JPH05108110A - Feedback loop compensator - Google Patents
Feedback loop compensatorInfo
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- JPH05108110A JPH05108110A JP27222191A JP27222191A JPH05108110A JP H05108110 A JPH05108110 A JP H05108110A JP 27222191 A JP27222191 A JP 27222191A JP 27222191 A JP27222191 A JP 27222191A JP H05108110 A JPH05108110 A JP H05108110A
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- feedback loop
- output
- loop compensator
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- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プロセスの蒸気温度制
御等に適用されるフィードバックループ補償器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feedback loop compensator applied to process steam temperature control and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2に従来のフィードバックループ補償
器(一般にはPID調節器と呼ぶ)の代表例を示す。プ
ロセス1の出力である制御量yは、目標値rと比較器2
で比較され、その値は制御偏差εと呼ばれる。制御偏差
εはPID調節器3に入力され、その出力は操作量uと
なり、そしてプロセス1の入力となる。2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a typical example of a conventional feedback loop compensator (generally called a PID controller). The controlled variable y, which is the output of the process 1, is calculated by comparing the target value r with the comparator 2
And the value is called the control deviation ε. The control deviation ε is input to the PID controller 3, the output of which is the manipulated variable u, and the input of the process 1.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のフィードバ
ックループ補償器は、フィードバックループ補償器(P
ID調節器3)のパラメータは固定されている。このよ
うに補償器のパラメータが固定されていると、プロセス
に経時変化があった場合に、最適調整の状態からずれて
制御性能が劣化するという問題があった。The above-mentioned conventional feedback loop compensator is a feedback loop compensator (P
The parameters of the ID controller 3) are fixed. If the parameters of the compensator are fixed in this way, there is a problem that when the process changes with time, it deviates from the optimum adjustment state and the control performance deteriorates.
【0004】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、目標値の変動に対する応答特性が良く、また、未知
外乱に対しても制御量への影響を小さくでき、プロセス
が経時変化した場合でも制御性能を最適状態に保持し得
るフィードバックループ補償器を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the above circumstances, has a good response characteristic to a change in a target value, can reduce an influence on a control amount even for an unknown disturbance, and even when a process changes with time. An object of the present invention is to provide a feedback loop compensator capable of keeping control performance in an optimum state.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、プロセスに対
して直列に配置されるフィードバックループ補償器にお
いて、K(定数)/S(ラプラス演算子)の伝達特性を
フィードバックした系を規範モデルとし、この規範モデ
ルの出力と上記プロセスからのフィードバック信号との
比較により偏差値を求め、この偏差値に基づき未知のパ
ラメータを積分機能により探索し、上記プロセスと合せ
た伝達特性がK/Sになるようにパラメータを学習させ
る構成としたことを特徴とするものである。According to the present invention, a feedback loop compensator arranged in series to a process uses a system in which a transfer characteristic of K (constant) / S (Laplace operator) is fed back as a reference model. , The deviation value is obtained by comparing the output of this reference model with the feedback signal from the above process, an unknown parameter is searched for by the integration function based on this deviation value, and the transfer characteristic combined with the above process becomes K / S. It is characterized in that the parameters are learned as described above.
【0006】[0006]
【作用】K/Sの伝達特性をフィードバックした系を規
範モデルとし、プロセスに接続した補償器のパラメータ
を探索して、補償器とプロセスを合せた伝達特性がK/
Sになるように、プロセスの出力(制御量)と規範モデ
ルの出力を一致させる。ここで、補償器の構造はあらか
じめ決められており、パラメータのみを未知としプロセ
スの出力と規範モデルの出力の偏差を徐々に零に近づけ
るために積分機能によりパラメータが探索される。The system in which the transfer characteristic of K / S is fed back is used as a reference model, the parameters of the compensator connected to the process are searched, and the transfer characteristic of the compensator and the process is K / S.
The output (control amount) of the process and the output of the reference model are matched so that S becomes S. Here, the structure of the compensator is predetermined, and only the parameters are unknown, and the parameters are searched by the integration function in order to gradually bring the deviation between the process output and the reference model output closer to zero.
【0007】上記のようにプロセスと合せた伝達特性が
K/Sになるようにフィードバックループ補償器のパラ
パラメータを学習させることにより、応答特性を向上で
き、プロセスに経時変化があっても常に規範モデルに追
従させることができる。By learning the para-parameters of the feedback loop compensator so that the transfer characteristic combined with the process becomes K / S as described above, the response characteristic can be improved and the reference is always maintained even if the process changes with time. Can follow the model.
【0008】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0009】図1は本発明の一実施例に係る学習機能付
フィードバックループ補償器のブロック図である。同図
において10はフィードバックループ補償器で、規範モ
デル部11及びその他回路要素からなっている。規範モ
デル部11はK/Sの伝達特性要素12と比較器13に
より構成されている。この伝達特性要素12におけるS
はラプラス演算子で、Kは定数である。上記比較器13
は目標値rとK/Sの伝達特性要素12の出力y* を比
較し、その出力ε* をK/Sの伝達特性要素12に入力
している。FIG. 1 is a block diagram of a feedback loop compensator with a learning function according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a feedback loop compensator, which comprises a reference model unit 11 and other circuit elements. The reference model unit 11 includes a K / S transfer characteristic element 12 and a comparator 13. S in this transfer characteristic element 12
Is a Laplace operator and K is a constant. The comparator 13
Is the output y * of the transfer characteristic element 12 of the target value r and K / S. And the output ε * Is input to the K / S transfer characteristic element 12.
【0010】また、フィードバックループ補償器10に
は、係数器14が設けられる。この係数器14は、比較
器2からの制御偏差εを入力とし、その出力15は乗算
器16に入力されると共に、微分器17を介して乗算器
23に供給される。Further, the feedback loop compensator 10 is provided with a coefficient unit 14. The coefficient unit 14 receives the control deviation ε from the comparator 2, and its output 15 is input to the multiplier 16 and is also supplied to the multiplier 23 via the differentiator 17.
【0011】一方、規範モデル部9における伝達特性要
素12の出力y* は、比較器22に送られてプロセス1
の制御量yとの偏差値δが求められる。この偏差値δ
は、比較器13の出力と共に乗算器20,26に入力さ
れる。乗算器20の出力は、係数器(α1 )19及び積
分器18を介して乗算器16に入力される。同様に乗算
器26の出力は、係数器(α2 )25及び積分器24を
介して乗算器23に入力される。On the other hand, the output y * of the transfer characteristic element 12 in the reference model section 9 Is sent to the comparator 22 for process 1
The deviation value δ from the controlled variable y is calculated. This deviation value δ
Is input to the multipliers 20 and 26 together with the output of the comparator 13. The output of the multiplier 20 is input to the multiplier 16 via the coefficient unit (α1) 19 and the integrator 18. Similarly, the output of the multiplier 26 is input to the multiplier 23 via the coefficient unit (α 2) 25 and the integrator 24.
【0012】更に規範モデル部11における伝達特性要
素12の出力y* は乗算器29に入力される。また、こ
の乗算器29には、比較器22から出力される偏差値δ
が入力され、その乗算出力が加算器30で乗算器23の
出力と加算される。この加算器30の出力は、加算器3
1で乗算器16の出力と加算されて操作量7(u)とな
り、プロセス1へ送られる。Further, the output y * of the transfer characteristic element 12 in the reference model section 11 Is input to the multiplier 29. In addition, the deviation value δ output from the comparator 22 is input to the multiplier 29.
Is input, and the multiplication output is added to the output of the multiplier 23 by the adder 30. The output of the adder 30 is the adder 3
When it is 1, it is added to the output of the multiplier 16 to form a manipulated variable 7 (u), which is sent to the process 1.
【0013】次に上記実施例の動作を説明する。K/S
の伝達特性をフィードバックすると1次遅れ特性になる
ことは良く知られていることである。この場合の時定数
は1/Kとなり、定数Kを大きくすれば時定数は小さく
なる。すなわち、定数Kを大きくすれば応答特性が良く
なる。Next, the operation of the above embodiment will be described. K / S
It is well known that the feedback characteristic of the transfer characteristic becomes the first-order delay characteristic. In this case, the time constant becomes 1 / K, and the larger the constant K, the smaller the time constant. That is, if the constant K is increased, the response characteristic is improved.
【0014】本発明はこの点に着目し、伝達特性要素1
2におけるK/Sの伝達特性をフィードバックして規範
モデル部11とし、プロセス1に接続したフィードバッ
クループ補償器10のパラメータを探索して、補償器1
0とプロセス1を合せた伝達特性がK/Sになるよう
に、プロセス1の出力(制御量y)と規範モデル部11
の出力y* を一致させる。ここで、補償器10の構造は
あらかじめ決められており、パラメータのみを未知と
し、プロセス1の出力yと規範モデル部11の出力y*
との偏差値δを比較器22により求め、この偏差値δを
徐々に零に近づけるために積分機能によりパラメータが
探索される。In the present invention, attention is paid to this point, and the transfer characteristic element 1
The K / S transfer characteristic in 2 is fed back to form the reference model unit 11, and the parameters of the feedback loop compensator 10 connected to the process 1 are searched for to obtain the compensator 1
The output of the process 1 (control amount y) and the reference model unit 11 are set so that the combined transfer characteristic of 0 and process 1 becomes K / S.
Output of y * Match. Here, the structure of the compensator 10 is predetermined, only the parameters are unknown, and the output y of the process 1 and the output y * of the reference model unit 11 are set .
The deviation value δ between and is obtained by the comparator 22, and the parameter is searched by the integration function in order to gradually bring the deviation value δ close to zero.
【0015】すなわち、乗算器20、係数器19、積分
器18の系では「ε* α1 δ/S」の演算がを行なわ
れ、係数器14から出力されるKεと乗算器16で掛算
される。また、乗算器26、係数器25、積分器24で
は「ε* α2 δ/S」の演算が行なわれ、微分器17か
ら出力されるKεSと乗算器23で掛算される。これら
の乗算器16,23の乗算出力は、加算器30,31で
加算され、プロセス1を介して比較器22にフィードバ
ックされ、偏差値δを零にしようとする。That is, in the system of the multiplier 20, the coefficient unit 19, and the integrator 18, “ε * .alpha.1 .delta. / S "is calculated, and is multiplied by K.epsilon. Further, in the multiplier 26, the coefficient unit 25, and the integrator 24, “ε * [alpha] 2 [delta] / S "is calculated and multiplied by K [epsilon] S output from the differentiator 17 in the multiplier 23. The multiplication outputs of the multipliers 16 and 23 are added by the adders 30 and 31, and are fed back to the comparator 22 through the process 1 to try to set the deviation value δ to zero.
【0016】更に、係数器(α3 )27、積分器28、
乗算器29の系では、「y* α3 δ/S」の演算が行な
われ、上記他の系と同様にプロセス1を介して比較器2
2にフィードバックされ、偏差値δを零にしようとす
る。Further, a coefficient unit (α 3) 27, an integrator 28,
In the system of the multiplier 29, "y * .alpha.3.delta. / S "is calculated, and the comparator 2 is passed through the process 1 in the same manner as the above-mentioned other systems.
It is fed back to 2 and tries to make the deviation value δ zero.
【0017】以上の結果、偏差値δが零になれば、y*
とyが一致することを意味するため、プロセス1の出力
yは規範モデル部11の出力y* と等しく、同様に比較
器2から出力される制御偏差εと比較器13の出力ε*
も一致する。即ち、K/Sの特性となり、制御性能が向
上する。なお、上記「y* α3 δ/S」の処理を行なう
系は、PIDの積分部と等価な働きを有している。As a result of the above, if the deviation value δ becomes zero, y *
And y are the same, the output y of the process 1 is the output y * of the reference model unit 11 . And similarly the control deviation ε output from the comparator 2 and the output ε * of the comparator 13
Also matches. That is, the characteristic becomes K / S, and the control performance is improved. In addition, the above "y * The system that performs the processing of α 3 δ / S has a function equivalent to that of the PID integrator.
【0018】上記のようにフィードバックの制御性能が
向上することにより、未知外乱に対する制御性能も必然
的に改善される。また、プロセス1に経時変化があって
も、常に規範モデルに追従できるため、制御偏差εを入
力したときの出力yの特性はK/Sとなり、経時変化に
影響されず、制御性能の劣化が防止される。As the feedback control performance is improved as described above, the control performance against unknown disturbance is also necessarily improved. Further, even if the process 1 changes with time, it can always follow the reference model, so that the characteristic of the output y when the control deviation ε is input is K / S, which is not affected by the change with time and the control performance is deteriorated. To be prevented.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、フ
ィードバックループ補償器とプロセスを直列配置した場
合に、それらを合せた伝達特性がK/Sになるようにし
たので、目標値の変動に対する応答特性を向上でき、ま
た、未知外乱に対しても制御量への影響を小さくでき、
しかも、プロセスが経時変化した場合でも最適の調整状
態に保持して制御性能の劣化を防止することができる。As described above in detail, according to the present invention, when the feedback loop compensator and the process are arranged in series, the transfer characteristic obtained by combining them is K / S. The response characteristics to fluctuations can be improved, and the influence on the controlled variable can be reduced even for unknown disturbances.
Moreover, even if the process changes over time, it is possible to maintain the optimum adjustment state and prevent deterioration of the control performance.
【図1】本発明の一実施例に係るフィードバックループ
補償器の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a feedback loop compensator according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来のフィードバックループ補償器の構成を示
すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional feedback loop compensator.
1…プロセス、2,13,22…比較器、3…PID調
節器、11…規範モデル部、12…伝達特性要素、13
…比較器、14,19,25,27…係数器、16,2
3,29…乗算器、17…微分器、18,24,28…
積分器、30,31…加算器、r…目標値、ε…制御偏
差、y…制御量、u…操作量。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Process, 2, 13, 22 ... Comparator, 3 ... PID regulator, 11 ... Reference | standard model part, 12 ... Transfer characteristic element, 13
... Comparator, 14, 19, 25, 27 ... Coefficient unit, 16, 2
3, 29 ... Multiplier, 17 ... Differentiator, 18, 24, 28 ...
Integrator, 30, 31 ... Adder, r ... Target value, ε ... Control deviation, y ... Control amount, u ... Manipulation amount.
Claims (1)
ードバックループ補償器において、K(定数)/S(ラ
プラス演算子)の伝達特性をフィードバックした系を規
範モデルとし、この規範モデルの出力と上記プロセスか
らのフィードバック信号との比較により偏差値を求め、
この偏差値に基づき未知のパラメータを積分機能により
探索し、上記プロセスと合せた伝達特性がK/Sになる
ように構成したことを特徴とするフィードバックループ
補償器。1. A feedback loop compensator arranged in series with respect to a process uses a system in which a transfer characteristic of K (constant) / S (Laplace operator) is fed back as a reference model, and the output of this reference model and the above Calculate the deviation value by comparison with the feedback signal from the process,
A feedback loop compensator characterized in that an unknown parameter is searched by an integration function based on this deviation value, and a transfer characteristic combined with the above process is K / S.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27222191A JPH05108110A (en) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | Feedback loop compensator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27222191A JPH05108110A (en) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | Feedback loop compensator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05108110A true JPH05108110A (en) | 1993-04-30 |
Family
ID=17510804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27222191A Withdrawn JPH05108110A (en) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | Feedback loop compensator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05108110A (en) |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP27222191A patent/JPH05108110A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |