JPH1185214A - Process control device - Google Patents

Process control device

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JPH1185214A
JPH1185214A JP26514797A JP26514797A JPH1185214A JP H1185214 A JPH1185214 A JP H1185214A JP 26514797 A JP26514797 A JP 26514797A JP 26514797 A JP26514797 A JP 26514797A JP H1185214 A JPH1185214 A JP H1185214A
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JP
Japan
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control
signal
model
dead time
feedforward
Prior art date
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Pending
Application number
JP26514797A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Goshima
安生 五嶋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH1185214A publication Critical patent/JPH1185214A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process control device that does not require a model of wasted time to be incorporated in the control device and makes use of a merit of a smith method. SOLUTION: A model prediction signal generation means 9 has a model of transfer function that ignores wasted time of a process of a control object 2, inputs a feed forward control signal 22 and outputs a model prediction signal 24 that is obtained by performing a control operation on the basis of the transfer function. A feedback control means 10 outputs a feedback control signal 23 that can be obtained by performing the control operation of a control deviation signal 15, to be inputted, by a differential element. A feedforward control means 13 outputs the feedforward control signal 22 that can be obtained by performing the control operation so that the model prediction signal 24 becomes a set value signal 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスの制御量
を設定量と一致するように制御対象を制御するプロセス
制御装置に係わり、特に、対象プロセスがむだ時間を含
むプロセスのプロセス制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process control device for controlling a control target so that a control amount of a process coincides with a set amount, and more particularly to a process control device for a process including a dead time of the target process.

【0002】[0002]

【従来の技術】むだ時間を含むプロセスの制御は、PI
制御が一般的であるが、むだ時間のために制御ゲインを
下げる必要があり、速応性が損なわれるために制御性能
が芳しくない。むだ時間系に対する対策として、むだ時
間だけ先の時刻における状態を予測するスミス法
((1)A Controller to Overc
omeDead Time O.J.M.Smith
ISA.J.,6−1 pp.28−33,1959,
(2)むだ時間システムの制御 渡辺慶二(社)計測自
動制御学会,pp.8−12,1993)が有効な方法
である。
2. Description of the Related Art Process control including dead time is performed by PI
The control is generally performed, but the control gain must be reduced due to a dead time, and the control performance is poor because the quick response is impaired. As a countermeasure against the dead time system, the Smith method for predicting a state at a time ahead of the dead time ((1) A Controller to Overc)
homeDead Time J. M. Smith
ISA. J. 6-1 pp. 28-33, 1959,
(2) Control of dead time system Keiji Watanabe (Corporation) Society of Instrument and Control Engineers, pp. 8-12, 1993) is an effective method.

【0003】以下、図17に示すスミス法の制御装置の
概略ブロック図に従って説明する。
A description will be given below with reference to a schematic block diagram of a Smith method control device shown in FIG.

【0004】ここで、制御対象2は、むだ時間+一次遅
れで表される。プロセス制御装置1は、制御対象2の出
力である制御量信号4と設定値信号3の値に制御するべ
く操作量信号5を出力して制御対象2の入力となしてい
る。制御対象2は、前記操作量信号5に応じてその状態
を変えて新たな状態となり、制御量信号4も変化する。
このようにして、制御量信号4は設定値信号3と等しく
なるように制御される。加算手段6は、設定値信号3と
制御量信号4の偏差をとり制御偏差信号15を出力す
る。むだ時間のモデル12は、制御対象2のむだ時間の
部分だけを取り出したモデルでむだ時間の影響を予測
し、操作量信号5を入力してむだ時間のモデル信号20
を出力する。加算手段10は、操作量信号5とむた時側
のモデル信号20の差をとりむだ時間補正信号21を出
力する。
Here, the controlled object 2 is represented by dead time + first-order delay. The process control device 1 outputs an operation amount signal 5 to control the values of the control amount signal 4 and the set value signal 3 which are outputs of the control target 2, and uses the operation amount signal 5 as an input of the control target 2. The control target 2 changes its state in response to the operation amount signal 5 to a new state, and the control amount signal 4 also changes.
In this way, the control amount signal 4 is controlled to be equal to the set value signal 3. The adding means 6 calculates a deviation between the set value signal 3 and the control amount signal 4, and outputs a control deviation signal 15. The dead time model 12 predicts the effect of the dead time with a model that extracts only the dead time portion of the control target 2, inputs the manipulated variable signal 5, and outputs the dead time model signal 20.
Is output. The adding means 10 outputs a dead time correction signal 21 which is the difference between the manipulated variable signal 5 and the model signal 20 on the dead side.

【0005】むだ時間なしモデル11は、制御対象2の
むだ時間の部分だけを除いたモデル(一次遅れモデル)
で、むだ時間補正信号21を入力して制御偏差補正信号
18を出力する。加算手段9は、制御偏差信号15と制
御偏差補正信号18の差をとりPI制御器入力信号19
を出力する。
[0005] The model 11 without dead time is a model in which only the dead time portion of the controlled object 2 is removed (first-order delay model).
Then, the dead time correction signal 21 is input and the control deviation correction signal 18 is output. The adding means 9 calculates the difference between the control deviation signal 15 and the control deviation correction signal 18 and calculates the PI controller input signal 19
Is output.

【0006】比例積分制御手段25はPI制御器入力信
号19を入力とし、PI制御器入力信号19に比例・積
分演算処理を施して操作量信号5を出力する。このと
き、制御対象2と予測モデル(むだ時間なしモデル11
+むだ時間のモデル12)が完全に一致すると、制御シ
ステムは図18に示す概略ブロック図と等価となり、む
だ時間を相殺することができ、比例積分制御手段25で
制御対象22を高速且つ安定に制御できる。
The proportional-integral control means 25 receives the PI controller input signal 19 as input, performs a proportional / integral operation on the PI controller input signal 19, and outputs the manipulated variable signal 5. At this time, the control object 2 and the prediction model (the model 11 without dead time)
When the dead time model 12) completely matches, the control system becomes equivalent to the schematic block diagram shown in FIG. 18, the dead time can be canceled, and the controlled object 22 can be quickly and stably controlled by the proportional-integral control means 25. Can control.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図17及び
図18によるスミス法は、むだ時間対策としては有効な
手段であるが、むだ時間のモデル12をプロセス制御装
置1内に組み込む必要がある。このような場合、むだ時
間のモデル12と制御対象2との不整合が制御性を大き
く損なう場合がある。また、対象システムによっては、
むだ時間がダイナミックに変化する場合があり、この場
合はモデル化が困難となる。更に、むだ時間の大きさL
が制御装置の制御周期と比較して非常に大きくなるとむ
だ時間のモデル12の記憶スペースが増大する。このよ
うに、むだ時間のモデル12の実現が困難な場合があり
実用上のネックとなっている。
The Smith method shown in FIGS. 17 and 18 is an effective means as a countermeasure for the dead time, but it is necessary to incorporate the dead time model 12 into the process control device 1. In such a case, mismatch between the model 12 and the control target 2 in the dead time may greatly impair controllability. Also, depending on the target system,
The dead time may change dynamically, which makes modeling difficult. Furthermore, the size of the dead time L
Becomes very large as compared with the control cycle of the control device, the storage space of the model 12 with the dead time increases. As described above, it may be difficult to realize the model 12 with the dead time, which is a practical bottleneck.

【0008】そこで、本発明の目的は、むだ時間のモデ
ルを制御装置内に組み込む必要がなく、スミス法の長所
も活かした高性能なプロセス制御装置を提供することに
ある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-performance process control device which does not require incorporating a dead time model into a control device and makes use of the advantages of the Smith method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、無駄
時間要素を含むプロセスを制御対象としてプロセスの制
御量信号が設定値信号となるように操作量信号を制御対
象へ出力して制御するプロセス制御装置において、制御
対象のプロセスのむだ時間を無視した伝達関数のモデル
を有し、予測制御するためのフィードフォワード制御信
号を入力して伝達関数に基づき制御演算して得られるモ
デル予測信号を出力するモデル予測信号生成手段と、こ
のモデル予測信号生成手段により出力されるモデル予測
信号が設定値信号となるように制御演算して得られるフ
ィードフォワード制御信号を出力するフィードフォワー
ド制御手段と、フィードフォワード制御信号とフィード
バック制御信号との加算信号を操作量信号として制御対
象へ出力する一方、モデル予測信号と設定値との制御偏
差信号が所定値以上のときから制御対象のむだ時間相当
分までの間、フィードフォワード制御信号のみを制御対
象へ出力するように切替える切替手段とを設けるように
したものである。この手段によれば、設定値信号と制御
量信号との偏差信号である制御偏差信号が小さいとき、
設定値信号と制御量信号となるように制御演算されたフ
ィードバック制御信号に基づく操作量によってむだ時間
を含む制御対象が安定に制御される。一方、設定値信号
あるいは制御量信号が変化して制御偏差信号が所定値以
上となると、制御偏差大信号が出力されて切替手段によ
りフィードバック制御信号の出力が禁止される。これに
より、制御偏差信号が所定値以上で、かつ、無駄時間相
当分の時間の間では、むだ時間を無視した伝達関数によ
る制御対象により予測信号を生成し、この予測信号に基
づいてフィードフォワード制御信号を生成して高速に制
御がされる。やがて、制御偏差信号が小さくなり、所定
値未満となり、かつ、むだ時間相当時間を経過すると、
制御偏差大信号の出力の禁止が解除され、フィードバッ
ク制御信号が出力される。従って、スミス法によるむだ
時間のモデルを装置内に内蔵する必要がなく、この結
果、むだ時間のモデルと制御対象との不整合に伴って制
御性を損なうおそれが解消できる。また、制御対象の無
駄時間がダイナミックに変化する場合にも対応すること
ができる。さらに、むだ時間のモデルのむだ時間の大き
さがプロセス制御装置の制御周期と比較して非常に大き
いとむだ時間のモデルのメモリスペースが増大して実用
的でないという問題も解決することができる。
According to the first aspect of the present invention, a process including a dead time element is controlled, and an operation amount signal is output to the control object so that the control amount signal of the process becomes a set value signal. A process control device that has a transfer function model that ignores the dead time of a process to be controlled, and inputs a feedforward control signal for predictive control and performs a control calculation based on the transfer function to obtain a model prediction signal. And a feedforward control means for outputting a feedforward control signal obtained by performing a control operation so that the model prediction signal output by the model prediction signal generation means becomes a set value signal. While outputting the addition signal of the feedforward control signal and the feedback control signal as a manipulated variable signal to the controlled object Switching means for switching so as to output only the feedforward control signal to the control target from when the control deviation signal between the model prediction signal and the set value is equal to or more than a predetermined value to a dead time corresponding to the control target is provided. It was done. According to this means, when the control deviation signal, which is a deviation signal between the set value signal and the control amount signal, is small,
A controlled object including a dead time is stably controlled by an operation amount based on a feedback control signal that is control-calculated to be a set value signal and a control amount signal. On the other hand, when the set value signal or the control amount signal changes and the control deviation signal exceeds a predetermined value, a large control deviation signal is output, and the output of the feedback control signal is prohibited by the switching means. As a result, when the control deviation signal is equal to or more than the predetermined value and during a time corresponding to the dead time, a predicted signal is generated by a control target using a transfer function ignoring the dead time, and feedforward control is performed based on the predicted signal. Signals are generated and controlled at high speed. Eventually, when the control deviation signal becomes small, becomes less than a predetermined value, and a time equivalent to a dead time elapses,
Prohibition of the output of the large control deviation signal is released, and the feedback control signal is output. Therefore, it is not necessary to incorporate a dead time model based on the Smith method in the apparatus. As a result, it is possible to eliminate the possibility that controllability may be impaired due to mismatch between the dead time model and the control target. Further, it is possible to cope with a case where the dead time of the control target dynamically changes. Further, it is possible to solve the problem that if the size of the dead time of the model of the dead time is much larger than the control cycle of the process control device, the memory space of the model of the dead time increases, which is not practical.

【0010】請求項2の発明は、請求項1記載のプロセ
ス制御装置において、フィードバック制御手段は、入力
する制御偏差信号を積分要素により制御演算して得られ
るフィードバック制御信号を出力するようにしたもので
ある。この手段によれば、スミス法によるむだ時間のモ
デルを装置内に必要がなく、むだ時間のモデルを装置内
に設けることに起因する弊害が回避できる。また、フィ
ードバック制御手段として積分要素で構成したので、通
常時に積分要素により制御偏差信号を制御演算してフィ
ードバック制御がされて安定した高度の制御がされる。
According to a second aspect of the present invention, in the process control device according to the first aspect, the feedback control means outputs a feedback control signal obtained by controlling and calculating an input control deviation signal by an integral element. It is. According to this means, it is not necessary to provide a model of the dead time by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid the adverse effects caused by providing the model of the dead time in the apparatus. In addition, since the feedback control means is constituted by the integral element, the control deviation signal is normally calculated and controlled by the integral element to perform the feedback control so that the stable altitude control is performed.

【0011】請求項3の発明は、請求項1記載のプロセ
ス制御装置において、フィードバック制御手段は、入力
する制御偏差信号を比例及び積分要素により制御演算し
て得られるフィードバック制御信号を出力するようにし
たものである。この手段によれば、スミス法によるむだ
時間のモデルを装置内に必要がなく、むだ時間のモデル
を装置内に設けることに起因する弊害が回避できる。ま
た、フィードバック制御手段として比例積分要素で構成
したので、通常時に比例積分要素により制御偏差信号を
制御演算してフィードバック制御がされて安定した高度
の制御がされる。
According to a third aspect of the present invention, in the process control device according to the first aspect, the feedback control means outputs a feedback control signal obtained by controlling and calculating an input control deviation signal by a proportional and integral element. It was done. According to this means, it is not necessary to provide a model of the dead time by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid the adverse effects caused by providing the model of the dead time in the apparatus. In addition, since the feedback control means is constituted by the proportional integral element, the control deviation signal is controlled and calculated by the proportional integral element at the normal time, and the feedback control is performed, so that the stable altitude control is performed.

【0012】請求項4の発明は、請求項1記載のプロセ
ス制御装置において、フィードフォワード制御手段は、
モデル予測信号と設定値信号とに応じてファジィ推論に
よって定めた制御定数によって制御演算をして得られる
フィードフォワード制御信号を出力するようにしたもの
である。この手段によれば、スミス法によるむだ時間の
モデルを装置内に必要がなく、むだ時間のモデルを装置
内に設けることに起因する弊害が回避できる。また、フ
ィードフォワード制御手段としてファジイ制御手段で構
成したので、予測制御偏差信号が所定値以上のとき予測
制御偏差信号の値に応じて制御定数が定められ高速に応
答させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the process control device according to the first aspect, the feedforward control means includes:
A feedforward control signal obtained by performing a control operation using a control constant determined by fuzzy inference according to the model prediction signal and the set value signal is output. According to this means, it is not necessary to provide a model of the dead time by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid the adverse effects caused by providing the model of the dead time in the apparatus. Further, since the feedforward control means is constituted by the fuzzy control means, when the predicted control deviation signal is equal to or more than a predetermined value, the control constant is determined according to the value of the predicted control deviation signal, and the response can be made at high speed.

【0013】請求項5の発明は、請求項1記載のプロセ
ス制御装置において、フィードフォワード制御手段は、
モデル予測信号と設定値信号とに応じて自己組織化ファ
ジィ推論によって定めた制御定数によって制御演算をし
て得られるフィードフォワード制御信号を出力するよう
にしたものである。この手段によれば、スミス法による
むだ時間のモデルを装置内に必要がなく、むだ時間のモ
デルを装置内に設けることに起因する弊害が回避でき
る。また、フィードフォワード制御手段として自己組織
化ファジイ制御手段で構成したので、予測制御偏差信号
が所定値以上のとき、むだ時間相当分のフィードフォワ
ード信号が高速に応答するように制御定数が定められ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the process control device according to the first aspect, the feedforward control means includes:
A feedforward control signal obtained by performing a control operation using a control constant determined by self-organizing fuzzy inference according to the model prediction signal and the set value signal is output. According to this means, it is not necessary to provide a model of the dead time by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid the adverse effects caused by providing the model of the dead time in the apparatus. Further, since the self-organizing fuzzy control means is configured as the feedforward control means, the control constant is determined so that the feedforward signal corresponding to the dead time responds at high speed when the predicted control deviation signal is equal to or more than a predetermined value.

【0014】請求項6の発明は、無駄時間を含むプロセ
ス制御対象としてプロセスの制御量信号が設定値信号と
なるように操作量信号を制御対象へ出力して制御するプ
ロセス制御装置において、制御対象のプロセスのむだ時
間を無視した伝達関数のモデルを有し、予測制御するた
めのフィードフォワード制御信号を入力して伝達関数に
基づき制御演算して得られるモデル予測信号を出力する
モデル予測信号生成手段と、このモデル予測信号生成手
段により出力されるモデル予測信号が設定値信号となる
ように制御演算して得られるフィードフォワード制御信
号を出力するフィードフォワード制御手段と、制御偏差
信号と予測制御偏差信号とに応じて制御偏差信号が所定
値未満のとき、ファジィ推論された制御定数によって制
御偏差信号を制御演算して得られるフィードバック制御
信号を選択するように出力する一方、制御偏差信号が所
定値以上のときから制御対象のむだ時間相当分までの
間、フィードバック制御信号を零とするように選択する
ファジィ選択制御手段と、フィードバック制御信号とフ
ィードフォワード制御信号とを加算して操作量信号を制
御対象へ出力する加算手段とを設けるようにしたもので
ある。この手段によれば、スミス法によるむだ時間のモ
デルを装置内に必要がなく、むだ時間のモデルを装置内
に設けることに起因する弊害が回避できる。また、請求
項1乃至請求項5の発明の切替手段を不要として、予測
制御偏差信号と制御偏差信号との値に応じてファジイ演
算を実行してフィードバック制御信号とフィードフォワ
ード制御信号との間で円滑に切替えができ、切替えに伴
う制御量信号の変動が回避される。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a process control apparatus for controlling an output of an operation amount signal to a control target such that the control amount signal of the process becomes a set value signal as a process control target including a dead time. Predictive signal generating means having a transfer function model ignoring the dead time of the process of claim 1, inputting a feedforward control signal for predictive control, and outputting a model predictive signal obtained by performing a control operation based on the transfer function Feedforward control means for outputting a feedforward control signal obtained by performing control operation so that the model prediction signal output by the model prediction signal generation means becomes a set value signal; and a control deviation signal and a prediction control deviation signal. When the control deviation signal is smaller than the predetermined value, the control deviation signal is controlled by the fuzzy inferred control constant. A fuzzy signal is output to select the feedback control signal obtained by the calculation, while selecting the feedback control signal to be zero from the time when the control deviation signal is equal to or more than a predetermined value to the time corresponding to the dead time of the controlled object. There is provided a selection control means, and an addition means for adding the feedback control signal and the feedforward control signal to output an operation amount signal to a control target. According to this means, it is not necessary to provide a model of the dead time by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid the adverse effects caused by providing the model of the dead time in the apparatus. Further, the switching means according to the first to fifth aspects of the present invention is not required, and a fuzzy operation is executed according to the value of the predicted control deviation signal and the control deviation signal to switch between the feedback control signal and the feedforward control signal. Switching can be performed smoothly, and fluctuation of the control amount signal accompanying the switching can be avoided.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の第1実施の形態を示すプ
ロセス制御装置のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a process control device according to a first embodiment of the present invention.

【0017】図1において、従来例を示す図17と同一
符号は、同一部分または相当部分を示している。プロセ
ス制御装置1Aは、モデル予測信号生成手段9とフィー
ドバック制御手段10とフィードフォワード制御手段1
3と切替手段17等を備えて構成されている。
In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 17 showing the conventional example indicate the same or corresponding parts. The process control device 1A includes a model prediction signal generation unit 9, a feedback control unit 10, and a feedforward control unit 1.
3 and switching means 17 and the like.

【0018】ここで、モデル予測信号生成手段9は、制
御対象2のプロセスのむだ時間を無視した伝達関数のモ
デルを有し、予測制御するためのフィードフォワード制
御信号22を入力して伝達関数に基づき制御演算して得
られるモデル予測信号を出力するものである。フィード
バック制御手段10は、入力する制御偏差信号を積分要
素により制御演算して得られるフィードバック制御信号
23を出力するものである。フィードフォワード制御手
段13は、モデル予測信号生成手段9により出力される
モデル予測信号24が設定値信号3となるように制御演
算して得られるフィードフォワード制御信号22を出力
するものである。
Here, the model prediction signal generating means 9 has a transfer function model ignoring the dead time of the process of the controlled object 2, and inputs a feedforward control signal 22 for predictive control to the transfer function. It outputs a model prediction signal obtained by performing a control operation based on the model prediction signal. The feedback control means 10 outputs a feedback control signal 23 obtained by controlling and calculating an input control deviation signal by an integral element. The feedforward control unit 13 outputs a feedforward control signal 22 obtained by performing a control operation so that the model prediction signal 24 output by the model prediction signal generation unit 9 becomes the set value signal 3.

【0019】以上の構成で、制御対象2からの制御量信
号4と設定値信号3とが加算手段6へ入力されて得られ
る制御偏差信号15が切替手段17の接点17aを介し
て出力されている。これによって、フィードバック制御
手段10では、所定の制御演算の実行を行い、得られる
フィードバック制御信号23を加算手段8へ出力され
る。一方、フィードフォワード制御手段13が出力する
フィードフォワード制御信号22がモデル予測信号生成
手段9へ入力され、制御対象2のむだ時間を無視した伝
達関数のモデルによって演算がされモデル予測信号24
が出力される。
With the above configuration, the control deviation signal 15 obtained by inputting the control amount signal 4 and the set value signal 3 from the control target 2 to the adding means 6 is output via the contact 17 a of the switching means 17. I have. As a result, the feedback control unit 10 performs a predetermined control operation, and outputs the obtained feedback control signal 23 to the adding unit 8. On the other hand, the feedforward control signal 22 output from the feedforward control unit 13 is input to the model prediction signal generation unit 9, and is operated by a model of a transfer function ignoring the dead time of the control target 2, and the model prediction signal 24 is output.
Is output.

【0020】続いて、モデル予測信号24と設定値信号
3とが加算手段7へ入力され得られる予測制御偏差信号
16がフィードフォワード制御手段13へ出力される。
予測制御偏差信号16が入力したフィードフォワード制
御手段13では、所定の演算を実行して得られるフィー
ドフォワード制御信号22を加算手段8とモデル予測信
号生成手段9へ出力する。加算手段8では、フィードバ
ック制御信号23とフィードフォワード制御信号22と
を入力して操作量信号5を制御対象2へ出力する。
Subsequently, a prediction control deviation signal 16 obtained by inputting the model prediction signal 24 and the set value signal 3 to the addition means 7 is output to the feedforward control means 13.
The feedforward control unit 13 to which the prediction control deviation signal 16 has been input outputs a feedforward control signal 22 obtained by executing a predetermined operation to the addition unit 8 and the model prediction signal generation unit 9. The adder 8 receives the feedback control signal 23 and the feedforward control signal 22 and outputs the manipulated variable signal 5 to the control target 2.

【0021】ここで、予測制御偏差信号16を入力する
切替手段17によって予測制御偏差信号16が所定値未
満のとき接点17aを閉として制御偏差信号15がフィ
ードバック制御手段10へ出力される。一方、切替手段
17により予測制御偏差信号16が所定値以上のとき、
制御対象2のむだ時間相当分の時間、接点17aが開と
され、フィードバック制御手段10への入力が零とされ
る。
When the predicted control deviation signal 16 is smaller than a predetermined value, the contact 17a is closed and the control deviation signal 15 is output to the feedback control means 10 by the switching means 17 for inputting the predicted control deviation signal 16. On the other hand, when the prediction control deviation signal 16 is greater than or equal to a predetermined value by the switching means 17,
The contact 17a is opened for a time equivalent to the dead time of the control target 2, and the input to the feedback control means 10 is set to zero.

【0022】これにより、通常の制御対象2が安定し、
かつ、設定値信号3を変化させない状態のとき、制御偏
差信号15が小さくて所定値未満で接点17aが閉とな
って、制御偏差信号15がフィードバック制御手段10
へ入力され、所定の制御演算がされて、フィードバック
制御信号23によって安定したフィードバック制御がさ
れる。その後に、必要に応じて設定値信号3が変化する
と、予測制御偏差信号16が所定値以上となり、切替手
段17によって接点17aが開となり、予測制御偏差信
号16がフィードフォワード制御手段13により演算さ
れ、フィードフォワード制御信号22が制御対象2のむ
だ時間相当分の時間フィードフォワード制御信号22に
よって制御される。この結果、むだ時間の伝導関数を無
視して高速に先行して予測制御が応答良くできる。そし
て、予測制御がされ、予測制御偏差信号16が小さくな
ると、フィードバック制御手段10によって今度は、制
御偏差信号15に応じて安定、かつ、高精度の制御がさ
れる。
As a result, the normal controlled object 2 becomes stable,
Further, when the set value signal 3 is not changed, the contact 17a is closed when the control deviation signal 15 is small and less than a predetermined value, and the control deviation signal 15 is
And a predetermined control operation is performed, and stable feedback control is performed by the feedback control signal 23. Thereafter, when the set value signal 3 changes as required, the predicted control deviation signal 16 becomes a predetermined value or more, the contact 17a is opened by the switching means 17, and the predicted control deviation signal 16 is calculated by the feedforward control means 13. The feedforward control signal 22 is controlled by the feedforward control signal 22 for a time equivalent to the dead time of the control target 2. As a result, the prediction control can be performed with good response at high speed, ignoring the transfer function of the dead time. When the predictive control is performed and the predictive control deviation signal 16 decreases, the feedback control means 10 performs stable and high-precision control in accordance with the control deviation signal 15.

【0023】このように第1実施の形態によれば、スミ
ス法によるむだ時間のモデルをプロセス装置内に内蔵す
る必要がなく、この結果、むだ時間のモデルと制御対象
2との不整合に伴って制御性を損なうおそれが解消でき
る。また、制御対象2の無駄時間がダイナミックに変化
する場合にも対応することができる。さらに、むだ時間
のモデルのむだ時間の大きさがプロセス制御装置の制御
周期と比較して非常に大きいとむだ時間のモデルのメモ
リスペースが増大して実用的でないという問題も解決す
ることができる。
As described above, according to the first embodiment, it is not necessary to incorporate a dead time model based on the Smith method in the process apparatus. As a result, there is a mismatch between the dead time model and the control target 2. Thus, the risk of impairing controllability can be eliminated. Further, it is possible to cope with a case where the dead time of the control target 2 dynamically changes. Further, it is possible to solve the problem that if the size of the dead time of the model of the dead time is much larger than the control cycle of the process control device, the memory space of the model of the dead time increases, which is not practical.

【0024】図2は、本発明の第2実施の形態を示すプ
ロセス制御装置のブロック構成図である。
FIG. 2 is a block diagram of a process control device according to a second embodiment of the present invention.

【0025】図2において、従来例を示す図17と同一
符号は、同一部分または相当部分を示している。プロセ
ス制御装置1Bは、むだ時間なしモデル11と積分制御
手段14とフィードフォワード制御手段13と切替手段
17等を備えて構成され本発明の第2実施の形態は、図
1の第1実施の形態のフィードバック制御手段10を積
分要素で構成して積分制御手段14とした点に特徴を有
している。
In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 17 showing the conventional example indicate the same or corresponding parts. The process control device 1B comprises a dead time model 11, an integral control means 14, a feed forward control means 13, a switching means 17 and the like. The second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment of FIG. Is characterized in that the feedback control means 10 is constituted by an integral element to form an integral control means 14.

【0026】以上の構成で、制御対象2からの制御量信
号4と設定値信号3とが加算手段6へ入力されて得られ
る制御偏差信号15が切替手段17の接点17aを介し
て出力されている。これによって、積分制御手段14で
は、次の式(1)の積分演算の実行を行い、得られるフ
ィードバック制御信号23を加算手段8へ出力する。
With the above configuration, the control deviation signal 15 obtained by inputting the control amount signal 4 and the set value signal 3 from the control target 2 to the adding means 6 is output via the contact 17 a of the switching means 17. I have. As a result, the integration control means 14 performs the integration operation of the following equation (1) and outputs the obtained feedback control signal 23 to the addition means 8.

【0027】1/Ti1・s …(1)1 / Ti1 · s (1)

【0028】一方、フィードフォワード制御手段13が
出力するフィードフォワード制御信号22がむだ時間な
しモデル11へ入力され、制御対象2のむだ時間を無視
した次の式(2)で表される伝達関数のモデルによって
演算がされモデル予測信号24が出力される。
On the other hand, a feedforward control signal 22 output from the feedforward control means 13 is input to the dead timeless model 11 and the transfer function of the transfer function represented by the following equation (2) ignoring the dead time of the controlled object 2 An operation is performed by the model, and a model prediction signal 24 is output.

【0029】1/(1+T・s) …(2)1 / (1 + T · s) (2)

【0030】続いて、モデル予測信号24と設定値信号
3とが加算手段7へ入力され得られる予測制御偏差信号
16がフィードフォワード制御手段13へ出力される。
予測制御偏差信号16が入力したフィードフォワード制
御手段13では、次の式(3)で表される制御演算を実
行して得られるフィードフォワード制御信号22を加算
手段8とモデル予測信号生成手段9へ出力する。
Subsequently, a prediction control deviation signal 16 obtained by inputting the model prediction signal 24 and the set value signal 3 to the adding means 7 is output to the feedforward control means 13.
In the feedforward control means 13 to which the prediction control deviation signal 16 has been input, the feedforward control signal 22 obtained by executing the control operation represented by the following equation (3) is added to the addition means 8 and the model prediction signal generation means 9. Output.

【0031】 Kp2{1+(1/Ti2・s)} …(3)Kp2 {1+ (1 / Ti2 · s)} (3)

【0032】加算手段8では、フィードバック制御信号
23とフィードフォワード制御信号22とを入力して操
作量信号5を制御対象2へ出力する。
The adder 8 receives the feedback control signal 23 and the feedforward control signal 22 and outputs the manipulated variable signal 5 to the control target 2.

【0033】ここで、予測制御偏差信号16を入力する
切替手段17によって予測制御偏差信号16が所定値未
満のとき接点17aを閉として制御偏差信号15が積分
制御手段14へ出力される。一方、切替手段17により
予測制御偏差信号16が所定値以上のとき、制御対象2
のむだ時間相当分の時間、接点17aが開とされ、積分
制御手段14への入力が零とされる。
When the predicted control deviation signal 16 is smaller than a predetermined value, the contact 17a is closed by the switching means 17 for inputting the predicted control deviation signal 16, and the control deviation signal 15 is output to the integral control means 14. On the other hand, when the prediction control deviation signal 16 is equal to or greater than the predetermined value
The contact 17a is opened for a time equivalent to the dead time, and the input to the integration control means 14 is set to zero.

【0034】これにより、通常の制御対象2が安定し、
かつ、設定値信号3を変化させない状態のとき、制御偏
差信号15が小さくて所定値未満で接点17aが閉とな
って、制御偏差信号15が積分制御手段14へ入力さ
れ、所定の制御演算がされて、フィードバック制御信号
23によって安定したフィードバック制御がされる。そ
の後に、必要に応じて設定値信号3が変化すると、予測
制御偏差信号16が所定値以上となり、切替手段17に
よって接点17aが開となり、予測制御偏差信号16の
みがフィードフォワード制御手段13により演算され、
フィードフォワード制御信号22が制御対象2のむだ時
間相当分の時間、フィードフォワード制御信号22によ
って制御される。この結果、むだ時間の伝導関数を無視
して高速に先行して予測制御が応答良くできる。そし
て、予測制御がされ、予測制御偏差信号16が小さくな
ると、今度は、接点17aが閉となり積分制御手段14
によって制御偏差信号15に応じて安定、かつ、高精度
の制御がされる。
As a result, the normal controlled object 2 becomes stable,
When the set value signal 3 is not changed, the contact 17a is closed when the control deviation signal 15 is small and less than a predetermined value, the control deviation signal 15 is input to the integration control means 14, and a predetermined control operation is performed. Then, stable feedback control is performed by the feedback control signal 23. Thereafter, when the set value signal 3 changes as required, the predicted control deviation signal 16 becomes a predetermined value or more, the contact 17a is opened by the switching means 17, and only the predicted control deviation signal 16 is calculated by the feedforward control means 13. And
The feedforward control signal 22 is controlled by the feedforward control signal 22 for a time equivalent to the dead time of the control target 2. As a result, the prediction control can be performed with good response at high speed, ignoring the transfer function of the dead time. When the predictive control is performed and the predictive control deviation signal 16 becomes small, the contact 17a is closed and the integral control means 14
As a result, stable and highly accurate control is performed according to the control deviation signal 15.

【0035】このように第2実施の形態によれば、スミ
ス法によるむだ時間のモデルを装置内に内蔵する必要が
なく、この結果、むだ時間のモデルと制御対象2との不
整合に伴って制御性を損なうおそれが解消でき、むだ時
間モデルを装置に内蔵することにより生じる弊害が除去
できる。
As described above, according to the second embodiment, it is not necessary to incorporate a model of the dead time by the Smith method into the apparatus, and as a result, the model of the dead time is inconsistent with the control target 2. The risk of impairing controllability can be eliminated, and the adverse effects caused by incorporating the dead time model in the device can be eliminated.

【0036】図3は、本発明の第3実施の形態を示すプ
ロセス制御装置のブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a process control device according to a third embodiment of the present invention.

【0037】図3において、従来例を示す図17と同一
符号は、同一部分または相当部分を示している。プロセ
ス制御装置1Cは、むだ時間なしモデル11と比例積分
制御手段25とフィードフォワード制御手段13と切替
手段17等を備えて構成され、第3実施の形態は、図1
の第1実施の形態のフィードバック制御手段10を比例
積分要素で構成して比例積分制御手段25とした点に特
徴を有している。
In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 17 showing the conventional example indicate the same or corresponding parts. The process control device 1C includes the dead timeless model 11, the proportional-integral control means 25, the feedforward control means 13, the switching means 17, and the like.
The first embodiment is characterized in that the feedback control means 10 of the first embodiment is constituted by a proportional-integral element to form a proportional-integral control means 25.

【0038】以上の構成で、制御対象2からの制御量信
号4と設定値信号3とが加算手段6へ入力されて得られ
る制御偏差信号15が切替手段17の接点17aを介し
て出力されている。これによって、比例積分制御手段2
5では、次の式(4)で表される制御演算の実行を行
い、得られるフィードバック制御信号23を加算手段8
へ出力する。
With the above configuration, the control deviation signal 15 obtained by inputting the control amount signal 4 and the set value signal 3 from the control target 2 to the adding means 6 is output via the contact 17 a of the switching means 17. I have. Thereby, the proportional-integral control means 2
In step 5, the control operation represented by the following equation (4) is executed, and the obtained feedback control signal 23 is added to the adding means 8
Output to

【0039】 Kp1{1+(1/Ti1・s)} …(4)Kp1 {1+ (1 / Ti1 · s)} (4)

【0040】一方、フィードフォワード制御手段13が
出力するフィードフォワード制御信号22がむだ時間な
しモデル11へ入力され、制御対象2のむだ時間を無視
した伝達関数のモデルによって演算がされモデル予測信
号24が出力される。
On the other hand, the feedforward control signal 22 output from the feedforward control means 13 is input to the dead timeless model 11, and is calculated by the transfer function model ignoring the dead time of the controlled object 2, and the model prediction signal 24 is generated. Is output.

【0041】続いて、モデル予測信号24と設定値信号
3とが加算手段7へ入力され得られる予測制御偏差信号
16がフィードフォワード制御手段13へ出力される。
予測制御偏差信号16が入力したフィードフォワード制
御手段13では、第2実施の形態による式(3)と同様
の演算を実行して得られるフィードフォワード制御信号
22を加算手段8とモデル予測信号生成手段9へ出力す
る。加算手段8では、フィードバック制御信号23とフ
ィードフォワード制御信号22とを入力して操作量信号
5を制御対象2へ出力する。
Subsequently, a prediction control deviation signal 16 obtained by inputting the model prediction signal 24 and the set value signal 3 to the addition means 7 is output to the feedforward control means 13.
The feedforward control means 13 to which the prediction control deviation signal 16 has been input, adds the feedforward control signal 22 obtained by executing the same operation as the equation (3) according to the second embodiment to the addition means 8 and the model prediction signal generation means. 9 is output. The adder 8 receives the feedback control signal 23 and the feedforward control signal 22 and outputs the manipulated variable signal 5 to the control target 2.

【0042】ここで、予測制御偏差信号16を入力する
切替手段17によって予測制御偏差信号16が所定値未
満のとき接点17aを閉として制御偏差信号15が比例
積分制御手段25へ出力される。一方、切替手段17に
より予測制御偏差信号16が所定値以上のとき、制御対
象2のむだ時間相当分の時間、接点17aが開とされ、
比例積分制御手段25の入力が零とされる。
When the predicted control deviation signal 16 is smaller than a predetermined value, the contact 17a is closed and the control deviation signal 15 is output to the proportional-integral control means 25 by the switching means 17 for inputting the predicted control deviation signal 16. On the other hand, when the predicted control deviation signal 16 is equal to or larger than the predetermined value by the switching means 17, the contact 17a is opened for a time equivalent to the dead time of the control target 2,
The input of the proportional integral control means 25 is set to zero.

【0043】これにより、通常の制御対象2が安定し、
かつ、設定値信号3を変化させない状態のとき、制御偏
差信号15が小さくて所定値未満で接点17aが閉とな
って、制御偏差信号15が比例積分制御手段25へ入力
され、式(4)の制御演算がされて、フィードバック制
御信号23によって安定したフィードバック制御がされ
る。その後に必要に応じて設定値信号3が変化すると、
予測制御偏差信号16が所定値以上となり、切替手段1
7によって接点17aが開となり、予測制御偏差信号1
6がフィードフォワード制御手段13により演算され、
フィードフォワード制御信号22が制御対象2のむだ時
間相当分の時間フィードフォワード制御信号22によっ
て制御される。この結果、むだ時間の伝導関数を無視し
て高速に先行して予測制御が応答良くできる。そして、
予測制御がされ、予測制御偏差信号16が小さくなる
と、今度は、比例積分制御手段25で制御偏差信号15
に応じて安定、かつ、高精度の制御がされる。
As a result, the normal controlled object 2 becomes stable,
When the set value signal 3 is not changed, the contact 17a is closed when the control deviation signal 15 is small and less than a predetermined value, and the control deviation signal 15 is inputted to the proportional-integral control means 25, and the equation (4) is obtained. Is performed, and stable feedback control is performed by the feedback control signal 23. Thereafter, when the set value signal 3 changes as necessary,
When the prediction control deviation signal 16 becomes equal to or more than a predetermined value, the switching means 1
7, the contact 17a is opened and the predicted control deviation signal 1
6 is calculated by the feedforward control means 13,
The feedforward control signal 22 is controlled by the feedforward control signal 22 for a time equivalent to the dead time of the control target 2. As a result, the prediction control can be performed with good response at high speed, ignoring the transfer function of the dead time. And
When the prediction control is performed and the prediction control deviation signal 16 becomes small, the control deviation signal 15
, Stable and high-precision control is performed.

【0044】このように第3実施の形態によれば、スミ
ス法によるむだ時間のモデルを装置内に内蔵する必要が
なく、この結果、むだ時間のモデルと制御対象2との不
整合に伴って制御制を損なうおそれが解消でき、制御対
象2の無駄時間がダイナミックに変化する場合にも対応
することができる。
As described above, according to the third embodiment, it is not necessary to incorporate a dead time model by the Smith method into the apparatus, and as a result, the mismatch between the dead time model and the control target 2 is caused. It is possible to eliminate the risk of impairing the control system and to cope with a case where the dead time of the control target 2 dynamically changes.

【0045】図4は、本発明の第4実施の形態を示すプ
ロセス制御装置のブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram of a process control apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【0046】図4において、従来例を示す図17と同一
符号は、同一部分または相当部分を示している。プロセ
ス制御装置1Dは、むだ時間なしモデル11と積分制御
手段14とファジイ制御手段28と切替手段17等を備
えて構成され、第4実施の形態は、図2に示す第2実施
の形態のフィードフォワード制御手段13の代わりにフ
ァジイ制御手段28とした点に特徴を有している。
In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 17 showing the conventional example indicate the same or corresponding parts. The process control device 1D includes the dead time model 11, the integral control means 14, the fuzzy control means 28, the switching means 17, and the like. The fourth embodiment is different from the feed control apparatus of the second embodiment shown in FIG. A feature is that a fuzzy control means 28 is used instead of the forward control means 13.

【0047】以上の構成で、制御対象2からの制御量信
号4と設定値信号3とが加算手段6へ入力されて得られ
る制御偏差信号15が切替手段17の接点17aを介し
て出力されている。これによって、積分制御手段14で
は、式(1)で表される制御演算の実行を行い、得られ
るフィードバック制御信号23を加算手段8へ出力す
る。一方、ファジイ制御手段28が出力するフィードフ
ォワード制御信号22がモデル予測信号生成手段9へ入
力され、制御対象2のむだ時間を無視した伝達関数のモ
デルによって演算がされモデル予測信号24が出力され
る。
With the above arrangement, the control deviation signal 15 obtained by inputting the control amount signal 4 and the set value signal 3 from the control target 2 to the adding means 6 is output via the contact 17 a of the switching means 17. I have. As a result, the integration control means 14 executes the control calculation represented by the equation (1), and outputs the obtained feedback control signal 23 to the addition means 8. On the other hand, the feedforward control signal 22 output from the fuzzy control unit 28 is input to the model prediction signal generation unit 9, and is operated by the transfer function model ignoring the dead time of the control target 2, and the model prediction signal 24 is output. .

【0048】続いて、モデル予測信号24と設定値信号
3とが加算手段7へ入力され得られる予測制御偏差信号
16がファジイ制御手段28へ出力される。
Subsequently, the prediction control deviation signal 16 obtained by inputting the model prediction signal 24 and the set value signal 3 to the addition means 7 is output to the fuzzy control means 28.

【0049】ファジイ制御手段28は、図5に示すよう
に、微分要素28aとファジイ処理手段28bと積分要
素28cとから構成される速度型を用いて、予測制御偏
差信号16が微分要素28aによつて微分された微分1
6とそのまま予測制御偏差信号16とが入力され、ファ
ジイ処理手段28bでファジイ推論がされ得られた出力
値を積分要素28cによって積分してフィードフォワー
ド制御信号22としている。
As shown in FIG. 5, the fuzzy control means 28 uses a velocity type comprising a differential element 28a, a fuzzy processing means 28b and an integral element 28c, and the predicted control deviation signal 16 is controlled by the differential element 28a. Differentiation 1
6 and the predictive control deviation signal 16 are input as they are, and the output value obtained by fuzzy inference by the fuzzy processing means 28b is integrated by the integration element 28c to obtain the feedforward control signal 22.

【0050】図6は、ファジイ制御手段28に設けるフ
ァジイ処理手段28bのメンバーシップ関数を示すもの
で、図において、予測制御偏差信号16(偏差16)、
予測制御偏差信号16の微分値(微分16)、フィード
フォワード制御信号22の増加分(増加22)で表して
おり、これに対応するルールは、例えば、図7に示して
いる。
FIG. 6 shows the membership function of the fuzzy processing means 28b provided in the fuzzy control means 28. In FIG. 6, the prediction control deviation signal 16 (deviation 16),
The differential value (differential value 16) of the prediction control deviation signal 16 and the increment (increase 22) of the feedforward control signal 22 are shown, and a rule corresponding to this is shown in FIG. 7, for example.

【0051】図6及び図7のE16は偏差16、D16
は微分16、D22は増加分22に各対応している。こ
れをまとめたものが図8に示すルール表となる。
E16 in FIGS. 6 and 7 is the deviation 16, D16
Corresponds to the derivative 16, and D22 corresponds to the increment 22. A summary of this is the rule table shown in FIG.

【0052】ファジイ制御手段28のファジイ処理手段
28bでは、図8に示すルール表によって予測制御偏差
信号16の(偏差16)(E16)と予測制御偏差信号
16の微分値(微分16)(D16)との入力値に応じ
てフィードフォワード制御信号22の(増加分22)
(D22)を推論して増加分である比例値を決定する。
そして、増加分は、積分要素28cで積分値で積分され
フィードフォワード制御信号22として加算手段8へ出
力される。
In the fuzzy processing means 28b of the fuzzy control means 28, the (deviation 16) (E16) of the predicted control deviation signal 16 and the differential value (differential 16) (D16) of the predicted control deviation signal 16 are obtained according to the rule table shown in FIG. (Increase 22) of the feedforward control signal 22 according to the input value of
(D22) is inferred to determine a proportional value that is an increase.
Then, the increase is integrated by the integration value in the integration element 28 c and output to the addition means 8 as the feedforward control signal 22.

【0053】ここで、予測制御偏差信号16を入力する
切替手段17によって予測制御偏差信号16が所定値未
満のとき接点17aを閉として制御偏差信号15が積分
制御手段14へ出力される。一方、切替手段17により
予測制御偏差信号16が所定値以上のとき、制御対象2
のむだ時間相当分の時間、接点17aが開とされ、積分
制御手段14への入力が零とされる。
Here, when the predicted control deviation signal 16 is smaller than a predetermined value, the contact 17a is closed and the control deviation signal 15 is output to the integral control means 14 by the switching means 17 for inputting the predicted control deviation signal 16. On the other hand, when the prediction control deviation signal 16 is equal to or greater than the predetermined value
The contact 17a is opened for a time equivalent to the dead time, and the input to the integration control means 14 is set to zero.

【0054】これにより、通常の制御対象2が安定し、
かつ、設定値信号3を変化させない状態のとき、制御偏
差信号15が小さくて所定値未満で接点17aが閉とな
って、制御偏差信号15が積分制御手段14へ入力さ
れ、式(1)による制御演算がされて、積分制御手段1
4によって安定したフィードバック制御がされる。その
後に必要に応じて設定値信号3が変化すると、予測制御
偏差信号16が所定値以上となり、切替手段17によっ
て接点17aが開となり、予測制御偏差信号16がファ
ジイ制御手段28により演算され、フィードフォワード
制御信号22が制御対象2のむだ時間相当分の時間フィ
ードフォワード制御信号22によって制御される。この
結果、むだ時間の伝導関数を無視して高速に先行して予
測制御が応答良くできる。そして、予測制御がされ、予
測制御偏差信号16が小さくなると、今度は、積分制御
手段14により制御偏差信号15に応じて安定、かつ、
高精度の制御がされる。
As a result, the normal controlled object 2 becomes stable,
Further, when the set value signal 3 is not changed, the control deviation signal 15 is small, and the contact 17a is closed when the control deviation signal 15 is less than a predetermined value. The control deviation signal 15 is input to the integration control means 14, and the equation (1) is used. The control operation is performed, and the integral control means 1
4 provides stable feedback control. Thereafter, when the set value signal 3 changes as required, the predicted control deviation signal 16 becomes a predetermined value or more, the contact 17a is opened by the switching means 17, the predicted control deviation signal 16 is calculated by the fuzzy control means 28, The forward control signal 22 is controlled by the feedforward control signal 22 corresponding to a dead time of the control target 2. As a result, the prediction control can be performed with good response at high speed, ignoring the transfer function of the dead time. Then, when the predictive control is performed and the predictive control deviation signal 16 becomes small, the integral control means 14 stabilizes according to the control deviation signal 15, and
High-precision control is performed.

【0055】このように第4実施の形態によれば、スミ
ス法によるむだ時間のモデルを装置内に内蔵する必要が
なく、この結果、むだ時間のモデルと制御対象2との不
整合に伴って制御制を損なうおそれが解消でき、制御対
象2の無駄時間が変化する場合にも対応することがで
き、さらに、むだ時間のモデルのむだ時間の大きさがプ
ロセス制御装置の制御周期と比較して非常に大きいとむ
だ時間のモデルのメモリスペースが増大して実用的でな
いという問題も解決することができる。また、ファジイ
制御手段によってフィードフォワード信号を生成したの
で予測制御偏差信号16に応じて的確な制御定数が一律
でなく定められるので高速に応答することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, it is not necessary to incorporate a dead time model based on the Smith method into the apparatus, and as a result, there is a mismatch between the dead time model and the control target 2. It is possible to eliminate the risk of impairing the control system, to cope with the case where the dead time of the control target 2 changes, and to make the dead time of the dead time model larger than the control cycle of the process control device. If it is very large, the problem that the memory space of the model with a dead time increases and it is not practical can also be solved. In addition, since the feedforward signal is generated by the fuzzy control means, an accurate control constant is determined uniformly according to the predicted control deviation signal 16, so that a high-speed response can be achieved.

【0056】図9は、本発明の第5実施の形態を示すプ
ロセス制御装置のブロック構成図である。
FIG. 9 is a block diagram of a process control device according to a fifth embodiment of the present invention.

【0057】図9において、従来例を示す図17と同一
符号は、同一部分または相当部分を示している。プロセ
ス制御装置1Eは、むだ時間なしモデル11と自己組織
化ファジイ制御手段29と切替手段17等を備えて構成
され、第5実施の形態は、図2に示す第2実施の形態の
フィードフォワード制御手段13の代わりに自己組織化
ファジイ制御手段29とした点に特徴を有している。
In FIG. 9, the same reference numerals as in FIG. 17 showing the conventional example indicate the same or corresponding parts. The process control device 1E includes the dead time model 11, the self-organizing fuzzy control means 29, the switching means 17, and the like. The fifth embodiment is different from the feed-forward control of the second embodiment shown in FIG. The feature is that the self-organizing fuzzy control means 29 is used instead of the means 13.

【0058】以上の構成で、制御対象2からの制御量信
号4と設定値信号3とが加算手段6へ入力されて得られ
る制御偏差信号15が切替手段17の接点17aを介し
て出力されている。これによって、積分制御手段14で
は、式(1)の制御演算の実行を行い、得られるフィー
ドバック制御信号23を加算手段8へ出力する。一方、
自己組織化ファジイ制御手段29が出力するフィードフ
ォワード制御信号22がむだ時間なしモデル11へ入力
され、制御対象2のむだ時間を無視した伝達関数のモデ
ルによって演算がされモデル予測信号24が出力され
る。
With the above configuration, the control deviation signal 15 obtained by inputting the control amount signal 4 and the set value signal 3 from the control target 2 to the adding means 6 is output via the contact 17 a of the switching means 17. I have. As a result, the integration control means 14 executes the control calculation of the equation (1) and outputs the obtained feedback control signal 23 to the addition means 8. on the other hand,
The feed-forward control signal 22 output from the self-organizing fuzzy control unit 29 is input to the dead timeless model 11, is operated by a transfer function model ignoring the dead time of the control target 2, and outputs a model prediction signal 24. .

【0059】続いて、モデル予測信号24と設定値信号
3とが加算手段7へ入力され得られる予測制御偏差信号
16が自己組織化ファジイ制御手段29へ出力される。
Subsequently, the prediction control deviation signal 16 obtained by inputting the model prediction signal 24 and the set value signal 3 to the addition means 7 is output to the self-organizing fuzzy control means 29.

【0060】自己組織化ファジイ制御手段29は、図1
0に示すように規範モデル29aとファジイルール29
bとファジイ制御器29cと予測器29dとルール構築
29eと対象プラント29f等の要素からなっている。
The self-organizing fuzzy control means 29 is a
0, the reference model 29a and the fuzzy rule 29
b, a fuzzy controller 29c, a predictor 29d, a rule construction 29e, and a target plant 29f.

【0061】自己組織化ファジイ制御手段29は、エキ
スパートの経験が不要でルールやメンバーシップ関数を
オン・ラインで自動的に生成・修正を行ってファジイ制
御システムを自動的に構築するものである。すなわち、
対象プラントの制御はファジイ制御で行う。このファジ
イ制御のルールをダイナミックに(オン・ラインで)修
正して最終的に対象プラントを最適に制御させる。一例
としては、ファジイルールにより対象プラントの入力範
囲を算出して、対象プラントの望ましい出力yrと予想
される出力yaから実際のプラント入力(制御出力)を
求める。一方、このときの対象プラントの応答を制御ス
テップ毎にオン・ラインで取込み、対象プラントの入出
力の組合せで新しいルールの候補とする。ルールの更新
は、そのときの望ましい出力yrと実際の出力結果yと
の差が最小となるようにルールを更新する。この場合の
ルールは、対象プラントの制御空間を分割して個々の空
間に1つのルールをうめる。始はすべてのルール空間に
なにも入っていないが、(すべてにZが入っているイメ
ージ)この状態から始めると、大抵の空間では新たなル
ールの方が良い制御結果をもたらすため次々にルールが
作成される。
The self-organizing fuzzy control means 29 automatically generates and modifies rules and membership functions online without any expert experience, and automatically constructs a fuzzy control system. That is,
The control of the target plant is performed by fuzzy control. This fuzzy control rule is dynamically modified (on-line) to finally control the target plant optimally. As an example, the input range of the target plant is calculated by the fuzzy rule, and the actual plant input (control output) is obtained from the desired output yr of the target plant and the expected output ya. On the other hand, the response of the target plant at this time is fetched online for each control step, and a combination of input and output of the target plant is used as a candidate for a new rule. The rule is updated such that the difference between the desired output yr at that time and the actual output result y is minimized. The rule in this case is to divide the control space of the target plant and fill one rule in each space. At first, nothing is in all rule spaces, but (in the image with all Z) When starting from this state, in most spaces, new rules will give better control results, and rules will be added one after another. Is created.

【0062】ここで、予測制御偏差信号16を入力する
切替手段17によって予測制御偏差信号16が所定値未
満のとき接点17aを閉として制御偏差信号15が積分
制御手段14へ出力される。一方、切替手段17により
予測制御偏差信号16が所定値以上のとき、制御対象2
のむだ時間相当分の時間、接点17aが開とされ、積分
制御手段14への入力が零とされる。
Here, when the predicted control deviation signal 16 is smaller than a predetermined value, the contact 17 a is closed and the control deviation signal 15 is output to the integral control means 14 by the switching means 17 for inputting the predicted control deviation signal 16. On the other hand, when the prediction control deviation signal 16 is equal to or greater than the predetermined value
The contact 17a is opened for a time equivalent to the dead time, and the input to the integration control means 14 is set to zero.

【0063】この結果、むだ時間の伝導関数を無視して
高速に先行して予測制御が応答良くできる。そして、予
測制御がされ、予測制御偏差信号16が小さくなると、
今度は、制御偏差信号15に応じて安定、かつ、高精度
の制御がされる。
As a result, the prediction control can be performed with a good response at a high speed, ignoring the transfer function of the dead time. Then, when the prediction control is performed and the prediction control deviation signal 16 becomes small,
This time, stable and highly accurate control is performed according to the control deviation signal 15.

【0064】このように第5実施の形態によれば、スミ
ス法によるむだ時間のモデルを装置内に内蔵する必要が
なく、この結果、むだ時間のモデルと制御対象2との不
整合に伴って制御性を損なうおそれが解消でき、むだ時
間のモデルを装置に内蔵する場合に起因する弊害が除去
できる。
As described above, according to the fifth embodiment, it is not necessary to incorporate a dead time model based on the Smith method in the apparatus, and as a result, there is a mismatch between the dead time model and the control target 2. The possibility that controllability is impaired can be eliminated, and the adverse effects caused by incorporating the dead time model in the device can be eliminated.

【0065】図11は、本発明の第6実施の形態を示す
プロセス制御装置のブロック構成図である。
FIG. 11 is a block diagram of a process control device according to a sixth embodiment of the present invention.

【0066】図11において、従来例を示す図17と同
一符号は、同一部分または相当部分を示している。プロ
セス制御装置1Fは、むだ時間なしモデル11とフィー
ドフォワード制御手段13とファジィ選択制御手段27
等を備えて構成され、第6実施の形態は、図2に示す第
2実施の形態の切替手段17と積分制御手段14の代わ
りにファジィ選択制御手段27を備えている点に特徴を
有している。
In FIG. 11, the same reference numerals as in FIG. 17 showing the conventional example indicate the same or corresponding parts. The process control device 1 </ b> F includes a dead time model 11, a feedforward control unit 13, and a fuzzy selection control unit 27.
The sixth embodiment is characterized in that a fuzzy selection control means 27 is provided instead of the switching means 17 and the integration control means 14 of the second embodiment shown in FIG. ing.

【0067】以上の構成で、制御対象2からの制御量信
号4と設定値信号3とが加算手段6へ入力されて得られ
る制御偏差信号15がファジィ選択制御手段27へ出力
されている。
With the above configuration, the control deviation signal 15 obtained by inputting the control amount signal 4 and the set value signal 3 from the control target 2 to the adding means 6 is output to the fuzzy selection control means 27.

【0068】続いて、モデル予測信号24と設定値信号
3とが加算手段7へ入力され得られる予測制御偏差信号
16がフィードフォワード制御手段13とファジィ選択
制御手段27とへ出力される。
Subsequently, the prediction control deviation signal 16 obtained by inputting the model prediction signal 24 and the set value signal 3 to the addition means 7 is output to the feedforward control means 13 and the fuzzy selection control means 27.

【0069】ファジィ選択制御手段27は、図12に示
すように、演算手段28aと積分要素28bとから構成
され、予測制御偏差信号16と制御偏差信号15と入力
してファジイ演算を実行して得られる増加分を積分要素
28bにより積分してフィードバック制御信号23とし
て出力する。
As shown in FIG. 12, the fuzzy selection control means 27 is composed of a calculating means 28a and an integral element 28b, and receives the predicted control deviation signal 16 and the control deviation signal 15 and executes a fuzzy operation. The increase is integrated by the integration element 28b and output as the feedback control signal 23.

【0070】図13は、メンバーシップ関数の一例を示
すもので、図では予測制御偏差信号16を偏差16また
はE16で表し、制御偏差信号15を偏差15またはE
15で表し、フィードバック制御信号23に対する増加
分を増加分23またはD23を表している。
FIG. 13 shows an example of the membership function. In FIG. 13, the predicted control deviation signal 16 is represented by deviation 16 or E16, and the control deviation signal 15 is represented by deviation 15 or E16.
15 and the increment with respect to the feedback control signal 23 represents the increment 23 or D23.

【0071】また、図13に示すメンバーシップ関数の
ラベルは、図14に示すように定め、この場合のルール
を図15に定めてルール表を作成すると、図16に示す
ようになる。このルール表に基づいて予測制御偏差信号
16と制御偏差信号15との入力値に応じてファジィ選
択制御手段27の演算手段27aによって演算がされ、
得られる信号を積分要求28bによってフィードバック
制御信号23を出力する。
The labels of the membership functions shown in FIG. 13 are defined as shown in FIG. 14, and the rules in this case are defined in FIG. 15 to create a rule table, as shown in FIG. Based on this rule table, the calculation is performed by the calculation means 27a of the fuzzy selection control means 27 in accordance with the input values of the predicted control deviation signal 16 and the control deviation signal 15,
The obtained signal is output as a feedback control signal 23 according to the integration request 28b.

【0072】これにより、通常の制御対象2が安定し、
かつ、設定値信号3を変化しない状態のとき、制御偏差
信号15が小さいとき、ファジィ選択制御手段27によ
って演算されたフィードバック制御信号23によって安
定したフィードバック制御がされる。その後に必要に応
じて設定値信号3が変化して、予測制御偏差信号16が
ある値以上となるとファジィ選択制御手段27からフィ
ードバック制御信号23が減少され、むだ相当分の時間
までフィードフォワード制御信号22によって制御され
る。この結果、むだ時間の伝導関数を無視して高速に先
行して予測制御が応答良くできる。そして、予測制御が
され、予測制御偏差信号16が小さくなると、今度は、
ファジィ選択制御手段27によって制御偏差信号15に
応じて安定、かつ、高精度の制御がされる。
As a result, the normal controlled object 2 becomes stable,
In addition, when the set value signal 3 is not changed, and when the control deviation signal 15 is small, the feedback control signal 23 calculated by the fuzzy selection control means 27 performs stable feedback control. Thereafter, the set value signal 3 changes as necessary, and when the predicted control deviation signal 16 becomes a certain value or more, the feedback control signal 23 is reduced from the fuzzy selection control means 27, and the feedforward control signal 22. As a result, the prediction control can be performed with good response at high speed, ignoring the transfer function of the dead time. Then, when the prediction control is performed and the prediction control deviation signal 16 becomes small, this time,
Stable and highly accurate control is performed by the fuzzy selection control means 27 in accordance with the control deviation signal 15.

【0073】このように第6実施の形態によれば、スミ
ス法によるむだ時間のモデルを装置内に内蔵する必要が
なく、この結果、むだ時間のモデルと制御対象2との不
整合に伴って制御制を損なうおそれが解消できる等のむ
だ時間のモデルを内蔵する弊害が除去できる。また、第
1実施の形態乃至第5実施の形態による切替手段17を
不要としているので制御偏差信号15と予測制御偏差信
号16の値に応じて極めて円滑にフィードフォワード制
御信号22とフィードバック制御信号23の切替えがで
きる。
As described above, according to the sixth embodiment, it is not necessary to incorporate a dead time model by the Smith method into the apparatus, and as a result, there is a mismatch between the dead time model and the control target 2. The disadvantage of incorporating a model of a dead time, such as eliminating the risk of damaging the control system, can be eliminated. Further, since the switching means 17 according to the first to fifth embodiments is not required, the feedforward control signal 22 and the feedback control signal 23 can be extremely smoothly controlled according to the values of the control deviation signal 15 and the predicted control deviation signal 16. Can be switched.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、スミス法によるむだ時間のモデルを装置内に内蔵
する必要がないので、むだ時間のモデルと制御対象との
不整合に伴って制御性を損なうおそれが解消でき、制御
対象の無駄時間がダイナミックに変化する場合にも対応
することができ、むだ時間のモデルのむだ時間の大きさ
がプロセス制御装置の制御周期と比較して非常に大きい
とむだ時間のモデルのメモリスペースが増大して実用的
でないという問題も解決することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since it is not necessary to incorporate a dead time model by the Smith method in the apparatus, there is a mismatch between the dead time model and the control target. Can reduce the risk of impairing controllability and respond to the case where the dead time of the controlled object changes dynamically.The size of the dead time in the model of the dead time can be compared with the control cycle of the process control device. If it is very large, the problem that the memory space of the model with a dead time increases and it is not practical can also be solved.

【0075】また、請求項2の発明によれば、スミス法
によるむだ時間のモデルを装置内に必要がなく、むだ時
間のモデルを装置内に設けることに起因する弊害が回避
でき、フィードバック制御手段として積分要素で構成し
たので、通常時に積分要素により制御偏差信号を制御演
算してフィードバック制御がされて安定した高精度の制
御をすることができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, there is no need to provide a dead time model by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid the adverse effects caused by providing the dead time model in the apparatus. Therefore, the control deviation signal is normally calculated and controlled by the integration element, and the feedback control is performed, so that stable high-precision control can be performed.

【0076】また、請求項3の発明によれば、スミス法
によるむだ時間のモデルを装置内に必要がなく、むだ時
間のモデルを装置内に設けることに起因する弊害が回避
でき、フィードバック制御手段として比例積分要素で構
成したので、通常時に比例積分要素により制御偏差信号
を制御演算してフィードバック制御がされて安定した高
精度の制御をすることができる。
According to the third aspect of the present invention, there is no need to provide a dead time model by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid the adverse effects caused by providing the dead time model in the apparatus. Therefore, the control deviation signal is normally calculated and controlled by the proportional integration element, and the feedback control is performed, so that stable high-precision control can be performed.

【0077】また、請求項4の発明によれば、スミス法
によるむだ時間のモデルを装置内に必要がなく、むだ時
間のモデルを装置内に設けることに起因する弊害が回避
でき、フィードフォワード制御手段としてファジイ制御
手段で構成したので、予測制御偏差信号が所定値以上の
とき予測制御偏差信号の値に応じて制御定数が定められ
高速に応答することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, it is not necessary to provide a dead time model by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid an adverse effect caused by providing a dead time model in the apparatus. Since the fuzzy control means is used as the means, when the predicted control deviation signal is equal to or more than a predetermined value, a control constant is determined according to the value of the predicted control deviation signal, and a high-speed response can be achieved.

【0078】また、請求項5の発明によれば、スミス法
によるむだ時間のモデルを装置内に必要がなく、むだ時
間のモデルを装置内に設けることに起因する弊害が回避
でき、フィードフォワード制御手段として自己組織化フ
ァジイ制御手段で構成したので、予測制御偏差信号が所
定値以上のとき、むだ時間相当分のフィードフォワード
信号が高速に応答するように的確に制御定数を定めるこ
とができる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is not necessary to provide a dead time model by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid an adverse effect caused by providing a dead time model in the apparatus. Since the self-organizing fuzzy control means is used as the means, when the predicted control deviation signal is equal to or more than a predetermined value, the control constant can be accurately determined so that the feedforward signal corresponding to the dead time responds at high speed.

【0079】また、請求項6の発明によれば、スミス法
によるむだ時間のモデルを装置内に必要がなく、むだ時
間のモデルを装置内に設けることに起因する弊害が回避
でき、請求項1乃至請求項5の発明の切替手段を不要と
して、予測制御偏差信号と制御偏差信号との値に応じて
ファジイ演算を実行してフィードバック制御信号とフィ
ードフォワード制御信号との間で円滑に切替えができ、
切替えに伴う制御量信号の変動を回避することができ
る。
Further, according to the invention of claim 6, it is not necessary to provide a model of the dead time by the Smith method in the apparatus, and it is possible to avoid the adverse effect caused by providing the model of the dead time in the apparatus. The fuzzy operation is executed in accordance with the values of the predicted control deviation signal and the control deviation signal, and the switching between the feedback control signal and the feedforward control signal can be smoothly performed without the need for the switching means according to the fifth aspect of the present invention. ,
It is possible to avoid a change in the control amount signal due to the switching.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施の形態を示すプロセス制御装
置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a process control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施の形態を示すプロセス制御装
置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a process control device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施の形態を示すプロセス制御装
置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a process control device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施の形態を示すプロセス制御装
置の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a process control device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】図4のプロセス制御装置に備えるファジイ制御
手段の構成図である。
5 is a configuration diagram of fuzzy control means provided in the process control device of FIG.

【図6】図4のファジイ制御手段のメンバーシップ関数
の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a membership function of the fuzzy control means of FIG.

【図7】図4のファジイ制御手段のルールを示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing rules of the fuzzy control means of FIG. 4;

【図8】図4のファジイ制御手段のルール表とした図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a rule table of the fuzzy control means of FIG. 4;

【図9】本発明の第5実施の形態を示すプロセス制御装
置の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a process control device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】図9にプロセス制御装置に備える自己組織化
ファジイ制御手段を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a self-organizing fuzzy control means provided in the process control device.

【図11】本発明の第6実施の形態を示すプロセス制御
装置の構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a process control device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】図11のプロセス制御装置に備えるファジィ
選択制御手段の構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of fuzzy selection control means provided in the process control device of FIG. 11;

【図13】図11のファジィ選択制御手段のメンバーシ
ップ関数の一例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a membership function of the fuzzy selection control means of FIG.

【図14】図13に対応するラベルを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a label corresponding to FIG. 13;

【図15】図13に対応するルールを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a rule corresponding to FIG.

【図16】図13に対応するルール表とした図である。FIG. 16 is a diagram showing a rule table corresponding to FIG. 13;

【図17】従来例を示すプロセス制御装置の第1構成図
である。
FIG. 17 is a first configuration diagram of a process control device showing a conventional example.

【図18】従来例を示すプロセス制御装置の第2構成図
である。
FIG. 18 is a second configuration diagram of a process control device showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プロセス制御装置 2 制御対象 3 設定値信号 4 制御量信号 5 操作量信号 6,7,8 加算手段 9 モデル予測信号生成手段 10 フィードバック制御手段 11 むだ時間なしモデル 12 むだ時間のモデル 13 フィードフォワード制御手段 14 積分制御手段 15 制御偏差信号 16 予測制御偏差信号 17 切替手段 18 制御偏差補正信号 19 PI制御器入力信号 22 フィードフォワード制御信号 23 フィードバック制御信号 24 モデル予測信号 25 比例積分制御手段 26 積分器設定手段 27 ファジィ選択制御手段 28 ファジイ制御手段 29 自己組織化ファジイ制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Process control apparatus 2 Control object 3 Set value signal 4 Control amount signal 5 Manipulation amount signal 6, 7, 8 Addition means 9 Model prediction signal generation means 10 Feedback control means 11 Model without dead time 12 Model with dead time 13 Feedforward control Means 14 Integral control means 15 Control deviation signal 16 Predictive control deviation signal 17 Switching means 18 Control deviation correction signal 19 PI controller input signal 22 Feed forward control signal 23 Feedback control signal 24 Model prediction signal 25 Proportional integral control means 26 Integrator setting Means 27 Fuzzy selection control means 28 Fuzzy control means 29 Self-organizing fuzzy control means

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無駄時間要素を含むプロセスを制御対象
として前記プロセスの制御量信号が設定値信号となるよ
うに操作量信号を前記制御対象へ出力して制御するプロ
セス制御装置において、 前記制御対象のプロセスのむだ時間を無視した伝達関数
のモデルを有し、予測制御するためのフィードフォワー
ド制御信号を入力して前記伝達関数に基づき制御演算し
て得られるモデル予測信号を出力するモデル予測信号生
成手段と、 このモデル予測信号生成手段により出力されるモデル予
測信号が前記設定値信号となるように前記制御演算して
得られるフィードフォワード制御信号を出力するフィー
ドフォワード制御手段と、 前記フィードフォワード制御信号と前記フィードバック
制御信号との加算信号を前記操作量信号として前記制御
対象へ出力する一方、前記モデル予測信号と前記設定値
との制御偏差信号が所定値以上のときから前記制御対象
のむだ時間相当分までの間、前記フィードフォワード制
御信号のみを前記制御対象へ出力するように切替える切
替手段とを備えることを特徴とするプロセス制御装置。
1. A process control device for controlling a process including a dead time element as a control target by outputting an operation amount signal to the control target so that a control amount signal of the process becomes a set value signal. Generating a model prediction signal having a transfer function model ignoring the dead time of the process, inputting a feedforward control signal for predictive control, and outputting a model prediction signal obtained by performing a control operation based on the transfer function Means, feedforward control means for outputting a feedforward control signal obtained by performing the control operation so that the model prediction signal output by the model prediction signal generation means becomes the set value signal, and the feedforward control signal And outputting the addition signal of the feedback control signal and the feedback control signal to the control target as the operation amount signal. On the other hand, from the time when the control deviation signal between the model prediction signal and the set value is equal to or more than a predetermined value to the time corresponding to the dead time of the control target, only the feedforward control signal is output to the control target. A process control device comprising: switching means for switching.
【請求項2】 前記フィードバック制御手段は、入力す
る前記制御偏差信号を積分要素により制御演算して得ら
れるフィードバック制御信号を出力することを特徴とす
る請求項1記載のプロセス制御装置。
2. The process control device according to claim 1, wherein said feedback control means outputs a feedback control signal obtained by controlling and calculating said input control deviation signal by an integral element.
【請求項3】 前記フィードバック制御手段は、入力す
る前記制御偏差信号を比例及び積分要素により制御演算
して得られるフィードバック制御信号を出力することを
特徴とする請求項1記載のプロセス制御装置。
3. The process control apparatus according to claim 1, wherein said feedback control means outputs a feedback control signal obtained by controlling and calculating said input control deviation signal by a proportional and integral element.
【請求項4】 前記フィードフォワード制御手段は、前
記モデル予測信号と前記設定値信号とに応じてファジィ
推論によって定めた制御定数によって制御演算をして得
られるフィードフォワード制御信号を出力することを特
徴とする請求項1記載のプロセス制御装置。
4. The feedforward control means outputs a feedforward control signal obtained by performing a control operation using a control constant determined by fuzzy inference according to the model prediction signal and the set value signal. The process control device according to claim 1, wherein
【請求項5】 前記フィードフォワード制御手段は、前
記モデル予測信号と前記設定値信号とに応じて自己組織
化ファジィ推論によって定めた制御定数によって制御演
算をして得られるフィードフォワード制御信号を出力す
ることを特徴とする請求項1記載のプロセス制御装置。
5. The feedforward control means outputs a feedforward control signal obtained by performing a control operation using a control constant determined by self-organizing fuzzy inference according to the model prediction signal and the set value signal. The process control device according to claim 1, wherein:
【請求項6】 無駄時間を含むプロセス制御対象として
前記プロセスの制御量信号が設定値信号となるように操
作量信号を前記制御対象へ出力して制御するプロセス制
御装置において、 前記制御対象のプロセスのむだ時間を無視した伝達関数
のモデルを有し、予測制御するためのフィードフォワー
ド制御信号を入力して前記伝達関数に基づき制御演算し
て得られるモデル予測信号を出力するモデル予測信号生
成手段と、 このモデル予測信号生成手段により出力されるモデル予
測信号が前記設定値信号となるように前記制御演算して
得られるフィードフォワード制御信号を出力するフィー
ドフォワード制御手段と、 前記制御偏差信号と前記予測制御偏差信号とに応じて前
記制御偏差信号が所定値未満のとき、ファジィ推論され
た制御定数によって前記制御偏差信号を制御演算して得
られるフィードバック制御信号を選択するように出力す
る一方、前記制御偏差信号が所定値以上のときから制御
対象のむだ時間相当分までの間、前記フィードバック制
御信号を零とするように選択するファジィ選択制御手段
と、 前記フィードバック制御信号と前記フィードフォワード
制御信号とを加算して操作量信号を制御対象へ出力する
加算手段とを備えることを特徴とするプロセス制御装
置。
6. A process control apparatus which outputs an operation amount signal to a control target so that a control amount signal of the process becomes a set value signal as a process control target including a dead time, and controls the process. A model predictive signal generating means having a transfer function model ignoring dead time, inputting a feedforward control signal for predictive control, and outputting a model predictive signal obtained by performing a control operation based on the transfer function; Feedforward control means for outputting a feedforward control signal obtained by performing the control operation so that the model prediction signal output by the model prediction signal generation means becomes the set value signal; and the control deviation signal and the prediction When the control deviation signal is smaller than a predetermined value in response to the control deviation signal, the control constant is fuzzy inferred. The control deviation signal is output so as to select a feedback control signal obtained by controlling and calculating the control deviation signal. Process control comprising: a fuzzy selection control means for selecting the value to be zero; and an addition means for adding the feedback control signal and the feedforward control signal to output an operation amount signal to a control target. apparatus.
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