JPH0434766B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0434766B2
JPH0434766B2 JP59073983A JP7398384A JPH0434766B2 JP H0434766 B2 JPH0434766 B2 JP H0434766B2 JP 59073983 A JP59073983 A JP 59073983A JP 7398384 A JP7398384 A JP 7398384A JP H0434766 B2 JPH0434766 B2 JP H0434766B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
signal
control system
controlled object
output
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
JP59073983A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60218105A (en
Inventor
Takashi Shigemasa
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 JP7398384A priority Critical patent/JPS60218105A/en
Priority to EP85300069A priority patent/EP0159103B1/en
Priority to DE8585300069T priority patent/DE3572740D1/en
Priority to AU37330/85A priority patent/AU550917B2/en
Priority to US06/690,259 priority patent/US4679136A/en
Publication of JPS60218105A publication Critical patent/JPS60218105A/en
Publication of JPH0434766B2 publication Critical patent/JPH0434766B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、制御対象のサンプル値制御装置に係
り、特に閉ループ制御中に制御対象の動特性を同
定して、その同定結果にもとづいて制御定数を自
動的に調整（チユーニング）することのできる機
能を有し、さらに、チユーニング後の制御系の制
御性能が制御対象の動特性変化に対して劣化しな
い機能を有する制御装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a sample value control device for a controlled object, and in particular, identifies the dynamic characteristics of the controlled object during closed-loop control, and determines control constants based on the identification results. The present invention relates to a control device having a function of automatically adjusting (tuning) the control system, and further having a function of preventing the control performance of the control system after tuning from deteriorating due to changes in the dynamic characteristics of a controlled object.

〔発明の背景技術とその問題点〕[Background technology of the invention and its problems]

プラントの流量、温度、圧力などを制御する制
御装置はその制御定数を制御対象の動特性に応じ
て適切に調整する必要がある。一方、最近ではプ
ラントの省エネルギ運転にともない、運転中に制
御対象の動特性が変化するケースが増加してい
る。動特性変化に対して、これまでゲインスケジ
ユール制御方式と、モデル規範形適応制御方式な
る２つの制御技術が知られている。この２つの方
法は、広い意味で適応制御のクラスに属する制御
方式であり、まず前者のゲインスケジユール制御
方式では、動特性変化に直接に関係する制御対象
に関する補助信号を入力して、明らかになつてい
るゲインスケジユール曲線に従つて、制御定数を
変化させていく方式である。したがつて、事前に
動特性変化の様子と対応するゲインスケジユール
の関係が明らかになつている必要がある。 A control device that controls the flow rate, temperature, pressure, etc. of a plant needs to appropriately adjust its control constants according to the dynamic characteristics of the controlled object. On the other hand, in recent years, with energy-saving operation of plants, there have been an increasing number of cases in which the dynamic characteristics of a controlled object change during operation. To date, two control techniques have been known for dealing with changes in dynamic characteristics: a gain schedule control method and a model reference adaptive control method. These two methods are control methods that belong to the class of adaptive control in a broad sense. First, the former gain-scheduled control method inputs auxiliary signals related to the control object that are directly related to changes in dynamic characteristics. This method changes the control constant according to the gain schedule curve. Therefore, it is necessary to clarify the relationship between the dynamic characteristic change and the corresponding gain schedule in advance.

一方モデル規範形適応制御方式は、制御対象の
動特性が未知の場合に用いる制御方式であり、制
御系の出力と制御系のモデル出力との誤差が零と
なるように、コントローラの制御定数を適応的に
調整していく制御方法である。この方法は、制御
対象の動特性が未知の場合に用いることができる
利点はあるが、未知外乱や観測ノイズなどが原因
して制御対象によつては、十分な性能を発揮でき
ないケースがあるばかりでなく、動特性が変化し
たとき適応するのにある程度の時間がかかり、さ
らに、過渡状態での操作信号が大きく変動しやす
いという問題を持つている。 On the other hand, the model reference adaptive control method is a control method used when the dynamic characteristics of the controlled object are unknown, and the control constants of the controller are adjusted so that the error between the output of the control system and the model output of the control system is zero. This is a control method that makes adaptive adjustments. This method has the advantage that it can be used when the dynamic characteristics of the controlled object are unknown, but depending on the controlled object, there are cases where sufficient performance cannot be achieved due to unknown disturbances, observation noise, etc. However, it takes a certain amount of time to adapt when the dynamic characteristics change, and furthermore, the operation signal tends to fluctuate greatly in a transient state.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上述した従来の制御装置の性能を改
良したもので、制御対象の動特性変化に低感度、
あるいはロバストな制御系に自動的にチユーニン
グされる制御装置を提供することを目的としてい
る。 The present invention improves the performance of the conventional control device described above, and has low sensitivity to changes in the dynamic characteristics of the controlled object.
Another purpose is to provide a control device that is automatically tuned to a robust control system.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、閉ループ制御中に制御対象の動特性
を同定する手段と、その同定結果から制御系の望
ましいモデルを用いて制御定数を演算する手段
と、制御系の望ましいモデルを自動的に構成する
手段と、望ましいモデルの出力と制御系の出力と
の誤差信号をサンプル値PID演算し、そのPID演
算出力を制御対象に重畳するようにフイードバツ
クして構成した制御装置である。 The present invention provides means for identifying dynamic characteristics of a controlled object during closed-loop control, means for calculating control constants using a desirable model of a control system from the identification results, and automatically configuring a desirable model for a control system. This control device is configured by performing sample value PID calculation on the error signal between the output of the desired model and the output of the control system, and feeding back the PID calculation output so as to superimpose it on the controlled object.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述した構成とすることにより、制御系全体が
制御対象の動特性の変化に対して低感度、あるい
は、ロバストとなるばかりでなく、制御系に印加
される外乱に対して、その抑制力が強化される。
このような制御系に、自動的にチユーニングされ
るので、設計や調整にかかわるマンパワーを大幅
に省力化することができる。 By adopting the above-mentioned configuration, the entire control system not only becomes less sensitive or robust to changes in the dynamic characteristics of the controlled object, but also strengthens its suppressive power against disturbances applied to the control system. be done.
Since it is automatically tuned to such a control system, the manpower involved in design and adjustment can be significantly reduced.

また、制御対象の動特性変化に対して、制御系
を低感度（ロバスト）とすることができるのでゲ
インスケジユールする必要がないし、制御定数を
動特性変化に対して時々刻々適応させる必要もな
く、動特性変化時の操作信号や出力の応答もなめ
らかなものとすることができる。 In addition, since the control system can be made less sensitive (robust) to changes in the dynamic characteristics of the controlled object, there is no need for gain scheduling, and there is no need to constantly adapt the control constants to changes in the dynamic characteristics. The response of operation signals and outputs when dynamic characteristics change can also be made smooth.

〔発明の実施例〕 図は、本発明の一実施例を示すブロツク図であ
る。[Embodiment of the Invention] The figure is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

まず、実施例の構成を説明すると、ｙ(t)は制御
対象１の出力信号、ｕ(t)は入力信号あるいは操作
信号であり、制御対象１は操作信号側に外乱ｄ(t)
が入力されている。出力信号ｙ(t)は第１のサンプ
ラ２により、サンプリング周期τ毎にサンプラさ
れ、離散時間の出力信号y*(k)が生成される。こ
こで、ｋはkτ＝ｔを意味する。また、ｒ(k)は制
御系の目標値信号であり、同様に第２のサンプラ
３によりサンプラされ、離散時間の目標値r*(k)が
生成される。偏差演算器４では、r*(k)とy*(k)より
第１式により偏差ε*(k)を演算する。 First, to explain the configuration of the embodiment, y(t) is the output signal of the controlled object 1, u(t) is the input signal or operation signal, and the controlled object 1 receives a disturbance d(t) on the operation signal side.
is entered. The output signal y(t) is sampled by the first sampler 2 at every sampling period τ to generate a discrete time output signal y * (k). Here, k means kτ=t. Further, r(k) is a target value signal of the control system, which is similarly sampled by the second sampler 3 to generate a discrete time target value r * (k). The deviation calculator 4 calculates the deviation ε * (k) from r * (k) and y * (k) using the first equation.

e*(k)＝r*(k)−y*(k) …第１式 主積分演算器５では積分ゲインＫを用いて、偏
差e*(k)を積分して、積分出力u0 *(k)を演算する。 e * (k)=r * (k)−y * (k)...Equation 1 The main integral calculator 5 integrates the deviation e * (k) using the integral gain K, and the integral output u 0 * Calculate (k).

u0 *(k)＝u0 *（ｋ−１）＋Ｋ・e*(k) …第２式 フイードバツク補償器Ｆ（Z-1）６では、出力信
号y*(k)を入力してu*(k)を演算する。 u 0 * (k) = u 0 * (k-1) + K・e * (k) ...Second equation In the feedback compensator F(Z -1 )6, the output signal y * (k) is input and u * Calculate (k).

u*(k)＝F(z -1 )・y*(k) …第３式 但し、 F(z- 1 )＝0＋1（１−Z-1／τ）＋… 制御系モデル７では、後述する設計ブロツク１５
により設定されたモデルパラメータとr*(k)とを用
いて、モデル出力yM *(k)を演算する。 u * (k)=F (z -1 )・y * (k) ...3rd equation However, F (z- 1 ) = 0 + 1 (1-Z -1 /τ) +... In control system model 7 , design block 15 described later
The model output y M * (k) is calculated using the model parameters set by and r * (k).

yM *(k)＝GM(Z-1,τ,σ,α2,α3…)・r*(k) …第４式 出力誤差演算器８は、出力y*(k)とモデル出力
y* M(k)との誤差ε*(k)を次のように演算する。 y M * (k)=G M (Z -1 ,τ,σ,α 2 ,α 3 ...)・r * (k) ...4th formula The output error calculator 8 calculates the output y * (k) and the model output
The error ε * (k) from y * M (k) is calculated as follows.

ε*(k)＝y*(k)−y* M(k) …第５式 サンプル値PID補償器９では、出力誤差ε*(k)を
入力し、設計ブロツク１５によつて設定されたパ
ラメータをもちいて、u〓*(k)を次のように演算す
る。 ε * (k)=y * (k)−y * M (k) ...Equation 5 In the sample value PID compensator 9, the output error ε * (k) is input, and the output error set by the design block 15 is Using the parameters, calculate u〓 * (k) as follows.

u〓*(k)＝Ｈ(Z-1,τ,σ,α2,α3,…,K,γ)・ε*(k)
…第６式 u〓*(k)は、前述したu*(k)と加算器１０で加算さ
れ、この加算された出力は、加減算器１１で、積
分出力u0 *(k)などと演算され入力信号u*(k)を生成
する。 u〓 * (k)=H(Z -1 ,τ,σ,α 2 ,α 3 ,…,K,γ)・ε * (k)
...The sixth equation u〓 * (k) is added to the above-mentioned u * (k) in the adder 10, and this added output is calculated with the integral output u 0 * (k) etc. in the adder/subtractor 11. and generates an input signal u * (k).

u*(k)＝u0 *(k)＋v*(k)−u*(k)−u〓*(k) …第７式 なお、v*(k)は、同定信号発生器１２で生成さ
れた、制御対象１を同定するための信号である。
入力信号u*(k)は、零次ホールド１３によりサン
プル周期の間ホールドされて入力信号ｕ(t)とな
る。オンライン同定器１４では、入力u*(k)と出
力y*(k)の時系列データを入力して、制御対象１
の次のような離散時間モデルの係数ai（ｉ＝１，
２，…，na）bi（ｉ＝１，…，nb）、但し、 Ａ（z-1）y*(k)＝Ｂ（z-1）u*(k) …第８式 A(Z -1 )＝１＋a1Z-1＋…＋aoaZ-na B(z -1 )＝b1Z-1＋……＋bobZ-nb …第９式 をオンライン最小２乗法により同定する。 u * (k)=u 0 * (k) + v * (k)−u * (k)−u〓 * (k) …Equation 7 Note that v * (k) is generated by the identification signal generator 12. This is a signal for identifying the controlled object 1.
The input signal u * (k) is held for a sample period by the zero-order hold 13 and becomes the input signal u(t). The online identifier 14 inputs the time series data of input u * (k) and output y * (k), and
The coefficients a i (i=1,
2,...,n a )b i (i=1,...,n b ), however, A(z -1 )y * (k)=B(z -1 )u * (k)...8th formula A (Z -1 ) =1+a 1 Z -1 +...+a oa Z -na B (z -1 ) =b 1 Z -1 +...+b ob Z -nb ...Identify Equation 9 using online least squares method .

設計ブロツク１５では、同定された制御対象１
の離散時間モデル係数ai，biと、制御系の応答形
状を規定するパラメータαと、ロバストゲインγ
とを入力し、望ましい制御系モデルを構築するた
めに必要な係数、つまり制御系モデル７で用いる
τ，σ，α1，α2，…などの係数を算出して決定
し、さらに制御目標値から制御量までの特性を制
御系モデル７の特性にほぼ一致させ得る主積分演
算器５の積分ゲインＫ、フイードバツク補償器６
で用いる係数0，1，τ、サンプル値PID補償器
９で用いる係数τ，σ，α1，α2，…，γを設計す
るようになつている。システムコントロールブロ
ツク１６では、同定開始（start）信号を受けて、
同定信号発生器１２、オンライン同定器１４など
の動作状態を管理するようになつている。 In design block 15, the identified controlled object 1
The discrete time model coefficients a i , b i , the parameter α that defines the response shape of the control system, and the robust gain γ
, calculate and determine the coefficients necessary to construct the desired control system model, that is, the coefficients such as τ, σ, α 1 , α 2 , etc. used in control system model 7, and then calculate the control target value. The integral gain K of the main integral calculator 5 and the feedback compensator 6 can make the characteristics from the control amount to almost match the characteristics of the control system model 7.
The coefficients 0 , 1 , τ used in the sample value PID compensator 9 and the coefficients τ, σ, α 1 , α 2 , . . . , γ used in the sample value PID compensator 9 are designed. In the system control block 16, upon receiving the identification start signal,
The operating status of the identification signal generator 12, online identifier 14, etc. is managed.

次に、この制御装置の動作を説明する。まず、
積分ゲインＫとフイードバツク係数0，1を制御
系が安定に動作する適当な定数に設定し、システ
ムコントロールブロツク１６に同定開始信号を入
力する。閉ループ制御中に同定信号発生器１２と
オンライン同定器１４を動作させる。これにとも
ないパーシステントリ・エキサイテイングな同定
信号v*(k)が生成され、制御系に注入される。し
たがつて、入力u*(k)に出力y*(k)とは独立なパー
システントリ・エキサイテイングな信号成分が含
まれるので、閉ループ制御中でも入力u*(k)と出
力y*(k)から制御対象１の離散時間モデルの係数
ai，biが次のようなオンライン最小２乗フイルタ
により同定される θ^＝〔a1，a2，…，aoa，b1，…，bob〕T θ^＝〔a1，a2，…，aoa，b1，…，bob〕T (k)＝〔−y*（ｋ−１），…，−y*（ｋ−na），u*（
ｋ−１），…，u*（ｋ−nb）〕T…第10式 同定が進むにつれて、同定誤差信号η(k)が小さく
なり、未知パラメータベクトルθ^(k)の変化が小さ
くなると、これをシステムコントロールブロツク
１６が検出し、同定信号発生器１２とオンライン
同定器１４との動作を停止させるとともに、同定
パラメータai，biと応答形状係数αとロバストゲ
インγが入力されている設計ブロツク１５を起動
させる。設計ブロツク１５では、まず同定パラメ
ータai，biとサンプル周期τとから、制御対象１
の伝達関数G^p(s)を演算する。 Next, the operation of this control device will be explained. first,
The integral gain K and feedback coefficients 0 and 1 are set to appropriate constants that allow the control system to operate stably, and an identification start signal is input to the system control block 16. The identification signal generator 12 and online identifier 14 are operated during closed loop control. Accordingly, a persistent exciting identification signal v * (k) is generated and injected into the control system. Therefore, since the input u * (k) contains a persistent exciting signal component that is independent of the output y * (k), the input u * (k) and the output y * (k ) to the coefficients of the discrete-time model of controlled object 1
a i , b i are identified by the following online least squares filter θ^ = [a 1 , a 2 , ..., a oa , b 1 , ..., b ob ] T θ^ = [a 1 , a 2 ,…, a oa , b 1 ,…, b ob ] T (k)=[−y * (k−1),…, −y * (k−n a ), u * (
k-1),...,u * (k-n b )] T ...Equation 10 As the identification progresses, the identification error signal η(k) becomes smaller and the change in the unknown parameter vector θ^(k) becomes smaller, which is detected by the system control block 16, and the identification signal generator 12 and online identifier 14 At the same time, the design block 15 to which the identification parameters a i , b i , response shape coefficient α, and robust gain γ are input is activated. In design block 15, first, the controlled object 1 is determined from the identification parameters a i , b i and the sampling period τ.
Compute the transfer function G^ p (s) of

G^P(s)＝b1e-〓s＋…＋bobZ-nb〓s／１＋a1e-〓s＋…
＋aoaZ-na〓s ×（d0＋d1（τs）＋d2（τs）2＋d3（τs）3＋…
） ＝１／g^0＋g1s＋g^2s2＋g^3s3 …第12式 次に、応答形状係数αにより規定された、制御
系のモデルGM（ｓ，σ，αi）とサンプル周期τと
を用い部分的モデルマツチングにより、積分ゲイ
ンＫとフイードバツク係数0，1とを演算し、こ
のとき決まる制御系の立ち上り時間σから、制御
系の離散時間モデルの係数σ，α2，α3，…，を演
算し出力する。 G^ P (s)＝b 1 e - 〓 s ＋…＋b ob Z -nb 〓 s ／１＋a 1 e - 〓 s ＋…
+a oa Z -na 〓 s × (d 0 +d 1 (τs) + d 2 (τs) 2 +d 3 (τs) 3 +…
) = 1/g^ 0 +g 1 s + g^ 2 s 2 + g^ 3 s 3 ...Equation 12 Next, the control system model G M (s, σ, α i ) defined by the response shape coefficient α and The integral gain K and the feedback coefficients 0 and 1 are calculated by partial model matching using the sample period τ, and from the rise time σ of the control system determined at this time, the coefficients σ and α 2 of the discrete time model of the control system are calculated. , α 3 , ..., are calculated and output.

これらの係数を受けて、まず、制御系のモデル
７では、前記第４式にもとづきモデル出力yM *(k)
を出力する。一方、設計ブロツク１５で演算され
た、σ，α2，α3，…，γ，Ｋを用いて、サンプル
値PID補償器９では、出力誤差ε(k)を入力して、
u〓*(k)を出力する。このu〓*(k)信号は、制御系に印
加された外乱と制御対象１の動特性変化分から構
成されており、この信号u〓*(k)を操作端へフイー
ドバツクすることにより、動特性変化に強い、し
かも、外乱にも強いロバストな制御系が自動的に
構成されることになる。 Based on these coefficients, first, in the control system model 7, the model output y M * (k) is calculated based on the fourth equation above.
Output. On the other hand, using σ, α 2 , α 3 , ..., γ, K calculated in the design block 15, the sample value PID compensator 9 inputs the output error ε(k),
Output u〓 * (k). This signal u〓 * (k) is composed of the disturbance applied to the control system and changes in the dynamic characteristics of the controlled object 1. By feeding back this signal u〓 * (k) to the operating end, the dynamic characteristics can be adjusted. A robust control system that is resistant to changes and also to disturbances will be automatically constructed.

なお、設計ブロツク１５では、次のようなステ
ツプでまずα2，α3，α4を設計するとともに、σ，
Ｋ，0，1などの設計定数を設計する。 In addition, in design block 15, α 2 , α 3 , α 4 are first designed in the following steps, and σ,
Design constants such as K, 0 , 1 , etc.

また、制御系設計のための参照モデルをGM
（ｓ，σ，α2，α3）とすると GM（ｓ，σ，α2，α3，…）＝ １／（１＋σs＋α2（σs）2＋α3（σs）3＋α4（σs
）4＋…）
…14式 となり、双一次変換し、Ｓ＝２／σ・１−Z-1／１＋Z-1
に設 定することにより離散時間モデルを求めることが
できる。 In addition, G M is a reference model for control system design.
(s, σ, α 2 , α 3 ), then G M (s, σ, α 2 , α 3 , …) = 1/(1 + σs + α 2 (σs) 2 + α 3 (σs) 3 + α 4 (σs
) 4 +…)
...Equation 14 is obtained, and after bilinear transformation, S=2/σ・1−Z -1 /1+Z -1
 By setting , a discrete time model can be obtained.

GM（Z-1，τ，σ，α2，α3，…）＝GM（ｓ，σ，
α2，α3，…）｜s …第15式 次に、Ｋ，0，1については、以下の演算によ
り設計される。 G M (Z -1 , τ, σ, α 2 , α 3 , ...) = G M (s, σ,
α 2 , α 3 , …) | s …Equation 15 Next, K, 0 , and 1 are designed by the following calculations.

（g^2＋τg^1＋τ2g^0）α4σ3＋（−g^3＋７／12τ2g^
1＋τ2／４g^0） α3σ2＋（g^3−７／12τg^2＋τ3／18g^0）τα2σ＋
（−１／３g^3− τ／４g^2−τ2／18g^1）τ2＝０ …第16式 の正の最小根σを用いて、Ｋ，0，1は次のよう
に求まる。(g^ 2 +τg^ 1 +τ 2 g^ 0 ) α 4 σ 3 + (−g^ 3 +7/12τ 2 g^
1 +τ 2 /4g^ 0 ) α 3 σ 2 + (g^ 3 −7/12τg^ 2 +τ 3 /18g^ 0 ) τα 2 σ+
(-1/3g^ 3 - τ/4g^ 2 -τ 2 /18g^ 1 ) τ 2 = 0 ... Using the minimum positive root σ of Equation 16, K, 0 , 1 are found as follows. .

また、以上により演算されたσ，τ，αi（ｉ＝
１，２，…），γから、サンプル値PID補償器９
の演算器を Ｈ（Z-1，τ，σ，Ｋ，γ）＝
h0＋h1（１−Z-1）／τ＋h2（１−Z-1）2／τ2／（１−
Z-1）／τ …第18式 とすると、h0，h1，h2は次のように求まる。 Also, σ, τ, α i (i=
1, 2, ...), γ, sample value PID compensator 9
H (Z -1 , τ, σ, K, γ) =
h 0 +h 1 (1-Z -1 )/τ+h 2 (1-Z -1 ) 2 /τ 2 /(1-
Z -1 )/τ... Using the 18th equation, h 0 , h 1 , and h 2 are found as follows.

以上のように本発明では、閉ループ制御中に制
御対象の伝達関数をオンライン同定し、同定結果
から、各補償器と制御系の望ましいモデルを構成
しているので構成された後は、制御対象の動特性
変化に対してロバストな制御系となるため、ロバ
ストな制御系が自動的に構成されることになる。 As described above, in the present invention, the transfer function of the controlled object is identified online during closed-loop control, and a desirable model of each compensator and control system is constructed from the identification results. Since the control system is robust against changes in dynamic characteristics, a robust control system is automatically configured.

尚、本実施例では、ロバストなＩ−PD制御装
置について説明たが、サンプル値PID制御演算器
を主制御演算器としたロバストなPID制御装置で
構成することもできる。 In this embodiment, a robust I-PD control device has been described, but it is also possible to configure a robust PID control device in which a sample value PID control arithmetic unit is used as a main control arithmetic unit.

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

図は本発明の一実施例に係る制御装置のブロツ
ク図である。 １……制御対象、２，３……サンプラ、５……
主積分演算器、６……フイードバツク補償器、７
……制御系モデル、８……出力誤差演算器、９…
…サンプル値PID補償器、１２……同定信号発生
器、１４……オンライン同定器、１５……設計ブ
ロツク。 The figure is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention. 1... Controlled object, 2, 3... Sampler, 5...
Main integral calculator, 6... Feedback compensator, 7
...Control system model, 8...Output error calculator, 9...
... Sample value PID compensator, 12 ... Identification signal generator, 14 ... Online identifier, 15 ... Design block.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 制御対象への目標値信号と上記制御対象の出
力信号とから制御演算出力信号を演算する制御演
算器と、前記目標値信号を入力して制御系のモデ
ル出力信号を演算する制御系のダイナミツクモデ
ルと、前記制御対象の出力信号と前記モデル出力
信号との差から出力誤差信号を求める第１の減算
器と、この第１の減算器で得られた前記出力誤差
信号を入力してPID（比例、積分、微分）演算を
行うPID演算器と、このPID演算器の出力信号を
前記制御演算出力信号から減算して前記制御対象
の操作信号を演算する第２の減算器と、同定用信
号発生器と、同定開始信号が伝えられる毎に前記
同定用信号発生器を動作させて同定用信号を制御
対象に注入する手段と、同定用信号が制御対象に
注入されているときに上記制御対象の動特性を同
定するオンライン同定器と、このオンライン同定
器の同定結果と制御系の応答形状を規定する係数
とから望ましい前記制御系のダイナミツクモデル
を算出して決定するとともに、制御目標値から制
御量までの特性を上記ダイナミツクモデルの特性
にほぼ一致させ得る前記制御演算器の制御定数お
よび前記PID演算器の制御定数を決定する手段と
を具備してなることを特徴とする制御装置。1. A control calculator that calculates a control calculation output signal from a target value signal to a controlled object and an output signal of the controlled object, and a control system dynamo that inputs the target value signal and calculates a model output signal of the control system. A first subtractor that calculates an output error signal from the difference between the output signal of the controlled object and the model output signal, and a PID that inputs the output error signal obtained by the first subtractor. (proportional, integral, differential); a second subtractor that subtracts the output signal of the PID calculator from the control calculation output signal to calculate the operation signal of the controlled object; a signal generator; means for operating the identification signal generator to inject the identification signal into the controlled object each time an identification start signal is transmitted; An online identifier identifies the dynamic characteristics of the target, and a desired dynamic model of the control system is calculated and determined from the identification results of this online identifier and coefficients that define the response shape of the control system, and the control target value is determined. A control device characterized by comprising means for determining a control constant of the control calculator and a control constant of the PID calculator that can make the characteristics from to the controlled amount substantially match the characteristics of the dynamic model. .
JP7398384A 1984-04-13 1984-04-13 Control device Granted JPS60218105A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7398384A JPS60218105A (en) 1984-04-13 1984-04-13 Control device
EP85300069A EP0159103B1 (en) 1984-04-13 1985-01-04 Process control apparatus
DE8585300069T DE3572740D1 (en) 1984-04-13 1985-01-04 Process control apparatus
AU37330/85A AU550917B2 (en) 1984-04-13 1985-01-04 Process control apparatus with reference model
US06/690,259 US4679136A (en) 1984-04-13 1985-01-10 Dynamic error compensating process controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7398384A JPS60218105A (en) 1984-04-13 1984-04-13 Control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60218105A JPS60218105A (en) 1985-10-31
JPH0434766B2 true JPH0434766B2 (en) 1992-06-09

Family

ID=13533844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7398384A Granted JPS60218105A (en) 1984-04-13 1984-04-13 Control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60218105A (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0658601B2 (en) * 1987-01-23 1994-08-03 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 Predictive calculation control method
JP2839490B2 (en) * 1987-03-28 1998-12-16 株式会社東芝 Process control equipment
JPS63279301A (en) * 1987-05-12 1988-11-16 Yokogawa Electric Corp Identifying method for feedback system
JP2631225B2 (en) * 1988-06-15 1997-07-16 九州電機製造株式会社 Model reference adaptive precedence controller with arithmetic circuit
JP2757039B2 (en) * 1989-09-26 1998-05-25 横河電機株式会社 Self tuning controller
US7738975B2 (en) * 2005-10-04 2010-06-15 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Analytical server integrated in a process control network
CN105404149B (en) * 2015-11-27 2017-12-08 本钢板材股份有限公司 A kind of multi-model LF stove electrode regulating method thick based on steel grade headroom slag

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5458180A (en) * 1977-09-29 1979-05-10 Siemens Ag Regulator
JPS576203A (en) * 1980-06-11 1982-01-13 Hitachi Ltd Boiler steam temperature control system
JPS58201103A (en) * 1982-05-19 1983-11-22 Toshiba Corp Sampled value pid controller
JPS5930104A (en) * 1982-08-09 1984-02-17 エレクトロニクス・リサ−チ・アンド・サ−ビス・オ−ガニゼイシヨン・インダストリアル・テクノロジイ・リサ−チ・インステイチユ−ト Adaptive modeling control system
JPS5946353A (en) * 1982-09-08 1984-03-15 Nissan Motor Co Ltd Idling speed controlling method for internal-combustion engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5458180A (en) * 1977-09-29 1979-05-10 Siemens Ag Regulator
JPS576203A (en) * 1980-06-11 1982-01-13 Hitachi Ltd Boiler steam temperature control system
JPS58201103A (en) * 1982-05-19 1983-11-22 Toshiba Corp Sampled value pid controller
JPS5930104A (en) * 1982-08-09 1984-02-17 エレクトロニクス・リサ−チ・アンド・サ−ビス・オ−ガニゼイシヨン・インダストリアル・テクノロジイ・リサ−チ・インステイチユ−ト Adaptive modeling control system
JPS5946353A (en) * 1982-09-08 1984-03-15 Nissan Motor Co Ltd Idling speed controlling method for internal-combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60218105A (en) 1985-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0139243A2 (en) Process control apparatus
EP0045857B1 (en) Process control apparatus
US4791548A (en) Discrete time control apparatus
KR900005546B1 (en) Adaptive process control system
JPH09501525A (en) Method and apparatus for fuzzy logic control with automatic adjustment
JPH0512721B2 (en)
EP0852030A1 (en) Adaptive bias controller
Chien et al. A self-tuning controller for systems with unknown or varying time delays
JPH0434766B2 (en)
Ramírez et al. On delay-based control of low-order LTI systems: A simple alternative to PI/PID controllers under noisy measurements
JP4982905B2 (en) Control method and control apparatus
JP2641855B2 (en) Adaptive control device
JPH07261805A (en) Automatic adjusting device for proportional plus integral plus derivative control parameter
US5546302A (en) Polynomial controller for nonlinear systems
JPS63165903A (en) Adaptive controller
JPS6148163B2 (en)
JPH0454243B2 (en)
JPH0666041B2 (en) Two degree of freedom sampled value PID controller
JPH06195105A (en) Self-tuning controller
JP2885544B2 (en) Dead time compensation controller
JP3277484B2 (en) PID controller
JP2752230B2 (en) 2-DOF control device
JPH04256102A (en) Model estimation controller
JP4378903B2 (en) PID adjustment device
JPH07295604A (en) Parameter adjustment device for pid controller