JPH0554123B2 - - Google Patents
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- JPH0554123B2 JPH0554123B2 JP60048150A JP4815085A JPH0554123B2 JP H0554123 B2 JPH0554123 B2 JP H0554123B2 JP 60048150 A JP60048150 A JP 60048150A JP 4815085 A JP4815085 A JP 4815085A JP H0554123 B2 JPH0554123 B2 JP H0554123B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はオートチユーニングコントローラに
関し、特に工業プラントに於いて、DDC（Direct
Didital Control）を行なう場合に用いられる
PID（比例、積分、微分）制御用のオートチユー
ニングに関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to an autotuning controller, and is particularly applicable to DDC (Direct Tuning Controller) in industrial plants.
Used when performing digital control
It concerns autotuning for PID (proportional, integral, differential) control.
第３図は、東芝レビユー第38巻６号P547〜550
に示される従来のオートチユーニング付PIDコン
トローラの一例を示す回路図である。同図に於い
て１はプロセス２のプロセス状態量PV及び目標
値SVからPID定数を用いて制御量を算出する
PIDコントローラ、３はオートチユーニング用の
同定信号を発生させ、PIDコントローラ１により
算出された制御量にその同定信号を付加させるこ
とによりプロセス２を操作するための操作量MV
を生成する同定信号発生回路、４はプロセス２の
プロセス状態量PV及び操作量MVに基づいてプ
ロセス２の特性を推定するプロセス特性推定回
路、５はプロセス特性推定回路４の推定結果に基
づいてPID定数を算出し、そのPID定数をPIDコ
ントローラ１に出力するPID定数決定回路であつ
て、点線で示す部分がオートチユーニングコント
ローラ６を構成している。
Figure 3 is Toshiba Review Vol. 38 No. 6 P547-550
1 is a circuit diagram showing an example of a conventional PID controller with autotuning shown in FIG. In the same figure, 1 calculates the control amount from the process state quantity PV and target value SV of process 2 using the PID constant.
A PID controller 3 generates an identification signal for autotuning, and adds the identification signal to the control amount calculated by the PID controller 1 to generate a manipulated variable MV for operating the process 2.
4 is a process characteristic estimation circuit that estimates the characteristics of process 2 based on the process state quantity PV and manipulated variable MV of process 2; 5 is a PID based on the estimation result of process characteristic estimation circuit 4; This is a PID constant determining circuit that calculates a constant and outputs the PID constant to the PID controller 1, and the portion indicated by a dotted line constitutes an auto-tuning controller 6.
この様に構成されたプロセス制御回路に於い
て、PIDコントローラ１を用いて最適制御を行な
うには、まずプロセス２に対して最適な制御定数
PIDを決定してPIDコントローラ１に供給する必
要がある。このために、同定信号発生回路３は、
例えば最大周期列信号のようなある特定信号を
PIDコントローラ１の出力信号に加えて操作量
MVとした後にプロセス２に供給してまず制御を
実行する。一方、プロセス推定回路４は、同定信
号発生回路３の出力信号がPIDコントローラ１の
出力に加えられてプロセス２の制御を行なうこと
により、プロセス２がどのように変化するかを検
出することによつて、プロセス２が有するむだ時
間および遅れ時間等からプロセス特性を推定し
て、その推定信号をPID定数決定回路５に供給す
る。PID定数決定回路５に於いては、プロセス特
性推定回路４に於いて推定したプロセス特性に最
適なPID定数を算出してPIDコントローラ１に設
定する。従つて、PIDコントローラ１は、この設
定されたPID定数を用いてプロセス２に対して最
適なプロセス制御を実行する。 In a process control circuit configured in this way, in order to perform optimal control using PID controller 1, first determine the optimal control constant for process 2.
It is necessary to determine the PID and supply it to the PID controller 1. For this purpose, the identification signal generation circuit 3
For example, a certain signal such as a maximum periodic signal
In addition to the output signal of PID controller 1, the manipulated variable
After converting it into MV, it is supplied to process 2 and control is executed first. On the other hand, the process estimation circuit 4 detects how the process 2 changes when the output signal of the identification signal generation circuit 3 is added to the output of the PID controller 1 to control the process 2. Then, process characteristics are estimated from the dead time, delay time, etc. of the process 2, and the estimated signal is supplied to the PID constant determining circuit 5. The PID constant determination circuit 5 calculates the optimum PID constant for the process characteristics estimated by the process characteristic estimation circuit 4 and sets it in the PID controller 1. Therefore, the PID controller 1 executes optimal process control for the process 2 using the set PID constant.
しかしながら、上記従来のオートチユーニング
コントローラに於いては、同定信号発生回路から
はあらかじめ定められた１種の信号のみしか出力
されない。この為、プロセスによつては、ノイズ
の影響によつて同定信号が有効に働かなかつた
り、またはプロセスの性質によつてはこの同定信
号が許容できないものがあり、全てのプロセスに
このオートチユーニングコントローラを有効に適
用することができない問題を有している。
However, in the conventional autotuning controller described above, only one type of predetermined signal is output from the identification signal generation circuit. Therefore, depending on the process, the identification signal may not work effectively due to the influence of noise, or the identification signal may not be acceptable depending on the nature of the process. There is a problem that the controller cannot be applied effectively.
この発明は、上記問題を解消する為になされた
ものであつて、各種の特性を有する全てのプロセ
スに適用することができるオートチユーニングコ
ントローラを得ることを目的とする。 The present invention was made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain an autotuning controller that can be applied to all processes having various characteristics.
この発明に係るオートチユーニングコントロー
ラは、プロセスの状態量及び操作量に基づいてそ
のプロセスのノイズ特性を検出するノイズ特性検
出回路を設け、同定信号発生回路から発生される
同定信号の周波数及び振幅をそのノイズ特性検出
回路の検出結果に応じて決定するようにしたもの
である。
The autotuning controller according to the present invention includes a noise characteristic detection circuit that detects the noise characteristics of the process based on the state quantity and operation amount of the process, and detects the frequency and amplitude of the identification signal generated from the identification signal generation circuit. The determination is made according to the detection result of the noise characteristic detection circuit.
よつて、この発明によるオートチユーニングコ
ントローラに於いては、ノイズ検出回路がプロセ
スのノイズ性質を測定して同定信号発生回路を制
御することから、ノイズの影響を受けない信号を
容易に発生することができると共に、プロセスに
最も適した信号の種類選択が行なえることにな
る。
Therefore, in the autotuning controller according to the present invention, since the noise detection circuit measures the noise characteristics of the process and controls the identification signal generation circuit, it is possible to easily generate a signal that is not affected by noise. At the same time, it is possible to select the type of signal most suitable for the process.
第１図は、この発明によるオートチユーニング
コントローラの一実施例を示す回路図であつて、
第３図と同一部分は同一記号を用いてその詳細説
明を省略してある。同図に於いて７はプロセス２
から出力されるプロセス状態量PV及び操作量
MVに基づいてプロセスのノイズ特性を検出する
ノイズ特性検出回路、８はノイズ特性検出回路７
の出力信号を同定信号発生回路３の周波数および
振幅制御端に供給するか否かを切り替える、つま
り同定信号発生回路３から発生される同定信号の
周波数及び振幅をノイズ特性検出回路７の検出結
果に応じて自動的に決定する自動モードと、同定
信号の種類を手動によつて決定する手動モードと
の切替を行うモード切替スイツチ、９は同定信号
発生回路３から発生される同定信号の種類を選択
する発生信号選択用の選択器であつて、この選択
器９の各固定端子には例えば第２図ａ〜ｄに示す
ランプ信号、ステツプ信号、パルス信号および持
続的励振信号を発生させるための制御信号S1〜S4
が供給されている。そして、点線で示す部分がオ
ートチユーニングコントローラ１０を構成してい
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an autotuning controller according to the present invention,
The same parts as in FIG. 3 are designated by the same symbols, and detailed explanation thereof is omitted. In the same figure, 7 is process 2
Process state quantity PV and manipulated variable output from
Noise characteristic detection circuit 8 detects noise characteristics of the process based on MV, noise characteristic detection circuit 7
switching whether or not to supply the output signal of the identification signal to the frequency and amplitude control terminal of the identification signal generation circuit 3, that is, the frequency and amplitude of the identification signal generated from the identification signal generation circuit 3 to the detection result of the noise characteristic detection circuit 7. A mode changeover switch 9 selects the type of identification signal generated from the identification signal generation circuit 3. This is a selector for selecting a generated signal, and each fixed terminal of this selector 9 is equipped with a control for generating a ramp signal, a step signal, a pulse signal and a continuous excitation signal as shown in FIGS. 2a to 2d, for example. Signal S 1 ~ S 4
is supplied. The portion indicated by the dotted line constitutes the autotuning controller 10.
この様に構成された回路に於いて、モードスイ
ツチ８を自動にセツトしてスタートさせると、オ
ートチユーニングコントローラ１０は、例えば予
め定められた一定時間に於いてノイズ特性検出モ
ードとなる。そして、このノイズ特性検出モード
に於いては、PIDコントローラ１は出力値を一定
に保持し、また同定信号発生回路３は出力信号を
零としている。 In the circuit configured in this way, when the mode switch 8 is set to automatic and started, the auto-tuning controller 10 enters the noise characteristic detection mode, for example, for a predetermined period of time. In this noise characteristic detection mode, the PID controller 1 holds the output value constant, and the identification signal generation circuit 3 makes the output signal zero.
ここで、ノイズ特性検出回路７は、プロセス２
への操作量MVとプロセス状態量PVとの関係か
ら、ノイズに対するプロセスの特性を検出する。
そして、ノイズ特性検出モードが終了すると、ノ
イズ特性検出回路７は検出したノイズ特性に応じ
て同定信号発生回路３を制御することにより、発
生される同定信号の周波数および振幅がノイズの
影響を受けないものとする。一方、PIDコントロ
ーラ１は、ノイズ特性検出モードが終了すると、
PID制御を開始している。従つて、同定信号発生
回路３から発生される同定信号は、PIDコントロ
ーラ１から発生される出力信号に加算されること
により操作量MVとしてプロセス２に供給され
る。そして、以後のPID制御は第３図の場合と同
一であるためにその説明を省略する。 Here, the noise characteristic detection circuit 7 detects the process 2.
The characteristics of the process with respect to noise are detected from the relationship between the manipulated variable MV and the process state variable PV.
When the noise characteristic detection mode ends, the noise characteristic detection circuit 7 controls the identification signal generation circuit 3 according to the detected noise characteristic, so that the frequency and amplitude of the generated identification signal are not affected by noise. shall be taken as a thing. On the other hand, when the PID controller 1 ends the noise characteristic detection mode,
PID control is starting. Therefore, the identification signal generated from the identification signal generation circuit 3 is added to the output signal generated from the PID controller 1 and is supplied to the process 2 as the manipulated variable MV. Since the subsequent PID control is the same as that shown in FIG. 3, its explanation will be omitted.
次に、プロセス２のノイズ特性が予め分つてい
る場合、あるいはプロセス２のノイズ特性が特有
であつて、上述した方法による自動設定が行なえ
ない範囲に属する場合には、モードスイツチ８を
手動にセツトして、同定信号発生回路３がノイズ
特性検出回路７の影響を受けない状態とする。こ
の状態に於いて、選択器９を切り替えると、その
固定端子に供給されている制御信号S1〜S4に応じ
て例えば第２図ａ〜ｄに示すランプ信号、ステツ
プ信号、パルス信号および持続的励振信号が発生
されることになる。従つて、予め分つているノイ
ズ特性に応じて選択器９を切り替えることによ
り、ノイズの影響を受けない同定信号の発生が行
なわれて、最適なプロセス制御が行なえることに
なる。 Next, if the noise characteristics of process 2 are known in advance, or if the noise characteristics of process 2 are unique and fall within a range that cannot be automatically set using the method described above, set mode switch 8 to manual. Thus, the identification signal generation circuit 3 is not affected by the noise characteristic detection circuit 7. In this state, when the selector 9 is switched, the ramp signal, step signal, pulse signal and sustain signal shown in FIG . A specific excitation signal will be generated. Therefore, by switching the selector 9 according to noise characteristics known in advance, an identification signal that is not affected by noise can be generated, and optimal process control can be performed.
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、プロセスの
状態量及び操作量に基づいてそのプロセスのノイ
ズ特性を検出するノイズ特性検出回路を設け、同
定信号発生回路から発生される同定信号の周波数
及び振幅をそのノイズ特性検出回路の検出結果に
応じて決定するように構成したので、プロセスに
おけるノイズの特性に応じた同定信号を得ること
ができるため、オートチユーニング精度が向上
し、プロセスへの適用範囲が広がるなどの効果が
ある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there is provided a noise characteristic detection circuit that detects the noise characteristics of a process based on the state quantities and manipulated variables of the process, and the identification signal generated from the identification signal generation circuit is provided. Since the frequency and amplitude of the signal are determined according to the detection results of the noise characteristic detection circuit, it is possible to obtain an identification signal according to the characteristics of noise in the process, thereby improving auto-tuning accuracy. This has the effect of expanding the scope of application to processes.
第１図はこの発明によるオートチユーニングコ
ントローラの一実施例を示すブロツク図、第２図
ａ〜ｄは同定信号の一例を示す波形図、第３図は
従来のオートチユーニングコントローラの一例を
示す回路図である。
１はPIDコントローラ、２はプロセス、３は同
定信号発生回路、４はプロセス特性推定回路、５
はPID定数決定回路、７はノイズ特性検出回路、
８はモードスイツチ、９は選択器。なお、図中、
同一符号は同一、または相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an autotuning controller according to the present invention, FIGS. 2a to d are waveform diagrams showing an example of an identification signal, and FIG. 3 is an example of a conventional autotuning controller. It is a circuit diagram. 1 is a PID controller, 2 is a process, 3 is an identification signal generation circuit, 4 is a process characteristic estimation circuit, 5
is a PID constant determining circuit, 7 is a noise characteristic detection circuit,
8 is a mode switch, and 9 is a selector. In addition, in the figure,
The same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
用いて制御量を算出するPIDコントローラと、オ
ートチユーニング用の同定信号を発生させ、上記
PIDコントローラにより算出された制御量にその
同定信号を付加することにより上記プロセスを操
作するための操作量を生成する同定信号発生回路
と、上記プロセスの状態量及び操作量に基づいて
そのプロセスの特性を推定するプロセス特性推定
回路と、上記プロセス特性推定回路の推定結果に
基づいてPID定数を算出し、そのPID定数を上記
PIDコントローラに出力するPID定数決定回路と
を備えたオートチユーニングコントローラにおい
て、上記プロセスの状態量及び操作量に基づいて
そのプロセスのノイズ特性を検出するノイズ特性
検出回路を設け、上記同定信号発生回路から発生
される同定信号の周波数及び振幅をそのノイズ特
性検出回路の検出結果に応じて決定するようにし
たことを特徴とするオートチユーニングコントロ
ーラ。 ２ 上記同定信号発生回路から発生される同定信
号の種類を手動によつて決定するようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオート
チユーニングコントローラ。[Claims] 1. A PID controller that calculates a controlled variable from a process state quantity and a target value using a PID constant, and generates an identification signal for autotuning, and
An identification signal generation circuit that generates a manipulated variable for operating the above process by adding the identification signal to the controlled variable calculated by the PID controller, and characteristics of the process based on the state quantity and manipulated variable of the above process. A PID constant is calculated based on the process characteristic estimation circuit that estimates
In an auto-tuning controller equipped with a PID constant determination circuit that outputs to a PID controller, a noise characteristic detection circuit that detects noise characteristics of the process based on the state quantity and operation amount of the process is provided, and the identification signal generation circuit An auto-tuning controller characterized in that the frequency and amplitude of an identification signal generated by the controller are determined according to the detection results of a noise characteristic detection circuit. 2. The autotuning controller according to claim 1, wherein the type of identification signal generated from the identification signal generation circuit is manually determined.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4815085A JPS61208102A (en) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | Automatic tuning controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4815085A JPS61208102A (en) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | Automatic tuning controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208102A JPS61208102A (en) | 1986-09-16 |
| JPH0554123B2 true JPH0554123B2 (en) | 1993-08-11 |
Family
ID=12795330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4815085A Granted JPS61208102A (en) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | Automatic tuning controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61208102A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6375801A (en) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Yokogawa Electric Corp | Controller |
| DE3638831A1 (en) * | 1986-11-13 | 1988-05-19 | Thomson Brandt Gmbh | METHOD AND CIRCUIT FOR THE AUTOMATIC SETTING OF THE CONTROL AMPLIFICATION IN A CONTROL CIRCUIT |
| JPS63138402A (en) * | 1986-12-01 | 1988-06-10 | Toshiba Corp | Process controller |
| JP4997140B2 (en) * | 2008-02-21 | 2012-08-08 | アズビル株式会社 | Data collection method, data collection device, and modeling device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154004A (en) * | 1982-03-05 | 1983-09-13 | Toshiba Corp | Auto-tuning controller with feedforward control |
| JPS58207104A (en) * | 1982-05-27 | 1983-12-02 | Toshiba Corp | Automatic tuning controller |
-
1985
- 1985-03-13 JP JP4815085A patent/JPS61208102A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154004A (en) * | 1982-03-05 | 1983-09-13 | Toshiba Corp | Auto-tuning controller with feedforward control |
| JPS58207104A (en) * | 1982-05-27 | 1983-12-02 | Toshiba Corp | Automatic tuning controller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61208102A (en) | 1986-09-16 |
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