JPH04347414A - 応答出力制御装置 - Google Patents

応答出力制御装置

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JPH04347414A
JPH04347414A JP3119718A JP11971891A JPH04347414A JP H04347414 A JPH04347414 A JP H04347414A JP 3119718 A JP3119718 A JP 3119718A JP 11971891 A JP11971891 A JP 11971891A JP H04347414 A JPH04347414 A JP H04347414A
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JP
Japan
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deviation
output
response
control
temperature
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Pending
Application number
JP3119718A
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English (en)
Inventor
Takao Asada
隆生 浅田
Akichika Aoki
昭親 青木
Hiroshi Takechi
弘 武智
Yuichi Emura
雄一 江村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04347414A publication Critical patent/JPH04347414A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/08Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
    • F23N1/082Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/08Microprocessor; Microcomputer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/52Fuzzy logic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N2225/00Measuring
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    • F23N2225/19Measuring temperature outlet temperature water heat-exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12Fuel valves
    • F23N2235/16Fuel valves variable flow or proportional valves

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、給湯器の出湯温度、温
風暖房器の温風温度等の応答出力を制御する応答出力制
御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の給湯器の出湯温度制御装置として
は、フィードバック系にPID制御を用い、出湯温度を
目標設定温度に制御していた。その例を図5に示す。1
は応答手段としての熱交換器、5は応答手段としての燃
焼用バーナ、2は電流値入力により燃焼用バーナ5への
燃料供給量を調節する制御手段としての比例弁である。 偏差値演算手段6は出湯温度検知手段であるサーミスタ
3のデータTo と出湯温度設定手段4で設定された目
標温度Ts をとりこみ、偏差演算手段6aで温度偏差
Te (Te =Ts −To )、差分値演算手段6
bでTe の時間差分値ΔTe 、積分値演算手段6c
でTe の積分値ΣTeを演算する。PID演算手段7
では次式に従って比例弁2に与える出力Qg を決定す
る。
【0003】 Qg =Kp ×Te +Ki ×ΣTe +Kd ×
ΔTe (上式において、Kp ,Ki ,Kd はP
ID定数と呼ばれる定数)この出力Qg による出力補
正により、目標温度Ts 近辺領域の出湯温度が安定化
されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなPIDフィードバック系の構成だけでは、目標温
度Ts 近辺領域湯温の安定性には優れているが、燃焼
開始時や目標温度切り換え時の立上り及び立下り時にお
ける前記領域外での応答特性が悪く、湯温が安定するま
でに長い時間を要するという問題があった。
【0005】そこで、本発明は上記従来技術の問題点を
解消するもので迅速な応答性能を有する応答出力制御装
置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による応答出力制御装置は、制御手段と、こ
の制御手段の出力に応答動作する応答手段と、応答手段
の応答動作の設定手段および応答手段の応答動作の出力
を検出する検出手段と、設定手段の設定信号と検出手段
の検出信号の偏差値により制御手段への出力信号を演算
する演算手段と、前記偏差値が所定値外の時に、演算手
段の制御精度を切換え指示する切換手段を備えたもので
ある。
【0007】
【作用】上記手段により本発明の応答出力制御装置は、
演算手段が設定手段の設定信号と検出手段の検出信号を
受け、制御手段を駆動する出力信号を演算して出力する
。この出力信号により制御手段が出力を調節し、応答手
段がこの出力に応答動作する。検出手段は応答手段の応
答動作出力を検出する。切換手段はこの応答動作出力と
設定手段の設定信号の偏差値の大小に対応して制御精度
を粗密に切換え指示する。こうして、応答手段の応答出
力は偏差値の大きいときは演算手段の少い制御頻度や粗
な演算により応答速度を早め、かつ次のステップへ与え
る応答出力の変動率を抑制する。次に、偏差値が小さく
なると演算手段は多い制御頻度や密な演算により応答精
度を高め、前のステップで予め変動率を抑制された応答
出力の変動を早期に収束し、迅速に安定化できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明による応答出力制御装置の一実
施例について、図面を参照しながら説明する。なお、上
記従来の技術と同一部分には同一符号を付して詳細な説
明を略し、異なる部分を中心に説明する。図1は、本発
明の一実施例を示し、偏差演算手段6a,差分値演算手
段6b,積分値演算手段6cを有する偏差値演算手段6
は、出湯温度設定手段4から受けた設定温度Ts と出
湯温度検知手段3から受けた出湯温度To とを比較す
る。
【0009】そして温度偏差Te(n)をTe(n)=
Ts −To(n)、計測時点が前後する温度偏差Te
(n−1)とTe(n)の差としての差分値ΔTe(n
)をΔTe(n)=Te(n)−Te(n−1)として
求め、さらに計測開始時からn回目までの温度偏差Te
 の積分値ΣTe(n)を、ΣTe(n)=Te(0)
+Te(1)+Te(2)+……Te(n)として求め
る。切り換え手段9は、後段に接続された演算手段とし
てのPID演算手段7とファジイ制御手段8のどちらを
用いて燃焼制御手段2へ与える出力を決定するか判断し
、偏差値演算手段6の出力をどちらか一方へ送る役割を
する。制御手段2に与えられる出力によりバーナ5の燃
焼量が変化し、熱交換器1内で水が加熱され、加熱され
た湯温が再び出湯温度検知手段3で検知されるというフ
ィードバックループを構成している。
【0010】ここで、図2を参照して、切り換え手段7
の切り換え判定方法を述べる。図の曲線は偏差Te の
時間による出湯温度の変化を示す。すなわち、偏差Te
 の絶対値がT1 以内であればPID演算手段7と偏
差値演算手段6を接続し、偏差Te の絶対値がT1 
以上であればファジイ制御手段8と偏差値演算手段6を
接続するのである。図2のA〜Dのそれぞれの範囲で用
いられる制御手段をまとめると図3のようになる。
【0011】次に、図4の(a),(b),(c)を参
照してファジイ制御手段8の動作を説明すると、制御規
則記憶手段8aは偏差値演算手段6で求めた温度偏差T
e(n)(図4のa)とこの偏差の差分値ΔTe(n)
(図4のb)を条件部とし、付加制御量ΔU(n) (
図4のc)を出力部とする複数個の制御規則を記憶して
いる。この制御規則は「もし温度偏差Te(n)が正に
大きく、かつ差分値ΔTe(n)がゼロであれば、付加
制御量を大きくプラスする」「もし温度偏差がゼロで、
かつ差分値ΔTe(n)が負に中位であれば、付加制御
出力を中位にマイナスする」という形式となっている。 前半の条件部に示す「正に大」「ゼロ」、「負に中位」
と後半の出力部に示す「大きくプラス」、「中位にマイ
ナス」の各制御変数は図4の(a)〜(c)に示すメン
バーシップ関数で定義されている。
【0012】ファジイ推論手段8bは偏差値演算手段6
から温度偏差Te(n)と偏差の差分値ΔTe(n)が
入力されると、このTe(n)とΔTe(n)が適合す
る制御規則を制御規則記憶手段8aから読みとり、出力
としての付加制御出力を検出する。更にファジイ推論手
段8bはこの付加制御出力を受けていわゆる重み付け演
算をし、付加制御出力の重心を求めて付加制御量ΔU(
n) を推論する。そして前回まで出力していた制御出
力U(n−1) に前記付加制御量のΔUu を付加し
、U(n) =U(n−1) +ΔU(n) で表わす
制御出力U(n) を求める。このU(n) を制御手
段2へ出力する。この出力の制御頻度は応答速度を早め
るために少なくしておく。
【0013】また、図2で説明したようにPID演算手
段7からファジイ制御手段8へ切り換わるタイミング(
図2のB→C)があるが、この時は前記の出力U(n−
1) はPID演算手段7で演算された出力P(n−1
) となり、この出力P(n−1) にファジイ制御手
段8で求めたΔU(n) を付加することになる。逆に
、ファジイ制御手段8からPID演算手段7へ切り換わ
るタイミング(図2のA→B,C→D)では、それまで
ファジイ制御手段8で求めていたUn−1 をPID演
算における積分項としてPID演算結果(Pn )に加
算することになる。
【0014】このように本実施例によると、前記偏差T
e の絶対値T1 のT1 領域外においてはファジイ
制御手段8により制御手段2の出力を制御し、バーナ5
で加熱する熱交換器1の出湯温度の応答性能を良化して
おく。 そして、デリケートな応答調節をするT1 領域内にお
いてはPID演算手段7により精密な出湯温度の制御を
する。つまり、T1 領域内の出湯温度の変動率はファ
ジイ制御手段8により予め抑制され、設定温度Ts へ
の減衰による収束時間(安定時間)が短縮化できる。
【0015】なお、本発明の演算手段は上記PID演算
手段7に限定するものではなく、また前記T1 領域内
でファジイ制御手段の出力を用い、T1 領域外で演算
手段の出力を用いてもよく、場合によってはいずれか一
方の手段のみを用いて偏差値の大小に応じて制御精度を
切換えてもよい。さらに本発明は上記出湯温度制御に限
らず、例えば空気を加熱して温風出力する温風温度制御
等の他の加熱制御は勿論のこと、制御手段の出力伝達経
路を応答手段とした制御手段の応答出力制御装置にも広
く活用できる。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の応答出力制御装置は、設定信号と検出信号の偏差値に
対応した制御精度の切換えにより、応答手段の迅速な応
答性能を入手できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による応答出力制御装置の一実施例を採
用した給湯器を示す構成図
【図2】同温度偏差と制御手段の関係を示す特性図
【図
3】同温度偏差と制御手段の関係を示す規則図
【図4】
(a)は同ファジイ制御手段の温度偏差のメンバーシッ
プ関数を示す図 (b)同ファジイ制御手段の差分値のメンバーシップ関
数を示す図 (c)同ファジイ制御手段の付加制御量のメンバーシッ
プ関数を示す図
【図5】従来の給湯器における出湯温度制御装置の構成
【符号の説明】
1  熱交換器(応答手段) 2  制御手段 3  出湯温度検出手段 4  出湯温度設定手段(設定手段) 5  バーナ(負荷) 7  PID演算手段(演算手段) 8  ファジイ制御手段(演算手段) 9  切換手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御手段と、この制御手段の出力に応答動
    作する応答手段と、この応答手段の応答動作出力を設定
    する設定手段および応答手段の応答動作出力を検出する
    検出手段と、前記設定手段の設定信号と検出手段の検出
    信号の偏差値により、制御手段への出力信号を演算する
    演算手段と、前記設定信号と検出信号の偏差値が、所定
    値外の時に演算手段の制御精度を切換え指示する切換手
    段を備えた応答出力制御装置。
JP3119718A 1991-05-24 1991-05-24 応答出力制御装置 Pending JPH04347414A (ja)

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JP3119718A JPH04347414A (ja) 1991-05-24 1991-05-24 応答出力制御装置

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JPH04347414A true JPH04347414A (ja) 1992-12-02

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2741939A1 (fr) * 1995-12-01 1997-06-06 Gaz De France Installation de production d'eau chaude sanitaire par chaudiere a gaz et procede de regulation de la temperature d'eau chaude sanitaire dans une telle installation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2741939A1 (fr) * 1995-12-01 1997-06-06 Gaz De France Installation de production d'eau chaude sanitaire par chaudiere a gaz et procede de regulation de la temperature d'eau chaude sanitaire dans une telle installation
EP0781965A1 (fr) * 1995-12-01 1997-07-02 Gaz De France Installation de production d'eau chaude sanitaire par chaudière à gaz et procédé de régulation de la température d'eau chaude sanitaire dans une telle installation

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