JP2856766B2 - 制御系設計用ｃａｄ装置 - Google Patents
制御系設計用ｃａｄ装置Info
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- JP2856766B2 JP2856766B2 JP1131620A JP13162089A JP2856766B2 JP 2856766 B2 JP2856766 B2 JP 2856766B2 JP 1131620 A JP1131620 A JP 1131620A JP 13162089 A JP13162089 A JP 13162089A JP 2856766 B2 JP2856766 B2 JP 2856766B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、制御系設計用CAD装置に関する。
（従来の技術） 従来、プロセスなどの制御系を設計するための手段と
して、多くのプログラムが開発され利用されている。こ
れらのプログラムは設計に必要なパラメータを数値で入
力するため、別の資料を準備し、そこから必要な図表を
拾い出してパラメータを計算しなければならず、また、
設計された系の特性がどうなるか予想しにくく、修正も
試行錯誤にならざるを得なかった。
して、多くのプログラムが開発され利用されている。こ
れらのプログラムは設計に必要なパラメータを数値で入
力するため、別の資料を準備し、そこから必要な図表を
拾い出してパラメータを計算しなければならず、また、
設計された系の特性がどうなるか予想しにくく、修正も
試行錯誤にならざるを得なかった。
一例として、系の応答速度または安定性を向上させる
目的で用いられる第６図のような抵抗R1,R2及びコンデ
ンサＣを備えた位相進みのフィルタ回路を設計する場合
を考える。この回路の伝達関数は、 Ｇ（Ｓ）＝E2／E1 ＝（Ｔ・Ｓ＋１）／（Ｔ・Ｓ＋α） で与えられ、 α＝（R1+R2）／R2＞１ Ｔ＝R1・α と表わされる二つのパラメータα,Tを決める必要があ
る。このため、まず希望の周波数で進めたい位相φをゲ
イン余裕など安定度の条件より決める。
目的で用いられる第６図のような抵抗R1,R2及びコンデ
ンサＣを備えた位相進みのフィルタ回路を設計する場合
を考える。この回路の伝達関数は、 Ｇ（Ｓ）＝E2／E1 ＝（Ｔ・Ｓ＋１）／（Ｔ・Ｓ＋α） で与えられ、 α＝（R1+R2）／R2＞１ Ｔ＝R1・α と表わされる二つのパラメータα,Tを決める必要があ
る。このため、まず希望の周波数で進めたい位相φをゲ
イン余裕など安定度の条件より決める。
パラメータαに対する最大位相進み角φｍは次式また
は第７図より求められる。
は第７図より求められる。
φｍ＝sin-1（（α−１）／（α＋１）） 次に、φ＝φｍとなるようにαを選ぶ。実際には計算
上の値より20％程大きめに選ぶことが多い。また次に、
第８図（ｂ）の位相線図からＴを求め、位相進み回路の
定数R1,R2を決める。
上の値より20％程大きめに選ぶことが多い。また次に、
第８図（ｂ）の位相線図からＴを求め、位相進み回路の
定数R1,R2を決める。
このように、パラメータα,Tを決定するためには、第
７図、第８図（ａ）（ｂ）などの既存の資料を用意し、
それらから、希望の特性を満足しそうな値を推測して計
算しなければならないが、別の資料が必要となるので、
一般にはCADとしてマンマシンインタフェースが良いと
はいえない。また、設計の結果、どのような特性が得ら
れるかは正確にはわからず、希望の特性が得られず、修
正するときは、パラメータの値を少しづつ変化させ、試
行錯誤で設計しなければならない。
７図、第８図（ａ）（ｂ）などの既存の資料を用意し、
それらから、希望の特性を満足しそうな値を推測して計
算しなければならないが、別の資料が必要となるので、
一般にはCADとしてマンマシンインタフェースが良いと
はいえない。また、設計の結果、どのような特性が得ら
れるかは正確にはわからず、希望の特性が得られず、修
正するときは、パラメータの値を少しづつ変化させ、試
行錯誤で設計しなければならない。
（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の設計方式では、フィルタ回路を
設計するに際し、パラメータの決定が難かしく、どのよ
うな特性が得られるかわかりにくく、修正に手間がかか
るなどの問題点があった そこで、本発明は、上記の欠点を除去し、制御系の設
計を容易に行うことができる制御系設計用CAD装置を提
供することを目的とする。
設計するに際し、パラメータの決定が難かしく、どのよ
うな特性が得られるかわかりにくく、修正に手間がかか
るなどの問題点があった そこで、本発明は、上記の欠点を除去し、制御系の設
計を容易に行うことができる制御系設計用CAD装置を提
供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明の制御系設計用CAD装置
は、画面に表示されたカーソルを移動させるカーソル移
動手段と、前記カーソル移動手段で移動し前記カーソル
の位置に基づいて予め指定されたフィルタ回路について
の特性図及びこれを用いた場合の制御系の特性図を前記
画面の所定位置に表示する表示手段と、前記表示手段に
より前記画面に表示された前記フィルタ回路についての
特性図に対して前記カーソル移動手段により前記画面に
表示されたカーソルを移動させ、前記フィルタ回路が前
記カーソルの移動された位置である指定位置に対応した
所望の特性を有するように設計し、前記所望の特性を有
するフィルタ回路を含む制御系の設計を行う設計手段
と、を備えたことを特徴とする。
は、画面に表示されたカーソルを移動させるカーソル移
動手段と、前記カーソル移動手段で移動し前記カーソル
の位置に基づいて予め指定されたフィルタ回路について
の特性図及びこれを用いた場合の制御系の特性図を前記
画面の所定位置に表示する表示手段と、前記表示手段に
より前記画面に表示された前記フィルタ回路についての
特性図に対して前記カーソル移動手段により前記画面に
表示されたカーソルを移動させ、前記フィルタ回路が前
記カーソルの移動された位置である指定位置に対応した
所望の特性を有するように設計し、前記所望の特性を有
するフィルタ回路を含む制御系の設計を行う設計手段
と、を備えたことを特徴とする。
（作用） 本発明の制御系設計用CAD装置では、画面に表示され
たカーソルを移動させ、移動させたカーソルの位置に基
づいて予め指定されたフィルタ回路についての特性図及
びこれを用いた場合の制御系の特性図を画面の所定位置
に表示し、画面に表示されたフィルタ回路についての特
性図に対して画面に表示されたカーソルを移動させ、フ
ィルタ回路がカーソルの移動された位置である指定位置
に対応した所望の特性を有するように設計し、所望の特
性を有するフィルタ回路を含む制御系の設計を行う。
たカーソルを移動させ、移動させたカーソルの位置に基
づいて予め指定されたフィルタ回路についての特性図及
びこれを用いた場合の制御系の特性図を画面の所定位置
に表示し、画面に表示されたフィルタ回路についての特
性図に対して画面に表示されたカーソルを移動させ、フ
ィルタ回路がカーソルの移動された位置である指定位置
に対応した所望の特性を有するように設計し、所望の特
性を有するフィルタ回路を含む制御系の設計を行う。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明す
る。
る。
第１図は、本発明の一実施例に係る制御系設計用CAD
装置の構成図である。本システムは、画面上のカーソル
を動かすためのマウスの動作を管理するマウスドライバ
１と、画面上のカーソルの座標を読み取るカーソル読取
部２と、カーソルの座標から周波数、位相進め量を計算
する演算部３と、演算部３で計算した周波数、位相進み
量からフィルタを設計するフィルタ設計部４と、設計部
４で設計したフィルタを画面に表示するプロッタルーチ
ン５とをメインコントローラ６に接続して構成される。
装置の構成図である。本システムは、画面上のカーソル
を動かすためのマウスの動作を管理するマウスドライバ
１と、画面上のカーソルの座標を読み取るカーソル読取
部２と、カーソルの座標から周波数、位相進め量を計算
する演算部３と、演算部３で計算した周波数、位相進み
量からフィルタを設計するフィルタ設計部４と、設計部
４で設計したフィルタを画面に表示するプロッタルーチ
ン５とをメインコントローラ６に接続して構成される。
第２図は、上記CAD装置を実現するための機器構成図
で、カーソル、ボード線図を表示するためのディスプレ
イ装置７と、画面上のカーソルを動かすためのマウス
８、フィルタを設計する演算装置９から構成されてい
る。
で、カーソル、ボード線図を表示するためのディスプレ
イ装置７と、画面上のカーソルを動かすためのマウス
８、フィルタを設計する演算装置９から構成されてい
る。
第３図は、上記CAD装置によるフィルタ設計方式を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
まず、ステップ301で、ディスプレイ装置７の画面7A
に示されるフィルタの中から希望の種類のものを選ぶ
と、例えば第６図に示したような位相進み回路が選ばれ
た場合、ステップ302で、第４図に示すように、カーソ
ルの現在位置の周波数での位相を基準とし、カーソル位
置をピークとする位相線図10が画面7Aに表示される。
に示されるフィルタの中から希望の種類のものを選ぶ
と、例えば第６図に示したような位相進み回路が選ばれ
た場合、ステップ302で、第４図に示すように、カーソ
ルの現在位置の周波数での位相を基準とし、カーソル位
置をピークとする位相線図10が画面7Aに表示される。
そこで、ステップ303で画面7Aに表示されている制御
対象の伝達関数のゲイン及び位相特性11（ａ）、11
（ｂ）を参考に希望の周波数で進めたい位相の位置にカ
ーソル12を動かし、マウスボタンをクリックし位相を指
定する。
対象の伝達関数のゲイン及び位相特性11（ａ）、11
（ｂ）を参考に希望の周波数で進めたい位相の位置にカ
ーソル12を動かし、マウスボタンをクリックし位相を指
定する。
すると、ステップ304で、第５図に示すように系全体
の特性のボード線図が画面7Aに表示されるので、ステッ
プ305を介して希望の特性のボード線図が得られるまで
入力を繰り返す。
の特性のボード線図が画面7Aに表示されるので、ステッ
プ305を介して希望の特性のボード線図が得られるまで
入力を繰り返す。
以上の手順の繰り返しにより希望の特性のボード線図
が得られたら、ステップ306でカーソルにより設計を指
示し、系全体の伝達関数のボード線図を描かせて結果を
確認する。
が得られたら、ステップ306でカーソルにより設計を指
示し、系全体の伝達関数のボード線図を描かせて結果を
確認する。
ステップ302の位相線図の表示において、本例では位
相進み回路であるのでカーソル位置にトップ値、つまり
上方にピーク値を与えたが、位相遅れ回路に対しては、
ボトム値、つまり下方ピーク値の指定が行われる。
相進み回路であるのでカーソル位置にトップ値、つまり
上方にピーク値を与えたが、位相遅れ回路に対しては、
ボトム値、つまり下方ピーク値の指定が行われる。
同様に、チェビシェフフィルタやバタワースフィルタ
を選んで、ハイパス、ローパス、バンドバス、バンドス
トップなどのフィルタを設計することもできる。
を選んで、ハイパス、ローパス、バンドバス、バンドス
トップなどのフィルタを設計することもできる。
このように本例によれば、希望の特性を図を見ながら
直接指定するため、特性を満足しそうなパラメータを計
算する必要がない。また、設計した結果どのような特性
が得られるかがあらかじめ表示されるため、指定した特
性を図より確認でき、修正する場合も試行錯誤で行う必
要がなく、視覚的・直観的に、容易にフィルタを設計で
きる。
直接指定するため、特性を満足しそうなパラメータを計
算する必要がない。また、設計した結果どのような特性
が得られるかがあらかじめ表示されるため、指定した特
性を図より確認でき、修正する場合も試行錯誤で行う必
要がなく、視覚的・直観的に、容易にフィルタを設計で
きる。
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適
宜の設計変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得
るものである。
宜の設計変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得
るものである。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は特許請求の範囲に記載
の通りの制御系設計用CAD装置であるので、指定した特
性を確認しながら、試行錯誤なしに、視覚的・直観的
に、容易に制御系を設計できる。
の通りの制御系設計用CAD装置であるので、指定した特
性を確認しながら、試行錯誤なしに、視覚的・直観的
に、容易に制御系を設計できる。
第１図は本発明の一実施例に係るCAD装置の構成図、第
２図は第１図のCAD装置を実現するための機器構成図、
第３図はフィルタ設計例のフローチャート、第４図は入
力画面の説明図、第５図は出力画面の説明図、第６図は
系の応答速度または安定性を向上させる目的で用いられ
る位相進み回路の一例を示す回路図、第７図はαの値と
最大進み角（＋）と最大遅れ角（−）の関係を表わす
図、第８図（ａ），（ｂ）は位相進み回路のゲイン及び
位相特性を示す図である。 １……マウスドライバ ２……カーソル読取部 ３……演算部 ４……フィルタ設計部 ５……プロッタルーチン ６……メインコントローラ ７……ディスプレイ装置 ８……マウス ９……演算装置
２図は第１図のCAD装置を実現するための機器構成図、
第３図はフィルタ設計例のフローチャート、第４図は入
力画面の説明図、第５図は出力画面の説明図、第６図は
系の応答速度または安定性を向上させる目的で用いられ
る位相進み回路の一例を示す回路図、第７図はαの値と
最大進み角（＋）と最大遅れ角（−）の関係を表わす
図、第８図（ａ），（ｂ）は位相進み回路のゲイン及び
位相特性を示す図である。 １……マウスドライバ ２……カーソル読取部 ３……演算部 ４……フィルタ設計部 ５……プロッタルーチン ６……メインコントローラ ７……ディスプレイ装置 ８……マウス ９……演算装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05B 15/02 G06F 17/50 H03H 7/06
Claims (2)
- 【請求項１】画面に表示されたカーソルを移動させるカ
ーソル移動手段と、前記カーソル移動手段で移動された
前記カーソルの位置に基づいて予め指定されたフィルタ
回路についての特性図及びこれを用いた場合の制御系の
特性図を前記画面の所定位置に表示する表示手段と、前
記表示手段により前記画面に表示された前記フィルタ回
路についての特性図に対して前記カーソル移動手段によ
り前記画面に表示されたカーソルを移動させ、前記フィ
ルタ回路が前記カーソルの移動された位置である指定位
置に対応した所望の特性を有するように設計し、前記所
望の特性を有するフィルタ回路を含む制御系の設計を行
う設計手段と、を備えたことを特徴とする制御系設計用
CAD装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の制御系設計用CAD装置に
おいて、前記設計手段は、前記フィルタ回路が位相進み
回路であるときは、前記表示手段により前記画面に表示
された前記フィルタ回路についてのフィルタボード線図
に対して前記カーソル移動手段により前記画面に表示さ
れたカーソルを移動させ、前記位相進み回路が前記カー
ソルの移動された位置である指定位置に対応した上方ピ
ーク値を呈する所望のフィルタボード線図を有するよう
に設計し、前記フィルタ回路が位相遅れ回路であるとき
は、前記表示手段により前記画面に表示された前記フィ
ルタ回路についてのフィルタボード線図に対して前記カ
ーソル移動手段により前記画面に表示されたカーソルを
移動させ、前記位相遅れ回路が前記カーソルの移動され
た位置である指定位置に対応した下方ピーク値を呈する
所望のフィルタボード線図を有するように設計するもの
であることを特徴とする制御系設計用CAD装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1131620A JP2856766B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 制御系設計用ｃａｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1131620A JP2856766B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 制御系設計用ｃａｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02310704A JPH02310704A (ja) | 1990-12-26 |
| JP2856766B2 true JP2856766B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=15062316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1131620A Expired - Lifetime JP2856766B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 制御系設計用ｃａｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2856766B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP1131620A patent/JP2856766B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02310704A (ja) | 1990-12-26 |
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