JP5473298B2 - Temperature control device for injection machine heating cylinder - Google Patents
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本発明は、射出機加熱シリンダの温度制御装置に関し、さらに詳しくは、射出機加熱シリンダの運転中に制御パラメータの更新を好適に行うことが出来る射出機加熱シリンダの温度制御装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device for an injection machine heating cylinder, and more particularly to a temperature control device for an injection machine heating cylinder that can suitably update control parameters during operation of the injection machine heating cylinder.
従来、射出機加熱シリンダの運転中に、射出機加熱シリンダの伝達関数パラメータを推定し直し、その推定し直した伝達関数パラメータに基づいてPID制御器のPIDパラメータを更新する温度制御装置が知られている(特許文献1参照)。
上記従来の射出機加熱シリンダの温度制御装置では、PIDパラメータを更新するためには、射出機加熱シリンダの伝達関数パラメータを推定し直す必要があった。
しかし、運転状態の小さな変動に対しても常に射出機加熱シリンダの伝達関数パラメータを推定し直すのは計算量の増大を招き、この計算量の増大を避けるために操作者が伝達関数パラメータを手動で変更するにしても多数ある伝達関数パラメータのどれを調整すればよいのか判らない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、ただ1つのパラメータだけを調整すれば、射出機加熱シリンダの伝達関数パラメータを推定し直すことなく、制御パラメータを更新することが出来る射出機加熱シリンダの温度制御装置を提供することにある。
In the conventional temperature control device for an injection machine heating cylinder, in order to update the PID parameter, it is necessary to re-estimate the transfer function parameter of the injection machine heating cylinder.
However, always re-estimating the transfer function parameter of the injector heating cylinder even for small fluctuations in the operating condition results in an increase in the amount of calculation. To avoid this increase in the amount of calculation, the operator manually sets the transfer function parameter. However, it is difficult to determine which of the many transfer function parameters should be adjusted.
Therefore, an object of the present invention is to provide a temperature control device for an injection machine heating cylinder that can update a control parameter without re-estimating a transfer function parameter of the injection machine heating cylinder by adjusting only one parameter. It is to provide.
第1の観点では、本発明は、操作者が調整可能な1つの調整パラメータδを出力する調整パラメータ出力器(50)と、射出機加熱シリンダ(Y)の伝達関数パラメータおよび前記調整パラメータδを基に制御パラメータを算出する制御パラメータ算出器(31)と、目標温度r(t)と射出機加熱シリンダ(Y)のシリンダ温度y(t)と前記制御パラメータとに基づいてヒータ操作量u(t)を算出し射出機加熱シリンダ(Y)のヒータ(H)を駆動する制御器(32)とを具備したことを特徴とする射出機加熱シリンダの温度制御装置(100)を提供する。
上記構成において、制御器(32)は、PID制御器でもよいし、モデル予測制御器などでもよい。
上記第1の観点による射出機加熱シリンダの温度制御装置では、操作者が調整パラメータδを変更すれば、その変更が制御パラメータに反映される。すなわち、ただ1つのパラメータだけを調整すれば、射出機加熱シリンダの伝達関数パラメータを推定し直すことなく、制御パラメータを更新することが出来る。
In a first aspect, the present invention relates to an adjustment parameter output device (50) that outputs one adjustment parameter δ that can be adjusted by an operator, a transfer function parameter of the injection machine heating cylinder (Y), and the adjustment parameter δ. Based on the control parameter calculator (31) for calculating the control parameter based on the target temperature r (t), the cylinder temperature y (t) of the injector heating cylinder (Y), and the control parameter, the heater operation amount u ( There is provided a temperature control device (100) for an injection machine heating cylinder, comprising a controller (32) for calculating t) and driving a heater (H) of the injection machine heating cylinder (Y).
In the above configuration, the controller (32) may be a PID controller or a model prediction controller.
In the temperature control device for an injection machine heating cylinder according to the first aspect, if the operator changes the adjustment parameter δ, the change is reflected in the control parameter. That is, if only one parameter is adjusted, the control parameter can be updated without re-estimating the transfer function parameter of the injector heating cylinder.
第2の観点では、本発明は、前記第1の観点による射出機加熱シリンダの温度制御装置(100)において、前記制御パラメータ算出器(31)は、極配置法を用いて前記制御パラメータを算出する極配置法制御パラメータ算出器(31)であることを特徴とする射出機加熱シリンダの温度制御装置(100)を提供する。
上記第2の観点による射出機加熱シリンダの温度制御装置では、極配置法を利用するため、多数の制御パラメータの調整を1つの調整パラメータδに集約して行うことが出来る。
In a second aspect, the present invention provides the temperature controller (100) for an injection machine heating cylinder according to the first aspect, wherein the control parameter calculator (31) calculates the control parameter using a pole placement method. There is provided a temperature control device (100) for an injection machine heating cylinder characterized by being a pole placement method control parameter calculator (31).
In the temperature control device for the injection machine heating cylinder according to the second aspect, since the pole placement method is used, a large number of control parameters can be adjusted to one adjustment parameter δ.
第3の観点では、本発明は、前記第1または前記第2の観点による射出機加熱シリンダの温度制御装置(100)において、目標温度r(t)とシリンダ温度y(t)とヒータ操作量u(t)とに基づいて制御性能を評価し、評価結果に基づいて調整パラメータδを自動調整し、前記調整パラメータ出力器50に渡す制御性能評価器(80)を具備し、前記調整パラメータ出力器(50)は、前記制御性能評価器(80)から渡された調整パラメータδを出力することを特徴とする射出機加熱シリンダの温度制御装置(100)を提供する。
上記第3の観点による射出機加熱シリンダの温度制御装置では、実測した運転状態に応じて調整パラメータδを自動調整するので、運転を継続しながら調整パラメータδを最適化し、制御パラメータを常に最適にすることが出来る。
In a third aspect, the present invention relates to a target temperature r (t), a cylinder temperature y (t), and a heater operation amount in the temperature controller (100) for an injection machine heating cylinder according to the first or second aspect. a control performance evaluator (80) that evaluates the control performance based on u (t), automatically adjusts the adjustment parameter δ based on the evaluation result, and passes it to the adjustment
In the temperature control device for the injector heating cylinder according to the third aspect, the adjustment parameter δ is automatically adjusted according to the actually measured operation state, so the adjustment parameter δ is optimized while the operation is continued, and the control parameter is always optimized. I can do it.
第4の観点では、本発明は、前記第3の観点による射出機加熱シリンダの温度制御装置(100)において、ヒータ操作量u(t)とシリンダ温度y(t)とに基づいて伝達関数パラメータを推定し前記制御パラメータ算出器(31)に渡す伝達関数パラメータ推定器(40)を具備し、前記制御性能評価器(80)は、自動調整した調整パラメータδが推奨調整範囲内か否かを判定し、推奨調整範囲内でなければ前記伝達関数パラメータ推定器(40)に伝達関数パラメータを新たに推定させることを特徴とする射出機加熱シリンダの温度制御装置(100)を提供する。
上記第4の観点による射出機加熱シリンダの温度制御装置では、調整パラメータδの調整だけでは済まないような場合には、伝達関数パラメータの推定をやり直すので、運転状態の大きな変化にも対応することが出来る。
In a fourth aspect, the present invention relates to a transfer function parameter based on a heater operation amount u (t) and a cylinder temperature y (t) in the temperature controller (100) for an injection machine heating cylinder according to the third aspect. And a transfer function parameter estimator (40) passed to the control parameter calculator (31). The control performance evaluator (80) determines whether or not the automatically adjusted adjustment parameter δ is within the recommended adjustment range. A temperature control device (100) for an injection machine heating cylinder is provided, wherein the transfer function parameter estimator (40) newly estimates and determines a transfer function parameter if it is not within the recommended adjustment range.
In the temperature control device for an injection machine heating cylinder according to the fourth aspect, when the adjustment of the adjustment parameter δ is not enough, the transfer function parameter is estimated again, so that it can cope with a large change in the operating state. I can do it.
本発明の射出機加熱シリンダの温度制御装置によれば、1つの調整パラメータδだけを調整することにより制御パラメータを更新することが可能となり、シンプルで判り易い調整が実現できる。また、極配置法を利用するため、多数の制御パラメータの調整を1つの調整パラメータδに集約して行うことが出来る。また、実測した運転状態に応じて調整パラメータδを自動調整するので、運転を継続しながら制御パラメータを常に最適にすることが可能となり、制御の安定性が向上する。また、外気温変化などにより伝達関数パラメータが大きく変動した場合には、伝達関数パラメータの推定をやり直すので、運転状態の大きな変化にも対応することが出来る。そして、必要な時以外は、伝達関数パラメータの推定をやり直さないので、計算量の増大も回避できる。 According to the temperature control device for an injection machine heating cylinder of the present invention, it is possible to update the control parameter by adjusting only one adjustment parameter δ, and a simple and easy-to-understand adjustment can be realized. In addition, since the pole placement method is used, adjustment of a large number of control parameters can be performed in one adjustment parameter δ. Further, since the adjustment parameter δ is automatically adjusted according to the actually measured operating state, the control parameter can always be optimized while the operation is continued, and the stability of the control is improved. In addition, when the transfer function parameter largely fluctuates due to a change in outside air temperature or the like, the transfer function parameter is estimated again, so that it is possible to cope with a large change in the operating state. Since the transfer function parameters are not reestimated except when necessary, an increase in the amount of calculation can be avoided.
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、本発明の一実施例である射出機加熱シリンダの温度制御装置100を示すブロック図である。
この射出機加熱シリンダの温度制御装置100は、射出機加熱シリンダYのシリンダ温度y(t)を熱電対10により測定し、与えられた目標温度r(t)に対する偏差e(t)を差分器20で算出し、PID温度制御器32で偏差e(t)に基づいたヒータ操作量u(t)を算出し、射出機加熱シリンダYのヒータHを駆動する。
FIG. 1 is a block diagram showing a
This
極配置法制御パラメータ算出器31は、伝達関数パラメータ推定器40から渡されるシステムゲインK、むだ時間L、時定数Tなどの伝達関数パラメータと調整パラメータ出力器50から渡される調整パラメータδとに基づいて、極配置法を用いて、PID制御器32の制御パラメータであるPIDパラメータを算出し、そのPIDパラメータをPID制御器32に渡す。
The pole placement method control parameter calculator 31 is based on transfer function parameters such as the system gain K, dead time L, and time constant T passed from the transfer
伝達関数パラメータ推定器40は、ヒータ操作量u(t)とシリンダ温度y(t)とに基づいてシステムゲインK、むだ時間L、時定数Tなどの伝達関数パラメータを推定する。伝達関数パラメータの推定方法は公知である。例えば特許文献1(特開2000−218674号公報)に開示されている。そして、推定した伝達関数パラメータを極配置法制御パラメータ算出器31に渡す。
The transfer
推定指令出力器70は、操作者の指示に応じて、伝達関数パラメータ推定器40に伝達関数パラメータの推定を行うように推定指令を与える。
The estimation
調整パラメータ出力器50は、初期設定されている調整パラメータδまたは制御性能評価器80から渡された調整パラメータδを出力する。
The adjustment
制御性能評価器80は、偏差e(t)とヒータ操作量u(t)とに基づいて制御性能を評価し、評価結果に基づいて調整パラメータδを調整して調整パラメータ出力器50に渡す。また、調整パラメータδの推奨調整範囲を決定し、調整した調整パラメータδが推奨調整範囲内か否かを判定し、調整した調整パラメータδが推奨調整範囲内でなければ、伝達関数パラメータ推定器40に伝達関数パラメータの推定をやり直すように再推定指令を与える。
The control performance evaluator 80 evaluates the control performance based on the deviation e (t) and the heater operation amount u (t), adjusts the adjustment parameter δ based on the evaluation result, and passes it to the adjustment
図2は、射出機加熱シリンダの温度制御装置100が、製品を製造するための運転の準備のために行う準備処理の動作を示すフロー図である。
ステップS1では、伝達関数パラメータ推定器40は、オフラインデータやシミュレーションを用いて得られたヒータ操作量u(t)とシリンダ温度y(t)とを基に、一般的に知られているシステム同定法(最小二乗法など)を用いて、システムゲインK、むだ時間L、時定数Tなどの伝達関数パラメータを推定し、推定した伝達関数パラメータを極配置法制御パラメータ算出器31に渡す。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of a preparation process performed by the
In step S1, the transfer
ステップS2では、極配置法制御パラメータ算出器31は、調整パラメータ出力器50から渡された予め初期設定されている調整パラメータδと、伝達関数パラメータ推定器40から渡された伝達関数パラメータと、極配置法に基づいた設計多項式とに基づいて、(7)式により、PIDパラメータを算出する。
…(7)
KPは比例定数、TIは積分定数、TDは微分定数である。
f0=p1−(a1+1)
f1=p2−(a2−a1)
f2=a2
p1=−2・exp(−2・ρ)
p2=exp(−4・ρ)
ρ=τ/σ
σ=(T+L)/δ
ただし、τ:サンプリング時間、T:時定数、L:むだ時間である。
a1,a2は、時定数Tやむだ時間Lを基に算出する。
In
... (7)
K P is a proportional constant, T I is an integral constant, and T D is a differential constant.
f0 = p1- (a1 + 1)
f1 = p2- (a2-a1)
f2 = a2
p1 = −2 · exp (−2 · ρ)
p2 = exp (−4 · ρ)
ρ = τ / σ
σ = (T + L) / δ
However, τ: sampling time, T: time constant, L: dead time.
a1 and a2 are calculated based on the time constant T and the dead time L.
ステップS3では、制御性能評価器80は、制御オフラインデータやシミュレーションを用いて得られたヒータ操作量u(t)とシリンダ温度y(t)とを基に、(8)式の評価関数J1が最小となる調整パラメータδの値を求めて、調整パラメータ出力器50に渡す。
…(8)
ただし、
λ:評価パラメータ
λ=K2 …(9)
である。
Δu(t)は、調整パラメータδに基づい導出された(7)式に示すPIDパラメータによって算出されており、e2(t)もu(t)を用いて制御対象を制御した結果であるため、(8)式の評価関数J1は調整パラメータδに基づいた評価関数となっている。
評価パラメータλの値は(9)式以外の方法により決定してもよい。
(9)式のようにシステムゲインKを考慮した評価パラメータλを用いると、(8)式にはシステムゲインKが考慮されることになる。
(8)式の評価関数J1が最小となる調整パラメータδの値は、伝達関数パラメータによらず、概ね同じ値となる。
なお、調整パラメータδは、後述するように最適値に自動調整されるため、ここでは厳密に最小値になっている必要は無い。
In step S3, the control performance evaluator 80 obtains the evaluation function J1 of the equation (8) based on the heater operation amount u (t) and the cylinder temperature y (t) obtained using control offline data and simulation. The minimum value of the adjustment parameter δ is obtained and passed to the adjustment
... (8)
However,
λ: Evaluation parameter λ = K 2 (9)
It is.
Δu (t) is calculated by the PID parameter shown in the equation (7) derived based on the adjustment parameter δ, and e 2 (t) is also a result of controlling the controlled object using u (t). (8) is an evaluation function based on the adjustment parameter δ.
The value of the evaluation parameter λ may be determined by a method other than the equation (9).
When the evaluation parameter λ in consideration of the system gain K is used as in the equation (9), the system gain K is considered in the equation (8).
The value of the adjustment parameter δ that minimizes the evaluation function J1 in the equation (8) is substantially the same value regardless of the transfer function parameter.
Note that the adjustment parameter δ is automatically adjusted to an optimum value as described later, and therefore does not need to be strictly minimum here.
ステップS4では、制御性能評価器80は、(12)式に示す推奨調整範囲δ1,δ2を決定する。
δ1≦δ≦δ2 …(12)
例えばシステムゲインKが(1−w)・Kから(1+w)・Kまで変動している場合、そのシステムゲインKの不確かさwを考慮し、
λ1={(1−w)・K}2
を(8)式のλに代入し、評価関数J1が最小となる調整パラメータδの値をδ1とする。また、
λ2={(1+w)・K}2
を(8)式のλに代入し、評価関数J1が最小となる調整パラメータδの値をδ2とする。
なお、推奨調整範囲δ1,δ2を試行錯誤的に設定してもよい。
In step S4, the control performance evaluator 80 determines recommended adjustment ranges δ1 and δ2 shown in equation (12).
δ1 ≦ δ ≦ δ2 (12)
For example, when the system gain K fluctuates from (1-w) · K to (1 + w) · K, the uncertainty w of the system gain K is considered,
λ1 = {(1-w) · K} 2
Is substituted for λ in equation (8), and the value of the adjustment parameter δ that minimizes the evaluation function J1 is δ1. Also,
λ2 = {(1 + w) · K} 2
Is substituted for λ in equation (8), and the value of the adjustment parameter δ that minimizes the evaluation function J1 is δ2.
Note that the recommended adjustment ranges δ1 and δ2 may be set by trial and error.
図3は、射出機加熱シリンダの温度制御装置100が製品を製造するための運転中に実行する温度制御処理の動作を示すフロー図である。
ステップS5では、PID制御器32は、シリンダ温度y(t)と目標温度r(t)の偏差e(t)に基づいたヒータ操作量u(t)を算出し、ヒータ操作量u(t)を射出機加熱シリンダYのヒータHに対して出力する。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the temperature control process executed during the operation for manufacturing the product by the
In step S5, the PID controller 32 calculates the heater operation amount u (t) based on the deviation e (t) between the cylinder temperature y (t) and the target temperature r (t), and the heater operation amount u (t). Is output to the heater H of the injection machine heating cylinder Y.
ステップS6では、制御性能評価器80は、 (10)式の評価関数J2を求める。
…(10)
そして、不感帯係数をγとするとき、λ/γ≦J2≦γ・λであれば、調整パラメータδが適正であると判定し、現在の調整パラメータδをそのまま調整パラメータ出力器50へ出力する。そして、ステップS5に戻る。
λ/γ≦J2≦γ・λでなければ、調整パラメータδが不適正であると判定し、ステップS7へ進む。
なお、不感帯係数γは、不感帯を設ける場合はγ>1とし、不感帯を設けない場合はγ=1とする。
In step S6, the control performance evaluator 80 obtains an evaluation function J2 of equation (10).
(10)
When the dead zone coefficient is γ, if λ / γ ≦ J2 ≦ γ · λ, it is determined that the adjustment parameter δ is appropriate, and the current adjustment parameter δ is output to the adjustment
If λ / γ ≦ J2 ≦ γ · λ is not satisfied, it is determined that the adjustment parameter δ is inappropriate, and the process proceeds to step S7.
Note that the dead zone coefficient γ is γ> 1 when a dead zone is provided, and γ = 1 when a dead zone is not provided.
ステップS7では、制御性能評価器80は、調整幅をΔδとするとき、λ/γ>J2であれば現在の調整パラメータδを調整幅Δδだけ小さくした値を新たな調整パラメータδとする。他方、J2>γ・λであれば現在の調整パラメータδを調整幅Δδだけ大きくした値を新たな調整パラメータδとする。そして、ステップS8へ進む。
なお、調整幅Δδは、例えば初期設定された調整パラメータδの1%〜10%に設定する。
In step S7, when the adjustment width is Δδ, the control performance evaluator 80 sets a value obtained by reducing the current adjustment parameter δ by the adjustment width Δδ as a new adjustment parameter δ if λ / γ> J2. On the other hand, if J2> γ · λ, a value obtained by increasing the current adjustment parameter δ by the adjustment width Δδ is set as a new adjustment parameter δ. Then, the process proceeds to step S8.
For example, the adjustment width Δδ is set to 1% to 10% of the initially set adjustment parameter δ.
ステップS8では、制御性能評価器80は、新たな調整パラメータδが(12)式を満たすか判定し、満たす場合は、新たな調整パラメータδを極配置法制御パラメータ算出器31に渡し、ステップS9へ進む。他方、満たさない場合は、現在の伝達関数パラメータが現状に不適合になっていることを意味するので、伝達関数パラメータ推定器40に再推定指令を与え、ステップS10へ進む。
In step S8, the control performance evaluator 80 determines whether or not the new adjustment parameter δ satisfies the expression (12). Proceed to On the other hand, if not satisfied, it means that the current transfer function parameter is incompatible with the current state. Therefore, a re-estimation command is given to the transfer
ステップS9では、極配置法制御パラメータ算出器31は、調整パラメータ出力器50から渡された調整された調整パラメータδと、伝達関数パラメータ推定器40から渡された伝達関数パラメータと、極配置法に基づいた設計多項式とに基づいて、ステップS2と同様に、(7)式により、PIDパラメータを算出し直す。そして、ステップS5に戻る。
In step S9, the pole placement method control parameter calculator 31 applies the adjusted adjustment parameter δ passed from the adjustment
ステップS10では、伝達関数パラメータ推定器40は、運転中に得られたヒータ操作量u(t)とシリンダ温度y(t)とを基に、一般的に知られているシステム同定法(最小二乗法など)を用いて、システムゲインK、むだ時間L、時定数Tなどの伝達関数パラメータを推定し、推定した伝達関数パラメータを極配置法制御パラメータ算出器31に渡す。
In step S10, the transfer
ステップS11では、極配置法制御パラメータ算出器31は、ステップS2と同様に、調整パラメータ出力器50から渡された予め初期設定されている調整パラメータδと、伝達関数パラメータ推定器40から渡された伝達関数パラメータと、極配置法に基づいた設計多項式とに基づいて、(7)式により、PIDパラメータを算出する。そして、ステップS5に戻る。
In step S11, the pole placement method control parameter calculator 31 receives the preset initialization parameter δ passed from the adjustment
実施例1の射出機加熱シリンダの温度制御装置100によれば次の効果が得られる。
(1)PIDパラメータを運転中に修正することが、調整パラメータδというただ1つのパラメータを調整することにより可能となる。
(2)推奨調整範囲内での調整パラメータδの調整で済む場合すなわち運転状態の小さな変動に対しては、伝達関数パラメータを推定し直すことなく、調整パラメータδだけを調整することで対応可能になる。
(3)推奨調整範囲内での調整パラメータδの調整で済まない場合すなわち運転状態の大きな変動に対しては、伝達関数パラメータを推定し直すことで対応可能になる。
According to the
(1) The PID parameter can be corrected during operation by adjusting only one parameter, the adjustment parameter δ.
(2) If adjustment of the adjustment parameter δ within the recommended adjustment range is sufficient, that is, small fluctuations in the operating state can be handled by adjusting only the adjustment parameter δ without re-estimating the transfer function parameter. Become.
(3) When adjustment of the adjustment parameter δ within the recommended adjustment range is not sufficient, that is, a large fluctuation in the operating state can be dealt with by re-estimating the transfer function parameter.
−実施例2−
運転状態の大きな変動が生じない場合は、図1の伝達関数パラメータ推定器40を省略してもよい。この場合、図2のステップS1のときだけ伝達関数パラメータ推定器40を付加する。また、図3のステップS8,S10,S11の処理を省略し、ステップS7からステップS9へ直接移行する。
-Example 2-
If there is no significant fluctuation in the operating state, the transfer
−補足説明−
[伝達関数パラメータの推定]
射出機加熱シリンダYのモデルを(1)式の「一次遅れ+むだ時間」モデルとする。
G(s)=K・exp(−L・s)/(1+T・s) …(1)
(1)式で、Kはシステムゲイン、Lはむだ時間、Tは時定数を表している。
(1)式を離散化し、(2)式を得る。
A(z-1)・y(t)=z-1・B(z-1)・u(t)+ξ(t)/Δ …(2)
ただし、
A(z-1)=1+a1・z-1+a2・z-2
B(z-1)=b0+b1・z-1
Δ=1−z-1
y(t):時刻tでのシリンダ温度
u(t):時刻tでのヒータ操作量
ξ(t):ガウス性白色雑音
上式を基に伝達関数パラメータを推定する。
-Supplementary explanation-
[Estimation of transfer function parameters]
Let the model of the injection machine heating cylinder Y be a “first order delay + dead time” model of the equation (1).
G (s) = K.exp (-L.s) / (1 + T.s) (1)
In Equation (1), K represents a system gain, L represents a dead time, and T represents a time constant.
Equation (1) is discretized to obtain equation (2).
A (z −1 ) · y (t) = z −1 · B (z −1 ) · u (t) + ξ (t) / Δ (2)
However,
A (z −1 ) = 1 + a1 · z −1 + a2 · z −2
B (z -1) = b0 + b1 · z -1
Δ = 1−z −1
y (t): cylinder temperature at time t u (t): heater operation amount at time t ξ (t): Gaussian white noise Transfer function parameters are estimated based on the above equation.
[PIDパラメータの算出]
極配置法は、1つの調整パラメータδで応答性に基づいた極を設定できる(3)式を用いる。
P(z-1)=1+p1・z-1+p2・z-1 …(3)
p1=−2・exp(−2・ρ)
p2=exp(−4・ρ)
ρ=τ/σ
σ=(T+L)/δ
ただし、τ:サンプリング時間、T:時定数、L:むだ時間である。
[Calculation of PID parameters]
The pole placement method uses Equation (3), which can set a pole based on responsiveness with one adjustment parameter δ.
P (z −1 ) = 1 + p1 · z −1 + p2 · z −1 (3)
p1 = −2 · exp (−2 · ρ)
p2 = exp (−4 · ρ)
ρ = τ / σ
σ = (T + L) / δ
However, τ: sampling time, T: time constant, L: dead time.
なお、調整パラメータδを大きくすると、立ち上がりは速くなる。調整パラメータδを小さくすると、立ち上がりは遅くなる。
また、(3)式以外にも1つのパラメータで調整可能な極配置法であれば利用可能である。
極配置法に基づいた制御系構造は、PID制御やモデル予測制御など、どんなものであってもよいが、本実施例のようにPID制御を使用する場合、(3)式の望ましい極を持たせるようにPIDパラメータを求める。(4)式に一般的なPID制御則を示す。
…(4)
ただし、Δu(t):ヒータ操作量の差分、KPは比例定数、TIは積分定数、TDは微分定数である。
When the adjustment parameter δ is increased, the rising speed becomes faster. When the adjustment parameter δ is decreased, the rise is delayed.
In addition to the formula (3), any pole placement method that can be adjusted with one parameter can be used.
The control system structure based on the pole placement method may be any system such as PID control or model predictive control. However, when PID control is used as in the present embodiment, the control system structure has a desirable pole of equation (3). PID parameters are obtained so that Formula (4) shows a general PID control law.
... (4)
Here, Δu (t): difference in heater operation amount, K P is a proportional constant, T I is an integral constant, and T D is a differential constant.
(3)式の極が(4)式のPIDパラメータと一致するためには、一般化最小分散制御法によって求められる(5)式のB(z-1)を定常ゲインに置き換えた式と(4)式を比較することで求められる。
…(5)
(5)式のF(z-1)は、(6)式のDiophantine方程式を解くことにより求められる。
…(6)
In order for the pole of the equation (3) to coincide with the PID parameter of the equation (4), an equation obtained by replacing B (z −1 ) of the equation (5) obtained by the generalized minimum variance control method with a steady gain ( 4) It is obtained by comparing the equations.
... (5)
F (z −1 ) in the equation (5) can be obtained by solving the Diophantine equation in the equation (6).
(6)
(5)式のF(z-1)は、調整パラメータδによって決定される(3)式のP(z-1)に基づいて決定されているため、(4)式と(5)式を比較することで(3)式の極を持たせたPIDパラメータを算出できる。
よって、(3)〜(6)式より、PIDパラメータは(7)式で算出することが出来る。
…(7)
Since F (z −1 ) in the equation (5) is determined based on P (z −1 ) in the equation (3) determined by the adjustment parameter δ, the equations (4) and (5) are By comparing, the PID parameter having the pole of the formula (3) can be calculated.
Therefore, the PID parameter can be calculated by the equation (7) from the equations (3) to (6).
... (7)
本発明に係る射出機加熱シリンダの温度制御装置は、射出機加熱シリンダの温度制御に有用である。 The temperature control device for an injection machine heating cylinder according to the present invention is useful for temperature control of the injection machine heating cylinder.
10 熱電対
20 差分器
31 極配置法制御パラメータ算出器
32 PID制御器
40 伝達関数パラメータ推定器
50 調整パラメータ出力器
70 推定指令出力器
80 制御性能評価器
100 射出機加熱シリンダの温度制御装置
H ヒータ
Y 射出機加熱シリンダ
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