JP2001195102A - Controller having variable saturation function - Google Patents
Controller having variable saturation functionInfo
- Publication number
- JP2001195102A JP2001195102A JP2000004195A JP2000004195A JP2001195102A JP 2001195102 A JP2001195102 A JP 2001195102A JP 2000004195 A JP2000004195 A JP 2000004195A JP 2000004195 A JP2000004195 A JP 2000004195A JP 2001195102 A JP2001195102 A JP 2001195102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- saturation
- value
- input signal
- minimum
- maximum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は可変飽和機能を有す
る制御装置に係わり、特に飽和特性を有する制御対象に
対しワインドアップ現象を起こさずに制御機能を限界ま
で活用できる可変飽和機能を有する制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device having a variable saturation function, and more particularly to a control device having a variable saturation function capable of utilizing the control function to the limit without causing a windup phenomenon for a control target having a saturation characteristic. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】機械を動作させるアクチュエータの最大
駆動力・トルク、電気回路の最大電流、機構の有限長ス
トロークのように、多くの制御対象には単数または複数
の飽和要素が含まれる。飽和要素の飽和値は一般的には
固定値とみなされ、システム設計者はこの固定飽和値を
用いた人工的な飽和要素を制御補償器に挿入し、システ
ムを保護することが行われていた。2. Description of the Related Art Many controlled objects include one or more saturating elements, such as the maximum driving force and torque of an actuator that operates a machine, the maximum current of an electric circuit, and the finite length stroke of a mechanism. The saturation value of the saturation element is generally regarded as a fixed value, and system designers have inserted an artificial saturation element using the fixed saturation value into the control compensator to protect the system. .
【０００３】そして、このような飽和特性を有する制御
対象を制御する際、積分補償要素を持つ制御装置では、
飽和時でも積分演算が継続されるため、ワインドアップ
現象が生じ易い。このワインドアップ現象は、具体的に
は、位置・速度・電流・温度等の制御変数が目標値に追
従せず、時間と共にオーバーシュートや振動的な振る舞
いをすることを言う。When controlling a control object having such a saturation characteristic, a control device having an integral compensation element
Since the integration operation is continued even at the time of saturation, a windup phenomenon is likely to occur. Specifically, the windup phenomenon means that control variables such as position, speed, current, and temperature do not follow a target value and overshoot or vibrate with time.
【０００４】ワインドアップ現象を防ぐ機能をアンチワ
インドアップ機能と呼び、従来主に２種類の方法が提案
されている。その１は、飽和要素への入力が飽和値を越
えたら、積分を停止させる機能であり、その２は飽和要
素への入力と出力の偏差をフィードバックして、積分入
力を０に収束させる方法である。The function of preventing the wind-up phenomenon is called an anti-wind-up function, and two types of methods have been conventionally proposed. The first is a function for stopping the integration when the input to the saturation element exceeds the saturation value, and the second is a method for converging the integration input to 0 by feeding back the deviation between the input and the output to the saturation element. is there.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、人工的な飽
和要素は飽和値が固定されていることを前提とするが、
飽和値は温度・圧力・湿度変化などにより自然に変化す
る場合がある。従来は、この変化がわかっている場合、
安全を見た保守的な値、すなわち最小の飽和値を用い
て、人工的な飽和要素を挿入していたと考えられる。し
かし、変化が大きい場合には、せっかく出力できる真の
最大値までシステムを活用できないことになる。The artificial saturation element is based on the assumption that the saturation value is fixed.
The saturation value may change naturally due to changes in temperature, pressure, humidity, and the like. Traditionally, if you know this change,
It is probable that an artificial saturation element was inserted using a conservative value for safety, that is, the minimum saturation value. However, if the change is large, the system cannot be used up to the true maximum value that can be output.
【０００６】また、飽和値そのものを状態または環境変
化に伴い、故意に変化させたい場合が想定されるが、従
来は直接的な可変飽和機能が用いられることがなく、位
置・速度、あるいは温度・圧力等の目標値に有限の飽和
値を設けるか、飽和値より許容される側にある閾値を設
け、閾値を超えたら異常と見なしてシステムを停止させ
る方法が取られてきた。There is a case where it is assumed that the saturation value itself is intentionally changed according to the state or environment change. However, conventionally, a direct variable saturation function is not used, and the position / speed or temperature / temperature is not used. A method has been adopted in which a finite saturation value is set for a target value such as pressure, or a threshold value that is on the allowable side of the saturation value is provided, and when the threshold value is exceeded, the system is regarded as abnormal and the system is stopped.
【０００７】しかしながら、前者（飽和値が自然に変化
する場合）では、制御システム内部では未知の飽和が生
じる場合がある。後者（飽和値そのものを故意に変化さ
せたい場合）ではシステムの安全性は確保されても、利
用者に不便を強いることになる。[0007] However, in the former case (where the saturation value changes naturally), unknown saturation may occur inside the control system. In the latter case (when the saturation value itself is to be intentionally changed), the user is inconvenienced even though the security of the system is ensured.
【０００８】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、飽和特性を有する制御対象に対しワイン
ドアップ現象を起こさずに制御機能を限界まで活用でき
る可変飽和機能を有する制御装置を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional problem, and provides a control device having a variable saturation function capable of utilizing a control function to the limit without causing a windup phenomenon for a control target having a saturation characteristic. The purpose is to provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】このため本発明（請求項
１）は、所定の制御範囲を超えたとき飽和特性を有する
制御対象と、該制御対象より単数又は複数の環境情報を
検出する環境情報検出手段と、該環境情報検出手段で検
出された環境情報に基づき、数学モデル又は該数学モデ
ルより作成したオブザーバを含む推定機能から前記飽和
特性の最大飽和値及び／又は最小飽和値を推定し出力す
る飽和値推定手段と、該飽和値推定手段で出力された最
大飽和値及び／又は最小飽和値を入力信号と比較し、該
入力信号の値が前記最大飽和値と前記最小飽和値の範囲
内のとき前記入力信号を出力し、該入力信号の値が前記
最大飽和値を超えているとき前記最大飽和値を出力し、
該入力信号の値が前記最小飽和値未満のとき前記最小飽
和値を出力する飽和要素とを備えて構成した。Therefore, the present invention (claim 1) provides a control object having a saturation characteristic when a predetermined control range is exceeded, and an environment for detecting one or more pieces of environmental information from the control object. And estimating a maximum saturation value and / or a minimum saturation value of the saturation characteristic from a mathematical model or an estimation function including an observer created from the mathematical model based on the environment information detected by the environment information detecting means. Comparing the maximum saturation value and / or the minimum saturation value output by the saturation value estimating means with an input signal, and determining that the value of the input signal is in a range between the maximum saturation value and the minimum saturation value. When the input signal is output, and when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value, the maximum saturation value is output;
A saturation element that outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value.
【００１０】制御対象は所定の制御範囲を超えたとき飽
和特性を有するものである。また、本発明は、制御対象
から環境情報を検出可能な場合に有効である。環境情報
検出手段は、この制御対象より単数又は複数の環境情報
を検出する。飽和値推定手段では、環境情報検出手段で
検出された環境情報に基づき、数学モデル又は該数学モ
デルより作成したオブザーバを含む推定機能から飽和特
性の最大飽和値及び／又は最小飽和値を推定し出力す
る。The controlled object has a saturation characteristic when it exceeds a predetermined control range. Further, the present invention is effective when environmental information can be detected from a control target. The environmental information detecting means detects one or more pieces of environmental information from the control target. The saturation value estimating means estimates and outputs the maximum saturation value and / or the minimum saturation value of the saturation characteristic from a mathematical model or an estimation function including an observer created from the mathematical model based on the environment information detected by the environment information detecting means. I do.
【００１１】飽和要素は、飽和値推定手段で出力された
最大飽和値及び／又は最小飽和値を入力信号と比較し、
この入力信号の値が最大飽和値と最小飽和値の範囲内の
とき入力信号を出力し、入力信号の値が最大飽和値を超
えているとき最大飽和値を出力し、入力信号の値が最小
飽和値未満のとき最小飽和値を出力する。以上により、
システムの機能を限界まで活用できる。The saturation element compares the maximum saturation value and / or the minimum saturation value output by the saturation value estimation means with an input signal,
Outputs the input signal when the value of this input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value, and outputs the maximum saturation value when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value. When the value is less than the saturation value, the minimum saturation value is output. From the above,
Make full use of system functions.
【００１２】また、本発明（請求項２）は、所定の制御
範囲を超えたとき飽和特性を有する制御対象と、該制御
対象への制御に係る単数又は複数の情報と該情報に対応
する前記飽和特性の最大飽和値及び／又は最小飽和値間
の関係を予め取得し関係をデータ化した情報・飽和値関
係データと、該情報・飽和値関係データを保存する保存
手段と、前記制御対象から環境情報を検出することなく
予め設計された制御手順に基づき前記情報を設定する情
報設定手段と、該情報設定手段で設定された情報に対応
する前記飽和特性の最大飽和値及び／又は最小飽和値を
前記保存手段で保存された前記情報・飽和値関係データ
より求め出力する飽和値可変手段と、該飽和値可変手段
で出力された最大飽和値及び／又は最小飽和値を入力信
号と比較し、該入力信号の値が前記最大飽和値と前記最
小飽和値の範囲内のとき前記入力信号を出力し、該入力
信号の値が前記最大飽和値を超えているとき前記最大飽
和値を出力し、該入力信号の値が前記最小飽和値未満の
とき前記最小飽和値を出力する飽和要素とを備えて構成
した。Further, according to the present invention (claim 2), a control target having a saturation characteristic when exceeding a predetermined control range, one or more pieces of information relating to control on the control target, and the information corresponding to the information are provided. Information / saturation value relation data in which the relation between the maximum saturation value and / or minimum saturation value of the saturation characteristic is obtained in advance and the relation is converted into data; storage means for storing the information / saturation value relation data; Information setting means for setting the information based on a control procedure designed in advance without detecting environmental information, and a maximum saturation value and / or a minimum saturation value of the saturation characteristic corresponding to the information set by the information setting means Comparing the maximum saturation value and / or the minimum saturation value output by the saturation value variable means with the input signal, Said entry Outputting the input signal when the value of the signal is within the range of the maximum saturation value and the minimum saturation value; outputting the maximum saturation value when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value; A saturation element that outputs the minimum saturation value when the signal value is less than the minimum saturation value.
【００１３】本発明は、制御対象から環境情報を検出不
可能な場合や環境情報を検出するための検出サンサが高
価な場合等に有効である。情報・飽和値関係データで
は、制御対象への制御に係る単数又は複数の情報と、こ
の情報に対応する飽和特性の最大飽和値及び／又は最小
飽和値間の関係を予め取得し関係をデータ化する。保存
手段では、この情報・飽和値関係データを保存する。The present invention is effective when environmental information cannot be detected from a control target or when a detection sensor for detecting environmental information is expensive. In the information / saturation value relation data, one or more pieces of information related to the control of the control object and the relation between the maximum saturation value and / or the minimum saturation value of the saturation characteristic corresponding to this information are acquired in advance and the relation is converted into data. I do. The storage means stores the information / saturation value relation data.
【００１４】情報設定手段では、制御対象から環境情報
を検出することなく予め設計された制御手順に基づき情
報を設定する。飽和値可変手段では、情報設定手段で設
定された情報に対応する飽和特性の最大飽和値及び／又
は最小飽和値を保存手段で保存された情報・飽和値関係
データより求め出力する。The information setting means sets information based on a control procedure designed in advance without detecting environmental information from a control target. The saturation value changing means obtains and outputs the maximum saturation value and / or the minimum saturation value of the saturation characteristic corresponding to the information set by the information setting means from the information / saturation value relation data stored by the storage means.
【００１５】飽和要素では、飽和値可変手段で出力され
た最大飽和値及び／又は最小飽和値を入力信号と比較
し、この入力信号の値が最大飽和値と最小飽和値の範囲
内のとき入力信号を出力し、入力信号の値が最大飽和値
を超えているとき最大飽和値を出力し、入力信号の値が
最小飽和値未満のとき最小飽和値を出力する。以上によ
り、システムの機能を限界まで活用できる。In the saturation element, the maximum saturation value and / or the minimum saturation value output from the saturation value variable means are compared with an input signal, and when the value of this input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value, A signal is output, the maximum saturation value is output when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value, and the minimum saturation value is output when the value of the input signal is less than the minimum saturation value. As described above, the functions of the system can be utilized to the limit.
【００１６】更に、本発明（請求項３）は、前記飽和要
素の前記入力信号の値から前記出力の値を引き算し偏差
を算出する偏差算出手段と、該偏差算出手段で算出され
た偏差が正のとき最大飽和状態、該偏差が負のとき最小
飽和状態又は該偏差が０若しくは所定誤差範囲内のとき
非飽和状態であると判断する飽和検出機能とを備えて構
成した。Furthermore, the present invention (claim 3) provides a deviation calculating means for subtracting the value of the output from the value of the input signal of the saturation element to calculate a deviation, and calculating the deviation calculated by the deviation calculating means. A saturation detection function is provided for judging a maximum saturation state when positive, a minimum saturation state when the deviation is negative, or a non-saturation state when the deviation is 0 or within a predetermined error range.
【００１７】偏差算出手段では、飽和要素の入力信号の
値から出力の値を引き算し偏差を算出する。飽和検出機
能では、この偏差算出手段で算出された偏差が正のとき
最大飽和状態、偏差が負のとき最小飽和状態又は偏差が
０若しくは所定誤差範囲内のとき非飽和状態であると判
断する。所定誤差範囲内を設けるのは、ノイズ等を考慮
したからである。以上により、飽和状態を簡単に判断出
来る。The deviation calculating means calculates the deviation by subtracting the output value from the value of the input signal of the saturation element. In the saturation detecting function, it is determined that the deviation calculated by the deviation calculating means is the maximum saturation state when the deviation is positive, the minimum saturation state when the deviation is negative, or the non-saturation state when the deviation is 0 or within a predetermined error range. The reason why the predetermined error range is set is that noise and the like are considered. As described above, the saturated state can be easily determined.
【００１８】更に、本発明（請求項４）は、前記飽和要
素の前記入力信号の値が前記最大飽和値を超えていると
き最大飽和状態、該入力信号の値が前記最小飽和値未満
のとき最小飽和状態、該入力信号の値が前記最大飽和値
と前記最小飽和値の範囲内のとき非飽和状態であると判
断する飽和検出機能とを備えて構成した。Further, the present invention (claim 4) provides a maximum saturation state when the value of the input signal of the saturation element exceeds the maximum saturation value, and a case where the value of the input signal is less than the minimum saturation value. A minimum saturation state, and a saturation detection function for determining that the input signal is in an unsaturated state when the value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value.
【００１９】本発明は、飽和要素の出力を検出不可能な
場合や検出するための検出サンサが高価な場合等に有効
である。飽和検出機能では、飽和要素の入力信号の値が
最大飽和値を超えているとき最大飽和状態、入力信号の
値が最小飽和値未満のとき最小飽和状態、入力信号の値
が最大飽和値と最小飽和値の範囲内のとき非飽和状態で
あると判断する。以上により、飽和状態を簡単に判断出
来る。The present invention is effective when the output of the saturated element cannot be detected or when the detection sensor for detecting the output is expensive. In the saturation detection function, the maximum saturation state when the value of the input signal of the saturation element exceeds the maximum saturation value, the minimum saturation state when the value of the input signal is less than the minimum saturation value, and the value of the input signal When it is within the range of the saturation value, it is determined that the state is the non-saturation state. As described above, the saturated state can be easily determined.
【００２０】更に、本発明（請求項５）は、前記制御対
象を積分補償回路を含む補償手段によりフィードバック
制御するアンチワインドアップコントローラであって、
前記飽和検出機能での判断が最大飽和状態又は最小飽和
状態のとき、前記積分補償回路への入力データが強制的
に０にされる積分停止手段を備えて構成した。Further, the present invention (Claim 5) is an anti-windup controller for performing feedback control of the controlled object by compensation means including an integral compensation circuit,
When the determination by the saturation detection function is a maximum saturation state or a minimum saturation state, an integration stop means for forcibly setting input data to the integration compensation circuit to 0 is provided.
【００２１】最大飽和値又は最小飽和値は限界まで可変
されるので、システムの機能を最大限に活用できる。Since the maximum saturation value or the minimum saturation value is varied to the limit, the functions of the system can be utilized to the maximum.
【００２２】更に、本発明（請求項６）は、前記制御対
象を積分補償回路を含む補償手段によりフィードバック
制御するアンチワインドアップコントローラであって、
前記飽和要素の前記入力信号の値から前記出力の値を引
き算し偏差を算出する第１の偏差算出手段と、該第１の
偏差算出手段で算出された偏差に対し定数倍及び／又は
所定の伝達要素を掛け帰還信号を出力する増幅手段と、
該増幅手段で出力された帰還信号を予め設定した目標値
と比較し、偏差を算出する第２の偏差算出手段とを備
え、前記補償手段には、該第２の偏差算出手段で算出さ
れた偏差が入力され、該補償手段で補償された信号に基
づき前記飽和要素への前記入力信号が作成されることを
特徴とする。Further, the present invention (claim 6) is an anti-windup controller for performing feedback control of the controlled object by a compensation means including an integral compensation circuit,
First deviation calculating means for subtracting the value of the output from the value of the input signal of the saturation element to calculate a deviation, and a constant multiplied by a constant and / or a predetermined value for the deviation calculated by the first deviation calculating means. Amplifying means for applying a transmission element and outputting a feedback signal;
A second deviation calculating means for comparing the feedback signal output from the amplifying means with a preset target value to calculate a deviation, wherein the compensating means calculates the deviation by the second deviation calculating means. A deviation is input, and the input signal to the saturation element is created based on the signal compensated by the compensation means.
【００２３】第１の偏差算出手段では、飽和要素の入力
信号の値から出力の値を引き算し偏差を算出する。増幅
手段では、第１の偏差算出手段で算出された偏差に対し
定数倍及び／又は所定の伝達要素を掛け帰還信号を出力
する。第２の偏差算出手段では、増幅手段で出力された
帰還信号を予め設定した目標値と比較し、偏差を算出す
る。補償手段には、この第２の偏差算出手段で算出され
た偏差が入力され、補償手段で補償された信号に基づき
飽和要素への入力信号が作成される。The first deviation calculating means calculates the deviation by subtracting the output value from the value of the input signal of the saturation element. The amplifying means multiplies the deviation calculated by the first deviation calculating means by a constant and / or a predetermined transmission element to output a feedback signal. The second deviation calculator compares the feedback signal output by the amplifier with a preset target value to calculate the deviation. The deviation calculated by the second deviation calculator is input to the compensator, and an input signal to the saturation element is created based on the signal compensated by the compensator.
【００２４】補償手段で補償された信号は、直接飽和要
素への入力信号とされてもよいが、伝達関数等を介して
飽和要素への入力信号とされてもよい。補償手段には積
分補償回路が含まれるが、第１の偏差算出手段での偏差
を元にした積分補償回路への負帰還によりワインドアッ
プ現象は生じない。なお、本発明は、環境情報を検出不
可能な場合と検出可能な場合の双方に適用可能である。The signal compensated by the compensation means may be directly used as an input signal to the saturation element, or may be used as an input signal to the saturation element via a transfer function or the like. Although the compensating means includes an integral compensating circuit, no windup phenomenon occurs due to negative feedback to the integral compensating circuit based on the deviation in the first deviation calculating means. The present invention is applicable to both cases where environmental information cannot be detected and cases where environment information can be detected.
【００２５】更に、本発明（請求項７）は、所定の制御
範囲を超えたとき飽和特性を有する飽和要素を複数個含
む制御対象を少なくとも一つの積分補償回路を含む補償
手段により制御するアンチワインドアップコントローラ
であって、前記補償手段で補償された信号を入力信号と
して前記各飽和要素が最大飽和状態又は最小飽和状態か
否かを判定し、該判定の結果を信号出力すると共に、該
判定の結果が最大飽和状態又は最小飽和状態のとき前記
各飽和要素の出力を制限する複数の飽和状態判定・制限
手段と、該飽和状態判定・制限手段で出力された信号を
基に、前記各飽和要素が前記最大飽和状態又は前記最小
飽和状態のとき、予め選択された前記積分補償回路への
少なくとも一つの入力データが強制的に０にされる少な
くとも一つの積分停止手段とを備えて構成した。Further, the present invention (claim 7) provides an anti-wine for controlling a control target including a plurality of saturation elements having a saturation characteristic by a compensating means including at least one integral compensating circuit when a predetermined control range is exceeded. A controller that determines whether each of the saturation elements is in a maximum saturation state or a minimum saturation state using the signal compensated by the compensation means as an input signal, and outputs a result of the determination as a signal. A plurality of saturation state determination / limitation means for limiting the output of each saturation element when the result is the maximum saturation state or the minimum saturation state; and based on the signals output by the saturation state determination / limitation means, At least one integral for which at least one input data to the preselected integral compensation circuit is forcibly set to 0 when is in the maximum saturation state or the minimum saturation state. Constructed by a stop means.
【００２６】制御対象は飽和要素を複数個含んでいる。
補償手段には少なくとも一つの積分補償回路が含まれて
いる。飽和状態判定・制限手段は飽和要素に対応させて
複数配設されている。各飽和状態判定・制限手段は、補
償手段で補償された信号を入力信号として各飽和要素が
最大飽和状態又は最小飽和状態か否かを判定する。そし
て、この判定の結果を信号出力すると共に、判定の結果
が最大飽和状態又は最小飽和状態のとき各飽和要素の出
力を制限する。The control target includes a plurality of saturation elements.
The compensation means includes at least one integral compensation circuit. A plurality of saturation state determination / limitation units are provided corresponding to the saturation elements. Each saturation state determination / limitation unit determines whether each saturation element is in the maximum saturation state or the minimum saturation state using the signal compensated by the compensation unit as an input signal. Then, the result of the determination is output as a signal, and when the result of the determination is the maximum saturation state or the minimum saturation state, the output of each saturation element is limited.
【００２７】積分停止手段は少なくとも一つ配設されて
いる。そして、各飽和要素が最大飽和状態又は最小飽和
状態のとき、予め選択された積分補償回路への少なくと
も一つの入力データが強制的に０にされる。このことに
より、システムの機能を限界まで活用出来る。また、各
飽和要素毎に対応させて、ワインドアップ現象を起こす
可能性のある積分補償回路が選択されているので、ワイ
ンドアップ現象をきめ細かく生じ難くすることが出来
る。At least one integration stopping means is provided. Then, when each saturation element is in the maximum saturation state or the minimum saturation state, at least one input data to the preselected integration compensation circuit is forcibly set to zero. This allows the system to be fully utilized. In addition, since an integral compensation circuit that may cause a wind-up phenomenon is selected corresponding to each saturation element, it is possible to make the wind-up phenomenon hard to occur finely.
【００２８】この対応は、例えば飽和要素の一つに対し
て積分補償回路を複数選択してもよいし、飽和要素の複
数に対して積分補償回路を一つ対応させてもよい。この
ような各飽和要素と各積分補償回路との対応をシステム
全体にわたり関連付けておく。従って、飽和要素が最大
飽和状態又は最小飽和状態のとき、すべての積分補償回
路を強制的に０にすることなく、必要最小限の保護でワ
インドアップ現象を効率良く抑制することが出来る。For this purpose, for example, a plurality of integral compensation circuits may be selected for one of the saturation elements, or one integral compensation circuit may be associated with a plurality of the saturation elements. Such correspondence between each saturation element and each integration compensation circuit is associated with the entire system. Therefore, when the saturation element is in the maximum saturation state or the minimum saturation state, the windup phenomenon can be efficiently suppressed with the minimum necessary protection without forcibly setting all the integral compensation circuits to zero.
【００２９】更に、本発明（請求項８）は、前記飽和状
態判定・制限手段のすべて若しくは一部は、前記制御対
象より単数又は複数の環境情報を検出する環境情報検出
手段と、該環境情報検出手段で検出された環境情報に基
づき、数学モデル又は該数学モデルより作成したオブザ
ーバを含む推定機能から前記飽和特性の最大飽和値及び
／又は最小飽和値を推定し出力する飽和値推定手段と、
該飽和値推定手段で出力された最大飽和値及び／又は最
小飽和値を前記入力信号と比較し、該入力信号の値が前
記最大飽和値と前記最小飽和値の範囲内のとき前記入力
信号を出力し、該入力信号の値が前記最大飽和値を超え
ているとき前記最大飽和値を出力し、該入力信号の値が
前記最小飽和値未満のとき前記最小飽和値を出力する飽
和要素と、該飽和要素の前記入力信号の値から前記出力
の値を引き算し偏差を算出する偏差算出手段と、該偏差
算出手段で算出された偏差が正のとき最大飽和状態、該
偏差が負のとき最小飽和状態又は該偏差が０若しくは所
定誤差範囲内のとき非飽和状態であると判断する飽和検
出機能とを備えて構成した。Further, according to the present invention (claim 8), all or a part of the saturated state judging / limiting means is provided with environmental information detecting means for detecting one or a plurality of pieces of environmental information from the control object; Saturation value estimation means for estimating and outputting the maximum saturation value and / or the minimum saturation value of the saturation characteristic from a mathematical model or an estimation function including an observer created from the mathematical model based on the environment information detected by the detection means,
The maximum saturation value and / or the minimum saturation value output by the saturation value estimation means are compared with the input signal, and when the value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value, the input signal is A saturation element that outputs the maximum saturation value when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value, and outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value; A deviation calculating means for subtracting the value of the output from the value of the input signal of the saturation element to calculate a deviation; a maximum saturation state when the deviation calculated by the deviation calculation means is positive, and a minimum when the deviation is negative; And a saturation detecting function for determining that a saturated state or a non-saturated state is obtained when the deviation is 0 or within a predetermined error range.
【００３０】環境情報検出手段では、制御対象より単数
又は複数の環境情報を検出する。そして、飽和値推定手
段では、環境情報検出手段で検出された環境情報に基づ
き、数学モデル又は数学モデルより作成したオブザーバ
を含む推定機能から飽和特性の最大飽和値及び／又は最
小飽和値を推定し出力する。The environmental information detecting means detects one or a plurality of pieces of environmental information from the control target. The saturation value estimating means estimates a maximum saturation value and / or a minimum saturation value of the saturation characteristic from a mathematical model or an estimation function including an observer created from the mathematical model based on the environment information detected by the environment information detecting means. Output.
【００３１】飽和要素では、飽和値推定手段で出力され
た最大飽和値及び／又は最小飽和値を入力信号と比較
し、この入力信号の値が最大飽和値と最小飽和値の範囲
内のとき入力信号を出力し、入力信号の値が最大飽和値
を超えているとき最大飽和値を出力し、入力信号の値が
最小飽和値未満のとき最小飽和値を出力する。なお、飽
和状態判定・制限手段のすべて若しくは一部を上記構成
とする。In the saturation element, the maximum saturation value and / or the minimum saturation value output from the saturation value estimation means are compared with the input signal, and when the value of this input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value, A signal is output, the maximum saturation value is output when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value, and the minimum saturation value is output when the value of the input signal is less than the minimum saturation value. Note that all or a part of the saturation state determination / limitation unit has the above-described configuration.
【００３２】更に、本発明（請求項９）は、前記飽和状
態判定・制限手段のすべて若しくは一部は、前記制御対
象への制御に係る単数又は複数の情報と該情報に対応す
る前記飽和特性の最大飽和値及び／又は最小飽和値間の
関係を予め取得し関係をデータ化した情報・飽和値関係
データと、該情報・飽和値関係データを保存する保存手
段と、前記制御対象から環境情報を検出することなく予
め設計された制御手順に基づき前記情報を設定する情報
設定手段と、該情報設定手段で設定された情報に対応す
る前記飽和特性の最大飽和値及び／又は最小飽和値を前
記保存手段で保存された前記情報・飽和値関係データよ
り求め出力する飽和値可変手段と、該飽和値可変手段で
出力された最大飽和値及び／又は最小飽和値を前記入力
信号と比較し、該入力信号の値が前記最大飽和値と前記
最小飽和値の範囲内のとき前記入力信号を出力し、該入
力信号の値が前記最大飽和値を超えているとき前記最大
飽和値を出力し、該入力信号の値が前記最小飽和値未満
のとき前記最小飽和値を出力する飽和要素と、該飽和要
素の前記入力信号の値から前記出力の値を引き算し偏差
を算出する偏差算出手段と、該偏差算出手段で算出され
た偏差が正のとき最大飽和状態、該偏差が負のとき最小
飽和状態又は該偏差が０若しくは所定誤差範囲内のとき
非飽和状態であると判断する飽和検出機能とを備えて構
成した。Further, according to the present invention (claim 9), all or a part of the saturation state determination / limitation means may include one or more pieces of information relating to control on the control target and the saturation characteristic corresponding to the information. Information / saturation value relation data in which the relation between the maximum saturation value and / or the minimum saturation value is obtained in advance and the relation is converted into data; storage means for storing the information / saturation value relation data; Information setting means for setting the information based on a control procedure designed in advance without detecting the information, and a maximum saturation value and / or a minimum saturation value of the saturation characteristic corresponding to the information set by the information setting means. A saturation value varying unit that obtains and outputs the information / saturation value relation data stored in the storage unit, and compares a maximum saturation value and / or a minimum saturation value output by the saturation value variation unit with the input signal; Outputting the input signal when the value of the force signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value; outputting the maximum saturation value when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value; A saturation element that outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value, and a deviation calculation unit that calculates a deviation by subtracting the output value from the input signal value of the saturation element. A maximum saturation state when the deviation calculated by the deviation calculation means is positive, a minimum saturation state when the deviation is negative, or a saturation detection function for determining an unsaturated state when the deviation is 0 or within a predetermined error range. It was configured.
【００３３】情報・飽和値関係データは、制御対象への
制御に係る単数又は複数の情報とこの情報に対応する飽
和特性の最大飽和値及び／又は最小飽和値間の関係を予
め取得し関係をデータ化したものである。The information / saturation value relation data is obtained in advance by obtaining a relation between one or more pieces of information relating to control of the control target and a maximum saturation value and / or a minimum saturation value of a saturation characteristic corresponding to this information. It is data.
【００３４】保存手段では、この情報・飽和値関係デー
タを保存する。情報設定手段では、制御対象から環境情
報を検出することなく、予め設計された制御手順に基づ
き情報を設定する。飽和値可変手段では、情報設定手段
で設定された情報に対応する飽和特性の最大飽和値及び
／又は最小飽和値を保存手段で保存された情報・飽和値
関係データより求め出力する。The storage means stores this information / saturation value relation data. The information setting means sets information based on a control procedure designed in advance without detecting environmental information from a control target. The saturation value changing means obtains and outputs the maximum saturation value and / or the minimum saturation value of the saturation characteristic corresponding to the information set by the information setting means from the information / saturation value relation data stored by the storage means.
【００３５】飽和要素は、飽和値可変手段で出力された
最大飽和値及び／又は最小飽和値を入力信号と比較し、
入力信号の値が最大飽和値と最小飽和値の範囲内のとき
入力信号を出力し、入力信号の値が最大飽和値を超えて
いるとき最大飽和値を出力し、入力信号の値が最小飽和
値未満のとき最小飽和値を出力する。The saturation element compares the maximum saturation value and / or the minimum saturation value output by the saturation value variable means with the input signal,
Outputs the input signal when the value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value, and outputs the maximum saturation value when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value. When the value is less than the value, the minimum saturation value is output.
【００３６】偏差算出手段では、飽和要素の入力信号の
値から出力の値を引き算し偏差を算出する。飽和検出機
能では、偏差算出手段で算出された偏差が正のとき最大
飽和状態、偏差が負のとき最小飽和状態又は偏差が０若
しくは所定誤差範囲内のとき非飽和状態であると判断す
る。The deviation calculating means calculates the deviation by subtracting the output value from the input signal value of the saturation element. In the saturation detection function, it is determined that the deviation calculated by the deviation calculation means is the maximum saturation state when the deviation is positive, the minimum saturation state when the deviation is negative, or the non-saturation state when the deviation is 0 or within a predetermined error range.
【００３７】なお、飽和状態判定・制限手段のすべて若
しくは一部を上記構成とする。一部とした場合には、請
求項８の構成と組み合わせることが出来る。本発明は、
特に環境情報を検出し難い場合等に有効である。It should be noted that all or a part of the saturation state determination / limitation means has the above-described configuration. When it is a part, it can be combined with the configuration of claim 8. The present invention
This is particularly effective when it is difficult to detect environmental information.
【００３８】更に、本発明（請求項１０）は、前記飽和
状態判定・制限手段の一部は、前記入力信号を予め定値
設定された最大飽和値及び／又は最小飽和値と比較する
定値飽和値比較手段と、該定値飽和値比較手段で比較さ
れた結果、入力信号の値が前記最大飽和値と前記最小飽
和値の範囲内のとき前記入力信号を出力し、該入力信号
の値が前記最大飽和値を超えているとき前記最大飽和値
を出力し、該入力信号の値が前記最小飽和値未満のとき
前記最小飽和値を出力する飽和要素と、該飽和要素の前
記入力信号の値から前記出力の値を引き算し偏差を算出
する偏差算出手段と、該偏差算出手段で算出された偏差
が正のとき最大飽和状態、該偏差が負のとき最小飽和状
態又は該偏差が０若しくは所定誤差範囲内のとき非飽和
状態であると判断する飽和検出機能とを備えて構成し
た。Further, according to the present invention (claim 10), a part of the saturation state determination / limitation means includes a constant saturation value for comparing the input signal with a preset maximum saturation value and / or minimum saturation value. Comparing means for outputting the input signal when the value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value as a result of the comparison by the constant value saturation value comparison means; A saturation element that outputs the maximum saturation value when the saturation value is exceeded, and outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value; and Deviation calculating means for subtracting an output value to calculate a deviation; a maximum saturation state when the deviation calculated by the deviation calculation means is positive; a minimum saturation state when the deviation is negative; or when the deviation is 0 or a predetermined error range Judgment of non-saturation when within It was constructed and a that saturation detection.
【００３９】定値飽和値比較手段では、入力信号を予め
定値設定された最大飽和値及び／又は最小飽和値と比較
する。飽和要素では、定値飽和値比較手段で比較された
結果、入力信号の値が最大飽和値と最小飽和値の範囲内
のとき入力信号を出力し、入力信号の値が最大飽和値を
超えているとき最大飽和値を出力し、入力信号の値が最
小飽和値未満のとき最小飽和値を出力する。The constant value saturation value comparing means compares the input signal with a preset maximum and / or minimum saturation value. In the saturation element, the input signal is output when the value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value as a result of the comparison by the constant value saturation value comparing means, and the value of the input signal exceeds the maximum saturation value. When the value of the input signal is less than the minimum saturation value, the minimum saturation value is output.
【００４０】偏差算出手段では、飽和要素の入力信号の
値から出力の値を引き算し偏差を算出する。飽和検出機
能では、偏差算出手段で算出された偏差が正のとき最大
飽和状態、偏差が負のとき最小飽和状態又は偏差が０若
しくは所定誤差範囲内のとき非飽和状態であると判断す
る。 なお、飽和状態判定・制限手段の一部を上記構成
とする。一部としたことで、請求項８や請求項９の構成
と組み合わせることが出来る。The deviation calculating means calculates the deviation by subtracting the output value from the input signal value of the saturation element. In the saturation detection function, it is determined that the deviation calculated by the deviation calculation means is the maximum saturation state when the deviation is positive, the minimum saturation state when the deviation is negative, or the non-saturation state when the deviation is 0 or within a predetermined error range. Note that a part of the saturated state determination / limitation means has the above configuration. By making it a part, it can be combined with the configuration of claim 8 or claim 9.
【００４１】更に、本発明（請求項１１）は、前記飽和
検出機能は、前記飽和要素の前記入力信号の値が前記最
大飽和値を超えているとき最大飽和状態、該入力信号の
値が前記最小飽和値未満のとき最小飽和状態、該入力信
号の値が前記最大飽和値と前記最小飽和値の範囲内のと
き非飽和状態であると判断することを特徴とする。Further, according to the present invention (claim 11), the saturation detecting function is such that when the value of the input signal of the saturation element exceeds the maximum saturation value, the maximum saturation state is established, and the value of the input signal is When the value is less than the minimum saturation value, it is determined to be in the minimum saturation state, and when the value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value, it is determined to be in the non-saturation state.
【００４２】本発明は、飽和要素の出力を検出不可能な
場合や、必要な検出サンサが高価な場合等で配設するの
が難しい場合等に有効である。飽和検出機能では、飽和
要素の入力信号の値が最大飽和値を超えているとき最大
飽和状態、入力信号の値が最小飽和値未満のとき最小飽
和状態、入力信号の値が最大飽和値と最小飽和値の範囲
内のとき非飽和状態であると判断する。以上により、飽
和状態を簡単に判断出来る。The present invention is effective when it is difficult to arrange the output when the output of the saturation element cannot be detected or when a necessary detection sensor is expensive. In the saturation detection function, the maximum saturation state when the value of the input signal of the saturation element exceeds the maximum saturation value, the minimum saturation state when the value of the input signal is less than the minimum saturation value, and the value of the input signal When it is within the range of the saturation value, it is determined that the state is the non-saturation state. As described above, the saturated state can be easily determined.
【００４３】更に、本発明（請求項１２）は、前記飽和
要素の前段には伝達要素が配設され、前記飽和要素の前
記入力信号の値に代えて、該伝達要素への入力信号の値
を用いたことを特徴とする。Further, according to the present invention (claim 12), a transmission element is provided before the saturation element, and the value of the input signal to the transmission element is replaced with the value of the input signal of the saturation element. Is used.
【００４４】飽和要素の前段には伝達要素を配設する。
伝達要素は、例えば高周波成分を除去するためのローパ
スフィルタである。このとき、飽和要素の入力信号の値
に代えて、伝達要素への入力信号の値を用いる。以上に
より、伝達要素の特性を生かしつつ位相遅れを防止した
制御が行える。A transmission element is provided before the saturation element.
The transmission element is, for example, a low-pass filter for removing a high-frequency component. At this time, the value of the input signal to the transmission element is used instead of the value of the input signal to the saturation element. As described above, it is possible to perform control in which the phase delay is prevented while utilizing the characteristics of the transmission element.
【００４５】更に、本発明（請求項１３）は、前記各飽
和要素に入力される入力信号の内の少なくとも一つに
は、前記補償手段で補償された信号に代えて該飽和要素
とは異なる他の飽和要素の出力信号が用いられたことを
特徴とする。Further, according to the present invention (claim 13), at least one of the input signals input to each of the saturation elements is different from the saturation element instead of the signal compensated by the compensation means. An output signal of another saturation element is used.
【００４６】当該飽和要素とは異なる他の飽和要素の出
力信号を当該飽和要素の入力信号として用いる。このよ
うに、飽和要素が直列に接続された場合でも本願の適用
は可能であり、ワインドアップ現象を生じ難くすること
が出来る。An output signal of another saturation element different from the saturation element is used as an input signal of the saturation element. As described above, even when the saturation elements are connected in series, the present invention can be applied, and the windup phenomenon can be suppressed.
【００４７】[0047]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。まず、飽和要素について説明する。図１に飽
和要素のブロック図を示す。図１において、飽和要素５
１には入力信号５３が入力されている。飽和値５５（Ｍ
ｉｎ）は飽和値の最小値側の設定値とする。飽和値５７
（Ｍａｘ）は飽和値の最大値側の設定値とする。飽和値
５５及び飽和値５７が双方共に固定値の場合は、固定数
値が入力される。Embodiments of the present invention will be described below. First, the saturation factor will be described. FIG. 1 shows a block diagram of the saturation element. In FIG. 1, the saturation element 5
1, an input signal 53 is input. Saturation value 55 (M
in) is a set value on the minimum value side of the saturation value. Saturation value 57
(Max) is a set value on the maximum value side of the saturation value. When the saturation value 55 and the saturation value 57 are both fixed values, a fixed numerical value is input.
【００４８】飽和値５５及び飽和値５７が可変される場
合は、入力値は可変される。そして、入力信号５３が飽
和値５７の値以上ならば、出力信号５９は飽和値５７の
値となり、飽和値５５以下の値ならば、出力信号５９は
飽和値５５の値となる。それ以外は入力信号５３がその
まま出力信号５９となる。When the saturation value 55 and the saturation value 57 are variable, the input value is variable. If the input signal 53 is equal to or greater than the saturation value 57, the output signal 59 has the saturation value 57. If the input signal 53 is equal to or less than the saturation value 55, the output signal 59 has the saturation value 55. Otherwise, the input signal 53 becomes the output signal 59 as it is.
【００４９】次に、飽和値推定機能について説明する。
図２に飽和値推定機能のブロック図を示す。図２におい
て、飽和値推定機能６１には単数または複数の環境情報
６３が入力される。飽和値推定機能６１では、環境情報
６３を入力して、この環境情報６３に応じて飽和要素５
１内の飽和値６５（Ｍｉｎ）、６７（Ｍａｘ）を推定し
出力する。飽和値６５、６７は、図１の飽和要素５１に
入力される。推定機能は、飽和要素５１の数学モデルま
たは、数学モデルに基づいて作成したオブザーバであ
る。Next, the saturation value estimation function will be described.
FIG. 2 shows a block diagram of the saturation value estimation function. In FIG. 2, one or a plurality of pieces of environment information 63 are input to a saturation value estimation function 61. In the saturation value estimating function 61, the environment information 63 is input, and the saturation element 5 is set in accordance with the environment information 63.
The saturation values 65 (Min) and 67 (Max) within 1 are estimated and output. The saturation values 65 and 67 are input to the saturation element 51 of FIG. The estimating function is a mathematical model of the saturation element 51 or an observer created based on the mathematical model.
【００５０】ここに、環境情報は、例えば次のようなも
のを言う。 例１．制御対象がモータのとき、例えば環境情報の一例
はモータのステータ温度Ｔである。そして、このときの
飽和要素５１は電流値で、飽和値６７（Ｍａｘ）はＩｐ
ｅｅｋ、飽和値６５（Ｍｉｎ）は−Ｉｐｅｅｋである。
飽和値推定機能６１では、ステータ温度Ｔを入力して、
モータで許容される飽和値６５、６７を推定し出力す
る。Here, the environmental information means, for example, the following. Example 1 When the control target is a motor, for example, an example of environmental information is a stator temperature T of the motor. The saturation element 51 at this time is a current value, and the saturation value 67 (Max) is Ip
eeek, the saturation value 65 (Min) is -Ipeak.
In the saturation value estimation function 61, the stator temperature T is input,
The saturation values 65 and 67 allowed by the motor are estimated and output.
【００５１】例２．制御対象が抵抗器のとき、例えば環
境情報の一例は温度である。そして、飽和値推定機能６
１では、温度で抵抗値が変化することにより、印加でき
る最大電圧を飽和値６７（Ｍａｘ）として推定する。Example 2 When the control target is a resistor, for example, an example of environmental information is temperature. Then, the saturation value estimation function 6
In the case of 1, the maximum voltage that can be applied is estimated as a saturation value 67 (Max) because the resistance value changes with temperature.
【００５２】例３．制御対象が可変容量型気体圧縮機の
とき、例えば環境情報の一例は回転数である。この可変
容量型気体圧縮機１０の断面図を図３に、図３中のＡ−
Ａ矢視線断面図を図４に示す。Example 3 When the control target is a variable displacement gas compressor, for example, one example of environmental information is a rotation speed. A sectional view of the variable displacement gas compressor 10 is shown in FIG.
FIG. 4 shows a sectional view taken along the arrow A.
【００５３】可変容量型気体圧縮機１０は、自動車に搭
載され、この可変容量型気体圧縮機１０の吸入口１に接
続された図示しない蒸発器内に流す冷媒ガスの状態量を
変化させることで、自動車の車室内の温度を所定値に制
御するというように用いられている。The variable displacement gas compressor 10 is mounted on an automobile, and changes the state quantity of the refrigerant gas flowing into an evaporator (not shown) connected to the suction port 1 of the variable displacement gas compressor 10. It is used to control the temperature in the cabin of an automobile to a predetermined value.
【００５４】吸入口１は、外部に接続された図示しない
蒸発器より冷媒ガスを吸入するようになっている。シリ
ンダ３は、フロントヘッド５とリアサイドブロック７間
に挟装されている。シリンダ３内にはロータ９が回転可
能に配設されている。The suction port 1 sucks refrigerant gas from an evaporator (not shown) connected to the outside. The cylinder 3 is sandwiched between the front head 5 and the rear side block 7. A rotor 9 is rotatably arranged in the cylinder 3.
【００５５】ロータ９は回転軸１１に貫通固定されてい
る。回転軸１１は、エンジンにより回転駆動されるよう
になっている。ロータ９の外周には径方向にベーン溝１
３が形成され、ベーン溝１３にはベーン１５が摺動可能
に装着されている。そして、ベーン１５は、ロータ９の
回転時には遠心力とベーン溝１３底部の油圧とによりシ
リンダ３の内壁に付勢される。The rotor 9 is fixedly penetrated by the rotating shaft 11. The rotating shaft 11 is driven to rotate by an engine. The outer periphery of the rotor 9 has a radially extending vane groove 1.
A vane 15 is slidably mounted in the vane groove 13. When the rotor 9 rotates, the vane 15 is urged against the inner wall of the cylinder 3 by the centrifugal force and the oil pressure at the bottom of the vane groove 13.
【００５６】シリンダ３内は、ロータ９、ベーン１５、
１５・・により複数の小室に仕切られている。これらの
小室は圧縮室１７、１７・・と称され、ロータ９の回転
により容積の大小変化を繰り返す。In the cylinder 3, the rotor 9, the vane 15,
It is divided into a plurality of small rooms by 15. These small chambers are referred to as compression chambers 17, 17...
【００５７】そして、このように、ロータ９が回転して
圧縮室１７、１７・・の容積が変化すると、その容積変
化により吸入口１より低圧冷媒ガスを吸気し圧縮する。
シリンダ３及びリアサイドブロック７の周端部にはケー
ス１９が固定され、このケース１９の内部には、吐出室
２１が形成されている。When the rotor 9 rotates and the volume of the compression chambers 17, 17,... Changes, the low-pressure refrigerant gas is sucked in from the suction port 1 and compressed by the volume change.
A case 19 is fixed to the peripheral ends of the cylinder 3 and the rear side block 7, and a discharge chamber 21 is formed inside the case 19.
【００５８】圧縮室１７で圧縮された高圧冷媒ガスは、
吐出ポート２３、吐出弁２５を介して吐出室２１に送ら
れる。そして、冷媒ガスは吐出室２１から吐出口２７を
経て外部の図示しない凝縮器へと送られる。The high-pressure refrigerant gas compressed in the compression chamber 17 is
It is sent to the discharge chamber 21 via the discharge port 23 and the discharge valve 25. Then, the refrigerant gas is sent from the discharge chamber 21 to the outside condenser (not shown) through the discharge port 27.
【００５９】この可変容量型気体圧縮機１０は容量可変
機構３０を備えている。この容量可変機構３０は、車室
内温度により冷媒ガスの吐出容量を可変調節可能なよう
になっている。容量可変機構３０の一構成例を図５に示
す。The variable displacement gas compressor 10 has a variable displacement mechanism 30. The variable capacity mechanism 30 is capable of variably adjusting the discharge capacity of the refrigerant gas according to the vehicle interior temperature. FIG. 5 shows a configuration example of the variable capacity mechanism 30.
【００６０】制御板２９は、フロントヘッド５内にシリ
ンダ３の側部に面するように配設されている。制御板２
９には切り欠き２９ａが２か所に施されている。この切
り欠き２９ａは、シリンダ３の内部と吸入口１に通じる
吸入室３１間を連通させる。一方、制御板２９の切り欠
きの無い部分、シリンダ３の内壁及びベーン１５により
閉鎖された空間には圧縮室１７が形成される。The control plate 29 is disposed in the front head 5 so as to face the side of the cylinder 3. Control board 2
9 is provided with two notches 29a. The notch 29a allows communication between the inside of the cylinder 3 and the suction chamber 31 communicating with the suction port 1. On the other hand, a compression chamber 17 is formed in a portion of the control plate 29 without a notch, an inner wall of the cylinder 3 and a space closed by the vane 15.
【００６１】制御板２９を右回転させれば切り欠き２９
ａが右方向に回転されたことにより、圧縮室１７が形成
される位置も右側に移動し、このときの圧縮室１７の容
量も小さくなる。このように、制御板２９を回動させる
ことで、吐出容量を調節可能である。When the control plate 29 is rotated clockwise, the notch 29
By rotating a to the right, the position where the compression chamber 17 is formed also moves to the right, and the capacity of the compression chamber 17 at this time also decreases. As described above, by rotating the control plate 29, the discharge capacity can be adjusted.
【００６２】制御板２９の回動は、ピン３３を介して油
圧駆動の駆動軸３９により行われる。制御弁３７を開度
調節することでスリーブ３５に吐出室２１より油を注入
し、このときの油圧により駆動軸３９を直進運動させ
る。The control plate 29 is rotated by a hydraulically driven drive shaft 39 via a pin 33. By adjusting the opening of the control valve 37, oil is injected from the discharge chamber 21 into the sleeve 35, and the drive shaft 39 is caused to linearly move by the oil pressure at this time.
【００６３】そして、この直進運動をピン３３を介して
回転運動に変換して、制御板２９を回動させる。油の注
入量は、制御弁３７の開度を変更することで変えること
が可能である。この開度の変更は、図６に示すデューテ
ィー比を変えることで行っている。制御板２９は、スリ
ーブ３５内の制御圧力ＰＣ と吸入室３１内の圧力ＰＳ
の差圧に従いバネ３８による弾性力との均衡のもとに回
動される。Then, the linear motion is converted into a rotational motion via the pin 33, and the control plate 29 is rotated. The amount of oil to be injected can be changed by changing the opening of the control valve 37. This change of the opening is performed by changing the duty ratio shown in FIG. Control plate 29, the pressure P S in the suction chamber 31 and the control pressure P C in the sleeve 35
Is rotated in balance with the elastic force of the spring 38 in accordance with the differential pressure.
【００６４】ここに、図７の上段に示すように、例えば
エンジンの回転数が高く変化した場合には、冷媒ガス量
は増加する。このため、吸入口１の吸入圧力ＰＳ は減
り、冷媒ガスの温度も低くなる。従って、車室内温度は
低くなる。Here, as shown in the upper part of FIG. 7, for example, when the engine speed changes to a high value, the refrigerant gas amount increases. Therefore, the suction pressure P S of the suction port 1 is decreased, the temperature of the refrigerant gas is also low. Therefore, the vehicle interior temperature decreases.
【００６５】この対策として、図示しない補償器では、
図７の下段の吐出容量率に示すように、容量可変機構３
０の吐出容量率を下げるべくデューティー比を小さくす
る。このことにより、冷媒ガス量は減少し、吸入圧力Ｐ
Ｓ は高くなり、冷媒ガスの温度も高くなる。従って、
車室内温度は元に戻る。As a countermeasure, a compensator (not shown)
As shown in the discharge capacity ratio in the lower part of FIG.
The duty ratio is reduced in order to reduce the discharge capacity ratio of zero. As a result, the refrigerant gas amount decreases, and the suction pressure P
S increases and the temperature of the refrigerant gas also increases. Therefore,
The cabin temperature returns to the original temperature.
【００６６】このとき、補償器がＰＩＤ制御等を行う場
合には積分補償回路が含まれているため、偏差が積算さ
れ、図７の下段に示すように、系が安定しない場合を生
ずる。このため、飽和値推定機能６１では、図７中に点
線で示したように、飽和値６７（Ｍａｘ）と飽和値６５
（Ｍｉｎ）を算出して出力する。飽和値６７（Ｍａｘ）
と飽和値６５（Ｍｉｎ）はリミッタとして機能するた
め、吐出容量率は、飽和値６７と飽和値６５の間でのみ
変化する。At this time, when the compensator performs PID control or the like, since the integration compensating circuit is included, the deviation is integrated, and as shown in the lower part of FIG. 7, the system may become unstable. Therefore, in the saturation value estimation function 61, as shown by the dotted line in FIG. 7, the saturation value 67 (Max) and the saturation value 65
(Min) is calculated and output. Saturation value 67 (Max)
And the saturation value 65 (Min) function as a limiter, so that the discharge capacity ratio changes only between the saturation value 67 and the saturation value 65.
【００６７】次に、可変飽和値設定機能について説明す
る。図８に飽和値可変機能のブロック図を示す。図８に
おいて、飽和値可変機能７１には単数または複数の情報
７３が入力される。飽和値可変機能７１は、飽和値推定
機能６１とほぼ同様の機能である。Next, the variable saturation value setting function will be described. FIG. 8 shows a block diagram of the saturation value variable function. In FIG. 8, one or more pieces of information 73 are input to the saturation value changing function 71. The saturation value changing function 71 is almost the same function as the saturation value estimation function 61.
【００６８】但し、アクチュエータの仕様等により、必
然的に飽和値を決定するのではなく、用途に応じて故意
に飽和値を操作する目的で設ける。ここに、情報は、例
えば次のようなものを言う。However, the saturation value is not necessarily determined according to the specifications of the actuator or the like, but is provided for the purpose of intentionally operating the saturation value according to the application. Here, the information refers to, for example, the following.
【００６９】例１．図９に示すように、導管８２内の物
体８３を把持するために動作するロボットマニピュレー
タ８５を例にあげて説明する。導管半径方向の稼動領域
Ｒは進行距離ｘに従って変動している。この導管半径方
向の稼動領域Ｒと進行距離ｘの関係を予め取得して演算
回路内にデータとして保存しておく。Example 1 As shown in FIG. 9, a robot manipulator 85 that operates to grip an object 83 in a conduit 82 will be described as an example. The operating area R in the radial direction of the conduit varies according to the traveling distance x. The relationship between the operating area R in the radial direction of the conduit and the traveling distance x is acquired in advance and stored as data in the arithmetic circuit.
【００７０】そして、演算回路で進行距離ｘを算出し、
この進行距離ｘを情報７３として飽和値可変機能７１に
入力する。そして、飽和値可変機能７１では、この情報
７３に基づきロボットマニピュレータ８５の動き得る導
管半径方向の稼動領域Ｒの飽和値７５（Ｍｉｎ）と飽和
値７７（Ｍａｘ）を算出する。なお、この際には、環境
情報６３を何ら得る必要なく行うことが出来る。Then, the traveling distance x is calculated by the arithmetic circuit,
This traveling distance x is input to the saturation value variable function 71 as information 73. Then, the saturation value variable function 71 calculates a saturation value 75 (Min) and a saturation value 77 (Max) of the operating region R in the radial direction of the conduit in which the robot manipulator 85 can move based on the information 73. In this case, the process can be performed without any need to obtain the environment information 63.
【００７１】例２．フィードバック制御における非線形
制御法の一つとして、飽和要素５１への入力信号５３に
情報７３に応じた飽和値を与える。次に、積分要素につ
いて説明する。図１０に積分要素のブロック図を示す。
積分要素７９は主として補償器に内蔵され、入力信号を
積分演算し、出力する。積分要素７９は、ラプラス変換
１／Ｓを用いて伝達関数として表記する場合や、積分記
号を用いる場合があるが同じものとする。また、ディジ
タル演算により、繰り返し加算、または双一次変換を用
いて積分を扱う場合も含むものとする。Example 2 As one of the nonlinear control methods in the feedback control, a saturation value corresponding to the information 73 is given to the input signal 53 to the saturation element 51. Next, the integral element will be described. FIG. 10 shows a block diagram of the integral element.
The integration element 79 is mainly built in the compensator, performs an integration operation on the input signal, and outputs the result. The integral element 79 may be expressed as a transfer function using the Laplace transform 1 / S or may use an integral symbol, but the same is applied. In addition, the case where the integration is handled using repetitive addition or bilinear transformation by digital operation is also included.
【００７２】次に、飽和検出機能について説明する。図
１１に飽和検出方法の一例を示す。図１１は、飽和要素
の出力を観測できる場合である。この場合には、飽和要
素５１の入力信号５３と出力信号５９を飽和検出機能８
７で比較して、前者の方が大きければ飽和状態であると
みなす。但し、負方向への飽和を考慮した場合には、入
力信号５３と出力信号５９が共に負となるため、前者が
小さければ飽和状態であるとみなす。Next, the saturation detecting function will be described. FIG. 11 shows an example of the saturation detection method. FIG. 11 shows a case where the output of the saturation element can be observed. In this case, the input signal 53 and the output signal 59 of the saturation element 51 are converted to a saturation detection function 8.
Compared with 7, if the former is larger, it is considered to be saturated. However, when saturation in the negative direction is considered, both the input signal 53 and the output signal 59 are negative. Therefore, if the former is smaller, it is regarded as a saturated state.
【００７３】なお、非飽和を判定するための０値の評価
は、実際には、ある０近傍の閾値を設け、入出力差の絶
対値がその閾値を越えない場合は０とみなす。この飽和
検出方法の利点は飽和値が変化しても特別な対策なしに
検出出来ることである。但し、実際のシステムにおい
て、出力を観測出来ない例は多い。In the evaluation of the 0 value for determining the non-saturation, a threshold value near a certain 0 is actually provided, and it is regarded as 0 when the absolute value of the input / output difference does not exceed the threshold value. The advantage of this saturation detection method is that even if the saturation value changes, it can be detected without special measures. However, there are many cases where the output cannot be observed in an actual system.
【００７４】また、この飽和検出方法とほぼ同様である
が、図１２に示すように、飽和要素５１前段にローパス
フィルタ等の伝達要素８１を設けた場合には、伝達要素
８１の入力信号５３と飽和要素５１の出力信号５９とを
飽和検出機能８７で比較することで、伝達要素８１の遅
れを事前に防止しつつ飽和検出が可能である。The method of detecting the saturation is almost the same as that of the first embodiment. However, when a transmission element 81 such as a low-pass filter is provided before the saturation element 51 as shown in FIG. By comparing the output signal 59 of the saturation element 51 with the saturation detection function 87, it is possible to detect the saturation while preventing the delay of the transmission element 81 in advance.
【００７５】図１３に飽和検出方法の別例を示す。図１
３は、飽和要素の出力を観測できない場合である。この
場合には、入力信号５３と設定飽和値５５、５７の差を
飽和検出機能８９で比較する。但し、非飽和を判定する
ための０値の評価は実際には、ある０近傍の閾値を設
け、差の絶対値がその閾値を越えない場合は０とみな
す。また、この方法は飽和値が変化する場合は、誤差を
生じる。FIG. 13 shows another example of the saturation detection method. FIG.
No. 3 is a case where the output of the saturation element cannot be observed. In this case, the difference between the input signal 53 and the set saturation values 55 and 57 is compared by the saturation detection function 89. However, the evaluation of the 0 value for determining non-saturation is actually provided with a threshold value near a certain 0, and is regarded as 0 when the absolute value of the difference does not exceed the threshold value. In addition, this method causes an error when the saturation value changes.
【００７６】この飽和検出方法とほぼ同様であるが、図
１４に示すように、飽和要素５１前段にローパスフィル
タ等の伝達要素８１を設けた場合には、伝達要素８１の
入力信号５３と設定飽和値５５、５７とを飽和検出機能
８９で比較することで、伝達要素８１の遅れを事前に防
止しつつ飽和検出が可能である。This method is substantially the same as this saturation detection method. However, as shown in FIG. 14, when a transmission element 81 such as a low-pass filter is provided before the saturation element 51, the input signal 53 of the transmission element 81 and the set saturation are set. By comparing the values 55 and 57 with the saturation detection function 89, the saturation can be detected while the delay of the transmission element 81 is prevented in advance.
【００７７】次に、上述した飽和要素５１、飽和値推定
機能６１、飽和値可変機能７１及び飽和検出機能８７、
８９を組み合わせてアンチワインドアップコントローラ
に適用した場合について説明する。図１５にアンチワイ
ンドアップ機能の一例を示す。この方法は、積分入力を
０にして積分停止する方法であるが、積分要素７９の入
力側に飽和時強制０値切り替えスイッチ８０が配設さ
れ、飽和のとき強制的に０値が入力されるようになって
いる。Next, the above-described saturation element 51, saturation value estimation function 61, saturation value variable function 71 and saturation detection function 87,
A case will be described in which the present embodiment is applied to an anti-windup controller in combination with the 89. FIG. 15 shows an example of the anti-windup function. In this method, the integral input is set to 0 and the integration is stopped. However, a forced zero value changeover switch 80 at the time of saturation is provided on the input side of the integration element 79, and a zero value is forcibly input when the saturation occurs. It has become.
【００７８】このときに用いられる飽和状態は、環境情
報６３や情報７３に応じて最適に設定された飽和値５
５、５７に基づくものであるため、システムの機能を限
界まで活用できる。The saturation state used at this time is a saturation value 5 optimally set according to the environment information 63 and the information 73.
5, 57, the functions of the system can be utilized to the limit.
【００７９】また、例えばロボットマニピュレータが異
なる固さの対象物を把持するような場合には、その固さ
に応じて飽和値５５、５７を可変出来る。このように、
システムに用途に応じた人工的な飽和機能を設けること
で、新たな機能を実現でき、また、安全性を増す。Further, for example, when the robot manipulator grips an object having a different hardness, the saturation values 55 and 57 can be changed according to the hardness. in this way,
By providing an artificial saturation function according to the application in the system, new functions can be realized and safety can be increased.
【００８０】図１６にアンチワインドアップ機能の別例
を示す。この方法は、飽和要素５１の入出力差に係数を
乗じて、積分入力に負帰還させる方法である。飽和値５
５、５７は環境情報６３や情報７３に応じて可変されて
いる。以上により、ワインドアップ現象を、積分機能を
停止させることなく効率良く抑制しつつ、システムの機
能を限界まで活用できる。FIG. 16 shows another example of the anti-windup function. This method is a method in which the input / output difference of the saturation element 51 is multiplied by a coefficient and negatively fed back to the integral input. Saturation value 5
5 and 57 are variable according to the environment information 63 and the information 73. As described above, the wind-up phenomenon can be efficiently used without stopping the integration function, and the function of the system can be utilized to the limit.
【００８１】次に、上述した飽和要素５１、飽和値推定
機能６１、飽和値可変機能７１及び飽和検出機能８７、
８９を各種組み合わせたアンチワインドアップコントロ
ーラの応用例について説明する。図１７にアンチワイン
ドアップコントローラの構成図を示す。Next, the above-described saturation element 51, saturation value estimation function 61, saturation value variable function 71 and saturation detection function 87,
An application example of an anti-windup controller in which various combinations of the 89 are applied will be described. FIG. 17 shows a configuration diagram of the anti-windup controller.
【００８２】図１７において、システム設計者が飽和値
を操作できないｍ個の飽和要素９１と操作できるｎ個の
飽和要素１０１がある。前者はある物理パラメータの変
化に伴い、飽和値が変化するものとする。このように、
飽和値は、環境に応じて変化するため、推定機能が必要
となる。但し、その変化は既知とする。In FIG. 17, there are m saturation elements 91 whose saturation value cannot be operated by the system designer and n saturation elements 101 which can be operated by the system designer. In the former case, the saturation value changes with a change in a certain physical parameter. in this way,
Since the saturation value changes according to the environment, an estimation function is required. However, the change is known.
【００８３】前者に対しては、飽和値変化に対応する物
理パラメータが検出センサ等により観測され、環境情報
６３として飽和値推定機能６１に入力される。そして、
この飽和値推定機能６１で、物理パラメータと既知デー
タに基づく演算、推定がされ、物理パラメータに対応す
る飽和値が算出される。For the former, a physical parameter corresponding to the change in saturation value is observed by a detection sensor or the like, and is input to the saturation value estimation function 61 as environment information 63. And
In the saturation value estimation function 61, calculation and estimation are performed based on the physical parameters and the known data, and a saturation value corresponding to the physical parameters is calculated.
【００８４】そして、飽和検出機能により飽和要素９１
が飽和状態にあるか否か検出される。飽和検出機能は、
図１１〜図１４に示した飽和検出機能８７、８９の内か
ら適宜選択される。実際のｍ個の飽和要素の前に、算出
した飽和値を持つ人工的な飽和要素を挿入する。Then, the saturation element 91 is detected by the saturation detection function.
Is detected whether or not is saturated. The saturation detection function
It is appropriately selected from the saturation detection functions 87 and 89 shown in FIGS. An artificial saturation element having the calculated saturation value is inserted before the actual m saturation elements.
【００８５】後者は、制御目的等に応じて人工的な飽和
値を持つｎ個の人工的な飽和要素１０１に対し可変飽和
値を設定する飽和値可変機能７１及びこの飽和要素１０
１から飽和値を検出する飽和検出機能を制御補償器内に
設ける。飽和検出機能は、図１１〜図１４に示した飽和
検出機能８７、８９の内から適宜選択される。The latter is a saturation value variable function 71 for setting a variable saturation value for n artificial saturation elements 101 having artificial saturation values according to the control purpose and the like, and a saturation value variable function 71 for setting the variable saturation value.
A saturation detection function for detecting a saturation value from 1 is provided in the control compensator. The saturation detection function is appropriately selected from the saturation detection functions 87 and 89 shown in FIGS.
【００８６】更に、飽和要素５１のように、固定の飽和
値を持つｐ個の飽和要素５１を制御補償器内に設けても
よい。これらの飽和要素５１、９１、１０１は、それぞ
れ制御対象の有する様々な飽和特性に応じて、適宜用意
される。Further, as in the case of the saturation element 51, p saturation elements 51 having a fixed saturation value may be provided in the control compensator. These saturation elements 51, 91, and 101 are appropriately prepared according to various saturation characteristics of the control target.
【００８７】一方、ワインドアップ現象を防止するた
め、ＰＩＤ等の制御演算部９３には、複数個の積分要素
７９の入力側に飽和時強制０値切り替えスイッチ８０が
配設されている。各飽和要素が飽和状態にあることを飽
和検出機能により検出し、対応する飽和時強制０値切り
替えスイッチ８０を０値状態に切り替える。On the other hand, in order to prevent the wind-up phenomenon, the control operation unit 93 such as a PID is provided with a forced zero value switch 80 at the time of saturation on the input side of a plurality of integration elements 79. The saturation detection function detects that each of the saturation elements is in the saturated state, and the corresponding forcible zero value changeover switch 80 is switched to the zero value state.
【００８８】但し、各飽和要素の飽和の影響は全ての積
分要素７９に対してワインドアップ現象を生じさせると
は限らない。そこで、影響のある積分要素７９に対して
のみ、アンチワインドアップ機能を接続する。However, the influence of the saturation of each saturation element does not always cause a windup phenomenon for all the integration elements 79. Therefore, the anti-windup function is connected only to the influencing integration element 79.
【００８９】図１８に、各積分要素７９と飽和要素５
１、９１、１０１の対応関係の一例を示す。図１８は、
積分要素７９が４個に対し飽和要素５１、９１、１０１
が３個の場合を示している。そして、例えば、飽和要素
５１で飽和状態が検出された場合には、ＮＯ．１の積分
要素とＮＯ．３の積分要素の入力に０値が強制入力され
る。FIG. 18 shows each integral element 79 and saturation element 5
An example of the correspondence between 1, 91 and 101 is shown. FIG.
Saturation elements 51, 91, 101 for four integration elements 79
Are three. Then, for example, when the saturation state is detected by the saturation element 51, NO. 1 and NO. A value of 0 is forcibly input to the input of the integration element of 3.
【００９０】以上により、いずれの飽和に対しても、ワ
インドアップ現象によるオーバーシュートや振動が軽減
されるか、あるいは、ワインドアップ現象を起こさなく
することが出来る。As described above, it is possible to reduce the overshoot or vibration due to the windup phenomenon or to prevent the windup phenomenon from occurring for any saturation.
【００９１】なお、本発明は、モータの位置制御・速度
制御・トルク制御、ロボット、工作機械の制御、ＨＤ
Ｄ、ＤＶＤ、航空機、圧延機の制御、冷凍システムにお
ける電動圧縮機の速度制御等にも応用可能である。いず
れの場合も、フィードバック制御系内部の飽和特性を持
つアクチュエータ、電気回路あるいは人工的に設ける飽
和要素等に対して適用され、上記のように作用する。The present invention relates to motor position control, speed control, torque control, robot and machine tool control, HD
The present invention is also applicable to control of D, DVD, aircraft, rolling mill, speed control of an electric compressor in a refrigeration system, and the like. In any case, the present invention is applied to an actuator, an electric circuit, an artificially provided saturation element, or the like having a saturation characteristic inside the feedback control system, and operates as described above.
【００９２】[0092]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、飽
和値を可変としたことで、システムの機能を限界まで活
用できる。また、この飽和値の可変機能をアンチワイン
ドアップコントローラに適用することで、いずれの飽和
に対しても、ワインドアップ現象に伴うオーバーシュー
トや振動を軽減することが出来る。As described above, according to the present invention, by making the saturation value variable, the functions of the system can be utilized to the maximum. Further, by applying the variable function of the saturation value to the anti-windup controller, it is possible to reduce overshoot and vibration caused by the windup phenomenon for any saturation.
【図１】 飽和要素のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a saturation element.
【図２】 飽和値推定機能のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a saturation value estimation function.
【図３】 可変容量型気体圧縮機の断面図FIG. 3 is a sectional view of a variable displacement gas compressor.
【図４】 図３中のＡ−Ａ矢視線断面図FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3;
【図５】 容量可変機構の一構成例FIG. 5 shows a configuration example of a variable capacity mechanism.
【図６】 デューティー比の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of a duty ratio.
【図７】 エンジンの回転数（上段）と吐出容量率（下
段）の関係を示すタイムチャートFIG. 7 is a time chart showing a relationship between an engine speed (upper) and a discharge capacity ratio (lower).
【図８】 飽和値可変機能のブロック図FIG. 8 is a block diagram of a saturation value variable function.
【図９】 導管内の物体を把持するために動作するロボ
ットマニピュレータの例FIG. 9 shows an example of a robot manipulator that operates to grasp an object in a conduit.
【図１０】 積分要素のブロック図FIG. 10 is a block diagram of an integral element.
【図１１】 飽和検出方法の一例FIG. 11 shows an example of a saturation detection method.
【図１２】 飽和検出方法の別例FIG. 12 shows another example of the saturation detection method.
【図１３】 飽和検出方法の別例FIG. 13 shows another example of the saturation detection method.
【図１４】 飽和検出方法の別例FIG. 14 shows another example of the saturation detection method.
【図１５】 アンチワインドアップ機能の一例FIG. 15 shows an example of an anti-windup function.
【図１６】 アンチワインドアップ機能の別例FIG. 16 shows another example of the anti-windup function.
【図１７】 アンチワインドアップコントローラの構成
図FIG. 17 is a configuration diagram of an anti-windup controller.
【図１８】 各積分要素と飽和要素の対応関係の一例FIG. 18 shows an example of a correspondence relationship between each integral element and a saturation element.
５１、９１、１０１ 飽和要素 ５３ 入力信号 ５５、５７、６５、６７、７５、７７ 飽和値 ５９ 出力信号 ６１ 飽和値推定機能 ６３ 環境情報 ７１ 飽和値可変機能 ７３ 情報 ７９ 積分要素 ８０ 飽和時強制０値切り替えスイッチ ８１ 伝達要素 ８７、８９ 飽和検出機能 ９３ 制御演算部 51, 91, 101 Saturation element 53 Input signal 55, 57, 65, 67, 75, 77 Saturation value 59 Output signal 61 Saturation value estimation function 63 Environmental information 71 Saturation value variable function 73 Information 79 Integral element 80 Forced value at saturation Changeover switch 81 Transmission element 87, 89 Saturation detection function 93 Control operation unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｂ 13/04 Ｇ０５Ｂ 13/04 (72)発明者 紙谷 秀司 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セイ コー精機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H029 AA05 AA16 AA21 AB03 BB21 BB52 BB57 CC04 CC07 CC16 CC27 CC56 CC62 3H040 AA09 BB05 BB11 CC10 CC22 DD03 DD09 DD32 DD35 5H004 GA03 GA11 JB21 KA44 KA54 KB02 KB04 KB06 LA08 MA12 9A001 HH34 KK32 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G05B 13/04 G05B 13/04 (72) Inventor Hideji Kamiya 4-3-1, Yashiki, Narashino-shi, Chiba F-term (reference) in Koseiki Co., Ltd.
Claims (13)
有する制御対象に対して、該制御対象より単数又は複数
の環境情報を検出する環境情報検出手段と、該環境情報
検出手段で検出された環境情報に基づき、数学モデル又
は該数学モデルより作成したオブザーバを含む推定機能
から前記飽和特性の最大飽和値及び／又は最小飽和値を
推定し出力する飽和値推定手段と、該飽和値推定手段で
出力された最大飽和値及び／又は最小飽和値を入力信号
と比較し、該入力信号の値が前記最大飽和値と前記最小
飽和値の範囲内のとき前記入力信号を出力し、該入力信
号の値が前記最大飽和値を超えているとき前記最大飽和
値を出力し、該入力信号の値が前記最小飽和値未満のと
き前記最小飽和値を出力する飽和要素とを備えたことを
特徴とする可変飽和機能を有する制御装置。An environment information detecting means for detecting one or a plurality of pieces of environmental information from a control object having a saturation characteristic when the control object exceeds a predetermined control range, Saturation value estimating means for estimating and outputting a maximum saturation value and / or a minimum saturation value of the saturation characteristic from a mathematical model or an estimation function including an observer created from the mathematical model based on the environment information, and the saturation value estimating means Comparing the maximum saturation value and / or the minimum saturation value output by the input signal with the input signal, and outputting the input signal when the value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value; A saturation element that outputs the maximum saturation value when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value, and outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value. Variable saturation Control device with functions.
有する制御対象に対して、該制御対象への制御に係る単
数又は複数の情報と該情報に対応する前記飽和特性の最
大飽和値及び／又は最小飽和値間の関係を予め取得し関
係をデータ化した情報・飽和値関係データと、該情報・
飽和値関係データを保存する保存手段と、前記制御対象
から環境情報を検出することなく予め設計された制御手
順に基づき前記情報を設定する情報設定手段と、該情報
設定手段で設定された情報に対応する前記飽和特性の最
大飽和値及び／又は最小飽和値を前記保存手段で保存さ
れた前記情報・飽和値関係データより求め出力する飽和
値可変手段と、該飽和値可変手段で出力された最大飽和
値及び／又は最小飽和値を入力信号と比較し、該入力信
号の値が前記最大飽和値と前記最小飽和値の範囲内のと
き前記入力信号を出力し、該入力信号の値が前記最大飽
和値を超えているとき前記最大飽和値を出力し、該入力
信号の値が前記最小飽和値未満のとき前記最小飽和値を
出力する飽和要素とを備えたことを特徴とする可変飽和
機能を有する制御装置。2. A control target having a saturation characteristic when exceeding a predetermined control range, one or more pieces of information related to control on the control target, a maximum saturation value of the saturation characteristic corresponding to the information, and And / or information / saturation value relation data in which the relation between the minimum saturation values is acquired in advance and the relation is converted into data,
Storage means for storing saturation value-related data, information setting means for setting the information based on a control procedure designed in advance without detecting environmental information from the control object, and information set by the information setting means. A saturation value varying means for obtaining and outputting a corresponding maximum saturation value and / or a minimum saturation value of the saturation characteristic from the information / saturation value relation data stored in the storage means; and a maximum value output by the saturation value variable means. Comparing a saturation value and / or a minimum saturation value with an input signal, outputting the input signal when a value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value; A saturation element that outputs the maximum saturation value when the saturation value is exceeded, and outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value. Having control Location.
記出力の値を引き算し偏差を算出する偏差算出手段と、
該偏差算出手段で算出された偏差が正のとき最大飽和状
態、該偏差が負のとき最小飽和状態又は該偏差が０若し
くは所定誤差範囲内のとき非飽和状態であると判断する
飽和検出機能とを備えたことを特徴とする請求項１又は
請求項２記載の可変飽和機能を有する制御装置。3. A deviation calculating means for subtracting the value of the output from the value of the input signal of the saturation element to calculate a deviation,
A saturation detection function for determining that the deviation calculated by the deviation calculation means is a maximum saturation state when the deviation is positive, a minimum saturation state when the deviation is negative, or a non-saturation state when the deviation is 0 or within a predetermined error range. The control device having a variable saturation function according to claim 1 or 2, further comprising:
最大飽和値を超えているとき最大飽和状態、該入力信号
の値が前記最小飽和値未満のとき最小飽和状態、該入力
信号の値が前記最大飽和値と前記最小飽和値の範囲内の
とき非飽和状態であると判断する飽和検出機能とを備え
たことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の可変飽
和機能を有する制御装置。4. The maximum saturation state when the value of the input signal of the saturation element exceeds the maximum saturation value, the minimum saturation state when the value of the input signal is less than the minimum saturation value, the value of the input signal 3. A control having a variable saturation function according to claim 1 or 2, further comprising a saturation detection function for determining that a non-saturation state is established when the value falls within a range between the maximum saturation value and the minimum saturation value. apparatus.
手段によりフィードバック制御するアンチワインドアッ
プコントローラであって、前記飽和検出機能での判断が
最大飽和状態又は最小飽和状態のとき、前記積分補償回
路への入力データが強制的に０にされる積分停止手段を
備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の可
変飽和機能を有する制御装置。5. An anti-windup controller for feedback-controlling the controlled object by compensation means including an integral compensation circuit, wherein the integral compensation circuit is provided when a judgment by the saturation detection function is a maximum saturation state or a minimum saturation state. 5. A control device having a variable saturation function according to claim 3, further comprising an integration stop means for forcibly setting input data to 0 to zero.
手段によりフィードバック制御するアンチワインドアッ
プコントローラであって、前記飽和要素の前記入力信号
の値から前記出力の値を引き算し偏差を算出する第１の
偏差算出手段と、該第１の偏差算出手段で算出された偏
差に対し定数倍及び／又は所定の伝達要素を掛け帰還信
号を出力する増幅手段と、該増幅手段で出力された帰還
信号を予め設定した目標値と比較し、偏差を算出する第
２の偏差算出手段とを備え、前記補償手段には、該第２
の偏差算出手段で算出された偏差が入力され、該補償手
段で補償された信号に基づき前記飽和要素への前記入力
信号が作成されることを特徴とする請求項１又は請求項
２記載の可変飽和機能を有する制御装置。6. An anti-windup controller for feedback-controlling the controlled object by compensation means including an integral compensation circuit, wherein the controller calculates a deviation by subtracting a value of the output from a value of the input signal of the saturation element. (1) deviation calculating means, amplifying means for multiplying the deviation calculated by the first deviation calculating means by a constant and / or a predetermined transmission element to output a feedback signal, and a feedback signal output by the amplifying means Is compared with a preset target value, and a second deviation calculating means for calculating the deviation is provided.
3. The variable according to claim 1, wherein the deviation calculated by said deviation calculating means is input, and said input signal to said saturation element is created based on the signal compensated by said compensating means. Control device with saturation function.
有する飽和要素を複数個含む制御対象を少なくとも一つ
の積分補償回路を含む補償手段により制御するアンチワ
インドアップコントローラであって、前記補償手段で補
償された信号を入力信号として前記各飽和要素が最大飽
和状態又は最小飽和状態か否かを判定し、該判定の結果
を信号出力すると共に、該判定の結果が最大飽和状態又
は最小飽和状態のとき前記各飽和要素の出力を制限する
複数の飽和状態判定・制限手段と、該飽和状態判定・制
限手段で出力された信号を基に、前記各飽和要素が前記
最大飽和状態又は前記最小飽和状態のとき、予め選択さ
れた前記積分補償回路への少なくとも一つの入力データ
が強制的に０にされる少なくとも一つの積分停止手段と
を備えたことを特徴とする可変飽和機能を有する制御装
置。7. An anti-windup controller for controlling a controlled object including a plurality of saturation elements having a saturation characteristic by a compensating means including at least one integral compensating circuit when exceeding a predetermined control range. It is determined whether each of the saturation elements is in the maximum saturation state or the minimum saturation state by using the signal compensated in the above as an input signal, and the result of the determination is output as a signal, and the result of the determination is the maximum saturation state or the minimum saturation state. A plurality of saturation state determination / limitation means for limiting the output of each of the saturation elements; and based on the signal output by the saturation state determination / limitation means, each of the saturation elements is in the maximum saturation state or the minimum saturation state. At least one integration stop means for forcibly setting at least one input data to the preselected integration compensation circuit to 0 in the state. A control device having a variable saturation function.
しくは一部は、前記制御対象より単数又は複数の環境情
報を検出する環境情報検出手段と、該環境情報検出手段
で検出された環境情報に基づき、数学モデル又は該数学
モデルより作成したオブザーバを含む推定機能から前記
飽和特性の最大飽和値及び／又は最小飽和値を推定し出
力する飽和値推定手段と、該飽和値推定手段で出力され
た最大飽和値及び／又は最小飽和値を前記入力信号と比
較し、該入力信号の値が前記最大飽和値と前記最小飽和
値の範囲内のとき前記入力信号を出力し、該入力信号の
値が前記最大飽和値を超えているとき前記最大飽和値を
出力し、該入力信号の値が前記最小飽和値未満のとき前
記最小飽和値を出力する飽和要素と、該飽和要素の前記
入力信号の値から前記出力の値を引き算し偏差を算出す
る偏差算出手段と、該偏差算出手段で算出された偏差が
正のとき最大飽和状態、該偏差が負のとき最小飽和状態
又は該偏差が０若しくは所定誤差範囲内のとき非飽和状
態であると判断する飽和検出機能とを備えたことを特徴
とする請求項７記載の可変飽和機能を有する制御装置。8. All or a part of the saturated state determination / limitation unit includes an environment information detection unit that detects one or more pieces of environment information from the control target, and an environment information detected by the environment information detection unit. A saturation value estimating means for estimating and outputting the maximum saturation value and / or the minimum saturation value of the saturation characteristic from a mathematical model or an estimation function including an observer created from the mathematical model; Comparing a maximum saturation value and / or a minimum saturation value with the input signal; outputting the input signal when a value of the input signal is within a range between the maximum saturation value and the minimum saturation value; A saturation element that outputs the maximum saturation value when the maximum saturation value is exceeded, and outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value; and a value of the input signal of the saturation element. Before A deviation calculating means for subtracting the output value to calculate a deviation; a maximum saturation state when the deviation calculated by the deviation calculation means is positive; a minimum saturation state when the deviation is negative; or zero or a predetermined error 8. The control device having a variable saturation function according to claim 7, further comprising: a saturation detection function for determining that a non-saturation state is established when the range is within the range.
しくは一部は、前記制御対象への制御に係る単数又は複
数の情報と該情報に対応する前記飽和特性の最大飽和値
及び／又は最小飽和値間の関係を予め取得し関係をデー
タ化した情報・飽和値関係データと、該情報・飽和値関
係データを保存する保存手段と、前記制御対象から環境
情報を検出することなく予め設計された制御手順に基づ
き前記情報を設定する情報設定手段と、該情報設定手段
で設定された情報に対応する前記飽和特性の最大飽和値
及び／又は最小飽和値を前記保存手段で保存された前記
情報・飽和値関係データより求め出力する飽和値可変手
段と、該飽和値可変手段で出力された最大飽和値及び／
又は最小飽和値を前記入力信号と比較し、該入力信号の
値が前記最大飽和値と前記最小飽和値の範囲内のとき前
記入力信号を出力し、該入力信号の値が前記最大飽和値
を超えているとき前記最大飽和値を出力し、該入力信号
の値が前記最小飽和値未満のとき前記最小飽和値を出力
する飽和要素と、該飽和要素の前記入力信号の値から前
記出力の値を引き算し偏差を算出する偏差算出手段と、
該偏差算出手段で算出された偏差が正のとき最大飽和状
態、該偏差が負のとき最小飽和状態又は該偏差が０若し
くは所定誤差範囲内のとき非飽和状態であると判断する
飽和検出機能とを備えたことを特徴とする請求項７又は
請求項８記載の可変飽和機能を有する制御装置。9. All or a part of the saturation state determination / limitation means may include one or more pieces of information related to control of the control object and a maximum saturation value and / or a minimum saturation value of the saturation characteristic corresponding to the information. Information / saturation value relation data in which the relation between values is obtained in advance and the relation is converted into data, storage means for storing the information / saturation value relation data, and a pre-designed without detecting environmental information from the control target Information setting means for setting the information based on a control procedure; and the information and the maximum saturation value and / or the minimum saturation value of the saturation characteristic corresponding to the information set by the information setting means stored in the storage means. A saturation value changing means for obtaining and outputting the saturation value from the saturation value relation data;
Or comparing the minimum saturation value with the input signal, outputting the input signal when the value of the input signal is within the range of the maximum saturation value and the minimum saturation value, and the value of the input signal is the maximum saturation value. A saturation element that outputs the maximum saturation value when it exceeds, and a saturation element that outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value, and a value of the output from the value of the input signal of the saturation element. A deviation calculating means for calculating a deviation by subtracting
A saturation detection function for determining that the deviation calculated by the deviation calculating means is a maximum saturation state when the deviation is positive, a minimum saturation state when the deviation is negative, or a non-saturation state when the deviation is 0 or within a predetermined error range. The control device having a variable saturation function according to claim 7 or 8, further comprising:
は、前記入力信号を予め定値設定された最大飽和値及び
／又は最小飽和値と比較する定値飽和値比較手段と、該
定値飽和値比較手段で比較された結果、入力信号の値が
前記最大飽和値と前記最小飽和値の範囲内のとき前記入
力信号を出力し、該入力信号の値が前記最大飽和値を超
えているとき前記最大飽和値を出力し、該入力信号の値
が前記最小飽和値未満のとき前記最小飽和値を出力する
飽和要素と、該飽和要素の前記入力信号の値から前記出
力の値を引き算し偏差を算出する偏差算出手段と、該偏
差算出手段で算出された偏差が正のとき最大飽和状態、
該偏差が負のとき最小飽和状態又は該偏差が０若しくは
所定誤差範囲内のとき非飽和状態であると判断する飽和
検出機能とを備えたことを特徴とする請求項８又は請求
項９記載の可変飽和機能を有する制御装置。10. A constant value saturation value comparing means for comparing said input signal with a preset maximum and / or minimum saturation value, said constant value comparing / compensating means comprising: Means for outputting the input signal when the value of the input signal is within the range between the maximum saturation value and the minimum saturation value, and outputting the input signal when the value of the input signal exceeds the maximum saturation value. A saturation element that outputs a saturation value and outputs the minimum saturation value when the value of the input signal is less than the minimum saturation value; and calculates a deviation by subtracting the output value from the input signal value of the saturation element. Deviation calculating means, the maximum saturation state when the deviation calculated by the deviation calculating means is positive,
10. The saturation detecting function according to claim 8, further comprising a saturation detecting function for determining a minimum saturation state when the deviation is negative or a non-saturation state when the deviation is 0 or within a predetermined error range. A control device having a variable saturation function.
前記入力信号の値が前記最大飽和値を超えているとき最
大飽和状態、該入力信号の値が前記最小飽和値未満のと
き最小飽和状態、該入力信号の値が前記最大飽和値と前
記最小飽和値の範囲内のとき非飽和状態であると判断す
ることを特徴とする請求項８、９又は１０記載の可変飽
和機能を有する制御装置。11. The saturation detection function includes a maximum saturation state when the value of the input signal of the saturation element exceeds the maximum saturation value, and a minimum saturation state when the value of the input signal is less than the minimum saturation value. 11. The control device having a variable saturation function according to claim 8, wherein it is determined that the input signal is in an unsaturated state when the value of the input signal is within a range between the maximum saturation value and the minimum saturation value. .
設され、前記飽和要素の前記入力信号の値に代えて、該
伝達要素への入力信号の値を用いたことを特徴とする請
求項３、４、８、９、１０又は１１記載の可変飽和機能
を有する制御装置。12. A transmission element is provided before the saturation element, and a value of an input signal to the transmission element is used instead of a value of the input signal of the saturation element. Item 3. The control device having a variable saturation function according to item 3, 4, 8, 9, 10, or 11.
の内の少なくとも一つには、前記補償手段で補償された
信号に代えて該飽和要素とは異なる他の飽和要素の出力
信号が用いられたことを特徴とする請求項７、８、９、
１０、１１又は１２記載の可変飽和機能を有する制御装
置。13. An output signal of another saturation element different from said saturation element is used instead of the signal compensated by said compensation means for at least one of the input signals input to each of said saturation elements. 9. The method according to claim 7, wherein
13. A control device having a variable saturation function according to 10, 11, or 12.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000004195A JP2001195102A (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Controller having variable saturation function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000004195A JP2001195102A (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Controller having variable saturation function |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001195102A true JP2001195102A (en) | 2001-07-19 |
Family
ID=18533010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000004195A Pending JP2001195102A (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Controller having variable saturation function |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001195102A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011090609A (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Yamatake Corp | Temperature control device and temperature control method |
| CN103838139A (en) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 北京联合大学 | PID control method with integral saturation and pretreatment functions |
| JP2016516629A (en) * | 2013-03-29 | 2016-06-09 | ルノー エス．ア．エス． | Method and apparatus for controlling energy equivalent coefficient in a hybrid motor propulsion plant |
| CN105888971A (en) * | 2016-04-28 | 2016-08-24 | 华北电力大学 | Active load reducing control system and method for large wind turbine blade |
| CN108786662A (en) * | 2018-06-08 | 2018-11-13 | 山东金宜善新材料有限公司 | A kind of tetrabromobisphenol A synthesis procedure adds bromine device and its control method automatically |
-
2000
- 2000-01-13 JP JP2000004195A patent/JP2001195102A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011090609A (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Yamatake Corp | Temperature control device and temperature control method |
| JP2016516629A (en) * | 2013-03-29 | 2016-06-09 | ルノー エス．ア．エス． | Method and apparatus for controlling energy equivalent coefficient in a hybrid motor propulsion plant |
| CN103838139A (en) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 北京联合大学 | PID control method with integral saturation and pretreatment functions |
| CN105888971A (en) * | 2016-04-28 | 2016-08-24 | 华北电力大学 | Active load reducing control system and method for large wind turbine blade |
| CN105888971B (en) * | 2016-04-28 | 2018-12-18 | 华北电力大学 | A kind of large scale wind power machine blade active load shedding control system and method |
| CN108786662A (en) * | 2018-06-08 | 2018-11-13 | 山东金宜善新材料有限公司 | A kind of tetrabromobisphenol A synthesis procedure adds bromine device and its control method automatically |
| CN108786662B (en) * | 2018-06-08 | 2023-05-26 | 山东金宜善新材料有限公司 | Automatic bromine adding device for tetrabromobisphenol A synthesis procedure and control method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8793023B2 (en) | Method of controlling an electro-hydraulic actuator system having multiple actuators | |
| US7638965B2 (en) | Motor control apparatus | |
| EP1220064B1 (en) | Disturbance estimated type control system, gas compressor control system and method of designing a disturbance estimated type control system | |
| US7170243B2 (en) | Drive method for brushless motor and drive control apparatus therefor | |
| WO2007060948A1 (en) | Pump torque controller of hydraulic working machine | |
| US6155790A (en) | Method and equipment for controlling a pipe network | |
| EP2760125A2 (en) | Motor control apparatus and method | |
| CN114537509A (en) | Apparatus and method for controlling motor-driven power steering system | |
| JP2001195102A (en) | Controller having variable saturation function | |
| JP2008245506A (en) | Controller of motor connected to compressor | |
| KR20150064581A (en) | Motor driven power steering and driving method thereof | |
| WO2016027463A1 (en) | Hydraulic pump drive system | |
| JP2008079478A5 (en) | ||
| CN114396399B (en) | Control method and control system for slewing mechanism and engineering equipment | |
| US6337949B1 (en) | System for controlling an electric motor of a fan associated with heat exchangers in a motor vehicle | |
| US20220120297A1 (en) | Method for Operating a Hydraulic Drive | |
| JP4947655B2 (en) | Engine accelerator value control method and apparatus | |
| JP4699597B2 (en) | Mode switching type refrigeration system control apparatus and control method | |
| KR100461186B1 (en) | Control method of pi controller | |
| JP2001173571A (en) | Temperature control apparatus using variable displacement gas compressor and temperature control method | |
| JP2001333589A (en) | Overload state detector for motor | |
| JP2020180615A (en) | Control device for compressor, compressor with control device, and air conditioning system including control device and compressor | |
| JP2001280258A (en) | Refrigerating system control device and method | |
| KR100794893B1 (en) | Motor control apparatus | |
| JP3192054B2 (en) | Tilt angle control device for hydraulic pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061206 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070111 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090512 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20090610 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090929 |