JP3468350B2 - 時間比例式制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は時間比例式制御装置
に係り、例えばＰＩＤ演算出力に応じた操作量を所定の
繰返し周期（サイクルタイム）のオン（ＯＮ）時間とオ
フ（ＯＦＦ）時間の比で出力する時間比例式制御装置の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の時間比例式制御装置とし
ては、図９に示すように、減算部１で設定値ＳＶと制御
対象（図９では図示せず。）からの測定値ＰＶとの偏差
ｅを出力し、ＰＩＤ演算部３にてその偏差ｅをＰＩＤ演
算してＰＩＤ演算出力を時間比例出力部５へ加え、この
時間比例出力部５では例えば図１０Ａのように時間比例
周期（１周期）で０％〜１００％まで変化するのこぎり
波を比較波としてＰＩＤ演算出力と比較し、各時間比例
周期毎にＰＩＤ演算出力がのこぎり波を越えた期間をＯ
Ｎ期間（ＴON）とする一方、越えない期間をＯＦＦ期間
（ＴOFF ）とした時間比例出力を操作器７等へ出力する
構成を有していた。

【０００３】そのため、例えばＰＩＤ演算出力が５０
％、のこぎり波の時間比例周期が３０秒の場合、ＯＮ期
間１５秒でＯＦＦ期間１５秒の時間比例出力が操作器７
へ出力され、この操作器７によって制御対象が例えば加
熱制御される。なお、ＰＩＤ演算部３からのＰＩＤ演算
出力は、図１０Ａ中の破線で示すように制御サンプリン
グ毎に変化するのが一般的である。

【０００４】また、比較波として、図１０Ｂに示すよう
に、時間比例周期（１周期）で０％〜１００％〜０％ま
で変化する三角波を用いる場合もあり、のこぎり波と同
様に時間比例周期においてＰＩＤ演算出力が三角波を越
えた期間をＯＮ期間（ＴON）とする一方、越えない期間
をＯＦＦ期間（ＴOFF ）とした時間比例出力を操作器７
等へ出力するよう時間比例出力部５を形成する場合もあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、時間比
例式制御装置は、現在、デジタル構成が一般的であるか
ら、例えば図１１に示すように、比較波であるのこぎり
波が所定の出力分解能（ΔＭＶ）で増加する場合、のこ
ぎり波が離散的に変化するタイミング（ΔＴ間隔）でし
か時間比例出力をＯＮ／ＯＦＦ切換えできない。

【０００６】そのため、本来、図１１中のＴ'ON 、Ｔ'O
FFのタイミングで切換えるべきところ、ＴON、ＴOFF の
ようなタイミングで切換えられて切換えタイミングが遅
れ、誤差が生じる。すなわち、時間比例出力の出力分解
能（ΔＭＶ）との関係で出力困難なＰＩＤ演算出力が存
在する。

【０００７】また、入力ノイズや測定値ＰＶの量子化誤
差等の影響により、図１２のようにＰＩＤ演算出力が急
変した場合、一時的にＰＩＤ演算出力がのこぎり波を下
回って時間比例出力がＯＦＦに切換わる。

【０００８】しかし、一般の時間比例式制御装置では、
時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ切換え時にチャタリングが
発生するのを防止する機能が搭載されているため、ＰＩ
Ｄ演算出力が元に戻ってのこぎり波を上回っても時間比
例出力がＯＦＦのまま持続され、時間比例出力が本来Ｏ
ＦＦに切換わるまでの間の誤差が生じ易い。さらに、従
来の時間比例式制御装置では、のこぎり波の時間比例周
期１周期で１つの時間比例出力を再現するため、その間
に算出されるＰＩＤ演算出力を有効に反映させて正確な
制御をするには改善の余地がある。

【０００９】そして、時間比例出力部５でゼロクロス制
御形の操作器７を制御する場合、図１３および図１４に
示すように、操作器７は交流電源９からの交流電源（交
流操作信号）のうち時間比例出力のＯＦＦ切換えやＯＮ
切換えタイミングの次にくるゼロクロス点でヒータ１１
へ印加交流電源を切換えるから、ヒータ１１への印加交
流電源が余分に出力されたり遅れて出力されるうえ、そ
れらの値もまちまちである。

【００１０】そのため、時間比例出力部５からの時間比
例出力と、実際にヒータ１１に反映される出力には誤差
が生じる。このような課題は、ＰＩＤ演算出力以外の制
御信号を時間比例出力部５へ加えて時間比例出力を出力
する構成においても起こる問題である。

【００１１】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、制御対象を制御するための制御出力結
果を正確に制御対象に与えることができる時間比例式制
御装置の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、制御対象を制御するための制御出力
信号に補正値を加算する加算部と、この加算部からの加
算制御出力信号に応じて所定の繰返し周期内をＯＮ／Ｏ
ＦＦ比に変換した時間比例出力をその制御対象側へ出力
する時間比例出力部と、その繰返し周期内における加算
制御出力信号の加算平均値を算出する制御出力信号平均
算出部と、その時間比例出力部からの時間比例出力にお
けるＯＮ／ＯＦＦ比を算出する時間比例出力算出部と、
その加算制御出力信号平均値と時間比例出力のＯＮ／Ｏ
ＦＦ比との差から上記補正値を上記加算部へ出力する補
正値算出部とを具備している。しかも、その加算部は、
上記繰り返し周期に基づく補正値を次の繰り返し周期に
おける上記制御出力信号に加算するものである。

【００１３】また、本発明は、時間比例出力に基づき制
御対象へ加える交流操作信号をこのゼロクロス点でＯＮ
／ＯＦＦ操作するゼロクロス操作器を有し、その交流操
作信号の半周期又はこの整数倍のタイミング周期で時間
比例出力のＯＮ／ＯＦＦを切換え出力するよう上記時間
比例出力部を形成する構成も可能である。

【００１４】さらに、本発明は、設定値と上記制御対象
からの測定値との偏差をＰＩＤ演算するＰＩＤ演算部を
有し、このＰＩＤ演算部からのＰＩＤ演算出力を上記制
御出力信号として補正値に加算するよう上記加算部を形
成することも可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
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。

【００１６】図１は本発明に係る時間比例式制御装置の
実施の形態を示すブロック図である。図１において、減
算部１は、設定値ＳＶと制御対象（図１では図示省略）
からの測定値ＰＶとを所定のサンプリングタイミングで
減算して偏差ｅを出力するもので、ＰＩＤ演算部３に接
続されている。

【００１７】ＰＩＤ演算部３は、その偏差ｅをＰＩＤ演
算し、例えば図２ＡのようなＰＩＤ演算出力（実線：Ｍ
Ｖ１〜ＭＶ１０）を制御対象を制御する制御出力として
所定の制御サンプリング周期で出力するもので、加算部
１３に接続されている。この加算部１３は、ＰＩＤ演算
出力に対して後述する補正値算出部１７からの補正値を
加算し、例えば図２Ｂのように加算ＰＩＤ演算出力（破
線：ＭＶ１１〜ＭＶ２０）を出力するもので、時間比例
出力部５およびＰＩＤ出力平均算出部１５に接続されて
いる。

【００１８】時間比例出力部５は、例えば図２Ａに示す
ように、加算ＰＩＤ演算出力と時間比例周期で０％〜１
００％まで変化するのこぎり波とを比較し、その時間比
例周期（１周期）内で加算ＰＩＤ演算出力がのこぎり波
を越えている期間ではＯＮ状態（ＴON）で、加算ＰＩＤ
演算出力がのこぎり波より低下する期間ではＯＦＦ状態
（ＴOFF ）の時間比例出力を形成するもので、操作器７
および時間比例出力算出部１９に接続されている。

【００１９】時間比例出力部５では、のこぎり波のどの
部分でも、加算ＰＩＤ演算出力がレベル変化すれば、時
間比例出力におけるＯＮ／ＯＦＦ切換えタイミングが変
化し、加算ＰＩＤ演算出力に応じた時間比例値（ＯＮ／
ＯＦＦ比）を有する時間比例出力を出力するように動作
する。但し、チャタリングを防止する機能により、必ず
しもＯＮ／ＯＦＦの切換えが行われるわけではない。

【００２０】ＰＩＤ出力平均算出部１５は、各時間比例
周期毎に１周期内の全ての加算ＰＩＤ演算出力を加算し
てその平均値を算出するもので、補正値算出部１７に接
続されている。すなわち、図２において、ＭＶ１〜ＭＶ
１０を加算するとともに全体のサンプル数（１０）で割
った平均値を、例えば百分率で出力するものである。

【００２１】時間比例出力算出部１９は、各時間比例周
期毎に１周期内の実際の時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ比
を例えば百分率で出力するものであり、補正値算出部１
７に接続されている。

【００２２】補正値算出部１７は、加算ＰＩＤ演算出力
の平均値から、同じ時間比例周期内の時間比例出力のＯ
Ｎ／ＯＦＦ比を減算して補正値を出力するものであり、
上述した加算部１３に接続されている。

【００２３】上述した加算部１３は、ある時間比例周期
におけるＰＩＤ演算部３からのＰＩＤ演算出力につい
て、直前の時間比例周期のＰＩＤ演算出力に基づく補正
値算出部１７からの補正値を加算する機能を有する。

【００２４】すなわち、図２に示すように、ある時間比
例周期における全てのＰＩＤ演算出力ＭＶ１１〜ＭＶ２
０について、直前の時間比例周期のＰＩＤ演算出力ＭＶ
１〜ＭＶ１０に基づく補正値を加算し、破線で示すよう
な加算ＰＩＤ演算出力を出力する機能を有する。そのた
め、時間比例出力部５から出力される時間比例出力のＯ
Ｎ／ＯＦＦ切換えタイミングは、図２Ｂのように実線か
ら破線のように時間的に変化し、補正値の加算に応じて
ＯＮ／ＯＦＦ比も変化する。

【００２５】なお、加算する補正値は、加算する時間比
例周期中は一定であり、次の時間比例周期では直前の時
間比例周期に基づく別の一定の補正値が保持されるとと
もに加算されるが、制御の初回の時間比例周期では補正
値が作成されていないので、加算部１３へ入力されたＰ
ＩＤ演算出力と加算部１３から出力される加算ＰＩＤ演
算出力は同じになる。

【００２６】次に、上述した本発明に係る時間比例式制
御装置の動作を簡単に説明する。減算部１へ入力された
設定値ＳＶと測定値ＰＶが所定のサンプリングタイミン
グで減算されて、偏差ｅがＰＩＤ演算部３へ加えられ
る。

【００２７】ＰＩＤ演算部３では、制御サンプリング周
期でその偏差ｅをＰＩＤ演算し、図２ＡのようなＰＩＤ
演算出力ＭＶ１〜ＭＶ１０を加算部１３へ出力する。加
算部１３では、制御開始当初は補正値が入力されていな
いので、同じＰＩＤ演算出力ＭＶ１〜ＭＶ１０を加算Ｐ
ＩＤ演算出力として時間比例出力部５およびＰＩＤ出力
平均算出部１５へ出力する。

【００２８】時間比例出力部５では、時間比例周期で０
％〜１００％まで変化するのこぎり波と加算ＰＩＤ演算
出力とが比較され、加算ＰＩＤ演算出力がのこぎり波を
越えている期間ではＯＮ状態（ＴON）、加算ＰＩＤ演算
出力がのこぎり波より低下する期間ではＯＦＦ状態（Ｔ
OFF ）の時間比例出力を形成し、これが時間比例出力算
出部１９および制御対象側すなわち操作器７へ出力され
る。

【００２９】そのため、時間比例出力部５からの時間比
例出力は、加算ＰＩＤ演算出力に応じた時間比例値（Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ比：デューティー比）の操作出力となり、操
作器７はその時間比例出力によって制御対象を操作制御
する。

【００３０】一方、ＰＩＤ出力平均算出部１５では、時
間比例周期内の全ての加算ＰＩＤ演算出力（ＭＶ１〜Ｍ
Ｖ１０）を加算するとともに全体のサンプル数（１０）
で割った平均値（百分率）が補正値算出部１７へ加えら
れる。

【００３１】他方、時間比例出力算出部１９では、同じ
時間比例周期内の時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ比（百分
率）が補正値算出部１７へ加えられる。補正値算出部１
７では、互いに同じ時間比例周期内の加算ＰＩＤ演算出
力の平均値からＯＮ／ＯＦＦ比が減算されて補正値を形
成し、これが加算部１３に加えられる。

【００３２】加算部１３では、図２Ｂに示すように、そ
の補正値の元になる時間比例周期の次の周期の間その補
正値が保持され、ＰＩＤ演算部３からのＰＩＤ演算出力
に加算され、破線で示す加算ＰＩＤ演算出力（ＭＶ１１
〜ＭＶ２０）が時間比例出力部５およびＰＩＤ出力平均
算出部１５へ加えられる。

【００３３】時間比例出力部５からは、加算ＰＩＤ演算
出力に応じた時間比例出力が操作器７に加えられる一
方、ＰＩＤ出力平均算出部１５、時間比例出力算出部１
９および補正値算出部１７から次の時間比例周期に用い
る補正値が作成される。以降この動作が繰返される。そ
のため、ある時間比例周期に基づいて作成された補正値
が、次の時間比例周期の加算ＰＩＤ演算出力に反映さ
れ、時間比例出力部５から出力される時間比例出力のＯ
Ｎ／ＯＦＦ切換えタイミングが時間的に前後へ変化し、
ＯＮ／ＯＦＦ比が変化する。

【００３４】このように本発明の時間比例式制御装置
は、減算部１で設定値ＳＶと測定値ＰＶからの偏差ｅを
出力し、ＰＩＤ演算部３でその偏差ｅに基づくＰＩＤ演
算出力を演算出力し、加算部１３で所定の時間比例周期
中、ＰＩＤ演算出力に補正値を加算し、時間比例出力部
５でのこぎり波と加算ＰＩＤ演算出力とを比較して加算
ＰＩＤ演算出力に応じた時間比例出力を出力する一方、
ＰＩＤ出力平均算出部１５で時間比例周期毎に全ての加
算ＰＩＤ演算出力の平均値を作成し、時間比例出力算出
部１９で時間比例周期毎の実際の時間比例出力値を作成
し、補正値算出部１７でそれら加算ＰＩＤ演算出力の平
均値と時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ比から補正値を形成
し、次の時間比例周期でこの補正値を加算部１３で加算
して加算ＰＩＤ演算出力を形成して時間比例出力算出部
１９へ出力し、その加算部では繰り返し周期に基づく補
正値を次の繰り返し周期における制御出力信号に加算す
る構成としたから、ある時間比例周期に基づいて作成さ
れた補正値が、次の時間比例周期の加算ＰＩＤ演算出力
に反映され、時間比例出力部５から出力される時間比例
出力のＯＮ／ＯＦＦ切換えタイミングがその補正値に応
じて変化し、時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ比が変化す
る。

【００３５】そして、時間比例出力部５からの時間比例
出力は、加算ＰＩＤ演算出力に応じた時間比例値（デュ
ーティー比）の操作出力となり、操作器７はその時間比
例出力によって制御対象を操作制御する。

【００３６】そのため、上述した図１１に示すように、
比較波であるのこぎり波が所定の出力分解能（ΔＭＶ）
で離散的に増加する場合、のこぎり波が変化するタイミ
ング（ΔＴ間隔）でしか時間比例出力をＯＮ／ＯＦＦ切
換えできず、ＴON、ＴOFF のように切換えタイミングが
遅れても、当該時間比例周期の加算ＰＩＤ演算出力に基
づく補正値が作成されて次の時間比例周期においてＰＩ
Ｄ演算出力に加算反映されるから、時間比例出力の出力
分解能（ΔＭＶ）との関係で出力困難なＰＩＤ演算出力
の影響がすぐに修正制御され、早く正確な時間比例式制
御が可能となる。

【００３７】また、入力ノイズや測定値ＰＶの量子化誤
差等の影響でＰＩＤ演算出力が急変し、図１２のように
時間比例出力が早くＯＦＦに切換わった時間比例出力が
出力されても、急変した時点以降のＰＩＤ演算出力の値
を含めた補正値で次の時間比例周期のＰＩＤ演算出力が
修正されるから、同様に早く正確な時間比例式制御が可
能となる。

【００３８】さらに、従来の時間比例式制御装置では、
時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ切換え時のＰＩＤ演算出力
以外は無視されていたが、上述した本発明では個々の時
間比例周期内のＰＩＤ演算出力が次の時間比例周期で有
効に反映され、この観点からも正確な時間比例式制御が
可能となる。

【００３９】次に、本発明に係る時間比例式制御装置の
他の実施の形態を説明する。本発明に係る時間比例式制
御装置では、時間比例出力部５で比較波として三角波を
用いる構成も可能である。

【００４０】すなわち、時間比例出力部５は、図３に示
すように、時間比例周期で０％〜１００％〜０％まで変
化する三角波を用い、この時間比例周期の半周期におい
て三角波と加算ＰＩＤ演算出力（ＭＶ１〜ＭＶ１０）と
を比較し、加算ＰＩＤ演算出力がのこぎり波を越えてい
る期間ではＯＮ状態（ＴON）、加算ＰＩＤ演算出力がの
こぎり波より低下する期間ではＯＦＦ状態（ＴOFF ）の
時間比例出力を形成する機能を有するよう形成可能であ
る。

【００４１】ＰＩＤ出力平均算出部１５は、時間比例周
期の半周期内の全ての加算ＰＩＤ演算出力（ＭＶ１〜Ｍ
Ｖ５）を加算するとともに半周期の全サンプル数（５）
で割った平均値（百分率）を出力するよう形成し、時間
比例出力算出部１９は、やはり同じ半周期内の実際の時
間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ比（百分率）を出力するよう
に形成されている。

【００４２】加算部１３は、図３に示すように、時間比
例周期においてその補正値の元になる半周期の次の半周
期でその補正値が保持され、ＰＩＤ演算部３からのＰＩ
Ｄ演算出力に加算されて加算ＰＩＤ演算出力（破線：Ｍ
Ｖ６〜ＭＶ１０）が時間比例出力部５およびＰＩＤ出力
平均算出部１５へ加えられる。それ以外は上述した構成
と同様である。

【００４３】このように、比較波として三角波を用いる
構成では、三角波の例えば前半の半周期のＰＩＤ演算出
力に基づいて補正値を作成し、続く後半の半周期でＰＩ
Ｄ演算出力に加算補正して時間比例出力を出力すること
が可能となり、同一の時間比例周期内で早い補正が可能
となる利点がある。

【００４４】図６は、比較波として三角波を用いた本発
明に係る時間比例式制御装置について、その動作をシミ
ュレーションした結果の特性図であり、図７は図９に示
した従来の時間比例式制御装置についてシミュレーショ
ンした結果の特性図である。この図６からは、本発明に
よる時間比例式制御装置が制御正確性および安定性に優
れていることが分かる。

【００４５】本発明で用いる比較波は、のこぎり波や三
角波のように所定の繰返し周期を０％〜１００％又は０
％〜１００％〜０％で直線的に変化するものであれば良
い。さらに、本発明では、操作器７が上述した図１３お
よび図１４のようにゼロクロス構成である場合、操作器
７からヒータ１１へ印加する交流電源の半周期又はこの
整数倍の時間毎にＯＮ／ＯＦＦを切換えた時間比例出力
を出力するよう時間比例出力部５を形成する構成も可能
である。

【００４６】すなわち、上述した図１１ののこぎり波が
離散的に変化するタイミングの分解能（ΔＴ）を、交流
電源周波数の半周期又はこの整数倍の時間とし（この
時、交流電源のゼロクロス点とのこぎり波が離散的に変
化するタイミングとを必ずしも一致させる必要はな
い。）、時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦを切換えるもので
ある。特に、デジタル構成の時間比例式制御装置で有用
である。

【００４７】このような構成を採用することにより、図
４に示すように、図１３中のヒータ１１へ印加される交
流電源に時間的な遅れＳは生じるが、時間比例出力部５
からの時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ切換え点（Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３……）から交流電源のゼロクロス点までの期間
が常に同じになり、操作器７からの情報がなくとも操作
器７がヒータ１１へどれだけの交流電源を印加したか分
かる。

【００４８】すなわち、時間比例出力部５からの時間比
例出力と実際にヒータ１１に反映された出力が同一時間
比となり、時間比例出力算出部１９に誤差がなくなるた
め、ゼロクロス制御における応答が安定となる。

【００４９】これに対して、時間比例出力ＯＮ／ＯＦＦ
の切換えタイミング周期をヒータへ印加する電源周波数
の半周期又はこの整数倍の時間に合わせない従来構成で
は、図５に示すように、時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ切
換え点（ｐ１、ｐ２、ｐ３……）とゼロクロス点までの
期間がＳ１、Ｓ２、Ｓ３等となって一定でなくなり、時
間比例出力部５からの時間比例出力と実際にヒータ１１
に反映された出力が同一時間比にならず、操作器７から
の情報がないと、操作器７がどれだけ出力を出したか分
からず、正確な制御を確保しようとすると構成が複雑化
する。

【００５０】ところで、上述した本発明の構成では、制
御対象を制御する制御出力信号としてＰＩＤ演算出力を
用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、設定値（目標値）と制御対象からの測定値から
ファジィ演算した出力値に上述した補正値を加算する構
成も可能であるし、時間の経過とともに所定のパターン
で変化する出力値に上述した補正値を加算する構成も可
能である。

【００５１】すなわち、本発明では、制御対象を直接制
御するためにこれに印加される交流又は直流電力をコン
トロールする時間比例出力が、その制御出力信号に上述
した補正値を加算した加算制御出力信号に基づいて形成
される構成であれば、本発明の目的が達成される。

【００５２】このように、種々の制御出力に対応する本
発明を構成するには、例えば図８に示すように、制御出
力信号を加算部１３へ加えて上述した補正値と加算して
加算制御出力信号を出力し、制御出力信号平均算出部２
１で加算制御出力信号の平均値を算出するよう、それら
加算部１３および制御出力信号平均算出部２１を形成す
れば良く、ＰＩＤ演算部３を除き、他の構成は図１と同
様である。もっとも、ＰＩＤ演算部３を制御出力信号出
力部と考えることも可能である。

【００５３】上述した本発明に係る時間比例式制御装置
は、一般には所定のプログラムで演算や判断動作するＣ
ＰＵ、このＣＰＵの動作プログラムを格納したＲＯＭ、
演算動作結果を一時的に格納するＲＡＭ、外部とのイン
ターフェースであるＩ／Ｏを主体としたマイクロコンピ
ュータで構成する場合が多いが、電子部品を組合せた電
子回路で構成することも可能であり、デジタル構成の機
器ではＣＰＵで扱うデジタル信号が上述した制御出力信
号となり、アナログ構成の機器では電圧信号や電流信号
等のアナログ信号が制御出力信号となる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の時間比例式
制御装置は、制御対象を制御するための制御出力信号に
補正値を加算して加算制御出力信号を出力させ、この加
算制御出力信号に応じて所定の繰返し周期内をＯＮ／Ｏ
ＦＦ比に変換した時間比例出力を出力する一方、その繰
返し周期内における加算制御出力信号の平均値を算出
し、その時間比例出力部からの時間比例出力におけるＯ
Ｎ／ＯＦＦ比を算出し、それら加算制御出力信号平均値
と時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦ比との差から上記補正値
を出力して加算し、上記加算部では上記繰り返し周期に
基づく補正値を次の繰り返し周期における制御出力信号
に加算する構成としたから、時間比例出力の出力分解能
（ΔＭＶ）との関係で出力困難な制御出力信号の補正が
可能となったり、ノイズ等に起因する制御出力信号の急
変による影響を小さく抑え、時間比例周期内の制御出力
信号を有効に活用した補正が可能となり、早く安定した
高精度の時間比例式制御が可能となる。また、ゼロクロ
ス操作器を有し、交流操作信号の半周期又はこの整数倍
のタイミング周期で時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦを切換
え出力するよう構成すれば、ゼロクロス制御における出
力の応答の遅れによる誤差を軽減して安定性を向上でき
る利点がある。さらに、設定値と制御対象からの測定値
との偏差をＰＩＤ演算してＰＩＤ演算出力を制御出力信
号として出力するＰＩＤ演算部を設ける構成では、時間
比例出力の出力分解能（ΔＭＶ）との関係で出力困難な
ＰＩＤ演算出力の補正が可能となり、ノイズ等に起因す
るＰＩＤ演算出力の急変による影響を小さく抑え、時間
比例周期内のＰＩＤ演算出力を有効に活用した補正が可
能となり、同様に早く安定した高精度の時間比例式制御
がなされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る時間比例式制御装置の実施の形態
を示すブロック図である。

【図２】図１の時間比例式制御装置の動作を説明する図
である。

【図３】本発明に係る時間比例式制御装置の他の実施の
形態をその動作で説明する図である。

【図４】本発明に係る時間比例式制御装置のさらに他の
実施の形態をその動作で説明する図である。

【図５】図４に係る時間比例式制御装置との関係で従来
構成の動作を説明する図である。

【図６】図１に係る本発明の時間比例式制御装置のシミ
ュレーション結果を示す特性図である。

【図７】従来の時間比例式制御装置のシミュレーション
結果を示す特性図である。

【図８】本発明に係る時間比例式制御装置の他の実施の
形態を示すブロック図である。

【図９】従来の時間比例式制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】図９の時間比例式制御装置の動作を説明する
図である。

【図１１】図９の時間比例式制御装置の動作を説明する
図である。

【図１２】図９の時間比例式制御装置の動作を説明する
図である。

【図１３】図９の時間比例式制御装置の動作を説明する
図である。

【図１４】図９の時間比例式制御装置の動作を説明する
図である。

【符号の説明】

１ 減算部 ３ ＰＩＤ演算部（制御信号出力部） ５ 時間比例出力部 ７ 操作器 ９ 交流電源 １１ ヒータ（制御対象） １３ 加算部 １５ ＰＩＤ出力平均算出部（制御出力信号平均算出
部） １７ 補正値算出部 １９ 時間比例出力算出部 ２１ 制御出力信号平均算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂倉 浩一 東京都大田区久が原５丁目16番６号 理 化工業株式会社内 (72)発明者 大柳 友香子 東京都大田区久が原５丁目16番６号 理 化工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−3089（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−301430（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−251102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−134404（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−165303（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 11/36 G05B 11/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象を制御するための制御出力信号
   に補正値を加算する加算部と、 この加算部からの加算制御出力信号に応じて所定の繰返
   し周期内をＯＮ／ＯＦＦ比に変換した時間比例出力を前
   記制御対象側へ出力する時間比例出力部と、 前記繰返し周期内における前記加算制御出力信号の平均
   値を算出する制御出力信号平均算出部と、 前記時間比例出力部からの時間比例出力におけるＯＮ／
   ＯＦＦ比を算出する時間比例出力算出部と、 前記加算制御出力信号平均値と時間比例出力のＯＮ／Ｏ
   ＦＦ比との差から前記補正値を前記加算部へ出力する補
   正値算出部と、 を具備し、 前記加算部は、前記繰り返し周期に基づく前記補正値を
   次の前記繰り返し周期における前記制御出力信号に加算
   するものである ことを特徴とする時間比例式制御装置。
2. 【請求項２】 前記時間比例出力に基づき前記制御対象
   へ加える交流操作信号をこのゼロクロス点でＯＮ／ＯＦ
   Ｆ操作するゼロクロス操作器を有し、前記時間比例出力
   部は前記交流操作信号の半周期又はこの整数倍のタイミ
   ング周期で前記時間比例出力のＯＮ／ＯＦＦを切換え出
   力するものである請求項１記載の時間比例式制御装置。
3. 【請求項３】 設定値と前記制御対象からの測定値との
   偏差をＰＩＤ演算するＰＩＤ演算部を有し、前記加算部
   は前記ＰＩＤ演算部からのＰＩＤ演算出力を前記制御出
   力信号として前記補正値を加算するものである請求項１
   又は２記載の時間比例式制御装置。