JP5484932B2 - Ｐｉｄ調整支援装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御対象モデルを生成し制御パラメータ調整を行うＰＩＤ調整支援技術に係り、特に目標量データとモデル応答波形とを比較のために表示するモデリング結果に対して目標量データの誤差範囲を重ね合わせて表示するＰＩＤ調整支援装置および方法に関するものである。

制御対象モデルを生成し制御パラメータ調整を行うＰＩＤ調整支援ツールでは、モデル生成のために入力された目標量データ（目標とする制御応答波形の時系列データや通過点座標などの入力データ）と、生成したモデルに基づいて算出された制御応答波形（以下、モデル応答波形と記述）を、モデリング結果として重ねてグラフ表示することでその一致度合いを示し、生成モデルの妥当性の判断をユーザに促していた。この際、モデリングの評価関数値などのように、目標量データとモデル応答波形との差異に対応する指標を数値として表示していた（特許文献１参照）。また、グラフスケールの拡大縮小といった汎用的なグラフ表示機能を利用してユーザが一致度合いを確認することもある。いずれにしろユーザは、目標量データとモデル応答波形のグラフのずれの確認、あるいは指標値が小さいか否かの確認を行うことで、モデルの妥当性を判断していた。

ただし、特許文献２に開示されているように、モデリングの目標量データ自体にあいまいさが含まれているような場合には、目標量データとモデル応答波形との完全一致が必ずしも最適とは限らないが、従来は目標量データとモデル応答波形とをできるだけ一致させようとしていた。

特開２００４−０３８４２８号公報 特開２００６−１２７０７９号公報

以上のように、モデリングの目標量データ自体にあいまいさが含まれているような場合には、目標量データとモデル応答波形との完全一致が必ずしも最適とは限らない。にもかかわらず、従来技術によるモデル応答波形の確認方法では、目標量データとモデル応答波形にずれがある場合、ユーザはできるだけ目標量データとモデル応答波形とを一致させようとして再計算の繰り返しやモデル数式の見直しといった不必要な試行錯誤に陥ったり、モデルの妥当性が判断できず制御パラメータ調整作業に移行できなくなったりする、という問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、目標量データとモデル応答波形を確認する際に予め考慮しなければならない目標量データの誤差範囲をユーザが認識しやすくすることで、過剰な精度追求の可能性を低減するＰＩＤ調整支援装置および方法を提供することを目的とする。

本発明のＰＩＤ調整支援装置は、ユーザが制御対象のモデリングの目標量データに対して認識している誤差範囲を予め記憶する誤差範囲記憶手段と、前記目標量データと制御対象モデルに基づいて算出された制御応答波形であるモデル応答波形とをモデリング結果としてグラフ表示するモデリング結果表示手段と、前記誤差範囲記憶手段に記憶された誤差範囲を前記モデリング結果と重ね合わせて表示する誤差範囲表示手段とを備え、前記目標量データは、目標とする制御応答波形の時系列データであって、誤差を有することが想定されるデータであり、前記誤差範囲表示手段は、ユーザの指示による前記モデリング結果の拡大縮小または前記誤差範囲の表示位置の変更に伴う再描画時に、直前の前記誤差範囲を維持して再表示することを特徴とするものである。
また、本発明のＰＩＤ調整支援装置は、制御対象のモデリングの目標量データと制御対象モデルに基づいて算出された制御応答波形であるモデル応答波形とをモデリング結果としてグラフ表示するモデリング結果表示手段と、前記目標量データの全体スケールまたは前記モデル応答波形の全体スケールから、前記目標量データの誤差範囲を決定する誤差範囲演算処理手段と、この誤差範囲演算処理手段が決定した誤差範囲を前記モデリング結果と重ね合わせて表示する誤差範囲表示手段とを備え、前記目標量データは、目標とする制御応答波形の時系列データであって、誤差を有することが想定されるデータであり、前記誤差範囲表示手段は、ユーザの指示による前記モデリング結果の拡大縮小または前記誤差範囲の表示位置の変更に伴う再描画時に、直前の前記誤差範囲を維持して再表示することを特徴とするものである。
また、本発明のＰＩＤ調整支援装置の１構成例において、前記誤差範囲は、時間軸の誤差範囲と制御量軸の誤差範囲の少なくとも一方を含むものである。

また、本発明のＰＩＤ調整支援装置の１構成例は、さらに、前記モデリング結果と重ね合わせて表示される時間軸の前記誤差範囲をこの誤差範囲の表示位置に応じて補正する時間軸補正誤差範囲処理手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＰＩＤ調整支援装置の１構成例は、さらに、前記モデリング結果と重ね合わせて表示される制御量軸の前記誤差範囲をこの誤差範囲の表示位置に応じて補正する制御量軸補正誤差範囲処理手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＰＩＤ調整支援装置の１構成例において、前記時間軸補正誤差範囲処理手段は、前記目標量データとモデル応答波形とにおける制御開始時から前記時間軸の誤差範囲の表示位置までの時間軸上の経過時間に応じて前記時間軸の誤差範囲を補正することを特徴とするものである。
また、本発明のＰＩＤ調整支援装置の１構成例において、前記制御量軸補正誤差範囲処理手段は、前記制御量軸の誤差範囲の表示位置における前記目標量データの制御量偏差またはモデル応答波形の制御量偏差に応じて前記制御量軸の誤差範囲を補正することを特徴とするものである。

また、本発明のＰＩＤ調整支援方法は、制御対象のモデリングの目標量データと制御対象モデルに基づいて算出された制御応答波形であるモデル応答波形とをモデリング結果としてグラフ表示するモデリング結果表示ステップと、ユーザが前記目標量データに対して認識している誤差範囲を誤差範囲記憶手段から取得して、この誤差範囲を前記モデリング結果と重ね合わせて表示する誤差範囲表示ステップとを備え、前記目標量データは、目標とする制御応答波形の時系列データであって、誤差を有することが想定されるデータであり、前記誤差範囲表示ステップは、ユーザの指示による前記モデリング結果の拡大縮小または前記誤差範囲の表示位置の変更に伴う再描画時に、直前の前記誤差範囲を維持して再表示することを特徴とするものである。
また、本発明のＰＩＤ調整支援方法は、制御対象のモデリングの目標量データと制御対象モデルに基づいて算出された制御応答波形であるモデル応答波形とをモデリング結果としてグラフ表示するモデリング結果表示ステップと、前記目標量データの全体スケールまたは前記モデル応答波形の全体スケールから、前記目標量データの誤差範囲を決定する誤差範囲演算処理ステップと、この誤差範囲演算処理ステップで決定した誤差範囲を前記モデリング結果と重ね合わせて表示する誤差範囲表示ステップとを備え、前記目標量データは、目標とする制御応答波形の時系列データであって、誤差を有することが想定されるデータであり、前記誤差範囲表示ステップは、ユーザの指示による前記モデリング結果の拡大縮小または前記誤差範囲の表示位置の変更に伴う再描画時に、直前の前記誤差範囲を維持して再表示することを特徴とするものである。

本発明によれば、誤差範囲記憶手段に記憶された誤差範囲をモデリング結果と重ね合わせて表示することにより、グラフの拡大操作等によって目標量データとモデル応答波形とのずれが強調されても、目標量データとモデル応答波形とのずれをユーザが一定の感覚で認識することが可能となり、目標量データとモデル応答波形とのマッチングの精度を過剰に向上させるためのユーザの試行錯誤を低減することができる。

また、本発明では、目標量データの全体スケールまたはモデル応答波形の全体スケールから、目標量データの誤差範囲を決定し、この誤差範囲をモデリング結果と重ね合わせて表示することにより、グラフの拡大操作等によって目標量データとモデル応答波形とのずれが強調されても、目標量データとモデル応答波形とのずれをユーザが一定の感覚で認識することが可能となり、目標量データとモデル応答波形とのマッチングの精度を過剰に向上させるためのユーザの試行錯誤を低減することができる。また、本発明では、ユーザが誤差範囲を指定する必要がないので、誤差範囲の指定が難しいような場合にも対応することができる。

また、本発明では、モデリング結果と重ね合わせて表示される時間軸の誤差範囲をこの誤差範囲の表示位置に応じて補正することにより、目標量データとモデル応答波形との時間軸方向のマッチングの精度を過剰に向上させるためのユーザの試行錯誤を低減することができる。

また、本発明では、モデリング結果と重ね合わせて表示される制御量軸の誤差範囲をこの誤差範囲の表示位置に応じて補正することにより、目標量データとモデル応答波形との制御量軸方向のマッチングの精度を過剰に向上させるためのユーザの試行錯誤を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の表示例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態において応答基準誤差範囲演算処理部が応答基準誤差範囲の決定に利用する全体スケールを説明する図である。 本発明の第３の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。 目標量データとモデル応答波形の表示例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の表示例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。 目標量データとモデル応答波形の表示例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の表示例を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の表示例を示す図である。

［発明の原理］
ＰＩＤパラメータ調整支援ツールなどで利用される制御対象モデリング機能は、様々な制御対象や制御動作（制御応答波形）を前提にしているので、制御対象とモデルとのマッチングの度合を定量化する場合、制御応答波形およびモデル応答波形の時間的な長さや応答の大きさにより定量化された数値の意味が異なってくる。また、ユーザがどの程度の精度を認識して目標量データを入力したかによっても、目標量データとモデル応答波形のずれ方の意味は異なってくる。

全体の応答波形が実質的に正規化されたような状態で表示されている場合には、目標量データとモデル応答波形を重ねて表示しているときのずれ方を、一定の感覚で認識できる。しかし、目標量データとモデル応答波形のずれを精密に確認するために拡大して表示すると、ずれが相対的に大きいのか小さいのか認識し難くなる。このとき例えば時間軸上で１秒の大きさ、かつ温度軸上で１℃の大きさのフレームを目標量データとモデル応答波形のグラフと共に表示したとしても、上記のように数値の意味が異なってくると、このようなフレームは有用ではない。

そこで、発明者は、数学的な意味による指標を与えるよりも、「認識」をベースにした指標を与えることが有効であることに着眼した。そして、ユーザ自身がどの程度の精度を認識して目標量データを入力したかを示す認識誤差範囲を導入し、ユーザが指定した認識誤差範囲に基づくフレームを目標量データとモデル応答波形のグラフと同時に表示することで、グラフ拡大時でもユーザが自分の認識を見失うことがなくなることに想到した。また、ユーザによる認識誤差範囲の指定が難しいようなケースにおいては、応答波形の全体像を基準とした応答基準誤差範囲を導入すれば、ユーザはグラフ拡大時でもモデル応答波形全体に対応する一定の誤差範囲を常に認識することができることに想到した。

このように、「認識」をベースにした入力データの誤差範囲（認識誤差範囲、あるいは応答基準誤差範囲）を導入し、この誤差範囲に対応する領域、あるいは数値を表示し、グラフの表示スケールに依存せずに維持することで、ユーザは目標量データとモデル応答波形のずれを一定の感覚で認識することが可能となり、モデリング作業の不必要な試行錯誤や妥当性判断が難しいことによる調整作業中断の可能性を低減することができる。

［第１の実施の形態］
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１は本発明の第１の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。ＰＩＤ調整支援装置は、ユーザが入力した認識誤差範囲を予め記憶する認識誤差範囲記憶部１０と、外部の制御対象モデリング装置（不図示）から入力される目標量データとモデル応答波形とを後述する表示部１２に表示させると共に、認識誤差範囲記憶部１０に記憶された認識誤差範囲とユーザから指定された表示位置に基づきフレームの表示位置と形状を決定して表示部１２に表示させる表示処理部１１と、液晶ディスプレイなどの表示部１２と、キーボードやマウスなどの操作部１３とから構成される。表示処理部１１と表示部１２とは、モデリング結果表示手段と誤差範囲表示手段とを構成している。

本実施の形態では、ユーザが認識誤差範囲を指定し、この認識誤差範囲に基づくフレームあるいは数値をモデリング結果画面に表示する。ユーザが拡大縮小などのグラフ操作を行っても、操作前の認識誤差範囲を維持して表示する。ここで、認識誤差範囲とは、計測誤差やデータ読み取りの際の切上げ桁など、目標量データに対してユーザ自身が認識しているデータの大雑把な誤差範囲を示す。本実施の形態では、認識誤差範囲を表示することで、拡大縮小などのグラフ操作によらず、目標量データとモデル応答波形とのずれを一定の感覚で認識することが可能となる。

次に、本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作についてより具体的に説明する。図２は本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャート、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は本実施の形態の表示例を示す図である。図３（Ａ）はモデリング結果初期画面を示す図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の画面を拡大したモデリング結果画面を示す図、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）の画面を拡大したモデリング結果画面を示す図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）において、３００は目標量データ、３０１はモデル応答波形、３０２はフレームである。なお、図３（Ｂ）では図３（Ａ）の破線３０３で示す領域を表示しており、図３（Ｃ）では図３（Ｂ）の破線３０４で示す領域を表示している。

ＰＩＤ調整支援装置は、制御対象モデルを生成し、生成したモデルに基づいてモデル応答波形を算出する制御対象モデリング装置から、目標とする制御応答波形の時系列データである目標量データと、モデル応答波形のデータとを受け取る。制御対象モデルを生成する技術は周知の技術であるので、制御対象モデリング装置の詳細についての説明は省略する。

ＰＩＤ調整支援装置の表示処理部１１は、図３（Ａ）に示すように目標量データ３００とモデル応答波形３０１とを表示部１２に表示させる（図２ステップＳ１００）。そして、表示処理部１１は、所定の表示位置の座標を中心とし、かつ認識誤差範囲記憶部１０に記憶された縦軸（制御量軸）の認識誤差範囲と横軸（時間軸）の認識誤差範囲とを大きさとする矩形のフレームを決定し（ステップＳ１０１）、図３（Ａ）に示すようにフレーム３０２を表示部１２に表示させる（ステップＳ１０２）。こうして、図３（Ａ）に示したようなモデリング結果初期画面が表示される。なお、モデリング結果初期画面の表示位置の座標は所定値とし、その後は、ユーザがマウスクリックなどで指定する表示位置の座標を中心としてフレーム３０２を表示すればよい。

ユーザが操作部１３を操作してモデリング結果画面を拡大または縮小させたときにも、図２の処理が行われるが、このとき認識誤差範囲を維持して表示する。例えば図３（Ａ）のモデリング結果初期画面においては、制御量軸の認識誤差範囲が５℃、時間軸の認識誤差範囲が１０秒となるようにフレーム３０２の大きさが決定されているが、モデリング結果初期画面を拡大した図３（Ｂ）のモデリング結果画面においても、フレーム３０２が示す制御量軸の認識誤差範囲は５℃、時間軸の認識誤差範囲は１０秒である。同様に、図３（Ｂ）のモデリング結果画面を拡大した図３（Ｃ）のモデリング結果画面においても、フレーム３０２が示す認識誤差範囲は維持される。

以上のように、本実施の形態では、認識誤差範囲に基づくフレームを、目標量データとモデル応答波形のグラフと同時に表示することにより、グラフの拡大操作等によって目標量データとモデル応答波形とのずれが強調されても、目標量データとモデル応答波形とのずれをユーザが一定の感覚で認識することが可能となり、目標量データとモデル応答波形とのマッチングの精度を過剰に向上させるためのユーザの試行錯誤（例えばモデルの再計算など）を低減することができる。

なお、本実施の形態では、フレームの形状を矩形としているが、これに限るものではなく、例えば楕円形状であってもよい。また、認識誤差範囲を数値や表にしてモデリング結果画面に表示しても構わないし、領域表示と数値表示を同時に行っても構わない。いずれにしろ、ユーザがモデリング結果の確認作業中に指定した認識誤差範囲を容易に確認できればよい。

また、本実施の形態では、時間軸、制御量軸（図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の例では温度軸）の両方に対して認識誤差範囲を指定したが、どちらか一方の軸の認識誤差範囲のみを指定するようにしてもよい。認識誤差範囲が時間軸あるいは制御量軸のどちらか一方のみに対して指定されている場合、認識誤差範囲を直線の幅で表示したり、数値で表示したりすればよい。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は本発明の第２の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。ＰＩＤ調整支援装置は、モデル応答波形等の全体スケールに基づき応答基準誤差範囲を決定する応答基準誤差範囲演算処理部２０と、応答基準誤差範囲を記憶する応答基準誤差範囲記憶部２１と、目標量データとモデル応答波形とを後述する表示部２３に表示させると共に、応答基準誤差範囲記憶部２１に記憶された応答基準誤差範囲とユーザから指定された表示位置に基づきフレームの表示位置と形状を決定して表示部２３に表示させる表示処理部２２と、液晶ディスプレイなどの表示部２３と、キーボードやマウスなどの操作部２４とから構成される。表示処理部２２と表示部２３とは、モデリング結果表示手段と誤差範囲表示手段とを構成している。

本実施の形態では、ユーザに代わって、応答基準誤差範囲演算処理部２０が応答基準誤差範囲を決定し、この応答基準誤差範囲に基づくフレームあるいは数値をモデリング結果画面に表示する。ユーザが拡大縮小などのグラフ操作を行っても、操作前の応答基準誤差範囲を維持して表示する。ここで、応答基準誤差範囲とは、目標量データまたはモデル応答波形の各軸の全体スケールに対して設定する範囲であり、具体的には全体スケールの１／１００、１／１０００などユーザが認識しやすい範囲を示す。本実施の形態では、応答基準誤差範囲を表示することで、拡大縮小などのグラフ操作によらず、目標量データとモデル応答波形とのずれを一定の感覚で認識することが可能となる。

次に、本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作について説明する。図５は本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。
ＰＩＤ調整支援装置の表示処理部２２は、第１の実施の形態と同様に、目標量データとモデル応答波形とを表示部２３に表示させる（図５ステップＳ２００）。次に、応答基準誤差範囲演算処理部２０は、応答基準誤差範囲を決定する（ステップＳ２０１）。

図６は応答基準誤差範囲演算処理部２０が応答基準誤差範囲の決定に利用する全体スケールを説明する図である。応答基準誤差範囲演算処理部２０が利用する全体スケールは、モデリング結果画面の全体像をユーザが認識する際に目安となる各軸の範囲であればよい。例えば制御量軸であれば、図６に示すように、制御量初期値から制御量設定値ＳＰまでのステップ応答幅を制御量軸の全体スケールとしてもよいし、制御量の最小値から最大値までの制御応答幅を制御量軸の全体スケールとしてもよい。図６の例では、制御量初期値は１００℃で、制御量設定値ＳＰは時刻１０秒の時点で１００℃から２００℃に変更されているので、ステップ応答幅は１００℃である。制御応答Ｒ１の場合、制御量（温度）の最小値が１００℃で、最大値が２００℃なので、制御応答幅は１００℃である。また、制御応答Ｒ２の場合、制御量（温度）の最小値が１００℃で、最大値が２３０℃なので、制御応答幅は１３０℃である。

一方、時間軸であれば、設定値変更時から整定時までの時間幅を時間軸の全体スケールとしてもよいし、設定値変更時から最終データまでの時間幅を時間軸の全体スケールとしてもよい。図６の例では、時刻１０秒で制御量設定値ＳＰが変更され、１４０秒で整定しているので、設定値変更時から整定時までの時間幅は１３０秒である。また、最終データは時刻２１０秒のときのデータなので、設定値変更時から最終データまでの時間幅は２００秒である。

全体スケールは、目標量データとしてユーザが入力した特徴量（オーバーシュート量や整定時間など）や時系列データを利用して決定してもよいし、モデル応答波形のデータを利用して決定してもよい。このように、目標量データを利用して全体スケールを決定する場合としては、ステップ応答幅を制御量軸の全体スケールとする場合、目標とする制御応答波形における制御応答幅を制御量軸の全体スケールとする場合、設定値変更時から制御応答波形の整定時までの時間幅を時間軸の全体スケールとする場合、設定値変更時から最終データまでの時間幅を時間軸の全体スケールとする場合がある。

また、モデル応答波形のデータを利用して全体スケールを決定する場合としては、モデル応答波形における制御応答幅を制御量軸の全体スケールとする場合、設定値変更時からモデル応答波形の整定時までの時間幅を時間軸の全体スケールとする場合、設定値変更時から最終データまでの時間幅を時間軸の全体スケールとする場合がある。
目標量データを利用して全体スケールを決定する場合とモデル応答波形のデータを利用して全体スケールを決定する場合のいずれにおいても、各軸の全体スケールを、目標量データ、モデル応答波形のどちらを基準に算出したかをユーザが確認できることが好ましい。

応答基準誤差範囲演算処理部２０は、軸毎の全体スケールの決定後に、この全体スケールに対して１／１００、１／１０００などのユーザが認識しやすい係数を乗じた値を応答基準誤差範囲として決定する（ステップＳ２０１）。
例えば、時間軸の全体スケールをＳＣ＿Ｔ、制御量軸の全体スケールをＳＣ＿ＰＶとすれば、応答基準誤差範囲演算処理部２０は、時間軸の応答基準誤差範囲ＴＥＷ＿ＳＣ、制御量軸の応答基準誤差範囲ＰＶＥＷ＿ＳＣを以下のように算出する。
ＴＥＷ＿ＳＣ＝ＳＣ＿Ｔ×Ｋ＿Ｔ ・・・（１）
ＰＶＥＷ＿ＳＣ＝ＳＣ＿ＰＶ×Ｋ＿ＰＶ ・・・（２）

ここで、Ｋ＿Ｔは時間軸誤差算出係数、Ｋ＿ＰＶは制御量軸誤差算出係数である。時間軸誤差算出係数Ｋ＿Ｔ、制御量軸誤差算出係数Ｋ＿ＰＶとしては、前述したように１／１００、１／１０００などのユーザが認識しやすい係数を適宜設定すればよい。この際、ＳＣ＿Ｔ、ＳＣ＿ＰＶの値や桁数を用いて設定してもよい。

時間軸の全体スケールＳＣ＿Ｔは、前述したように、制御応答整定時の時刻をＴｓｔｂｌ、制御開始時の時刻をＴｉｎｉ、モデリング結果における時間軸最大値をＴｍａｘとすると、（Ｔｓｔｂｌ−Ｔｉｎｉ）としてもよいし、（Ｔｍａｘ−Ｔｉｎｉ）としてもよい。また、制御量軸の全体スケールＳＣ＿ＰＶは、制御量設定値をＳＰ、制御開始時の制御量をＰＶｉｎｉ、制御量最大値をＰＶｍａｘとすると、（ＳＰ−ＰＶｉｎｉ）としてもよいし、（ＰＶｍａｘ−ＰＶｉｎｉ）としてもよい。

応答基準誤差範囲記憶部２１は、応答基準誤差範囲演算処理部２０が決定した応答基準誤差範囲を記憶する（ステップＳ２０２）。
表示処理部２２は、所定の表示位置の座標を中心とし、かつ応答基準誤差範囲記憶部２１に記憶された制御量軸の応答基準誤差範囲と時間軸の応答基準誤差範囲とを大きさとする矩形のフレームを決定し（ステップＳ２０３）、フレームを表示部２３に表示させる（ステップＳ２０３）。

第１の実施の形態と同様に、モデリング結果初期画面の表示位置の座標は所定値とし、その後は、ユーザがマウスクリックなどで指定する表示位置の座標を中心としてフレームを表示すればよい。
また、ユーザが操作部２４を操作してモデリング結果画面を拡大または縮小させたときにも、図５の処理が行われるが、このとき表示処理部２２は、第１の実施の形態と同様に応答基準誤差範囲を維持して表示する。

以上のように、本実施の形態では、応答基準誤差範囲に基づくフレームを、目標量データとモデル応答波形のグラフと同時に表示することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、ユーザが認識誤差範囲を指定する必要がないので、認識誤差範囲の指定が難しいような場合にも対応することができる。

なお、第１の実施の形態と同様にフレームの形状は矩形でなくてもよい。また、応答基準誤差範囲を数値や表にしてモデリング結果画面に表示しても構わないし、領域表示と数値表示を同時に行っても構わない。
また、本実施の形態では、時間軸、制御量軸の両方に対して応答基準誤差範囲を設定したが、どちらか一方の軸の応答基準誤差範囲のみを設定するようにしてもよい。応答基準誤差範囲を時間軸あるいは制御量軸のどちらか一方のみに対して設定する場合、応答基準誤差範囲を直線の幅で表示したり、数値で表示したりすればよい。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は本発明の第３の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。ＰＩＤ調整支援装置は、制御量軸の誤差範囲を記憶する制御量軸誤差範囲記憶部３０と、補正前の時間軸誤差範囲を記憶する補正前時間軸誤差範囲記憶部３１と、時間軸誤差範囲の最大値および最小値を記憶する時間軸誤差範囲上下限記憶部３２と、時間軸誤差範囲の補正を行う補正区間を記憶する補正区間記憶部３３と、補正前時間軸誤差範囲と時間軸誤差範囲の最大値および最小値と時間軸の補正区間と表示位置に基づき、時間軸誤差範囲を補正した時間軸補正誤差範囲を決定する時間軸補正誤差範囲処理部３４と、目標量データとモデル応答波形とを後述する表示部３６に表示させると共に、誤差範囲とユーザから指定された表示位置に基づきフレームの表示位置と形状を決定して表示部３６に表示させる表示処理部３５と、液晶ディスプレイなどの表示部３６と、キーボードやマウスなどの操作部３７とから構成される。

本実施の形態では、時間軸の誤差範囲（認識誤差範囲または応答基準誤差範囲）に対して制御状態に応じた補正をかける。時間軸の誤差範囲が制御状態によって変化する傾向を反映して時間軸誤差範囲を補正することで、過剰な精度追求の可能性を低減する。そして、本実施の形態では、制御開始時（すなわち、制御量設定値変更時）から表示位置までの時間軸上の経過時間を補正値の算出に利用している。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）は本実施の形態の目的を説明する図であり、目標量データとモデル応答波形の表示例を示す図である。図８（Ａ）はモデリング結果画面を示す図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の画面を拡大したモデリング結果画面を示す図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）において、８００は目標量データ、８０１はモデル応答波形である。図８（Ｂ）では図８（Ａ）の破線８０３で示す領域を表示している。

通常の制御応答波形は、時間経過とともに制御量設定値ＳＰに近づき、やがて制御量設定値ＳＰ付近で安定し整定状態に到達する。制御量の変化は一律ではなく、制御開始後から時間の経過とともに徐々に小さくなる。つまり、整定状態に近づくほど、目標とする制御応答波形とモデル応答波形とのずれの認識が細かくなり、これに比べて時間のずれの認識は相対的に粗くなってくる。このように制御が整定状態に近づいた領域では、図８（Ｂ）から明らかなように、通常、時間のずれよりも制御量のずれの確認が重要となる。本実施の形態では、経過時間に基づいて時間軸誤差範囲を補正することで、時間軸方向の過剰な精度追求の可能性を低減する。

なお、本実施の形態では、誤差範囲として、第１の実施の形態で説明した認識誤差範囲または第２の実施の形態で説明した応答基準誤差範囲を使用することを想定している。すなわち、誤差範囲として第１の実施の形態で説明した認識誤差範囲を使用する場合には、制御量軸の認識誤差範囲が制御量軸誤差範囲記憶部３０に記憶される制御量軸誤差範囲となり、時間軸の認識誤差範囲が補正前時間軸誤差範囲記憶部３１に記憶される補正前時間軸誤差範囲となる。

また、誤差範囲として第２の実施の形態で説明した応答基準誤差範囲を使用する場合には、制御量軸の応答基準誤差範囲が制御量軸誤差範囲記憶部３０に記憶される制御量軸誤差範囲となり、時間軸の応答基準誤差範囲が補正前時間軸誤差範囲記憶部３１に記憶される補正前時間軸誤差範囲となる。ただし、誤差範囲として応答基準誤差範囲を使用する場合には、第２の実施の形態で説明した応答基準誤差範囲演算処理部２０が必要になることは言うまでもない。

次に、本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作について説明する。図９は本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。
ＰＩＤ調整支援装置の表示処理部３５は、第１の実施の形態と同様に、目標量データとモデル応答波形とを表示部３６に表示させる（図９ステップＳ３００）。

続いて、時間軸補正誤差範囲処理部３４は、補正前時間軸誤差範囲記憶部３１に記憶された補正前時間軸誤差範囲と、時間軸誤差範囲上下限記憶部３２に記憶された時間軸誤差範囲の最大値および最小値と、補正区間記憶部３３に記憶された時間軸の補正区間とを用いて、表示位置に応じて時間軸誤差範囲を補正した時間軸補正誤差範囲を決定する（ステップＳ３０１）。

本実施の形態では、時間軸の補正区間を補正開始時刻から補正終了時刻までと定義する。この場合、時間軸誤差範囲は、補正開始時刻より前の時点では時間軸誤差範囲の最小値に設定され、補正終了時刻を過ぎると時間軸誤差範囲の最大値に設定され、補正区間内では制御開始から誤差範囲の表示位置までの時間軸上の経過時間に応じて補正された時間軸補正誤差範囲となる。

補正区間、時間軸誤差範囲の最大値および最小値は、例えば、以下のように決定する。補正開始時刻Ｔｃ＿ＳＴＡＲＴは、目標量データまたはモデル応答波形の制御量が最終値の６２．３％を超える時刻とする。補正終了時刻Ｔｃ＿ＥＮＤは、目標量データまたはモデル応答波形の制御量が（ＳＰ−ε）に到達する時刻とする。ここで、εは整定判定を行うための、制御量設定値ＳＰからのずれの許容値である。時間軸誤差範囲の最小値ＴＥＷ＿ｍｉｎは、補正前時間軸誤差範囲記憶部３１に記憶される補正前時間軸誤差範囲の１／２の値とする。時間軸誤差範囲の最大値ＴＥＷ＿ｍａｘは、補正前時間軸誤差範囲と同じ値とする。

時間軸補正誤差範囲処理部３４は、時間軸誤差範囲を表示しようとする表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）（ｐｖは制御量軸の座標、ｔは時間軸の座標）に対し、時間軸補正誤差範囲ＴＥＷ＿ｃ（ｐｖ，ｔ）を例えば以下のように決定する。
ＴＥＷ＿ｃ（ｐｖ，ｔ）＝ＴＥＷ＿ｍｉｎ（ただし、ｔ＜Ｔｃ＿ＳＴＡＲＴ）
・・・（３）
ＴＥＷ＿ｃ（ｐｖ，ｔ）＝｛（ＴＥＷ＿ｍａｘ−ＴＥＷ＿ｍｉｎ）／（Ｔｃ＿ＥＮＤ
−Ｔｃ＿ＳＴＡＲＴ）｝（ｔ−Ｔｃ＿ＳＴＡＲＴ）＋ＴＥＷ＿ｍｉｎ
＝｛（ＴＥＷ＿ｍａｘ−ＴＥＷ＿ｍｉｎ）
／（Ｔｃ＿ＥＮＤ−Ｔｃ＿ＳＴＡＲＴ）｝・ｔ
＋｛（ＴＥＷ＿ｍｉｎ・Ｔｃ＿ＥＮＤ−ＴＥＷ＿ｍａｘ・Ｔｃ＿ＳＴＡＲＴ）
／（Ｔｃ＿ＥＮＤ−Ｔｃ＿ＳＴＡＲＴ）｝
（ただし、Ｔｃ＿ＳＴＡＲＴ≦ｔ≦Ｔｃ＿ＥＮＤ） ・・・（４）
ＴＥＷ＿ｃ（ｐｖ，ｔ）＝ＴＥＷ＿ｍａｘ（ただし、Ｔｃ＿ＥＮＤ＜ｔ）
・・・（５）

表示処理部３５は、所定の表示位置の座標を中心とし、かつ時間軸補正誤差範囲処理部３４が決定した時間軸補正誤差範囲と制御量軸誤差範囲記憶部３０に記憶された制御量軸誤差範囲とを大きさとする矩形のフレームを決定し（ステップＳ３０２）、フレームを表示部３６に表示させる（ステップＳ３０３）。第１の実施の形態と同様に、モデリング結果初期画面の表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）は所定値とし、その後は、ユーザがマウスクリックなどで指定する表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）を中心としてフレームを表示すればよい。また、ユーザが操作部３７を操作してモデリング結果画面を拡大または縮小させたときにも、図９の処理が行われる。

図１０は本実施の形態の表示例を示す図である。図１０において、１０００は目標量データ、１００１はモデル応答波形、１００２はフレームである。図１０の例によれば、フレーム１００２の時間軸方向の大きさ、すなわち時間軸補正誤差範囲が、補正区間内において表示位置に応じて変化していることが分かる。

以上のように、本実施の形態では、時間軸誤差範囲を補正することで、ユーザが目標量データとモデル応答波形とのマッチングの精度を過剰に追求する可能性を低減することができる。
なお、整定状態の補正誤差範囲（本実施の形態では時間軸誤差範囲最大値）には下限値を設けておくのが好ましい。下限値は予め適宜設定すればよく、例えば、想定されるハンチング周期や振幅に基づいて設定してもよい。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１１は本発明の第４の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。ＰＩＤ調整支援装置は、時間軸の誤差範囲を記憶する時間軸誤差範囲記憶部４０と、補正前の制御量軸誤差範囲を記憶する補正前制御量軸誤差範囲記憶部４１と、制御量軸誤差範囲の最大値および最小値を記憶する制御量軸誤差範囲上下限記憶部４２と、制御量軸誤差範囲の補正を行う補正区間を記憶する補正区間記憶部４３と、補正前制御量軸誤差範囲と制御量軸誤差範囲の最大値および最小値と制御量軸の補正区間と表示位置に基づき、制御量軸誤差範囲を補正した制御量軸補正誤差範囲を決定する制御量軸補正誤差範囲処理部４４と、目標量データとモデル応答波形とを後述する表示部４６に表示させると共に、誤差範囲とユーザから指定された表示位置に基づきフレームの表示位置と形状を決定して表示部４６に表示させる表示処理部４５と、液晶ディスプレイなどの表示部４６と、キーボードやマウスなどの操作部４７とから構成される。

第３の実施の形態では、時間軸の誤差範囲の補正を行ったが、本実施の形態は制御量軸の誤差範囲の補正を行う例を示すものである。すなわち、本実施の形態では、制御量軸の誤差範囲（認識誤差範囲または応答基準誤差範囲）に対して制御状態に応じた補正をかける。制御量軸の誤差範囲が制御状態によって変化する傾向を反映して制御量軸誤差範囲を補正することで、過剰な精度追求の可能性を低減する。本実施の形態では、表示位置の制御量偏差を補正値の算出に利用するが、経過時間などの制御状態を反映する変数も補正値の算出に利用することができる。

図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は本実施の形態の目的を説明する図であり、目標量データとモデル応答波形の表示例を示す図である。図１２（Ａ）はモデリング結果画面を示す図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の画面を拡大したモデリング結果画面を示す図である。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）において、１２００は目標量データ、１２０１はモデル応答波形である。図１２（Ｂ）では図１２（Ａ）の破線１２０２で示す領域を表示している。

制御量の変化は、制御動作開始付近では大きく、時間の経過とともに徐々に小さくなっていく。つまり、制御動作開始時点に近いほど、目標とする制御応答波形とモデル応答波形の制御量のずれの認識は粗くなり、これに比べて時間のずれの認識は相対的に細かくなってくる。このように制御動作開始時点に近い領域では、図１２（Ｂ）から明らかなように、通常、制御量のずれよりも制御量変化のタイミングである時間のずれの確認が重要となる。本実施の形態では、制御量偏差に基づいて制御量軸誤差範囲を補正することで、制御量軸方向の過剰な精度追求の可能性を低減する。

なお、本実施の形態では、誤差範囲として、第１の実施の形態で説明した認識誤差範囲または第２の実施の形態で説明した応答基準誤差範囲を使用することを想定している。すなわち、誤差範囲として第１の実施の形態で説明した認識誤差範囲を使用する場合には、時間軸の認識誤差範囲が時間軸誤差範囲記憶部４０に記憶される時間軸誤差範囲となり、制御量軸の認識誤差範囲が補正前制御量軸誤差範囲記憶部４１に記憶される補正前制御量軸誤差範囲となる。

また、誤差範囲として第２の実施の形態で説明した応答基準誤差範囲を使用する場合には、時間軸の応答基準誤差範囲が時間軸誤差範囲記憶部４０に記憶される時間軸誤差範囲となり、制御量軸の応答基準誤差範囲が補正前制御量軸誤差範囲記憶部４１に記憶される補正前制御量軸誤差範囲となる。ただし、誤差範囲として応答基準誤差範囲を使用する場合には、第２の実施の形態で説明した応答基準誤差範囲演算処理部２０が必要になることは言うまでもない。

次に、本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作について説明する。図１３は本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。
ＰＩＤ調整支援装置の表示処理部４５は、第１の実施の形態と同様に、目標量データとモデル応答波形とを表示部４６に表示させる（図１３ステップＳ４００）。

続いて、制御量軸補正誤差範囲処理部４４は、補正前制御量軸誤差範囲記憶部４１に記憶された補正前制御量軸誤差範囲と、制御量軸誤差範囲上下限記憶部４２に記憶された制御量軸誤差範囲の最大値および最小値と、補正区間記憶部４３に記憶された制御量軸の補正区間とを用いて、表示位置における制御量偏差に応じて制御量軸誤差範囲を補正した制御量軸補正誤差範囲を決定する（ステップＳ４０１）。

本実施の形態では、制御量軸の補正区間を補正開始偏差量から補正終了偏差量までとする。この場合、制御量軸誤差範囲は、制御量偏差が補正終了偏差量より小さい場合には制御量軸誤差範囲の最小値に設定され、制御量偏差が補正開始偏差量より大きい場合には制御量軸誤差範囲の最大値に設定され、補正区間内では誤差範囲の表示位置における制御量偏差に応じて補正された制御量軸補正誤差範囲となる。

補正区間、制御量軸誤差範囲の最大値および最小値は、例えば、以下のように決定する。補正開始偏差量ＰＶｃ＿ＳＴＡＲＴ＿δは、制御量ステップ幅（すなわち、｜制御量設定値ＳＰ−制御量初期値｜）の９０％とする。補正終了偏差量ＰＶｃ＿ＥＮＤ＿δは、制御量ステップ幅の１０％とする。制御量軸誤差範囲の最小値ＰＶＥＷ＿ｍｉｎは、補正前制御量軸誤差範囲記憶部４１に記憶されている補正前制御量軸誤差範囲と同じ値とする。制御量誤差範囲最大値ＰＶＥＷ＿ｍａｘは、補正前制御量軸誤差範囲の２倍の値とする。

制御量軸補正誤差範囲処理部４４は、制御量軸誤差範囲を表示しようとする表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）（ｐｖは制御量軸の座標、ｔは時間軸の座標）に対し、制御量軸補正誤差範囲ＰＶＥＷ＿ｃ（ｐｖ，ｔ）を例えば以下のように決定する。
ＰＶＥＷ＿ｃ（ｐｖ，ｔ）＝ＰＶＥＷ＿ｍａｘ
（ただしδ（ｐｖ，ｔ）＞ＰＶｃ＿ＳＴＡＲＴ＿δ） ・・・（６）
ＰＶＥＷ＿ｃ（ｐｖ，ｔ）＝｛（ＰＶＥＷ＿ｍｉｎ−ＰＶＥＷ＿ｍａｘ）
／（ＰＶｃ＿ＥＮＤ＿δ−ＰＶｃ＿ＳＴＡＲＴ＿δ）｝（δ（ｐｖ，ｔ）
−ＰＶｃ＿ＳＴＡＲＴ＿δ）＋ＰＶＥＷ＿ｍａｘ
＝｛（ＰＶＥＷ＿ｍｉｎ−ＰＶＥＷ＿ｍａｘ）
／（ＰＶｃ＿ＥＮＤ＿δ−ＰＶｃ＿ＳＴＡＲＴ＿δ）｝・δ（ｐｖ，ｔ）
＋｛（ＰＶＥＷ＿ｍａｘ・ＰＶｃ＿ＥＮＤ＿δ
−ＰＶＥＷ＿ｍｉｎ・ＰＶｃ＿ＳＴＡＲＴ＿δ）
／（ＰＶｃ＿ＥＮＤ＿δ−ＰＶｃ＿ＳＴＡＲＴ＿δ）｝
（ただし、ＰＶｃ＿ＳＴＡＲＴ＿δ≧δ（ｐｖ，ｔ）≧ＰＶｃ＿ＥＮＤ＿δ）
・・・（７）
ＰＶＥＷ＿ｃ（ｐｖ，ｔ）＝ＰＶＥＷ＿ｍｉｎ
（ただし、ＰＶｃ＿ＥＮＤ＿δ＞δ（ｐｖ，ｔ）） ・・・（８）

式（６）〜式（８）において、δ（ｐｖ，ｔ）は表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）における制御量偏差であり、｜ＳＰ−ＰＶ｜である。ＳＰは制御量設定値、ＰＶは座標（ｐｖ，ｔ）における制御量である。なお、制御量偏差を算出する制御量ＰＶとしては、目標量データを用いてもよいし、モデル応答波形のデータを用いてもよい。

表示処理部４５は、所定の表示位置の座標を中心とし、かつ時間軸誤差範囲記憶部４０に記憶された時間軸誤差範囲と制御量軸補正誤差範囲処理部４４が決定した制御量軸補正誤差範囲とを大きさとする矩形のフレームを決定し（ステップＳ４０２）、フレームを表示部４６に表示させる（ステップＳ４０３）。第１の実施の形態と同様に、モデリング結果初期画面の表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）は所定値とし、その後は、ユーザがマウスクリックなどで指定する表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）を中心としてフレームを表示すればよい。また、ユーザが操作部４７を操作してモデリング結果画面を拡大または縮小させたときにも、図１３の処理が行われる。

図１４は本実施の形態の表示例を示す図である。図１４において、１４００は目標量データ、１４０１はモデル応答波形、１４０２はフレームである。図１４の例によれば、フレーム１４０２の制御量軸方向の大きさ、すなわち制御量軸補正誤差範囲が、補正区間内において表示位置（正確には表示位置における制御量偏差）に応じて変化していることが分かる。

以上のように、本実施の形態では、制御量軸誤差範囲を補正することで、ユーザが目標量データとモデル応答波形とのマッチングの精度を過剰に追求する可能性を低減することができる。
なお、整定状態の補正誤差範囲（本実施の形態では制御量軸誤差範囲最小値）には下限値を設けておくのが好ましい。下限値は予め適宜設定すればよく、例えば、想定されるハンチング周期や振幅に基づいて設定してもよい。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１５は本発明の第５の実施の形態に係るＰＩＤ調整支援装置の構成を示すブロック図である。ＰＩＤ調整支援装置は、補正前の時間軸誤差範囲を記憶する補正前時間軸誤差範囲記憶部５０と、時間軸誤差範囲の最大値および最小値を記憶する時間軸誤差範囲上下限記憶部５１と、時間軸誤差範囲の補正を行う補正区間を記憶する時間軸補正区間記憶部５２と、補正前の制御量軸誤差範囲を記憶する補正前制御量軸誤差範囲記憶部５３と、制御量軸誤差範囲の最大値および最小値を記憶する制御量軸誤差範囲上下限記憶部５４と、制御量軸誤差範囲の補正を行う補正区間を記憶する制御量軸補正区間記憶部５５と、補正前時間軸誤差範囲と時間軸誤差範囲の最大値および最小値と時間軸の補正区間と表示位置に基づき、時間軸誤差範囲を補正した時間軸補正誤差範囲を決定する時間軸補正誤差範囲処理部５６と、補正前制御量軸誤差範囲と制御量軸誤差範囲の最大値および最小値と制御量軸の補正区間と表示位置に基づき、制御量軸誤差範囲を補正した制御量軸補正誤差範囲を決定する制御量軸補正誤差範囲処理部５７と、目標量データとモデル応答波形とを後述する表示部５９に表示させると共に、誤差範囲とユーザから指定された表示位置に基づきフレームの表示位置と形状を決定して表示部５９に表示させる表示処理部５８と、液晶ディスプレイなどの表示部５９と、キーボードやマウスなどの操作部６０とから構成される。

本実施の形態は、第３の実施の形態と第４の実施の形態を組み合わせ、時間軸誤差範囲の補正と制御量軸誤差範囲の補正を同時に行うものである。
図１６は本実施の形態のＰＩＤ調整支援装置の動作を示すフローチャートである。ＰＩＤ調整支援装置の表示処理部５８は、第１の実施の形態と同様に、目標量データとモデル応答波形とを表示部５９に表示させる（図１６ステップＳ５００）。

続いて、時間軸補正誤差範囲処理部５６は、第３の実施の形態の時間軸補正誤差範囲処理部３４と同様に、補正前時間軸誤差範囲記憶部５０に記憶された補正前時間軸誤差範囲と、時間軸誤差範囲上下限記憶部５１に記憶された時間軸誤差範囲の最大値および最小値と、時間軸補正区間記憶部５２に記憶された時間軸の補正区間とを用いて、表示位置に応じて時間軸誤差範囲を補正した時間軸補正誤差範囲を決定する（ステップＳ５０１）。

制御量軸補正誤差範囲処理部５７は、第４の実施の形態の制御量軸補正誤差範囲処理部４４と同様に、補正前制御量軸誤差範囲記憶部５３に記憶された補正前制御量軸誤差範囲と、制御量軸誤差範囲上下限記憶部５４に記憶された制御量軸誤差範囲の最大値および最小値と、制御量軸補正区間記憶部５５に記憶された制御量軸の補正区間とを用いて、表示位置における制御量偏差に応じて制御量軸誤差範囲を補正した制御量軸補正誤差範囲を決定する（ステップＳ５０２）。

表示処理部５８は、所定の表示位置の座標を中心とし、かつ時間軸補正誤差範囲処理部５６が決定した時間軸補正誤差範囲と制御量軸補正誤差範囲処理部５７が決定した制御量軸補正誤差範囲とを大きさとする矩形のフレームを決定し（ステップＳ５０３）、フレームを表示部５９に表示させる（ステップＳ５０４）。第１の実施の形態と同様に、モデリング結果初期画面の表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）は所定値とし、その後は、ユーザがマウスクリックなどで指定する表示位置の座標（ｐｖ，ｔ）を中心としてフレームを表示すればよい。また、ユーザが操作部６０を操作してモデリング結果画面を拡大または縮小させたときにも、図１６の処理が行われる。

図１７は本実施の形態の表示例を示す図である。図１７において、１７００は目標量データ、１７０１はモデル応答波形、１７０２はフレームである。図１７の例によれば、フレーム１７０２の時間軸方向の大きさ、すなわち時間軸補正誤差範囲が、時間軸補正区間内において表示位置に応じて変化し、フレーム１７０２の制御量軸方向の大きさ、すなわち制御量軸補正誤差範囲が、制御量軸補正区間内において表示位置に応じて変化していることが分かる。

以上のように、本実施の形態では、時間軸誤差範囲と制御量軸誤差範囲を補正することで、ユーザが目標量データとモデル応答波形とのマッチングの精度を過剰に追求する可能性を低減することができる。
なお、整定状態の各軸の補正誤差範囲（本実施の形態では時間軸誤差範囲最大値、および、制御量軸誤差範囲最小値）にはそれぞれ下限値を設けておくのが好ましい。下限値は予め適宜設定すればよく、例えば、想定されるハンチング周期や振幅に基づいて設定してもよい。

第１〜第５の実施の形態におけるＰＩＤ調整支援装置は、例えばＣＰＵ、メモリおよびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムに従って第１〜第５の実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、制御対象モデルを生成し制御パラメータ調整を行うＰＩＤ調整支援技術に適用することができる。

１０…認識誤差範囲記憶部、１１，２２，３５，４５，５８…表示処理部、１２，２３，３６，４６，５９…表示部、１３，２４，３７，４７，６０…操作部、２０…応答基準誤差範囲演算処理部、２１…応答基準誤差範囲記憶部、３０…制御量軸誤差範囲記憶部、３１，５０…補正前時間軸誤差範囲記憶部、３２，５１…時間軸誤差範囲上下限記憶部、３３，４３…補正区間記憶部、３４，５６…時間軸補正誤差範囲処理部、４０…時間軸誤差範囲記憶部、４１，５３…補正前制御量軸誤差範囲記憶部、４２，５４…制御量軸誤差範囲上下限記憶部、４４，５７…制御量軸補正誤差範囲処理部、５２…時間軸補正区間記憶部、５５…制御量軸補正区間記憶部。

Claims (14)

1. ユーザが制御対象のモデリングの目標量データに対して認識している誤差範囲を予め記憶する誤差範囲記憶手段と、
   前記目標量データと制御対象モデルに基づいて算出された制御応答波形であるモデル応答波形とをモデリング結果としてグラフ表示するモデリング結果表示手段と、
   前記誤差範囲記憶手段に記憶された誤差範囲を前記モデリング結果と重ね合わせて表示する誤差範囲表示手段とを備え、
   前記目標量データは、目標とする制御応答波形の時系列データであって、誤差を有することが想定されるデータであり、
   前記誤差範囲表示手段は、ユーザの指示による前記モデリング結果の拡大縮小または前記誤差範囲の表示位置の変更に伴う再描画時に、直前の前記誤差範囲を維持して再表示することを特徴とするＰＩＤ調整支援装置。
2. 制御対象のモデリングの目標量データと制御対象モデルに基づいて算出された制御応答波形であるモデル応答波形とをモデリング結果としてグラフ表示するモデリング結果表示手段と、
   前記目標量データの全体スケールまたは前記モデル応答波形の全体スケールから、前記目標量データの誤差範囲を決定する誤差範囲演算処理手段と、
   この誤差範囲演算処理手段が決定した誤差範囲を前記モデリング結果と重ね合わせて表示する誤差範囲表示手段とを備え、
   前記目標量データは、目標とする制御応答波形の時系列データであって、誤差を有することが想定されるデータであり、
   前記誤差範囲表示手段は、ユーザの指示による前記モデリング結果の拡大縮小または前記誤差範囲の表示位置の変更に伴う再描画時に、直前の前記誤差範囲を維持して再表示することを特徴とするＰＩＤ調整支援装置。
3. 請求項１または２記載のＰＩＤ調整支援装置において、
   前記誤差範囲は、時間軸の誤差範囲と制御量軸の誤差範囲の少なくとも一方を含むことを特徴とするＰＩＤ調整支援装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＰＩＤ調整支援装置において、
   さらに、前記モデリング結果と重ね合わせて表示される時間軸の前記誤差範囲をこの誤差範囲の表示位置に応じて補正する時間軸補正誤差範囲処理手段を備えることを特徴とするＰＩＤ調整支援装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＰＩＤ調整支援装置において、
   さらに、前記モデリング結果と重ね合わせて表示される制御量軸の前記誤差範囲をこの誤差範囲の表示位置に応じて補正する制御量軸補正誤差範囲処理手段を備えることを特徴とするＰＩＤ調整支援装置。
6. 請求項４記載のＰＩＤ調整支援装置において、
   前記時間軸補正誤差範囲処理手段は、前記目標量データとモデル応答波形とにおける制御開始時から前記時間軸の誤差範囲の表示位置までの時間軸上の経過時間に応じて前記時間軸の誤差範囲を補正することを特徴とするＰＩＤ調整支援装置。
7. 請求項５記載のＰＩＤ調整支援装置において、
   前記制御量軸補正誤差範囲処理手段は、前記制御量軸の誤差範囲の表示位置における前記目標量データの制御量偏差またはモデル応答波形の制御量偏差に応じて前記制御量軸の誤差範囲を補正することを特徴とするＰＩＤ調整支援装置。
8. 制御対象のモデリングの目標量データと制御対象モデルに基づいて算出された制御応答波形であるモデル応答波形とをモデリング結果としてグラフ表示するモデリング結果表示ステップと、
   ユーザが前記目標量データに対して認識している誤差範囲を誤差範囲記憶手段から取得して、この誤差範囲を前記モデリング結果と重ね合わせて表示する誤差範囲表示ステップとを備え、
   前記目標量データは、目標とする制御応答波形の時系列データであって、誤差を有することが想定されるデータであり、
   前記誤差範囲表示ステップは、ユーザの指示による前記モデリング結果の拡大縮小または前記誤差範囲の表示位置の変更に伴う再描画時に、直前の前記誤差範囲を維持して再表示することを特徴とするＰＩＤ調整支援方法。
9. 制御対象のモデリングの目標量データと制御対象モデルに基づいて算出された制御応答波形であるモデル応答波形とをモデリング結果としてグラフ表示するモデリング結果表示ステップと、
   前記目標量データの全体スケールまたは前記モデル応答波形の全体スケールから、前記目標量データの誤差範囲を決定する誤差範囲演算処理ステップと、
   この誤差範囲演算処理ステップで決定した誤差範囲を前記モデリング結果と重ね合わせて表示する誤差範囲表示ステップとを備え、
   前記目標量データは、目標とする制御応答波形の時系列データであって、誤差を有することが想定されるデータであり、
   前記誤差範囲表示ステップは、ユーザの指示による前記モデリング結果の拡大縮小または前記誤差範囲の表示位置の変更に伴う再描画時に、直前の前記誤差範囲を維持して再表示することを特徴とするＰＩＤ調整支援方法。
10. 請求項８または９記載のＰＩＤ調整支援方法において、
    前記誤差範囲は、時間軸の誤差範囲と制御量軸の誤差範囲の少なくとも一方を含むことを特徴とするＰＩＤ調整支援方法。
11. 請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のＰＩＤ調整支援方法において、
    さらに、前記モデリング結果と重ね合わせて表示する時間軸の前記誤差範囲をこの誤差範囲の表示位置に応じて補正する時間軸補正誤差範囲処理ステップを備えることを特徴とするＰＩＤ調整支援方法。
12. 請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のＰＩＤ調整支援方法において、
    さらに、前記モデリング結果と重ね合わせて表示する制御量軸の前記誤差範囲をこの誤差範囲の表示位置に応じて補正する制御量軸補正誤差範囲処理ステップを備えることを特徴とするＰＩＤ調整支援方法。
13. 請求項１１記載のＰＩＤ調整支援方法において、
    前記時間軸補正誤差範囲処理ステップは、前記目標量データとモデル応答波形とにおける制御開始時から前記時間軸の誤差範囲の表示位置までの時間軸上の経過時間に応じて前記時間軸の誤差範囲を補正することを特徴とするＰＩＤ調整支援方法。
14. 請求項１２記載のＰＩＤ調整支援方法において、
    前記制御量軸補正誤差範囲処理ステップは、前記制御量軸の誤差範囲の表示位置における前記目標量データの制御量偏差またはモデル応答波形の制御量偏差に応じて前記制御量軸の誤差範囲を補正することを特徴とするＰＩＤ調整支援方法。

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