i)，axs(n)为末端的时间处的信号ax的样本。将针对信号ax实施以比dt大的τ作为时间常数的一阶延迟的低通滤波而得到的信号的第i个样本设为axlpf(i)。信号ax的标准偏差σ_ax是通过下面的式(14)而计算的。

【算式15】

其中，T＝N×dt。

另外，如果针对将样本axs(n)进行平方后的值实施以比dt大的τ作为时间常数的一阶延迟的低频滤波，将所得到的结果设为ax2lpf(n)，则ax2lpf(n)通过下面的式(15)而进行计算。

【算式16】

这里，使用通过式(12)以及式(15)计算的axlpf(n)和ax2lpf(n)，通过式(16-2)对式(16-1)中由B表示的部分进行定义。

【算式17】

【算式18】

对式(14)和式(16-2)进行比较可知，在样本的数量N大且低通滤波的时间常数τ大于样本的时间间隔dt的情况下，B和σ_ax一致或者处于预先确定的范围内，因此B成为σ_ax的优良的推定值。

绝对值运算部116b、第1低通滤波部126c、第1平方值计算部126d、第2平方值计算部126e、第2低通滤波部126f、减法器126g、平方根计算部126h以及变换增益器126i进行与上述的例子相同的计算。即，输出信号y_126h成为输出信号y_116b的标准偏差的优良的推定值。另外，输出信号y_126i成为低频分量去除信号yh的标准偏差的优良的推定值。

因而，控制装置300能够设定适当的大小的滞后，在自动调整期间适当地决定调整时相加值，因此能够抑制因张力检测值Yfb所包含的噪声的影响引起的振荡。其结果，控制装置300能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，高精度地对控制增益的值进行计算。

实施方式4.

对本发明涉及的控制装置的实施方式4进行说明。图8是实施方式4涉及的控制装置400以及控制对象装置10的结构图，图9是标准偏差推定部136的结构图。标准偏差推定部136是通过对上述的控制装置100的标准偏差推定部106进行变更而得到的。此外，对于具有与实施方式1相同的功能的结构要素，标注与实施方式1相同的标号，省略详细说明。

控制装置400具有：控制运算部101，其对操作量Uc进行计算；调整执行指令生成部102，其生成调整执行指令值SWat；二值输出部103，其对调整时相加值Uadd进行计算；以及控制增益运算部104，其对增益候补值进行计算。另外，控制装置400具有：控制增益调整部105，其对控制运算部101所使用的增益的值进行变更；标准偏差推定部136，其对标准偏差推定值Sig进行计算；滞后幅度运算部107，其对滞后幅度运算值Hc进行计算；减法器108，其进行减法运算；以及加法器109，其进行加法运算。

控制装置400被从外部输入张力指令值Yr，被从控制对象装置10输入张力检测值Yfb，将张力轴速度相加值Vadd输出至控制对象装置10。

标准偏差推定部136具有：高通滤波部106a，其对低频分量去除信号yh进行计算；数据保持部136b，其对低频分量去除信号yh进行保持；标准偏差运算部136c，其对标准偏差进行计算；选择器部136d，其基于调整执行指令值SWat而将标准偏差推定值Sig输出；以及延迟部106f，其对标准偏差推定值Sig进行保持。

标准偏差推定部136被输入调整执行指令值SWat和张力检测值Yfb，在调整执行指令值SWat为OFF的期间，基于张力检测值Yfb而计算出标准偏差推定值Sig，将标准偏差推定值Sig输出。

另外，标准偏差推定部136在调整执行指令值SWat为ON的自动调整期间，以将前一次标准偏差推定值Sig^﹣输出的方式进行动作。因而，在自动调整期间从标准偏差推定部136输出的标准偏差推定值Sig成为前一次标准偏差推定值Sig^﹣。

数据保持部136b被输入低频分量去除信号yh，将低频分量去除信号yh的值通过与时间相关联后的数据而进行保持，将所保持的数据之中最新的m个数据作为输出信号y_136b而进行输出。m是大于或等于1的整数。

将输出信号y_136b输入至标准偏差运算部136c，标准偏差运算部136c对输出信号y_136b的标准偏差进行计算，将计算出的输出信号y_136c输出。这里，输出信号y_136b是与时间相关联后的m个低频分量去除信号yh，是预先确定的期间的低频分量去除信号yh，因此在下文中，将输出信号y_136b的标准偏差称作预先确定的期间的标准偏差。

选择器部136d被输入前一次标准偏差推定值Sig^﹣和输出信号y_136c，基于调整执行指令值SWat，在调整执行指令值SWat为ON时选择前一次标准偏差推定值Sig^﹣，另外，在调整执行指令值SWat为OFF时选择输出信号y_136c，将所选择的一方作为标准偏差推定值Sig而输出。

即，标准偏差推定部136在调整执行指令值SWat为OFF的期间，将标准偏差推定值Sig输出，该标准偏差推定值Sig是将张力检测值Yfb的低频分量去除后的低频分量去除信号yh的标准偏差的推定值。

另外，控制装置400将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs设定为适当的值，基于张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而决定调整时相加值Uadd，因此降低了张力检测值Yfb所包含的噪声的影响。其结果，控制装置400能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，能够高精度地对控制增益进行调整。

控制装置400将计算出的滞后幅度运算值Hc代入至滞后幅度设定值Hs。此时，滞后幅度运算值Hc是基于标准偏差推定值Sig而计算的。标准偏差推定值Sig通过后述的标准偏差推定部136而成为张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的良好的推定值。即，控制装置400基于标准偏差推定值Sig而对张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的值进行推定，因此，能够对在自动调整期间产生的噪声的信号的分布进行推定，能够计算出以高概率比噪声的信号的振幅大的程度的大小的滞后幅度运算值Hc。

控制装置400和控制装置100仅标准偏差推定部的结构不同。在下文中，说明通过标准偏差推定部136而对标准偏差推定值Sig进行计算时的动作和效果。

这里，与实施方式1、2以及3相同地，以某个正态分布的时序信号x为例子。将时序信号x的标准偏差设为σ_x。通过式(2)，在使样本xs的数量增加为无限大的情况下对标准偏差σ_x进行计算。这里，使用某个数M通过式(17)以及式(18)对μ_xM以及σ_xM进行定义。M是大于或等于1的整数。

【算式19】

【算式20】

对式(2)和式(18)进行比较可知，如果M为大的数，则通过M个样本xs而计算的σ_xM和标准偏差σ_x一致或者处于预先确定的范围内，σ_xM成为标准偏差σ_x的优良的推定值。这里，σ_xM是预先确定的期间的时序信号x的标准偏差，因此是前述的规定期间标准偏差。

在将数据保持部136b所保持的低频去除信号yh的数据的数量m设定为大的值的情况下，标准偏差运算部136c进行与上述的例子相同的计算。即，可以认为输出信号y_136c成为低频分量去除信号yh的标准偏差的优良的推定值。

因而，控制装置400能够设定适当的大小的滞后，在自动调整期间适当地决定调整时相加值，因此能够抑制因张力检测值Yfb所包含的噪声的影响引起的振荡。其结果，控制装置400能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，以高精度对控制增益的值进行计算。。

实施方式5.

对本发明涉及的控制装置的实施方式5进行说明。图10是实施方式5涉及的控制装置500以及控制对象装置10的结构图，图11是标准偏差推定部146的结构图。标准偏差推定部146是通过对上述的控制装置100的标准偏差推定部106进行变更而得到的。此外，对于具有与实施方式1相同的功能的结构要素，标注与实施方式1相同的标号，省略详细说明。

控制装置500具有：控制运算部101，其对操作量Uc进行计算；调整执行指令生成部102，其生成调整执行指令值SWat；二值输出部103，其对调整时相加值Uadd进行计算；以及控制增益运算部104，其对增益候补值进行计算。另外，控制装置500具有：控制增益调整部105，其对控制运算部101所使用的增益的值进行变更；标准偏差推定部146，其对标准偏差推定值Sig进行计算；滞后幅度运算部107，其对滞后幅度运算值Hc进行计算；减法器108，其进行减法运算；以及加法器109，其进行加法运算。控制装置500被从外部输入张力指令值Yr，被从控制对象装置10输入张力检测值Yfb，将张力轴速度相加值Vadd输出至控制对象装置10。

标准偏差推定部146具有：高通滤波部146a，其对低频分量去除信号yh进行计算；平方值计算部106b，其通过平方值计算而计算出输出信号y_106b；以及低通滤波部106c，其实施低通滤波而计算出输出信号y_106c。另外，标准偏差推定部146具有：平方根计算部106d，其通过平方根计算而计算出输出信号y_106d；选择器部106e，其基于调整执行指令值SWat而将标准偏差推定值Sig输出；以及延迟部106f，其对标准偏差推定值Sig进行保持。

标准偏差推定部146被输入调整执行指令值SWat和张力偏差值Ye，在调整执行指令值SWat为OFF的期间，基于张力偏差值Ye而计算出标准偏差推定值Sig，将标准偏差推定值Sig输出。

另外，标准偏差推定部146在调整执行指令值SWat为ON的自动调整期间，以将前一次标准偏差推定值Sig^﹣输出的方式进行动作。因而，在自动调整期间从标准偏差推定部146输出的标准偏差推定值Sig成为前一次标准偏差推定值Sig^﹣。

高通滤波部146a被输入张力偏差值Ye，对张力检测值Ye实施高通滤波，计算出将张力偏差值Ye的低频分量去除后的低频分量去除信号yh，将低频分量去除信号yh输出。

即，标准偏差推定部146在调整执行指令值SWat为OFF的期间，将标准偏差推定值Sig输出，该标准偏差推定值Sig是将张力偏差值Ye的低频分量去除后的低频分量去除信号yh的标准偏差的推定值。

另外，控制装置500将二值输出部103的滞后幅度设定值Hs设定为适当的值，基于张力偏差值Ye和滞后幅度设定值Hs而决定调整时相加值Uadd，因此降低了张力检测值Yfb所包含的噪声的影响。其结果，控制装置500能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，能够高精度地对控制增益进行调整。

控制装置500将计算出的滞后幅度运算值Hc代入至滞后幅度设定值Hs。此时，滞后幅度运算值Hc是基于标准偏差推定值Sig而计算的。标准偏差推定值Sig通过后述的标准偏差推定部146而成为张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的良好的推定值。即，控制装置500基于标准偏差推定值Sig而对张力检测值Yfb所包含的噪声的信号的标准偏差的值进行推定，因此，能够对在自动调整期间产生的噪声的信号的分布进行推定，能够计算出以高概率比噪声的信号的振幅大的程度的大小的滞后幅度运算值Hc。

控制装置500和上述控制装置100仅标准偏差推定部的结构不同。在下文中，说明通过标准偏差推定部146而对标准偏差推定值Sig进行计算时的动作和效果。

输入至标准偏差推定部146的张力偏差值Ye是从张力检测值Yfb减去作为恒定值的张力指令值Yr而得到的，仅低频分量与张力检测值Yfb不同。因而，将张力偏差值Ye的低频分量去除后的信号与从张力检测值Yfb将低频分量去除后的信号一致或者处于预先确定的范围内。

因此，除了对低频分量去除信号yh进行计算的高通滤波部146a以外，标准偏差推定部146与控制装置100的标准偏差推定部106相同，因此得到与标准偏差推定部106相同的效果。

因而，控制装置500能够设定适当的大小的滞后，在自动调整期间适当地决定调整时相加值，因此能够抑制因张力检测值Yfb所包含的噪声的影响引起的振荡。其结果，控制装置500能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，高精度地对控制增益的值进行计算。

实施方式6.

图12是实施方式6涉及的控制装置600以及控制对象装置30的结构图。此外，对于控制装置600的结构要素之中具有与实施方式1涉及的控制装置100相同的功能的结构要素，标注与实施方式1相同的标号，省略详细说明。

如图12所示，控制对象装置30具有：水槽31，其对液体35进行蓄积；温度检测器32，其对液体35的温度进行检测；加热器33，其对液体35进行加热；以及电流供给器34，其对电流进行供给，该控制对象装置30是对液体35的温度进行调整的液体加热装置。

控制对象装置30被从控制装置600输入电流指令值Ir，将温度检测值Tfb输出。

温度检测器32对液体35的温度进行检测，将检测出的值即温度检测值Tfb输出。温度检测值Tfb是控制量，是如后述那样被控制为接近于指令值的值。

从电流供给器34将电流供给至加热器33。加热器33基于供给来的电流的大小而产生热。加热器33所产生的热被传递至液体35，对液体35进行加热。

电流供给器34基于电流指令值Ir将与电流指令值Ir一致的量的电流供给至加热器33。

液体35是水、油、药液等液体。液体35的温度通过从加热器33传递热而上升。即，如果对电流指令值Ir的值进行变更，则液体35的温度发生变化。

另外，控制对象装置30通过温度检测器32而对液体35的温度进行测定，将温度检测值Tfb输出。即，控制对象装置30通过与控制装置600组合而成为进行反馈控制的结构，该控制装置600使用温度检测值Tfb的值而计算出电流指令值Ir。

控制装置600具有：控制运算部601，其对操作量Uc进行计算；调整执行指令生成部102，其生成调整执行指令值SWat，该调整执行指令值SWat使表示能否执行调整的指令值；二值输出部603，其计算出调整时相加值Uadd，该调整时相加值Uadd是在调整时与操作量Uc相加的值；以及控制增益运算部604，其对增益候补值进行计算。另外，控制装置600具有：控制增益调整部105，其对控制运算部601所使用的增益的值进行变更；标准偏差推定部606，其对标准偏差推定值Sig进行计算；滞后幅度运算部107，其对滞后幅度运算值Hc进行计算；减法器608，其进行减法运算；以及加法器609，其进行加法运算。控制装置600被从外部输入温度指令值Tr，被从控制对象装置30输入温度检测值Tfb，将电流指令值Ir输出至控制对象装置30。

控制运算部601、二值输出部603、控制增益运算部604除了输入信号中的一者为温度偏差值Te这一点以外，具有与实施方式1的控制运算部101、二值输出部103、控制增益运算部104相同的功能，因此省略详细动作的说明。另外，标准偏差推定部606除了输入信号中的一者为温度偏差值Te这一点、和输入信号中的另一者为温度检测值Tfb这一点以外，具有与实施方式1的标准偏差推定部106相同的功能，因此，省略详细动作的说明。

减法器608被输入温度指令值Tr、温度检测值Tfb，根据温度指令值Tr和温度检测值Tfb的差值而计算出温度偏差值Te，将温度偏差值Te输出。

加法器609被输入操作量Uc和调整时相加值Uadd，将操作量Uc和调整时相加值Uadd相加而计算出电流指令值Ir，将电流指令值Ir输出。

控制对象装置30在调整执行指令SWat为OFF的情况下，以通过控制运算部601所计算的操作量Uc而使得温度检测值Tfb接近于温度指令值Tr的方式进行反馈控制。另外，在调整执行指令SWat为ON、且滞后幅度设定值Hs得到适当地设定的情况下，电流指令值Ir和温度偏差值Te产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环振动。

实施方式6涉及的控制装置600是与实施方式1涉及的控制装置100相同的结构，因此实现与控制装置100实现的效果相同的效果。

因而，控制装置600设定适当大小的滞后，适当地决定调整时相加值Uadd，因此能够抑制因温度检测值Tfb所包含的噪声的影响引起的振荡。其结果，控制装置600能够产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环，高精度地对控制增益的值进行计算。

标号的说明

10、30控制对象装置，11辊间输送机构，12输送材料，13张力轴电动机，14张力轴辊，15速度轴电动机，16速度轴辊，20张力检测器，21张力轴速度控制器，22速度轴速度控制器，23、109、609加法器，31水槽，32温度检测器，33加热器，34电流供给器，35液体，100、200、300、400、500、600控制装置，101、601控制运算部，102调整执行指令生成部，103、603二值输出部，104、604控制增益运算部，105控制增益调整部，106、116、126、136、146、606标准偏差推定部，106a、146a高通滤波部，106b、平方值计算部，106c、116c低通滤波部，106d、126h平方根计算部，106e、116e、126j、136d选择器部，106f延迟部，107滞后幅度运算部，108、126g、608减法器，116b绝对值计算部，116d、126i变换增益器，126d第1平方值计算部，126e第2平方值计算部，126c第1低通滤波部，126f第2低通滤波部，136b数据保持部，136c标准偏差运算部。