JP2887626B2 - 制御対象のむだ時間算出方法およびむだ時間算出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は制御対象のむだ時間算出
方法およびむだ時間算出装置に係り、例えばステップ応
答法によるオートチューニング機能を有する調節計に搭
載して好適するむだ時間算出方法およびこれを実施する
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のステップ応答法によるオートチ
ューニング機能は、加熱炉等の制御対象を所定のステッ
プ信号で操作して得られた制御量例えば測定温度ＰＶの
応答に基づき、むだ時間Ｌや制御量ＰＶの最大変化率Δ
ＰＶmax を算出し、これらからＰＩＤ定数その他の制御
パラメータを演算するものである。そして、むだ時間Ｌ
は、図８で示すように、制御量ＰＶの安定状態から操作
量ＭＶをステップ的に例えば０％から１００％に変更し
たときの制御量ＰＶの推移から次の式（１）を用いて求
めることができる。 Ｌ＝ｔ−［（ＰＶm −ＰＶ0 ）／ΔＰＶmax ］・・・・・（１） ここで、符号ＰＶ0 はむだ時間算出開始時の制御量、符
号ΔＰＶmax は制御量ＰＶの所定単位時間当りの変化量
である変化率をΔＰＶn としたときの最大変化率、符号
ＰＶm は最大変化率ΔＰＶmax の得られたときの制御
量、符号ｔはむだ時間算出開始時から最大変化率ΔＰＶ
max の得られるまでの時間である。

【０００３】また、従来このようなむだ時間算出方法を
搭載した調節計としては、図９に示すように、設定値Ｓ
Ｖと制御対象１からの制御量ＰＶとから偏差演算部３で
偏差ｅを演算して制御装置５へ加え、むだ時間算出時に
は制御装置５からむだ時間算出要求信号ａをＡＮＤ回路
７へ出力し、安定判断部９にて制御量ＰＶの安定度を、
例えば所定時間内に制御量ＰＶが所定の範囲内で推移す
れば安定であると判断して安定判断信号ｂをＡＮＤ回路
７へ出力し、このＡＮＤ回路７ではそれらむだ時間算出
要求信号ａおよび安定判断信号ｂが揃った時点で切換信
号ｃをスイッチ１１に送って制御対象１をステップ信号
印加部１３側に切換えるとともにむだ時間算出開始信号
ｄをむだ時間算出装置１５へ出力する。

【０００４】むだ時間算出装置１５は、ステップ信号印
加部１３からのステップ信号による操作に基づく制御対
象１からの制御量ＰＶから、上述したようにむだ時間Ｌ
や最大変化率ΔＰＶmax 等を算出して制御装置５へ出力
するとともに、スイッチ１１へむだ時間算出終了信号ｆ
を送ってスイッチ１１を制御装置５側に切換える。制御
装置５では、それらむだ時間Ｌや最大変化率ΔＰＶmax
等からＰＩＤ定数その他制御パラメータを算出し、これ
を用いて上述した偏差ｅをＰＩＤ演算してスイッチ７を
介して制御対象１へ操作量ＭＶを出力している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たむだ時間算出方法では、制御量ＰＶが安定している状
態から算出開始しないとその算出結果が不正確となり易
いうえ、制御量ＰＶが安定しているか否かを正確に判断
するのは非常に困難であった。しかも、その判断に要す
る時間が長くなる難点もあった。また、そのむだ時間算
出方法を実施する調節計では、そのような欠点に加え
て、図９に示したように、むだ時間算出装置１５に加え
てＡＮＤ回路７や安定判断部９を必要とし、制御量ＰＶ
が安定していないとその算出結果が不正確であるうえ、
構成が複雑化する難点があった。

【０００６】本発明はこのような従来の欠点を解決する
ためになされたもので、制御対象からの制御量が安定し
ていない状態、すなわち制御量がどのような状態にあっ
ても制御対象のむだ時間を求めることが可能なむだ時間
算出方法およびこれを実施するむだ時間算出装置の提供
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明のむだ時間算出方法は、制御対象に印加
する操作出力をステップ的に変更したときの制御対象か
らの制御量ＰＶの応答に基づき制御対象のむだ時間Ｌを
算出する方法である。すなわち、その制御量ＰＶの測定
時点での制御量をＰＶn としたときこの制御量ＰＶn に
係る単位時間当りの変化量であるその変化率ΔＰＶn を
算出し、その操作出力のステップ的変化時点の変化率で
ある初期変化率ΔＰＶ0 の正負、およびそのステップ的
変化時点以降に変化率が最大変化率ΔＰＶmax となった
か否かを判別し、この初期変化率ΔＰＶ0 を正と判別し
たとき、そのステップ的変化時点の制御量ＰＶn である
むだ時間算出開始時の制御量ＰＶO 、その最大変化率Δ
ＰＶmax 、この最大変化率ΔＰＶmax の得られたときの
制御量ＰＶn である制御量ＰＶm 、およびステップ的変
化時点から最大変化率ΔＰＶmax の得られるまでの時間
ｔからむだ時間Ｌを算出する一方、その初期変化率ΔＰ
Ｖ0 を負と判別したとき、これ以降の最低制御量である
むだ時間算出開始時の制御量ＰＶ0 、最大変化率ΔＰＶ
max 、上記制御量ＰＶm 、および最低制御量ＰＶn の得
られた時点から最大変化率ΔＰＶmax の得られるまでの
時間ｔからむだ時間Ｌを算出し、それら初期変化率ΔＰ
Ｖ0 および最大変化率ΔＰＶmax に対応する係数ＫL で
あってその初期変化率ΔＰＶ0 の正又は負に対応してむ
だ時間Ｌを補正する正又は負補正係数ＫL を算出し、そ
れら正又は負補正係数ＫL でむだ時間Ｌを補正演算して
補正むだ時間Ｌ0 を出力する方法を特徴としている。

【０００８】また、本発明に係るむだ時間算出装置は、
制御量ＰＶの測定時点での制御量をＰＶn としたときこ
の制御量ＰＶn に係る単位時間当りの変化量であるその
変化率ΔＰＶn を算出する変化率算出部と、その操作出
力のステップ的変化時点の変化率である初期変化率ΔＰ
Ｖ0 の正負、およびそのステップ的変化時点以降に変化
率が最大変化率ΔＰＶmax となったか否かを判別すると
ともに、その初期変化率ΔＰＶ0 が正のときにはステッ
プ的変化時点の制御量をむだ時間算出開始時の制御量Ｐ
Ｖ0 と決定し、その初期変化率ΔＰＶ0 が負のときには
ステップ的変化以降の最低制御量の得られる時点の制御
量をむだ時間算出開始時の制御量ＰＶ0と決定しかつそ
の最大変化率ΔＰＶmax の得られたときの制御量ＰＶn
を制御量ＰＶm と決定する判別部と、この判別部で決定
されたそそれらむだ時間算出開始時の制御量ＰＶO 、最
大変化率ΔＰＶmax 、制御量ＰＶm 、およびむだ時間算
出開始時点からその最大変化率ΔＰＶmax の得られるま
での時間ｔからむだ時間Ｌを算出するむだ時間算出部
と、それら初期変化率ΔＰＶ0 および最大変化率ΔＰＶ
max に対応する係数ＫL でありその初期変化率ΔＰＶ0
の正又は負に対応してそのむだ時間Ｌを補正する正又は
負補正係数ＫL を算出する補正係数算出部と、この補正
係数算出部からの正又は負補正係数ＫL でむだ時間Ｌを
補正演算して補正むだ時間Ｌ0 を出力するむだ時間補正
演算部とを具備して構成されている。

【０００９】

【作用】このような手段を備えた本発明のむだ時間算出
方法では、操作出力のステップ的変化時点の変化率ΔＰ
Ｖn を算出し、その時点の初期変化率ΔＰＶ0 の正負を
判別するとともに最大変化率ΔＰＶmax を判別し、この
初期変化率ΔＰＶ0 が正のときにはステップ的変化時点
（あるむだ時間算出開始時）の制御量ＰＶ0 、最大変化
率ΔＰＶmax 、制御量ＰＶm およびステップ的変化時点
から最大変化率ΔＰＶmax の得られるまでの時間ｔから
むだ時間Ｌを算出し、それら初期変化率ΔＰＶ0 および
最大変化率ΔＰＶmax に対応する係数ＫL であって正の
初期変化率ΔＰＶ0 に対応した正補正係数ＫL を算出し
てこの正補正係数ＫL でむだ時間Ｌを補正演算して補正
むだ時間Ｌ0 を出力する。他方、上記初期変化率ΔＰＶ
0 が負のときには、最低制御量の得られた時点であるむ
だ時間算出開始時の制御量ＰＶ0 、最大変化率ΔＰＶma
x 、制御量ＰＶm、およびそのむだ時間算出開始時から
最大変化率ΔＰＶmax の得られるまでの時間ｔからむだ
時間Ｌを算出し、それら初期変化率ΔＰＶ0 および最大
変化率ΔＰＶmax に対応する係数ＫL であって負の初期
変化率ΔＰＶ0 に対応した負補正係数ＫL を算出してこ
の負補正係数ＫL でむだ時間Ｌを補正演算して補正むだ
時間Ｌ0 を出力する。

【００１０】また、本発明に係るむだ時間算出装置で
は、変化率算出部が制御量ＰＶn に係る変化率ΔＰＶn
を算出し、判別部がステップ的変化時点の初期変化率Δ
ＰＶ0の正負および最大変化率ΔＰＶmax を判別すると
ともに、その初期変化率ΔＰＶ0 が正のときにはステッ
プ的変化時点の制御量をむだ時間算出開始時の制御量Ｐ
Ｖ0 と決定し、その初期変化率ΔＰＶ0 が負のときには
ステップ的変化以降の最低制御量の得られる時点の制御
量をむだ時間算出開始時の制御量ＰＶ0 と決定しかつそ
の最大変化率ΔＰＶmax の得られたときの制御量ＰＶn
を制御量ＰＶm と決定し、上記むだ時間補正演算部がそ
れらむだ時間算出開始時の制御量ＰＶO 、最大変化率Δ
ＰＶmax 、制御量ＰＶm 、およびむだ時間算出開始時点
からその最大変化率ΔＰＶmax の得られるまでの時間ｔ
からむだ時間Ｌを算出し、補正係数算出部がそれら初期
変化率ΔＰＶ0 および最大変化率ΔＰＶmax に対応する
係数ＫL であって正又は負の初期変化率ΔＰＶ0 に対応
する正又は負の補正係数ＫLを算出し、むだ時間補正演
算部がその正又は負の補正係数ＫL でむだ時間Ｌを補正
演算して補正むだ時間Ｌ0 を出力する。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付
す。図１は本発明に係るむだ時間算出装置の一実施例を
示すブロック図であり、図２に示す調節計中のむだ時間
算出装置に相当する。便宜上このむだ時間算出装置を通
して本発明のむだ時間算出方法も説明する。図１におい
て、変化率算出部１７は、図２の制御対象１からの制御
量ＰＶを一定のサンプリング周期で取込んだ制御量ＰＶ
n を用いて変化率ΔＰＶn を算出するものであり、判別
部１９および記憶部２１に接続されている。

【００１２】判別部１９は、後述するむだ時間算出管理
部２３の管理下で、むだ時間算出要求信号発生時におけ
る変化率算出部１７からの初期変化率ΔＰＶ0 の正負の
符号を判別し、初期変化率ΔＰＶ0 が正のときにはその
時点の制御量をむだ時間算出開始時の制御量ＰＶO とし
て決定する一方、例えば上述した図８中の破線で示すよ
うに、初期変化率ΔＰＶ0 が負のときには変化率ΔＰＶ
n が「０」以上になった時点の制御量すなわち最低制御
量をむだ時間算出開始時の制御量ＰＶO として決定する
ものである。判別部１９は、むだ時間算出管理部２３の
管理下で、変化率ΔＰＶn が最大値となったか否かを判
別し、最大変化率ΔＰＶmax となった時点の制御量をＰ
Ｖmと決定するものである。

【００１３】むだ時間算出管理部２３は、図２の制御装
置５からのむだ時間算出要求信号ａに基づき判別部１９
へむだ時間算出開始の指示をするとともに、後述する管
理機能を有している。記憶部２１は、むだ時間算出管理
部２３の管理下で、初期変化率ΔＰＶ0 を記憶するとと
もに、判別部１９で決定したむだ時間算出開始時の制御
量ＰＶ0 、最大変化率ΔＰＶmax およびこの制御量ＰＶ
m を記憶する読み書き自在なＲＡＭ等であり、むだ時間
算出部２５および補正係数算出部２７に接続されてい
る。

【００１４】タイマ２９は、むだ時間算出管理部２３か
らの指示により、判別部１９においてむだ時間算出開始
時の制御量ＰＶ0 を決定した時点からカウント値をクリ
アーしてカウントを開始し、その変化率ΔＰＶn が最大
となるまでの時間ｔをカウントしてむだ時間算出部２５
へ出力するものである。むだ時間算出部２５は、タイマ
２９からのカウント値ｔが得られたとき、記憶部２１か
らの制御量ＰＶm 、むだ時間算出開始時点の制御量ＰＶ
0 および最大変化率ΔＰＶmax に基づき、上述した式
（１）によってむだ時間Ｌを算出してむだ時間補正演算
部３１へ出力するものである。

【００１５】すなわち、むだ時間算出部２５で演算に用
いるむだ時間算出開始時点の制御量ＰＶ0 は、判別部１
９が初期変化率ΔＰＶ0 を正と判別した状態では操作出
力のステップ的変化時点の制御量であり、初期変化率Δ
ＰＶ0 を負と判別した状態ではそのステップ的変化時点
以降の最低制御量が得られる時点の制御量である。補正
係数算出部２７は、所定の補正関数に基づき初期変化率
ΔＰＶ0 および最大変化率ΔＰＶmax に対応する補正係
数ＫL を算出し、むだ時間補正演算部３１へ出力するも
のである。

【００１６】むだ時間算出開始時の制御量ＰＶ0 を上述
した方法によって決定し、上述した式（１）で求めたむ
だ時間Ｌと初期変化率ΔＰＶ0 との関係は、一般的に図
３に示すようになり、制御量ＰＶの安定状態時である
「０」を中心にして初期変化率ΔＰＶ0 が正のときと負
のときでは図３のように異なる特性で変化する。そこ
で、図４に示すように、制御量ＰＶの安定状態時を中心
にして、初期変化率ΔＰＶ0 の正負に応じた正負の補正
関数を得て、この補正関数に基づいてむだ時間Ｌを補正
すれば、制御量ＰＶの初期変化率ΔＰＶ0 が正のときの
みならず負のときにも補正可能となり、正確なむだ時間
Ｌ0 を得ることができる。補正むだ時間Ｌ0 は次の補正
式（２）で求められる。 Ｌ0 ＝ＫL ・Ｌ ・・・・・・・・ （２） 但し、図４のＫL はｆ（ΔＰＶ0 ，ΔＰＶmax ）で示さ
れる関数である。

【００１７】なお、本発明者の実験によれば、初期変化
率ΔＰＶ0 が「０」以上すなわち正の場合には図５のよ
うな正の補正関数が好適し、初期変化率ΔＰＶ0 が
「０」未満すなわち負の場合には図６のような負の補正
関数が好適する。図５および図６は各々絶対値で示し、
しかもΔＰＶmax を基準に正規化したものであり、図５
は図４中の安定状態時を中心にして正側（右側）、図６
は図４中の負側（左側）に相当する。補正係数算出部２
７は、そのような補正関数に係るデータから上述した初
期変化率ΔＰＶ0 および最大変化率ΔＰＶmax に応じて
補正係数ＫL を算出するものである。

【００１８】むだ時間補正演算部３１は、むだ時間算出
管理部２３からの指示により、上述した補正式（２）に
よりむだ時間Ｌを補正係数ＫL によって補正し、補正む
だ時間Ｌ0 を図２の制御装置５へ出力するものである。
むだ時間算出管理部２３は、むだ時間補正演算部３１が
補正むだ時間Ｌ0 を出力したとき、むだ時間算出終了信
号ｆを出力する機能を有している。このように図１のむ
だ時間算出装置は、図９に類似する図２に示すように、
偏差演算部３、制御装置５、スイッチ１１およびステッ
プ信号印加部１３とともに調節計を形成する。図２では
むだ時間算出装置は符号３３で示される。

【００１９】この調節計では、むだ時間算出時に制御装
置５からむだ時間算出開始要求信号ａをスイッチ１１お
よびむだ時間算出装置３３に送り、スイッチ１１で制御
対象１をステップ信号印加部１３側に切換えてステップ
信号を制御対象１へ加える一方、そのステップ信号によ
る操作に基づく制御対象１からの制御量ＰＶからむだ時
間算出装置３３でむだ時間Ｌ0 等を算出して制御装置５
へ出力するとともに、むだ時間算出終了信号ｆを制御装
置５へ送る。制御装置５ではそれらむだ時間Ｌ0 等から
ＰＩＤ定数その他制御パラメータを算出し、所定のタイ
ミングでスイッチ１１へ切換信号を送り、制御装置５側
へ切換える。

【００２０】ところで、上述した本発明のむだ時間算出
装置を構成する変化率算出部１７、判別部１９、むだ時
間算出管理部２３、むだ時間算出部２５、補正係数算出
部２７、タイマ２９および時間補正演算部３１は、図２
の調節計を構成する偏差演算部３、制御装置５、ステッ
プ信号印加部１３およびスイッチ１１とともに、実際に
はＣＰＵやこのＣＰＵの動作プログラム等を格納したＲ
ＯＭ等（いずれも図示せず）を主体としたマイクロコン
ピュータで構成される。また、図１中の記憶部２１はそ
のＣＰＵに接続された内蔵又は外部記憶装置（図示せ
ず）で構成される。

【００２１】次に本発明に係るむだ時間算出装置の動作
を図７のフローチャートを用いて説明するが、この説明
によって本発明に係るむだ時間算出方法もより明らかに
なる。このフローチャートは制御量ＰＶの測定周期毎、
例えば１００ｍｓ毎に動作する。ステップ７０１で動作
開始されると、ステップ７０１で変化率算出部１７が制
御量ＰＶn を取込んでステップ７０２でその変化率ΔＰ
Ｖn を算出し、ステップ７０３でむだ時間算出管理部２
３がむだ時間算出要求があるか否か判断する。

【００２２】ステップ７０３がＹＥＳの場合にはむだ時
間算出管理部２３がステップ７０４で現在むだ時間算出
中か否か判断し、ＮＯであればステップ７０５でむだ時
間算出終了か否か判断する。ステップ７０５がＹＥＳで
あればその処理周期を終了し、ＮＯであればステップ７
０６でΔＰＶ0 が記憶部２１に記憶されているか否かむ
だ時間算出管理部２３が判断する。ステップ７０６がＹ
ＥＳであれば直接ステップ７０８に移り、ＮＯであれば
ステップ７０７で初期変化率ΔＰＶ0 を記憶部２１へ記
憶してステップ７０８に移り、ステップ７０８ではΔＰ
Ｖn が「０」未満か否か判別部１９が判断する。

【００２３】ステップ７０８がＮＯであればステップ７
０９でその時点の制御量をＰＶ0 として記憶部２１に記
憶し、タイマ２９のカウント値をクリアするとともにむ
だ時間算出中フラグをセットして終了する。ステップ７
０８がＹＥＳであれば終了し、ΔＰＶn が「０」以上に
なるまで各処理周期毎にステップ７０１〜ステップ７０
８を繰返す。

【００２４】なお、むだ時間算出要求時には、スイッチ
１１がステップ信号印加部１３側に切換わるので、初期
変化率ΔＰＶ0 が負であったとしても時間経過により変
化率ΔＰＶn は必ず「０」以上となる。ステップ７０９
でむだ時間算出中フラグがセットされると次の処理周期
でステップ７０４から７１０に移ってタイマ２９にてカ
ウントが行なわれ、ステップ７１１で変化率ΔＰＶn が
最大か否か判断される。なお、実際には少なくとも次の
データも見て判断し、最大時のデータを保存して使用す
る。

【００２５】ステップ７１１がＮＯの場合には終了し、
ΔＰＶn が最大と判断されるまで各処理周期毎にステッ
プ７０１〜７１１を繰返えす。ステップ７１１がＹＥＳ
になると、ステップ７１２でむだ時間Ｌがむだ時間算出
部２５により式（１）を用いて算出されてステップ７１
３に移る。

【００２６】ステップ７１３ではむだ時間算出管理部２
３によってΔＰＶ0 が「０」未満か否か判断され、ＮＯ
の場合（ΔＰＶ0 ≧０）にはステップ７１４で補正係数
算出部２７にて正補正係数の算出を行ない、ＹＥＳの場
合（ΔＰＶ0 ＜０）にはステップ７１５で補正係数算出
部２７にて負補正係数を算出してステップ７１６に移
る。ステップ７１６ではむだ時間補正演算部３１によっ
てそれら正又は負の補正係数でむだ時間Ｌを補正演算し
て補正むだ時間Ｌ0 を出力する。

【００２７】続くステップ７１７ではむだ時間算出中フ
ラグをクリアするとともにむだ時間算出終了フラグをセ
ットして終了する。その後の処理周期ではステップ７０
４から７０５へ移ってその処理周期を終了する。上述し
たステップ７０３がＮＯの場合には、ステップ７１８で
むだ時間算出中フラグおよびむだ時間算出終了フラグを
クリアして処理を終了する。具体的には、制御装置５に
よる制御が行なわれていて、むだ時間算出要求を行なっ
ていない状態、制御装置５からいったんむだ時間算出要
求を行ない、むだ時間算出が終了する前に何等かの理由
によりむだ時間算出要求を停止した場合、むだ時間の算
出が終了し、制御装置５からのむだ時間算出要求が停止
した場合等がある。

【００２８】このような本発明のむだ時間算出方法は、
制御量ＰＶの変化率ΔＰＶn を算出し、操作出力のステ
ップ的変化時点の初期変化率ΔＰＶ0 の正負およびその
ステップ的変化時点以降の最大変化率ΔＰＶmax を判別
し、その初期変化率ΔＰＶ0が正であれば、そのステッ
プ的変化時点すなわちむだ時間算出開始時点の制御量Ｐ
Ｖ0 、最大変化率ΔＰＶmax 、制御量ＰＶm およびむだ
時間算出開始時点から最大変化率ΔＰＶmax の得られる
までの時間ｔからむだ時間Ｌを算出する。他方、その初
期変化率ΔＰＶ0 が負であれば、これ以降の最低制御量
の得られる時点すなわちむだ時間算出開始時点の制御量
ＰＶ0 、最大変化率ΔＰＶmax 、制御量ＰＶm およびそ
のむだ時間算出開始時点から最大変化率ΔＰＶmax の得
られるまでの時間ｔからむだ時間Ｌを算出する。

【００２９】そして、それら初期変化率ΔＰＶ0 および
最大変化率ΔＰＶmax に対応する係数ＫL であってそれ
ら初期変化率ΔＰＶ0 の正負に対応する正又は負の補正
係数ＫL を算出し、それら正又は負補正係数ＫL でむだ
時間Ｌを補正演算して補正むだ時間Ｌ0 を出力する点を
特徴としている。そのため、ステップ的変化時点の制御
量ＰＶ0 の変化により生じるむだ時間Ｌの誤差を補正す
ることが可能となり、制御対象１からの制御量ＰＶが安
定している状態のみならず、増加又は減少している状態
等、制御量ＰＶがどのような状態にあっても正確なむだ
時間Ｌ0 を求めることが可能となる。

【００３０】また、本発明に係るむだ時間算出装置は、
制御量ＰＶn の変化率ΔＰＶn を算出する変化率算出部
と、操作出力のステップ的変化時点の初期変化率ΔＰＶ
0 の正負および最大変化率ΔＰＶmax を判別し、その初
期変化率ΔＰＶ0 が正のときにはステップ的変化時点の
制御量をむだ時間算出開始時の制御量ＰＶ0 と決定し、
その初期変化率ΔＰＶ0 が負のときにはステップ的変化
以降の最低制御量の得られる時点の制御量をむだ時間算
出開始時の制御量ＰＶ0 と決定しかつその最大変化率Δ
ＰＶmax に対応する制御量ＰＶm と決定する判別部と、
この判別部で決定されたそれらむだ時間算出開始時の制
御量ＰＶO 、最大変化率ΔＰＶmax 、制御量ＰＶm 、お
よびむだ時間算出開始時点からその最大変化率ΔＰＶma
x の得られるまでの時間ｔからむだ時間Ｌを算出するむ
だ時間算出部とを設けるとともに、それら初期変化率Δ
ＰＶ0 および最大変化率ΔＰＶmax に対応する係数ＫL
であって正又は負の初期変化率ΔＰＶ0 に対応する正又
は負補正係数ＫL を算出する補正係数算出部と、この補
正係数算出部からの正又は負補正係数ＫL でむだ時間Ｌ
を補正演算して補正むだ時間Ｌ0 を出力するむだ時間補
正演算部とを具備している。

【００３１】そのため、制御対象１からの制御量ＰＶが
どのような状態にあっても制御対象１の正確なむだ時間
Ｌ0 を求めることが可能となる利点に加えて、従来のよ
うなＡＮＤ回路７や安定判断部９等が不要となり、構成
が簡素化される。なお、上述した実施例では逆動作で操
作出力をステップ的に増加させる例を説明したが、本発
明では逆動作で操作出力をステップ的に減少させた場合
の制御量ＰＶの応答に基づき同様にむだ時間を算出する
ことが可能である。さらに、正動作においても同様に応
用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明のむだ時間算
出方法では、制御対象からの制御量が安定していなくと
も、すなわちどのような状態にあってもむだ時間を算出
することができるうえ、むだ時間算出までにかかる時間
を節約できる。また、本発明のむだ時間算出装置では、
制御量の安定度を検出する必要がないので、制御量がど
のような状態にあってもむだ時間を算出することができ
るうえ、速くむだ時間を算出できるし、構成も簡単とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るむだ時間算出方法を説明するため
のむだ時間算出装置の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】図１のむだ時間算出装置を搭載した調節計を示
す概略ブロック図である。

【図３】制御量の変化率と補正前のむだ時間の関係を示
す特性図である。

【図４】制御量の変化率と補正係数の関係を示す特性図
である。

【図５】図４における変化率が正の場合の正補正係数を
示す特性図である。

【図６】図４における変化率が負の場合の負補正係数を
絶対値で示す特性図である。

【図７】図１のむだ時間算出装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図８】操作量のステップ的変化に応答する制御量の変
化を示す特性図である。

【図９】従来のむだ時間算出装置を搭載した調節計を示
す概略ブロック図である。

【符号の説明】

１ 制御対象 ３ 偏差演算部 ５ 制御装置 ７ ＡＮＤ回路 ９ 安定判断部 １１ スイッチ １３ ステップ信号印加部 １５ むだ時間算出装置 １７ 変化率算出部 １９ 判別部 ２１ 記憶部 ２３ むだ時間算出管理部 ２５ むだ時間算出部 ２７ 補正係数算出部 ２９ タイマ ３１ むだ時間補正演算部 ３３ むだ時間算出装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象に印加する操作出力をステップ
   的に変更したときの前記制御対象からの制御量ＰＶの応
   答に基づき前記制御対象のむだ時間Ｌを算出するむだ時
   間算出方法において、 前記制御量ＰＶの測定時点での制御量をＰＶn としたと
   きこの制御量ＰＶn に係る単位時間当りの変化量である
   その変化率ΔＰＶn を算出し、 前記操作出力のステップ的変化時点の前記変化率である
   初期変化率ΔＰＶ0 の正負、および前記ステップ的変化
   時点以降に前記変化率が最大変化率ΔＰＶmaxとなった
   か否かを判別し、 前記初期変化率ΔＰＶ0 を正と判別したとき、前記ステ
   ップ的変化時点の前記制御量ＰＶn であるむだ時間算出
   開始時の制御量ＰＶO 、前記最大変化率ΔＰＶmax 、こ
   の最大変化率ΔＰＶmax の得られたときの制御量ＰＶn
   である制御量ＰＶm 、および前記ステップ的変化時点か
   ら前記最大変化率ΔＰＶmax の得られるまでの時間ｔか
   らむだ時間Ｌを算出するとともに、前記初期変化率ΔＰ
   Ｖ0 を負と判別したとき、これ以降の最低制御量である
   むだ時間算出開始時の制御量ＰＶ0 、前記最大変化率Δ
   ＰＶmax 、前記制御量ＰＶm 、および前記最低制御量の
   得られた時点から前記最大変化率ΔＰＶmax の得られる
   までの時間ｔからむだ時間Ｌを算出し、前記初期変化率ΔＰＶ0 および最大変化率ΔＰＶmax に
   対応する係数ＫL であって、 前記初期変化率ΔＰＶ0 の
   正又は負に対応して前記むだ時間Ｌを補正する正又は負
   補正係数ＫL を算出し、 これら正又は負補正係数ＫL で前記むだ時間Ｌを補正演
   算して補正むだ時間Ｌ0 を出力することを特徴とする制
   御対象のむだ時間算出方法。
2. 【請求項２】 制御対象に印加する操作出力をステップ
   的に変更したときの前記制御対象からの制御量ＰＶの応
   答に基づき前記制御対象のむだ時間Ｌを算出するむだ時
   間算出装置において、 前記制御量ＰＶの測定時点での制御量をＰＶn としたと
   きこの制御量ＰＶn に係る単位時間当りの変化量である
   その変化率ΔＰＶn を算出する変化率算出部と、 前記操作出力のステップ的変化時点の前記変化率である
   初期変化率ΔＰＶ0 の正負、および前記ステップ的変化
   時点以降に前記変化率が最大変化率ΔＰＶmaxとなった
   か否かを判別するとともに、前記初期変化率ΔＰＶ0 が
   正のときには前記ステップ的変化時点の制御量をむだ時
   間算出開始時の制御量ＰＶ0 と決定し、前記初期変化率
   ΔＰＶ0 が負のときには前記ステップ的変化以降の最低
   制御量の得られる時点の制御量をむだ時間算出開始時の
   制御量ＰＶ0 と決定し、かつ前記最大変化率ΔＰＶmax
   の得られたときの制御量ＰＶn を制御量ＰＶm と決定す
   る判別部と、 この判別部で決定された前記むだ時間算出開始時の制御
   量ＰＶO 、前記最大変化率ΔＰＶmax 、前記制御量ＰＶ
   m 、および前記むだ時間算出開始時点から前記最大変化
   率ΔＰＶmax の得られるまでの時間ｔからむだ時間Ｌを
   算出するむだ時間算出部と、前記初期変化率ΔＰＶ0 および最大変化率ΔＰＶmax に
   対応する係数ＫL であって、 前記初期変化率ΔＰＶ0 の
   正又は負に対応して前記むだ時間Ｌを補正する正又は負
   補正係数ＫL を算出する補正係数算出部と、 この補正係数算出部からの前記正又は負補正係数ＫL で
   前記むだ時間Ｌを補正演算して補正むだ時間Ｌ0 を出力
   するむだ時間補正演算部と、 を具備してなることを特徴とする制御対象のむだ時間算
   出装置。