JP2003122401A - 調節器 - Google Patents
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- JP2003122401A JP2003122401A JP2001313812A JP2001313812A JP2003122401A JP 2003122401 A JP2003122401 A JP 2003122401A JP 2001313812 A JP2001313812 A JP 2001313812A JP 2001313812 A JP2001313812 A JP 2001313812A JP 2003122401 A JP2003122401 A JP 2003122401A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低いコストで高速な制御が可能な調節器を提
供することを目的とする。 【解決手段】 制御部２は、高速な部分である比例回路
３および微分回路５を、アナログ回路で構成する一方、
積分回路４をディジタル回路で構成したハイブリッド構
成とし、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用いるこ
となく、高速な制御を可能としている。
供することを目的とする。 【解決手段】 制御部２は、高速な部分である比例回路
３および微分回路５を、アナログ回路で構成する一方、
積分回路４をディジタル回路で構成したハイブリッド構
成とし、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用いるこ
となく、高速な制御を可能としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度、圧力あるい
は流量などの各種の制御に用いられる調節器に関し、更
に詳しくは、ＰＩＤ制御などを行う調節器に関する。
は流量などの各種の制御に用いられる調節器に関し、更
に詳しくは、ＰＩＤ制御などを行う調節器に関する。
【０００２】
【従来の技術】調節器、例えば、温度調節器では、ＰＩ
Ｄ定数などの制御パラメータの自動設定などを可能にし
て取り扱い易いものとするために、ディジタル制御にな
っている。
Ｄ定数などの制御パラメータの自動設定などを可能にし
て取り扱い易いものとするために、ディジタル制御にな
っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、温度制御の制御
対象がタクトタイム短縮のために高速に反応するものへ
と変化している。また、高品質な制御にするために多点
の温度制御へと変化している。そのため、ディジタルの
ＰＩＤ制御の制御周期を高速にすることが望まれてい
る。
対象がタクトタイム短縮のために高速に反応するものへ
と変化している。また、高品質な制御にするために多点
の温度制御へと変化している。そのため、ディジタルの
ＰＩＤ制御の制御周期を高速にすることが望まれてい
る。
【０００４】制御周期を高速にするためには、高速のＡ
／Ｄ変換器と高速のＣＰＵとを用いることが考えられる
が、それでは、コストアップを招来し、実用的ではな
い。
／Ｄ変換器と高速のＣＰＵとを用いることが考えられる
が、それでは、コストアップを招来し、実用的ではな
い。
【０００５】本発明は、このような実情に着目してなさ
れたものであって、低いコストで高速な制御が可能な調
節器を提供することを目的とする。
れたものであって、低いコストで高速な制御が可能な調
節器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。
達成するために、次のように構成している。
【０００７】すなわち、本発明の調節器は、目標値とフ
ィードバック値とに基づいて、操作量を出力する制御部
を備える調節器であって、前記制御部を、アナログ制御
とディジタル制御とのハイブリッド構成としている。
ィードバック値とに基づいて、操作量を出力する制御部
を備える調節器であって、前記制御部を、アナログ制御
とディジタル制御とのハイブリッド構成としている。
【０００８】ここで、ハイブリッド構成とは、アナログ
制御のみ、あるいは、ディジタル制御のみで構成される
のではなく、その両者が混成されて構成されることをい
う。
制御のみ、あるいは、ディジタル制御のみで構成される
のではなく、その両者が混成されて構成されることをい
う。
【０００９】本発明によると、制御部を、ハイブリッド
構成としたので、高速な処理が必要な部分をアナログ制
御とする一方、残余の部分をディジタル制御とすること
により、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用いるこ
となく、制御周期を高速にできる。
構成としたので、高速な処理が必要な部分をアナログ制
御とする一方、残余の部分をディジタル制御とすること
により、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用いるこ
となく、制御周期を高速にできる。
【００１０】本発明の一実施態様においては、前記制御
部は、比例、積分および微分の各動作を行ってＰＩＤ操
作量を出力するものであって、少なくとも微分動作の一
部を、前記アナログ制御としている。
部は、比例、積分および微分の各動作を行ってＰＩＤ操
作量を出力するものであって、少なくとも微分動作の一
部を、前記アナログ制御としている。
【００１１】本発明によると、ＰＩＤ制御において、最
も高速な演算処理が必要とされる微分動作の少なくとも
一部をアナログ制御としたので、高速のＡ／Ｄ変換器や
高速のＣＰＵを用いることなく、制御周期を高速にでき
る。
も高速な演算処理が必要とされる微分動作の少なくとも
一部をアナログ制御としたので、高速のＡ／Ｄ変換器や
高速のＣＰＵを用いることなく、制御周期を高速にでき
る。
【００１２】本発明の他の実施態様においては、前記制
御部は、比例、積分および微分の各動作を行ってＰＩＤ
操作量を出力するものであって、少なくとも積分動作の
一部を、前記ディジタル制御としている。
御部は、比例、積分および微分の各動作を行ってＰＩＤ
操作量を出力するものであって、少なくとも積分動作の
一部を、前記ディジタル制御としている。
【００１３】本発明によると、ＰＩＤ制御において、比
較的低速な演算処理が許容される積分動作の少なくとも
一部をディジタル制御とし、残余の部分をアナログ制御
としたので、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用い
ることなく、制御周期を高速にできる。
較的低速な演算処理が許容される積分動作の少なくとも
一部をディジタル制御とし、残余の部分をアナログ制御
としたので、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用い
ることなく、制御周期を高速にできる。
【００１４】本発明の更に他の実施態様においては、前
記制御部は、比例、積分および微分の各動作を行ってＰ
ＩＤ操作量を出力するものであって、積分動作を前記デ
ィジタル制御とするとともに、アナログ制御とされた動
作に対応した動作を行うディジタル手段を設け、ディジ
タル側の前記積分動作および前記ディジタル手段の動作
に基づいて、前記制御部から出力されるＰＩＤ操作量を
予測し、予測したＰＩＤ操作量が飽和したときに、それ
を越える前記積分動作を停止させるものである。
記制御部は、比例、積分および微分の各動作を行ってＰ
ＩＤ操作量を出力するものであって、積分動作を前記デ
ィジタル制御とするとともに、アナログ制御とされた動
作に対応した動作を行うディジタル手段を設け、ディジ
タル側の前記積分動作および前記ディジタル手段の動作
に基づいて、前記制御部から出力されるＰＩＤ操作量を
予測し、予測したＰＩＤ操作量が飽和したときに、それ
を越える前記積分動作を停止させるものである。
【００１５】本発明によると、ＰＩＤ制御において、比
較的低速な演算処理が許容される積分動作をディジタル
制御とするとともに、残余の部分をアナログ制御とした
ので、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用いること
なく、制御周期を高速にできる。しかも、アナログ制御
の動作に対応した動作を行うディジタル手段を設け、デ
ィジタル側でＰＩＤ操作量を予測し、予測したＰＩＤ操
作量が飽和したときには、飽和値を越える積分動作を停
止させるので、リセットワインドアップによるオーバー
シュートを防止できる。
較的低速な演算処理が許容される積分動作をディジタル
制御とするとともに、残余の部分をアナログ制御とした
ので、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用いること
なく、制御周期を高速にできる。しかも、アナログ制御
の動作に対応した動作を行うディジタル手段を設け、デ
ィジタル側でＰＩＤ操作量を予測し、予測したＰＩＤ操
作量が飽和したときには、飽和値を越える積分動作を停
止させるので、リセットワインドアップによるオーバー
シュートを防止できる。
【００１６】本発明の好ましい実施態様においては、前
記目標値が目標温度であり、前記フィードバック値が温
度センサで検出された制御対象の温度であり、前記制御
部が、前記制御対象の温度を前記目標温度になるように
前記操作量を出力するものである。
記目標値が目標温度であり、前記フィードバック値が温
度センサで検出された制御対象の温度であり、前記制御
部が、前記制御対象の温度を前記目標温度になるように
前記操作量を出力するものである。
【００１７】本発明によれば、温度調節器として好適に
実施できる。
実施できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１９】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係る温度調節器の要部の概略構成図であ
る。
実施の形態に係る温度調節器の要部の概略構成図であ
る。
【００２０】この実施の形態の温度調節器は、制御対象
１の温度を検出する図示しない温度センサからの検出温
度ＰＶが、設定部（図示せず）から設定された目標温度
ＳＰに等しくなるようにＰＩＤ操作量ＭＶを演算出力す
る制御部２を備えている。
１の温度を検出する図示しない温度センサからの検出温
度ＰＶが、設定部（図示せず）から設定された目標温度
ＳＰに等しくなるようにＰＩＤ操作量ＭＶを演算出力す
る制御部２を備えている。
【００２１】この制御部２は、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）
および微分（Ｄ）の各動作を行う回路３〜５を備えてお
り、ＰＩＤ制御を行うものである。
および微分（Ｄ）の各動作を行う回路３〜５を備えてお
り、ＰＩＤ制御を行うものである。
【００２２】この実施の形態では、高速のＡ／Ｄ変換器
や高速のＣＰＵを用いることなく、低いコストで高速な
制御を可能とするために、次のようにしている。
や高速のＣＰＵを用いることなく、低いコストで高速な
制御を可能とするために、次のようにしている。
【００２３】すなわち、この実施の形態では、制御部２
は、高速な動作を行う部分である比例回路３および微分
回路５を、アナログ回路で構成する一方、積分回路４を
ディジタル回路で構成し、アナログ制御とディジタル制
御とのハイブリッド構成としている。
は、高速な動作を行う部分である比例回路３および微分
回路５を、アナログ回路で構成する一方、積分回路４を
ディジタル回路で構成し、アナログ制御とディジタル制
御とのハイブリッド構成としている。
【００２４】制御対象１からのフィードバック値である
検出温度ＰＶは、乗算器６で−１が乗算されて比例およ
び微分の各回路３，５に与えられる一方、Ａ／Ｄ変換器
７を介して目標温度ＳＰと加算されて積分回路４に与え
られ、この積分回路４の出力が、Ｄ／Ａ変換器８を介し
て比例および微分の各回路３，５の出力と加算されてＰ
ＩＤ操作量ＭＶとして出力されるものであり、微分先行
型ＰＩＤ制御の構成となっている。
検出温度ＰＶは、乗算器６で−１が乗算されて比例およ
び微分の各回路３，５に与えられる一方、Ａ／Ｄ変換器
７を介して目標温度ＳＰと加算されて積分回路４に与え
られ、この積分回路４の出力が、Ｄ／Ａ変換器８を介し
て比例および微分の各回路３，５の出力と加算されてＰ
ＩＤ操作量ＭＶとして出力されるものであり、微分先行
型ＰＩＤ制御の構成となっている。
【００２５】このように高速な演算処理が要求される比
例および微分の各回路３，５をアナログ回路で構成する
一方、比較的低速な演算処理が許容される積分回路４
は、ディジタル回路で構成しているので、高速のＡ／Ｄ
変換器や高速のＣＰＵとを用いることなく、低いコスト
で高速な制御が可能となる。
例および微分の各回路３，５をアナログ回路で構成する
一方、比較的低速な演算処理が許容される積分回路４
は、ディジタル回路で構成しているので、高速のＡ／Ｄ
変換器や高速のＣＰＵとを用いることなく、低いコスト
で高速な制御が可能となる。
【００２６】図２は、図１の温度調節器におけるＰＩＤ
定数の設定を説明するための要部のブロック図であり、
図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
定数の設定を説明するための要部のブロック図であり、
図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００２７】ディジタル回路で構成される積分回路４に
ついては、オートチューニングによって、従来と同様に
ＰＩＤ定数である積分時間が算出されて設定されるので
あるが、比例回路３および微分回路５は、上述のように
アナログ回路で構成されているので、オートチューニン
グによって算出されたＰＩＤ定数を設定することができ
ない。
ついては、オートチューニングによって、従来と同様に
ＰＩＤ定数である積分時間が算出されて設定されるので
あるが、比例回路３および微分回路５は、上述のように
アナログ回路で構成されているので、オートチューニン
グによって算出されたＰＩＤ定数を設定することができ
ない。
【００２８】そこで、この実施の形態では、演算処理を
行うとともに、各部を制御するＣＰＵ９によって算出さ
れたＰＩＤ定数の比例ゲインＫｐおよび微分ゲインＫD
を、Ｄ／Ａ変換器１０によってアナログ信号に変換し、
比例回路３および微分回路５に個別的に対応する第１，
第２のサンプルホールド回路１１，１２によって所要の
タイミングでそれぞれサンプルホールドして比例回路３
および微分回路５に設定するようにしている。
行うとともに、各部を制御するＣＰＵ９によって算出さ
れたＰＩＤ定数の比例ゲインＫｐおよび微分ゲインＫD
を、Ｄ／Ａ変換器１０によってアナログ信号に変換し、
比例回路３および微分回路５に個別的に対応する第１，
第２のサンプルホールド回路１１，１２によって所要の
タイミングでそれぞれサンプルホールドして比例回路３
および微分回路５に設定するようにしている。
【００２９】比例ゲインＫｐの比例回路３への設定は、
図３（ａ）に示されるように、比例回路３を構成する乗
算器１３によって比例ゲインＫｐを乗算することによっ
て行われる。また、微分ゲインＫDの微分回路５への設
定は、図３（ｂ）に示されるように、微分回路５を構成
するオペアンプ１４の出力に対して、乗算器１５で微分
ゲインＫDを乗算することによって行われる。また、図
３（ｃ）には、不完全微分回路５の例を併せて示してい
る。
図３（ａ）に示されるように、比例回路３を構成する乗
算器１３によって比例ゲインＫｐを乗算することによっ
て行われる。また、微分ゲインＫDの微分回路５への設
定は、図３（ｂ）に示されるように、微分回路５を構成
するオペアンプ１４の出力に対して、乗算器１５で微分
ゲインＫDを乗算することによって行われる。また、図
３（ｃ）には、不完全微分回路５の例を併せて示してい
る。
【００３０】なお、ＣＰＵ９は、上述の積分回路４に対
応する積分演算も行うものである。
応する積分演算も行うものである。
【００３１】この実施の形態によれば、高速な演算処理
が要求される比例および微分の各回路３，５をアナログ
回路で構成する、すなわち、比例および微分の各動作を
アナログ制御としたので、高速のＡ／Ｄ変換器や高速の
ＣＰＵを用いることなく、低いコストで高速な制御が可
能となる一方、アナログ回路で構成された比例回路３お
よび微分回路５に対して、従来のディジタル制御の温度
調節器と同様に、ＰＩＤ定数を自動的に設定できるの
で、取り扱い易いものとなる。
が要求される比例および微分の各回路３，５をアナログ
回路で構成する、すなわち、比例および微分の各動作を
アナログ制御としたので、高速のＡ／Ｄ変換器や高速の
ＣＰＵを用いることなく、低いコストで高速な制御が可
能となる一方、アナログ回路で構成された比例回路３お
よび微分回路５に対して、従来のディジタル制御の温度
調節器と同様に、ＰＩＤ定数を自動的に設定できるの
で、取り扱い易いものとなる。
【００３２】上述の実施の形態では、第１，第２のサン
プルホールド回路１１，１２によって、比例ゲインＫｐ
および微分ゲインＫDが入力されるタイミングでそれぞ
れサンプルホールドしたけれども、本発明の他の実施の
形態として、Ｄ／Ａ変換器１０を追加して各サンプルホ
ールド回路１１，１２に比例ゲインＫｐおよび微分ゲイ
ンＫDを個別に入力するようにしてもよい。
プルホールド回路１１，１２によって、比例ゲインＫｐ
および微分ゲインＫDが入力されるタイミングでそれぞ
れサンプルホールドしたけれども、本発明の他の実施の
形態として、Ｄ／Ａ変換器１０を追加して各サンプルホ
ールド回路１１，１２に比例ゲインＫｐおよび微分ゲイ
ンＫDを個別に入力するようにしてもよい。
【００３３】（実施の形態２）図４は、本発明の他の実
施の形態に係る温度調節器の要部の概略構成図であり、
上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号
を付す。
施の形態に係る温度調節器の要部の概略構成図であり、
上述の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号
を付す。
【００３４】この実施の形態の温度調節器は、制御対象
１の温度を検出する図示しない温度センサからの検出温
度ＰＶが、目標温度ＳＰに等しくなるようにＰＩＤ操作
量ＭＶを演算出力する制御部２1を備えるとともに、さ
らに、ＰＩＤ操作量ＭＶを、０％〜１００％に制限して
制御対象に出力するリミッタ１６を備えている。
１の温度を検出する図示しない温度センサからの検出温
度ＰＶが、目標温度ＳＰに等しくなるようにＰＩＤ操作
量ＭＶを演算出力する制御部２1を備えるとともに、さ
らに、ＰＩＤ操作量ＭＶを、０％〜１００％に制限して
制御対象に出力するリミッタ１６を備えている。
【００３５】この制御部２1は、上述の実施の形態と同
様に、比例回路３1および微分回路５ 1を、アナログ回路
で構成する一方、積分回路４1をディジタル回路で構成
したハイブリッド構成としている。この制御部２1で
は、制御対象１からのフィードバック値である検出温度
ＰＶと目標温度ＳＰとの偏差が、比例および微分の各回
路３1，５1に与えられる一方、Ａ／Ｄ変換器７を介して
積分回路４1に与えられ、この積分回路４1の出力が、Ｄ
／Ａ変換器８を介して比例および微分の各回路３1，５1
の出力と加算されてＰＩＤ操作量ＭＶとされて上述のリ
ミッタ１６に出力される。
様に、比例回路３1および微分回路５ 1を、アナログ回路
で構成する一方、積分回路４1をディジタル回路で構成
したハイブリッド構成としている。この制御部２1で
は、制御対象１からのフィードバック値である検出温度
ＰＶと目標温度ＳＰとの偏差が、比例および微分の各回
路３1，５1に与えられる一方、Ａ／Ｄ変換器７を介して
積分回路４1に与えられ、この積分回路４1の出力が、Ｄ
／Ａ変換器８を介して比例および微分の各回路３1，５1
の出力と加算されてＰＩＤ操作量ＭＶとされて上述のリ
ミッタ１６に出力される。
【００３６】この実施の形態においても、高速な演算処
理が要求される比例および微分の各回路３1，５1をアナ
ログ制御としているので、高速のＡ／Ｄ変換器や高速の
ＣＰＵを用いることなく、低いコストで高速な制御が可
能となる。
理が要求される比例および微分の各回路３1，５1をアナ
ログ制御としているので、高速のＡ／Ｄ変換器や高速の
ＣＰＵを用いることなく、低いコストで高速な制御が可
能となる。
【００３７】さらに、この実施の形態では、偏差の積分
量が、飽和限界を越えたときに生じるリセットワインド
アップを防止するために、次のように構成している。
量が、飽和限界を越えたときに生じるリセットワインド
アップを防止するために、次のように構成している。
【００３８】すなわち、この実施の形態では、アナログ
側のリミッタ１６に対して出力されるＰＩＤ操作量ＭＶ
を、ディジタル側で予測し、この予測したＰＩＤ操作量
ＭＶ’が飽和したときに、それを越える積分回路４1の
積分動作を停止させるのである。
側のリミッタ１６に対して出力されるＰＩＤ操作量ＭＶ
を、ディジタル側で予測し、この予測したＰＩＤ操作量
ＭＶ’が飽和したときに、それを越える積分回路４1の
積分動作を停止させるのである。
【００３９】このため、ディジタル側には、比例回路３
1および微分回路５1のアナログ回路の動作に対応した動
作をそれぞれ行う比例回路３2および微分回路５2を含む
ディジタル手段１７を設けており、このディジタル手段
１７の比例回路３2および微分回路５2の各出力と積分回
路４1の出力とを加算して予測ＰＩＤ操作量ＭＶ’を算
出し、この予測ＰＩＤ操作量ＭＶ’を、後段のリミッタ
１８に出力するようにしている。
1および微分回路５1のアナログ回路の動作に対応した動
作をそれぞれ行う比例回路３2および微分回路５2を含む
ディジタル手段１７を設けており、このディジタル手段
１７の比例回路３2および微分回路５2の各出力と積分回
路４1の出力とを加算して予測ＰＩＤ操作量ＭＶ’を算
出し、この予測ＰＩＤ操作量ＭＶ’を、後段のリミッタ
１８に出力するようにしている。
【００４０】リミッタ１８は、アナログ側のリミッタ１
６と同様に、ディジタル手段１７からの予測ＰＩＤ操作
量ＭＶ’を、０％〜１００％に制限して出力するもので
あり、予測ＰＩＤ操作量ＭＶ’からリミッタ１８の出力
が減算され、その差分が、積分回路４1に対する入力か
ら減算されるように構成されている。
６と同様に、ディジタル手段１７からの予測ＰＩＤ操作
量ＭＶ’を、０％〜１００％に制限して出力するもので
あり、予測ＰＩＤ操作量ＭＶ’からリミッタ１８の出力
が減算され、その差分が、積分回路４1に対する入力か
ら減算されるように構成されている。
【００４１】かかる構成によれば、アナログ側の実際の
ＰＩＤ操作量ＭＶに対応してディジタル側で予測された
予測ＰＩＤ操作量ＭＶ’が、飽和限界を越えて、例え
ば、１２０％であったとすると、リミッタ１８で制限さ
れて出力されるＰＩＤ操作量１００％が、前記１２０%
から減算され、その差分である２０%が、積分回路４1に
対する入力から減算されることになり、飽和分の積分動
作が停止されることになる。
ＰＩＤ操作量ＭＶに対応してディジタル側で予測された
予測ＰＩＤ操作量ＭＶ’が、飽和限界を越えて、例え
ば、１２０％であったとすると、リミッタ１８で制限さ
れて出力されるＰＩＤ操作量１００％が、前記１２０%
から減算され、その差分である２０%が、積分回路４1に
対する入力から減算されることになり、飽和分の積分動
作が停止されることになる。
【００４２】これによって、リセットワインドアップに
よるオーバシュートの発生を抑制することができる。
よるオーバシュートの発生を抑制することができる。
【００４３】しかも、ディジタル側のみでリセットワイ
ンドアップの防止を図るようにしており、アナログ側か
らＰＩＤ操作量を取り込む必要がなく、したがって、Ｐ
ＩＤ操作量をディジタル側に取り込むためのＡ／Ｄ変換
器等を追加する必要がなく、その分コストの低減を図る
ことができる。
ンドアップの防止を図るようにしており、アナログ側か
らＰＩＤ操作量を取り込む必要がなく、したがって、Ｐ
ＩＤ操作量をディジタル側に取り込むためのＡ／Ｄ変換
器等を追加する必要がなく、その分コストの低減を図る
ことができる。
【００４４】なお、この実施の形態においても、上述の
実施の形態と同様に、積分回路４1、ディジタル手段１
７およびリミッタ１８等は、例えば、ＣＰＵで構成され
る。
実施の形態と同様に、積分回路４1、ディジタル手段１
７およびリミッタ１８等は、例えば、ＣＰＵで構成され
る。
【００４５】また、アナログ回路で構成されている比例
回路３1および微分回路５1に対しては、オートチューニ
ングによって算出されたＰＩＤ定数を上述の実施の形態
と同様に設定するものである。
回路３1および微分回路５1に対しては、オートチューニ
ングによって算出されたＰＩＤ定数を上述の実施の形態
と同様に設定するものである。
【００４６】（その他の実施の形態）上述の各実施の形
態では、比例回路および微分回路をアナログ回路で構成
する一方、積分回路をディジタル回路で構成したけれど
も、本発明の他の実施の形態として、微分回路のみをア
ナログ回路で構成してもよく、あるいは、上述の図４に
対応する図５に示されるように微分回路の一部のみをア
ナログ回路で構成してもよい。
態では、比例回路および微分回路をアナログ回路で構成
する一方、積分回路をディジタル回路で構成したけれど
も、本発明の他の実施の形態として、微分回路のみをア
ナログ回路で構成してもよく、あるいは、上述の図４に
対応する図５に示されるように微分回路の一部のみをア
ナログ回路で構成してもよい。
【００４７】すなわち、図５に示されるように、目標温
度ＳＰと検出温度ＰＶとの偏差を、ハイパスフィルタ１
９を介してアナログ回路からなる高周波用の微分回路５
3に与える一方、Ａ／Ｄ変換器７およびローパスフィル
タ２０を介してディジタル回路からなる低周波用の微分
回路５4に与えるのである。
度ＳＰと検出温度ＰＶとの偏差を、ハイパスフィルタ１
９を介してアナログ回路からなる高周波用の微分回路５
3に与える一方、Ａ／Ｄ変換器７およびローパスフィル
タ２０を介してディジタル回路からなる低周波用の微分
回路５4に与えるのである。
【００４８】あるいは、図６に示されるように、微分回
路５1をアナログ回路で構成するとともに、比例回路の
一部をアナログ回路で構成してもよい。すなわち、目標
温度ＳＰと検出温度ＰＶとの偏差を、ハイパスフィルタ
２１を介してアナログ回路からなる高周波用の比例回路
３3に与える一方、Ａ／Ｄ変換器７およびローパスフィ
ルタ２２を介してディジタル回路からなる低周波用の比
例回路３4に与えるのである。
路５1をアナログ回路で構成するとともに、比例回路の
一部をアナログ回路で構成してもよい。すなわち、目標
温度ＳＰと検出温度ＰＶとの偏差を、ハイパスフィルタ
２１を介してアナログ回路からなる高周波用の比例回路
３3に与える一方、Ａ／Ｄ変換器７およびローパスフィ
ルタ２２を介してディジタル回路からなる低周波用の比
例回路３4に与えるのである。
【００４９】さらに、本発明の他の実施の形態として、
図７に示されるように、目標値フィルタ型２自由度ＰＩ
Ｄ制御方式に適用し、微分回路５をアナログ回路で構成
する一方、比例積分回路２４をディジタル回路で構成し
てもよい。なお、図７において、２３は目標値フィルタ
である。
図７に示されるように、目標値フィルタ型２自由度ＰＩ
Ｄ制御方式に適用し、微分回路５をアナログ回路で構成
する一方、比例積分回路２４をディジタル回路で構成し
てもよい。なお、図７において、２３は目標値フィルタ
である。
【００５０】上述の各実施の形態では、温度調節器に適
用して説明したけれども、本発明は、温度に限らず、圧
力、流量、液面等の各種の制御を行う他の調節器にも適
用できるのは勿論である。
用して説明したけれども、本発明は、温度に限らず、圧
力、流量、液面等の各種の制御を行う他の調節器にも適
用できるのは勿論である。
【００５１】また、上述の実施の形態では、ＰＩＤ制御
に適用して説明したけれども、ＰＩ制御あるいはＰＤ制
御に適用してもよい。
に適用して説明したけれども、ＰＩ制御あるいはＰＤ制
御に適用してもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、操作量を出力する制御部を、アナログ制御と
ディジタル制御とのハイブリッド構成としたので、高速
な演算処理が必要な部分、例えば、微分動作をアナログ
制御とする一方、残余の部分をディジタル制御とするこ
とにより、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用いる
ことなく、制御周期を高速にでき、低コストで高速な制
御が可能な調節器を実現できる。
によれば、操作量を出力する制御部を、アナログ制御と
ディジタル制御とのハイブリッド構成としたので、高速
な演算処理が必要な部分、例えば、微分動作をアナログ
制御とする一方、残余の部分をディジタル制御とするこ
とにより、高速のＡ／Ｄ変換器や高速のＣＰＵを用いる
ことなく、制御周期を高速にでき、低コストで高速な制
御が可能な調節器を実現できる。
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る温度調節器の
要部の概略構成図である。
要部の概略構成図である。
【図２】図１の温度調節器におけるＰＩＤ定数の設定を
説明するための要部のブロック図である。
説明するための要部のブロック図である。
【図３】比例回路および微分回路におけるＰＩＤ定数の
設定を示す図である。
設定を示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る温度調節器の要
部の概略構成図である。
部の概略構成図である。
【図５】本発明の更に他の実施の形態に係る温度調節器
の要部の概略構成図である。
の要部の概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る温度調節器の要
部の概略構成図である。
部の概略構成図である。
【図７】本発明の更に他の実施の形態に係る温度調節器
の要部の概略構成図である。
の要部の概略構成図である。
１ 制御対象
２，２1〜２4 制御部
３，３1〜３4 比例回路
４，４1 積分回路
５，５1〜５4 微分回路
１６，１８ リミッタ
１７ ディジタル手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H004 GA11 GA18 GB20 HA01 HB01
KB02 KB04 KB06 MA12 MA13
MA42 MA43
Claims (5)
- 【請求項１】 目標値とフィードバック値とに基づい
て、操作量を出力する制御部を備える調節器であって、 前記制御部を、アナログ制御とディジタル制御とのハイ
ブリッド構成としたことを特徴とする調節器。 - 【請求項２】 前記制御部は、比例、積分および微分の
各動作を行ってＰＩＤ操作量を出力するものであって、
少なくとも微分動作の一部を、前記アナログ制御とした
請求項１記載の調節器。 - 【請求項３】 前記制御部は、比例、積分および微分の
各動作を行ってＰＩＤ操作量を出力するものであって、
少なくとも積分動作の一部を、前記ディジタル制御とし
た請求項１または２記載の調節器。 - 【請求項４】 前記制御部は、比例、積分および微分の
各動作を行ってＰＩＤ操作量を出力するものであって、
積分動作を前記ディジタル制御とするとともに、アナロ
グ制御とされた動作に対応した動作を行うディジタル手
段を設け、 ディジタル側の前記積分動作および前記ディジタル手段
の動作に基づいて、前記制御部から出力されるＰＩＤ操
作量を予測し、予測したＰＩＤ操作量が飽和したとき
に、それを越える前記積分動作を停止させる請求項１〜
３のいずれかに記載の調節器。 - 【請求項５】 前記目標値が目標温度であり、前記フィ
ードバック値が温度センサで検出された制御対象の温度
であり、前記制御部が、前記制御対象の温度を前記目標
温度になるように前記操作量を出力するものである請求
項１〜４のいずれかに記載の調節器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313812A JP2003122401A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 調節器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313812A JP2003122401A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 調節器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003122401A true JP2003122401A (ja) | 2003-04-25 |
Family
ID=19132223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001313812A Pending JP2003122401A (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 調節器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003122401A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010225066A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Rohm Co Ltd | サーボ制御回路、アクチュエータの制御装置、および撮像装置 |
| JP2012168824A (ja) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Horiba Stec Co Ltd | 流体制御装置 |
| JP5655957B2 (ja) * | 2011-11-22 | 2015-01-21 | トヨタ自動車株式会社 | フィードバック制御システム |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5585906A (en) * | 1978-12-25 | 1980-06-28 | Fuji Electric Co Ltd | Hybrid control unit |
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| JPH06168003A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-14 | Rika Kogyo Kk | 制御装置 |
| JP2001075605A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-23 | Hitachi Kokusai Electric Inc | フィードバック制御装置および半導体製造装置並びにその温度制御方法 |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001313812A patent/JP2003122401A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9228528B2 (en) | 2011-11-22 | 2016-01-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Feedback control system |
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