JP3124169B2 - 2-DOF adjustment device - Google Patents

2-DOF adjustment device

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JP3124169B2
JP3124169B2 JP06006900A JP690094A JP3124169B2 JP 3124169 B2 JP3124169 B2 JP 3124169B2 JP 06006900 A JP06006900 A JP 06006900A JP 690094 A JP690094 A JP 690094A JP 3124169 B2 JP3124169 B2 JP 3124169B2
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correction target
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和男 広井
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Toshiba Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は外乱抑制特性と目標値追
従特性との双方を同時に最適化する2自由度調節装置の
改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a two-degree-of-freedom adjusting device for simultaneously optimizing both a disturbance suppression characteristic and a target value tracking characteristic.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のPIまたはPID(P:比例,
I:積分,D:微分)調節装置は、制御の有史以来あら
ゆる産業分野で多用されており、もはや各産業分野の制
御システムではPIまたはPID調節装置無しには成り
立たなくなってきている。
2. Description of the Related Art This kind of PI or PID (P: proportional,
(I: integral, D: differential) regulators have been used extensively in all industrial fields since the history of control, and control systems in each industrial field are no longer feasible without PI or PID regulators.

【0003】従来の調節装置には、種々の調節演算方式
が採用されているが、時代の推移とともにアナログ調節
演算方式からディジタル調節演算方式に移行しており、
今後もその傾向は変りそうもなく、プラント運転制御シ
ステムの基盤をなしている。
[0003] Various adjustment calculation methods have been adopted in the conventional adjustment device, but with the passage of time, there has been a shift from an analog adjustment calculation method to a digital adjustment calculation method.
This trend is unlikely to change in the future and forms the basis of plant operation control systems.

【0004】このPI調節演算の基本式は下記式で表さ
れる。 MV(s)=KP[1+(1+/TI・s)]・E(s) ……(1 ) 但し、MV(s):操作信号、E(s):偏差信号、K
P:比例ゲイン、TI:微分時間、s:ラプラス演算子で
ある。
[0004] The basic equation of this PI adjustment calculation is represented by the following equation. MV (s) = K P [1+ (1 + / T I s )] · E (s) (1) where MV (s): operation signal, E (s): deviation signal, K
P : proportional gain, T I : derivative time, s: Laplace operator.

【0005】このPI調節演算の基本式は1自由度PI
調節方式と呼ばれ、PIパラメータが1組しか設定でき
ない。しかし、実際の制御系では、外乱抑制特性を最適
化するだけでなく、目標値追従特性も最適化する必要が
あるが、これらの最適化演算に使用するパラメータ,つ
まり外乱抑制最適PIパラメータと目標値追従最適PI
Dパラメータとの値が大きく異なっている。その結果、
外乱抑制特性を最適化するようにPIパラメータを調整
すると目標値追従特性が大きくオーバシュートして振動
的な特性となり、逆に目標値追従特性を最適化しようと
すると、外乱抑制特性が劣化してしまう。つまり、この
両者の特性は同時に最適化することが出来ず、二律背反
の関係にあり、制御システムの高度化の大きな障害とな
っている。
The basic expression for this PI adjustment calculation is a one-degree-of-freedom PI
This is called an adjustment method, and only one set of PI parameters can be set. However, in an actual control system, it is necessary to optimize not only the disturbance suppression characteristics but also the target value follow-up characteristics. However, the parameters used for these optimization calculations, that is, the disturbance suppression optimum PI parameter and the target Value tracking optimal PI
The value with the D parameter is greatly different. as a result,
If the PI parameter is adjusted so as to optimize the disturbance suppression characteristics, the target value follow-up characteristics greatly overshoot and become oscillatory characteristics. Conversely, if the target value follow-up characteristics are optimized, the disturbance suppression characteristics deteriorate. I will. That is, the characteristics of the two cannot be optimized at the same time, and they are in a trade-off relationship, which is a major obstacle to the advancement of the control system.

【0006】そこで、この種のPID調節装置では、外
乱抑制特性と目標値追従特性とを同時に最適化できる技
術の出現が望まれていた。ところが、1963年におい
てIssac M.HorowitsがPIDパラメー
タをそれぞれ独立して2組設定可能な2自由度PIDア
ルゴリズム(TwoDegrees of Freedom PID A
lgorithm:以下、2DOF PIDと略称する)の基本
概念を発表するに至った。
Therefore, in this type of PID adjusting device, it has been desired to develop a technology capable of simultaneously optimizing the disturbance suppression characteristic and the target value tracking characteristic. However, in 1963, Issac M. Two degrees of Freedom PID A that Horowits can independently set two sets of PID parameters (Two Degrees of Freedom PID A
lgorithm: 2DOF PID).

【0007】その後、この2DOF PIDは実用化の
方向に歩み出し、最近ではプラント運転制御システムの
高度化に大きく貢献している。図5は、PIの2項を2
自由度化した従来の2DOF PI調節装置の中の基本
ブロック構成を示す図である。この調節装置は、1自由
度PI調節装置における目標値に進み/遅れ要素を挿入
することにより、PIの2項を2自由度化した構成であ
る。すなわち、この調節装置は、目標値SVn を進み/
遅れ要素51に導入して補正目標値SVn ′を取り出し
た後、この補正目標値SVn ′と制御量検出手段52に
よって検出される制御対象531 からの制御量PVn と
を偏差演算手段54に導入し、ここで補正目標値SVn
′から制御量PVn を減算し、偏差信号E=(SVn
′−PVn )を求める。そして、この偏差演算手段5
4で得られる偏差信号EをPI調節手段55に導入し、
ここでPIパラメータの下にPI調節演算を実行し、そ
の出力信号を比例ゲイン手段56に導く。
[0007] Thereafter, the 2DOF PID has begun to be put into practical use, and has recently contributed greatly to the advancement of plant operation control systems. FIG. 5 shows that the two terms of PI are 2
It is a figure showing the basic block composition in the conventional 2DOF PI adjustment device with the freedom. This adjusting device has a configuration in which the two terms of PI are made to have two degrees of freedom by inserting a lead / lag element into a target value in the one-degree-of-freedom PI adjusting device. That is, the control device advances the target value SVn /
'After removal, this corrected target value SVn' lag element 51 correction target value is introduced into SVn introducing a controlled variable PVn from the control object 53 1 detected by the control amount detection means 52 and the deviation calculation unit 54 Here, the correction target value SVn
'Is subtracted from the control amount PVn, and the deviation signal E = (SVn
'-PVn). Then, the deviation calculating means 5
4 is introduced into the PI adjusting means 55,
Here, a PI adjustment operation is performed under the PI parameter, and the output signal is guided to the proportional gain means 56.

【0008】この比例ゲイン手段56は、PI調節演算
の出力に比例ゲインKp を乗算し、得られた乗算信号を
操作信号MVn としてプロセス53に印加し、偏差E=
0,つまり補正目標値信号SVn ′=制御量PVn とな
るように制御する構成である。
The proportional gain means 56 multiplies the output of the PI adjustment operation by the proportional gain Kp, applies the resulting multiplied signal as an operation signal MVn to the process 53, and calculates a deviation E =
0, that is, control is performed such that the correction target value signal SVn '= the control amount PVn.

【0009】従って、目標値SVn =制御量PVn とな
るようにするためには、SVn ′=SVn ・H(s) の関
係から、最終値の定理を用いて(2)式が成立するよう
に進み/遅れ要素51のH(s) を選定すればよいことに
なる。
Therefore, in order to set the target value SVn to be equal to the control amount PVn, the following equation is established using the final value theorem from the relationship SVn '= SVn · H (s). H (s) of the lead / lag element 51 may be selected.

【0010】[0010]

【数1】 (Equation 1)

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上述べた
ような従来の調節装置では、果たして適切に2自由度化
されているか否かについて実際に応答式を用いて検討し
てみる。そこで、図5に示す構成の応答式を求めてみる
と、次のような(3)式によって表すことができる。 PVn ={[H(s) ・Kp ・C(s) ・G(s) ]/[1+Kp ・C(s) ・G(s) ] }・SVn +{G(s) /[1+Kp ・C(s) ・G(s) ]}・D(s) ……(3) この(3)式の応答式において、前段項は目標値SVの
変化に対する成分であり、後段項は外乱Dの変化に対す
る成分である。この(3)式から明らかなことは、進み
/遅れ要素51を構成する伝達関数H(s) のパラメータ
を調整したとき、目標値SVn の変化に対する追従特性
のみに影響を与え、外乱Dn (s) の変化に対する抑制特
性には全く影響を与えないことが分かる。
By the way, in the conventional adjusting device as described above, it is actually examined by using a response equation whether or not the two degrees of freedom are properly realized. Therefore, when the response equation having the configuration shown in FIG. 5 is obtained, it can be expressed by the following equation (3). PVn = {[H (s) · Kp · C (s) · G (s)] / [1 + Kp · C (s) · G (s)]} · SVn + {G (s) / [1 + Kp · C ( s) · G (s)]} · D (s) (3) In the response equation of equation (3), the preceding term is a component with respect to the change of the target value SV, and the following term is with respect to the change of the disturbance D. Component. It is clear from the equation (3) that when the parameters of the transfer function H (s) constituting the lead / lag element 51 are adjusted, only the following characteristic with respect to the change of the target value SVn is affected, and the disturbance Dn (s It can be seen that there is no effect on the suppression characteristics with respect to the change of ()).

【0012】従って、以上の式およびその説明から、P
I調節手段55のPIパラメータを外乱抑制特性に最適
となるように調整しておき、一方、進み/遅れ要素51
の伝達関数H(s) のパラメータを目標値追従特性に最適
となるように調整すれば、2自由度化を実現できる。
Therefore, from the above equation and its description, P
The PI parameter of the I adjusting means 55 is adjusted so as to be optimal for disturbance suppression characteristics, while the lead / lag element 51 is adjusted.
By adjusting the parameters of the transfer function H (s) to be optimal for the target value follow-up characteristic, two degrees of freedom can be realized.

【0013】しかし、進み/遅れ要素51の伝達関数H
(s) の場合には次のような問題が生ずる。今、進み/遅
れ要素51の伝達関数H(s) を用いた従来の先進的例と
して、例えば(4)式のような進み/遅れ要素を用いた
例について考えてみる。
However, the transfer function H of the lead / lag element 51
In the case of (s), the following problem occurs. Now, as a conventional advanced example using the transfer function H (s) of the lead / lag element 51, consider an example using a lead / lag element such as equation (4).

【0014】 H(s) =(1+αβTI ・s)/(1+βTI ・s) ……(4) 上式においてβはパラメータ、TI は積分時間、sはラ
プラス演算子である。ここで、前記(4)式を用いて、
(3)式のうち調整に関係する分子の伝達関数部分H
(s) ・Kp ・C(s) を変形してみると、次のような
(5)式で表すことができる。
H (s) = (1 + αβT I · s) / (1 + βT I · s) (4) In the above equation, β is a parameter, T I is an integration time, and s is a Laplace operator. Here, using the above equation (4),
Transfer function part H of the numerator related to adjustment in equation (3)
When (s) · Kp · C (s) is transformed, it can be expressed by the following equation (5).

【0015】[0015]

【数2】 (Equation 2)

【0016】従って、この(5)式においては、パラメ
ータα,βを調整すれば、2自由度化をすることができ
る。一般的には、0≦α≦1、1≦β≦2程度で、最適
値はα=0.4、β=1.35である。
Therefore, in the equation (5), if the parameters α and β are adjusted, two degrees of freedom can be realized. Generally, 0 ≦ α ≦ 1, 1 ≦ β ≦ 2, and the optimal values are α = 0.4 and β = 1.35.

【0017】しかし、この(5)式から明らかなよう
に、比例項,積分項の他に進み/遅れ要素H(s) を付加
したことにより、進み/遅れ要素H(s) の(4)式から
調整できるパラメータは、α,βの2個しかなく、αは
比例項のために用いられ、βは積分項のために用いら
れ、α,βのパラメータを微分成分のために用いて調整
することができない。このことは、α,βの2個のパラ
メータでは、比例項,積分項および微分成分の3つを最
適に調節演算できない。
However, as is apparent from the equation (5), the addition of the lead / lag element H (s) in addition to the proportional term and the integral term makes it possible to add the lead / lag element H (s) to the equation (4). There are only two parameters that can be adjusted from the equation, α and β, where α is used for the proportional term, β is used for the integral term, and adjusted using the α and β parameters for the derivative component. Can not do it. This means that with two parameters α and β, it is impossible to optimally adjust and calculate three of the proportional term, the integral term and the differential component.

【0018】ゆえに、微分成分を最適な状態で調節演算
できないことから、制御性の高度化にも限界がある。本
発明は上記実情に鑑みてなされたもので、制御性の向上
を図る2自由度調節装置を提供することを目的とする。
また、本発明の目的は、比例項,積分項のみならず、微
分項の強さも調整可能とする2自由度調節装置を提供す
ることを目的とする。
Therefore, since the differential component cannot be adjusted and calculated in an optimum state, the controllability is limited. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a two-degree-of-freedom adjusting device that improves controllability.
It is another object of the present invention to provide a two-degree-of-freedom adjusting device that can adjust not only the proportional term and the integral term, but also the strength of the differential term.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に対応する発明は、目標値から得られる補
正目標値と制御対象からの制御量との偏差が零となるよ
うに調節手段によってPI調節演算を実行し、得られた
PI調節演算信号を用いて制御対象を制御する調節装置
において、前記目標値SVn に[1+{H(s) −1}]
を乗算して静特性成分要素SVn と動特性成分要素{H
(s) −1}・SVn とに分離するとともに、これら両成
分要素の合成出力を前記補正目標値とする補正目標値演
算手段と、前記動特性成分要素の出力に微分項の強さを
可変するための調整パラメータを乗算するパラメータ乗
算手段と、前記PI調節手段の出力とパラメータ乗算手
段の出力とを合成し微分機能をもたせる合成手段とを設
けた2自由度調節装置である。但し、上式においてH
(s) は進み/遅れ要素である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is arranged such that a deviation between a correction target value obtained from a target value and a control amount from a control target becomes zero. In an adjusting device that executes a PI adjustment calculation by an adjustment unit and controls a control target using the obtained PI adjustment calculation signal, the target value SVn is set to [1+ {H (s) -1}].
, The static characteristic component element SVn and the dynamic characteristic component element {H
(s) -1} · SVn, and a correction target value calculating means for using the combined output of these two component elements as the correction target value; and varying the strength of the differential term to the output of the dynamic characteristic component element. This is a two-degree-of-freedom adjustment apparatus provided with parameter multiplication means for multiplying an adjustment parameter for performing the operation and synthesis means for synthesizing the output of the PI adjustment means and the output of the parameter multiplication means to have a differentiation function. However, in the above equation, H
(s) is a lead / lag element.

【0020】次に、請求項2に対応する発明は、目標値
から得られる補正目標値と制御対象からの制御量との偏
差が零となるように調節手段によってPI調節演算を実
行し、得られたPI調節演算信号を用いて制御対象を制
御する調節装置において、前記目標値SVn に{1+
[(1+αβTI ・s)/(1+βTI ・s)]−1}
を乗算して静特性成分要素SVn と動特性成分要素
{[(1+αβTI ・s)/(1+βTI ・s)]−
1}・SVn とに分離するとともに、これら両成分要素
の合成出力を前記補正目標値とする補正目標値演算手段
と、前記動特性成分要素の出力に微分項の強さを可変す
るための調整パラメータを乗算するパラメータ乗算手段
と、前記PI調節手段の出力とパラメータ乗算手段の出
力とを合成し微分機能をもたせる合成手段とを設けた2
自由度調節装置である。但し、上式においてα,βは調
整パラメータ、TI は積分時間、sはラプラス演算子で
ある。
Next, according to a second aspect of the present invention, a PI adjustment calculation is executed by an adjusting means so that a deviation between a correction target value obtained from a target value and a control amount from a control object becomes zero, In the adjusting device for controlling the control object using the PI adjustment calculation signal obtained, the target value SVn is set to {1+
[(1 + αβT I · s) / (1 + βT I · s)] − 1}
And the dynamic characteristic component element n [(1 + αβT I · s) / (1 + βT I · s)] −
1} · SVn, and a correction target value calculating unit that uses the combined output of these two component elements as the correction target value, and an adjustment for changing the strength of the differential term to the output of the dynamic characteristic component element. A parameter multiplying means for multiplying a parameter; and a synthesizing means for synthesizing an output of the PI adjusting means and an output of the parameter multiplying means to have a differentiation function.
This is a degree of freedom adjustment device. Where α and β are adjustment parameters, T I is an integration time, and s is a Laplace operator.

【0021】さらに、請求項3に対応する発明は、目標
値から得られる補正目標値と制御対象からの制御量との
偏差が零となるように調節手段によってPI調節演算を
実行し、得られたPI調節演算信号を用いて制御対象を
制御する調節装置において、前記目標値SVnに{1+
[(α−1)βI・s]/(1+βTI・s)}を乗算
して静特性成分要素SVnと動特性成分要素{[(α−
)βI・s]/(1+βTI・s)}・SVnとに分
離するとともに、これら両成分要素の合成出力を前記補
正目標値とする補正目標値演算手段と、前記動特性成分
要素の出力に微分項の強さを可変するための調整パラメ
ータを乗算するパラメータ乗算手段と、前記PI調節手
段の出力とパラメータ乗算手段の出力とを合成し微分機
能をもたせる合成手段とを設けた2自由度調節装置であ
る。但し、上式においてα,βは調整パラメータ、TI
は積分時間、sはラプラス演算子である。
Further, according to a third aspect of the present invention, a PI adjustment calculation is executed by an adjusting means so that a deviation between a correction target value obtained from a target value and a control amount from a control target becomes zero, and the obtained value is obtained. In the adjusting device for controlling the control object using the PI adjustment calculation signal, the target value SVn is set to {1+
[(Α-1) β T I · s] / (1 + βT it · s)} is multiplied by a static characteristic component elements SVn and dynamic characteristic component elements {[(alpha-
1) as well as separated into β T I · s] / ( 1 + βT I · s)} · SVn, the corrected target value calculating means for the combined output of both component element and the correction target value, the dynamic characteristic component elements A parameter multiplying means for multiplying the output of P by an adjustment parameter for varying the strength of the differential term, and a synthesizing means for synthesizing the output of the PI adjusting means and the output of the parameter multiplying means to have a differentiation function. This is a degree of freedom adjustment device. Where α and β are adjustment parameters, T I
Is an integration time, and s is a Laplace operator.

【0022】さらに、請求項4に対応する発明は、目標
値から得られる補正目標値と制御対象からの制御量との
偏差が零となるように調節手段によってPI調節演算を
実行し、得られたPI調節演算信号を用いて制御対象を
制御する調節装置において、前記目標値SVn に{1+
(α−1)[1−(1/(1+βTI ・s))]}乗算
して静特性成分要素SVn と動特性成分要素{(α−
1)[1−(1/(1+βTI ・s))]}・SVn と
に分離するとともに、これら両成分要素の合成出力を前
記補正目標値とする補正目標値演算手段と、前記動特性
成分要素の出力に微分項の強さを可変するための調整パ
ラメータを乗算するパラメータ乗算手段と、前記PI調
節手段の出力とパラメータ乗算手段の出力とを合成し微
分機能をもたせる合成手段とを設けた2自由度調節装置
である。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, a PI adjustment calculation is executed by an adjusting means so that a deviation between a correction target value obtained from a target value and a control amount from a control object becomes zero, and the obtained value is obtained. In the adjusting device for controlling the control target using the PI adjustment calculation signal, the target value SVn is set to {1+
(Α-1) [1- (1 / (1 + βT I s))] {multiply by multiplying the static characteristic component SVn and the dynamic characteristic component} (α−
1) [1- (1 / (1 + βT I · s))]} · SVn, and a correction target value calculating means for using a combined output of these two component elements as the correction target value; Parameter multiplying means for multiplying the output of the element by an adjustment parameter for varying the strength of the differential term, and synthesizing means for synthesizing the output of the PI adjusting means and the output of the parameter multiplying means to have a differentiating function are provided. This is a two-degree-of-freedom adjusting device.

【0023】[0023]

【作用】従って、請求項1ないし4に対応する発明は、
それぞれ以上のような手段を講じたことにより、目標値
に挿入する進み/遅れ要素を静特性成分要素と動特性成
分要素とに分離する一方、この動特性成分要素の出力に
微分項の強さを可変する調整パラメータを乗算し、PI
調節手段の出力に合成するようにしたので、従来装置の
調整パラメータに1つパラメータを多く付加するだけ
で、微分成分の強さを調整でき、比例項,積分項および
微分成分の3つを最適に調節演算することができる。
Accordingly, the invention corresponding to claims 1 to 4 is:
By taking the above measures, the lead / lag elements to be inserted into the target value are separated into a static characteristic component element and a dynamic characteristic component element. Is multiplied by an adjustment parameter that varies
Since the output is combined with the output of the adjusting means, the strength of the differential component can be adjusted only by adding one more parameter to the adjustment parameter of the conventional device, and the three components of the proportional term, the integral term and the differential component are optimized. Can be adjusted.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本発明の基本的な考え方は、動特性成分が
微分成分であることに着目し、進み/遅れ要素から動特
性成分を取り出すために、進み/遅れ要素を静特性成分
と動特性成分とに分離し、この動特性成分,つまり微分
成分に作用する1つパラメータを追加し、最適に微分成
分を調節演算することにある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The basic idea of the present invention is to focus on the fact that the dynamic characteristic component is a differential component, and to separate the lead / lag element into a static characteristic component and a dynamic characteristic component in order to extract the dynamic characteristic component from the lead / lag element. Then, the dynamic characteristic component, that is, one parameter acting on the differential component is added, and the differential component is adjusted and calculated optimally.

【0025】図1は請求項1に係わる発明の基本構成を
示す図である。同図において1は目標値SVn の出力端
に2自由度化のために挿入される補正目標値演算手段で
あって、これは目標値SVn を所定時間進みまたは遅ら
せる進み/遅れ要素11とこの進み/遅れ要素11の出
力から目標値SVn を減算する減算手段12とを有する
動特性成分要素と、目標値SVn をそのまま出力する静
特性成分要素と、これら2つの成分要素の出力を加算す
る加算手段13とで構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the invention according to claim 1. In the figure, reference numeral 1 denotes a correction target value calculating means inserted at the output end of the target value SVn for achieving two degrees of freedom, which is a lead / lag element 11 for advancing or delaying the target value SVn for a predetermined time and this advance. A dynamic characteristic component element having subtraction means 12 for subtracting the target value SVn from the output of the delay element 11, a static characteristic component element for outputting the target value SVn as it is, and an addition means for adding the outputs of these two component elements. 13.

【0026】従って、この補正目標値演算手段1は、補
正目標値をSVn ′とすると、 SVn ′={1+[H(s) −1]}・SVn ……(6) となり、a=SVn の静特性成分とb=[H(s) −1]
・SVn の動特性成分とに分離することができる。
Accordingly, when the correction target value is SVn ', the correction target value calculating means 1 satisfies the following equation: SVn' = {1+ [H (s) -1]}. SVn (6) Static characteristic component and b = [H (s) -1]
-It can be separated from the dynamic characteristic component of SVn.

【0027】この加算手段13の出力側には偏差演算手
段14が接続され、ここで補正目標値SVn ′と制御量
検出手段15によって検出される制御対象161 からの
制御量PVn とを偏差演算手段14に導入し、ここで補
正目標値SVn ′から制御量PVn を減算し、偏差信号
E=(SVn ′−PVn )を求める。そして、この偏差
演算手段14で得られる偏差信号EをPI調節手段17
に導入し、ここでPIパラメータの下にPI調節演算を
実行し、その出力信号を減算手段18に導く。
A deviation calculating means 14 is connected to the output side of the adding means 13, and calculates a deviation between the correction target value SVn 'and the control amount PVn from the control target 16 1 detected by the control amount detecting means 15. The control signal PVn is subtracted from the correction target value SVn 'to obtain a deviation signal E = (SVn'-PVn). Then, the deviation signal E obtained by the deviation calculating means 14 is used as the PI adjusting means 17.
Where the PI adjustment operation is performed under the PI parameter, and the output signal is guided to the subtraction means 18.

【0028】一方、動特性成分要素の出力は係数乗算手
段19に導入され、ここで動特性成分要素出力に微分成
分の強さを調整するための係数δを乗算し、減算手段1
8に導入する。この減算手段18は、PI調節演算出力
から動特性成分要素出力に係数δを乗じた信号を減算
し、得られた減算出力を比例ゲイン手段20に導入す
る。そして、ここで、減算出力に比例ゲインKp を乗算
し、得られた乗算信号を操作信号MVn としてプロセス
16に印加し、偏差E=0,つまり補正目標値信号SV
n ′=制御量PVn となるように制御する構成である。
On the other hand, the output of the dynamic characteristic component element is introduced to coefficient multiplying means 19, where the output of the dynamic characteristic component element is multiplied by a coefficient δ for adjusting the strength of the differential component, and the subtraction means 1
Introduce to 8. The subtraction means 18 subtracts a signal obtained by multiplying the dynamic characteristic component output by the coefficient δ from the PI adjustment calculation output, and introduces the obtained subtraction output to the proportional gain means 20. Then, the subtraction output is multiplied by the proportional gain Kp, and the obtained multiplication signal is applied to the process 16 as the operation signal MVn, and the deviation E = 0, that is, the correction target value signal SV
In this configuration, control is performed so that n '= control amount PVn.

【0029】従って、以上のような構成によれば、補正
目標値演算手段1は静特性成分要素と動特性成分要素と
に分離し、動特性成分要素出力に対して調整パラメータ
となる係数δを乗算した後、前記PI調節手段17の出
力から係数δを乗算した係数乗算手段19の出力を減算合
成することにより、微分機能をもたせるようにしてい
る。その結果、図1に示す制御量PVnの応答式を求め
てみると、次のような結果が得られる。
Therefore, according to the above-described configuration, the correction target value calculating means 1 separates the static characteristic component element and the dynamic characteristic component element from each other, and calculates the coefficient δ serving as an adjustment parameter for the output of the dynamic characteristic component element. After the multiplication, the output of the PI
The output of the coefficient multiplying means 19, which is obtained by multiplying the force by the coefficient δ, is subtracted and synthesized to have a differentiating function. As a result, when the response equation of the control amount PVn shown in FIG. 1 is obtained, the following result is obtained.

【0030】[0030]

【数3】 (Equation 3)

【0031】従って、この応答式から明らかなことは、
分子のパラメータδにより、微分成分の強さを調整で
き、さらに制御特性を改善することができる。特に、本
装置においては、調整パラメータδを1個増やすだけの
シンプルな構成を採用し、α,β,δの3個のパラメー
タを調整して、比例項,積分項,微分成分の3つの調節
演算を最適に実行することができる。
Therefore, what is clear from this response equation is:
The strength of the differential component can be adjusted by the numerator parameter δ, and the control characteristics can be further improved. In particular, the present apparatus adopts a simple configuration in which the adjustment parameter δ is increased by one, adjusts three parameters α, β, and δ, and adjusts three parameters of a proportional term, an integral term, and a differential component. The operation can be performed optimally.

【0032】次に、請求項2に係わる発明の一実施例に
ついて図2を参照して説明する。この実施例の装置は、
補正目標値演算手段1を改良したものであって、具体的
には前述した(4)式に示す伝達関数H(s) を有する進
み/遅れ要素21と当該進み/遅れ要素21の出力から
目標値SVn を減算する減算手段22とをもつ動特性成
分要素と、目標値SVn をそのまま出力する静特性成分
要素と、これら2つの成分要素の出力を加算する加算手
段23とを有し、補正目標値SVn ′を得る構成であ
る。
Next, one embodiment of the invention according to claim 2 will be described with reference to FIG. The device of this embodiment is
This is an improvement of the correction target value calculating means 1. Specifically, the correction target value calculating means 1 calculates the target value from the lead / lag element 21 having the transfer function H (s) shown in the above-mentioned equation (4) and the output of the lead / lag element 21. A dynamic characteristic component element having subtraction means 22 for subtracting the value SVn; a static characteristic component element for outputting the target value SVn as it is; and an adding means 23 for adding the outputs of these two component elements. In this configuration, the value SVn 'is obtained.

【0033】従って、この補正目標値演算手段1は、補
正目標値をSVn ′とすると、 SVn ′={(1+αβTI ・s)/(1+βTI ・s)}・SVn ={1+[(1+αβTI ・s)/(1+βTI ・s)]−1} ・SVn ……(8) となり、a=SVn の静特性成分とb={[(1+αβ
I ・s)/(1+βTI ・s)]−1}・SVn の動
特性成分とに分離する構成である。
Therefore, when the correction target value is SVn ', the correction target value calculating means 1 SVn' = {(1 + αβT I · s) / (1 + βT I · s)} · SVn = {1 + [(1 + αβT I .S) / (1 + βT I · s)] − 1} SVn (8), and the static characteristic component of a = SVn and b = {[(1 + αβ)
T I · s) / (1 + βT I · s)] − 1} · SVn.

【0034】この加算手段23の出力側には偏差演算手
段14が接続され、ここで補正目標値SVn ′と制御量
検出手段15によって検出される制御対象161 からの
制御量PVn とを偏差演算手段14に導入し、ここで補
正目標値SVn ′から制御量PVn を減算し、偏差信号
E=(SVn ′−PVn )を求める。そして、この偏差
演算手段14で得られる偏差信号EをPI調節手段17
に導入し、ここでPIパラメータの下にPI調節演算を
実行し、その出力信号を減算手段18に導入する。
A deviation calculating means 14 is connected to the output side of the adding means 23. The deviation calculating means 14 calculates the deviation between the correction target value SVn 'and the control amount PVn from the control target 16 1 detected by the control amount detecting means 15. The control signal PVn is subtracted from the correction target value SVn 'to obtain a deviation signal E = (SVn'-PVn). Then, the deviation signal E obtained by the deviation calculating means 14 is used as the PI adjusting means 17.
Where the PI adjustment operation is performed under the PI parameter, and the output signal is introduced to the subtraction means 18.

【0035】一方、動特性成分の出力は、係数乗算手段
19によって係数δを乗算し、減算手段18に導入す
る。この減算手段18は、PI調節演算出力から動特性
成分要素出力に係数δを乗じた信号を減算し、得られた
減算出力を比例ゲイン手段20に導入する。そして、こ
こで、減算出力に比例ゲインKp を乗算し、得られた乗
算信号を操作信号MVn としてプロセス16に印加し、
偏差E=0,つまり補正目標値信号SVn ′=制御量P
Vn となるように制御する構成である。
On the other hand, the output of the dynamic characteristic component is multiplied by a coefficient δ by a coefficient multiplying means 19 and is introduced to a subtracting means 18. The subtraction means 18 subtracts a signal obtained by multiplying the dynamic characteristic component output by the coefficient δ from the PI adjustment calculation output, and introduces the obtained subtraction output to the proportional gain means 20. Then, here, the subtraction output is multiplied by the proportional gain Kp, and the obtained multiplication signal is applied to the process 16 as the operation signal MVn,
Deviation E = 0, that is, correction target value signal SVn '= control amount P
Vn.

【0036】従って、以上のような構成によれば、補正
目標値演算手段1を静特性成分と動特性成分とに分離
し、動特性成分出力に対して調整パラメータとなる係数
δを乗算した後、この乗算出力を前記PI調節手段17
の出力を減算合成することにより、微分機能をもたせる
ようにしている。そこで、前記(7)式の分子の調節機
能部分を具体的に求めると、(9)式をのようになる。
Therefore, according to the above configuration, the correction target value calculating means 1 is separated into a static characteristic component and a dynamic characteristic component, and the dynamic characteristic component output is multiplied by a coefficient δ serving as an adjustment parameter. , This multiplied output to the PI adjusting means 17
Is subtracted and combined with each other to provide a differentiation function. Then, when the regulatory function part of the molecule of the above equation (7) is specifically obtained, the equation (9) is obtained.

【0037】[0037]

【数4】 (Equation 4)

【0038】従って、この(9)式から明らかなこと
は、分子のパラメータδの調整により微分成分の強さを
独立的に可変でき、さらに制御特性を改善することがで
きる。特に、本装置においては、調整パラメータδを1
個増やすだけのシンプルな構成を採用し、α,β,δの
3個のパラメータを調整でき、比例項,積分項,微分成
分の3つを最適な調節演算することができる。
Therefore, it is clear from equation (9) that the strength of the differential component can be independently varied by adjusting the parameter δ of the molecule, and the control characteristics can be further improved. In particular, in the present apparatus, the adjustment parameter δ is set to 1
By adopting a simple configuration of increasing the number of components, it is possible to adjust three parameters of α, β, and δ, and it is possible to perform optimal adjustment calculation of three of a proportional term, an integral term, and a differential component.

【0039】次に、図3は請求項3に係わる発明の一実
施例を示す図である。この実施例の補正目標値演算手段
1は、目標値SVnを微分する{(α−1)βTI
s}/(1+βTI・s)なる伝達関数をもつ不完全微
分手段31と、目標値SVnをそのまま出力する静特性
成分要素と、これら不完全微分手段31の出力と静特性
成分要素とを加算する加算手段32とで構成されてい
る。その結果、補正目標値演算手段1は、補正目標値を
SVn'とすると、 SVn'={(1+αβTI・s)/(1+βTI・s)}・SVn ={1+[(α−1)βI・s]/(1+βTI・s)} ・SVn …(10) となり、a=SVnの静特性成分とb={[(α−1
βI・s]/(1+βTI・s)}・SVnの動特性成
分とに分離する構成となる。
Next, FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the invention according to claim 3. The correction target value calculation means 1 of this embodiment differentiates the target value SVn by {(α-1) βT I ·
Incomplete differentiating means 31 having a transfer function of s} / (1 + βT I · s), a static characteristic component element that outputs the target value SVn as it is, and the output of these incomplete differentiating means 31 and the static characteristic component element are added. And an adding means 32 for performing the operation. As a result, the correction target value calculation means 1, 'When, SVn' a correction target value SVn = {(1 + αβT I · s) / (1 + βT I · s)} · SVn = {1 + [(α-1) β T I · s] / (1 + βT I · s)} · SVn (10) where a = the static characteristic component of SVn and b = {[(α−1 )
the structure is separated into a β T I · s] / ( 1 + βT I · s)} · dynamic characteristic components SVn.

【0040】この加算手段23の出力側には偏差演算手
段14が接続され、ここで補正目標値SVn ′と制御量
検出手段15によって検出される制御対象161 からの
制御量PVn とを偏差演算手段14に導入し、ここで補
正目標値SVn ′から制御量PVn を減算し、偏差信号
E=(SVn ′−PVn )を求める。そして、この偏差
演算手段14で得られる偏差信号EをPI調節手段17
に導入し、ここでPIパラメータの下にPI調節演算を
実行し、その出力信号を減算手段18に導入する。
A deviation calculating means 14 is connected to the output side of the adding means 23. The deviation calculating means 14 calculates the deviation between the correction target value SVn 'and the control amount PVn from the control target 16 1 detected by the control amount detecting means 15. The control signal PVn is subtracted from the correction target value SVn 'to obtain a deviation signal E = (SVn'-PVn). Then, the deviation signal E obtained by the deviation calculating means 14 is used as the PI adjusting means 17.
Where the PI adjustment operation is performed under the PI parameter, and the output signal is introduced to the subtraction means 18.

【0041】また、動特性成分の出力は、係数乗算手段
19によって係数δを乗算し、減算手段18に導入す
る。この減算手段18は、PI調節演算出力から動特性
成分に係数δを乗じた信号を減算し、得られた減算出力
を比例ゲイン手段20に導入する。そして、ここで、減
算出力に比例ゲインKp を乗算し、得られた乗算信号を
操作信号MVn としてプロセス15に印加し、偏差E=
0,つまり補正目標値信号SVn ′=制御量PVn とな
るように制御する構成である。
The output of the dynamic characteristic component is multiplied by a coefficient δ by a coefficient multiplying means 19 and is introduced to a subtracting means 18. The subtraction means 18 subtracts a signal obtained by multiplying the dynamic characteristic component by the coefficient δ from the PI adjustment calculation output, and introduces the obtained subtraction output to the proportional gain means 20. Then, here, the subtraction output is multiplied by the proportional gain Kp, and the obtained multiplication signal is applied to the process 15 as the operation signal MVn, and the deviation E =
0, that is, control is performed such that the correction target value signal SVn '= the control amount PVn.

【0042】従って、以上のような構成によれば、補正
目標値演算手段1を静特性成分と動特性成分とに分離
し、動特性成分出力に対して調整パラメータとなる係数
δを乗算した後、この乗算出力を前記PI調節手段17
の出力を減算合成することにより、微分機能をもたせる
ようにしている。
Therefore, according to the above configuration, the correction target value calculating means 1 is divided into a static characteristic component and a dynamic characteristic component, and the dynamic characteristic component output is multiplied by a coefficient δ serving as an adjustment parameter. , This multiplied output to the PI adjusting means 17
Is subtracted and combined with each other to provide a differentiation function.

【0043】その結果、前記(10)式の動特性成分b
以降の構成は、図2の構成と同じになる。また、PVn
の応答式における分子の調節機能部分は、前記(9)式
と同一となり、パラメータδを調整することにより、微
分項の強さを独立して可変できる。
As a result, the dynamic characteristic component b in the above equation (10)
The subsequent configuration is the same as the configuration in FIG. Also, PVn
The regulation function of the molecule in the response formula of (5) is the same as that of the above formula (9), and the strength of the differential term can be independently varied by adjusting the parameter δ.

【0044】さらに、図4は請求項4に係わる発明の一
実施例を示す構成図である。この実施例の補正目標値演
算手段1は、目標値SVn に1次遅れをもたせる{1/
(1+βTI ・s)}なる1次遅れ手段41と、目標値
SVn から1次遅れ手段41の出力を減算する減算手段
42と、この減算出力の係数αを乗算する係数乗算手段
43と、この係数乗算手段43の出力から前記減算手段
42の減算出力を減算する減算手段44とを有する動特
性成分要素と、目標値SVn をそのまま出力する静特性
成分要素と、前記減算手段44の出力と静特性成分要素
とを加算する加算手段45とによって構成されている。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment according to the fourth aspect of the present invention. The correction target value calculating means 1 of this embodiment gives the target value SVn a first-order lag of {1/1 /
(1 + βT I · s)}, a subtraction means 42 for subtracting the output of the primary delay means 41 from the target value SVn, a coefficient multiplication means 43 for multiplying a coefficient α of the subtraction output, A dynamic characteristic component element having a subtraction means 44 for subtracting the subtraction output of the subtraction means 42 from an output of the coefficient multiplication means 43; a static characteristic component element for outputting the target value SVn as it is; And an adding means 45 for adding the characteristic component element.

【0045】その結果、補正目標値演算手段1は、補正
目標値をSVn'とすると、 SVn'={(1+αβTI・s)/(1+βTI・s)}・SVn ={(1+βTI・s+αβTI・s−βTI・s) /(1+βTI・s)}・SVn ={[1+[(α−1)βTI・s/(1+βTI・s)]}・SVn{1+(α−1)[1−(1/(1+βTI・s))]}・SVnSVn+(α−1)[1−(1/(1+βTI・s))]・SVn となり、a=SVnの静特性成分とb={(α−1)
[1−(1/(1+βTI・s))]}・SVnの動特
性成分とに分離する構成となっている
As a result, assuming that the correction target value is SVn ', the correction target value calculating means 1 SVn' = {(1 + αβTI · s) / (1 + βTI · s)} · SVn = {(1 + βTI · s + αβTI · s− βTI · s) / (1 + βTI · s)} · SVn = { [1 + [(α−1) βTI · s / (1 + βTI · s)]] · SVn = {1+ (α-1) [1- (1 / (1 + βTI · s))]} · SVn = SVn + (α−1) [1- (1 / (1 + βTI · s))] · SVn , where a = the static characteristic component of SVn and b = {(α−1)
[1− (1 / (1 + βTI · s))] It is configured to be separated into the dynamic characteristic component of } · SVn.

【0046】さらに、加算手段45の出力側には偏差演
算手段14が接続され、ここで補正目標値SVn ′と制
御量検出手段15によって検出される制御対象161
らの制御量PVn とを偏差演算手段14に導入し、ここ
で補正目標値SVn ′から制御量PVn を減算し、偏差
信号E=(SVn ′−PVn )を求める。そして、この
偏差演算手段14で得られる偏差信号EをPI調節手段
17に導入し、ここでPIパラメータの下にPI調節演
算を実行し、その出力信号を減算手段18に導入する。
Further, a deviation calculating means 14 is connected to the output side of the adding means 45. Here, the deviation calculating means 14 calculates a deviation between the correction target value SVn 'and the control amount PVn from the control target 16 1 detected by the control amount detecting means 15. The control signal PVn is subtracted from the correction target value SVn 'to obtain a deviation signal E = (SVn'-PVn). Then, the deviation signal E obtained by the deviation calculating means 14 is introduced to the PI adjusting means 17, where the PI adjusting operation is executed under the PI parameter, and the output signal is introduced to the subtracting means 18.

【0047】また、動特性成分の出力は、係数乗算手段
19によって係数δを乗算し、減算手段18に導入す
る。この減算手段18は、PI調節演算出力から動特性
成分に係数δを乗じた信号を減算し、得られた減算出力
を比例ゲイン手段20に導入する。そして、ここで、減
算出力に比例ゲインKp を乗算し、得られた乗算信号を
操作信号MVn としてプロセス15に印加し、偏差E=
0,つまり補正目標値信号SVn ′=制御量PVn とな
るように制御する構成である。
The output of the dynamic characteristic component is multiplied by a coefficient δ by a coefficient multiplying means 19 and is introduced to a subtracting means 18. The subtraction means 18 subtracts a signal obtained by multiplying the dynamic characteristic component by the coefficient δ from the PI adjustment calculation output, and introduces the obtained subtraction output to the proportional gain means 20. Then, here, the subtraction output is multiplied by the proportional gain Kp, and the obtained multiplication signal is applied to the process 15 as the operation signal MVn, and the deviation E =
0, that is, control is performed such that the correction target value signal SVn '= the control amount PVn.

【0048】従って、以上のような構成によれば、補正
目標値演算手段1を静特性成分と動特性成分とに分離
し、動特性成分出力に対して調整パラメータとなる係数
δを乗算した後、この乗算出力を前記PI調節手段17
の出力を減算合成することにより、微分機能をもたせる
ようにしている。
Therefore, according to the above configuration, the correction target value calculation means 1 is separated into a static characteristic component and a dynamic characteristic component, and the dynamic characteristic component output is multiplied by a coefficient δ serving as an adjustment parameter. , This multiplied output to the PI adjusting means 17
Is subtracted and combined with each other to provide a differentiation function.

【0049】その結果、前記(11)式の動特性成分b
以降の構成は、図2の構成と同じになる。また、PVn
の応答式における分子の調節機能部分は、前記(9)式
と同一となり、パラメータδを調整することにより、微
分項の強さを独立して可変できる。その他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
As a result, the dynamic characteristic component b in the equation (11)
The subsequent configuration is the same as the configuration in FIG. Also, PVn
The regulation function of the molecule in the response formula of (5) is the same as that of the above formula (9), and the strength of the differential term can be independently varied by adjusting the parameter δ. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、目
標値に2自由度化のために挿入する補正目標値演算手段
の進み/遅れ要素を静特性成分と動特性成分とに分離
し、この動特性成分に微分成分に寄与するパラメータを
乗じ、PI調節手段の出力に合成することにより、調節
手段に存在しない微分成分を発生させるとともに、その
微分成分の強さを独立して可変するようにしたので、非
常に簡単な構成により、従来の欠陥を解消でき、制御性
を向上できる2自由度PID調節装置を実現できる。そ
の結果、今後のプラント制御システムへの適用が拡大
し、プラント全体の制御性を確信でき、ひいては産業界
に大きく貢献をもたらすことになる。
As described above, according to the present invention, the lead / lag element of the correction target value calculating means inserted into the target value for two degrees of freedom is separated into a static characteristic component and a dynamic characteristic component. By multiplying the dynamic characteristic component by a parameter contributing to the differential component and synthesizing the output of the PI adjusting means, a differential component not present in the adjusting means is generated, and the intensity of the differential component is independently varied. As a result, a two-degree-of-freedom PID adjustment device can be realized with a very simple configuration that can eliminate the conventional defects and improve controllability. As a result, the application to the plant control system in the future will be expanded, and the controllability of the whole plant can be convinced, which will greatly contribute to the industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the invention according to claim 1;

【図2】請求項2に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing one embodiment of the invention according to claim 2;

【図3】請求項3に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing one embodiment of the invention according to claim 3;

【図4】請求項4に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
FIG. 4 is a configuration diagram showing one embodiment of the invention according to claim 4;

【図5】従来の2自由度化PI調節装置の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional two-degree-of-freedom PI adjustment device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…補正目標値演算手段、11…進み/遅れ要素、1
2,22…減算手段、13,23…加算手段、14…偏
差演算手段、15…制御量検出手段、16…プロセス、
161 …制御対象、17…PI調節手段、19…係数乗
算手段、20…比例ゲイン手段、21…進み/遅れ手
段、31…不完全微分手段、41…1次遅れ手段。
1: correction target value calculation means, 11: lead / lag element, 1
2, 22 ... subtraction means, 13, 23 ... addition means, 14 ... deviation calculation means, 15 ... control amount detection means, 16 ... process,
16 1 : controlled object, 17: PI adjusting means, 19: coefficient multiplying means, 20: proportional gain means, 21 ... advance / delay means, 31 ... imperfect differentiation means, 41 ... primary delay means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−312101(JP,A) 特開 平4−117501(JP,A) 特開 平4−601(JP,A) 須田信英著、システム制御情報学会 編、「システム制御情報ライブラリー6 PID制御」、初版、株式会社朝倉書 店、平成4年7月20日、P.88−104、 「4.4 2自由度PID制御の応用」 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 11/36 - 13/04 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-312101 (JP, A) JP-A-4-117501 (JP, A) JP-A 4-601 (JP, A) Nobuhide Suda, Edited by the Society of System Control Information Engineers, “System Control Information Library 6 PID Control”, first edition, Asakura Shoten Co., Ltd., July 20, 1992, 88-104, “4.4 Application of Two-Degree-of-Freedom PID Control” (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G05B 11/36-13/04 JICST file (JOIS)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 目標値から得られる補正目標値と制御対
象からの制御量との偏差が零となるように調節手段によ
ってPI(P:比例,I:積分)調節演算を実行し、得
られたPI調節演算信号を用いて制御対象を制御する調
節装置において、 前記目標値SVn に[1+{H(s) −1}]を乗算して
静特性成分要素SVnと動特性成分要素{H(s) −1}
・SVn とに分離するとともに、これら両成分要素の合
成出力を前記補正目標値とする補正目標値演算手段と、
前記動特性成分要素の出力に微分項の強さを可変するた
めの調整パラメータを乗算するパラメータ乗算手段と、
前記PI調節手段の出力とパラメータ乗算手段の出力と
を合成し微分機能をもたせる合成手段とを備えたことを
特徴とする2自由度調節装置。但し、上式においてH
(s) は進み/遅れ要素である。
An adjusting means executes a PI (P: proportional, I: integral) adjustment operation so that the deviation between a correction target value obtained from a target value and a control amount from a control object becomes zero. The control device controls the control target using the PI adjustment calculation signal. The target value SVn is multiplied by [1+ {H (s) -1}] to obtain a static characteristic component SVn and a dynamic characteristic component {H ( s) -1}
SVn, and a correction target value calculating means that sets a combined output of these two component elements as the correction target value;
Parameter multiplying means for multiplying the output of the dynamic characteristic component element by an adjustment parameter for varying the strength of the differential term,
A two-degree-of-freedom adjusting apparatus, comprising: synthesizing means for synthesizing an output of the PI adjusting means and an output of the parameter multiplying means to have a differentiation function. However, in the above equation, H
(s) is a lead / lag element.
【請求項2】 目標値から得られる補正目標値と制御対
象からの制御量との偏差が零となるように調節手段によ
ってPI調節演算を実行し、得られたPI調節演算信号
を用いて制御対象を制御する調節装置において、 前記目標値SVn に{1+[(1+αβTI ・s)/
(1+βTI ・s)]−1}を乗算して静特性成分要素
SVn と動特性成分要素{[(1+αβTI ・s)/
(1+βTI ・s)]−1}・SVn とに分離するとと
もに、これら両成分要素の合成出力を前記補正目標値と
する補正目標値演算手段と、前記動特性成分要素の出力
に微分項の強さを可変するための調整パラメータを乗算
するパラメータ乗算手段と、前記PI調節手段の出力と
パラメータ乗算手段の出力とを合成し微分機能をもたせ
る合成手段とを備えたことを特徴とする2自由度調節装
置。但し、上式においてα,βは調整パラメータ、TI
は積分時間、sはラプラス演算子である。
2. A PI adjustment calculation is executed by an adjustment means so that a deviation between a correction target value obtained from a target value and a control amount from a control target becomes zero, and control is performed using the obtained PI adjustment calculation signal. In the adjusting device for controlling an object, the target value SVn is set to {1 + [(1 + αβT I · s) /
(1 + βT I · s)] − 1} and the static characteristic component element SVn and the dynamic characteristic component element {[(1 + αβT I · s) /
(1 + βT I · s)] − 1} · SVn, and a correction target value calculation unit that uses the combined output of these two component elements as the correction target value. A parameter multiplying means for multiplying an adjustment parameter for varying the strength; and a synthesizing means for synthesizing an output of the PI adjusting means and an output of the parameter multiplying means to have a differentiating function. Degree adjustment device. Where α and β are adjustment parameters, T I
Is an integration time, and s is a Laplace operator.
【請求項3】 目標値から得られる補正目標値と制御対
象からの制御量との偏差が零となるように調節手段によ
ってPI調節演算を実行し、得られたPI調節演算信号
を用いて制御対象を制御する調節装置において、 前記目標値SVnに{1+[(α−1)βI・s]/
(1+βTI・s)}を乗算して静特性成分要素SVn
と動特性成分要素{[(α−1)βI・s]/(1+
βTI・s)}・SVnとに分離するとともに、これら
両成分要素の合成出力を前記補正目標値とする補正目標
値演算手段と、前記動特性成分要素の出力に微分項の強
さを可変するための調整パラメータを乗算するパラメー
タ乗算手段と、前記PI調節手段の出力とパラメータ乗
算手段の出力とを合成し微分機能をもたせる合成手段と
を備えたことを特徴とする2自由度調節装置。但し、上
式においてα,βは調整パラメータ、TIは積分時間、
sはラプラス演算子である。
3. A PI adjustment operation is executed by an adjusting means so that a deviation between a correction target value obtained from a target value and a control amount from a control object becomes zero, and control is performed using the obtained PI adjustment operation signal. In the adjusting device for controlling an object, the target value SVn is set to {1 + [(α-1 ) β T I · s] /
(1 + βT I · s)} and multiply the static characteristic component element SVn
And the dynamic characteristic component element {[(α-1 ) β T I · s] / (1+
βT I · s)} · SVn, and a correction target value calculation means for setting the combined output of these two component elements as the correction target value; and varying the strength of the differential term to the output of the dynamic characteristic component element. A parameter multiplying means for multiplying an adjustment parameter for performing the operation, and a synthesizing means for synthesizing an output of the PI adjusting means and an output of the parameter multiplying means to have a differentiating function. Where α and β are adjustment parameters, T I is integration time,
s is a Laplace operator.
【請求項4】 目標値から得られる補正目標値と制御対
象からの制御量との偏差が零となるように調節手段によ
ってPI調節演算を実行し、得られたPI調節演算信号
を用いて制御対象を制御する調節装置において、 前記目標値SVn に{1+(α−1)[1−(1/(1
+βTI ・s))]}乗算して静特性成分要素SVn と
動特性成分要素{(α−1)[1−(1/(1+βTI
・s))]}・SVn とに分離するとともに、これら両
成分要素の合成出力を前記補正目標値とする補正目標値
演算手段と、前記動特性成分要素の出力に微分項の強さ
を可変するための調整パラメータを乗算するパラメータ
乗算手段と、前記PI調節手段の出力とパラメータ乗算
手段の出力とを合成し微分機能をもたせる合成手段とを
備えたことを特徴とする2自由度調節装置。但し、上式
においてα,βは調整パラメータ、TI は積分時間、s
はラプラス演算子である。
4. A PI adjustment calculation is executed by an adjustment means so that a deviation between a correction target value obtained from a target value and a control amount from a control object becomes zero, and control is performed using the obtained PI adjustment calculation signal. In the control device for controlling an object, the target value SVn may be set to {1+ (α-1) [1- (1 / (1
+ ΒT I · s))]} {Multiply by multiplying the static characteristic component SVn and the dynamic characteristic component} {(α-1) [1- (1 / (1 + βT I
.S))]} · SVn, and a correction target value calculating means that uses the combined output of these two component elements as the correction target value; A two-degree-of-freedom adjusting device, comprising: a parameter multiplying unit for multiplying an adjustment parameter for performing the operation; Where α and β are adjustment parameters, T I is integration time, s
Is the Laplace operator.
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Title
須田信英著、システム制御情報学会編、「システム制御情報ライブラリー6PID制御」、初版、株式会社朝倉書店、平成4年7月20日、P.88−104、「4.4 2自由度PID制御の応用」

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