JPH0245201B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0245201B2
JPH0245201B2 JP57047349A JP4734982A JPH0245201B2 JP H0245201 B2 JPH0245201 B2 JP H0245201B2 JP 57047349 A JP57047349 A JP 57047349A JP 4734982 A JP4734982 A JP 4734982A JP H0245201 B2 JPH0245201 B2 JP H0245201B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
control
disturbance
control device
adjustment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57047349A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58165105A (ja
Inventor
Kazuo Hiroi
Kojiro Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP4734982A priority Critical patent/JPS58165105A/ja
Priority to US06/477,384 priority patent/US4563735A/en
Priority to FR8304921A priority patent/FR2524169B1/fr
Priority to DE19833311048 priority patent/DE3311048A1/de
Publication of JPS58165105A publication Critical patent/JPS58165105A/ja
Priority to US06/698,791 priority patent/US4714988A/en
Publication of JPH0245201B2 publication Critical patent/JPH0245201B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B5/00Anti-hunting arrangements
    • G05B5/01Anti-hunting arrangements electric

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、フイードバツク制御系にフイード
フオワード制御を付加したプロセス制御装置にお
ける、フイードバツク制御とフイードフオワード
制御の組み合せ制御に関する。
[発明の技術的背景] 第1図には従来のフイードフオワード制御装置
を示す。設定値1と制御量2との差を加算器3で
取り、偏差4を取り出す。この偏差信号を調節演
算部5が入力し、PID演算して得られた調節信号
を加算器21に出力する。外乱信号11は係数器
12で係数Kが乗じられたのち、進み/遅れ伝達
関数22を経て、外乱補償用として前記加算器2
1に加えられる。加算器21から得られる外乱補
償信号の加わつた調節信号を操作信号9としてプ
ロセス10に印加してプロセスを制御して制御量
2を得る。
このようにしてフイードバツク制御系に外乱補
償信号をフイードフオワードして、外乱による影
響を抑制するものである。
このような制御システムにおける外乱補償の伝
達関数は、操作量→制御量間の伝達関数をKP
1+TP・S、外乱→制御量間の伝達関数をKD
1+TD・Sとすると K・1+TP・S/1+TD・S (K=KD/KP) 但し K:ゲイン T:時定数 S:ラプラス演算子 TP:操作量→制御量間の時定数 TD:外乱→制御量間の時定数 となる。従つて、進み/遅れ伝達関数10を経由し
て、前記調節演算部の調節演算出力信号に外乱D
を加算するフイードフオワード方式では、第1図
に示すように進み/遅れ伝達関数10の出力を加算
していた。
実際のプロセスでは、プロセス特性が1次式で
完全に近似できない、非線形性がある、および各
種の制限、制約条件があるなどの理由から、従来
のフイードフオワード方式では、 (1) フイードフオワードの比例部と不完全微分
部、それぞれのゲインをプロセスの特性に合せ
て、個別に設定できない。
(2) フイードフオワード量に不感帯を設けて、外
乱が微少変動の場合にフイードフオワードをか
けないように出来ない。
(3) フイードフオワード量のある特定方向(増方
向、減方向)に対して、不感帯あるいは、フイ
ードフオワードの強は(ゲイン)の変化を持た
せられない。
(4) 調節計の自動←→手動切換時の操作出力信号の
バランスレス−バンプレス切換が非常にむずか
しい。(特に速度形演算の場合に) (5) フイードフオワード制御の定性的意味が理解
しにくい。
などのフイードフオワード制御上の実用上、致命
的欠陥があつた。
このような欠点を除去するものとしと同日付出
願のフイードフオワード制御装置(特願昭57−
47350号、特公昭63−1604号)がある。この装置
は進み/遅れ伝達関数10を比例部と不完全微分部
とに分離することにより、外乱補償をバイアス補
償分と位相補償分とを定性的に分割し、ゲイン修
正や方向性、不感帯の挿入等を可能にしたもので
ある。
しかしながら、この装置であつても、フイード
フオワード制御とフイードバツク制御を組み合わ
せる場合は、フイードバツク制御系に、そのまま
フイードフオワード制御信号を加算をしているの
みである。
このため外乱が変化しプロセスが定常状態から
逸脱したとき、この外乱変化量に応じこの外乱に
対するプロセス影響を補償する信号をフイードフ
オワード制御により先行的に加えた場合、未だプ
ロセスが定常状態になつていない状態でフイード
バツク制御を実行させては、折角適正な補償をフ
イードフオワード制御を実行しようとしても、プ
ロセスの変動による不要でかつ乱れたフイードバ
ツク制御出力が供給されてしまい、フイードフオ
ワード制御による安定性を壊す欠点があつた。
[発明の目的] この発明は上記の欠点を除去したフイードバツ
ク制御ループとフイードフオワード制御ループの
組合せからなるプロセス制御装置を提供すること
にある。
[発明の概要] この発明は、フイードフオワード制御における
外乱補償用の進み/遅れ伝達関数を、そのバイア
ス分の比例部と応答速度補償分の不完全微分部と
に分離し、外乱信号が、この不完全微分部を通過
した信号の大きさが、所定範囲を越えた領域で
は、フイードバツク制御の速度形調節出力信号を
加算することなくフイードフオワード制御を主体
とし制御するようにして、従来の欠陥をすべて解
消したプロセス制御装置を提供することを目的と
している。
[発明の実施例] 以下この発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
第3図はこの発明の一実施例を示す構成図であ
る。
なお以下の図面においては第1図に示したと同
様の構成部分は同一符号を用いて示してある。
本発明の構成を説明する前に、第2図によつて
進み/遅れ伝達関数K・1+TP・S/1+TD・Sが、比
例部 Kと不完全微分部K(TP−TD)・S/1+TD・Sとに分
離でき ることを証明する。
第2図aと第2図bが等価となるためにはTは 1+TP・S/1+TD・S=1+TX・S/1+TD・S =1+(TD+TX)S/1+TD・S 左右両辺が等しくなるためには TP=TD+TX ∴TX=(TP−TD) となり、1+TP・S/1+TD・Sは比例部1と不完全微
分部 (TP−TD)・S/1+TD・Sに分離できる。
この比例部は、外乱補償における静特性補償分
であり、量、物質収支、熱収支のバランスをとつ
ている。また不完全微分部は動特性補償分であ
り、操作量(フイードフオワード制御信号)が制
御量に影響を与えるまでの時定数TPと外乱が制
御量に影響を与えるまでの時定数TDを一致させ
るように、フイードフオワード制御信号に「進
み」(TP>TD)又は「遅れ」(TP<TD)を持た
せ、外乱補償の時間的タイミングの速度補償をし
ている。この分離できることを踏まえて、本発明
の実施例は第3図のような構成となる。
目標値1と制御量2との差を加算器3で取り出
し、この差、つまり偏差4をP(比例)、I(積
分)、D(微分)の組み合せによる調節演算部5に
導入して、速度形出力を取り出す。この調節演算
部5の速度形出力はスイツチ16を経て、加算器
6を通つたのち、速度形→位置形信号変換部7
で、位置形信号化され、のち不完全微分部14の
出力、つまり速度補正を行なうフイードフオワー
ド信号をが入力する、加算器8に加えられる。そ
してこの加算器8の出力は操作信号9となりプロ
セス10に加えて、制御量を調節する。
一方、外乱信号11は、係数器12で、係数K
を乗じたのち、進み/遅れ伝達関数を分離した比
例部13および不完全微分部14に供給され、比
例部13は、与えられた入力信号を速度形信号に
したのち、加算器6で前記調節演算部5の出力を
が入力する加算器6に出力する。
他方の不完全微分部14は、与えられた入力信
号に(TP−TD)・S/1+TD・Sの演算を施したのち、
加算器 8に出力する。また不完全微分部14の出力はハ
イ/ロー設定部15に与えられる。このハイ/ロ
ー設定部15は上限(ハイ)、下限(ロー)の値
を越えた領域ではスイツチ16を非導通として、
前記調節演算部5の速度形調節出力信号を零、即
ち調節演算部5の出力を加算することなくフイー
ドフオワード制御(以下F・F制御と称す。)を
主体とし、上下限範囲内に入つたときはスイツチ
16を導通として、前記調節演算部5からの速度
形調節出力信号を加算器6に対して出力させて、
フイードバツク制御(以下F・B制御と称す。)
とF・F制御の組み合せで制御する。
次に第4図を参照しながら第3図の本発明のプ
ロセス制御装置の作動装置を説明する。
外乱信号11が単位量だけ変化したときの不完
全微分部14の出力信号Enの応答波形と、出力
信号Enの上・下限レベルに対するスイツチ16
の開閉状態とF・B制御系およびF・F制御系の
動作はそれぞれ第4図に示す如き通りとなる。
外乱信号11が、第4図のように単位量だけ変
化したとする係数器12を通つて、さらに不完全
微分部(TP−TD)・S/1+TD・S14を経由した信号
Enの 波形は第4図に示す通り、零を中心とした波形と
なる。
この信号Enをハイ/ロー設定部15に導き、
Enがh(ハイ)より大きいか、−1(ロー)より小
さい場合にはスイツチ16を非導通(第4図)と
し、F・B制御は休止してF・B制御出力をホー
ルドするとともに、F・F制御を主体とし、En
が−1≦En≦hのときには第4図に示すように
スイツチ16を導通として、F・B制御とF・F
制御による組合せ制御を再開する。
つまり、速度補償が効いているときは、F・F
制御を主体とし、速度補償が効かない領域即ち、
プロセスが定常状態にある場合には、F・F制御
とF・F制御を併用する。
次に第5図を参照しながら本発明の他のプロセ
ス制御装置の実施例を説明する。
他の実施例のプロセス制御装置と第4図のプロ
セス制御装置との違いは、H/L設定部の出力と
なる接点をもう1個追加し、このH/L設定部1
5の入力端と位置形信号変換部7の出力側の加算
器8との間の不完全微分部14の出力信号を追加
した接点によつて断続するようにしてもよい。こ
の場合、不完全微分部14の出力信号Enの大き
さが、所定範囲内になると、スイツチ16を導通
させて、フイードバツク制御を生かすとともに、
スイツチ17を非導通とし、フイードフオワード
の速度補償分の信号を零とするものである。
このようにすることによつて、外乱の変動が小
さい場合はF・B制御とF・F制御の比例部のみ
で充分高制御性が得られ、不完全微分部の無駄な
変化をプロセスに与えない特徴がある。
なおスイツチ17は不感帯域をもつ関数発生器
に置き換えてもよい。この関数発生器の特性は、
スイツチ17が非導通状態のとき零出力信号と
し、スイツチ17が導通状態のとき不完全微分部
の出力を生ずるような特性とする。
[発明の効果] この発明は、F・F制御における外乱補償用伝
達関数を比例部と不完全微分部とに分離し、不完
全微分部を透過した信号が所定範囲を越えた領域
では、F・B制御の速度形調節出力信号を、加算
することなくF・F制御を主体とした制御するよ
うにしたことにより、外乱信号が急変して、F・
F制御によつて最適な予測補償を行なつている間
に、プロセスの不安定値状態に基づくF・B制御
の調節演算量の変動が加算されていることを除去
し得るため、F・F制御の最適補正による外乱補
償が適性が行なわれ高い制御性のプロセス制御装
置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のフイードフオワード制御装置の
構成をブロツク構成にして示す図、第2図はフイ
ードフオワード成分を比例分と不完全微分部に分
離するための説明図、第3図は本発明のプロセス
制御装置の構成をブロツク構成にして示す図、第
4図は第3図の作動を説明するための図、第5図
は、本発明の他のプロセス制御装置の構成をブロ
ツク構成にして示す図である。 5……調節演算部、7……速度形→位置形信号
変換部、10……プロセス、12……係数器、1
3……比例部、14……不完全微分部、15……
ハイ/ロー設定部、16……スイツチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 目標値と制御量との偏差値を速度形調節演算
    部で調節演算した結果を位置形信号化し、この位
    置形信号を操作信号として出力するフイードバツ
    ク調節装置に、外乱補償信号を加えるフイードフ
    オワード制御を付加したプロセス制御装置におい
    て、フイードフオワード制御の外乱補償伝達関数
    を比例部と不完全微分部とに分離し、不完全微分
    部を通過した外乱信号が所定範囲を越えた領域で
    は前記速度形調節演算部からの速度形調節出力信
    号を加算することなくフイードフオワード制御を
    主体としたことを特徴とするプロセス制御装置。
JP4734982A 1982-03-26 1982-03-26 プロセス制御装置 Granted JPS58165105A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4734982A JPS58165105A (ja) 1982-03-26 1982-03-26 プロセス制御装置
US06/477,384 US4563735A (en) 1982-03-26 1983-03-21 Process controlling method and system involving separate determination of static and dynamic compensation components
FR8304921A FR2524169B1 (fr) 1982-03-26 1983-03-25 Procede et systeme de conduite de processus
DE19833311048 DE3311048A1 (de) 1982-03-26 1983-03-25 Regelverfahren und -einrichtung
US06/698,791 US4714988A (en) 1982-03-26 1985-02-06 Feedforward feedback control having predictive disturbance compensation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4734982A JPS58165105A (ja) 1982-03-26 1982-03-26 プロセス制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58165105A JPS58165105A (ja) 1983-09-30
JPH0245201B2 true JPH0245201B2 (ja) 1990-10-08

Family

ID=12772667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4734982A Granted JPS58165105A (ja) 1982-03-26 1982-03-26 プロセス制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58165105A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0996011A (ja) * 1995-09-30 1997-04-08 Shigeo Nakao 耐震性支柱基台

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56124906A (en) * 1980-03-07 1981-09-30 Showa Denko Kk Digital type automatic control method and its equipment
JPS5750024A (en) * 1980-09-10 1982-03-24 Hitachi Ltd Advance water-level controller for hygroscopic moisture separator drain tank

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56124906A (en) * 1980-03-07 1981-09-30 Showa Denko Kk Digital type automatic control method and its equipment
JPS5750024A (en) * 1980-09-10 1982-03-24 Hitachi Ltd Advance water-level controller for hygroscopic moisture separator drain tank

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0996011A (ja) * 1995-09-30 1997-04-08 Shigeo Nakao 耐震性支柱基台

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58165105A (ja) 1983-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0245201B2 (ja)
JPS58154004A (ja) フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラ
JPS631604B2 (ja)
JPH0378806A (ja) 多機能形制御装置
EP1164448A2 (en) Control apparatus
JPS6346503A (ja) Pid調節装置
JPS5941004A (ja) プロセス制御装置
JPH05150802A (ja) 偏差可変及び偏差ヒステリシス形pi制御方法
JPH0275001A (ja) スライディングモード制御方式
JPS631603B2 (ja)
JPS61190602A (ja) 調節装置
JP2805821B2 (ja) 調節計
SU857925A1 (ru) Пропорционально-интегрально-дифференциальный регул тор
JPS5936804A (ja) フイ−ドフオワ−ドモデルの自動修正方法
SU1200241A1 (ru) Система управлени объектом с запаздыванием
JPH09179602A (ja) 目標値フィルタ形2自由度pid調節装置
JPH06289903A (ja) フィードフォワード制御装置
JP2645112B2 (ja) ゲイン適応形制御装置
SU824138A1 (ru) Самонастраивающийс регул тор подачиМЕТАллОРЕжущЕгО CTAHKA
SU1585780A2 (ru) Устройство дл компенсации зоны нечувствительности
SU1432455A1 (ru) Многофункциональный регул тор
JPS5957303A (ja) プロセス制御装置
JPS61244286A (ja) 電動機のフイ−ドバツク速度制御方式
JPS5783802A (en) Process control device
SU1004969A1 (ru) Импульсный регул тор