JP7050614B2 - Control device and control method - Google Patents

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Description

本発明は、フィードバックコントローラにフィードフォワード制御を追加適用する技術に係り、特に、オペレータの操作により任意の操作量加算あるいは操作量減算を実行する場合に適した制御装置および制御方法に関するものである。 The present invention relates to a technique for additionally applying feedforward control to a feedback controller, and more particularly to a control device and a control method suitable for performing arbitrary operation amount addition or operation amount subtraction by an operator's operation.

代表的なフィードバック(Feedback)制御であるPID制御に、フィードフォワード(Feedforward)分を加算する方法(以下、フィードフォワード+フィードバック制御とする)が提案されている(特許文献1参照)。 A method of adding a feedforward amount to a PID control, which is a typical feedback control (hereinafter referred to as feedforward + feedback control), has been proposed (see Patent Document 1).

発明者は、このようなフィードフォワード+フィードバック制御を特に図17のような加熱装置に適用する場合において、実用性を向上させるために、フィードフォワード量MV_Pをゼロに漸近的に収束させる形式のフィードフォワード方法(特願2017-233250)を提案した。 The inventor has created a feed in which the feedforward amount MV_P is asymptotically converged to zero in order to improve practicality, especially when such feedforward + feedback control is applied to a heating device as shown in FIG. A forward method (Japanese Patent Application No. 2017-233250) was proposed.

図17の加熱装置は、処理対象のワークを加熱する熱処理炉100と、電気ヒータ101と、熱処理炉100内の温度を計測する温度センサ102と、熱処理炉100内の温度を制御する温調計103と、電力調整器104と、電力供給回路105と、加熱装置全体を制御するPLC(Programmable Logic Controller)106とから構成される。温調計103は、温度センサ102が計測した温度PV(制御量)が温度設定値SPと一致するように操作量MVを算出する。電力調整器104は、操作量MVに応じた電力を決定し、この決定した電力を電力供給回路105を通じて電気ヒータ101に供給する。 The heating device of FIG. 17 includes a heat treatment furnace 100 that heats the workpiece to be processed, an electric heater 101, a temperature sensor 102 that measures the temperature inside the heat treatment furnace 100, and a temperature controller that controls the temperature inside the heat treatment furnace 100. It is composed of 103, a power regulator 104, a power supply circuit 105, and a PLC (Programmable Logic Controller) 106 that controls the entire heating device. The temperature controller 103 calculates the operation amount MV so that the temperature PV (control amount) measured by the temperature sensor 102 matches the temperature set value SP. The power regulator 104 determines the electric power according to the operation amount MV, and supplies the determined electric power to the electric heater 101 through the electric power supply circuit 105.

次に、図18の制御系のブロック線図を用いて、発明者が特願2017-233250で提案した技術について説明する。図18のPは制御対象を示している。
操作量算出部1は、設定値SPと制御量PVとを入力として、制御量PVが設定値SPと一致するように、例えば以下の伝達関数式のようなPID制御演算を行って操作量MVを算出する。
MV=(100/Pb){1+(1/Tis)+Tds}(SP-PV)
・・・(1)
Pbは比例帯、Tiは積分時間、Tdは微分時間、sはラプラス演算子である。
Next, the technique proposed by the inventor in Japanese Patent Application No. 2017-233250 will be described with reference to the block diagram of the control system of FIG. P in FIG. 18 indicates a control target.
The operation amount calculation unit 1 inputs the set value SP and the control amount PV, and performs a PID control operation such as the following transfer function formula so that the control amount PV matches the set value SP, and the operation amount MV. Is calculated.
MV = (100 / Pb) {1+ (1 / Tis) + Tds} (SP-PV)
... (1)
Pb is the proportional band, Ti is the integration time, Td is the differential time, and s is the Laplace operator.

加算量算出部4は、操作量MVに対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値FF_P(FF_P≠0)が入力されると、操作量加算値FF_Pに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量MV_Pを算出する。具体的には、加算量算出部4は、下記のような伝達関数式で操作量加算量MV_Pを算出する。
MV_P={Kxs/(1+Tfs)2}FF_P ・・・(2)
When the operation amount addition value FF_P (FF_P ≠ 0), which is the target value of the addition amount for the feed forward with respect to the operation amount MV, is input, the addition amount calculation unit 4 returns to the zero value after approaching the operation amount addition value FF_P. The operation amount addition amount MV_P that gradually converges with is calculated. Specifically, the addition amount calculation unit 4 calculates the operation amount addition amount MV_P by the following transfer function formula.
MV_P = {Kxs / (1 + Tfs) 2 } FF_P ... (2)

式(2)のTfは、操作量加算量MV_Pを徐々に収束させる時間を規定するパラメータである。Kxはフィードフォワードの大きさを規定するパラメータである。加算量算出部4は、パラメータTfのβ倍の値をKxとすればよい(Kx=βTf、βは例えば2.75)。操作量加算量MV_Pの変化の1例を図19に示す。図19の例では、操作量加算値FF_P=50%、パラメータTf=100sec.としている。 Tf in the equation (2) is a parameter that defines the time for gradually converging the manipulated variable addition amount MV_P. Kx is a parameter that defines the size of feedforward. The addition amount calculation unit 4 may set the value of β times the parameter Tf to Kx (Kx = βTf, β is, for example, 2.75). FIG. 19 shows an example of the change in the operation amount addition amount MV_P. In the example of FIG. 19, the operation amount addition value FF_P = 50%, the parameter Tf = 100 sec. It is supposed to be.

減算量算出部5は、操作量MVに対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値FF_M(FF_M≠0)が入力されると、操作量減算値FF_Mに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量MV_Mを算出する。具体的には、減算量算出部5は、下記のような伝達関数式で操作量減算量MV_Mを算出する。
MV_M={Kxs/(1+Tfs)2}FF_M ・・・(3)
When the operation amount subtraction value FF_M (FF_M ≠ 0), which is the target value of the subtraction amount for the feed forward with respect to the operation amount MV, is input, the subtraction amount calculation unit 5 returns to the zero value after approaching the operation amount subtraction value FF_M. And the operation amount subtraction amount MV_M that gradually converges is calculated. Specifically, the subtraction amount calculation unit 5 calculates the operation amount subtraction amount MV_M by the following transfer function formula.
MV_M = {Kxs / (1 + Tfs) 2 } FF_M ... (3)

式(3)のTfは、操作量減算量MV_Mを徐々に収束させる時間を規定するパラメータである。操作量変更部6は、操作量算出部1で算出された操作量MVに、加算量算出部4によって算出された操作量加算量MV_Pを加算し、さらに減算量算出部5によって算出された操作量減算量MV_Mを減算した結果を操作量MV_Fとして算出する。
MV_F=MV+MV_P-MV_M ・・・(4)
Tf in the equation (3) is a parameter that defines the time for gradually converging the manipulated variable subtraction amount MV_M. The operation amount changing unit 6 adds the operation amount addition amount MV_P calculated by the addition amount calculation unit 4 to the operation amount MV calculated by the operation amount calculation unit 1, and further performs the operation calculated by the subtraction amount calculation unit 5. The result of subtracting the amount subtraction amount MV_M is calculated as the operation amount MV_F.
MV_F = MV + MV_P-MV_M ... (4)

リミット処理部7は、操作量変更部6によって算出された操作量MV_Fを所定の操作量下限値OL以上の値に制限する下限リミット処理と、操作量MV_Fを所定の操作量上限値OH以下の値に制限する上限リミット処理とを行なう。このリミット処理部7でリミット処理された操作量MV_F’が制御対象Pに出力される。 The limit processing unit 7 limits the operation amount MV_F calculated by the operation amount change unit 6 to a value equal to or higher than the predetermined operation amount lower limit value OL, and the operation amount MV_F is equal to or less than the predetermined operation amount upper limit value OH. Performs upper limit processing to limit the value. The manipulated variable MV_F'that has been limited by the limit processing unit 7 is output to the controlled target P.

次に、特許文献1に開示されたフィードフォワード+フィードバック制御の問題点について説明する。温調計のPID演算による操作量出力は、温調計で算出される操作量MVのみにより出力飽和を判断して、積分動作に対するアンチリセットワインドアップの処理が行なわれる。したがって、定常的に残留するフィードフォワード分をフィードバック分(PID演算による操作量MV)に加算したままにしておくと、温調計側では正常に機能しなくなるという課題を解決する必要がある。例えば、出力飽和には十分に余裕のある操作量MV=60%を温調計が出力しているときに、50%のフィードフォワード分が加算されると110%になり、100%を超える出力飽和状態になるが、温調計としてはアンチリセットワインドアップの処理が実行されないという不具合が発生する。 Next, the problems of feedforward + feedback control disclosed in Patent Document 1 will be described. For the manipulated variable output by the PID calculation of the temperature controller, the output saturation is determined only by the manipulated variable MV calculated by the thermometer, and the anti-reset windup process for the integral operation is performed. Therefore, it is necessary to solve the problem that the temperature controller does not function normally if the feedforward portion that remains constantly is added to the feedback portion (operation amount MV by PID calculation). For example, when the temperature controller outputs an operation amount MV = 60% with sufficient margin for output saturation, when 50% feed forward is added, it becomes 110%, and the output exceeds 100%. Although it becomes saturated, there is a problem that the anti-reset windup process is not executed as a temperature controller.

特許文献1に開示されたフィードフォワード+フィードバック制御では、上記の不具合が発生するが、図18、図19で説明した技術によれば、フィードフォワード分をフィードバック分に徐々に加算するようにしたことにより、PID演算にとっての影響は一時的かつ連続的な発生になるので、上記の不具合の発生を低減することができる。 The feedforward + feedback control disclosed in Patent Document 1 causes the above-mentioned problems, but according to the techniques described in FIGS. 18 and 19, the feedforward portion is gradually added to the feedback portion. As a result, the influence on the PID calculation becomes temporary and continuous occurrence, so that the occurrence of the above-mentioned trouble can be reduced.

一方で、制御技術の専門家ではない通常のオペレータ(制御技術ユーザ)が、フィードフォワード制御の実行結果を適切に評価できることはほとんどないが、フィードフォワード分を加算する動作を収束させるタイミングは、適切に評価しながら調整されなければならない。すなわち、図18、図19で説明した技術では、式(2)で与えられる操作量加算量MV_Pを徐々に収束させることでフィードフォワード制御の効果とフィードバック制御の効果を調和させるようにしているので、操作量加算量MV_Pを収束させるタイミングを適切に調整する必要がある。 On the other hand, it is rare that a normal operator (control technology user) who is not an expert in control technology can properly evaluate the execution result of feedforward control, but the timing for converging the operation of adding the feedforward amount is appropriate. Must be adjusted while evaluating. That is, in the technique described with reference to FIGS. 18 and 19, the effect of feedforward control and the effect of feedback control are harmonized by gradually converging the manipulated variable addition amount MV_P given in the equation (2). , It is necessary to appropriately adjust the timing for converging the operation amount addition amount MV_P.

しかし、フィードバック制御がPID制御であれば、PIDパラメータの調整次第でフィードバック制御の効果も変化するので、制御技術の専門家ではない通常のオペレータにとって、操作量加算量MV_Pを収束させるタイミングを適切に調整して、フィードフォワード制御の効果とフィードバック制御の効果を調和させることは困難であった。
同様に、オペレータにとって、操作量減算量MV_Mを収束させるタイミングを適切に調整して、フィードフォワード制御の効果とフィードバック制御の効果を調和させることは困難であった。
However, if the feedback control is PID control, the effect of the feedback control changes depending on the adjustment of the PID parameter. Therefore, for a normal operator who is not an expert in control technology, the timing for converging the operation amount addition amount MV_P is appropriate. It was difficult to adjust and harmonize the effect of feedforward control with the effect of feedback control.
Similarly, it has been difficult for the operator to appropriately adjust the timing for converging the operation amount subtraction amount MV_M to harmonize the effect of the feedforward control with the effect of the feedback control.

特開2007-102816号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-102816

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、汎用フィードバックコントローラ(例えばPID制御の温調計)にフィードフォワード制御を追加適用する場合に、フィードフォワード収束タイミングを適切に調整するための支援が可能な制御装置および制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is for appropriately adjusting the feedforward convergence timing when feedforward control is additionally applied to a general-purpose feedback controller (for example, a PID-controlled temperature controller). It is an object of the present invention to provide a control device and a control method capable of assisting.

本発明の制御装置は、設定値と制御量とを入力としてPID制御演算により操作量を算出するように構成された操作量算出部と、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値を取得するように構成された加算値取得部と、ゼロ値と異なる前記操作量加算値を取得したときに、前記操作量加算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量を算出するように構成された加算量算出部と、前記操作量算出部によって算出された操作量に、前記加算量算出部によって算出された操作量加算量を加算して操作量を変更するように構成された操作量変更部と、この操作量変更部によって変更された操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なうように構成されたリミット処理部と、このリミット処理された操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量が下降した後に上昇して前記設定値に到達した時点で、前記操作量が外乱印加前の値近くまで復帰せず、前記設定値への到達後に前記制御量が前記設定値に対して第1の規定値以上オーバーシュートした場合に、前記操作量加算量の収束のタイミングが遅いと判断するように構成された第1の判断部と、外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量が下降した後に前記設定値に対して前記第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上オーバーシュートしない場合に、前記操作量加算量の収束のタイミングが早いと判断するように構成された第2の判断部と、前記第1、第2の判断部の判断結果を提示するように構成された判断結果提示部とを備えることを特徴とするものである。 The control device of the present invention has an operation amount calculation unit configured to calculate an operation amount by a PID control calculation using a set value and a control amount as inputs, and is input from the outside when disturbance application is confirmed. The operation amount when the addition value acquisition unit configured to acquire the operation amount addition value which is the target value of the addition amount for the feed forward with respect to the operation amount and the operation amount addition value different from the zero value are acquired. The addition amount calculation unit is configured to calculate the operation amount addition amount that gradually converges to the zero value after approaching the addition value, and the operation amount calculated by the operation amount calculation unit is added to the addition amount calculation unit. The operation amount change unit configured to change the operation amount by adding the operation amount addition amount calculated by, and the operation amount changed by this operation amount change unit is the operation amount upper limit value when the operation amount lower limit value or more A limit processing unit configured to perform limit processing limited to the following values, an operation amount output unit configured to output this limit-processed operation amount to a control target, and the operation amount for disturbance application. As a result of calculation and output of the addition amount, when the control amount decreases and then rises to reach the set value, the operation amount does not return to near the value before the disturbance is applied and reaches the set value. A first determination unit configured to determine that the timing of convergence of the operation amount addition amount is late when the control amount later overshoots the set value by a first specified value or more, and a disturbance. As a result of the calculation / output of the operation amount addition amount with respect to the application, when the control amount does not overshoot the set value by more than the second specified value smaller than the first specified value, the said. A second determination unit configured to determine that the timing of convergence of the operation amount addition amount is early, and a determination result presentation unit configured to present the determination results of the first and second determination units. It is characterized by having.

また、本発明の制御装置は、設定値と制御量とを入力としてPID制御演算により操作量を算出するように構成された操作量算出部と、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値を取得するように構成された減算値取得部と、ゼロ値と異なる前記操作量減算値を取得したときに、前記操作量減算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量を算出するように構成された減算量算出部と、前記操作量算出部によって算出された操作量から、前記減算量算出部によって算出された操作量減算量を減算して操作量を変更するように構成された操作量変更部と、この操作量変更部によって変更された操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なうように構成されたリミット処理部と、このリミット処理された操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量が上昇した後に下降して前記設定値に到達した時点で、前記操作量が外乱印加前の値近くまで復帰せず、前記設定値への到達後に前記制御量が前記設定値に対して第1の規定値以上アンダーシュートした場合に、前記操作量減算量の収束のタイミングが遅いと判断するように構成された第1の判断部と、外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量が上昇した後に前記設定値に対して前記第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上アンダーシュートしない場合に、前記操作量減算量の収束のタイミングが早いと判断するように構成された第2の判断部と、前記第1、第2の判断部の判断結果を提示するように構成された判断結果提示部とを備えることを特徴とするものである。 Further, the control device of the present invention has an operation amount calculation unit configured to calculate the operation amount by PID control calculation with the set value and the control amount as inputs, and is input from the outside when the disturbance application is confirmed. , The subtraction value acquisition unit configured to acquire the operation amount subtraction value which is the target value of the subtraction amount for the feed forward with respect to the operation amount, and when the operation amount subtraction value different from the zero value is acquired, the said The subtraction amount from the operation amount calculation unit configured to calculate the operation amount subtraction amount that gradually converges to the zero value after approaching the operation amount subtraction value, and the operation amount calculated by the operation amount calculation unit. The operation amount change unit configured to change the operation amount by subtracting the operation amount subtraction amount calculated by the calculation unit, and the operation amount changed by this operation amount change unit at the operation amount lower limit value or more. A limit processing unit configured to perform limit processing limited to a value equal to or less than the upper limit value, an operation amount output unit configured to output this limit processed operation amount to a control target, and the above-mentioned operation amount output unit for disturbance application. As a result of the calculation and output of the operation amount subtraction amount, when the control amount increases and then decreases and reaches the set value, the operation amount does not return to near the value before the disturbance is applied and returns to the set value. With the first determination unit configured to determine that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount is late when the control amount undershoots the set value by the first specified value or more after the arrival of As a result of the calculation and output of the operation amount subtraction amount for the disturbance application, when the second specified value smaller than the first specified value is not undershooted with respect to the set value after the controlled amount is increased. , A second determination unit configured to determine that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount is early, and a determination result presentation configured to present the determination results of the first and second determination units. It is characterized by having a part.

また、本発明の制御装置の1構成例において、前記加算量算出部は、前記操作量加算値と、前記操作量加算量を徐々に収束させる時間を規定するパラメータとに基づいて、前記操作量加算量を算出し、さらに、前記第1の判断部で前記操作量加算量の収束のタイミングが遅いと判断された場合に、前記パラメータを前記操作量加算量の収束のタイミングが早くなる側に更新するように構成された第1の更新部と、前記第2の判断部で前記操作量加算量の収束のタイミングが早いと判断された場合に、前記パラメータを前記操作量加算量の収束のタイミングが遅くなる側に更新するように構成された第2の更新部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記減算量算出部は、前記操作量減算値と、前記操作量減算量を徐々に収束させる時間を規定するパラメータとに基づいて、前記操作量減算量を算出し、さらに、前記第1の判断部で前記操作量減算量の収束のタイミングが遅いと判断された場合に、前記パラメータを前記操作量減算量の収束のタイミングが早くなる側に更新するように構成された第1の更新部と、前記第2の判断部で前記操作量減算量の収束のタイミングが早いと判断された場合に、前記パラメータを前記操作量減算量の収束のタイミングが遅くなる側に更新するように構成された第2の更新部とを備えることを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the control device of the present invention, the operation amount calculation unit is based on the operation amount addition value and a parameter that defines a time for gradually converging the operation amount addition amount. When the addition amount is calculated and the first determination unit determines that the convergence timing of the operation amount addition amount is late, the parameter is set to the side where the convergence timing of the operation amount addition amount is earlier. When the first update unit configured to update and the second determination unit determine that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is early, the parameter is set to the convergence of the manipulated variable addition amount. It is characterized by including a second update unit configured to update on the side where the timing is delayed.
Further, in one configuration example of the control device of the present invention, the subtraction amount calculation unit is based on the operation amount subtraction value and a parameter that defines a time for gradually converging the operation amount subtraction amount. When the subtraction amount is calculated and the first determination unit determines that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount is late, the parameter is set to the side where the timing of convergence of the operation amount subtraction amount is early. When the first update unit configured to update and the second determination unit determine that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount is early, the parameter is set to the convergence of the operation amount subtraction amount. It is characterized by including a second update unit configured to update on the side where the timing is delayed.

また、本発明の制御方法は、設定値と制御量とを入力としてPID制御演算により操作量を算出する第1のステップと、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値を取得する第2のステップと、ゼロ値と異なる前記操作量加算値を取得したときに、前記操作量加算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量を算出する第3のステップと、前記第1のステップで算出した操作量に、前記第3のステップで算出した操作量加算量を加算して操作量を変更する第4のステップと、この第4のステップで変更した操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なう第5のステップと、このリミット処理した操作量を制御対象に出力する第6のステップと、外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量が下降した後に上昇して前記設定値に到達した時点で、前記操作量が外乱印加前の値近くまで復帰せず、前記設定値への到達後に前記制御量が前記設定値に対して第1の規定値以上オーバーシュートした場合に、前記操作量加算量の収束のタイミングが遅いと判断する第7のステップと、外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量が下降した後に前記設定値に対して前記第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上オーバーシュートしない場合に、前記操作量加算量の収束のタイミングが早いと判断する第8のステップと、前記第7、第8のステップの判断結果を提示する第9のステップとを含むことを特徴とするものである。 Further, the control method of the present invention has a first step of calculating an operation amount by a PID control calculation with a set value and a control amount as inputs, and a control amount with respect to the operation amount input from the outside when the disturbance application is confirmed. The second step of acquiring the operation amount addition value, which is the target value of the addition amount for feed forward, and the zero value after approaching the operation amount addition value when the operation amount addition value different from the zero value is acquired. The operation amount is calculated by adding the operation amount addition amount calculated in the third step to the operation amount calculated in the first step and the third step of calculating the operation amount addition amount gradually converging to. The fourth step to be changed, the fifth step of performing limit processing for limiting the operation amount changed in this fourth step to a value equal to or more than the operation amount lower limit value and not more than the operation amount upper limit value, and the operation subjected to this limit processing. As a result of the sixth step of outputting the amount to the control target and the calculation / output of the operation amount addition amount for the disturbance application, the operation is performed when the control amount decreases and then increases and reaches the set value. When the amount does not return to near the value before the disturbance is applied and the control amount overshoots the set value by the first specified value or more after reaching the set value, the amount of the operation amount addition amount converges. As a result of the seventh step of determining that the timing is late and the calculation / output of the operation amount addition amount for the disturbance application, the control amount is smaller than the first specified value with respect to the set value after the control amount is lowered. The eighth step of determining that the timing of convergence of the operation amount addition amount is early when the overshoot does not exceed the second specified value, and the ninth step of presenting the determination results of the seventh and eighth steps. It is characterized by including and.

また、本発明の制御方法は、設定値と制御量とを入力としてPID制御演算により操作量を算出する第1のステップと、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値を取得する第2のステップと、ゼロ値と異なる前記操作量減算値を取得したときに、前記操作量減算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量を算出する第3のステップと、前記第1のステップで算出した操作量から、前記第3のステップで算出した操作量減算量を減算して操作量を変更する第4のステップと、この第4のステップで変更した操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なう第5のステップと、このリミット処理した操作量を制御対象に出力する第6のステップと、外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量が上昇した後に下降して前記設定値に到達した時点で、前記操作量が外乱印加前の値近くまで復帰せず、前記設定値への到達後に前記制御量が前記設定値に対して第1の規定値以上アンダーシュートした場合に、前記操作量減算量の収束のタイミングが遅いと判断する第7のステップと、外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量が上昇した後に前記設定値に対して前記第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上アンダーシュートしない場合に、前記操作量減算量の収束のタイミングが早いと判断する第8のステップと、前記第7、第8のステップの判断結果を提示する第9のステップとを含むことを特徴とするものである。 Further, the control method of the present invention has a first step of calculating an operation amount by a PID control calculation with a set value and a control amount as inputs, and a control amount with respect to the operation amount input from the outside when the disturbance application is confirmed. The second step of acquiring the operation amount subtraction value which is the target value of the subtraction amount for the feed forward, and the zero value after approaching the operation amount subtraction value when the operation amount subtraction value different from the zero value is acquired. The operation amount is calculated by subtracting the operation amount subtraction amount calculated in the third step from the operation amount calculated in the first step and the third step of calculating the operation amount subtraction amount gradually converging to. The fourth step to be changed, the fifth step of performing limit processing for limiting the operation amount changed in this fourth step to a value equal to or more than the operation amount lower limit value and not more than the operation amount upper limit value, and the operation subjected to this limit processing. As a result of the sixth step of outputting the amount to the control target and the calculation / output of the operation amount subtraction amount for the disturbance application, the operation is performed when the control amount increases and then decreases to reach the set value. When the amount does not return to near the value before the disturbance is reached and the control amount undershoots the set value by the first specified value or more after reaching the set value, the operation amount subtraction amount converges. As a result of the seventh step of determining that the timing is late and the calculation / output of the operation amount subtraction amount for the disturbance application, the control amount is increased and then smaller than the first specified value with respect to the set value. The eighth step of determining that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount is early when the undershoot is not performed by the second specified value or more, and the ninth step of presenting the determination results of the seventh and eighth steps. It is characterized by including and.

本発明によれば、加算値取得部と加算量算出部と操作量変更部とを設けることにより、操作量算出部によるフィードバック制御にフィードフォワード制御を追加適用する場合に、フィードバック制御にとっての不具合の発生を低減することができる。さらに、本発明では、操作量加算量の収束のタイミングが遅いか早いかを判断する第1、第2の判断部を設けることにより、オペレータが操作量加算量の収束のタイミングを適切に調整するための支援を実現することができる。 According to the present invention, when the feedforward control is additionally applied to the feedback control by the operation amount calculation unit by providing the addition value acquisition unit, the addition amount calculation unit, and the operation amount change unit, there is a problem with the feedback control. Occurrence can be reduced. Further, in the present invention, the operator appropriately adjusts the timing of the convergence of the operation amount addition amount by providing the first and second determination units for determining whether the timing of the convergence of the operation amount addition amount is late or early. Support for can be realized.

また、本発明では、減算値取得部と減算量算出部と操作量変更部とを設けることにより、操作量算出部によるフィードバック制御にフィードフォワード制御を追加適用する場合に、フィードバック制御にとっての不具合の発生を低減することができる。さらに、本発明では、操作量減算量の収束のタイミングが遅いか早いかを判断する第1、第2の判断部を設けることにより、オペレータが操作量減算量の収束のタイミングを適切に調整するための支援を実現することができる。 Further, in the present invention, by providing the subtraction value acquisition unit, the subtraction amount calculation unit, and the operation amount change unit, when the feedforward control is additionally applied to the feedback control by the operation amount calculation unit, there is a problem with the feedback control. Occurrence can be reduced. Further, in the present invention, the operator appropriately adjusts the timing of the convergence of the operation amount subtraction amount by providing the first and second determination units for determining whether the timing of the convergence of the operation amount subtraction amount is late or early. Support for can be realized.

また、本発明では、操作量加算量の収束のタイミングが遅いと判断された場合に、操作量加算量を徐々に収束させる時間を規定するパラメータを収束のタイミングが早くなる側に更新する第1の更新部と、操作量加算量の収束のタイミングが早いと判断された場合に、パラメータを収束のタイミングが遅くなる側に更新する第2の更新部とを設けることにより、パラメータを自動調整することが可能となる。 Further, in the present invention, when it is determined that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is late, the parameter defining the time for gradually converging the manipulated variable addition amount is updated to the side where the timing of convergence is earlier. The parameter is automatically adjusted by providing an update unit for updating the parameter and a second update unit for updating the parameter on the side where the timing of convergence is delayed when it is determined that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is early. It becomes possible.

また、本発明では、操作量減算量の収束のタイミングが遅いと判断された場合に、操作量減算量を徐々に収束させる時間を規定するパラメータを収束のタイミングが早くなる側に更新する第1の更新部と、操作量減算量の収束のタイミングが早いと判断された場合に、パラメータを収束のタイミングが遅くなる側に更新する第2の更新部とを設けることにより、パラメータを自動調整することが可能となる。 Further, in the present invention, when it is determined that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is late, the parameter defining the time for gradually converging the manipulated variable subtraction amount is updated to the side where the timing of convergence is earlier. The parameter is automatically adjusted by providing an update unit for updating the parameter and a second update unit for updating the parameter on the side where the timing of convergence is delayed when it is determined that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount is early. It becomes possible.

図1は、本発明の実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施例に係る制御装置の制御動作を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating a control operation of the control device according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施例に係る制御装置の判断部の動作を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the determination unit of the control device according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施例に係る制御装置の判断部の動作を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the determination unit of the control device according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施例に係る制御装置の判断部の動作を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the determination unit of the control device according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例に係る制御装置の判断部の動作を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the determination unit of the control device according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施例に係る制御装置の判断結果提示部と更新部の動作を説明するフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating the operation of the determination result presenting unit and the updating unit of the control device according to the embodiment of the present invention. 図8は、フィードフォワード制御を実行せずにフィードバック制御のみで温度制御した場合の制御量と操作量の変化の1例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of changes in the control amount and the operation amount when the temperature is controlled only by the feedback control without executing the feedforward control. 図9は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の制御量と操作量の変化の1例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of changes in the control amount and the operation amount when the temperature is controlled by the control device according to the embodiment of the present invention. 図10は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の操作量加算量の変化の1例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a change in the operation amount addition amount when the temperature is controlled by the control device according to the embodiment of the present invention. 図11は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の制御量と操作量の変化の他の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another example of changes in the control amount and the operation amount when the temperature is controlled by the control device according to the embodiment of the present invention. 図12は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の操作量加算量の変化の他の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing another example of a change in the operation amount addition amount when the temperature is controlled by the control device according to the embodiment of the present invention. 図13は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の制御量と操作量の変化の他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of changes in the control amount and the operation amount when the temperature is controlled by the control device according to the embodiment of the present invention. 図14は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御した場合の操作量加算量の変化の他の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing another example of a change in the operation amount addition amount when the temperature is controlled by the control device according to the embodiment of the present invention. 図15は、本発明の実施例に係る制御装置の判断結果提示部による表示例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a display example by the determination result presenting unit of the control device according to the embodiment of the present invention. 図16は、本発明の実施例に係る制御装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of a computer that realizes the control device according to the embodiment of the present invention. 図17は、加熱装置の構成を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the heating device. 図18は、フィードバック+フィードフォワードの制御系のブロック線図である。FIG. 18 is a block diagram of a feedback + feedforward control system. 図19は、フィードバック+フィードフォワード制御における操作量加算量の変化の1例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example of a change in the operation amount addition amount in the feedback + feedforward control.

[発明の原理]
加熱による温度制御系を事例として、本発明の原理について説明する。まず、例えば降温外乱に対する操作量加算量(フィードフォワード量)MV_Pであれば、フィードバック制御のみの操作量MVの上昇量を目安に適正化できるので、このような操作量加算量MV_Pの適正化が予め行なわれていることを前提とするのが合理的である。具体的には、前述の式(2)において、操作量加算量MV_Pの積分量がKx,Tf,FF_Pによって適正化されていることを前提とする。具体的には、パラメータTfと操作量加算値FF_Pとの積を適正化された一定値Sxに保てば適正化された積分量が維持されるのであり、一定値Sxが得られているという前提である。
[Principle of invention]
The principle of the present invention will be described by taking a temperature control system by heating as an example. First, for example, in the case of the operation amount addition amount (feedforward amount) MV_P for the temperature drop disturbance, the operation amount addition amount MV_P can be optimized by using the increase amount of the operation amount MV only for the feedback control as a guide. It is rational to assume that it has been done in advance. Specifically, in the above equation (2), it is premised that the integral amount of the manipulated variable addition amount MV_P is optimized by Kx, Tf, FF_P. Specifically, if the product of the parameter Tf and the manipulated variable addition value FF_P is kept at the optimized constant value Sx, the optimized integral amount is maintained, and the constant value Sx is obtained. It is a premise.

この前提に立って、降温外乱に対するプラス側の操作量加算量MV_Pであれば、外乱印加からの復帰(リカバリー)における制御量PVのオーバーシュートを判断指標として、フィードフォワード収束タイミングの妥当性を判断できる。すなわち、降温外乱に対するプラス側のフィードフォワード制御の結果として、制御対象の温度(制御量PV)が設定値SPに復帰した時点で操作量MVが外乱印加前の値近くまで復帰せず、制御量PVが規定以上までオーバーシュートするならば、フィードフォワード収束のタイミングが遅いと判断できる。反対に操作量MVがオーバーシュートしない場合には、フィードフォワード収束のタイミングが早いと判断できる。発明者は、このような判断を応用することで、オペレータがフィードフォワード収束タイミングを適切に調整するための支援を実現できることに想到した。 Based on this premise, if the positive operation amount addition amount MV_P for the temperature drop disturbance, the validity of the feedforward convergence timing is judged by using the overshoot of the control amount PV in the recovery from the disturbance application as a judgment index. can. That is, as a result of the feedforward control on the positive side for the temperature drop disturbance, when the temperature of the controlled object (control amount PV) returns to the set value SP, the operation amount MV does not return to near the value before the disturbance is applied, and the control amount is controlled. If the PV overshoots above the specified level, it can be determined that the feedforward convergence timing is late. On the contrary, when the manipulated variable MV does not overshoot, it can be determined that the timing of feed forward convergence is early. The inventor has come up with the idea that by applying such a judgment, it is possible to support the operator to properly adjust the feed-forward convergence timing.

なお、フィードフォワード収束のタイミングが遅い場合は、パラメータTfと操作量加算値FF_Pとの積を上記一定値Sxに保ちながら、パラメータTfが小さく操作量加算値FF_Pが大きくなるように自動調整することも可能である。また、フィードフォワード収束のタイミングが早い場合は、パラメータTfと操作量加算値FF_Pとの積を上記一定値Sxに保ちながらパラメータTfが大きく操作量加算値FF_Pが小さくなるように自動調整することも可能である。 If the timing of feed forward convergence is late, the product of the parameter Tf and the manipulated variable addition value FF_P should be automatically adjusted so that the parameter Tf is small and the manipulated variable addition value FF_P is large while keeping the product at the above constant value Sx. Is also possible. If the timing of feed forward convergence is early, the product of the parameter Tf and the manipulated variable addition value FF_P may be automatically adjusted so that the parameter Tf is large and the manipulated variable addition value FF_P is small while keeping the product at the above constant value Sx. It is possible.

[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。図1は本実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置は、設定値SPと制御量PVとを入力としてPID制御演算により操作量MVを算出する操作量算出部1と、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、操作量MVに対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値FF_Pを取得するFF加算値取得部2と、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、操作量MVに対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値FF_Mを取得するFF減算値取得部3と、ゼロ値と異なる操作量加算値FF_Pを取得したときに、特定の時間TH1が経過した後に、操作量加算値FF_Pに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量MV_Pを算出する加算量算出部4と、ゼロ値と異なる操作量減算値FF_Mを取得したときに、特定の時間TH2が経過した後に、操作量減算値FF_Mに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量MV_Mを算出する減算量算出部5と、加算量算出部4によって操作量加算量MV_Pが算出されたときに、この操作量加算量MV_Pを操作量算出部1によって算出された操作量MVに加算し、減算量算出部5によって操作量減算量MV_Mが算出されたときに、この操作量減算量MV_Mを操作量算出部1によって算出された操作量MVから減算する操作量変更部6と、操作量変更部6で算出された操作量MV_Fを操作量下限値OL以上で操作量上限値OH以下の値に制限するリミット処理を行なうリミット処理部7と、リミット処理された操作量MV_F’を出力する操作量出力部8とを備えている。
[Example]
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device according to this embodiment. The control device has an operation amount calculation unit 1 that calculates the operation amount MV by PID control calculation using the set value SP and the control amount PV as inputs, and a feed for the operation amount MV that is input from the outside when the disturbance application is confirmed. The FF addition value acquisition unit 2 that acquires the operation amount addition value FF_P, which is the target value of the addition amount for the forward, and the subtraction amount for the feed forward with respect to the operation amount MV that is input from the outside when the disturbance application is confirmed. When the FF subtraction value acquisition unit 3 that acquires the operation amount subtraction value FF_M, which is the target value, and the operation amount addition value FF_P different from the zero value are acquired, after a specific time TH1 elapses, the operation amount addition value FF_P is set. After a specific time TH2 elapses when the addition amount calculation unit 4 that calculates the operation amount addition amount MV_P that gradually converges to the zero value after approaching and the operation amount subtraction value FF_M different from the zero value are acquired. When the operation amount addition amount MV_P is calculated by the subtraction amount calculation unit 5 that calculates the operation amount subtraction amount MV_M that gradually converges to the zero value after approaching the operation amount subtraction value FF_M, and the addition amount calculation unit 4. When this operation amount addition amount MV_P is added to the operation amount MV calculated by the operation amount calculation unit 1 and the operation amount subtraction amount MV_M is calculated by the subtraction amount calculation unit 5, this operation amount subtraction amount MV_M is used as the operation amount. The operation amount changing unit 6 to be subtracted from the operation amount MV calculated by the calculation unit 1 and the operation amount MV_F calculated by the operation amount changing unit 6 are limited to the values of the operation amount lower limit value OL or more and the operation amount upper limit value OH or less. It includes a limit processing unit 7 that performs limit processing, and an operation amount output unit 8 that outputs the operation amount MV_F'that has been limit processed.

さらに、制御装置は、フィードフォワード収束タイミングの適正化のための構成として、外乱印加に対する操作量加算量MV_Pの算出・出力の結果として、制御量PVが下降した後に設定値SPに到達した時点で、操作量MVが外乱印加前の値近くまで復帰せず、設定値SPへの到達後に制御量PVが設定値SPに対して第1の規定値以上オーバーシュートした場合に、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが遅いと判断する判断部9と、外乱印加に対する操作量加算量MV_Pの算出・出力の結果として、制御量PVが下降した後に設定値SPに対して第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上オーバーシュートしない場合に、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが早いと判断する判断部10と、外乱印加に対する操作量減算量MV_Mの算出・出力の結果として、制御量PVが上昇した後に設定値SPに到達した時点で、操作量MVが外乱印加前の値近くまで復帰せず、設定値SPへの到達後に制御量PVが設定値SPに対して第1の規定値以上アンダーシュートした場合に、操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが遅いと判断する判断部11と、外乱印加に対する操作量減算量MV_Mの算出・出力の結果として、制御量PVが上昇した後に設定値SPに対して第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上アンダーシュートしない場合に、操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが早いと判断する判断部12と、判断部9~12の判断結果を提示する判断結果提示部13と、判断部9あるいは判断部11で収束のタイミングが遅いと判断された場合に、収束のタイミングを決定するパラメータをタイミングが早くなる側に自動更新する更新部14,16と、判断部10あるいは判断部12で収束のタイミングが早いと判断された場合に、収束のタイミングを決定するパラメータをタイミングが遅くなる側に自動更新する更新部15,17とを備えている。 Further, as a configuration for optimizing the feed-forward convergence timing, the control device reaches the set value SP after the control amount PV drops as a result of the calculation / output of the operation amount addition amount MV_P for the disturbance application. , When the manipulated variable MV does not return to near the value before the disturbance is applied and the controlled variable PV overshoots the set value SP by the first specified value or more after reaching the set value SP, the manipulated variable MV_P As a result of the determination unit 9 that determines that the timing of convergence is late and the calculation / output of the manipulated variable quantity MV_P for the disturbance application, after the controlled variable PV drops, the set value SP is higher than the first specified value. Control amount as a result of calculation and output of the operation amount subtraction amount MV_M for the disturbance application and the determination unit 10 that determines that the timing of convergence of the operation amount addition amount MV_P is early when the overshoot is not performed by a small second specified value or more. When the set value SP is reached after the PV rises, the manipulated variable MV does not return to near the value before the disturbance is applied, and after reaching the set value SP, the controlled variable PV is the first specification with respect to the set value SP. After the control amount PV rises as a result of the determination unit 11 that determines that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount MV_M is late when undershooting the value or more, and the calculation / output of the operation amount subtraction amount MV_M for the disturbance application. Judgment unit 12 for determining that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount MV_M is early when the undershoot is not performed by the second specified value or more, which is smaller than the first specified value with respect to the set value SP, and the determination units 9 to 12. When the judgment result presenting unit 13 and the judgment unit 9 or the judgment unit 11 determine that the timing of convergence is late, the parameter for determining the timing of convergence is automatically updated to the side where the timing is earlier. Update units 14 and 16 and update units 15 and 17 that automatically update the parameters that determine the convergence timing to the side where the timing is delayed when the judgment unit 10 or the judgment unit 12 determines that the timing of convergence is early. It is equipped with.

本実施例においても、制御系のブロック線図は図18と同様である。次に、本実施例の制御装置の制御動作を図2を参照して説明する。
設定値SP(例えば温度設定値)は、制御装置のオペレータなどによって設定され、操作量算出部1に入力される(図2ステップS100)。
制御量PV(例えば温度計測値)は、図示しない計測器(例えば被加熱物の温度を計測する温度センサ)によって計測され、操作量算出部1に入力される(図2ステップS101)。
Also in this embodiment, the block diagram of the control system is the same as in FIG. Next, the control operation of the control device of this embodiment will be described with reference to FIG.
The set value SP (for example, the temperature set value) is set by an operator of the control device and is input to the operation amount calculation unit 1 (step S100 in FIG. 2).
The controlled variable PV (for example, a temperature measured value) is measured by a measuring instrument (for example, a temperature sensor that measures the temperature of the object to be heated) (not shown), and is input to the manipulated variable calculation unit 1 (step S101 in FIG. 2).

操作量算出部1は、設定値SPと制御量PVとを入力として、制御量PVが設定値SPと一致するように、例えば式(1)に示した伝達関数式のようなPID制御演算を行って操作量MVを算出する(図2ステップS102)。 The operation amount calculation unit 1 inputs the set value SP and the control amount PV, and performs a PID control operation such as the transfer function expression shown in the equation (1) so that the control amount PV matches the set value SP. The operation amount MV is calculated (FIG. 2, step S102).

FF加算値取得部2は、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、操作量MVに対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値FF_Pを取得する。外乱印加は、フィードバック制御系の外部における特定の操作に起因して発生するものであれば、その特定の操作が実行された時点が、外乱印加が確定した時点になる。このとき、外乱印加が確定した時点でフィードバック制御系に即座に外乱の影響が現れるとは限らない。 The FF addition value acquisition unit 2 acquires the operation amount addition value FF_P, which is the target value of the addition amount for the feed forward with respect to the operation amount MV, which is input from the outside when the disturbance application is confirmed. If the disturbance application is caused by a specific operation outside the feedback control system, the time when the specific operation is executed is the time when the disturbance application is confirmed. At this time, the influence of the disturbance does not always appear immediately on the feedback control system when the disturbance application is confirmed.

同様に、FF減算値取得部3は、外乱印加が確定した時点で外部から入力される、操作量MVに対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値FF_Mを取得する。FF加算値取得部2とFF減算値取得部3とは、予め規定されたタイミングで通信により送られた値を取得したり、オペレータが入力機能を利用して適宜入力した値を取得したり、操作量算出部1に入力される設定値SPの変更に伴い自動生成される値を取得したりすることで、FF_P,FF_Mを取得する。 Similarly, the FF subtraction value acquisition unit 3 acquires the operation amount subtraction value FF_M, which is the target value of the subtraction amount for the feed forward with respect to the operation amount MV, which is input from the outside when the disturbance application is confirmed. The FF addition value acquisition unit 2 and the FF subtraction value acquisition unit 3 acquire the value sent by communication at a predetermined timing, or acquire the value appropriately input by the operator using the input function. FF_P and FF_M are acquired by acquiring the values automatically generated when the set value SP input to the operation amount calculation unit 1 is changed.

つまり、本実施例の制御装置が適用されるシステムにおいて、例えば制御中に想定される外乱を抑制するために、上位装置から制御装置に対して規定のタイミングまたは設定値SPの変更のタイミングで操作量加算値FF_P、操作量減算値FF_Mを自動的に入力したり、制御中にオペレータが操作量加算値FF_P、操作量減算値FF_Mを手動で入力したりすることが考えられる。 That is, in the system to which the control device of this embodiment is applied, for example, in order to suppress a disturbance assumed during control, an operation is performed from the host device to the control device at a specified timing or at a timing of changing the set value SP. It is conceivable that the amount addition value FF_P and the operation amount subtraction value FF_M are automatically input, or the operator manually inputs the operation amount addition value FF_P and the operation amount subtraction value FF_M during control.

加算量算出部4は、FF加算値取得部2が、ゼロ値と異なる操作量加算値FF_Pを取得したときから特定の時間TH1以上が経過しているときに(図2ステップS103においてYES)、操作量加算値FF_Pに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量MV_Pを式(2)により算出する(図2ステップS104)。 When the FF addition value acquisition unit 2 has elapsed a specific time TH1 or more from the time when the operation amount addition value FF_P different from the zero value is acquired by the addition amount calculation unit 4 (YES in step S103 of FIG. 2). The operation amount addition amount MV_P that gradually converges to the zero value after approaching the operation amount addition value FF_P is calculated by the equation (2) (FIG. 2, step S104).

上記のとおり、式(2)のTfは、操作量加算量MV_Pの時間に関するパラメータである。加算量算出部4は、操作量算出部1に設定されているPIDパラメータ、具体的には積分時間Tiのα倍の値をTfとすればよい(Tf=αTi、所定値αは例えばα=0.1~2.0)。これにより、操作量加算量MV_Pが加算された操作量MVの、フィードフォワード分の変化が、制御の上下動が発生する際の周期と概ね一致するようになる。また、操作量MVにフィードフォワード分が加算された時点からフィードフォワード分が最大変更量に到達するまでの経過時間が、パラメータTfの時間に概ね一致するようになる。 As described above, Tf in the equation (2) is a parameter relating to the time of the manipulated variable addition amount MV_P. The addition amount calculation unit 4 may set the PID parameter set in the operation amount calculation unit 1, specifically, a value obtained by α times the integration time Ti as Tf (Tf = αTi, the predetermined value α is, for example, α =). 0.1-2.0). As a result, the change in the feed forward amount of the manipulated variable MV to which the manipulated variable MV_P is added almost coincides with the cycle when the vertical movement of the control occurs. Further, the elapsed time from the time when the feed forward amount is added to the operation amount MV until the feed forward amount reaches the maximum change amount almost coincides with the time of the parameter Tf.

式(2)のKxはフィードフォワードの大きさを規定するパラメータである。加算量算出部4は、パラメータTfのβ倍の値をKxとすればよい(Kx=βTf、所定値βは例えば2.75)。これにより、操作量MVのフィードフォワード分の最大変更量が、操作量加算値FF_Pに概ね一致するようになる。なお、FF加算値取得部2が操作量加算値FF_Pを取得したときから特定の時間TH1が経過するまでの操作量加算量MV_Pの初期値はゼロである。 Kx in equation (2) is a parameter that defines the size of feedforward. The addition amount calculation unit 4 may set the value β times the parameter Tf to Kx (Kx = βTf, the predetermined value β is, for example, 2.75). As a result, the maximum change amount for the feed forward of the operation amount MV generally matches the operation amount addition value FF_P. The initial value of the operation amount addition amount MV_P from the time when the FF addition value acquisition unit 2 acquires the operation amount addition value FF_P until the lapse of a specific time TH1 is zero.

また、本実施例では、操作量加算値FF_Pが外部から入力された時点から操作量加算量MV_Pの算出・出力を開始すべき時点までの時間TH1が予め適切に調整されている(すなわち、想定される外乱印加に対して操作量加算量MV_Pの出力開始タイミングが適切に調整されている)ことを前提として説明する。 Further, in this embodiment, the time TH1 from the time when the operation amount addition value FF_P is input from the outside to the time when the calculation / output of the operation amount addition amount MV_P should be started is appropriately adjusted in advance (that is, assumed). The description will be made on the premise that the output start timing of the operation amount addition amount MV_P is appropriately adjusted with respect to the disturbance application.

減算量算出部5は、FF減算値取得部3が、ゼロ値と異なる操作量減算値FF_Mを取得したときから特定の時間TH2以上が経過しているときに(図2ステップS105においてYES)、操作量減算値FF_Mに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量MV_Mを式(3)により算出する(図2ステップS106)。 When the subtraction amount calculation unit 5 has elapsed a specific time TH2 or more from the time when the FF subtraction value acquisition unit 3 acquires the operation amount subtraction value FF_M different from the zero value (YES in step S105 of FIG. 2). The operation amount subtraction amount MV_M that gradually converges to the zero value after approaching the operation amount subtraction value FF_M is calculated by the equation (3) (FIG. 2, step S106).

加算量算出部4と同様に、減算量算出部5は、積分時間Tiのα倍の値をTfとすればよい(Tf=αTi、所定値αは例えば0.1~2.0)。また、減算量算出部5は、パラメータTfのβ倍の値をKxとすればよい(Kx=βTf、所定値βは例えば2.75)。これにより、操作量MVのフィードフォワード分の最大変更量が、操作量減算値FF_Mに概ね一致するようになる。なお、FF減算値取得部3が操作量減算値FF_Mを取得したときから特定の時間TH2が経過するまでの操作量減算量MV_Mの初期値はゼロである。 Similar to the addition amount calculation unit 4, the subtraction amount calculation unit 5 may set the value of α times the integration time Ti as Tf (Tf = αTi, the predetermined value α is, for example, 0.1 to 2.0). Further, the subtraction amount calculation unit 5 may set a value β times the parameter Tf to Kx (Kx = βTf, a predetermined value β is, for example, 2.75). As a result, the maximum change amount for the feed forward of the manipulated variable MV generally matches the manipulated variable subtraction value FF_M. The initial value of the operation amount subtraction amount MV_M from the time when the FF subtraction value acquisition unit 3 acquires the operation amount subtraction value FF_M until the lapse of a specific time TH2 is zero.

また、本実施例では、操作量減算値FF_Mが外部から入力された時点から操作量減算量MV_Mの算出・出力を開始すべき時点までの時間TH2が予め適切に調整されている(すなわち、想定される外乱印加に対して操作量減算量MV_Mの出力開始タイミングが適切に調整されている)ことを前提として説明する。 Further, in this embodiment, the time TH2 from the time when the operation amount subtraction value FF_M is input from the outside to the time when the calculation / output of the operation amount subtraction amount MV_M should be started is appropriately adjusted in advance (that is, assumed). The description will be made on the premise that the output start timing of the operation amount subtraction amount MV_M is appropriately adjusted with respect to the disturbance application.

操作量変更部6は、操作量算出部1で算出された操作量MVに、加算量算出部4によって算出された操作量加算量MV_Pを加算し、さらに減算量算出部5によって算出された操作量減算量MV_Mを減算した結果を操作量MV_Fとして算出する(図2ステップS107)。操作量MV_Fの算出式は、式(4)と同じである。 The operation amount changing unit 6 adds the operation amount addition amount MV_P calculated by the addition amount calculation unit 4 to the operation amount MV calculated by the operation amount calculation unit 1, and further performs the operation calculated by the subtraction amount calculation unit 5. The result of subtracting the amount subtraction amount MV_M is calculated as the operation amount MV_F (FIG. 2, step S107). The formula for calculating the manipulated variable MV_F is the same as the formula (4).

リミット処理部7は、操作量変更部6によって算出された操作量MV_Fを所定の操作量下限値OL以上の値に制限する下限リミット処理と、操作量MV_Fを所定の操作量上限値OH以下の値に制限する上限リミット処理とを行なう(図2ステップS108)。
IF MV_F<OL THEN MV_F’=OL ・・・(5)
IF MV_F>OH THEN MV_F’=OH ・・・(6)
つまり、リミット処理部7は、MV_Fが操作量下限値OLより小さい場合、操作量MV_F’=OLとし、操作量MV_Fが操作量上限値OHより大きい場合、操作量MV_F’=OHとする。
The limit processing unit 7 limits the operation amount MV_F calculated by the operation amount change unit 6 to a value equal to or higher than the predetermined operation amount lower limit value OL, and the operation amount MV_F is equal to or less than the predetermined operation amount upper limit value OH. The upper limit processing for limiting the value is performed (step S108 in FIG. 2).
IF MV_F <OL THEN MV_F'= OL ... (5)
IF MV_F> OH THEN MV_F'= OH ... (6)
That is, the limit processing unit 7 sets the operation amount MV_F'= OL when the MV_F is smaller than the operation amount lower limit value OL, and sets the operation amount MV_F'= OH when the operation amount MV_F is larger than the operation amount upper limit value OH.

操作量出力部8は、リミット処理部7でリミット処理された操作量MV_F’を制御対象に出力する(図2ステップS109)。操作量MV_F’の出力先は、ヒータやバルブなどの操作部(不図示)である。ヒータの場合には、操作量MV_F’の実際の出力先は、ヒータに電力を供給する電力調整器(不図示)となる。 The operation amount output unit 8 outputs the operation amount MV_F'that has been limit-processed by the limit processing unit 7 to the control target (step S109 in FIG. 2). The output destination of the operation amount MV_F'is an operation unit (not shown) such as a heater or a valve. In the case of a heater, the actual output destination of the manipulated variable MV_F'is a power regulator (not shown) that supplies electric power to the heater.

制御装置は、図2のステップS100~S109の処理を例えばオペレータの指示によって制御が終了するまで(図2ステップS110においてYES)、制御周期毎に実行する。 The control device executes the processes of steps S100 to S109 of FIG. 2 for each control cycle until the control is completed, for example, by an instruction of the operator (YES in step S110 of FIG. 2).

なお、前述のとおり、操作量加算量MV_Pは操作量加算値FF_Pに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する値であり、操作量減算量MV_Mは操作量減算値FF_Mに近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する値である。したがって、FF加算値取得部2がゼロ値と異なる操作量加算値FF_Pを取得したときから特定の時間TH1以上が経過した後は常にステップS103において判定YESとなり、加算量算出部4は操作量加算量MV_Pの算出を繰り返し実行する。操作量加算量MV_Pは最終的にゼロ値に収束するので、加算量算出部4は操作量加算量MV_Pがゼロ値になった時点で算出を停止しても構わない。 As described above, the manipulated variable addition amount MV_P is a value that gradually converges to a zero value after approaching the manipulated variable addition value FF_P, and the manipulated variable subtraction amount MV_M is a zero value after approaching the manipulated variable subtraction value FF_M. It is a value that gradually converges to. Therefore, after a specific time TH1 or more has elapsed from the time when the FF addition value acquisition unit 2 acquires the operation amount addition value FF_P different from the zero value, the determination is always YES in step S103, and the addition amount calculation unit 4 performs the operation amount addition. The calculation of the quantity MV_P is repeatedly executed. Since the operation amount addition amount MV_P finally converges to the zero value, the addition amount calculation unit 4 may stop the calculation when the operation amount addition amount MV_P reaches the zero value.

同様に、FF減算値取得部3がゼロ値と異なる操作量減算値FF_Mを取得したときから特定の時間TH2以上が経過した後は常にステップS105において判定YESとなり、減算量算出部5は操作量減算量MV_Mの算出を繰り返し実行する。操作量減算量MV_Mは最終的にゼロ値に収束するので、減算量算出部5は操作量減算量MV_Mがゼロ値になった時点で算出を停止しても構わない。 Similarly, after a specific time TH2 or more has elapsed from the time when the FF subtraction value acquisition unit 3 acquires the operation amount subtraction value FF_M different from the zero value, the determination is always YES in step S105, and the subtraction amount calculation unit 5 is the operation amount. The calculation of the subtraction amount MV_M is repeatedly executed. Since the operation amount subtraction amount MV_M finally converges to the zero value, the subtraction amount calculation unit 5 may stop the calculation when the operation amount subtraction amount MV_M reaches the zero value.

以上の動作は、発明者が特願2017-233250で提案した技術と同等である。次に、本実施例の判断部9~12と判断結果提示部13と更新部14~17の動作を図3~図7を参照して説明する。図3は判断部9の動作を説明するフローチャート、図4は判断部10の動作を説明するフローチャート、図5は判断部11の動作を説明するフローチャート、図6は判断部12の動作を説明するフローチャート、図7は判断結果提示部13と更新部14~17の動作を説明するフローチャートである。 The above operation is equivalent to the technique proposed by the inventor in Japanese Patent Application No. 2017-233250. Next, the operations of the determination units 9 to 12, the determination result presentation unit 13, and the update units 14 to 17 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 7. FIG. 3 is a flowchart explaining the operation of the determination unit 9, FIG. 4 is a flowchart explaining the operation of the determination unit 10, FIG. 5 is a flowchart explaining the operation of the determination unit 11, and FIG. 6 is an explanation of the operation of the determination unit 12. The flowchart, FIG. 7, is a flowchart illustrating the operations of the determination result presentation unit 13 and the update units 14 to 17.

判断部9は、外乱印加に対する操作量加算量MV_Pの算出・出力の結果として、制御量PVが下降した後に上昇して設定値SPに到達した時点で(図3ステップS200においてYES)、操作量MVが外乱印加前の値MVold近くまで復帰せず(図3ステップS201においてYES)、この設定値SPへの到達後に制御量PVが設定値SPに対して規定値OS1以上オーバーシュート(PV≧(SP+OS1))した場合(図3ステップS202においてYES)、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが遅いと判断する(図3ステップS203)。規定値OS1は例えば整定目標幅に設定されている。 As a result of calculating and outputting the manipulated variable MV_P for the application of disturbance, the determination unit 9 rises after the controlled variable PV falls and reaches the set value SP (YES in step S200 of FIG. 3). The MV does not return to near the value MVold before the disturbance is applied (YES in step S201 in FIG. 3), and after reaching this set value SP, the controlled variable PV overshoots the specified value OS1 or more with respect to the set value SP (PV ≧ (PV ≧ (PV ≧). In the case of SP + OS1)) (YES in step S202 of FIG. 3), it is determined that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount MV_P is late (step S203 of FIG. 3). The default value OS1 is set to, for example, the settling target width.

ここで、操作量MVの外乱印加前の値MVoldとは、外乱印加前(FF加算値取得部2によって操作量加算値FF_Pが取得される前)に制御量PVが設定値SPで整定している状態で操作量算出部1によって算出された操作量MVを、例えば操作量算出部1に設定されている積分時間Tiと同じ時間の間だけ平均化した値のことを言う。 Here, the value MVold before the disturbance is applied to the manipulated variable MV is the control quantity PV set by the set value SP before the disturbance is applied (before the manipulated variable FF_P is acquired by the FF addition value acquisition unit 2). It means a value obtained by averaging the operation amount MV calculated by the operation amount calculation unit 1 in the state of being, for the same time as the integration time Ti set in the operation amount calculation unit 1, for example.

また、操作量MVが外乱印加前の値MVold近くまで復帰しない場合とは、操作量MVが外乱印加前の値MVoldと完全に一致するレベルまで戻らない場合だけでなく、操作量MVの最新のピーク値MVpeakに対する下降幅(MVpeak-MV)がピーク値MVpeakと操作量MVの外乱印加前の値MVoldとの差(MVpeak-MVold)の所定割合(例えば90%)以上に達していない場合を含む。 Further, the case where the manipulated variable MV does not return to near the value MVold before the disturbance is applied is not only the case where the manipulated variable MV does not return to the level completely matching the value MVold before the disturbance is applied, but also the latest of the manipulated variable MV. This includes the case where the descending width (MVpeak-MV) with respect to the peak value MVpeak does not reach a predetermined ratio (for example, 90%) or more of the difference (MVpeak-MVold) between the peak value MVpeak and the value MVold before the disturbance of the manipulated variable MV is applied. ..

一方、判断部10は、外乱印加に対する操作量加算量MV_Pの算出・出力の結果として、制御量PVが下降した後に設定値SPに対して規定値OS1よりも小さい規定値OS2以上オーバーシュートしない(PV<(SP+OS2)、OS2<OS1)場合(図4ステップS204においてYES)、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが早いと判断する(図4ステップS205)。ただし、この場合は、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングを調整すべき状況とは必ずしも限らない。 On the other hand, the determination unit 10 does not overshoot the specified value OS2 or more, which is smaller than the specified value OS1 with respect to the set value SP after the controlled amount PV drops as a result of the calculation / output of the manipulated variable addition amount MV_P for the disturbance application ( When PV <(SP + OS2), OS2 <OS1) (YES in step S204 of FIG. 4), it is determined that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount MV_P is early (step S205 of FIG. 4). However, in this case, it is not always the case that the timing of the convergence of the manipulated variable addition amount MV_P should be adjusted.

外乱印加に対する操作量加算量MV_Pの算出・出力の結果として、制御量PVが下降した後に(SP+OS2)以上かつ(SP+OS1)未満の値までオーバーシュートした場合、判断部9が、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが遅いと判断せず、判断部10が、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが早いと判断しないので、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが適切という判断結果となる。 When the control amount PV drops to a value of (SP + OS2) or more and less than (SP + OS1) as a result of the calculation / output of the operation amount addition amount MV_P for the disturbance application, the determination unit 9 determines the operation amount addition amount MV_P. Since it is not determined that the convergence timing of the operation amount addition amount is late and the determination unit 10 does not determine that the convergence timing of the operation amount addition amount MV_P is early, the determination result is that the convergence timing of the operation amount addition amount MV_P is appropriate.

判断部11は、外乱印加に対する操作量減算量MV_Mの算出・出力の結果として、制御量PVが上昇した後に下降して設定値SPに到達した時点で(図5ステップS206においてYES)、操作量MVが外乱印加前の値MVold近くまで復帰せず(図5ステップS207においてYES)、この設定値SPへの到達後に制御量PVが設定値SPに対して規定値US1以上アンダーシュート(PV≦(SP-US1))した場合(図5ステップS208においてYES)、操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが遅いと判断する(図5ステップS209)。規定値US1は例えば整定目標幅に設定されている。 The determination unit 11 calculates and outputs the operation amount subtraction amount MV_M for the application of disturbance, and when the control amount PV increases and then decreases to reach the set value SP (YES in step S206 of FIG. 5), the operation amount The MV does not return to near the value MVold before the disturbance is applied (YES in step S207 of FIG. 5), and after reaching this set value SP, the controlled variable PV undershoots the specified value US1 or more with respect to the set value SP (PV ≦ (PV ≦ (PV ≦). In the case of SP-US1)) (YES in step S208 of FIG. 5), it is determined that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount MV_M is late (step S209 of FIG. 5). The specified value US1 is set to, for example, the settling target width.

判断部11の場合、操作量MVの外乱印加前の値MVoldとは、外乱印加前(FF減算値取得部3によって操作量減算値FF_Mが取得される前)に制御量PVが設定値SPで整定している状態で操作量算出部1によって算出された操作量MVを、例えば操作量算出部1に設定されている積分時間Tiと同じ時間の間だけ平均化した値のことを言う。 In the case of the determination unit 11, the value MVold before the disturbance is applied to the manipulated variable MV is the control amount PV at the set value SP before the disturbance is applied (before the manipulated variable subtraction value FF_M is acquired by the FF subtraction value acquisition unit 3). It refers to a value obtained by averaging the operation amount MV calculated by the operation amount calculation unit 1 in the settling state only for the same time as the integration time Ti set in the operation amount calculation unit 1, for example.

一方、判断部12は、外乱印加に対する操作量加算量MV_Pの算出・出力の結果として、制御量PVが上昇した後に設定値SPに対して規定値US1よりも小さい規定値US2以上アンダーシュートしない(PV>(SP-US2)、US2<US1)場合(図6ステップS210においてYES)、操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが早いと判断する(図6ステップS211)。ただし、この場合は、操作量減算量MV_Mの収束のタイミングを調整すべき状況とは必ずしも限らない。 On the other hand, the determination unit 12 does not undershoot the specified value US2 or more, which is smaller than the specified value US1 with respect to the set value SP, after the control amount PV rises as a result of the calculation / output of the manipulated variable addition amount MV_P for the disturbance application ( When PV> (SP-US2) and US2 <US1) (YES in step S210 of FIG. 6), it is determined that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount MV_M is early (step S211 of FIG. 6). However, in this case, it is not always the case that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount MV_M should be adjusted.

外乱印加に対する操作量減算量MV_Mの算出・出力の結果として、制御量PVが上昇した後に(SP-US2)以下かつ(SP-US1)より大きい値までアンダーシュートした場合、判断部11が、操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが遅いと判断せず、判断部12が、操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが早いと判断しないので、操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが適切という判断結果となる。 As a result of the calculation / output of the operation amount subtraction amount MV_M for the disturbance application, when the control amount PV rises and then undershoots to a value equal to or less than (SP-US2) and larger than (SP-US1), the determination unit 11 operates. Since it is not determined that the timing of convergence of the amount subtraction amount MV_M is late and the determination unit 12 does not determine that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount MV_M is early, the determination result that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount MV_M is appropriate. Will be.

判断結果提示部13は、オペレータに対して判断部9~12の判断結果を提示する(図7ステップS212)。提示方法としては、例えば判断部9~12の判断結果を示す情報をオペレータに対して表示する方法などがある。したがって、判断結果の提示に基づいて、オペレータは、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングを決定するパラメータ(TfとFF_P)、または操作量減算量MV_Mの収束のタイミングを決定するパラメータ(TfとFF_M)をマニュアル調整することができる。 The determination result presentation unit 13 presents the determination results of the determination units 9 to 12 to the operator (step S212 in FIG. 7). As a presentation method, for example, there is a method of displaying information indicating the judgment result of the judgment units 9 to 12 to the operator. Therefore, based on the presentation of the determination result, the operator has a parameter (Tf and FF_P) for determining the convergence timing of the manipulated variable addition amount MV_P, or a parameter (Tf and FF_M) for determining the convergence timing of the manipulated variable subtraction amount MV_M. ) Can be adjusted manually.

なお、操作量加算量MV_Pと操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが遅くも早くもない場合(ステップS202,S204,S208,S210においてNO)、判断結果提示部13は、判断結果を提示しなくてもよい。 If the timing of convergence of the manipulated variable addition amount MV_P and the manipulated variable subtraction amount MV_M is neither late nor early (NO in steps S202, S204, S208, S210), the determination result presenting unit 13 does not present the determination result. You may.

また、以下のようにパラメータをマニュアル調整ではなく、自動で更新してもよい。具体的には、更新部14は、判断部9で操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが遅いと判断された場合(図7ステップS213においてYES)、操作量加算量MV_Pの時間に関するパラメータTfを、収束のタイミングが早くなる側に更新する(図7ステップS214)。同様に、更新部16は、判断部11で操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが遅いと判断された場合(ステップS213においてYES)、操作量減算量MV_Mの時間に関するパラメータTfを、収束のタイミングが早くなる側に更新する(ステップS214)。 Further, the parameters may be automatically updated instead of the manual adjustment as shown below. Specifically, when the determination unit 9 determines that the timing of convergence of the operation amount addition amount MV_P is late (YES in step S213 of FIG. 7), the update unit 14 sets the parameter Tf regarding the time of the operation amount addition amount MV_P. , Update to the side where the timing of convergence is earlier (FIG. 7, step S214). Similarly, when the determination unit 11 determines that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount MV_M is late (YES in step S213), the update unit 16 sets the parameter Tf regarding the time of the operation amount subtraction amount MV_M to the timing of convergence. Update to the side where becomes faster (step S214).

更新部14は、パラメータTfを更新する場合、加算量算出部4に設定されているパラメータTfを予め規定された更新幅だけ小さくすると共に、パラメータTfと操作量加算値FF_Pとの積を一定値Sxに保つように操作量加算値FF_Pを更新する。ただし、上記のとおり、操作量加算値FF_Pは、加算量算出部4に設定されているのではなく、FF加算値取得部2が外部から取得する値である。したがって、更新部14は、操作量加算値FF_Pを出力する外部の操作量加算値出力部(不図示)に対して操作量加算値FF_Pの更新を要求することになる。 When updating the parameter Tf, the update unit 14 reduces the parameter Tf set in the addition amount calculation unit 4 by a predetermined update width, and sets the product of the parameter Tf and the operation amount addition value FF_P to a constant value. The operation amount addition value FF_P is updated so as to keep Sx. However, as described above, the operation amount addition value FF_P is not set in the addition amount calculation unit 4, but is a value acquired from the outside by the FF addition value acquisition unit 2. Therefore, the update unit 14 requests the external operation amount addition value output unit (not shown) that outputs the operation amount addition value FF_P to update the operation amount addition value FF_P.

同様に、更新部16は、パラメータTfを更新する場合、減算量算出部5に設定されているパラメータTfを予め規定された更新幅だけ小さくすると共に、パラメータTfと操作量減算値FF_Mとの積を一定値Sxに保つように操作量減算値FF_Mを更新する。ただし、上記のとおり、操作量減算値FF_Mは、減算量算出部5に設定されているのではなく、FF減算値取得部3が外部から取得する値である。したがって、更新部16は、操作量減算値FF_Mを出力する外部の操作量減算値出力部(不図示)に対して操作量減算値FF_Mの更新を要求することになる。 Similarly, when updating the parameter Tf, the update unit 16 reduces the parameter Tf set in the subtraction amount calculation unit 5 by a predetermined update width, and the product of the parameter Tf and the operation amount subtraction value FF_M. The operation amount subtraction value FF_M is updated so as to keep the constant value Sx. However, as described above, the operation amount subtraction value FF_M is not set in the subtraction amount calculation unit 5, but is a value acquired from the outside by the FF subtraction value acquisition unit 3. Therefore, the update unit 16 requests the external operation amount subtraction value output unit (not shown) that outputs the operation amount subtraction value FF_M to update the operation amount subtraction value FF_M.

一方、更新部15は、判断部10で操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが早いと判断された場合(図7ステップS215においてYES)、操作量加算量MV_Pの時間に関するパラメータTfを、収束のタイミングが遅くなる側に更新する(図7ステップS216)。同様に、更新部17は、判断部12で操作量減算量MV_Mの収束のタイミングが早いと判断された場合(ステップS215においてYES)、操作量減算量MV_Mの時間に関するパラメータTfを、収束のタイミングが遅くなる側に更新する(ステップS216)。 On the other hand, when the determination unit 10 determines that the timing of convergence of the operation amount addition amount MV_P is early (YES in step S215 of FIG. 7), the update unit 15 converges the parameter Tf regarding the time of the operation amount addition amount MV_P. Update to the side where the timing is delayed (FIG. 7, step S216). Similarly, when the determination unit 12 determines that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount MV_M is early (YES in step S215), the update unit 17 sets the parameter Tf regarding the time of the operation amount subtraction amount MV_M to the timing of convergence. Update to the side where is slower (step S216).

更新部15は、パラメータTfを更新する場合、加算量算出部4に設定されているパラメータTfを予め規定された更新幅だけ大きくすると共に、パラメータTfと操作量加算値FF_Pとの積を一定値Sxに保つように操作量加算値FF_Pを更新する。更新部14の場合と同様に、更新部15は、操作量加算値FF_Pを出力する外部の手段に対して操作量加算値FF_Pの更新を要求すればよい。 When updating the parameter Tf, the update unit 15 increases the parameter Tf set in the addition amount calculation unit 4 by a predetermined update width, and increases the product of the parameter Tf and the operation amount addition value FF_P to a constant value. The operation amount addition value FF_P is updated so as to keep Sx. As in the case of the update unit 14, the update unit 15 may request the external means for outputting the operation amount addition value FF_P to update the operation amount addition value FF_P.

同様に、更新部17は、パラメータTfを更新する場合、減算量算出部5に設定されているパラメータTfを予め規定された更新幅だけ大きくすると共に、パラメータTfと操作量減算値FF_Mとの積を一定値Sxに保つように操作量減算値FF_Mを更新する。更新部16の場合と同様に、更新部17は、操作量減算値FF_Mを出力する外部の手段に対して操作量減算値FF_Mの更新を要求すればよい。 Similarly, when updating the parameter Tf, the update unit 17 increases the parameter Tf set in the subtraction amount calculation unit 5 by a predetermined update width, and increases the product of the parameter Tf and the operation amount subtraction value FF_M. The operation amount subtraction value FF_M is updated so as to keep the constant value Sx. As in the case of the update unit 16, the update unit 17 may request the external means for outputting the operation amount subtraction value FF_M to update the operation amount subtraction value FF_M.

判断部9~12と判断結果提示部13と更新部14~17とは、以上のステップS200~S216の処理を、FF加算値取得部2によって操作量加算値FF_Pが取得され、加算量算出部4によって操作量加算量MV_Pが算出・出力された場合、またはFF減算値取得部3によって操作量減算値FF_Mが取得され、減算量算出部5によって操作量減算量MV_Mが算出・出力された場合に実施する。 The determination units 9 to 12, the determination result presentation unit 13 and the update units 14 to 17 perform the above steps S200 to S216, and the operation amount addition value FF_P is acquired by the FF addition value acquisition unit 2, and the addition amount calculation unit When the operation amount addition amount MV_P is calculated and output by 4, or when the operation amount subtraction value FF_M is acquired by the FF subtraction value acquisition unit 3 and the operation amount subtraction amount MV_M is calculated and output by the subtraction amount calculation unit 5. To carry out.

図8は、本実施例の適用対象となる外乱応答の例を示す図であり、フィードフォワード制御を実行せずにフィードバック制御のみで温度制御した場合の制御量PVと操作量MVの変化の例を示す図である。図8の例は、設定値SP=制御量PV=200℃で整定している状態で降温外乱が発生した場合を示している。規定値OS1=20℃としており、(SP+OS1)=220℃となっている。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a disturbance response to which the present embodiment is applied, and is an example of changes in the control amount PV and the operation amount MV when the temperature is controlled only by the feedback control without executing the feedforward control. It is a figure which shows. The example of FIG. 8 shows a case where a temperature drop disturbance occurs in a state where the set value SP = control amount PV = 200 ° C. is set. The specified value OS1 = 20 ° C., and (SP + OS1) = 220 ° C.

図9は本実施例においてFF_P=20%,Kx=137.5,Tf=50.0秒(Sx=1000.0)として温度制御した場合の制御量PVと操作量MVの変化の例を示す図、図10はこの場合の操作量加算量MV_Pの変化を示す図である(操作量減算量MV_Mは0%で固定)。 FIG. 9 shows an example of changes in the controlled variable PV and the manipulated variable MV when the temperature is controlled with FF_P = 20%, Kx = 137.5, Tf = 50.0 seconds (Sx = 1000.0) in this embodiment. FIG. 10 is a diagram showing a change in the operation amount addition amount MV_P in this case (the operation amount subtraction amount MV_M is fixed at 0%).

この図9、図10の例では、制御量PV(温度)が降温外乱により下降した後に設定値SPに復帰した時点で操作量MVが外乱印加前の値に復帰していない。つまり、操作量MVは外乱印加前の値MVold=25%からピーク値MVpeak=48%まで上昇した後に下降しているが、制御量PVが設定値SPに復帰した時点で、操作量MVのピーク値MVpeakに対する下降幅(MVpeak-MV)が、ピーク値MVpeakと外乱印加前の値MVoldとの差(MVpeak-MVold)の90%の値となる20.7%以上に達していない。さらに、設定値SPへの到達後に制御量PVが(SP+OS1)=220℃以上の値までオーバーシュートしている。したがって、判断部9は、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが遅いと判断する。 In the examples of FIGS. 9 and 10, the manipulated variable MV does not return to the value before the disturbance is applied when the controlled variable PV (temperature) drops to the set value SP after falling due to the temperature drop disturbance. That is, the manipulated variable MV rises from the value MVold = 25% before the disturbance application to the peak value MVpeak = 48% and then falls, but when the controlled variable PV returns to the set value SP, the manipulated variable MV peaks. The descending width (MVpeak-MV) with respect to the value MVpeak does not reach 20.7% or more, which is 90% of the difference (MVpeak-MVold) between the peak value MVpeak and the value MVold before the disturbance is applied. Further, after reaching the set value SP, the controlled variable PV overshoots to a value of (SP + OS1) = 220 ° C. or higher. Therefore, the determination unit 9 determines that the timing of convergence of the operation amount addition amount MV_P is late.

この場合、更新部14は、加算量算出部4に設定されているパラメータTfを予め規定された更新幅(ここでは10秒)だけ小さくしてTf=40.0秒とし、またパラメータTfと操作量加算値FF_Pとの積を一定値Sx=1000.0に保つように操作量加算値FF_Pを20%から25%に更新する。 In this case, the update unit 14 reduces the parameter Tf set in the addition amount calculation unit 4 by a predetermined update width (here, 10 seconds) to Tf = 40.0 seconds, and operates with the parameter Tf. The operation amount addition value FF_P is updated from 20% to 25% so that the product with the quantity addition value FF_P is kept at a constant value Sx = 1000.0.

図11は本実施例においてFF_P=80%,Kx=34.4,Tf=12.5秒(Sx=1000.0)として温度制御した場合の制御量PVと操作量MVの変化の例を示す図、図12はこの場合の操作量加算量MV_Pの変化を示す図である(操作量減算量MV_Mは0%で固定)。 FIG. 11 shows an example of changes in the controlled variable PV and the manipulated variable MV when the temperature is controlled with FF_P = 80%, Kx = 34.4, Tf = 12.5 seconds (Sx = 1000.0) in this embodiment. FIG. 12 is a diagram showing a change in the operation amount addition amount MV_P in this case (the operation amount subtraction amount MV_M is fixed at 0%).

この図11、図12の例では、制御量PV(温度)が昇温外乱により上昇した後に下降し、再度上昇したときに(SP+OS2)=201℃以上の値までオーバーシュートしていない(操作量MVが外乱印加前の値に一旦復帰した後に再度上昇している制御動作)。したがって、判断部10は、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが早いと判断する。 In the examples of FIGS. 11 and 12, the control amount PV (temperature) rises due to the temperature rise disturbance, then falls, and when it rises again, it does not overshoot to a value of (SP + OS2) = 201 ° C. or higher (manipulation amount). The control operation in which the MV once returns to the value before the disturbance is applied and then rises again). Therefore, the determination unit 10 determines that the timing of convergence of the operation amount addition amount MV_P is early.

この場合、更新部15は、加算量算出部4に設定されているパラメータTfを予め規定された更新幅(ここでは7.5秒)だけ大きくしてTf=20.0秒とし、またパラメータTfと操作量加算値FF_Pとの積を一定値Sx=1000.0に保つように操作量加算値FF_Pを80%から50%に更新する。 In this case, the update unit 15 increases the parameter Tf set in the addition amount calculation unit 4 by a predetermined update width (here, 7.5 seconds) to set Tf = 20.0 seconds, and also sets the parameter Tf. The operation amount addition value FF_P is updated from 80% to 50% so that the product of the operation amount addition value FF_P and the operation amount addition value FF_P is kept at a constant value Sx = 1000.0.

図13は本実施例においてFF_P=50%,Kx=55.0,Tf=20.0秒(Sx=1000.0)として温度制御した場合の制御量PVと操作量MVの変化の例を示す図、図14はこの場合の操作量加算量MV_Pの変化を示す図である(操作量減算量MV_Mは0%で固定)。 FIG. 13 shows an example of changes in the controlled variable PV and the manipulated variable MV when the temperature is controlled with FF_P = 50%, Kx = 55.0, and Tf = 20.0 seconds (Sx = 1000.0) in this embodiment. FIG. 14 is a diagram showing a change in the operation amount addition amount MV_P in this case (the operation amount subtraction amount MV_M is fixed at 0%).

この図13、図14の例では、制御量PV(温度)が昇温外乱により上昇した後に下降し、再度上昇したときに300秒の時点で(SP+OS2)=201℃以上かつ(SP+OS1)=220℃未満の値までオーバーシュートしている。したがって、判断部9は、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが遅いと判断せず、判断部10は、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが早いと判断しないことになる。すなわち、操作量加算量MV_Pの収束のタイミングが適切という判断結果となり、フィードフォワード制御の効果が得られていることが分かる。 In the examples of FIGS. 13 and 14, the controlled variable PV (temperature) rises and then falls due to the temperature rise disturbance, and when it rises again, (SP + OS2) = 201 ° C. or higher and (SP + OS1) = 220 at 300 seconds. Overshoot to values below ° C. Therefore, the determination unit 9 does not determine that the timing of convergence of the operation amount addition amount MV_P is late, and the determination unit 10 does not determine that the timing of convergence of the operation amount addition amount MV_P is early. That is, it is determined that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount MV_P is appropriate, and it can be seen that the effect of feedforward control is obtained.

図15は、判断結果提示部13による表示例を示す図である。この図15の例は、図9,図10の例に対応する表示例である。ただし、この図15の例では、判断結果提示部13は、画面110に、制御量PVのオーバーシュートの状態と判断部9の判断結果に加えて、更新部14による更新結果を併せて表示している。 FIG. 15 is a diagram showing a display example by the determination result presentation unit 13. The example of FIG. 15 is a display example corresponding to the examples of FIGS. 9 and 10. However, in the example of FIG. 15, the determination result presenting unit 13 displays the overshoot state of the controlled variable PV and the determination result of the determination unit 9 as well as the update result by the update unit 14 on the screen 110. ing.

本実施例で説明した制御装置は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置及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。このコンピュータの構成例を図16に示す。コンピュータは、CPU300と、記憶装置301と、インターフェース装置(以下、I/Fと略する)302とを備えている。I/F302には、例えば温度センサや電力調整器が接続される。このようなコンピュータにおいて、本実施例の制御方法を実現させるためのプログラムは記憶装置301に格納される。CPU300は、記憶装置301に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。 The control device described in this embodiment can be realized by a computer provided with a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources. A configuration example of this computer is shown in FIG. The computer includes a CPU 300, a storage device 301, and an interface device (hereinafter, abbreviated as I / F) 302. For example, a temperature sensor and a power regulator are connected to the I / F 302. In such a computer, a program for realizing the control method of the present embodiment is stored in the storage device 301. The CPU 300 executes the process described in this embodiment according to the program stored in the storage device 301.

本発明は、制御装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a control device.

1…操作量算出部、2…FF加算値取得部、3…FF減算値取得部、4…加算量算出部、5…減算量算出部、6…操作量変更部、7…リミット処理部、8…操作量出力部、9~12…判断部、13…判断結果提示部、14~17…更新部。 1 ... Operation amount calculation unit, 2 ... FF addition value acquisition unit, 3 ... FF subtraction value acquisition unit, 4 ... Addition amount calculation unit, 5 ... Subtraction amount calculation unit, 6 ... Operation amount change unit, 7 ... Limit processing unit, 8 ... Operation amount output unit, 9-12 ... Judgment unit, 13 ... Judgment result presentation unit, 14-17 ... Update unit.

Claims (8)

設定値と制御量とを入力としてPID制御演算により操作量を算出するように構成された操作量算出部と、
外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値を取得するように構成された加算値取得部と、
ゼロ値と異なる前記操作量加算値を取得したときに、前記操作量加算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量を算出するように構成された加算量算出部と、
前記操作量算出部によって算出された操作量に、前記加算量算出部によって算出された操作量加算量を加算して操作量を変更するように構成された操作量変更部と、
この操作量変更部によって変更された操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なうように構成されたリミット処理部と、
このリミット処理された操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、
外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量が下降した後に上昇して前記設定値に到達した時点で、前記操作量が外乱印加前の値近くまで復帰せず、前記設定値への到達後に前記制御量が前記設定値に対して第1の規定値以上オーバーシュートした場合に、前記操作量加算量の収束のタイミングが遅いと判断するように構成された第1の判断部と、
外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量が下降した後に前記設定値に対して前記第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上オーバーシュートしない場合に、前記操作量加算量の収束のタイミングが早いと判断するように構成された第2の判断部と、
前記第1、第2の判断部の判断結果を提示するように構成された判断結果提示部とを備えることを特徴とする制御装置。
An operation amount calculation unit configured to calculate an operation amount by PID control calculation with a set value and a control amount as inputs,
An addition value acquisition unit configured to acquire an operation amount addition value which is a target value of an addition amount for feed forward to the operation amount, which is input from the outside when the disturbance application is confirmed, and
An addition amount calculation unit configured to calculate an operation amount addition amount that gradually converges to a zero value after approaching the operation amount addition value when the operation amount addition value different from the zero value is acquired.
An operation amount changing unit configured to change the operation amount by adding the operation amount addition amount calculated by the addition amount calculation unit to the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.
A limit processing unit configured to perform limit processing that limits the operation amount changed by this operation amount change unit to a value that is equal to or more than the operation amount lower limit value and less than or equal to the operation amount upper limit value.
An operation amount output unit configured to output this limit-processed operation amount to the control target,
As a result of the calculation and output of the operation amount addition amount for the disturbance application, when the control amount decreases and then rises to reach the set value, the operation amount does not return to near the value before the disturbance application. When the control amount overshoots the set value by a first specified value or more after reaching the set value, it is determined that the timing of convergence of the operation amount addition amount is late. Judgment department and
As a result of the calculation / output of the operation amount addition amount for the disturbance application, when the control amount does not overshoot the set value by more than the second specified value smaller than the first specified value. A second determination unit configured to determine that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is early, and
A control device including a determination result presenting unit configured to present the determination results of the first and second determination units.
設定値と制御量とを入力としてPID制御演算により操作量を算出するように構成された操作量算出部と、
外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値を取得するように構成された減算値取得部と、
ゼロ値と異なる前記操作量減算値を取得したときに、前記操作量減算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量を算出するように構成された減算量算出部と、
前記操作量算出部によって算出された操作量から、前記減算量算出部によって算出された操作量減算量を減算して操作量を変更するように構成された操作量変更部と、
この操作量変更部によって変更された操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なうように構成されたリミット処理部と、
このリミット処理された操作量を制御対象に出力するように構成された操作量出力部と、
外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量が上昇した後に下降して前記設定値に到達した時点で、前記操作量が外乱印加前の値近くまで復帰せず、前記設定値への到達後に前記制御量が前記設定値に対して第1の規定値以上アンダーシュートした場合に、前記操作量減算量の収束のタイミングが遅いと判断するように構成された第1の判断部と、
外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量が上昇した後に前記設定値に対して前記第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上アンダーシュートしない場合に、前記操作量減算量の収束のタイミングが早いと判断するように構成された第2の判断部と、
前記第1、第2の判断部の判断結果を提示するように構成された判断結果提示部とを備えることを特徴とする制御装置。
An operation amount calculation unit configured to calculate an operation amount by PID control calculation with a set value and a control amount as inputs,
A subtraction value acquisition unit configured to acquire an operation amount subtraction value which is a target value of the subtraction amount for the feed forward with respect to the operation amount, which is input from the outside when the disturbance application is confirmed.
A subtraction amount calculation unit configured to calculate an operation amount subtraction amount that gradually converges to a zero value after approaching the operation amount subtraction value when the operation amount subtraction value different from the zero value is acquired.
An operation amount changing unit configured to change the operation amount by subtracting the operation amount subtraction amount calculated by the subtraction amount calculation unit from the operation amount calculated by the operation amount calculation unit.
A limit processing unit configured to perform limit processing that limits the operation amount changed by this operation amount change unit to a value that is equal to or greater than the operation amount lower limit value and equal to or less than the operation amount upper limit value.
An operation amount output unit configured to output this limit-processed operation amount to the control target,
As a result of the calculation and output of the operation amount subtraction amount for the disturbance application, when the control amount increases and then decreases and reaches the set value, the operation amount does not return to near the value before the disturbance application. When the control amount undershoots the set value by a first specified value or more after reaching the set value, it is determined that the timing of convergence of the operation amount subtraction amount is late. Judgment department and
As a result of the calculation / output of the operation amount subtraction amount for the disturbance application, when the second specified value smaller than the first specified value is not undershooted with respect to the set value after the controlled amount is increased. A second determination unit configured to determine that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is early, and
A control device including a determination result presenting unit configured to present the determination results of the first and second determination units.
請求項1記載の制御装置において、
前記加算量算出部は、前記操作量加算値と、前記操作量加算量を徐々に収束させる時間を規定するパラメータとに基づいて、前記操作量加算量を算出し、
さらに、前記第1の判断部で前記操作量加算量の収束のタイミングが遅いと判断された場合に、前記パラメータを前記操作量加算量の収束のタイミングが早くなる側に更新するように構成された第1の更新部と、
前記第2の判断部で前記操作量加算量の収束のタイミングが早いと判断された場合に、前記パラメータを前記操作量加算量の収束のタイミングが遅くなる側に更新するように構成された第2の更新部とを備えることを特徴とする制御装置。
In the control device according to claim 1,
The addition amount calculation unit calculates the operation amount addition amount based on the operation amount addition value and a parameter that defines a time for gradually converging the operation amount addition amount.
Further, when the first determination unit determines that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is late, the parameter is configured to be updated to the side where the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is earlier. The first update part and
When the second determination unit determines that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is early, the parameter is updated to the side where the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is delayed. A control device including 2 update units.
請求項2記載の制御装置において、
前記減算量算出部は、前記操作量減算値と、前記操作量減算量を徐々に収束させる時間を規定するパラメータとに基づいて、前記操作量減算量を算出し、
さらに、前記第1の判断部で前記操作量減算量の収束のタイミングが遅いと判断された場合に、前記パラメータを前記操作量減算量の収束のタイミングが早くなる側に更新するように構成された第1の更新部と、
前記第2の判断部で前記操作量減算量の収束のタイミングが早いと判断された場合に、前記パラメータを前記操作量減算量の収束のタイミングが遅くなる側に更新するように構成された第2の更新部とを備えることを特徴とする制御装置。
In the control device according to claim 2,
The subtraction amount calculation unit calculates the operation amount subtraction amount based on the operation amount subtraction value and a parameter that defines a time for gradually converging the operation amount subtraction amount.
Further, when the first determination unit determines that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is late, the parameter is configured to be updated to the side where the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is earlier. The first update part and
When the second determination unit determines that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is early, the parameter is updated to the side where the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is delayed. A control device including 2 update units.
設定値と制御量とを入力としてPID制御演算により操作量を算出する第1のステップと、
外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の加算量の目標値である操作量加算値を取得する第2のステップと、
ゼロ値と異なる前記操作量加算値を取得したときに、前記操作量加算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量加算量を算出する第3のステップと、
前記第1のステップで算出した操作量に、前記第3のステップで算出した操作量加算量を加算して操作量を変更する第4のステップと、
この第4のステップで変更した操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なう第5のステップと、
このリミット処理した操作量を制御対象に出力する第6のステップと、
外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量が下降した後に上昇して前記設定値に到達した時点で、前記操作量が外乱印加前の値近くまで復帰せず、前記設定値への到達後に前記制御量が前記設定値に対して第1の規定値以上オーバーシュートした場合に、前記操作量加算量の収束のタイミングが遅いと判断する第7のステップと、
外乱印加に対する前記操作量加算量の算出・出力の結果として、前記制御量が下降した後に前記設定値に対して前記第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上オーバーシュートしない場合に、前記操作量加算量の収束のタイミングが早いと判断する第8のステップと、
前記第7、第8のステップの判断結果を提示する第9のステップとを含むことを特徴とする制御方法。
The first step of calculating the operation amount by the PID control operation with the set value and the control amount as inputs, and
The second step of acquiring the operation amount addition value, which is the target value of the addition amount for the feed forward with respect to the operation amount, which is input from the outside when the disturbance application is confirmed, and
The third step of calculating the operation amount addition amount that gradually converges to the zero value after approaching the operation amount addition value when the operation amount addition value different from the zero value is acquired.
The fourth step of changing the operation amount by adding the operation amount addition amount calculated in the third step to the operation amount calculated in the first step.
The fifth step of performing limit processing for limiting the operation amount changed in the fourth step to a value equal to or more than the operation amount lower limit value and not more than the operation amount upper limit value.
The sixth step of outputting this limit-processed operation amount to the control target, and
As a result of the calculation and output of the operation amount addition amount for the disturbance application, when the control amount decreases and then rises to reach the set value, the operation amount does not return to near the value before the disturbance application. A seventh step of determining that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is late when the controlled variable overshoots the set value by a first specified value or more after reaching the set value.
As a result of the calculation / output of the operation amount addition amount for the disturbance application, when the control amount does not overshoot the set value by more than the second specified value smaller than the first specified value. The eighth step of determining that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is early, and
A control method comprising a ninth step of presenting the determination results of the seventh and eighth steps.
設定値と制御量とを入力としてPID制御演算により操作量を算出する第1のステップと、
外乱印加が確定した時点で外部から入力される、前記操作量に対するフィードフォワード分の減算量の目標値である操作量減算値を取得する第2のステップと、
ゼロ値と異なる前記操作量減算値を取得したときに、前記操作量減算値に近づいた後にゼロ値へと徐々に収束する操作量減算量を算出する第3のステップと、
前記第1のステップで算出した操作量から、前記第3のステップで算出した操作量減算量を減算して操作量を変更する第4のステップと、
この第4のステップで変更した操作量を操作量下限値以上で操作量上限値以下の値に制限するリミット処理を行なう第5のステップと、
このリミット処理した操作量を制御対象に出力する第6のステップと、
外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量が上昇した後に下降して前記設定値に到達した時点で、前記操作量が外乱印加前の値近くまで復帰せず、前記設定値への到達後に前記制御量が前記設定値に対して第1の規定値以上アンダーシュートした場合に、前記操作量減算量の収束のタイミングが遅いと判断する第7のステップと、
外乱印加に対する前記操作量減算量の算出・出力の結果として、前記制御量が上昇した後に前記設定値に対して前記第1の規定値よりも小さい第2の規定値以上アンダーシュートしない場合に、前記操作量減算量の収束のタイミングが早いと判断する第8のステップと、
前記第7、第8のステップの判断結果を提示する第9のステップとを含むことを特徴とする制御方法。
The first step of calculating the operation amount by the PID control operation with the set value and the control amount as inputs, and
The second step of acquiring the operation amount subtraction value, which is the target value of the subtraction amount for the feed forward with respect to the operation amount, which is input from the outside when the disturbance application is confirmed, and
The third step of calculating the operation amount subtraction amount that gradually converges to the zero value after approaching the operation amount subtraction value when the operation amount subtraction value different from the zero value is acquired.
A fourth step of changing the operation amount by subtracting the operation amount subtraction amount calculated in the third step from the operation amount calculated in the first step.
The fifth step of performing limit processing for limiting the operation amount changed in the fourth step to a value equal to or more than the operation amount lower limit value and not more than the operation amount upper limit value.
The sixth step of outputting this limit-processed operation amount to the control target, and
As a result of the calculation and output of the operation amount subtraction amount for the disturbance application, when the control amount increases and then decreases and reaches the set value, the operation amount does not return to near the value before the disturbance application. A seventh step of determining that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is late when the controlled variable undershoots the set value by more than the first specified value after reaching the set value.
As a result of the calculation / output of the operation amount subtraction amount for the disturbance application, when the second specified value smaller than the first specified value is not undershooted with respect to the set value after the controlled amount is increased. The eighth step of determining that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is early, and
A control method comprising a ninth step of presenting the determination results of the seventh and eighth steps.
請求項5記載の制御方法において、
前記第3のステップは、前記操作量加算値と、前記操作量加算量を徐々に収束させる時間を規定するパラメータとに基づいて、前記操作量加算量を算出するステップを含み、
さらに、前記第7のステップで前記操作量加算量の収束のタイミングが遅いと判断した場合に、前記パラメータを前記操作量加算量の収束のタイミングが早くなる側に更新する第10のステップと、
前記第8のステップで前記操作量加算量の収束のタイミングが早いと判断した場合に、前記パラメータを前記操作量加算量の収束のタイミングが遅くなる側に更新する第11のステップとを含むことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 5,
The third step includes a step of calculating the operation amount addition amount based on the operation amount addition value and a parameter defining a time for gradually converging the operation amount addition amount.
Further, when it is determined in the seventh step that the timing of the convergence of the manipulated variable addition amount is late, the tenth step of updating the parameter to the side where the timing of the convergence of the manipulated variable addition amount is earlier.
When it is determined in the eighth step that the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is early, the eleventh step of updating the parameter to the side where the timing of convergence of the manipulated variable addition amount is delayed is included. A control method characterized by.
請求項6記載の制御方法において、
前記第3のステップは、前記操作量減算値と、前記操作量減算量を徐々に収束させる時間を規定するパラメータとに基づいて、前記操作量減算量を算出するステップを含み、
さらに、前記第7のステップで前記操作量減算量の収束のタイミングが遅いと判断した場合に、前記パラメータを前記操作量減算量の収束のタイミングが早くなる側に更新する第10のステップと、
前記第8のステップで前記操作量減算量の収束のタイミングが早いと判断した場合に、前記パラメータを前記操作量減算量の収束のタイミングが遅くなる側に更新する第11のステップとを含むことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 6,
The third step includes a step of calculating the manipulated variable subtraction amount based on the manipulated variable subtraction value and a parameter defining a time for gradually converging the manipulated variable subtraction amount.
Further, when it is determined in the seventh step that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is late, the tenth step of updating the parameter to the side where the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is earlier.
When it is determined in the eighth step that the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is early, the eleventh step of updating the parameter to the side where the timing of convergence of the manipulated variable subtraction amount is delayed is included. A control method characterized by.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014013607A (en) 2013-09-18 2014-01-23 Omron Corp Feedforward amount adjustment support device and feedforward amount adjustment support program
JP2017027389A (en) 2015-07-23 2017-02-02 アズビル株式会社 Control device and control method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56127203A (en) * 1980-03-13 1981-10-05 Toshiba Corp Feed forward control method
JPS63126001A (en) * 1986-11-14 1988-05-30 Toshiba Corp Controller
JPH0769723B2 (en) * 1988-03-30 1995-07-31 株式会社東芝 Process control equipment
JP3047654B2 (en) * 1992-11-30 2000-05-29 理化工業株式会社 Control device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014013607A (en) 2013-09-18 2014-01-23 Omron Corp Feedforward amount adjustment support device and feedforward amount adjustment support program
JP2017027389A (en) 2015-07-23 2017-02-02 アズビル株式会社 Control device and control method

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