JPH05108107A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
- Publication number
- JPH05108107A JPH05108107A JP3263794A JP26379491A JPH05108107A JP H05108107 A JPH05108107 A JP H05108107A JP 3263794 A JP3263794 A JP 3263794A JP 26379491 A JP26379491 A JP 26379491A JP H05108107 A JPH05108107 A JP H05108107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- control parameter
- pid control
- feature quantity
- extracting
- 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.)
- Pending
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- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】制御パラメータを最適値に設定するための設定
操作を不要とした制御装置を提供することを目的とす
る。 【構成】応答波形の振動を検出し、検出した振動から特
徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいて、振動が収束
するように制御パラメータを調節している。 【効果】応答波形の振動が検出される限り、制御パラメ
ータの調節が自動的に行われるので、ユーザが制御パラ
メータを最適値に設定するのための操作をする必要がな
い。
操作を不要とした制御装置を提供することを目的とす
る。 【構成】応答波形の振動を検出し、検出した振動から特
徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいて、振動が収束
するように制御パラメータを調節している。 【効果】応答波形の振動が検出される限り、制御パラメ
ータの調節が自動的に行われるので、ユーザが制御パラ
メータを最適値に設定するのための操作をする必要がな
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＩＤ調節器などの制
御装置に関し、さらに詳しくは、制御対象の特性に合わ
せて制御パラメータを最適値にする自己調節型の制御装
置に関する。
御装置に関し、さらに詳しくは、制御対象の特性に合わ
せて制御パラメータを最適値にする自己調節型の制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の制御装置、例えば、ＰＩＤ調節
器には、オートチューニングキーを操作することによ
り、制御対象に所定パターンの操作量を加えて応答波形
を振動させ、その応答波形から制御対象の特性を同定し
てＰＩＤ制御パラメータを自動的に最適値に設定するも
のがある。
器には、オートチューニングキーを操作することによ
り、制御対象に所定パターンの操作量を加えて応答波形
を振動させ、その応答波形から制御対象の特性を同定し
てＰＩＤ制御パラメータを自動的に最適値に設定するも
のがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例の制御装置にあっては、制御パラメータを最
適値に設定するために、ユーザが、オートチューニング
キーなどを操作しなければならず、面倒であるという難
点がある。
うな従来例の制御装置にあっては、制御パラメータを最
適値に設定するために、ユーザが、オートチューニング
キーなどを操作しなければならず、面倒であるという難
点がある。
【０００４】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、制御パラメータを最適値に設定するための設
定操作を不要とした制御装置を提供することを目的とす
る。
であって、制御パラメータを最適値に設定するための設
定操作を不要とした制御装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
を達成するために、次のように構成している。
【０００６】すなわち、本発明は、制御量と目標値との
偏差に基づき、設定されている制御パラメータに応じた
操作量を制御対象に出力する制御手段と、前記偏差が周
期的に大小に変化する所定回数以上の振動を検出する振
動検出手段と、検出された振動から振動周期および減衰
率の少なくとも一方の特徴量を抽出する特徴量抽出手段
と、抽出された前記特徴量に基づいて、振動を収束させ
るように前記制御パラメータを調節する調節手段と、を
備えている。
偏差に基づき、設定されている制御パラメータに応じた
操作量を制御対象に出力する制御手段と、前記偏差が周
期的に大小に変化する所定回数以上の振動を検出する振
動検出手段と、検出された振動から振動周期および減衰
率の少なくとも一方の特徴量を抽出する特徴量抽出手段
と、抽出された前記特徴量に基づいて、振動を収束させ
るように前記制御パラメータを調節する調節手段と、を
備えている。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、偏差が所定回数以上周期的
に大小に変化した場合、すなわち、応答波形に所定回数
以上の振動が生じた場合には、その振動から特徴量を抽
出し、これに基づいて、安定な応答になるように制御パ
ラメータを自動的に調節するので、ユーザが制御パラメ
ータを最適値に設定するのための操作をする必要がな
い。
に大小に変化した場合、すなわち、応答波形に所定回数
以上の振動が生じた場合には、その振動から特徴量を抽
出し、これに基づいて、安定な応答になるように制御パ
ラメータを自動的に調節するので、ユーザが制御パラメ
ータを最適値に設定するのための操作をする必要がな
い。
【０００８】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
て、詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明の一実施例の機能ブロック
図であり、この実施例では、ＰＩＤ温度調節器に適用し
て説明する。
図であり、この実施例では、ＰＩＤ温度調節器に適用し
て説明する。
【００１０】この実施例のＰＩＤ温度調節器は、後述の
ようにしてＰＩＤ制御パラメータを自動的に最適値にす
る自己調節型の調節器であり、しかも、オートチューニ
ングキーなどによる操作を不要とするために、次のよう
に構成している。
ようにしてＰＩＤ制御パラメータを自動的に最適値にす
る自己調節型の調節器であり、しかも、オートチューニ
ングキーなどによる操作を不要とするために、次のよう
に構成している。
【００１１】すなわち、この実施例のＰＩＤ温度調節器
は、応答波形に乱れが生じた場合に、振動を検出して特
徴量を抽出し、その特徴量に基づいて、安定な応答にな
るようにＰＩＤ制御パラメータを調節するものであり、
制御量と目標値との偏差に基づき予め設定されているＰ
ＩＤ制御パラメータに応じた操作量を制御対象１に出力
するＰＩＤ制御手段２と、 前記偏差が周期的に大小に
変化する所定回数以上の振動を検出する振動検出手段３
と、検出された振動から振動周期および減衰率を特徴量
として抽出する特徴量抽出手段４と、抽出された前記特
徴量に基づいて、振動を収束させるようにＰＩＤ制御パ
ラメータを調節する調節手段５とを備えており、これら
はマイクロコンピュータによって構成されている。
は、応答波形に乱れが生じた場合に、振動を検出して特
徴量を抽出し、その特徴量に基づいて、安定な応答にな
るようにＰＩＤ制御パラメータを調節するものであり、
制御量と目標値との偏差に基づき予め設定されているＰ
ＩＤ制御パラメータに応じた操作量を制御対象１に出力
するＰＩＤ制御手段２と、 前記偏差が周期的に大小に
変化する所定回数以上の振動を検出する振動検出手段３
と、検出された振動から振動周期および減衰率を特徴量
として抽出する特徴量抽出手段４と、抽出された前記特
徴量に基づいて、振動を収束させるようにＰＩＤ制御パ
ラメータを調節する調節手段５とを備えており、これら
はマイクロコンピュータによって構成されている。
【００１２】振動検出手段３は、応答波形、すなわち、
偏差を監視し、図２の定常時および立ち上がり時の波形
に示されるように、前回の極値との差、すなわち、振動
幅が所定のレベル、例えば、１°Ｃ以上であり、かつ、
整定帯外であるときに、振動であるとしてその回数を計
数し、この実施例では、外乱との区別のために、５回以
上の振動を検出したときに、ＰＩＤ制御パラメータの調
節動作を実行するために、検出出力を特徴量抽出手段４
に与える。
偏差を監視し、図２の定常時および立ち上がり時の波形
に示されるように、前回の極値との差、すなわち、振動
幅が所定のレベル、例えば、１°Ｃ以上であり、かつ、
整定帯外であるときに、振動であるとしてその回数を計
数し、この実施例では、外乱との区別のために、５回以
上の振動を検出したときに、ＰＩＤ制御パラメータの調
節動作を実行するために、検出出力を特徴量抽出手段４
に与える。
【００１３】特徴量抽出手段４は、振動検出手段３の出
力に応答して、前記５回の振動から振動周期および減衰
率を次にようにして抽出する。
力に応答して、前記５回の振動から振動周期および減衰
率を次にようにして抽出する。
【００１４】すなわち、図３に示されるように、検出さ
れた５回の振動の極値ｅ0〜ｅ4を求め、振動の周期ｔ
を、例えば、ｔ＝ｅ2の時間−ｅ0の時間として算出し、
さらに、減衰率Ｇを次式に従って算出する。
れた５回の振動の極値ｅ0〜ｅ4を求め、振動の周期ｔ
を、例えば、ｔ＝ｅ2の時間−ｅ0の時間として算出し、
さらに、減衰率Ｇを次式に従って算出する。
【００１５】
【数１】
【００１６】このようにして、特徴量抽出手段４では、
検出された振動から振動周期ｔおよび減衰率Ｇを特徴量
として抽出し、調節手段５に与える。
検出された振動から振動周期ｔおよび減衰率Ｇを特徴量
として抽出し、調節手段５に与える。
【００１７】調節手段５では、振動周期ｔおよび減衰率
Ｇに基づいて、次のようにして新たなＰＩＤ制御パラメ
ータを算出し、ＰＩＤ制御手段２のＰＩＤ制御パラメー
タを、算出された新たなＰＩＤ制御パラメータに変更す
るものである。
Ｇに基づいて、次のようにして新たなＰＩＤ制御パラメ
ータを算出し、ＰＩＤ制御手段２のＰＩＤ制御パラメー
タを、算出された新たなＰＩＤ制御パラメータに変更す
るものである。
【００１８】この実施例では、振動周期ｔと現在既に設
定されている積分時間Ｔｉとの比（ｔ／Ｔｉ）を算出
し、予め記憶されているＰＩＤ制御パラメータ修正用の
図４に示されるパターンから変数ｘ，ｙを決定し、次
に、それら変数ｘ，ｙに、特徴量である減衰率Ｇを乗算
し、この乗算した値Ａ（＝Ｇ・ｘ），Ｂ（＝Ｇ・ｙ）
を、次式に代入して新たな制御パラメータ、すなわち、
新たな比例ゲインＫｐ’、積分時間Ｔｉ’、微分時間Ｔ
ｄ’を算出する。
定されている積分時間Ｔｉとの比（ｔ／Ｔｉ）を算出
し、予め記憶されているＰＩＤ制御パラメータ修正用の
図４に示されるパターンから変数ｘ，ｙを決定し、次
に、それら変数ｘ，ｙに、特徴量である減衰率Ｇを乗算
し、この乗算した値Ａ（＝Ｇ・ｘ），Ｂ（＝Ｇ・ｙ）
を、次式に代入して新たな制御パラメータ、すなわち、
新たな比例ゲインＫｐ’、積分時間Ｔｉ’、微分時間Ｔ
ｄ’を算出する。
【００１９】 Ｋｐ’＝Ｋｐ×３A Ｔｉ’＝Ｔｉ×３B Ｔｄ’＝Ｔｄ×３B ここで、Ｋｐ、Ｔｉ、Ｔｄは、現在設定されている比例
ゲイン，積分時間，微分時間である。
ゲイン，積分時間，微分時間である。
【００２０】この調節手段５における新たな制御パラメ
ータの算出は、基本的に次のようにして行われるもので
ある。すなわち、振動周期ｔと制御対象の時定数を示す
積分時間Ｔｉとの比（ｔ／Ｔｉ）を算出し、この比（ｔ
／Ｔｉ）が小さいときには、現在設定されているゲイン
が大きいとして、上述の図４のパターンからゲインを小
さくする方向に修正し、また、この比（ｔ／Ｔｉ）が大
きいときには、現在設定されているゲインが小さいとし
て、図４のパターンからゲインを大きくする方向に修正
するものであり、その際に、検出された振動の収束の度
合いを減衰率Ｇとして考慮し、修正するものである。
ータの算出は、基本的に次のようにして行われるもので
ある。すなわち、振動周期ｔと制御対象の時定数を示す
積分時間Ｔｉとの比（ｔ／Ｔｉ）を算出し、この比（ｔ
／Ｔｉ）が小さいときには、現在設定されているゲイン
が大きいとして、上述の図４のパターンからゲインを小
さくする方向に修正し、また、この比（ｔ／Ｔｉ）が大
きいときには、現在設定されているゲインが小さいとし
て、図４のパターンからゲインを大きくする方向に修正
するものであり、その際に、検出された振動の収束の度
合いを減衰率Ｇとして考慮し、修正するものである。
【００２１】したがって、修正のためのパターンは、図
４に限られるものではなく、また、新たな比例ゲインＫ
ｐ’、積分時間Ｔｉ’、微分時間Ｔｄ’を算出するため
の式も上記式に限定されるものではなく、安定な応答に
なる方向に修正すればよい。以上のようにして、振動が
検出されると、振動を収束させて安定な応答になるよう
にＰＩＤ制御パラメータが変更されるものであり、した
がって、従来例のように、オートチューニングキーを操
作するといったことなく、自動的に最適なＰＩＤ制御パ
ラメータが設定されることになる。
４に限られるものではなく、また、新たな比例ゲインＫ
ｐ’、積分時間Ｔｉ’、微分時間Ｔｄ’を算出するため
の式も上記式に限定されるものではなく、安定な応答に
なる方向に修正すればよい。以上のようにして、振動が
検出されると、振動を収束させて安定な応答になるよう
にＰＩＤ制御パラメータが変更されるものであり、した
がって、従来例のように、オートチューニングキーを操
作するといったことなく、自動的に最適なＰＩＤ制御パ
ラメータが設定されることになる。
【００２２】上述の実施例では、特徴量として、振動周
期および減衰量の両者に基づいて、制御パラメータを調
節したけれども、本発明は、いずれか一方の特徴量に基
づいて行うようにしてもよい。
期および減衰量の両者に基づいて、制御パラメータを調
節したけれども、本発明は、いずれか一方の特徴量に基
づいて行うようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、応答波形
の振動を検出し、その振動から特徴量を抽出し、抽出し
た特徴量に基づいて、振動を収束させるように制御パラ
メータを自動的に調節するので、従来例のように、制御
パラメータを最適値に設定するための操作が不要とな
る。
の振動を検出し、その振動から特徴量を抽出し、抽出し
た特徴量に基づいて、振動を収束させるように制御パラ
メータを自動的に調節するので、従来例のように、制御
パラメータを最適値に設定するための操作が不要とな
る。
【図１】本発明の一実施例の機能ブロック図である。
【図２】振動の検出を説明するための応答波形図であ
る。
る。
【図３】特徴量抽出を説明するための応答波形図であ
る。
る。
【図４】制御パラメータの修正量を決めるパターンを示
す図である。
す図である。
１ 制御対象 ２ ＰＩＤ制御手段 ３ 振動検出手段 ４ 特徴量抽出手段 ５ 調節手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長見 好洋 京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】制御量と目標値との偏差に基づき、設定さ
れている制御パラメータに応じた操作量を制御対象に出
力する制御手段と、 前記偏差が周期的に大小に変化する所定回数以上の振動
を検出する振動検出手段と、 検出された振動から振動周期および減衰率の少なくとも
一方の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、 抽出された前記特徴量に基づいて、振動を収束させるよ
うに前記制御パラメータを調節する調節手段と、 を備えることを特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263794A JPH05108107A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263794A JPH05108107A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05108107A true JPH05108107A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17394347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263794A Pending JPH05108107A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05108107A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3355136A1 (en) | 2017-01-31 | 2018-08-01 | Omron Corporation | Pid control device, pid control method, and pid control program |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP3263794A patent/JPH05108107A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3355136A1 (en) | 2017-01-31 | 2018-08-01 | Omron Corporation | Pid control device, pid control method, and pid control program |
| KR20180089271A (ko) | 2017-01-31 | 2018-08-08 | 오므론 가부시키가이샤 | Ｐｉｄ 제어 장치, ｐｉｄ 제어 방법 및 ｐｉｄ 제어 프로그램 |
| US10558175B2 (en) | 2017-01-31 | 2020-02-11 | Omron Corporation | PID control device, PID control method, and PID control program |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |