JPH02310704A - 制御系設計用ｃａｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、制御系設計用ＣＡＤ装置に関する。

（従来の技術） 従来、プロセスなどの制御系を設計するための手段とし
て、多くのプログラムが開発され利用されている。これ
らのプログラムは設計に必要なパラメータを数値で入力
するため、別の資料を準備し、そこから必要な図表を拾
い出してパラメータを計算しなければならず、また、設
計された系の特性がどうなるか予想しに＜＜、修正も試
行錯誤にならざるを得なかった。

一例として、系の応答速度または安定性を向上させる目
的で用いられる第６図のような抵抗Ｒ１゜Ｒ２及びコデ
ンサＣを備えた位相進みのフィルタ回路を設計する場合
を考える。この回路の伝達関数は、 Ｇ　（Ｓ）＝Ｅ２／Ｅ＋ −（Ｔ−３＋１）／　（Ｔ−３＋α） で与えられ、 α−（Ｒ＋　＋Ｒ２）　／Ｒ２＞１ Ｔ陶Ｒ１・　α と表わされる二つのパラメータα、Ｔを決める必要があ
る。このため、まず希望の周波数で進めたい位相φをゲ
イン余裕など安定度の条件より決める。

パラメータαに対する最大位相進み角φ、は次式または
第７図より求められる。

φ、、−ｓ　ｉ　ｎ−’　　（Ｃａ−１）／　（ａ＋１
））次に、φ−φ□となるようにαを選ぶ。実際には計
算上の値より２０％程大きめに選ぶことが多い。また次
に、第８図（ｂ）の位相線図からＴを求め、位相進み回
路の定数Ｒ，，Ｒ２を決めるこのように、パラメータα
、Ｔを決定するためには、第７図、第８図（ａ）　（ｂ
）などの既存の資料を用意し、それらから、希望の特性
を満足しそうな値を推測して計算しなければならないが
、別の資料が必要となるので、一般にはＣＡＤとしてマ
ン鼻シ′ ＼ムールインタフェースが良いとはいえない。また、設
計の結果、どのような特性が得られるかは正確にはわか
らず、希望の特性が得られず、修正するときは、パラメ
ータの値を少しづつ変化させ、試行錯誤で設計しなけれ
ばならない。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の設計方式では、フィルタ回路を設
計するに際し、パラメータの決定が難かしく、どのよう
な特性が得られるかわかりにくく、修正に手間がかかる
などの問題点があったそこで、本発明は、上記の欠点を
除去し、制御系の設計を容易に行うことができる制御系
設計用ＣＡＤ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明の制御系設計用ＣＡＤ装置は
、画面に表示されたカーソルを移動させる手段と、前記
カーソル位置に基いて予め指定したフィルタ回路につい
ての特性図及びこれを用いた場合の制御系の特性図を所
定位置に表示する手段と、前記カーソル位置の固定によ
り前記フィルタを設計し、所定の制御系を行う設計手段
を備えたことを特徴とする。

（作用） 本発明の制御系設計用ＣＡＤ装置では、画面に表示され
たカーソルを移動させ、前記カーソル位置に基いて予め
指定したフィルタ回路についての特性図及びこれを用い
た場合の制御系の特性図を表示し、前記カーソル位置の
固定により前記フィルタを設計し、所定の制御系の設計
を行う。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る制御系設計用ＣＡＤ
装置の構成図である。本システムは、画面上のカーソル
を動かすためのマウスの動作を管理するマウスドライバ
１と、画面上のカーソルの座標を読み取るカーソル読み
取り部２と、カーソルの座標から周波数、位相進め量を
計算する演算部３と、演算部３で計算した周波数、位相
進み量からフィルタを設計するフィルタ設計部４と、設
計部４で設計したフィルタを画面に表示するプロッタル
ーチン５とをメインコントローラ６に接続して構成され
る。

第２図は、上記ＣＡＤ装置を実現するための機器構成図
で、カーソル、ボード線図を表示するためのディスプレ
イ装置７と、画面上のカーソルを動かすためのマウス８
、フィルタを設計する演算装置９から構成されている。

第３図は、上記ＣＡＤ装置によるフィルタ設計方式を示
すフローチャートである。

まず、ステップ３０１で、ディスプレイ装置７の画面７
Ａに示されるフィルタの中から゛希望の種類のものを選
ぶと、例えば第６図に示したような位相進み回路が選ば
れた場合、ステップ３０２で、第４図に示すように、カ
ーソルの現在位置の周波数での位相を基準とし、カーソ
ル位置をピークとする位相線図１０が画面７Ａに表示さ
れる。

そこで、ステップ３０３で画面７Ａに表示されている制
御対象の伝達関数のゲイン及び位相特性１１　（ａ）、
１１　（ｂ）を参考に希望の周波数で進めたい位相の位
置にカーソル１２を動かし、マウスボタンをクリックし
位相を指定する。

すると、ステップ３０４て、第５図に示すように系全体
の特性のボード線図が画面７Ａに表示されるので、ステ
ップ３０５を介して希望の特性のボード線図が得られる
まで人力を繰り返す。

以上の手順の繰り返しにより希望の特性のボード線図が
得られたら、ステップ３０６でカーソルにより設計を指
示し、系全体の伝達関数のボード線図を描かせて結果を
確認する。

ステップ３０２の位相線図の表示において、本例では位
相進み回路であるのでカーソル位置にトップ値を与えた
が、位相遅れ回路に対しては、ボトム値指定が行われる
。

同様に、チェビシェフフィルタやバタワースフィルタを
選んで、バイパス、ローパス、バンドパス、バンドスト
ップなどのフィルタを設計することもてきる。

このように本例によれば、希望の特性を図を見ながら直
接指定するため、特性を満足しそうなパラメータを計算
する必要がない。また、設計した結果どのような特性が
得られるかがあらかじめ表示されるため、指定した特性
を図より確認でき、修正する場合も試行錯誤で行う必要
がなく、視覚的・直観的に、容易にフィルタを設計でき
る。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得る
ものである。

［発明の効果コ に記載の通りの制御系設計用ＣＡＤであるので、指定し
た特性を確認しながら、試行錯誤なしに、視覚的・直観
的に、容易に制御系を設計できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＣＡＤ装置の構成図、
第２図は第１図のＣＡＤ装置を実現するための機器構成
図、第３図はフィルタ設計例のフローチャート、第４図
は入力画面の説明図、第５図は出力画面の説明図、第６
図は系の応答速度または安定性を向上させる目的で用い
られる位相進み回路の一例を示す回路図、第７図はαの
値と最大進み角（＋）と最大遅れ角（−）の関係を表わ
す図、第８図（ａ）、（ｂ）は位相進み回路のゲイン及
び位相特性を示す図である。 １・・・マウスドライバ ２・・カーソル読み取り部 ３・・・演算部 ４・・・フィルタ設計部 ５・・・ブロックルーチン ６・・・ディスプレイ装置 ７・・マウス ８・・・演算装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画面に表示されたカーソルを移動させる手段と、
   前記カーソル位置に基いて予め指定したフィルタ回路に
   ついての特性図及びこれを用いた場合の制御系の特性図
   を所定位置に表示する手段と、前記カーソル位置の固定
   により前記フィルタを設計し、所定の制御系設計を行う
   設計手段を備えたことを特徴とする制御系設計用ＣＡＤ
   装置。
2. （２）請求項１に記載の制御系設計用ＣＡＤ装置におい
   て、前記フィルタ回路が位相進み回路であるときは前記
   カーソル位置でフィルタボード線図のトップ値を指定し
   、前記フィルタ回路が位相遅れ回路であるときは前記カ
   ーソル位置でフィルタボード線図のボトム値を指定する
   ものである制御系設計用ＣＡＤ装置。