JPH0519805A - Interpolative feedback type controller - Google Patents

Interpolative feedback type controller

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JPH0519805A
JPH0519805A JP17118591A JP17118591A JPH0519805A JP H0519805 A JPH0519805 A JP H0519805A JP 17118591 A JP17118591 A JP 17118591A JP 17118591 A JP17118591 A JP 17118591A JP H0519805 A JPH0519805 A JP H0519805A
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JP
Japan
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characteristic
pid
value
equation
circuit
Prior art date
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Application number
JP17118591A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Kamoto
明 加本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To enable the best interpolative feedback control by properly using PID arithmetic and other arithmetic for the difference between a set value and a process value and altering the contents of PID according to variation of a process. CONSTITUTION:The interpolative feedback type controller which controls the process 4 by using simulation transfer functions corresponding to static characteristics and dynamic characteristics of the process 4 to be controlled properly use the PID arithmetic by a PID operation circuit 2 and other arithmetic by another circuit 3 for the difference between the set value and process value and alters the contents of the PID according to the variation of the process 4. Therefore, the characteristics of the simulation transfer function on a controller side can easily be altered according to the variation of the characteristics of the process 4. Consequently, even when the process-side characteristics vary, the best interpolative feedback control is performed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプロセス自動制御システ
ム等で使用される補完フィードバック形コントローラに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a complementary feedback type controller used in an automatic process control system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロセス自動制御システム等で使用され
るコントローラの1つとして、補完フィードバック形コ
ントローラが知られている。
2. Description of the Related Art A complementary feedback type controller is known as one of the controllers used in an automatic process control system or the like.

【0003】図3図はこのような補完フィードバック形
コントローラの一例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of such a complementary feedback type controller.

【0004】この図に示す補完フィードバック形コント
ローラは減算回路101と、静特性回路102と、加算
回路103と、動特性回路104とを備えており、設定
器等に設定されている設定値SVと、プロセス105から
出力されるプロセス値PVとに基づいて制御値MVを求め、
これを前記プロセス105に供給して前記プロセス値PV
と前記設定値SVとの関係が予め設定されている条件を満
たすように前記プロセス105を制御する。
The complementary feedback type controller shown in this figure comprises a subtraction circuit 101, a static characteristic circuit 102, an addition circuit 103 and a dynamic characteristic circuit 104, and a set value SV set in a setter or the like. , The control value MV is obtained based on the process value PV output from the process 105,
This is supplied to the process 105 to supply the process value PV.
The process 105 is controlled so that the relationship between the value and the set value SV satisfies a preset condition.

【0005】減算回路101は設定器等に設定されてい
る設定値SVと、前記プロセス105から出力されるプロ
セス値PVとの差(偏差)を演算し、この演算動作によっ
て得られた信号を静特性回路102に供給する。
The subtraction circuit 101 calculates a difference (deviation) between a set value SV set in a setter or the like and a process value PV output from the process 105, and a signal obtained by this calculation operation is calculated. It is supplied to the characteristic circuit 102.

【0006】静特性回路102は前記減算回路101か
ら出力される偏差に対して次式に示す静特性を与え、こ
れによって得られた信号を加算回路103に供給する。
The static characteristic circuit 102 gives the static characteristic represented by the following equation to the deviation output from the subtraction circuit 101, and supplies the signal obtained by this to the addition circuit 103.

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】加算回路103は前記静特性回路102か
ら出力される信号の値と、フィードバックされた信号の
値とを加算し、この加算動作によって得られた信号を動
特性回路104に供給するとともに、前記信号を制御値
MVとして前記プロセス105に供給してこれを制御す
る。
The adder circuit 103 adds the value of the signal output from the static characteristic circuit 102 and the value of the fed back signal, and supplies the signal obtained by this addition operation to the dynamic characteristic circuit 104. The signal is a control value
The MV is supplied to the process 105 to control it.

【0009】動特性回路104は前記加算回路103か
ら出力される信号に対して次式に示す動特性を与えて、
これによって得られた信号を前記加算回路103に供給
する。
The dynamic characteristic circuit 104 gives a dynamic characteristic represented by the following equation to the signal output from the adder circuit 103,
The signal thus obtained is supplied to the adder circuit 103.

【0010】[0010]

【数2】 [Equation 2]

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
補完フィードバック形コントローラでは、静特性部10
2の静特性がプロセス105の静特性と一致し、かつ動
特性部104の動特性が前記プロセス105の動特性と
一致しているとき、最良の補完フィードバック制御を行
なうことができるものの、なんらかの原因によって図4
に示す如く実プロセス105の特性と、補完フィードバ
ック形コントローラ側の模擬伝達関数の特性(静特性お
よび動特性によって表わされる特性)がずれたとき、正
しい制御値MVを出力することができなくなってしまうと
いう問題があった。
By the way, in such a complementary feedback type controller, the static characteristic unit 10 is used.
When the static characteristic of No. 2 matches the static characteristic of the process 105 and the dynamic characteristic of the dynamic characteristic unit 104 matches the dynamic characteristic of the process 105, the best complementary feedback control can be performed, but some cause By Figure 4
When the characteristics of the actual process 105 and the characteristics of the simulated transfer function on the side of the complementary feedback controller (characteristics represented by static characteristics and dynamic characteristics) deviate from each other, as shown in FIG. There was a problem.

【0012】そこで、このような特性ずれが発生したと
き、プロセス105の実特性に応じて補完フィードバッ
ク形コントローラ側に設けられている静特性部102の
静特性や動特性部104の動特性を変える方法もとられ
ているが、このような方法は調整が難しく、事実上、調
整不能になることが多かった。
Therefore, when such a characteristic deviation occurs, the static characteristic of the static characteristic portion 102 or the dynamic characteristic of the dynamic characteristic portion 104 provided on the side of the complementary feedback controller is changed according to the actual characteristic of the process 105. Although methods have been taken, such methods are difficult to adjust, and in many cases are virtually impossible to adjust.

【0013】本発明は上記の事情に鑑み、プロセスの特
性変化に応じてコントローラ側の模擬伝達関数の特性を
容易に変更することができ、これによってプロセス側の
特性が変化した場合でも最良の補完フィードバック制御
を行なうことができる補完フィードバック形コントロー
ラを提供することを目的としている。
In view of the above circumstances, the present invention can easily change the characteristics of the simulated transfer function on the controller side according to the change in the characteristics of the process, and even if the characteristics of the process side are changed, the best complement is achieved. It is an object of the present invention to provide a complementary feedback type controller that can perform feedback control.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による補完フィードバック形コントローラ
は、制御対象となるプロセスの静特性と、動特性とに応
じた模擬伝達関数を用いて前記プロセスを制御する補完
フィードバック形コントローラにおいて、設定値とプロ
セス値との差に対してPID演算と、その他の演算とを
分けて行ない、プロセスの変化に応じて前記PIDの内
容を変更することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a complementary feedback controller according to the present invention uses a simulated transfer function according to the static characteristic and the dynamic characteristic of a process to be controlled to perform the process. In the complementary feedback type controller for controlling the PID calculation, the PID calculation and the other calculation are performed separately for the difference between the set value and the process value, and the content of the PID is changed according to the change of the process. There is.

【0015】[0015]

【作用】上記の構成において、設定値とプロセス値との
差に対してPID演算と、その他の演算とを分けて行な
い、プロセスの変化に応じて前記PID演算の内容を変
更して、プロセスの特性変化に応じてコントローラ側の
模擬伝達関数の特性を変更し、これによってプロセス側
の特性が変化した場合でも最良の補完フィードバック制
御を行なう。
In the above structure, the PID calculation and the other calculations are performed separately for the difference between the set value and the process value, and the contents of the PID calculation are changed according to the change of the process, The characteristic of the simulated transfer function on the controller side is changed according to the characteristic change, and even if the characteristic on the process side changes, the best complementary feedback control is performed.

【0016】[0016]

【実施例】まず、本発明の詳細な回路説明に先だって、
本発明の基本原理を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to a detailed circuit description of the present invention,
The basic principle of the present invention will be described.

【0017】今、一般的なプロセスの特性およびこのプ
ロセスを制御する補完形フィードバックコントローラの
特性を考えた場合、通常のプロセスおよびこのプロセス
を制御する補完形フィードバックコントローラは図5に
示す如く表わすことができる。
Now, considering the characteristics of a general process and the characteristics of the complementary feedback controller for controlling this process, the normal process and the complementary feedback controller for controlling this process can be represented as shown in FIG. it can.

【0018】このとき、前記補完形フィードバックコン
トローラを構成する演算部106の伝達関数は次式で表
わすことができる。
At this time, the transfer function of the arithmetic unit 106 constituting the complementary feedback controller can be expressed by the following equation.

【0019】[0019]

【数3】 [Equation 3]

【0020】ここで、この次式に示す置き換えを行な
い、
Here, the replacement shown in the following equation is performed,

【0021】[0021]

【数4】 [Equation 4]

【0022】この(4)式を前記(3)式の分母に代入
して展開すると、次式が得られる。
By substituting this equation (4) into the denominator of the above equation (3) and expanding it, the following equation is obtained.

【0023】[0023]

【数5】 [Equation 5]

【0024】この(5)式から明らかなように、図5に
示す補完形フィードバックコントローラの伝達関数はP
ID要素と、その他の要素(固定要素)とに分けること
ができる。
As is clear from the equation (5), the transfer function of the complementary feedback controller shown in FIG.
It can be divided into an ID element and other elements (fixed elements).

【0025】そして、PID要素の特性は容易に変更す
ることができることからこのPID要素の特性を変更す
るだけで、補完形フィードバックコントローラの模擬伝
達関数特性を容易に変更することができる。
Since the characteristic of the PID element can be easily changed, the simulated transfer function characteristic of the complementary feedback controller can be easily changed only by changing the characteristic of the PID element.

【0026】図1は上述した基本原理を用いた本発明に
よる補完形フィードバックコントローラの第1実施例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a complementary feedback controller according to the present invention using the above-mentioned basic principle.

【0027】この図に示す補完フィードバック形コント
ローラは減算回路1と、PID動作回路2と、その他の
動作回路3とを備えており、設定器等に設定されている
設定値SVと、プロセス4から出力されるプロセス値PVと
に基づいて制御値MVを求め、これを前記プロセス15に
供給して前記プロセス値PVと前記設定値SVとの関係が予
め設定されている条件を満たすように前記プロセス15
を制御する。
The complementary feedback type controller shown in this figure comprises a subtraction circuit 1, a PID operation circuit 2 and other operation circuits 3, and a set value SV set in a setter or the like and a process 4 The control value MV is obtained based on the output process value PV and is supplied to the process 15 so that the relationship between the process value PV and the set value SV satisfies the preset condition. 15
To control.

【0028】減算回路1は設定器等に設定されている設
定値SVと、前記プロセス4から出力されるプロセス値PV
との差(偏差)を演算し、この演算動作によって得られ
た信号をPID動作回路2に供給する。
The subtraction circuit 1 includes a set value SV set in a setter and the process value PV output from the process 4.
The difference (deviation) is calculated and the signal obtained by this calculation operation is supplied to the PID operation circuit 2.

【0029】PID動作回路2は前記減算回路1から出
力される偏差に対して次式に示すPID特性を与え、こ
れによって得られた信号をその他の動作回路3に供給す
る。
The PID operating circuit 2 gives the PID characteristic shown in the following equation to the deviation output from the subtracting circuit 1, and supplies the signal obtained by this to the other operating circuit 3.

【0030】[0030]

【数6】 [Equation 6]

【0031】その他の動作回路3は前記PID動作回路
2から出力される信号に対して次式に示す積分特性を与
えて、これによって得られた信号を制御値MVとして前記
プロセス4に供給してこれを制御する。
The other operating circuit 3 gives the integration characteristic shown in the following equation to the signal output from the PID operating circuit 2, and supplies the signal obtained by this to the process 4 as the control value MV. Control this.

【0032】[0032]

【数7】 [Equation 7]

【0033】このように本実施例においては、PID動
作回路2のPID特性と、その他の動作回路3の特性と
によってコントローラ側の模擬伝達関数の特性を決める
ようにしているので、プロセス4の特性変化に応じてコ
ントローラ側の模擬伝達関数の特性を容易に変更するこ
とができ、これによってプロセス4側の特性が変化した
場合でも最良の補完フィードバック制御を行なうことが
できる。
As described above, in this embodiment, the characteristic of the simulated transfer function on the controller side is determined by the PID characteristic of the PID operating circuit 2 and the characteristic of the other operating circuit 3, so that the characteristic of the process 4 is obtained. The characteristic of the simulated transfer function on the controller side can be easily changed according to the change, and thus the best complementary feedback control can be performed even when the characteristic on the process 4 side changes.

【0034】次に、本発明による補完フィードバック形
コントローラの第2実施例の基本原理について説明す
る。
Next, the basic principle of the second embodiment of the complementary feedback controller according to the present invention will be described.

【0035】まず、前記(5)式に対して次式に示す近
似式を適用する。
First, the approximate expression shown in the following expression is applied to the expression (5).

【0036】[0036]

【数8】 [Equation 8]

【0037】この場合、これらの(8)、(9)式に示
す各変数“Q1”、“Q2”、“P3”、“P4”に対
して左辺の展開式をつくり、“S”の2次以下の係数を
等値とすると次式に示す値が得られる。
In this case, an expansion expression on the left side is created for each of the variables "Q1", "Q2", "P3", and "P4" shown in these expressions (8) and (9), and 2 of "S" is created. If the following coefficient is set as an equal value, the value shown in the following equation is obtained.

【0038】[0038]

【数9】 [Equation 9]

【0039】そして、前記(8)式を前記(5)式
の{}の中に適用したとき、次式が得られたとすると、
When the equation (8) is applied to the {} in the equation (5), the following equation is obtained:

【0040】[0040]

【数10】 [Equation 10]

【0041】前記(5)式は次式に示す如く表わすこと
ができる。
The equation (5) can be expressed as the following equation.

【0042】[0042]

【数11】 [Equation 11]

【0043】そして、この(12)式に対して次式に示
す近似を利用すると、
When the approximation shown in the following equation is used for the equation (12),

【0044】[0044]

【数12】 [Equation 12]

【0045】前記(12)式は次式で表わすことができ
る。
The above equation (12) can be expressed by the following equation.

【0046】[0046]

【数13】 [Equation 13]

【0047】この(14)式から明らかなように、図5
に示す補完形フィードバックコントローラの伝達関数は
PID要素と、計算が容易なその他の要素(固定要素)
とに分けることができる。
As is clear from the equation (14), FIG.
The transfer function of the complementary feedback controller shown in is a PID element and other elements (fixed elements) that are easy to calculate.
Can be divided into

【0048】そして、PID要素の特性は容易に変更す
ることができることからこのPID要素の特性を変更す
るだけで、補完形フィードバックコントローラの模擬伝
達関数特性を容易に変更することができる。
Since the characteristic of the PID element can be easily changed, the simulated transfer function characteristic of the complementary feedback controller can be easily changed only by changing the characteristic of the PID element.

【0049】図2は上述した基本原理を用いた本発明に
よる補完形フィードバックコントローラの第2実施例を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the complementary feedback controller according to the present invention using the above-mentioned basic principle.

【0050】この図に示す補完フィードバック形コント
ローラは減算回路10と、PID動作回路11と、その
他の動作回路12とを備えており、設定器等に設定され
ている設定値SVと、プロセス13から出力されるプロセ
ス値PVとに基づいて制御値MVを求め、これを前記プロセ
ス13に供給して前記プロセス値PVと前記設定値SVとの
関係が予め設定されている条件を満たすように前記プロ
セス13を制御する。
The complementary feedback type controller shown in this figure comprises a subtracting circuit 10, a PID operating circuit 11 and other operating circuits 12, and sets a set value SV set in a setter or the like and a process 13 The control value MV is obtained based on the output process value PV and is supplied to the process 13 so that the relationship between the process value PV and the set value SV satisfies the preset condition. Control 13.

【0051】減算回路10は設定器等に設定されている
設定値SVと、前記プロセス13から出力されるプロセス
値PVとの差(偏差)を演算し、この演算動作によって得
られた信号をPID動作回路11に供給する。
The subtraction circuit 10 calculates the difference (deviation) between the set value SV set in the setter or the like and the process value PV output from the process 13, and the signal obtained by this operation is PID. It is supplied to the operating circuit 11.

【0052】PID動作回路11は前記減算回路10か
ら出力される偏差に対して次式に示すPID特性を与
え、これによって得られた信号をその他の動作回路12
に供給する。
The PID operating circuit 11 gives the PID characteristic shown in the following equation to the deviation output from the subtracting circuit 10, and the signal obtained by this gives the other operating circuit 12
Supply to.

【0053】[0053]

【数14】 [Equation 14]

【0054】その他の動作回路12は前記PID動作回
路11から出力される信号に対して次式に示す特性を与
えて、これによって得られた信号を制御値MVとして前記
プロセス13に供給しこれを制御する。
The other operating circuit 12 gives the characteristic output from the PID operating circuit 11 to the characteristic shown in the following equation, and supplies the signal obtained by this to the process 13 as the control value MV. Control.

【0055】[0055]

【数15】 [Equation 15]

【0056】このように本実施例においては、PID動
作回路11のPID特性と、その他の動作回路12の特
性とによってコントローラ側の模擬伝達関数の特性を決
めるようにしているので、プロセス13の特性変化に応
じてコントローラ側の模擬伝達関数の特性を容易に変更
することができ、これによってプロセス13側の特性が
変化した場合でも最良の補完フィードバック制御を行な
うことができる。
As described above, in the present embodiment, the characteristic of the simulated transfer function on the controller side is determined by the PID characteristic of the PID operating circuit 11 and the characteristic of the other operating circuit 12, so that the characteristic of the process 13 is obtained. The characteristic of the simulated transfer function on the controller side can be easily changed according to the change, and thus the best complementary feedback control can be performed even when the characteristic on the process 13 side changes.

【0057】また、本実施例では、(14)式を用いて
演算を行なっているので、(5)式を直接、演算するよ
りも、演算の負担を軽くすることができる。
Further, in this embodiment, since the calculation is performed using the equation (14), the calculation load can be lightened as compared with the case where the equation (5) is directly calculated.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ロセスの特性変化に応じてコントローラ側の模擬伝達関
数の特性を容易に変更することができ、これによってプ
ロセス側の特性が変化した場合でも最良の補完フィード
バック制御を行なうことができる。
As described above, according to the present invention, the characteristic of the simulated transfer function on the controller side can be easily changed according to the characteristic change of the process, and when the characteristic on the process side is changed by this. However, the best complementary feedback control can be performed.

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

【図1】本発明による補完フィードバック形コントロー
ラの第1実施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a complementary feedback controller according to the present invention.

【図2】本発明による補完フィードバック形コントロー
ラの第2実施例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the complementary feedback controller according to the present invention.

【図3】従来から知られている補完フィードバック形コ
ントローラの一例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventionally known complementary feedback type controller.

【図4】図3に示す補完フィードバック形コントローラ
の問題点を説明するための表図である。
FIG. 4 is a table diagram for explaining a problem of the complementary feedback type controller shown in FIG.

【図5】図3に示す補完フィードバック形コントローラ
の変形例を示すブロック図である。
5 is a block diagram showing a modified example of the complementary feedback controller shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 減算回路 2 PID動作回路 3 その他のの動作回路 4 プロセス 1 Subtraction circuit 2 PID operation circuit 3 Other operation circuit 4 Process

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 制御対象となるプロセスの静特性と、動
特性とに応じた模擬伝達関数を用いて前記プロセスを制
御する補完フィードバック形コントローラにおいて、 設定値とプロセス値との差に対してPID演算と、その
他の演算とを分けて行ない、プロセスの変化に応じて前
記PIDの内容を変更する、 ことを特徴とする補完フィードバック形コントローラ。
Claim: What is claimed is: 1. A complementary feedback controller for controlling a process to be controlled by using a simulated transfer function according to a static characteristic and a dynamic characteristic of the process to be controlled. Complementary feedback type controller characterized in that PID calculation and other calculation are separately performed with respect to the difference of (1) and the content of the PID is changed according to the change of the process.
JP17118591A 1991-07-11 1991-07-11 Interpolative feedback type controller Pending JPH0519805A (en)

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JP17118591A JPH0519805A (en) 1991-07-11 1991-07-11 Interpolative feedback type controller

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