JP2018112858A - 制御装置、制御方法、制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＩＤ制御の制御性能の低下を抑制する。【解決手段】温度調整装置１０は、ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出部１２、ＰＩＤ制御部１４、および、判定部１５を備える。ＰＩＤ制御部１４は、ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、制御対象に対する操作量を算出する。判定部１５は、目標値と実測値との組合せ、または、ＰＩＤ値を用いて、ＰＩＤ値の算出の停止を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、温度制御、モータ制御等の対象装置への制御技術に関する。

従来、温度調整器等に制御系機器では、特許文献１に示すようなＰＩＤ制御が多く利用されている。

ＰＩＤ制御機器は、特許文献１に示すように、ＰＩＤ制御部とＰＩＤ調整部とを備える。ＰＩＤ調整部は、適応制御またはオートチューニングを用いて、ＰＩＤ値（比例帯Ｐ、積分時間ＴＩ、微分時間Ｔｄ等）を算出し、ＰＩＤ制御部に与える。

ＰＩＤ制御部は、ＰＩＤ値、ＰＩＤ制御の目標値、および現在値を用いて、制御対象に対する操作量を決定する。

操作量は、ＰＩＤ調整部にフィードバックされ、ＰＩＤ調整部は、この操作量を用いて、ＰＩＤ値を再算出して更新し、ＰＩＤ制御部に与える。

特開２００５−２８４８２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような従来のＰＩＤ制御では、ＰＩＤ値の異常等によって、ＰＩＤ制御の制御性能が低下することがある。

したがって、本発明の目的は、ＰＩＤ制御の制御性能の低下を抑制することにある。

この発明の制御装置は、ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出部、ＰＩＤ制御部、および、判定部を備える。ＰＩＤ制御部は、ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、制御対象に対する操作量を算出する。判定部は、目標値と実測値との組合せ、および、ＰＩＤ値の少なくとも一方を用いて、ＰＩＤ値の算出の停止を判定する。

この構成は、ＰＩＤ制御に用いる各値を用いて、ＰＩＤ制御の異常が検出される。

また、この発明の制御装置では、判定部は、目標値と実測値との組合せを用いるときに、目標値と、ＰＩＤ制御の動作可能基準値とから、動作可能基準値よりも目標値に近い値の範囲からなる禁止領域を算出する。実測値の初期値が禁止領域内であることを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。

この構成では、実測値の初期値が目標値に近いことによるＰＩＤ制御の不安定な動作が抑制される。

また、この発明の制御装置では、禁止領域は前記目標値以上の範囲も含む。

この構成では、実測値の初期値が目標値以上であることによるＰＩＤ制御の不安定な動作が抑制される。

また、この発明の制御装置では、判定部は、目標値と実測値との組合せを用いるときに、ＰＩＤ値のむだ時間から第１判定時間を決定する。判定部は、第１判定時間の実測値と実測値の初期値とから実測値の変化量を算出する。判定部は、実測値の変化量が第１判定用閾値未満であることを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。

この構成では、実測値が変化しないことからＰＩＤ制御の異常が検出される。

また、この発明の制御装置では、判定部は、目標値と実測値との組合せを用いるときに、目標値と実測値の初期値から、目標値を中心値とする許容範囲を算出する。判定部は、適応制御によるＰＩＤ値の算出に用いる時系列データの最後の時間から、第２判定時間を決定する。判定部は、第２判定時間の実測値が許容範囲に入っていないことを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。

この構成では、適応制御後の実測値からＰＩＤ制御の異常が検出される。

また、この発明の制御装置では、判定部は、ＰＩＤ値を用いるときに、ＰＩＤ値の比例帯または積分時間のいずれかがそれぞれに設定された閾値未満であることを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。例えば、閾値は０である。

この構成では、ＰＩＤ値からＰＩＤ制御の異常が検出される。

また、この発明の制御装置では、判定部は、ＰＩＤ値を用いるときに、ＰＩＤ値の初期値と現在値との差を算出する。判定部は、差が閾値より大きいことを検出すると、ＰＩＤ値の算出を停止する。

この構成では、ＰＩＤ値の変化量からＰＩＤ制御の異常が検出される。

この発明によれば、ＰＩＤ制御の制御性能の低下を抑制できる。

本発明の第１の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。 本発明の第１のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。 本発明の第１のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。 本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。 本発明の第３のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。 本発明の第４のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。 本発明の第５のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。

本発明の第１の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、制御の具体例としてヒータ等の温度調整（温度制御）の場合を示しているが、モータ等の回転制御等、他の物理量の制御に対しても適用することができる。図１は、本発明の第１の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。

図１に示すように、温度調整装置１０は、目標値設定部１１、ＰＩＤ算出部１２、入力部１３、ＰＩＤ制御部１４、および、判定部１５を備える。温度調整装置１０は、本発明の「制御装置」に対応する。

図１に示すように、温度調整装置１０は、温度調整システム１の構成要素である。温度調整システム１は、温度調整装置１０、操作器２０、対象装置３０、および、センサ４０を備える。対象装置３０は、例えばヒータ（図示を省略）を備える。したがって、この場合、制御対象は、対象装置３０の所定位置の温度である。操作器２０は、例えば、ＳＳＲ、電磁開閉器、または、電力調整器である。操作器２０は、温度調整装置１０からの操作量ＭＶに応じて動作し、対象装置３０のヒータへの通電を制御する。センサ４０は、例えば、熱電対等からなり、対象装置３０の温度を計測し、計測データＳＳを出力する。計測データＳＳは、温度調整装置１０の入力部１３に入力される。

次に、温度調整装置１０の具体的な内容について説明する。

入力部１３は、計測データＳＳから実測値ＰＶを算出する。実測値ＰＶは、後述の目標値ＳＰと同じ単位の値である。例えば、目標値ＳＰが摂氏温度（℃）であれば、実測値ＰＶも摂氏温度（℃）である。

目標値設定部１１は、目標値ＳＰを設定する。目標値ＳＰの設定は、オペレータ等によって設定される。なお、目標値設定部１１は、目標値ＳＰの記憶手段を備えていれば、記憶された目標値ＳＰを用いることもできる。目標値ＳＰは、例えば温度である。目標値設定部１１は、目標値ＳＰをＰＩＤ制御部１４と判定部１５とに出力する。

ＰＩＤ算出部１２は、リミットサイクル法等のオートチューニングを実行し、温度波形情報から、ＰＩＤ値を設定する。ＰＩＤ値は、比例帯Ｐ、積分時間ＴＩ、および、微分時間Ｔｄを含んでいる。具体的には、ＰＩＤ算出部１２は、むだ時間Ｌを、リミットサイクル周期Ｔｃから算出する。ＰＩＤ算出部１２は、積分時間ＴＩおよび微分時間Ｔｄを、むだ時間Ｌから算出する。また、ＰＩＤ算出部１２は、比例帯Ｐをリミットサイクルの振幅から算出する。また、ＰＩＤ算出部１２は、ＰＩＤ制御部１４から操作量ＭＶが出力されていれば、操作量ＭＶを用いた適応制御によってＰＩＤ値を算出する。ＰＩＤ算出部１２は、算出したＰＩＤ値をＰＩＤ制御部に与える。

入力部１３は、算出した実測値ＰＶを、ＰＩＤ制御部１４および判定部１５に出力する。

ＰＩＤ制御部１４は、ＰＩＤ値、目標値ＳＰ、および、実測値ＰＶを用いて、既知のＰＩＤ制御演算を実行することで操作量ＭＶを算出する。ＰＩＤ制御部１４は、操作量ＭＶを操作器２０に出力する。

なお、ＰＩＤ制御部１４は、デジタルフィルタよって構成されている。したがって、より具体的には、目標値ＳＰおよび実測値ＰＶは、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部（図示を省略）してＰＩＤ制御部１４に入力され、操作量ＭＶは、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換部（図示を省略）して操作器２０に出力される。

判定部１５は、目標値ＳＰおよび実測値ＰＶを用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。

図２は、本発明の第１のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。図３は、本発明の第１のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。図３における横軸は時間であり、縦軸は温度である。

判定部１５は、制御の目標値ＳＰを取得する（Ｓ１０１）。

判定部１５は、温度調整装置１０における動作可能基準値ＳＰ０を取得する（Ｓ１０２）。動作可能基準値ＳＰ０は、図３に示すように、温度調整装置１０がＰＩＤ制御を実行する際に設定できる初期値の最低値（この場合、最低温度）である。

判定部１５は、目標値ＳＰと動作可能基準値ＳＰ０を用いて、禁止領域ΔＳＰを設定する（Ｓ１０３）。図３に示すように、禁止領域ΔＳＰの幅（この場合温度幅）は、目標値ＳＰと動作可能基準値ＳＰ０との差分値に基づいて設定されている。具体的には、例えば、禁止領域ΔＳＰの幅は、目標値ＳＰと動作可能基準値ＳＰ０との差分の１／２に設定されている。そして、禁止領域ΔＳＰは、値の高い側の境界値が目標値ＳＰとなる。

判定部１５は、実測値ＰＶの初期値ＰＶ０を取得する（Ｓ１０４）。

判定部１５は、初期値ＰＶ０が禁止領域ΔＳＰ内にあることを検出すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の算出と更新を停止する（Ｓ１０６）。なお、判定部１５は、初期値ＰＶ０が禁止領域ΔＳＰ内にないことを検出すると（Ｓ１０５：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ１０７）。

例えば、図３に示すように、初期値ＰＶ０１、ＰＶ０２の場合、初期値ＰＶ０１、ＰＶ０２は、禁止領域ΔＳＰ内にないので、ＰＩＤ値の算出および更新を実行する。一方、初期値ＰＶ０３の場合、初期値ＰＶ０３は、禁止領域ΔＳＰ内にあるので、ＰＩＤ値の算出を行わない。すなわち、ＰＩＤ制御の特性から、初期値ＰＶ０が目標値ＳＰに対して所定範囲内で近い場合、ＰＩＤ制御が不安定になることを考慮し、この場合には、ＰＩＤ値の算出を行わない。これにより、ＰＩＤ制御の制御性能低下を抑制できる。

なお、禁止領域ΔＳＰは、目標値ＳＰ以上の温度領域を含んでいてもよい。初期値ＰＶ０が目標値ＳＰ以上の場合、操作量ＭＶが０になり、適応制御が正しく実行されなくなってしまう。したがって、初期値ＰＶ０が目標値ＳＰ以上である場合を禁止領域ΔＳＰに含むことによって、ＰＩＤ制御の不安定な動作が抑制される。

次に、本発明の第２の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。

図４に示すように、温度調整システム１Ａは、第１の実施形態に係る温度調整システム１に対して、温度調整装置１０Ａの判定部１５Ａの処理において異なる。温度調整システム１Ａ、温度調整装置１０Ａの他の構成および処理は、温度調整システム１、温度調整装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

図４に示すように、判定部１５Ａには、ＰＩＤ算出部１２からむだ時間Ｌが入力される。

判定部１５Ａは、むだ時間Ｌおよび実測値ＰＶを用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。

図５は、本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本発明の第２のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。図６（Ａ）は異常の場合を示し、図６（Ｂ）は正常の場合を示す。図６（Ａ）、図６（Ｂ）における横軸は時間であり、縦軸は温度と操作量ＭＶである。

判定部１５Ａは、むだ時間Ｌから判定時間ｔＤ１を決定する（Ｓ２０１）。具体的には、例えば、判定時間ｔＤ１は、むだ時間Ｌの２倍（２Ｌ）である。なお、判定時間ｔＤ１は、むだ時間Ｌよりも長ければよく、適応制御によるＰＩＤ値の算出に用いる時系列データの最後の時間（適応制御用最終時間）よりも短いことが好ましい。適応制御用最終時間は、整定時間を目安に決定してもよい。適応制御用最終時間および整定時間は、ＰＩＤ制御が正常に動作した場合を、事前に実験またはシミュレートして得ることができる。

判定部１５Ａは、判定時間ｔＤ１の実測値ＰＶｔＤ１を取得する（Ｓ２０２）。判定部１５Ａは、実測値ＰＶｔＤ１と初期値ＰＶ０とから変化量ΔＰＶを算出する（Ｓ２０３）。すなわち、ΔＰＶ＝ＰＶｔＤ１−ＰＶ０である。

判定部１５Ａは、変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）を予め記憶しており、変化量ΔＰＶと変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）とを比較する。変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）は、温度調整装置１０Ａおよび温度調整システム１Ａの仕様等に応じて、ＰＩＤ制御が正常に動作した場合の値によって決定されている。

判定部１５Ａは、変化量ΔＰＶが変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）よりも小さいこと（ΔＰＶ＜ＴＨ（ΔＰＶ））を検出すると（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の算出と更新を停止する（Ｓ２０５）。なお、判定部１５Ａは、変化量ΔＰＶが変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）以上であることを検出すると（Ｓ２０４：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ２０６）。

例えば、図６（Ａ）に示すように、ＰＩＤ制御が異常で、実測値ＰＶｔＤ１と初期値ＰＶ０とがほぼ同じ場合、変化量ΔＰＶが変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）よりも小さいので、ＰＩＤ値の算出、更新を行わない。一方、図６（Ｂ）に示すように、ＰＩＤ制御が正常で、実測値ＰＶｔＤ１と初期値ＰＶ０との差が大きい場合、変化量ΔＰＶが変化量閾値ＴＨ（ΔＰＶ）以上なので、ＰＩＤ値の算出および更新を実行する。

これにより、ＰＩＤ制御の異常による制御低下を抑制できる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。

本実施形態に係る温度調整システム、温度調整装置は、各構成要素の接続構成において温度調整システム１Ａ、温度調整装置１０Ａと同様であるが、判定部１５Ａに入力されるデータおよび判定部１５Ａで実行する判定処理において異なる。他の構成および処理は、同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

判定部１５Ａには、目標値ＳＰ、初期値ＰＶ０、および、適応制御用最終時間が入力される。適応制御用最終時間は、上述のように、適応制御によるＰＩＤ値の算出に用いる時系列データの最後の時間である。適応制御用最終時間は、整定時間を目安に決定してもよく、適応制御用最終時間および整定時間は、ＰＩＤ制御が正常に動作した場合を、事前に実験またはシミュレートして得ることができる。

判定部１５Ａは、目標値ＳＰ、初期値ＰＶ０、および、適応制御用最終時間を用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。

図７は、本発明の第３のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、本発明の第３のＰＩＤ値の算出停止の判定概念を示す図である。図８（Ａ）は異常の場合を示し、図８（Ｂ）は正常の場合を示す。図８（Ａ）、図８（Ｂ）における横軸は時間であり、縦軸は温度である。

判定部１５Ａは、目標値ＳＰを取得する（Ｓ３０１）。判定部１５Ａは、初期値ＰＶ０を取得する（Ｓ３０２）。判定部１５は、目標値ＳＰと初期値ＰＶ０とを用いて、許容範囲ΔＳＰＶを算出する（Ｓ３０３）。より具体的には、判定部１５Ａは、目標値ＳＰと初期値ＰＶ０との差分値（ＳＰ−ＰＶ０）を算出し、差分値（ＳＰ−ＰＶ０）を０．４倍することで、許容範囲ΔＳＰＶを算出する。この際、判定部１５Ａは、許容範囲ΔＳＰＶの中心値を目標値ＳＰに設定する。

なお、差分値（ＳＰ−ＰＶ０）への係数は、０．４に限るものではなく、０．１〜０．６の所定値等、ＰＩＤ制御の制御精度に応じて適宜設定すればよい。また、許容範囲ΔＳＰＶの中心値と目標値ＳＰとは、一致しなくてもよく、少なくとも目標値ＳＰが許容範囲ΔＳＰＶ内にあればよい。ただし、許容範囲ΔＳＰＶの中心値と目標値ＳＰとは、一致することが好ましい。

判定部１５Ａは、適応制御用最終時間応じた判定時間ｔＤ２を決定する（Ｓ３０４）。具体的には、例えば、判定時間ｔＤ２は、適応制御用最終時間よりも長く、できる限り短い方が好ましい。

判定部１５Ａは、判定時間ｔＤ２時の実測値ＰＶｔＤ２を取得する（Ｓ３０５）。そして、判定部１５Ａは、実測値ＰＶｔＤ２と許容範囲ΔＳＰＶとを比較する。

判定部１５Ａは、実測値ＰＶｔＤ２が許容範囲ΔＳＰＶ外であることを検出すると（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の算出と更新を停止する（Ｓ３０７）。なお、判定部１５Ａは、実測値ＰＶｔＤ２が許容範囲ΔＳＰＶ内であることを検出すると（Ｓ３０６：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ３０８）。

例えば、図８（Ａ）に示すように、ＰＩＤ制御が異常で、実測値ＰＶｔＤ２が許容範囲ΔＳＰＶ外の場合、ＰＩＤ値の算出、更新を行わない。一方、図８（Ｂ）に示すように、ＰＩＤ制御が正常で、実測値ＰＶｔＤ２が許容範囲ΔＳＰＶ内の場合、ＰＩＤ値の算出および更新を実行する。

これにより、ＰＩＤ制御の異常による制御低下を抑制できる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。図９は、本発明の第４の実施形態に係る温度調整装置を含む温度調整システムの機能ブロック図である。

図９に示すように、温度調整システム１Ｂは、第２の実施形態に係る温度調整システム１Ａに対して、温度調整装置１０Ｂの判定部１５Ｂの処理において異なる。また、判定部１５Ｂには、目標値ＳＰ、実測値ＰＶが入力されず、ＰＩＤ算出部１２から判定部１５Ｂに入力されるデータが異なる。温度調整システム１Ｂ、温度調整装置１０Ｂの他の構成および処理は、温度調整システム１Ａ、温度調整装置１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

図９に示すように、判定部１５Ｂには、ＰＩＤ算出部１２からＰＩＤ値が入力される。具体的には、判定部１５Ｂには、比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩが入力される。

判定部１５Ｂは、ＰＩＤ値（比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩ）を用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。

図１０は、本発明の第４のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。

判定部１５Ｂは、ＰＩＤ値（比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩ）を取得する（Ｓ４０１）。また、判定部１５Ｂは、比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩに対する閾値を設定する。本実施形態では、比例帯Ｐの閾値および積分時間ＴＩの閾値は０である。なお、比例帯Ｐの閾値および積分時間ＴＩの閾値は、それぞれに適宜設定可能である。

判定部１５Ｂは、比例帯Ｐが０よりも小さいこと（Ｐ＜０）を検出すると（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の更新を停止する（Ｓ４０４）。判定部１５Ｂは、比例帯Ｐが０以上であること（Ｐ≧０）を検出すると（Ｓ４０２：ＮＯ）、積分時間ＴＩによる判定に移行する。

判定部１５Ｂは、積分時間ＴＩが０よりも小さいこと（ＴＩ＜０）を検出すると（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の更新を停止する（Ｓ４０４）。判定部１５Ｂは、積分時間ＴＩが０以上であること（ＴＩ≧０）を検出すると（Ｓ４０３：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ４０５）。

すなわち、判定部１５Ｂは、比例帯Ｐまたは積分時間ＴＩが異常値であることを検出すると、ＰＩＤ値の更新を停止する。これにより、ＰＩＤ値の異常による制御低下を抑制できる。

次に、本発明の第５の実施形態に係る制御装置、制御方法、および、制御プログラムについて、図を参照して説明する。本実施形態の温度調整システム、温度調整装置は、第４の実施形態に係る温度調整システム、温度調整装置と同様の構成からなり、判定部における判定処理のみが異なる。以下、同様の箇所の説明は省略する。

判定部は、ＰＩＤ値（比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩ）を用いて、次に示す方法によって、ＰＩＤ値の算出の停止を判定し、ＰＩＤ算出部１２に対して、ＰＩＤ値の算出の停止制御を実行する。

図１１は、本発明の第５のＰＩＤ値の算出停止の判定方法を示すフローチャートである。

判定部は、初期のＰＩＤ値（比例帯Ｐおよび積分時間ＴＩ）を取得する（Ｓ４０１）。その後、温度調整装置は、ＰＩＤ制御を開始し、繰り返す。

判定部は、ｎ（ｎは２以上の整数）回目のＰＩＤ値、すなわち、第ｎＰＩＤ値を取得する（Ｓ５０２）。

判定部は、第ｎＰＩＤ値と初期ＰＩＤ値との差分値ΔＰＩＤを算出する（Ｓ５０３）。

判定部は、ＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）を予め記憶しており、差分値ΔＰＩＤとＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）とを比較する。ＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）は、温度調整装置および温度調整システムの仕様等に応じて、ＰＩＤ制御が正常に動作した場合の値によって決定されている。

判定部は、差分値ΔＰＩＤがＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）よりも大きいこと（ΔＰＩＤ＞ＴＨ（ΔＰＩＤ））を検出すると（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、ＰＩＤ値の更新を停止する（Ｓ５０５）。なお、判定部は、差分値ΔＰＩＤがＰＩＤ変化量閾値ＴＨ（ΔＰＩＤ）以下であることを検出すると（Ｓ５０４：ＮＯ）、ＰＩＤ値の算出と更新を実行する（Ｓ５０６）。

すなわち、判定部は、比例帯Ｐまたは積分時間ＴＩが異常に変化したことを検出すると、ＰＩＤ値の更新を停止する。これにより、ＰＩＤ値の異常変化による制御低下を抑制できる。

なお、上述の説明では、各判定方法を単独で行う場合を示したが、複数の判定方法を組み合わせてもよい。例えば、目標値と実測値との組合せを用いた判定方法、および、ＰＩＤ値を用いた判定方法とを組み合わせてもよい。

また、上述の説明では、ＰＩＤ制御を例に説明したが、実質的なＰＩ制御に適用することもできる。すなわち、ＰＩＤ制御の微分項の影響を無くすように設定してもよい。

１、１Ａ、１Ｂ：温度調整システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ：温度調整装置
１１：目標値設定部
１２：ＰＩＤ算出部
１３：入力部
１４：ＰＩＤ制御部
１５、１５Ａ、１５Ｂ：判定部
２０：操作器
３０：対象装置
４０：センサ
Ｌ：時間
ＭＶ：操作量
ＰＶ：実測値
ＳＰ：目標値
ＳＰ０：動作可能基準値
ＳＳ：計測データ
Ｔｃ：リミットサイクル周期
Ｐ：比例帯
ＴＩ：積分時間
Ｔｄ：微分時間
ｔＤ１：判定時間
ｔＤ２：判定時間

Claims (10)

1. ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出部と、
   前記ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、前記制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、前記制御対象に対する操作量を算出するＰＩＤ制御部と、
   前記目標値と前記実測値との組合せ、および、前記ＰＩＤ値の少なくとも一方を用いて、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する判定部と、
   を備える、制御装置。
2. 前記判定部は、
   前記目標値と前記実測値との組合せを用いるときに、
   前記目標値と、前記ＰＩＤ制御の動作可能基準値とから、前記動作可能基準値よりも前記目標値に近い値の範囲からなる禁止領域を算出し、
   前記実測値の初期値が前記禁止領域内であることを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出を停止する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記禁止領域は前記目標値以上の範囲も含む、
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記判定部は、
   前記目標値と前記実測値との組合せを用いるときに、
   前記ＰＩＤ値のむだ時間から第１判定時間を決定し、
   前記第１判定時間の前記実測値と前記実測値の初期値とから実測値の変化量を算出し、
   前記実測値の変化量が第１判定用閾値未満であることを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出を停止する、
   請求項１に記載の制御装置。
5. 前記判定部は、
   前記目標値と前記実測値との組合せを用いるときに、
   前記目標値と前記実測値の初期値から、前記目標値を中心値とする許容範囲を算出し、
   適応制御による前記ＰＩＤ値の算出に用いる時系列データの最後の時間から、第２判定時間を決定し、
   前記第２判定時間の前記実測値が前記許容範囲に入っていないことを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出を停止する、
   請求項１に記載の制御装置。
6. 前記判定部は、
   前記ＰＩＤ値を用いるときに、
   前記ＰＩＤ値の比例帯または積分時間のいずれかがそれぞれに設定された閾値未満であることを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出を停止する、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記閾値は０である、
   請求項６に記載の制御装置。
8. 前記判定部は、
   前記ＰＩＤ値を用いるときに、
   前記ＰＩＤ値の初期値と現在値との差を算出し、
   前記差が閾値より大きいことを検出すると、前記ＰＩＤ値の算出を停止する、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の制御装置。
9. 制御装置が、
   ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出し、
   前記ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、前記制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、前記制御対象に対する操作量を算出し、
   前記目標値と前記実測値との組合せ、および、前記ＰＩＤ値の少なくとも一方を用いて、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する、
   制御方法。
10. ＰＩＤ値を算出するＰＩＤ算出する処理と、
    前記ＰＩＤ値、制御対象の目標値、および、前記制御対象の実測値を用いて、ＰＩＤ制御を実行し、前記制御対象に対する操作量を算出する処理と、
    前記目標値と前記実測値との組合せ、および、前記ＰＩＤ値の少なくとも一方を用いて、前記ＰＩＤ値の算出の停止を判定する処理と、
    を、制御装置に実行させる、
    制御プログラム。

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