JPH0527803A - 補償制御器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の独立した外乱による制御対象の制御状
態量の変動を大幅に低減する補償制御器を提供する。 【構成】 制御状態量の検出信号ｂは誤差検出部１によ
り基準信号Ｓ_refと比較され誤差信号Ｅとなる。第１の
補償信号作成部３に誤差信号Ｅを入力し、演算・記憶し
て第１の誤差補償信号Ｖ₁を得る。第２の補償信号作成
部６に誤差信号Ｅを入力し、演算・記憶して第２の誤差
補償信号Ｖ₂を得る。制御信号作成部２は誤差信号Ｅと
誤差補償信号Ｖ₁，Ｖ₂とを１：Ｐ₁：Ｐ₂の比率にて加算
合成した制御信号ｃを出力する。第１の補償信号作成部
３および第２の補償信号作成部４は、誤差信号Ｅを制御
信号作成部２に入力するための信号路に並列に接続され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の独立した外乱の
混入する環境にある制御対象に対する制御装置に用いる
補償制御器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】制御対象の制御状態量を検出し、その検
出信号によって制御対象への供給電力（駆動信号）を制
御する制御装置は、たとえば、プラントの圧力制御や恒
温槽の温度制御やモータの回転速度制御等に広く利用さ
れている形態である。このような形態の制御装置では、
一般に、制御状態量の検出信号を制御対象へ帰還する帰
還路に検出信号を補償するための補償制御器が設けられ
ている。このような一般的な制御装置の構成図を（図
７）に示す。制御対象１００には、外乱信号ｄ（入力換
算）が混入している。制御対象１００の制御状態量ａを
検出器１０１によって検出し、制御状態量ａに応じた検
出信号ｂを得ている。検出信号ｂおよび基準信号Ｓ_ref
は補償制御器１０２に入力され、検出信号ｂと基準信号
Ｓ_refとの差に応じた制御信号ｃを得ている。制御信号
ｃは駆動器１０３に入力され、制御信号ｃに応じた駆動
信号ｇを得て、制御対象１００に供給する。従って、制
御対象１００と検出器１０１と補償制御器１０２と駆動
器１０３によって制御対象１００の制御状態量ａを一定
に保つ制御ループが構成されている。しかしながら、補
償制御器として、比例・積分・微分制御器のみを用いた
だけでは、外乱による制御量の変動を十分に抑制するこ
とができなかった。

【０００３】このような問題を解決するための制御装置
は、例えば、特開昭６２−８９４８７号公報に、外乱信
号に対して非常に強くした高性能なモータの速度制御装
置が示されている。すなわち、特開昭６２−８９４８７
号公報では、メモリを利用した繰り返し補償器を補償制
御器として用いることによって、高性能な速度制御装置
を実現している。

【０００４】以下、このようなメモリを利用した従来の
補償制御器について図面を参照しながら説明する。

【０００５】（図８）に従来の補償制御器を用いた制御
装置の制御ブロック図を示す。（図８）において、破線
部が補償制御器１０２の動作に対応する。まず、駆動信
号ｇから外乱信号ｄを引いた値（ｇ−ｄ）が正味の駆動
信号となり（加算点９０）、伝達関数Ａ（ｓ）を持つ制
御対象１００に供給され、制御状態量ａを得る（ブロッ
ク９１）。なお、ブロック９１内のｓはラプラス演算子
である。制御状態量ａは検出器１０１によりＫ_v倍され
て検出され検出信号ｂを得る（ブロック９２）。検出信
号ｂと基準信号Ｓ_refとを減算比較し（加算点９３）、
その差を利得Ｒ_v倍した誤差信号Ｅを得ている（ブロッ
ク９４）。合成値Ｖと誤差信号Ｅを加算合成して制御信
号値Ｙを得る（加算点９５）。また、合成値Ｖと誤差信
号Ｅを加算合成して更新値を得て、新しいメモリ値Ｍと
して更新保存する（加算点９６）。メモリ値Ｍと次の新
しい合成値Ｖとの関係は次の式で表される。

【０００６】

【数４】

【０００７】ここに、Ｎは正の整数、Ｌは４以上の整
数、ｚは、 ｚ＝ｅｘｐ（ｓＴ_x） であり、Ｔ_xは検出器の１サンプリング周期に対応して
おり、比率Ｗ_nの値は、 ０＜Ｗ_n＜２／Ｎ （ｎ＝１，… ，Ｎ） であり、さらに、

【０００８】

【数５】

【０００９】を満たしている。従って、（数４）にもと
づいて次の新しい合成値Ｖを計算する（ブロック９
７）。さらに、制御信号値Ｙは利得Ｒ_t倍されて制御信
号ｃを得る（ブロック９８）。制御信号ｃは駆動器１０
３によりＫ_t倍され、駆動信号ｇを得ている（ブロック
９９）。

【００１０】（図８）の制御ブロック図の外乱信号ｄか
ら制御状態量ａへの伝達関数Ｇ（ｊω）を計算すると、

【００１１】

【数６】

【００１２】

【数７】

【００１３】となる。特開昭６２−８９４８７号公報に
示されているように、（数７）に示したＨ（ｊω）は補
償制御器１０２が制御特性Ｇ（ｊω）に及ぼす影響を表
している。

【００１４】（図９）に周波数伝達関数Ｈ（ｊω）の振
幅特性の例を示す。（図９）のグラフ１はＮ＝１，Ｗ₁
＝１とした場合であり、グラフ２はＮ＝２，Ｗ₁＝Ｗ₂＝
１／２とした場合である。また、ｆ_rは ｆ_r＝１／（Ｌ・Ｔ_x） である。（図９）のグラフ１，２に示されるように、周
波数ｆ_r，２ｆ_r，３ｆ_r，・・・において周波数伝達関
数は｜Ｈ（ｊω）｜＝０となり、このとき上記従来例の
周波数伝達関数Ｇ（ｊω）も｜Ｇ（ｊω）｜＝０とな
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、制御対象の制御状態量の変動を大幅に
低減できるのは、外乱信号の周波数が特定の単一周波数
ｆ_rを基本周波数とする周波数群である場合に限られ
る。

【００１６】一般に、制御対象に混入する外乱信号は、
複数の独立した発生源によって励起された混合信号にな
っている。従って、上記の従来の構成では、このような
複数の独立した基本周波数を持つ外乱信号のすべての影
響を小さくすることはできない。

【００１７】本発明は、このような点を考慮して、複数
の独立した外乱による制御対象の制御状態量の変動を大
幅に低減するように工夫したものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、制御対象の制御状態量の検出信号に応動し
た誤差信号を得る誤差検出手段と、誤差検出手段の出力
に入力を接続され、誤差検出手段の誤差信号にもとづき
第１から第Ｔ（ただし、Ｔは２以上の整数）の誤差補償
信号を作り出す第１から第Ｔの補償信号作成手段と、誤
差検出手段の誤差信号と第１から第Ｔの補償信号作成手
段のＴ個の誤差補償信号を加算合成して制御信号を作り
出す制御信号作成手段とを具備し、第ｖ（ただし、ｖは
１からＴまでの整数）の補償信号作成手段は、第ｖの補
償信号作成手段の誤差補償信号と誤差検出手段の誤差信
号とを加算した加算値に実質的に対応した誤差更新信号
を作り出す第ｖの更新信号作成手段と、第ｖの更新信号
作成手段の誤差更新信号を（数１）で表される伝達関数
Ｈ_v（ｚ）に従って演算合成した演算合成値に実質的に
対応した第ｖの補償信号作成手段の誤差補償信号を作り
出す第ｖの演算手段とを有し、Ｔ個の補償信号作成手段
を誤差信号の帰還路に並列に接続して構成したものであ
る。

【００１９】

【作用】本発明は上記構成によって、制御状態量の検出
信号を補償した制御信号を作り出している。この制御信
号を制御対象に帰還することにより、制御対象に加わる
複数の独立した外乱による影響が制御状態量にほとんど
生じないようにすることができ、その結果、制御状態量
の変動分の合成値を大幅に低減した高性能の制御装置が
実現できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。（図１）に本発明の一実施例の制御
ブロック図を示す。（図１）において、誤差検出部１
は、制御状態量の検出信号ｂと基準信号Ｓ_refとを減算
比較し（加算点１０）、その差を利得Ｒ_v倍した誤差信
号Ｅを得ている（ブロック１１）。制御信号作成部２
は、誤差補償信号Ｖ₁に所定の正の定数Ｐ₁を掛けて誤差
補償信号Ｖ₁’を作り出し（ブロック２０）、誤差補償
信号Ｖ₂に所定の正の定数Ｐ₂を掛けて誤差補償信号
Ｖ₂’を作り出し（ブロック２１）、誤差信号Ｅと誤差
補償信号Ｖ₁’と誤差補償信号Ｖ₂’とを加算合成するこ
とにより制御信号Ｙを得ている（加算点２２）。ここ
に、Ｐ₁，Ｐ₂は、 ０≦Ｐ₁＋Ｐ₂≦１ を満たすように選定されている。さらに、制御信号Ｙは
利得Ｒ_t倍されて制御信号ｃを得る（ブロック２３）。
第１の補償信号作成部３は、第１の更新信号作成部４と
第１の演算部５とで構成されており、第１の更新信号作
成部４は、誤差補償信号Ｖ₁と誤差信号Ｅを加算合成し
て更新信号Ｍ₁を作成する（加算点４０）。第１の演算
部５は、更新信号Ｍ₁にＨ₁（ｚ）を掛けて誤差補償信号
Ｖ₁を得ている（ブロック５０）。ここに、Ｈ₁（ｚ）
は、

【００２１】

【数８】

【００２２】で表され、Ｎ₁は正の整数、Ｌ₁は４以上の
整数、ｚは、 ｚ＝ｅｘｐ（ｓＴ_x） であり、Ｔ_xは誤差検出部１が誤差信号Ｅを出力する周
期に対応しており、比率Ｗ_1,nの値は、 ０＜Ｗ_1,n＜２／Ｎ （ｎ＝１，… ，Ｎ） であり、さらに、

【００２３】

【数９】

【００２４】を満たすものとする。第２の補償信号作成
部６は、第２の更新信号作成部７と第２の演算部８とで
構成されており、第２の更新信号作成部７は、誤差補償
信号Ｖ ₂と誤差信号Ｅを加算合成して更新信号Ｍ₂を作成
する（加算点７０）。第２の演算部８は、更新信号Ｍ₂
にＨ₂（ｚ）を掛けて誤差補償信号Ｖ₂を得ている（ブロ
ック８０）。ここに、Ｈ₂（ｚ）は、

【００２５】

【数１０】

【００２６】で表され、Ｎ₂は正の整数、Ｌ₂は４以上の
整数であり、比率Ｗ_2,nの値は、 ０＜Ｗ_2,n＜２／Ｎ （ｎ＝１，… ，Ｎ） であり、さらに、

【００２７】

【数１１】

【００２８】を満たすものとする。なお、（数８）のＬ
₁と（数１０）のＬ₂は互いに約数・倍数の関係にないも
のとする。

【００２９】次に、本実施例の補償制御器を用いた制御
装置について説明する。制御装置の全体の構成は（図
７）と同じであるので説明を省略する。本実施例の補償
制御器を用いた制御装置の制御ブロック図を（図２）に
示す。（図２）において、破線部が本実施例の補償制御
器であり、その他の伝達要素は（図７）に示した伝達要
素と同じである。各伝達要素の動作は（図１）および
（図７）と同じであるので、（図１）および（図７）と
同じ番号と記号を付し、説明を省略する。（図２）の制
御ブロック図の外乱信号ｄから制御状態量ａへの伝達関
数Ｇ_x（ｊω）を計算すると、

【００３０】

【数１２】

【００３１】

【数１３】

【００３２】となる。｜Ｋ_vＲ_vＲ_tＫ_tＡ（ｊω）｜＝１
を満たす周波数ｆをｆ_cとおくと、ｆ＜ｆ_cを満たす周波
数範囲において、｜Ｋ_vＲ_vＲ_tＫ_tＡ（ｊω）｜＞＞１で
あるので、この周波数範囲で（数１２）は次のように近
似できる。

【００３３】

【数１４】

【００３４】（数１４）の第１項は、（図２）において
誤差信号Ｅをそのまま制御信号Ｙとした場合の制御特性
を表しており、換言すれば、補償制御器として比例制御
器のみを用いた場合の特性である。従って、（数１４）
の第２項、すなわち、（数１３）に示したＨ_x（ｊω）
は、本実施例の補償制御器が制御特性Ｇ_x（ｊω）に及
ぼす影響を表している。

【００３５】（図３）に周波数伝達関数Ｈ_x（ｊω）の
振幅特性の例を示す。（図３）のグラフ１はＮ₁＝Ｎ₂＝
１，Ｗ_1,1＝Ｗ_2,1＝１，Ｐ₁＝Ｐ₂＝１／４とした場合で
あり、グラフ２はＮ₁＝Ｎ₂＝２，Ｗ_1,1＝Ｗ_1,2＝Ｗ_2,1
＝Ｗ_2,2＝１／２，Ｐ₁＝Ｐ₂＝１／４とした場合であ
る。また、ｆ₁およびｆ₂は ｆ₁＝１／（Ｌ₁・Ｔ_x） ｆ₂＝１／（Ｌ₂・Ｔ_x） である。（図３）のグラフ１，２に示されるように、周
波数ｆ₁，２ｆ₁，３ｆ₁，・・・およびｆ₂，２ｆ₂，３
ｆ₂，・・・において｜Ｈ_x（ｊω）｜＝０となることが
わかった。すなわち、本実施例の補償制御器を用いた制
御装置の制御特性Ｇ_x（ｊω）は、周波数ｆ₁，２ｆ₁，
３ｆ₁，・・・およびｆ₂，２ｆ₂，３ｆ₂，・・・におい
て｜Ｇ_x（ｊω）｜＝０となる。

【００３６】次に、Ｐ₁＝Ｐ₂でＰ₁＋Ｐ₂を変化させた場
合の周波数伝達関数Ｈ_x（ｊω）の振幅特性の例を（図
４）に示す。（図４）の特性例では、Ｎ₁＝Ｎ₂＝１，Ｗ
_1,1＝Ｗ_2,1＝１としており、グラフ１はＰ₁＋Ｐ₂＝１／
２（Ｐ₁＝Ｐ₂＝１／４）とした場合を、グラフ２はＰ₁
＋Ｐ₂＝１／４（Ｐ₁＝Ｐ₂＝１／８）とした場合を、グ
ラフ３はＰ₁＋Ｐ₂＝１（Ｐ₁＝Ｐ₂＝１／２）の場合をそ
れぞれ示している。（図４）のグラフ１，グラフ２，グ
ラフ３に示されるように、いずれの場合も周波数ｆ₁，
２ｆ₁，３ｆ₁，・・・およびｆ₂，２ｆ₂，３ｆ₂，・・
・において｜Ｈ_x（ｊω）｜＝０となる。さらに、同図
のグラフ１，グラフ２とグラフ３を比較すれば理解され
るように、Ｐ₁＋Ｐ₂＝１の場合（グラフ３）に比べて、
Ｐ₁＋Ｐ₂＝１／２の場合（グラフ１）およびＰ₁＋Ｐ₂＝
１／４の場合（グラフ２）には、ｆ ₁，２ｆ₁，３ｆ₁，
・・・およびｆ₂，２ｆ₂，３ｆ₂，・・・以外の周波数
において｜Ｈ_x（ｊω）｜はほぼ１に等しくなることが
わかった。一般に、Ｐ₁＋Ｐ₂を小さくすればするほど、
ｆ₁，２ｆ₁，３ｆ₁，・・・およびｆ₂，２ｆ₂，３ｆ₂，
・・・以外の周波数において｜Ｈ_x（ｊω）｜が１に近
づく。しかしながら、Ｐ₁＋Ｐ₂を小さくしすぎると、ｆ
₁，２ｆ₁，３ｆ₁，・・・およびｆ₂，２ｆ₂，３ｆ ₂，・
・・近傍の｜Ｈ_x（ｊω）｜＜＜１となる周波数範囲が
狭くなることもわかった。すなわち、Ｐ₁＋Ｐ₂の値には
最適な範囲が存在し、本実施例のように １／４≦Ｐ₁＋Ｐ₂≦１／２ とするならば、その周波数伝達関数Ｇ_x（ｊω）は、周
波数ｆ₁，２ｆ₁，３ｆ₁，・・・およびｆ₂，２ｆ₂，３
ｆ₂，・・・およびその近傍の周波数において｜Ｇ_x（ｊ
ω）｜＝０および｜Ｇ_x（ｊω）｜＜＜１となり、か
つ、それ以外の周波数においては補償制御器として比例
制御器のみを用いた制御装置の制御特性とほぼ等しくな
る。

【００３７】次に、Ｐ₁＋Ｐ₂は一定でＰ₁とＰ₂の値を変
化させた場合の周波数伝達関数Ｈ_x（ｊω）の振幅特性
の例を（図５）に示す。（図５）の特性例では、Ｎ₁＝
Ｎ₂＝１，Ｗ_1,1＝Ｗ_2,1＝１としており、グラフ１はＰ₁
＝１／８，Ｐ₂＝３／８（Ｐ₁＋Ｐ₂＝１／２）とした場
合を、グラフ２はＰ₁＝３／８，Ｐ₂＝１／８（Ｐ₁＋Ｐ ₂
＝１／２）とした場合をそれぞれ示している。（図５）
のグラフ１，２に示されるように、Ｐ₁≠Ｐ₂とした場合
にも、周波数ｆ₁，２ｆ₁，３ｆ₁，・・・およびｆ₂，２
ｆ₂，３ｆ₂，・・・において｜Ｈ_x（ｊω）｜＝０とす
ることができる。さらに、Ｐ₁＜Ｐ₂とすることにより、
周波数ｆ₂，２ｆ₂，３ｆ₂，・・・の近傍で｜Ｈ_x（ｊ
ω）｜＜＜１となる周波数範囲を、周波数ｆ₁，２ｆ₁，
３ｆ₁，・・・の近傍で｜Ｈ_x（ｊω）｜＜＜１となる周
波数範囲より広くすることができる（グラフ１）。ま
た、逆に、Ｐ₁＞Ｐ₂とすることにより、周波数ｆ₁，２
ｆ₁，３ｆ₁，・・・の近傍で｜Ｈ_x（ｊω）｜＜＜１と
なる周波数範囲を、周波数ｆ₂，２ｆ₂，３ｆ₂，・・・
の近傍で｜Ｈ_x（ｊω）｜＜＜１となる周波数範囲より
広くすることができる（グラフ２）。

【００３８】従って、本実施例の補償制御器を用いて制
御装置を構成するならば、制御対象に混入する基本周期
の異なる２つの独立した外乱に対して制御状態量ａがほ
とんど変動しなくなる。すなわち、第１の補償信号作成
部のＬ₁と第２の補償信号作成部とＬ₂によって、第１の
外乱および第２の外乱の両方を同時に低減するように制
御特性の改善効果の現れる周波数を合わせることがで
き、制御状態量の変動を大幅に低減できることがわかっ
た。さらに、制御信号作成手段のＰ₁とＰ₂によって、第
１の外乱の周波数の近傍で制御特性の改善効果の現れる
周波数範囲と第２の外乱の周波数の近傍で制御特性の改
善効果の現れる周波数範囲とを変えることができるの
で、一方の外乱の基本周波数が時間的に微少な変動を持
つ場合にも、制御特性の改善効果の現れる周波数範囲を
広げることにより制御状態量の変動を抑えることができ
る。

【００３９】一般に制御状態量の検出信号に応動した誤
差信号を得る誤差検出手段と、誤差検出手段の出力に入
力を接続され、誤差検出手段の誤差信号にもとづき第１
から第Ｔ（ただし、Ｔは２以上の整数）の誤差補償信号
を作り出す第１から第Ｔの補償信号作成手段（合計でＴ
個の補償信号作成手段）と、誤差検出手段の誤差信号と
第１から第Ｔの補償信号作成手段のＴ個の誤差補償信号
を加算合成して制御信号を作り出す制御信号作成手段と
を具備し、第ｖ（ただし、ｖは１からＴまでの整数）の
補償信号作成手段は、第ｖの補償信号作成手段の誤差補
償信号と誤差検出手段の誤差信号とを加算した加算値に
実質的に対応した誤差更新信号を作り出す第ｖの更新信
号作成手段（合計でＴ個の更新信号作成手段）と、第ｖ
の更新信号作成手段の誤差更新信号を（数１）で表され
る伝達関数Ｈ_v（ｚ）に従って演算合成した演算合成値
に実質的に対応した第ｖの補償信号作成手段の誤差補償
信号を作り出す第ｖの演算手段（合計でＴ個の演算手
段）とを有し、Ｔ個の補償信号作成手段を誤差信号の帰
還路に並列に接続するように補償制御器を構成し、この
補償制御器を用いて（図７）に示すように制御装置を構
成すれば、Ｔ個の独立した外乱に対して、その影響をほ
とんどなくすことができる。これにより、制御状態量を
極めて安定に制御する制御装置を得ることができる。

【００４０】本実施例について制御系全体の安定性を考
慮にいれた場合の制御ブロック図を（図６）に示す。こ
こでは、第１および第２の更新信号作成部における誤差
更新信号の計算の仕方と、第１および第２の演算部にお
ける誤差補償信号の計算の仕方を改良している。次に、
その動作についてに説明する。（図６）において、誤差
検出部１は、制御状態量の検出信号ｂと基準信号Ｓ_ref
とを減算比較し（加算点１０）、その差を利得Ｒ_v倍し
た誤差信号Ｅを得ている（ブロック１１）。制御信号作
成部２は、誤差補償信号Ｖ₁に所定の正の定数Ｐ₁を掛け
て誤差補償信号Ｖ₁’を作り出し（ブロック２０）、誤
差補償信号Ｖ₂に所定の正の定数Ｐ₂を掛けて誤差補償信
号Ｖ₂’を作り出し（ブロック２１）、誤差信号Ｅと誤
差補償信号Ｖ₁’と誤差補償信号Ｖ₂’とを加算合成する
ことにより制御信号Ｙを得ている（加算点２２）。ここ
に、Ｐ₁，Ｐ₂は、 １／４≦Ｐ₁＋Ｐ₂≦１／２ を満たすように選定されている。さらに、制御信号Ｙは
利得Ｒ_t倍されて制御信号ｃを得る（ブロック２３）。
第１の補償信号作成部３は、第１の更新信号作成部４と
第１の演算部５とで構成されており、第１の更新信号作
成部４は、誤差補償信号Ｖ₁に

【００４１】

【数１５】

【００４２】で表されるＨ₃（ｚ）（ここに、α₁は１以
上６以下の整数であり、α₁＝３が好ましい）を掛け
（ブロック４１）、この積信号と誤差信号Ｅを加算合成
し（加算点４０）、この値に

【００４３】

【数１６】

【００４４】で表されるＨ₄（ｚ）を掛けて更新信号Ｍ₁
を作成する（ブロック４２）。ここに、Ｋ₁は正の整数
であり、Ｋ₁＝３が好ましく、比率Ｃ_1,m（ｍ＝０，１，
・・・，２Ｋ₁）には次の関係がある。

【００４５】

【数１７】

【００４６】

【数１８】

【００４７】第１の演算部５は、更新信号Ｍ₁に（数
８）で示されるＨ₁（ｚ）を掛け（ブロック５０）、こ
の積信号に

【００４８】

【数１９】

【００４９】で表されるＨ₅（ｚ）を掛けて誤差補償信
号Ｖ₁を作成する（ブロック５１）。第２の補償信号作
成部６は、第２の更新信号作成部７と第２の演算部８と
で構成されており、第２の更新信号作成部７は、誤差補
償信号Ｖ₂に、

【００５０】

【数２０】

【００５１】で表されるＨ₆（ｚ）（ここに、α₂は１以
上６以下の整数であり、α₂＝３が好ましい）を掛け
（ブロック７１）、この積信号と誤差信号Ｅを加算合成
し（加算点７０）、この値に

【００５２】

【数２１】

【００５３】で表されるＨ₇（ｚ）を掛けて更新信号Ｍ₂
を作成する（ブロック７２）。ここに、Ｋ₂は正の整数
であり、Ｋ₂＝３が好ましく、比率Ｃ_2,m（ｍ＝０，１，
・・・，２Ｋ₂）には次の関係がある。

【００５４】

【数２２】

【００５５】

【数２３】

【００５６】第２の演算部８は、更新信号Ｍ₂に（数１
０）で示されるＨ₂（ｚ）を掛け（ブロック８０）、こ
の積信号に

【００５７】

【数２４】

【００５８】で表されるＨ₈（ｚ）を掛けて誤差補償信
号Ｖ₂を計算する（ブロック８１）。上記構成による補
償制御器を用いて制御装置を構成するならば、前述のご
とき良好な制御特性が得られると共に、制御系全体の動
作も安定になる（ナイキストの安定条件を満足する）。

【００５９】なお、前述の各実施例では、制御ブロック
図を用いて補償制御器の構成およびその動作を説明した
が、このような補償制御器は、Ａ／Ｄ変換器とソフトウ
ェアプログラムで動作する演算器とメモリとＤ／Ａ変換
器を用いて容易に実現が可能である。すなわち、検出信
号ｂと基準信号Ｓ_refとの差をＡ／Ｄ変換器によりディ
ジタル値に変換して誤差信号Ｅとし、Ｔ_xをＡ／Ｄ変換
器の１サンプリング周期とすれば、前述の各実施例の制
御ブロック図に従った演算・記憶動作を演算器およびメ
モリを用いて実現するソフトウェアプログラムは容易に
作成することができる。しかし、本発明はそのような場
合に限定されるものではなく、補償制御器を完全なハー
ドウェアによって構成し、前述の制御ブロック図に従っ
た動作を行わせるようにしてもよい。その他、本発明の
主旨を変えずして種々の変更が可能である。

【００６０】

【発明の効果】本発明の補償制御器は、制御対象の制御
状態量の検出信号を補償するように用いれば、制御対象
に混入する複数の独立した基本周波数を持つ外乱による
制御状態量の変動を大幅に低減し、かつ、その他の周波
数においても従来の制御特性とほぼ同じである制御装置
を構成することができる。従って、本発明の補償制御器
を用いて、プラントの圧力制御装置や恒温槽の温度制御
装置やモータの速度制御装置を構成するならば、制御特
性の優れた高性能の制御機器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を表す制御ブロック線図

【図２】（図１）の実施例を用いて構成した制御装置の
制御ブロック線図

【図３】周波数伝達関数｜Ｈ_x（ｊω）｜の特性例を表
す特性図

【図４】Ｐ₁＋Ｐ₂を変化させた場合の周波数伝達関数｜
Ｈ_x（ｊω）｜の特性例を表す特性図

【図５】Ｐ₁≠Ｐ₂とした場合の周波数伝達関数｜Ｈ
_x（ｊω）｜の特性例を表す特性図

【図６】本発明の他の実施例を表す制御ブロック線図

【図７】制御装置の一般的な構成図

【図８】従来の補償制御器を用いて構成した制御装置の
制御ブロック線図

【図９】（図８）の従来例における周波数伝達関数｜Ｈ
（ｊω）｜の特性例を表す特性図

【符号の説明】

１ 誤差検出部 ２ 制御信号作成部 ３ 第１の補償信号作成部 ４ 第１の更新信号作成部 ５ 第１の演算部 ６ 第２の補償信号作成部 ７ 第２の更新信号作成部 ８ 第２の演算部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象の制御状態量の検出信号に応動
   した誤差信号を得る誤差検出手段と、前記誤差検出手段
   の出力に入力を接続され、前記誤差検出手段の誤差信号
   にもとづき第１から第Ｔ（ただし、Ｔは２以上の整数）
   の誤差補償信号を作り出す第１乃至第Ｔの補償信号作成
   手段と、前記誤差検出手段の誤差信号と前記第１乃至第
   Ｔの補償信号作成手段のＴ個の誤差補償信号を加算合成
   して制御信号を作り出す制御信号作成手段とを具備し、
   前記第ｖ（ただし、ｖは１からＴまでの整数）の補償信
   号作成手段は、前記第ｖの補償信号作成手段の誤差補償
   信号と前記誤差検出手段の誤差信号とを加算した加算値
   に実質的に対応した誤差更新信号を作り出す第ｖの更新
   信号作成手段と、前記第ｖの更新信号作成手段の誤差更
   新信号を伝達関数Ｈ_v（ｚ）に従って演算合成した演算
   合成値に実質的に対応した前記第ｖの補償信号作成手段
   の誤差補償信号を作り出し、前記伝達関数Ｈ _v（ｚ）を 【数１】 （ここに、ｚはｚ＝ｅｘｐ（ｓＴ_x）で表され、ｓはラ
   プラス演算子、Ｔ_xは正の定数であり、Ｎ_vは正の整数、
   Ｗ_v,nは正の比率、Ｌ_vは４以上の整数）とした第ｖの演
   算手段を有する構成となし、前記Ｔ個の補償信号作成手
   段を前記誤差信号の帰還路に並列に接続していることを
   特徴とする補償制御器。
2. 【請求項２】 制御信号作成手段は、第１乃至第Ｔの補
   償信号作成手段による誤差補償信号にそれぞれ正の比率
   Ｐ_v（ｖ＝１，２，… ，Ｔ）を掛けた後に誤差検出手段
   の誤差信号と加算合成して制御信号を作り出し、かつ、
   比率Ｐ_vを 【数２】 としたことを特徴とする請求項１記載の補償制御器。
3. 【請求項３】 正の比率Ｐ_v（ｖ＝１，２，… ，Ｔ）を 【数３】 としたことを特徴とする請求項２記載の補償制御器。