JP4974242B2 - パラメータ調整装置および調整方法 - Google Patents
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Description
また、本発明のパラメータ調整装置の1構成例において、前記パラメータ値補正手段は、前記直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率をオペレータに通知する手段を有するものである。
また、本発明のパラメータ調整方法は、前記リミットサイクルを発生させるオートチューニング実行手順と、前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動最小回数を経過したときにパラメータ算出開始通知を行う上下動最小回数判定手順と、前記パラメータ算出開始通知を受けた後、前記制御パラメータの算出に必要な制御量の応答が得られる度に、前記制御パラメータを算出して制御機器に設定するパラメータ値算出手順と、前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動完了回数を経過したときに、前記オートチューニングを終了させるオートチューニング完了通知を行う上下動完了回数判定手順と、前記制御量の上下動回数が前記上下動完了回数を経過する前に前記オートチューニングを中断した場合に、この中断した時点で算出されている最新の制御パラメータとその直前に算出された制御パラメータとから、直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率を算出し、前記制御機器に設定されている最新の制御パラメータを前記比率に基づいて補正するパラメータ値補正手順とを備えるものである。
図1〜図3は本発明の原理を説明するための図であり、AT実行時の操作量出力に応じた制御量PVの変化の例を示す波形図である。図1〜図3においてSPは設定値である。図1は上下動する操作量出力(不図示)に応じて制御量PVの上下動幅が増幅しながら安定する例を示している。この図1の例では、ATを開始した後に制御量PVが概ね4回目の上下動回数を経過した時点で、その直前の3回目の上下動との差が小さくなり、すなわち制御量PVが安定したことが確認できる。
制御量PVの安定があまり期待できない途中段階でATを中断する場合に、中断した時点で算出されている最新のPIDパラメータとその直前に算出されたPIDパラメータとを比較し、その比率に基づいて最新のPIDパラメータ値を補正するようにすれば、さらに有効である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図4は本発明の第1の実施の形態に係るパラメータ調整装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理1に対応するものである。
パラメータ調整装置1は、制御対象に一定振幅の操作量MVを繰り返し出力するリミットサイクルを発生させるAT実行部3と、この操作量MVの出力に応じた制御応答を検出し、制御応答の情報を取得する上下動検出部4と、ATを開始した後に、制御量PVの上下動回数が予め規定された上下動最小回数を経過したときにパラメータ算出開始通知を行う上下動最小回数判定部5と、ATを開始した後に、制御量PVの上下動回数が予め規定された上下動完了回数を経過したときにAT完了通知を行う上下動完了回数判定部6と、操作量MVの出力に応じた制御量PVの応答に基づきPIDパラメータを算出してPID制御機器2に設定するPIDパラメータ値算出部7と、AT完了通知を受けたときに最新のPIDパラメータとその直前に算出されたPIDパラメータとを比較し、直前のPIDパラメータと最新のPIDパラメータとの比率が予め規定された上下限値から外れる場合に、PIDパラメータ算出時の制御応答が安定していなかった可能性があることをオペレータに通知するPIDパラメータ比率上下限判定部8とを有する。
設定値SPは、オペレータによって設定され、パラメータ調整装置1とPID制御機器2に入力される。制御量PVは、図示しないセンサによって検出され、パラメータ調整装置1とPID制御機器2に入力される。
Er=SP−PV ・・・(1)
Ah=Er1+Er2 ・・・(2)
Th=Th1+Th2 ・・・(3)
これでステップS3の処理が終了する。
パラメータ算出開始通知信号を受けたPIDパラメータ値算出部7は、PIDパラメータを算出する(ステップS6)。PIDパラメータ値算出部7は、パラメータ算出開始通知信号の受信時刻(図7のt7)までの間に、制御応答の情報(制御量PVの上下動の幅Ahと上下動の時間に関する情報Th)を上下動検出部4から取得している。
Pb=αAh ・・・(4)
Ti=βTh ・・・(5)
Td=γTh ・・・(6)
制御量PVの上下動回数が上下動完了回数を経過するまで、ステップS2〜S4,S6,S5の処理が一定の動作周期毎に繰り返し実行され、PID制御機器2のPIDパラメータは最新の値に随時更新される。
AT完了通知信号を受けたPIDパラメータ値算出部7は、PIDパラメータを算出して記憶すると共にPID制御機器2に設定する(ステップS7)。このステップS7の処理はステップS6と同様である。
ATの完了後、PID制御機器2は、設定値SPと制御量PVに基づいて、次式のように操作量MVを算出して制御対象に出力することを制御周期毎に行う。
MV=(ζ/Pb){1+(1/Tis)+Tds}(SP−PV) ・・・(7)
式(7)において、sはラプラス演算子、定数ζは例えば100である。ATの場合と同様に、図5の例の場合、操作量MVの出力先が電力調整器114であることは言うまでもない。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は本発明の第2の実施の形態に係るパラメータ調整装置の構成を示すブロック図であり、図4と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理2に対応するものである。
本実施の形態のパラメータ調整装置1aは、AT実行部3と、上下動検出部4と、上下動最小回数判定部5と、上下動完了回数判定部6と、PIDパラメータ値算出部7と、制御量PVの上下動回数が上下動完了回数を経過する前にATを中断した場合に、この中断した時点で算出されている最新のPIDパラメータとその直前に算出されたPIDパラメータとから、直前のPIDパラメータと最新のPIDパラメータとの比率を算出し、最新のPIDパラメータを比率に基づいて補正するPIDパラメータ値補正部9とを有する。
PIDパラメータ値補正部9は、制御量PVの上下動回数が上下動完了回数を経過する前に、例えばオペレータからの指示によりATが中断する場合(図9ステップS10においてYES)、PIDパラメータ値算出部7に記憶されている値に基づいて最新のPIDパラメータを補正する(ステップS11)。
Pbm’=Pbm(Pbm/Pbm-1) ・・・(8)
Tim’=Tim(Tim/Tim-1) ・・・(9)
Tdm’=Tdm(Tdm/Tdm-1) ・・・(10)
なお、本実施の形態では、途中段階でATを中断した場合について説明しているが、PIDパラメータ値補正部9は、第1の実施の形態で説明したように直前のPIDパラメータと最新のPIDパラメータとの比率が予め規定された上下限値から外れる場合に、最新のPIDパラメータを補正するようにしてもよい。
Claims (6)
- 制御対象に一定振幅の操作量を繰り返し出力するリミットサイクルを発生させて、この操作量の出力に応じた前記制御対象の応答に基づいて制御機器の制御パラメータを算出するオートチューニングの機能を備えたパラメータ調整装置において、
前記リミットサイクルを発生させるオートチューニング実行手段と、
前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動最小回数を経過したときにパラメータ算出開始通知を行う上下動最小回数判定手段と、
前記パラメータ算出開始通知を受けた後、前記制御パラメータの算出に必要な制御量の応答が得られる度に、前記制御パラメータを算出して制御機器に設定するパラメータ値算出手段と、
前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動完了回数を経過したときに、前記オートチューニングを終了させるオートチューニング完了通知を行う上下動完了回数判定手段と、
前記オートチューニング完了通知を受けたときに前記パラメータ値算出手段が算出した最新の制御パラメータとその直前に算出された制御パラメータとを比較し、直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率が予め規定された上下限値から外れる場合に、制御パラメータ算出時の制御応答が安定していなかった可能性があることをオペレータに通知するパラメータ比率上下限判定手段と、
前記直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率が予め規定された上下限値から外れる場合に、前記制御機器に設定されている最新の制御パラメータを前記比率に基づいて補正するパラメータ値補正手段とを備えることを特徴とするパラメータ調整装置。 - 制御対象に一定振幅の操作量を繰り返し出力するリミットサイクルを発生させて、この操作量の出力に応じた前記制御対象の応答に基づいて制御機器の制御パラメータを算出するオートチューニングの機能を備えたパラメータ調整装置において、
前記リミットサイクルを発生させるオートチューニング実行手段と、
前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動最小回数を経過したときにパラメータ算出開始通知を行う上下動最小回数判定手段と、
前記パラメータ算出開始通知を受けた後、前記制御パラメータの算出に必要な制御量の応答が得られる度に、前記制御パラメータを算出して制御機器に設定するパラメータ値算出手段と、
前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動完了回数を経過したときに、前記オートチューニングを終了させるオートチューニング完了通知を行う上下動完了回数判定手段と、
前記制御量の上下動回数が前記上下動完了回数を経過する前に前記オートチューニングを中断した場合に、この中断した時点で算出されている最新の制御パラメータとその直前に算出された制御パラメータとから、直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率を算出し、前記制御機器に設定されている最新の制御パラメータを前記比率に基づいて補正するパラメータ値補正手段とを備えることを特徴とするパラメータ調整装置。 - 請求項1または2記載のパラメータ調整装置において、
前記パラメータ値補正手段は、前記直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率をオペレータに通知する手段を有することを特徴とするパラメータ調整装置。 - 制御対象に一定振幅の操作量を繰り返し出力するリミットサイクルを発生させて、この操作量の出力に応じた前記制御対象の応答に基づいて制御機器の制御パラメータを算出するオートチューニングの機能を備えたパラメータ調整方法において、
前記リミットサイクルを発生させるオートチューニング実行手順と、
前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動最小回数を経過したときにパラメータ算出開始通知を行う上下動最小回数判定手順と、
前記パラメータ算出開始通知を受けた後、前記制御パラメータの算出に必要な制御量の応答が得られる度に、前記制御パラメータを算出して制御機器に設定するパラメータ値算出手順と、
前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動完了回数を経過したときに、前記オートチューニングを終了させるオートチューニング完了通知を行う上下動完了回数判定手順と、
前記オートチューニング完了通知を受けたときに前記パラメータ値算出手順で算出した最新の制御パラメータとその直前に算出された制御パラメータとを比較し、直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率が予め規定された上下限値から外れる場合に、制御パラメータ算出時の制御応答が安定していなかった可能性があることをオペレータに通知するパラメータ比率上下限判定手順と、
前記直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率が予め規定された上下限値から外れる場合に、前記制御機器に設定されている最新の制御パラメータを前記比率に基づいて補正するパラメータ値補正手順とを備えることを特徴とするパラメータ調整方法。 - 制御対象に一定振幅の操作量を繰り返し出力するリミットサイクルを発生させて、この操作量の出力に応じた前記制御対象の応答に基づいて制御機器の制御パラメータを算出するオートチューニングの機能を備えたパラメータ調整方法において、
前記リミットサイクルを発生させるオートチューニング実行手順と、
前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動最小回数を経過したときにパラメータ算出開始通知を行う上下動最小回数判定手順と、
前記パラメータ算出開始通知を受けた後、前記制御パラメータの算出に必要な制御量の応答が得られる度に、前記制御パラメータを算出して制御機器に設定するパラメータ値算出手順と、
前記オートチューニングを開始した後に、前記制御量の上下動回数が予め規定された上下動完了回数を経過したときに、前記オートチューニングを終了させるオートチューニング完了通知を行う上下動完了回数判定手順と、
前記制御量の上下動回数が前記上下動完了回数を経過する前に前記オートチューニングを中断した場合に、この中断した時点で算出されている最新の制御パラメータとその直前に算出された制御パラメータとから、直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率を算出し、前記制御機器に設定されている最新の制御パラメータを前記比率に基づいて補正するパラメータ値補正手順とを備えることを特徴とするパラメータ調整方法。 - 請求項4または5記載のパラメータ調整方法において、
前記パラメータ値補正手順は、前記直前の制御パラメータと最新の制御パラメータとの比率をオペレータに通知する手順を含むことを特徴とするパラメータ調整方法。
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