JPH0556522B2 - - Google Patents
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- JPH0556522B2 JPH0556522B2 JP60148510A JP14851085A JPH0556522B2 JP H0556522 B2 JPH0556522 B2 JP H0556522B2 JP 60148510 A JP60148510 A JP 60148510A JP 14851085 A JP14851085 A JP 14851085A JP H0556522 B2 JPH0556522 B2 JP H0556522B2
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- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 38
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 15
- 230000004044 response Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 241001432959 Chernes Species 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、目標値追従特性および外乱抑制特性
の双方に優れたプロセス制御装置に関する。
の双方に優れたプロセス制御装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
プロセス制御装置では、比例ゲインKp、積分
時間Ti、微分時間Tdの各制御定数の状態によつ
てその応答特性が決定される。通常これら制御定
数Kp、Ti、Tdは制御対象に対して外乱Ｄが加わ
つた場合にこの影響を早急に抑制し得る状態すな
わち、外乱抑制最適特性状態に調整されているの
が一般的である。しかし、この場合目標値を変更
すると、制御が行き過ぎしてまい目標値の変化に
制御量が追従できずオーバーシユートを生じてし
まう。逆に、目標値の変化に制御量が最適に追従
する状態すなわち目標値追髄最適特性状態に制御
定数を設定しておくと、外乱Ｄに対する抑制特性
が非常に甘くなり、応答性が長期化してしまう。
このように前記制御定数Kp、Ti、Tdは外乱抑制
最適特性状態と目標値追随最適特性状態とでは調
整する値が大きく異なり、このことは第１０図に
示すCHR（Chern、Hrones、Reswick）法による
制御定数の調整公式により理解できる。
時間Ti、微分時間Tdの各制御定数の状態によつ
てその応答特性が決定される。通常これら制御定
数Kp、Ti、Tdは制御対象に対して外乱Ｄが加わ
つた場合にこの影響を早急に抑制し得る状態すな
わち、外乱抑制最適特性状態に調整されているの
が一般的である。しかし、この場合目標値を変更
すると、制御が行き過ぎしてまい目標値の変化に
制御量が追従できずオーバーシユートを生じてし
まう。逆に、目標値の変化に制御量が最適に追従
する状態すなわち目標値追髄最適特性状態に制御
定数を設定しておくと、外乱Ｄに対する抑制特性
が非常に甘くなり、応答性が長期化してしまう。
このように前記制御定数Kp、Ti、Tdは外乱抑制
最適特性状態と目標値追随最適特性状態とでは調
整する値が大きく異なり、このことは第１０図に
示すCHR（Chern、Hrones、Reswick）法による
制御定数の調整公式により理解できる。
このため従来より外乱抑制特性と目標値追随特
性の双方に対して調整を可能とする２自由度PID
制御装置が開発されている。
性の双方に対して調整を可能とする２自由度PID
制御装置が開発されている。
この従来における２自由度PID制御装置は第８
図に示すように、目標値SVが係数部１０１に入
力され、その出力信号αSVが加算部１０３に導
かれて測定値PVが減算される。これにより偏差
ε1が得られ、この偏差ε1が加算部１０５に入力さ
れる。
図に示すように、目標値SVが係数部１０１に入
力され、その出力信号αSVが加算部１０３に導
かれて測定値PVが減算される。これにより偏差
ε1が得られ、この偏差ε1が加算部１０５に入力さ
れる。
一方、目標値SVは一時遅れフイルタ１０７に
入力され一次遅れ演算がされる。そしてその出力
が減算部１０９に導かれ、ここで測定値PVが減
算されて偏差ε2が得られる。この偏差ε2は積分演
算部１１１に入力され、積分演算がされる。この
積分演算部１１１からの出力信号は前記加算部１
０５に導入され、先の偏差ε1と共に加算合成され
る。そしてその出力信号が比例演算部１１３を介
して操作信号MVとして制御対象１１５に加えら
れ、測定値PVが目標値SVと一致するように調整
されている。
入力され一次遅れ演算がされる。そしてその出力
が減算部１０９に導かれ、ここで測定値PVが減
算されて偏差ε2が得られる。この偏差ε2は積分演
算部１１１に入力され、積分演算がされる。この
積分演算部１１１からの出力信号は前記加算部１
０５に導入され、先の偏差ε1と共に加算合成され
る。そしてその出力信号が比例演算部１１３を介
して操作信号MVとして制御対象１１５に加えら
れ、測定値PVが目標値SVと一致するように調整
されている。
上記従来の制御装置では第８図から明らかなよ
うに、 測定値PVの変化に対しては Kp（１＋１／Tis） ……(1) また、目標値SVの変化に対しては Kp（α＋１／１＋T0・ｓ・１／Ti・ｓ） ……(2) の演算調整が行われている。
うに、 測定値PVの変化に対しては Kp（１＋１／Tis） ……(1) また、目標値SVの変化に対しては Kp（α＋１／１＋T0・ｓ・１／Ti・ｓ） ……(2) の演算調整が行われている。
ここで比例ゲインKp、積分時間Tiには外乱抑
制最適パラメータが設定され、係数αと一次遅れ
フイルタ１０７の時定数T0を可変することによ
り、外乱抑制特性に影響を与えることなく、目標
値追随特性を最適化しようとするものである。す
なわちフイルタ１０７の時定数T0を変更するこ
とにより、目標値変化に対する積分時間の調整が
行われている。
制最適パラメータが設定され、係数αと一次遅れ
フイルタ１０７の時定数T0を可変することによ
り、外乱抑制特性に影響を与えることなく、目標
値追随特性を最適化しようとするものである。す
なわちフイルタ１０７の時定数T0を変更するこ
とにより、目標値変化に対する積分時間の調整が
行われている。
しかしながら時定数T0の可変による積分時間
の調整は以下に説明するように非常に微妙で調整
が難かしいという問題点がある。
の調整は以下に説明するように非常に微妙で調整
が難かしいという問題点がある。
第(2)式から積分項を変形すると次のようにな
る。
る。
１／１＋T0・ｓ・１／Ti・ｓ＝（１−T0・ｓ／１＋T0
・ｓ）・１／Ti・ｓ＝１／Ti・ｓ−（１／１＋T0・ｓ）
・（T0／Ti）……(3) 上記(3)式で、第１項は積分時間Tiの積分項、
第２項は時定数T0による調整項である。上記(3)
式の第２項の時定数T0による調整項においては、
時定数T0を変えると、調整項のゲインも同時
に変わつてしまう。積分時間Tiを変えると調
整項のゲインが変わつてしまう。積分時間Ti
を変えると、等価積分時間（目標値変化に対する
等価的な積分時間をいう）との関係が変化してし
まうという問題点があり、パラメータが影響し合
つた干渉系となり調整が非常に複雑となる。この
従来特性を第９図に示す。この特性は、時定数
T0をT0＝TiとT0／２の２つのケースについて目
標値SVの単位変化に対する出力をグラフ表示し
たものである。時定数T0を変えるとゲインが変
化し、特に時間０〜Tiまでの特性が変化してい
ることが分る。また特定数T0＝TiからT0＝Ti／
２に変えてもそのゲイン変化は２倍とはならず、
非常に複雑なものとなる。したがつて上記従来装
置は多数の装置を用いるプラント等では全く実用
的なものでなくなつてしまうという問題点があつ
た。
・ｓ）・１／Ti・ｓ＝１／Ti・ｓ−（１／１＋T0・ｓ）
・（T0／Ti）……(3) 上記(3)式で、第１項は積分時間Tiの積分項、
第２項は時定数T0による調整項である。上記(3)
式の第２項の時定数T0による調整項においては、
時定数T0を変えると、調整項のゲインも同時
に変わつてしまう。積分時間Tiを変えると調
整項のゲインが変わつてしまう。積分時間Ti
を変えると、等価積分時間（目標値変化に対する
等価的な積分時間をいう）との関係が変化してし
まうという問題点があり、パラメータが影響し合
つた干渉系となり調整が非常に複雑となる。この
従来特性を第９図に示す。この特性は、時定数
T0をT0＝TiとT0／２の２つのケースについて目
標値SVの単位変化に対する出力をグラフ表示し
たものである。時定数T0を変えるとゲインが変
化し、特に時間０〜Tiまでの特性が変化してい
ることが分る。また特定数T0＝TiからT0＝Ti／
２に変えてもそのゲイン変化は２倍とはならず、
非常に複雑なものとなる。したがつて上記従来装
置は多数の装置を用いるプラント等では全く実用
的なものでなくなつてしまうという問題点があつ
た。
［発明の目的］
本発明の目的は、外乱抑制状態を維持しつつも
目標値変化に対する積分時間の調整を容易に行う
ことを可能したプロセス制御装置を提供すること
にある。
目標値変化に対する積分時間の調整を容易に行う
ことを可能したプロセス制御装置を提供すること
にある。
［発明の概要］
上記目的を達成するために本発明は、目標値
SVに係数αを乗じた値αSVと制御対象の測定値
PVとの偏差ε1を演算する手段と、 目標値SVに対して以下の演算式 １＋（１−β）Ti・ｓ／１＋Ti・ｓ Ti；積分時間 β；係数 ｓ；複素変数 を乗じ、係数βを可変することによつて進み／遅
れ演算をする進み／遅れ演算手段と、 この進み／遅れ演算手段の出力と前記測定値
PVとの偏差ε2を演算する手段と、 この偏差ε2に対して積分時間Tiで積分する積
分演算手段と、 この積分演算手段の出力と前記偏差ε1とを加算
する加算手段と、 この加算手段の出力に対して比例ゲインKpを
乗じて前記制御対象に出力する手段とを具備する
ことを要旨とする。
SVに係数αを乗じた値αSVと制御対象の測定値
PVとの偏差ε1を演算する手段と、 目標値SVに対して以下の演算式 １＋（１−β）Ti・ｓ／１＋Ti・ｓ Ti；積分時間 β；係数 ｓ；複素変数 を乗じ、係数βを可変することによつて進み／遅
れ演算をする進み／遅れ演算手段と、 この進み／遅れ演算手段の出力と前記測定値
PVとの偏差ε2を演算する手段と、 この偏差ε2に対して積分時間Tiで積分する積
分演算手段と、 この積分演算手段の出力と前記偏差ε1とを加算
する加算手段と、 この加算手段の出力に対して比例ゲインKpを
乗じて前記制御対象に出力する手段とを具備する
ことを要旨とする。
［発明の実施例］
第１図は本発明に係る装置の一実施例の構成を
示す機能ブロツク図である。
示す機能ブロツク図である。
係数部１では目標値SVに対して係数αが乗ぜ
られ、その出力信号αSVから測定値PVが加算部
３で減算され、偏差ε1（＝αSV−PV）が得られ
る。
られ、その出力信号αSVから測定値PVが加算部
３で減算され、偏差ε1（＝αSV−PV）が得られ
る。
一方、目標値SVは進み／遅れ演算部５で進
み／遅れ演算され、その出力信号から測定値 Ｖ
の減算が減算部７で行われ偏差ε2が求められてい
る。
み／遅れ演算され、その出力信号から測定値 Ｖ
の減算が減算部７で行われ偏差ε2が求められてい
る。
積分演算部９では偏差ε2に対する積分演算がさ
れ、その出力信号が先の偏差ε1とともに加算部１
１で加算合成される。そしてその出力信号は比例
ゲイン部１３に入力されて比例ゲインKpが乗ぜ
られる。
れ、その出力信号が先の偏差ε1とともに加算部１
１で加算合成される。そしてその出力信号は比例
ゲイン部１３に入力されて比例ゲインKpが乗ぜ
られる。
この比例ゲイン部１３の出力信号は操作信号
MVとして制御対象１５に加えられ、これによつ
て測定値PVが目標値SVと一致するよう調整制御
されている。
MVとして制御対象１５に加えられ、これによつ
て測定値PVが目標値SVと一致するよう調整制御
されている。
本実施例では上記進み／遅れ演算部５の演算式
は次の(4)式が用いられている。
は次の(4)式が用いられている。
１＋（１−β）・Ti・Ｓ／１＋Ti・Ｓ ……(4)
但し、Tiは積分時間、βは可変パラメータ、
Ｓは複素変数である。
Ｓは複素変数である。
同図から明らかなように、測定値PVの変化に
対しては Kp（１＋１／Ti・Ｓ） ……(5) また目標値変化に対しては Kp〔α＋１＋（１−β）Ti・ｓ／１＋Ti・Ｓ・１／Ti・
Ｓ〕 ……(6) の演算調整が行われる。ここで比例ゲインKp、
積分時間Tiとしては外乱抑制最適パラメータが
設定される。
対しては Kp（１＋１／Ti・Ｓ） ……(5) また目標値変化に対しては Kp〔α＋１＋（１−β）Ti・ｓ／１＋Ti・Ｓ・１／Ti・
Ｓ〕 ……(6) の演算調整が行われる。ここで比例ゲインKp、
積分時間Tiとしては外乱抑制最適パラメータが
設定される。
また目標値SV変化に対しては上記(6)式で係数
αと目標値SVの進み／遅れ演算部５の係数βを
変化させることによつて、外乱に対する積分項を
固定したままで目標値変化に対する積分時間のみ
を等価的に変更できるようにしている。
αと目標値SVの進み／遅れ演算部５の係数βを
変化させることによつて、外乱に対する積分項を
固定したままで目標値変化に対する積分時間のみ
を等価的に変更できるようにしている。
このため(6)式から積分項を変形すると
１＋（１−β）Ti・Ｓ／１＋Ti・Ｓ・１／Ti・Ｓ
＝１＋Ti・Ｓ）−β・Ti・Ｓ／１＋Ti・Ｓ×１／Ti・
Ｓ ＝（１−β・Ti・Ｓ／１＋Ti・Ｓ）・１／Ti・Ｓ ＝１／Ti・Ｓ＝β／１＋Ti・Ｓ ……(7) 上記(7)式で第１項は積分時間Tiの積分項、第
２項は進み／遅れ演算部５による積分調整項であ
る。したがつて上記(7)式の積分調整項の係数βを
変化させることによつて目標値変化に対する等価
的な積分時間Te（等価積分時間）を変化すること
ができる。
Ｓ ＝（１−β・Ti・Ｓ／１＋Ti・Ｓ）・１／Ti・Ｓ ＝１／Ti・Ｓ＝β／１＋Ti・Ｓ ……(7) 上記(7)式で第１項は積分時間Tiの積分項、第
２項は進み／遅れ演算部５による積分調整項であ
る。したがつて上記(7)式の積分調整項の係数βを
変化させることによつて目標値変化に対する等価
的な積分時間Te（等価積分時間）を変化すること
ができる。
上記(7)式においてβ＝０のときは積分時間の調
整なしで等価積分時間Te＝積分時間Tiとなる。
整なしで等価積分時間Te＝積分時間Tiとなる。
またβ＞０のときは等価積分時間Te＞積分時
間Tiとなる。
間Tiとなる。
更にβ＜０のときは等価積分時間Te＜積分時
間Tiとなることが容易に理解される。したがつ
て外乱抑制最適積分時間Tiが決まると、係数β
を可変することで簡単に等価積分時間Teを変更
できる。
間Tiとなることが容易に理解される。したがつ
て外乱抑制最適積分時間Tiが決まると、係数β
を可変することで簡単に等価積分時間Teを変更
できる。
第２図には係数β＝１及び1/2の２つのケース
について目標値SVの単位変化に対する出力が示
されている。図中イは積分項が１／TiSの曲線、
ロはイから積分調整項（１次遅れ分、β／１＋
TiS）（β＝１／２の時）を差し引いた曲線、ハはイ から積分調整項β／（１＋TiS）（β＝１の時）
を差し引いた曲線をそれぞれ示している。積分時
間Tiはイ→ロ→ハとなるに従つて大きくなる。
すなわち曲線イの下方ならば等価積分時間Teは
Te＞Tiとなつて大きくなり、また曲線イの上方
であれば等価積分時間TeはTe＜Tiとなつて小さ
くなる。したがつて、係数βの大きさを設定する
ことにより、等価積分時間Teを変更することが
可能となる。
について目標値SVの単位変化に対する出力が示
されている。図中イは積分項が１／TiSの曲線、
ロはイから積分調整項（１次遅れ分、β／１＋
TiS）（β＝１／２の時）を差し引いた曲線、ハはイ から積分調整項β／（１＋TiS）（β＝１の時）
を差し引いた曲線をそれぞれ示している。積分時
間Tiはイ→ロ→ハとなるに従つて大きくなる。
すなわち曲線イの下方ならば等価積分時間Teは
Te＞Tiとなつて大きくなり、また曲線イの上方
であれば等価積分時間TeはTe＜Tiとなつて小さ
くなる。したがつて、係数βの大きさを設定する
ことにより、等価積分時間Teを変更することが
可能となる。
次に本実施例における各制御定数Kp、Ki、Td
と係数（可変パラメータ）α、βの調整法および
本実施例の動作を説明する。
と係数（可変パラメータ）α、βの調整法および
本実施例の動作を説明する。
まず調整法としては(1)プロセス特性（プロセス
の時定数T0、むだ時間Ｌ、ゲインＫ）を求め、
これに基づき前記CHR法等により調整する方法
と、(2)プロセス特性が不明確な状態で目標値のス
テツプ応答が希望応答になるように各制御定数を
調整する方法とがある。
の時定数T0、むだ時間Ｌ、ゲインＫ）を求め、
これに基づき前記CHR法等により調整する方法
と、(2)プロセス特性が不明確な状態で目標値のス
テツプ応答が希望応答になるように各制御定数を
調整する方法とがある。
(1)の方法ではCHR法等によつて外乱抑制最適
特性状態、目標値追随最適特性状態の制御定数の
双方とも算出できるので、この結果に基づいて係
数α、βの値を算出することができる。
特性状態、目標値追随最適特性状態の制御定数の
双方とも算出できるので、この結果に基づいて係
数α、βの値を算出することができる。
また(2)の方法は、多くの場合に用いられる方法
である。この方法では目標値SVをステツプ状に
変化させ、その結果得られる制御量を制御量PV
の応答が希望する外乱抑制最適特性状態になるよ
うに制御定数Kp、Ti、Tdを調節し、その後応答
が希望する目標値追随最適特性状態になるように
係数α、βを修正するものである。例えば制御対
象１５の伝達係数Gp(S)を１／１＋5Se-2Lとしてシミ ユレーシヨンすると、第３図、第４図に示す如く
係数α、βの値によつて応答は変化している。
である。この方法では目標値SVをステツプ状に
変化させ、その結果得られる制御量を制御量PV
の応答が希望する外乱抑制最適特性状態になるよ
うに制御定数Kp、Ti、Tdを調節し、その後応答
が希望する目標値追随最適特性状態になるように
係数α、βを修正するものである。例えば制御対
象１５の伝達係数Gp(S)を１／１＋5Se-2Lとしてシミ ユレーシヨンすると、第３図、第４図に示す如く
係数α、βの値によつて応答は変化している。
係数αは制御定数のうち比例ゲインKpを調節
するもので、第３図に示すようにこの値を０≦α
≦１で変化させることにより、応答の立ち上がり
特性とオーバーシユートの状態を選択することが
できる。また、係数βは積分時間Tiを変更する
もので、第４図に示すようにこの値によつて応答
の立ち上がりに影響を与えることなくオーバーシ
ユートを改善できる。実際のシミユレーシヨンで
はα＝0.4、β＝0.15の時が最適特性となる。
するもので、第３図に示すようにこの値を０≦α
≦１で変化させることにより、応答の立ち上がり
特性とオーバーシユートの状態を選択することが
できる。また、係数βは積分時間Tiを変更する
もので、第４図に示すようにこの値によつて応答
の立ち上がりに影響を与えることなくオーバーシ
ユートを改善できる。実際のシミユレーシヨンで
はα＝0.4、β＝0.15の時が最適特性となる。
以上のようにして制御定数Kp、Ti、Tdおよび
係数α、βが設定されると、制御対象１５に外乱
が印加された場合には、制御量PVの変動と目標
値SVとの偏差に対して外乱抑制最適特性状態に
設定された制御定数Kp、Ti、Tdに基づき、操作
信号MVが演算され、この操作信号MVが制御対
象１５に供給されることで外乱による変動が早急
に抑制される。目標値SVが変化した場合、この
目標値SVの変化分については前記(7)式に示した
ように積分調整項の係数βを変化させることで外
乱抑制特性を国定したまま目標値SVの変化に対
して最適に応答するように制御される。
係数α、βが設定されると、制御対象１５に外乱
が印加された場合には、制御量PVの変動と目標
値SVとの偏差に対して外乱抑制最適特性状態に
設定された制御定数Kp、Ti、Tdに基づき、操作
信号MVが演算され、この操作信号MVが制御対
象１５に供給されることで外乱による変動が早急
に抑制される。目標値SVが変化した場合、この
目標値SVの変化分については前記(7)式に示した
ように積分調整項の係数βを変化させることで外
乱抑制特性を国定したまま目標値SVの変化に対
して最適に応答するように制御される。
以上説明したように本実施例によれば、目標値
SVに対して進み／遅れ演算部５を設け、この進
み／遅れ演算部５を介した目標値と測定値PVと
の偏差ε2を積分演算部９に導くように構成し、等
価積分時間Teを調整するようにしたので、調整
項のゲインは係数βのみによつて決定され、また
積分時間Tiを変更しても調整項ゲインに何ら影
響を与えないですむ。更に正規化されているので
積分時間Tiを変えても積分時間Tiと等価積分時
間Teとの関係が不変であるという効果が奏せら
れ、積分時間の調整が極めて容易となる。このた
め本実施例装置をプラント制御において多数使用
しても個々の制御装置の制御性を限界まで改善で
きシステム全体のプラント運転特性を飛躍的に向
上させることが可能となる。
SVに対して進み／遅れ演算部５を設け、この進
み／遅れ演算部５を介した目標値と測定値PVと
の偏差ε2を積分演算部９に導くように構成し、等
価積分時間Teを調整するようにしたので、調整
項のゲインは係数βのみによつて決定され、また
積分時間Tiを変更しても調整項ゲインに何ら影
響を与えないですむ。更に正規化されているので
積分時間Tiを変えても積分時間Tiと等価積分時
間Teとの関係が不変であるという効果が奏せら
れ、積分時間の調整が極めて容易となる。このた
め本実施例装置をプラント制御において多数使用
しても個々の制御装置の制御性を限界まで改善で
きシステム全体のプラント運転特性を飛躍的に向
上させることが可能となる。
更に既存のプロセス制御装置に進み／遅れ演算
部５を加えるのみで容易に実現可能となる。
部５を加えるのみで容易に実現可能となる。
第５図には本発明に係る装置の他の実施例が、
また第６図には本発明に係る装置の更に他の実施
例が示されている。なお、各図において前記第１
図に示した実施例と同一構成部分には同一符号を
付し、その説明は省略する。
また第６図には本発明に係る装置の更に他の実施
例が示されている。なお、各図において前記第１
図に示した実施例と同一構成部分には同一符号を
付し、その説明は省略する。
第５図に示す実施例は、いわゆるPV微分先行
型のPID調節装置であり、微分演算部１７では測
定値PVに対して微分演算がされ、その出力信号
が前記偏差ε1、ε2と共に加算部１１で加算合成さ
れている。なおその他の構成部分は前記第１図の
実施例と同様である。
型のPID調節装置であり、微分演算部１７では測
定値PVに対して微分演算がされ、その出力信号
が前記偏差ε1、ε2と共に加算部１１で加算合成さ
れている。なおその他の構成部分は前記第１図の
実施例と同様である。
また、第６図に示す実施例は不完全微分動作型
のPID調節装置であり、係数部１９では目標値
SVに対して係数γが乗ぜられ、その出力信号
γSVから測定値PVが減算部２１で減算されて偏
差ε3（＝γSV−PV）が得られている。この偏差ε3
に対して微分演算部１７では微分演算がされ、そ
の出力信号が前記偏差ε1、ε2と共に加算部１１で
加算合成されている。
のPID調節装置であり、係数部１９では目標値
SVに対して係数γが乗ぜられ、その出力信号
γSVから測定値PVが減算部２１で減算されて偏
差ε3（＝γSV−PV）が得られている。この偏差ε3
に対して微分演算部１７では微分演算がされ、そ
の出力信号が前記偏差ε1、ε2と共に加算部１１で
加算合成されている。
第５図、第６図に示したこれらの実施例におい
ても進み／遅れ演算部５による積分調整が行われ
ているので係数βを可変することで積分時間を容
易に変更することができる。
ても進み／遅れ演算部５による積分調整が行われ
ているので係数βを可変することで積分時間を容
易に変更することができる。
第７図は、本発明に係るプロセス制御装置の別
の実施例を示すものである。なお、同図において
前記第１図に示した実施例と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。
の実施例を示すものである。なお、同図において
前記第１図に示した実施例と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。
このプロセス制御装置は、目標値SVが係数部
１に入力される一方、遅れ演算部２５に入力され
ると共に減算部７で測定値PV分だけ減算され積
分演算部９に入力される。遅れ演算部２５で遅れ
演算された出力信号および積分演算部９で積分演
算された出力信号は、減算部２７で減算処理さ
れ、前記加算部１１に出力されている。
１に入力される一方、遅れ演算部２５に入力され
ると共に減算部７で測定値PV分だけ減算され積
分演算部９に入力される。遅れ演算部２５で遅れ
演算された出力信号および積分演算部９で積分演
算された出力信号は、減算部２７で減算処理さ
れ、前記加算部１１に出力されている。
具体的には、遅れ演算部２５はβ／１＋Tisで
示される一次遅れ要素が設定されており、減算部
２７から加算部１１への出力信号としては、次式
の如くなる。
示される一次遅れ要素が設定されており、減算部
２７から加算部１１への出力信号としては、次式
の如くなる。
（１／Ti・Ｓ−β／１＋Ti・Ｓ）SV−１／Ti・ＳPV
したがつて、減算部７，２７、積分演算部９、
遅れ演算部２５は進み／遅れ演算手段を構成して
いることになり、操作信号MVとしては、次式の
ようになる。
遅れ演算部２５は進み／遅れ演算手段を構成して
いることになり、操作信号MVとしては、次式の
ようになる。
MV＝Kp｛（α＋１／Ti・Ｓ−β／１＋Ti
・Ｓ）SV−（１＋１／Ti・Ｓ）PV｝ これにより、本実施例のプロセス制御装置で
は、前記第１図と同様の制御がなされ、目標値
SV変化に対して係数αおよびβを変化させるこ
とによつて、外乱に対する積分項を固定したまま
で目標値変化に対する積分時間のみを等価的に変
更することができる。加えて、前記第１図では、
積分時間を変更するために進み／遅れ演算部５を
必要としたが、本実施例では、このような複雑な
演算部を必要とせず、単なる一次遅れ要素をもつ
て構成できるという利点をも有している。
・Ｓ）SV−（１＋１／Ti・Ｓ）PV｝ これにより、本実施例のプロセス制御装置で
は、前記第１図と同様の制御がなされ、目標値
SV変化に対して係数αおよびβを変化させるこ
とによつて、外乱に対する積分項を固定したまま
で目標値変化に対する積分時間のみを等価的に変
更することができる。加えて、前記第１図では、
積分時間を変更するために進み／遅れ演算部５を
必要としたが、本実施例では、このような複雑な
演算部を必要とせず、単なる一次遅れ要素をもつ
て構成できるという利点をも有している。
以上、いわゆる位置型演算方式について説明し
たが、本発明はこれに限られずDDC（Direct
Degital Control）で多用されている速度型演算
方式についても適応できることは勿論である。
たが、本発明はこれに限られずDDC（Direct
Degital Control）で多用されている速度型演算
方式についても適応できることは勿論である。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、外乱抑制
状態を維持しつつも目標値変化に対する積分時間
を容易に調整することが可能となる。しかも、目
標値フイルタを付加するのみで、調整パラメータ
を増加することなく、２自由度化でき、制御性の
向上が可能となる。したがつて、調整パラメータ
の増加がないので、数100〜数1000ループの中・
大規模システムへの適用が容易に可能となる。
状態を維持しつつも目標値変化に対する積分時間
を容易に調整することが可能となる。しかも、目
標値フイルタを付加するのみで、調整パラメータ
を増加することなく、２自由度化でき、制御性の
向上が可能となる。したがつて、調整パラメータ
の増加がないので、数100〜数1000ループの中・
大規模システムへの適用が容易に可能となる。
第１図は本発明に係る装置の一実施例の構成を
示す機能ブロツク図、第２図乃至第４図は本発明
の一実施例の作用を説明するための図、第５図お
よび第６図は本発明にかかる装置の他の実施例の
構成を示す機能ブロツク図、第７図は本発明にか
かる装置の別の実施例の構成を示す構成ブロツク
図、第８図は従来例の構成を示す機能ブロツク
図、第９図および第１０図は同従来例を説明する
ための図である。 ５……進み／遅れ演算部、７，２７……減算
部、９……積分演算部、１３……比例ゲイン部、
１５……制御対象、２５……遅れ演算部。
示す機能ブロツク図、第２図乃至第４図は本発明
の一実施例の作用を説明するための図、第５図お
よび第６図は本発明にかかる装置の他の実施例の
構成を示す機能ブロツク図、第７図は本発明にか
かる装置の別の実施例の構成を示す構成ブロツク
図、第８図は従来例の構成を示す機能ブロツク
図、第９図および第１０図は同従来例を説明する
ための図である。 ５……進み／遅れ演算部、７，２７……減算
部、９……積分演算部、１３……比例ゲイン部、
１５……制御対象、２５……遅れ演算部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 目標値SVに係数αを乗じた値αSVと制御対
象の測定値PVとの偏差ε1を演算する手段と、 目標値SVに対して以下の演算式 １＋（１−β）Ti・ｓ／１＋Ti・ｓ Ti；積分時間 β；係数 ｓ；複素変数 を乗じ、係数βを可変することによつて進み／遅
れ演算をする進み／遅れ演算手段と、 この進み／遅れ演算手段の出力と前記測定値
PVとの偏差ε2を演算する手段と、 この偏差ε2に対して積分時間Tiで積分する積
分演算手段と、 この積分演算手段の出力と前記偏差ε1とを加算
する加算手段と、 この加算手段の出力に対して比例ゲインKpを
乗じて前記制御対象に出力する手段と、 を具備することを特徴とするプロセス制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14851085A JPS629405A (ja) | 1985-07-06 | 1985-07-06 | プロセス制御装置 |
| US06/829,606 US4755924A (en) | 1985-02-19 | 1986-02-14 | Process controller having an adjustment system with two degrees of freedom |
| DE3650164T DE3650164T2 (de) | 1985-02-19 | 1986-02-19 | Prozessregler mit einem System zur Einstellung mit zwei Freiheitsgraden. |
| EP86102109A EP0192245B1 (en) | 1985-02-19 | 1986-02-19 | Process controller having an adjustment system with two degrees of freedom |
| CN86101892.3A CN1010433B (zh) | 1985-02-19 | 1986-02-19 | 具有两个自由度的调节系统的过程控制装置 |
| IN884MA1990 IN173097B (ja) | 1985-02-19 | 1990-11-05 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14851085A JPS629405A (ja) | 1985-07-06 | 1985-07-06 | プロセス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS629405A JPS629405A (ja) | 1987-01-17 |
| JPH0556522B2 true JPH0556522B2 (ja) | 1993-08-19 |
Family
ID=15454376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14851085A Granted JPS629405A (ja) | 1985-02-19 | 1985-07-06 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS629405A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2845534B2 (ja) * | 1989-12-28 | 1999-01-13 | 株式会社東芝 | ２自由度調節装置 |
| JP2772059B2 (ja) * | 1989-09-11 | 1998-07-02 | 株式会社東芝 | ２自由度ｐｉｄ制御装置 |
| JP2772106B2 (ja) * | 1990-04-18 | 1998-07-02 | 株式会社東芝 | ２自由度調節装置 |
| JP4619985B2 (ja) | 2006-04-28 | 2011-01-26 | 住友重機械工業株式会社 | 放射線検出器および放射線検査装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5248782A (en) * | 1975-09-01 | 1977-04-19 | C S Ii:Kk | Control method which decides manipulated variable on the basis of both control error and command |
| JPS54116580A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Toshiba Corp | Process controller |
| JPS58192101A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 制御装置 |
-
1985
- 1985-07-06 JP JP14851085A patent/JPS629405A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5248782A (en) * | 1975-09-01 | 1977-04-19 | C S Ii:Kk | Control method which decides manipulated variable on the basis of both control error and command |
| JPS54116580A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Toshiba Corp | Process controller |
| JPS58192101A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS629405A (ja) | 1987-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |