JPH03253905A - Identifying method for control parameter - Google Patents

Identifying method for control parameter

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JPH03253905A
JPH03253905A JP5298990A JP5298990A JPH03253905A JP H03253905 A JPH03253905 A JP H03253905A JP 5298990 A JP5298990 A JP 5298990A JP 5298990 A JP5298990 A JP 5298990A JP H03253905 A JPH03253905 A JP H03253905A
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JP
Japan
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manipulated variable
time
level
process quantity
until
Prior art date
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Pending
Application number
JP5298990A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Azegami
畔上 忠
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To identify the control parameter in a short time even in the case the process quantity is scarcely varied by using the sum of an overshoot period at the time when a manipulated variable is varied from '1' to '0' and a period in which the process quantity ascends from a prescribed value. CONSTITUTION:A manipulated variable of a level S1 is given to a process, and at the time point when the process quantity exceeds P1 and reaches P2, the manipulated variable is varied to a level S2, and thereafter, when the process quantity returns to P2, the manipulated variable is varied to the level S1, and the manipulated variable is maintained in the level S1 until the process quantity reaches P3. In this case, the time t1' until amplitude a' of the process quantity, and the process quantity PV become the level P1, and thereafter, reach a second level P2, and the time t2' until they reach second P2, and thereafter, reach P3 are measured, an equivalent waste time L, etc., are derived, and by referring to these values, control parameters of a proportional constant, a differential constant, and an integration constant are derived. In such a way, even in the case the process quantity is scarcely varied, the control parameter can be identified.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、プロセスに振動を与えてその#JIXIパ
ラメータを同定する方法の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an improvement in a method of applying vibration to a process and identifying its #JIXI parameter.

〈従来技術〉 プロセスを制御するには、目標値とプロセス量の偏差に
比例、微分、積分演算を施して操作量を求め、この操作
量によりプロセスを制御するようにする。プロセスを適
格に制御する為には、比例、微分、積分演算を行うため
の比例定数、微分定数、積分定数の制御パラメータを正
確に求めることが必要になる。
<Prior Art> To control a process, a manipulated variable is determined by performing proportional, differential, and integral calculations on the deviation between a target value and a process amount, and the process is controlled using this manipulated variable. In order to properly control the process, it is necessary to accurately determine control parameters such as proportional constants, differential constants, and integral constants for performing proportional, differential, and integral operations.

第3図に制御パラメータを求める装置の構成を示す、第
3図において、同定部1には振動の位置を指定する設定
値SO及びプロセス量PVが入力され、プロセス量を振
動させるための操作量をプロセス2に出力する。同定部
1は指令信号が入力されると、プロセス2に対して2つ
のレベルの操作量を交互に与え、その時のプロセス量の
変化状態から制御パラメータを同定する。この制御パラ
メータは図示しない制御部に設定され、制御部はこの制
御パラメータに基づいてPID演算を実行して操作量を
求め、プロセス2に出力してこのプロセス2を制御する
Fig. 3 shows the configuration of a device for determining control parameters. In Fig. 3, a set value SO specifying the position of vibration and a process amount PV are inputted to the identification section 1, and a manipulated variable for oscillating the process variable. is output to process 2. When the command signal is input, the identification unit 1 alternately applies two levels of manipulated variables to the process 2, and identifies control parameters from the state of change of the process variable at that time. This control parameter is set in a control section (not shown), and the control section executes a PID calculation based on this control parameter to obtain an operation amount, and outputs it to process 2 to control this process 2.

第4図はプロセスに与える制御パラメータを同定する為
の操作量及びプロセス量の変化を示す。
FIG. 4 shows changes in manipulated variables and process variables for identifying control parameters to be applied to the process.

時刻T1でオペレータによる押しボタンスイッチ押下な
どの操作により指令が発せられると、操作量は1(フル
スケール)にされる、プロセス量は若干の遅れの後、増
加する0時刻T2でプロセス量が所定の値SOに達する
と、操作量は0にされる。このSOは振動を起こす位置
を指定するものである。プロセス量は暫くは増加を続け
るが、やがて減少に転じる0時刻T3でプロセス量が(
SO−b)になると、操作量は再び1にされる。プロセ
ス量は増加を初め、時刻T4でSOに達する。
When a command is issued by an operator's operation such as pressing a push button switch at time T1, the manipulated variable is set to 1 (full scale), and after a slight delay, the process amount increases to a predetermined value at 0 time T2. When the value SO is reached, the manipulated variable is set to zero. This SO specifies the position where vibration is to occur. The process amount continues to increase for a while, but eventually starts to decrease at time 0 T3, when the process amount (
When SO-b) is reached, the manipulated variable is set to 1 again. The process amount begins to increase and reaches SO at time T4.

この間にプロセス量は1サイクルの振動を起こす。During this time, the process quantity undergoes one cycle of oscillation.

このときのプロセス量の振幅をaとして、下式によって
時間t1、t2を定義すると、 tl = (T3−72 ) t2 = (T4−73 ) プロセスの等価無駄時間し、プロセスゲインK、時定数
Tの関係が波形解析的な経験則により、下式のように求
められる。
If the amplitude of the process amount at this time is a, and the times t1 and t2 are defined by the following formula, tl = (T3-72) t2 = (T4-73) The equivalent dead time of the process, the process gain K, and the time constant T The relationship can be determined as shown in the following equation using empirical rules based on waveform analysis.

L=   (1−b/a)   本  (tl   *
t2  /  (tl   +t2)) ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1〉L*に/
T= (a−b)  −(2)この(1)式は微分定数
、積分定数を計算するときに参照される値であり、(2
)式は比例定数を計算する時の参照値となる。
L= (1-b/a) book (tl *
t2 / (tl + t2)) ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1〉L*に/
T = (a-b) - (2) This formula (1) is the value referenced when calculating the differential constant and integral constant, and (2
) formula serves as a reference value when calculating the proportionality constant.

〈発明が解決すべき課題〉 しかしながら、第4図のT2で操作量をOに変えても、
プロセス量がSOの点からあまり変化しない場合が発生
しうる。この様になると、プロセスlが(so−b)に
ならない為に制御パラメータを同定することが出来ない
という課題があった。
<Problem to be solved by the invention> However, even if the manipulated variable is changed to O at T2 in Fig. 4,
A case may occur in which the process amount does not change much from the point of view of SO. In this case, there is a problem that the control parameters cannot be identified because the process l does not become (so-b).

〈発明の目的〉 この発明の目的は、プロセス量の変化の少ない場合でも
制御パラメータを同定する事が出来る、制御パラメータ
の同定方法を提供する事にある。
<Object of the Invention> An object of the present invention is to provide a control parameter identification method that can identify control parameters even when the change in process amount is small.

く課題を解決する為の手段〉 前記課題を解決するために本発明では、プロセスにレベ
ルS1の操作量を与え、プロセス量が21を越えてPl
に到達した時点で操作量をレベルS2に変化させ、その
後プロセス量が前記P2に戻ったときに操作量を前記レ
ベルS1に変化させて、プロセス量がP3に到達するま
で操作量を前記レベルS1に維持して、プロセス量が前
記P1を越えてから前記P2に戻るまでの時間とプロセ
ス量が前記P2から前記P3に到達するまでの時間及び
プロセス量の振動振幅から制御パラメータを同定するよ
うにしたものである。
Means for Solving the Problem> In order to solve the above problem, the present invention provides a process with an operation amount of level S1, and when the process amount exceeds 21 and Pl
When the process amount reaches P3, the manipulated variable is changed to the level S2, and when the process amount returns to the P2, the manipulated variable is changed to the level S1, and the manipulated variable is kept at the level S1 until the process amount reaches P3. control parameters are identified from the time from when the process quantity exceeds P1 until it returns to P2, the time from P2 to P3, and the vibration amplitude of the process quantity. This is what I did.

く作用〉 プロセス量の変化が少なくても、制御パラメータを同定
する事が出来る。
Effect> Control parameters can be identified even if the changes in process quantities are small.

〈実施例〉 第1図に本発明に係る制御パラメータの同定方法の一実
施例であるフローチャートを示す、制御パラメータを同
定する指令信号が入力されると、このフローが開始され
る。最初に操作蓋がレベルS1にされる。Slは通常1
(フルスクール)である0次に、プロセス量がPlを通
過してPlより大きくなるまで待ち、大きくなると操作
量を82 (通常0)にする、PlとPlの関係は、b
をバイアス量として、 Pl = (Pl −b) になるようにする、さらに、プロセス量P■が再び前記
P2より小さくなるのを待って操作量を81  (=1
)にし、プロセス量PvがP3より大きくなるまでその
値を維持する。P3は前記バイアス量を用いて、 P3 = (Pl +b) に設定される。そして、プロセス量の振幅aプロセス量
PVがレベルP1になってから2回目のレベルP2に達
する間での時間t1 °及び2回目のPlに達してから
P3に達するまでの時間t2−を測定し、 a=a−+b t1=t1 t2 =t2 として、前記(1)、(2〉式に代入して等備無駄時間
りなどを求め、これらの値を参照して比例定数、微分定
数、積分定数の制御パラメータを求めるようにする。
<Embodiment> FIG. 1 shows a flowchart illustrating an embodiment of the control parameter identification method according to the present invention. When a command signal for identifying a control parameter is input, this flow is started. First, the operating lid is brought to level S1. Sl is usually 1
(full school) is 0 Next, wait until the process amount passes through Pl and becomes larger than Pl, and when it becomes larger, set the manipulated variable to 82 (normally 0).The relationship between Pl and Pl is b
Set the bias amount to Pl = (Pl - b).Furthermore, wait until the process amount P becomes smaller than P2 again, and change the manipulated variable to 81 (=1
) and maintain that value until the process amount Pv becomes larger than P3. P3 is set to P3 = (Pl +b) using the bias amount. Then, the time t1° from when the process amount amplitude a process amount PV reaches level P1 to the second level P2, and the time t2- from when it reaches Pl for the second time until it reaches P3 are measured. , a = a - + b t1 = t1 t2 = t2, substitute them into the above formulas (1) and (2> to find the dead time etc., and refer to these values to calculate the proportional constant, differential constant, integral Try to find constant control parameters.

第2図は第1図フローチャートに示した実施例によるプ
ロセス量と操作量の変化を示したものであり、(A)は
プロセス量、(B)は操作量の変化を示す。時刻T10
で制御パラメータ同定の指令が出されると、操作量S1
 (=1>がプロセスに出力される。プロセス量はプロ
セスの無駄時間に関連する時間だけの遅れを伴って増加
する0時刻T11でプロセス量がPlを越え、時刻T1
2で22に達すると、操作量は32  (−〇)にされ
る、プロセス量は若干の行き過ぎの後、減少に転じる。
FIG. 2 shows changes in the process amount and manipulated variable according to the embodiment shown in the flowchart of FIG. 1, where (A) shows the process amount and (B) shows the change in the manipulated variable. Time T10
When a control parameter identification command is issued, the manipulated variable S1
(=1> is output to the process. The process amount increases with a delay of time related to the dead time of the process. At time 0 T11, the process amount exceeds Pl, and at time T1
When it reaches 22 at 2, the manipulated variable is set to 32 (-0), and the process variable begins to decrease after a slight overshoot.

時刻713でプロセス量がPlに戻ると、操作量は再び
Sl  (=1>にされる、プロセス量は若干の遅れの
後、再び増加する0時刻T14でプロセス量がP3を越
えるまで、操作量を81に保持する。
When the process amount returns to Pl at time 713, the manipulated variable is again set to Sl (=1>. After a slight delay, the process amount increases again until the process amount exceeds P3 at time 0 T14. is held at 81.

このときのプロセス量の変化から、 a−=プロセス量の振幅 t 1    =  (713−T11ンt2 − =
  (T14−713) を求め、 a=a  +b tl =tl tl =t2 として、前記(1)式、(2〉式を用いてプロセスの等
価無駄時間りの値、及び等価無駄時間りとプロセスゲイ
ンK及び時定数Tとの関係を求め、これらの関係から公
知の方法により比例定数、微分定数、積分定数を求める
。第4図のtlは、「操作量が1からOに変化したとき
のプロセス量の行き過ぎ期間とプロセス量が一定値を下
降する期間の和」で与えられ、一方第2図のtl −は
、「操作量が1からOに変化したときの行き過ぎ期間と
プロセス量が一定値を上昇する期間の和」であり、同じ
ような意味合いをもっている。もともと前記(1)式、
(2)式は経験式なので、tlの代わりにtl −を用
いても大きな誤差にはならない、また、実際の同定にお
いては、プロセス量の変化そのものが第2図のようにス
ムースに変化する事は少ないので、常に同定の際の誤差
は生じる。さらに、第4図の従来例がプロセス量がs。
From the change in process amount at this time, a-=amplitude of process amount t1=(713-T11nt2-=
(T14-713), and using a = a + b tl = tl tl = t2, use the above equations (1) and (2>) to calculate the value of the equivalent dead time of the process, and the equivalent waste time and process gain. The relationship between K and time constant T is determined, and from these relationships, the proportional constant, differential constant, and integral constant are determined using known methods. tl in Fig. 4 indicates the process when the manipulated variable changes from 1 to O. On the other hand, tl - in Figure 2 is given by the sum of the overshoot period when the manipulated variable changes from 1 to O and the period during which the process variable falls below a constant value. is the sum of the periods during which the
Since equation (2) is an empirical equation, using tl - instead of tl will not result in a large error.In addition, in actual identification, the change in process amount itself changes smoothly as shown in Figure 2. Since there are few numbers, there is always an error in identification. Furthermore, in the conventional example shown in FIG. 4, the process amount is s.

と(So−b)になったときに操作量を変化させたのに
対して、本発明による第2図ではプロセス量が81にな
ったときに操作量を変化させるので、a=a   +b とする、さらに、tlとtl −は共に操作量が変化し
たときのプロセス量の行き過ぎ期間とプロセスlが一定
値になるまでの期間の和であるので、等しくなる。
The manipulated variable was changed when the process amount became (So-b), whereas in FIG. 2 according to the present invention, the manipulated variable was changed when the process amount reached 81, so a=a +b. Further, tl and tl - are equal because they are both the sum of the overshoot period of the process amount when the manipulated variable changes and the period until the process l reaches a constant value.

なお、この実施例では同定の過程でプロセス量が上昇す
る場合について説明したが、プロセス量を短時間で下げ
たい場合にも同様にして同定する事が出来る。
In this embodiment, a case has been described in which the process amount increases during the identification process, but identification can be performed in a similar manner even when it is desired to reduce the process amount in a short time.

〈発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、この
発明ではプロセス量が上昇過程で22になったときに操
作量を82にし、下降過程でPlになったときに81と
して、プロセス量がPlになってから下降過程でPlに
なるまでの時間とそれからP3になるまでの時間及びプ
ロセス量の振幅から制御パラメータを求めるようにした
。その為、プロセス量の変化が少ない場合であっても短
時間で制御パラメータが同定出来るという効果がある。
<Effects of the Invention> As explained above in detail based on the examples, in this invention, when the process amount reaches 22 in the rising process, the manipulated variable is set to 82, and when it becomes Pl in the downward process, 81, the control parameters are determined from the time from when the process amount reaches Pl until it reaches Pl in the descending process, the time from then until it reaches P3, and the amplitude of the process amount. Therefore, there is an effect that the control parameters can be identified in a short time even when the change in the process amount is small.

また、加熱炉などで温度を短時間で上げたい場合には、
同定時のプロセス量の下降量が少ないので、効果が大き
い。
Also, if you want to raise the temperature in a short time using a heating furnace, etc.
The effect is large because the amount of decrease in the process amount during identification is small.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る制御パラメータの同定方法の一実
施例を示すフローチャート、第2図はその動作を説明す
る為の特性曲線図、第3図は制御パラメータを同定する
装置の構成図、第4図は従来の制御パラメータの同定方
法を説明する為の特性曲線図である。 1・・・同定部、2・・・プロセス。
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the control parameter identification method according to the present invention, FIG. 2 is a characteristic curve diagram for explaining its operation, and FIG. 3 is a configuration diagram of a device for identifying control parameters. FIG. 4 is a characteristic curve diagram for explaining a conventional control parameter identification method. 1...Identification part, 2...Process.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  プロセスに2つのレベルの操作量を交互に与え、その
ときのプロセス量の変化から制御パラメータを同定する
制御パラメータの同定方法において、プロセスにレベル
S1の操作量を与え、プロセス量がP1を越えてP2に
到達した時点で操作量をレベルS2に変化させ、その後
プロセス量が前記P2に戻ったときに操作量を前記レベ
ルS1に変化させて、プロセス量がP3に到達するまで
操作量を前記レベルS1に維持して、プロセス量が前記
P1を越えてから前記P2に戻るまでの時間とプロセス
量が前記P2に戻ってから前記P3に到達するまでの時
間及びプロセス量の振動振幅から制御パラメータを同定
するようにしたことを特徴とする制御パラメータの同定
方法。
In a control parameter identification method in which a manipulated variable of level S1 is given to a process and the process variable exceeds P1, When P2 is reached, the manipulated variable is changed to level S2, and then when the process amount returns to P2, the manipulated variable is changed to level S1, and the manipulated variable is kept at the level S1 until the process amount reaches P3. S1, and control parameters are determined from the time from when the process amount exceeds P1 until it returns to P2, the time from when the process amount returns to P2 until it reaches P3, and the vibration amplitude of the process amount. A control parameter identification method characterized in that the control parameters are identified.
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