JP2000330604A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
- Publication number
- JP2000330604A JP2000330604A JP11138033A JP13803399A JP2000330604A JP 2000330604 A JP2000330604 A JP 2000330604A JP 11138033 A JP11138033 A JP 11138033A JP 13803399 A JP13803399 A JP 13803399A JP 2000330604 A JP2000330604 A JP 2000330604A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な指令値操作により、定常制御偏差を除
去できる制御装置を提供する。 【解決手段】 入力指令値と制御出力との制御偏差をロ
ーパスフィルタを通して、制御偏差の平均値を求める第
１の手段と、所望の指令値と第１の手段で求められた制
御偏差の平均値とを加算して、入力指令値を求める第２
の手段と、を設け、第２の手段で求められた入力指令値
を閉ループ系の入力指令値とする制御装置を提供する。
去できる制御装置を提供する。 【解決手段】 入力指令値と制御出力との制御偏差をロ
ーパスフィルタを通して、制御偏差の平均値を求める第
１の手段と、所望の指令値と第１の手段で求められた制
御偏差の平均値とを加算して、入力指令値を求める第２
の手段と、を設け、第２の手段で求められた入力指令値
を閉ループ系の入力指令値とする制御装置を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用制御装置に
係わり、特に制御装置の入力指令値の構成方法に関する
ものである。
係わり、特に制御装置の入力指令値の構成方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の技術を説明するための制御
システムの構成を示す図であり、同図中、５は制御され
る制御対象、６は入力指令値と制御出力との差となる制
御偏差を求める比較器、７は制御対象を制御する制御器
あるいは増幅器を表す。
システムの構成を示す図であり、同図中、５は制御され
る制御対象、６は入力指令値と制御出力との差となる制
御偏差を求める比較器、７は制御対象を制御する制御器
あるいは増幅器を表す。
【０００３】制御の目的は制御対象の出力（ｙ）を所望
の指令値（ｒ）に一致させることであるが、従来では、
図２に示すように、制御器の入力指令値は所望の指令値
（ｒ）そのものとしている。周知のように、定常制御誤
差を残さないために、一般的に、６の制御器に積分機能
を組み込まなければならない。
の指令値（ｒ）に一致させることであるが、従来では、
図２に示すように、制御器の入力指令値は所望の指令値
（ｒ）そのものとしている。周知のように、定常制御誤
差を残さないために、一般的に、６の制御器に積分機能
を組み込まなければならない。
【０００４】しかし、このような構造で実現される制御
システムでは、制御器に積分機能を取入れようとする
と、システムの次数が増え、設計が難しくなる。また、
閉ループ系は既に何らかの制御器で実装された場合、制
御器に新たに積分機能を取入れようとすると、元の制御
器を全体的に設計し直して、実装し直さなければならな
い欠点がある。
システムでは、制御器に積分機能を取入れようとする
と、システムの次数が増え、設計が難しくなる。また、
閉ループ系は既に何らかの制御器で実装された場合、制
御器に新たに積分機能を取入れようとすると、元の制御
器を全体的に設計し直して、実装し直さなければならな
い欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記
した問題点に対して、既存の制御器の内部構造を変更せ
ずに、制御出力を所望の指令値に一致させることのでき
る簡易方法を提供することにある。
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記
した問題点に対して、既存の制御器の内部構造を変更せ
ずに、制御出力を所望の指令値に一致させることのでき
る簡易方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するために、入力指令値（ｚ）と制御出力（ｙ）との差
となる制御偏差（ｅ）を増幅して制御を行い、制御出力
を所望の指令値（ｒ）に一致させるように構成する制御
システムにおいて、制御偏差（ｅ）をローパスフィルタ
を通して制御偏差の平均値（ｅ１）を求める第１の手段
と、第１の手段で求めた制御偏差の平均値（ｅ１）と所
望の指令値（ｒ）とを加算して入力指令値を求める第２
の手段を設け、第２の手段により求めた値を閉ループ系
の入力指令値（ｚ）となるよう構成して実現する。
するために、入力指令値（ｚ）と制御出力（ｙ）との差
となる制御偏差（ｅ）を増幅して制御を行い、制御出力
を所望の指令値（ｒ）に一致させるように構成する制御
システムにおいて、制御偏差（ｅ）をローパスフィルタ
を通して制御偏差の平均値（ｅ１）を求める第１の手段
と、第１の手段で求めた制御偏差の平均値（ｅ１）と所
望の指令値（ｒ）とを加算して入力指令値を求める第２
の手段を設け、第２の手段により求めた値を閉ループ系
の入力指令値（ｚ）となるよう構成して実現する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の制御装置の構成を
示す図である。同図において、２は図２で示した従来の
技術と同じ構成の制御閉ループである。１は本発明によ
る入力指令値の構成を示すブロックである。ブロック１
において、３は制御偏差（ｅ）をローパスしてその平均
値（ｅ１）を求める第１の手段である。４は本発明の第
２の手段であり、所望の指令値（ｒ）と第１の手段３で
求めた制御偏差の平均値とを加算することにより、閉ル
ープ２の入力指令値を求める。本発明は図示のように、
１のブロック３、４によって得た入力指令値を閉ループ
２の入力部に入力することにより、制御対象の出力
（ｙ）を所望の指令値（ｒ）と一致させるようにしたも
のである。
示す図である。同図において、２は図２で示した従来の
技術と同じ構成の制御閉ループである。１は本発明によ
る入力指令値の構成を示すブロックである。ブロック１
において、３は制御偏差（ｅ）をローパスしてその平均
値（ｅ１）を求める第１の手段である。４は本発明の第
２の手段であり、所望の指令値（ｒ）と第１の手段３で
求めた制御偏差の平均値とを加算することにより、閉ル
ープ２の入力指令値を求める。本発明は図示のように、
１のブロック３、４によって得た入力指令値を閉ループ
２の入力部に入力することにより、制御対象の出力
（ｙ）を所望の指令値（ｒ）と一致させるようにしたも
のである。
【０００８】以下、本発明の制御装置の特性について詳
述する。まず、制御系の定常特性を考える。定常状態に
おいては、図１のブロック２の制御偏差ｅは一定値と見
なせるので、ローパスフィルタのブロック３の出力（ｅ
１）も一定値であり、しかも ｅ１＝ｅ ...................................................... (1) となる。図１から数１の（２）式の関係式が成り立つ。
述する。まず、制御系の定常特性を考える。定常状態に
おいては、図１のブロック２の制御偏差ｅは一定値と見
なせるので、ローパスフィルタのブロック３の出力（ｅ
１）も一定値であり、しかも ｅ１＝ｅ ...................................................... (1) となる。図１から数１の（２）式の関係式が成り立つ。
【０００９】
【数１】
【００１０】所望の指令値（ｒ）と制御出力（ｙ）との
偏差（ｒ−ｙ）は数２の（３）式のようになり、定常
時、ｅ＝ｅ１であるので、その偏差がゼロになるのが明
らかである。
偏差（ｒ−ｙ）は数２の（３）式のようになり、定常
時、ｅ＝ｅ１であるので、その偏差がゼロになるのが明
らかである。
【００１１】
【数２】
【００１２】すなわち、本発明の図１のブロック１を追
加することによって、ブロック２の制御器の種類に関わ
らず、制御出力ｙの定常偏差をなくすることができ、所
望の指令値（ｒ）に一致させることができる。
加することによって、ブロック２の制御器の種類に関わ
らず、制御出力ｙの定常偏差をなくすることができ、所
望の指令値（ｒ）に一致させることができる。
【００１３】次に、本発明の図１のブロック１の制御機
能を明らかにするために、一般性を失わず、ブロック３
のローパスフィルタ（Ｌ（ｓ））を数３の（４）式に示
す一次ローパスフィルタとして、システムの等価制御特
性を求める。ただし、（４）式において、ｓはラプラス
演算子、Ｔはローパスフィルタの時定数を表す。
能を明らかにするために、一般性を失わず、ブロック３
のローパスフィルタ（Ｌ（ｓ））を数３の（４）式に示
す一次ローパスフィルタとして、システムの等価制御特
性を求める。ただし、（４）式において、ｓはラプラス
演算子、Ｔはローパスフィルタの時定数を表す。
【００１４】
【数３】
【００１５】ローパスフィルタの入力がｅ、出力がｅ１
であるので、ｅ１＝Ｌ（ｓ）・ｅとなる。Ｌ（ｓ）に数
３の（４）式を代入すると、（３）式は（５）式のよう
に変形することができる。
であるので、ｅ１＝Ｌ（ｓ）・ｅとなる。Ｌ（ｓ）に数
３の（４）式を代入すると、（３）式は（５）式のよう
に変形することができる。
【００１６】
【数４】
【００１７】（５）式より、数５の（６）式が成り立つ
のが明らかである。
のが明らかである。
【００１８】
【数５】
【００１９】これにより、本発明の図１の制御ブロック
図は図３のように等価変換できる。図３の等価ブロック
図と従来例である図２を比べると、本発明の指令値操作
により、等価的に制御器に積分機能を追加したことにな
り、積分器の時定数はローパスフィルタの時定数（Ｔ）
と同じになる。従って、定常制御偏差を無くすことがで
きる。
図は図３のように等価変換できる。図３の等価ブロック
図と従来例である図２を比べると、本発明の指令値操作
により、等価的に制御器に積分機能を追加したことにな
り、積分器の時定数はローパスフィルタの時定数（Ｔ）
と同じになる。従って、定常制御偏差を無くすことがで
きる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
既存の制御器の種類と定数を変更することなく、指令値
の簡単な操作により、等価的にシステムに積分機能をも
たせることにより、定常制御偏差を無くすことができ
る。また、本発明の構成では、積分器を用いていないの
で、積分器のオーバーフロー等の不具合を避けることが
できる。
既存の制御器の種類と定数を変更することなく、指令値
の簡単な操作により、等価的にシステムに積分機能をも
たせることにより、定常制御偏差を無くすことができ
る。また、本発明の構成では、積分器を用いていないの
で、積分器のオーバーフロー等の不具合を避けることが
できる。
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の技術を説明するための制御構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の構成の等価変換ブロック図である。
１ 本発明の請求項の構成を示すブロック図 ２ 閉ループ制御系のブロック図 ３ 本発明の第1の手段 ４ 本発明の第2の手段 ５ 制御対象ブロック ６ 入力指令値と制御出力の比較器 ７ 閉ループ系の制御器ブロック ｒ 所望の指令値 ｚ 入力指令値 ｅ 制御偏差 ｅ１ 制御偏差の平均値 ｙ 制御出力 Ｔ ローパスフィルタの時定数 ｓ ラプラス演算子
Claims (1)
- 【請求項１】 入力指令値（ｚ）と制御出力（ｙ）との
差となる制御偏差（ｅ）を増幅して制御を行い、制御出
力を所望の指令値（ｒ）に一致させるように構成する制
御システムにおいて、前記制御偏差（ｅ）をローパスフ
ィルタを通して制御偏差の平均値（ｅ１）を求める第１
の手段と、該第１の手段で求めた制御偏差の平均値（ｅ
１）と前記所望の指令値（ｒ）とを加算して入力指令値
を求める第２の手段を設け、該第２の手段により求めた
入力指令値を前記制御システムの入力指令値（ｚ）とす
ることを特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138033A JP2000330604A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138033A JP2000330604A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000330604A true JP2000330604A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15212482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11138033A Pending JP2000330604A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000330604A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005182161A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Yamatake Corp | 制御方法および制御装置 |
-
1999
- 1999-05-19 JP JP11138033A patent/JP2000330604A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005182161A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Yamatake Corp | 制御方法および制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051109 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080722 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081202 |