JP2013117827A - 温度制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】温度制御装置は、第一の温度計11a、タンク12、ヒータ13、第二の温度計11b、第一の温度計11aで検知される温度に基づいてヒータ13の加熱量を計算するフィードフォワード制御部22、および、第二の温度計11bで検知される温度に基づいてヒータ13の加熱量を計算するフィードバック制御部21を具備する。
【選択図】図1
Description
更に、ヒータの過渡応答を補償するためにヒータの逆特性を計算し、ヒータへの指令とする。ヒータの応答も一次遅れ要素でモデル化が可能であり、その逆特性は次式で表すことが出来る。
但し、最適なパラメータでフィードフォワード制御を行うには、時定数、ムダ時間ともに若干小さく設定する方が好ましく、実際には手動による微調整が必要となる。その理由は、ヒータの加熱量を変化させても、伝熱して流体の温度が変化するまでに時間遅れがあるためである。但し、ヒータの応答が十分に速い場合や、フィードフォワード制御が必ずしも最適である必要がない場合にはこの限りではない。
12a、12b:タンク
13:ヒータ
14:サイリスタ
15:流量計
21:フィードバック制御部
22:フィードフォワード制御部
Claims (10)
- 最上流に配設された第一の温度計と、前記第一の温度計の下流に配設されたタンクと、前記タンクの下流に配設され流体を加熱するヒータと、前記ヒータの下流に配設された第二の温度計と、前記第一の温度計で検知される温度に基づいて前記ヒータの加熱量を計算するフィードフォワード制御部と、第二の温度計で検知される温度に基づいてヒータの加熱量を計算するフィードバック制御部とを具備することを特徴とする温度制御装置。
- 前記フィードフォワード制御部は、さらに、前記第一の温度計で検知される温度に基づいて前記ヒータへ流入する温度を推定する温度推定手段を有し、前記温度推定手段で推定された温度に基づいてヒータの加熱量を計算することを特徴とする、請求項1に記載の温度制御装置。
- さらに、流量計を具備し、前記フィードフォワード制御部は前記流量計で検知される流量および前記第一の温度計で検知される温度に基づいて前記ヒータの加熱量を計算することを特徴とする、請求項1に記載の温度制御装置。
- 前記フィードフォワード制御部は、前記流量計で検知される流量および前記第一の温度計で検知される温度に基づいて前記ヒータへ流入する温度を推定する温度推定手段を有し、前記温度推定手段で推定された温度に基づいてヒータの加熱量を計算することを特徴とする、請求項3に記載の温度制御装置。
- 温度推定手段は、1次遅れ要素とムダ時間要素の結合モデルを用いて温度を推定することを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載の温度制御装置。
- さらに、前記第二の温度計の下流に第二のタンクを具備することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の温度制御装置。
- さらに、前記第二のタンクの下流に第三の温度計を具備し、前記フィードバック制御部は第三の温度計で検知される温度をマスターループ制御系の制御量とし、第二の温度計で検知される温度をスレーブループ制御系の制御量としてヒータ加熱量を決定するカスケード制御を行うことを特徴とする、請求項6に記載の温度制御装置。
- 加熱手段のヒータの代わりに、加熱冷却手段としてペルチェ素子を用いることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の温度制御装置。
- 第一および/または第二のタンクの代わりに蓄熱体を用いることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の温度制御装置。
- 最上流に配設された、供給する流量を検知する流量計と、前記流量計の下流に配設された第一の温度計と、前記第一の温度計の下流に配設されたタンクと、前記タンクの下流に配設され流体を加熱するヒータと、前記ヒータの下流に配設された第二の温度計と、前記第一の温度計で検知される温度に基づいて前記タンクの温度伝達特性を計算するとともに、流量計に基づいて制御量をコントロールし、さらにヒータの逆特性を計算するフィードフォワード制御部と、第二の温度計で検知される温度に基づいてヒータの加熱量を計算するフィードバック制御部とを備えることを特徴とする温度制御装置。
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