JP2017004144A - 制御装置 - Google Patents
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- G05B6/00—Internal feedback arrangements for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
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Abstract
【解決手段】実施形態の制御装置は、目標値と制御対象からのフィードバック値との偏差の比例値を第1の出力値として算出する比例制御部と、偏差を累積し、その累積の結果取得される累積値に基づいて第2の出力値を算出する積分制御部と、第1の出力値と第2の出力値とに基づいて制御対象に出力する操作量を算出する出力部と、を備える。積分制御部は、累積値の累積を抑制する抑制部、を備え、積分制御部は、抑制部が出力した累積値に基づいて第2の出力値を算出する。
【選択図】図1
Description
図1は、実施形態1の制御装置100のブロック図である。制御装置100は、PID制御装置である。PID制御とは、比例動作を行う比例要素(P要素)、積分動作を行う積分要素(I要素)、及び微分動作を行う微分要素(D要素)の少なくとも1つの制御要素を含む。P要素、I要素、及びD要素の全てを含む制御のみならず、一部の制御要素のみを含む制御もPID制御に含まれる。以下、PI制御を行う制御装置100について説明する。
差分器110は、フィードバックされた制御出力PV(以下、フィードバック値FBという。)と目標値SVとの差分(以下、偏差という。)を算出する。そして、差分器110は、偏差を比例制御部120及び積分制御部130に出力する。
加算器131は、抑制部133−1の出力と偏差とを加算する。加算値が、偏差の累積値である。加算器131は、累積値をレジスタ132及びアンプ134に出力する。
レジスタ142は、例えばフリップフロップから構成され、加算器141が出力した値を記憶する。レジスタ142は、レジスタ132と同期したタイミングでデータを取り込む。レジスタ142は、取り込んだ値を操作量MVとして制御対象200に出力する。
最初に制御装置100がオーバーシュートを抑制する動作について説明する。
現在の制御出力PVより大きい目標値SVが制御装置100に入力されると、目標値SVとフィードバック値FBとの間に開きがあるため、操作量MVは比例制御部120の出力値が支配的となる。フィードバック値FBが目標値SVに近づいてくると、操作量MVに占める比例制御部120の出力値は小さくなり、積分制御部130の出力値が大きくなる。
現在の制御出力PVより小さい目標値SVが制御装置100に入力されると、目標値SVとフィードバック値FBとの間に開きがあるため、操作量MVは比例制御部120の出力値が支配的となる。フィードバック値FBが小さくなり目標値SVに近づいてくると、比例制御部120の出力値は0に近づいていき、積分制御部130の出力値がマイナス方向に大きくなる。
図4は、実施形態2の制御装置100のブロック図である。実施形態1の制御装置100とは、目標値SVが抑制部133−2にも入力されている点で異なっている。図5は、抑制部133−2のブロック図である。目標値SVは、上限値出力回路133a及び下限値出力回路133cに入力される。
同様に、下限値出力回路133cは、目標値SVに基づき下限値を算出する。下限値出力回路133cは、目標値SVの一定割合、例えば、目標値SVに−1%(−0.01)を乗じた値を下限値として算出する。
上限値出力回路133a及び下限値出力回路133c以外の構成は実施形態1と同じである。
図6は、実施形態3の制御装置100のブロック図である。実施形態1の制御装置100とは、目標値SV及びフィードバック値FBが抑制部133−3にも入力されている点で異なっている。図7は、抑制部133−3のブロック図である。目標値SVは、上限値出力回路133a、下限値出力回路133c、及び比較回路133fに入力され、フィードバック値FBは、比較回路133fに入力される。
if(D>L1)
Y=L1;
else
Y=D;
}
else{
if(D<L2)
Y=L2;
else
Y=D;
}
本実施形態によれば、抑制部133−3は、フィードバック値FBが目標値SVより大きい場合は、累積値が上限値を上回っているか否かのみを判別する。そして、累積値が上限値を上回っている場合、累積値を上限値に置き換えている。すなわち、抑制部133−3は、フィードバック値FBが目標値SVより大きいにもかかわらず、積分制御部130が制御出力PVを増加させようと動作している場合に、累積値を上限値で制限している。
110…差分器
120…比例制御部
121、134…アンプ
130…積分制御部
131、141…加算器
132、142、133b、133d、133g…レジスタ
133−1、133−2、133−3…抑制部
133a…上限値出力回路
133c…下限値出力回路
133e…リミッタ回路
133f…比較回路
140…出力部
200…制御対象
Claims (4)
- 目標値と制御対象からのフィードバック値との偏差の比例値を第1の出力値として算出する比例制御手段と、
前記偏差を累積し、その累積の結果取得される累積値に基づいて第2の出力値を算出する積分制御手段と、
前記第1の出力値と前記第2の出力値とに基づいて前記制御対象に出力する操作量を算出する出力手段と、を備え、
前記積分制御手段は、前記累積値の累積を抑制する抑制手段、を備え、
前記積分制御手段は、前記抑制手段が出力した前記累積値に基づいて前記第2の出力値を算出する、
制御装置。 - 前記抑制手段は、
前記累積値が上限値より大きい場合には前記累積値を前記上限値に変更し、
前記累積値が下限値より小さい場合には前記累積値を前記下限値に変更する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記抑制手段は、
フィードバック値が前記目標値より大きく、かつ、前記累積値が上限値より大きい場合には、前記累積値を前記上限値に変更し、
フィードバック値が前記目標値より小さく、かつ、前記累積値が下限値より小さい場合には前記累積値を前記下限値に変更する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前回の前記偏差と今回の前記偏差との差に基づいて第3の出力値を算出する微分制御手段、を備え、
前記出力手段は、前記第1の出力値と前記第2の出力値と前記第3の出力値とに基づいて前記操作量を算出する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置。
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