JPH0566602B2 - - Google Patents
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- JPH0566602B2 JPH0566602B2 JP60154886A JP15488685A JPH0566602B2 JP H0566602 B2 JPH0566602 B2 JP H0566602B2 JP 60154886 A JP60154886 A JP 60154886A JP 15488685 A JP15488685 A JP 15488685A JP H0566602 B2 JPH0566602 B2 JP H0566602B2
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- controlled
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 37
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- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
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- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は制御対象を時間的に制御するPID制御
装置に関し、特にPID定数のチユーニングに特徴
を有するPID制御装置に関するものである。
装置に関し、特にPID定数のチユーニングに特徴
を有するPID制御装置に関するものである。
本発明によるPID制御装置は、制御量が設定値
より充分低いときにステツプ操作を繰り返すこと
によつて速い応答速度及び遅い応答速度を有する
複数のPID定数を算出し、それらに基づいて制御
対象の制御量が設定値より充分異なるときに遅い
応答速度のPID定数、制御量が設定値に近い場合
には速い応答速度を有するPID定数を用いてPID
制御するようにしたPID制御装置である。
より充分低いときにステツプ操作を繰り返すこと
によつて速い応答速度及び遅い応答速度を有する
複数のPID定数を算出し、それらに基づいて制御
対象の制御量が設定値より充分異なるときに遅い
応答速度のPID定数、制御量が設定値に近い場合
には速い応答速度を有するPID定数を用いてPID
制御するようにしたPID制御装置である。
各種の制御装置、例えば温度調節装置等にあつ
ては、温度を単一設定温度に制御する制御装置や
プログラム機能を有し、所定の制御パターンによ
つて時間的に温度制御を行うプログラム制御装置
がある。これらの制御装置は制御対象をPID制御
するためにあらかじめPID定数を決定しておく必
要がある。又制御対象が異なればその対象に応じ
たPID定数に変更する必要があり、その定数を決
定するためにチユーニング操作が必要となる。こ
のチユーニング法としてはステツプ応答法と限界
感度法（周波数応答法）が用いられている。ステ
ツプ応答法は現在値、例えば現在の温度が設定温
度より充分に低い場合に100％の操作量によつて
制御対象を制御したときに、その制御量の最大傾
斜を応答速度Ｒとし、その応答速度の接線までの
時間を無駄時間Ｌとし、Ｒ、Ｌの値から所定の式
に従つてPID定数を求めるものである。このステ
ツプ応答法によれば100％の操作量によつて制御
対象を制御するだけで短時間で容易にPID定数を
得ることが可能である。
ては、温度を単一設定温度に制御する制御装置や
プログラム機能を有し、所定の制御パターンによ
つて時間的に温度制御を行うプログラム制御装置
がある。これらの制御装置は制御対象をPID制御
するためにあらかじめPID定数を決定しておく必
要がある。又制御対象が異なればその対象に応じ
たPID定数に変更する必要があり、その定数を決
定するためにチユーニング操作が必要となる。こ
のチユーニング法としてはステツプ応答法と限界
感度法（周波数応答法）が用いられている。ステ
ツプ応答法は現在値、例えば現在の温度が設定温
度より充分に低い場合に100％の操作量によつて
制御対象を制御したときに、その制御量の最大傾
斜を応答速度Ｒとし、その応答速度の接線までの
時間を無駄時間Ｌとし、Ｒ、Ｌの値から所定の式
に従つてPID定数を求めるものである。このステ
ツプ応答法によれば100％の操作量によつて制御
対象を制御するだけで短時間で容易にPID定数を
得ることが可能である。
しかしながら従来のステツプ応答法によれば、
制御量が設定値より充分低い場合の片方向だけの
応答速度を算出するものであり、PID定数の精度
があまり高くないという問題点があつた。又PID
制御を開始すれば制御量が目標設定値に近づくが
制御量が設定値より充分低い場合のステツプ応答
に対してPID定数を算出しているため、実際の制
御時のPID定数の精度が低くなるという問題点も
あつた。
制御量が設定値より充分低い場合の片方向だけの
応答速度を算出するものであり、PID定数の精度
があまり高くないという問題点があつた。又PID
制御を開始すれば制御量が目標設定値に近づくが
制御量が設定値より充分低い場合のステツプ応答
に対してPID定数を算出しているため、実際の制
御時のPID定数の精度が低くなるという問題点も
あつた。
本発明はこのようなPID制御装置の問題点に鑑
みて成されたものであつて、立上り時及び立下り
時のステツプ応答と、制御量が設定値に近い際の
ステツプ応答により複数のPID定数を求めて制御
することができるPID制御装置を提供するもので
ある。
みて成されたものであつて、立上り時及び立下り
時のステツプ応答と、制御量が設定値に近い際の
ステツプ応答により複数のPID定数を求めて制御
することができるPID制御装置を提供するもので
ある。
本発明は制御対象の制御量を検出する検出手段
と、制御対象に制御操作を行う出力手段とを有す
る制御装置であつて、設定値と制御量との偏差の
大きい制御量において、ステツプ応答に対する制
御量の立上り時及び立下り時のいずれかの早い応
答速度を最大応答速度とし、操作を停止している
間のオフ制御量を越える制御量となるので期間の
１／２の時間を無駄時間として算出する第１のPID
定数算出手段と、設定値と制御量との偏差の小さ
い制御量において、PID定数算出時にオフ制御量
を越える第１の時点から制御を停止しオフ制御量
以下となり、再びステツプ応答によりオフ制御量
を越えるまでの時間の1/4を無駄時間とし、その
時点以後のステツプ応答の最大応答を最大応答速
度としてPID定数を算出する第２のPID定数算出
手段と、設定値と制御量との偏差に基づいて第
１、第２のPID定数算出手段により算出された第
１、第２のPID定数を夫々選択して制御対象を制
御することを特徴とするものである。
と、制御対象に制御操作を行う出力手段とを有す
る制御装置であつて、設定値と制御量との偏差の
大きい制御量において、ステツプ応答に対する制
御量の立上り時及び立下り時のいずれかの早い応
答速度を最大応答速度とし、操作を停止している
間のオフ制御量を越える制御量となるので期間の
１／２の時間を無駄時間として算出する第１のPID
定数算出手段と、設定値と制御量との偏差の小さ
い制御量において、PID定数算出時にオフ制御量
を越える第１の時点から制御を停止しオフ制御量
以下となり、再びステツプ応答によりオフ制御量
を越えるまでの時間の1/4を無駄時間とし、その
時点以後のステツプ応答の最大応答を最大応答速
度としてPID定数を算出する第２のPID定数算出
手段と、設定値と制御量との偏差に基づいて第
１、第２のPID定数算出手段により算出された第
１、第２のPID定数を夫々選択して制御対象を制
御することを特徴とするものである。
このような特徴を有する本発明によれば、チユ
ーニング時に操作を断続することによつて立上り
及び立下りの最大応答速度を求め、その最大値を
応答速度としている。そのため応答速度の精度を
向上させることができる。又第１のPID定数算出
手段によつてオフ制御量に達したときに操作を停
止し、オフ制御量を越えた瞬間から再びオフ制御
量以下となつた時間までの1/2の時間を無駄時間
としている。又第２のPID定数算出手段ではオフ
制御量を越えた瞬間からオフ制御量以下となり、
再びステツプ応答によつてオフ制御量を越えるま
での時間の1/4の時間を無駄時間Ｌとしている。
そしてこれらの値から第１、第２のPID定数を算
出して保持している。そして設定値と制御量との
偏差が大きいときには、応答速度の遅いPID定数
を用いて制御するのでオーバーシユートを少なく
することができる。又制御量が設定値に近く偏差
が小さくなれば、速い応答速度を有するPID定数
に切り換えて制御している。そのためオーバーシ
ユートはあつても整定時間を短くすることが可能
である。このように複数のPID定数を切り換える
ことによつて、初期のオーバーシユートを押さえ
定常状態の制御性の安定化することが可能とな
る。
ーニング時に操作を断続することによつて立上り
及び立下りの最大応答速度を求め、その最大値を
応答速度としている。そのため応答速度の精度を
向上させることができる。又第１のPID定数算出
手段によつてオフ制御量に達したときに操作を停
止し、オフ制御量を越えた瞬間から再びオフ制御
量以下となつた時間までの1/2の時間を無駄時間
としている。又第２のPID定数算出手段ではオフ
制御量を越えた瞬間からオフ制御量以下となり、
再びステツプ応答によつてオフ制御量を越えるま
での時間の1/4の時間を無駄時間Ｌとしている。
そしてこれらの値から第１、第２のPID定数を算
出して保持している。そして設定値と制御量との
偏差が大きいときには、応答速度の遅いPID定数
を用いて制御するのでオーバーシユートを少なく
することができる。又制御量が設定値に近く偏差
が小さくなれば、速い応答速度を有するPID定数
に切り換えて制御している。そのためオーバーシ
ユートはあつても整定時間を短くすることが可能
である。このように複数のPID定数を切り換える
ことによつて、初期のオーバーシユートを押さえ
定常状態の制御性の安定化することが可能とな
る。
第１図は本発明の一実施例を示すプログラム温
度調節装置の全体構成図である。本図において温
度調節装置１は制御ステツプの設定、チユーニン
グ要求等の操作を行う設定器２、ステツプの番号
や設定温度、現在の温度を表示する表示部３、制
御対象４の温度を検知しデジタル信号に変換する
センサ入力部５、センサ入力部５より得られるデ
ータに基づいてPID定数を算出すると共に所定の
処理手順に従つて制御対象４を制御する制御部
６、ヒータやモータ等から成り制御部６に接続さ
れて制御対象４を直接制御する出力部７が設けら
れる。制御部６は中央演算装置（以下CPUとい
う）から成り、記憶手段としてリードオンリメモ
リ（以下ROMという）、及びランダムアクセス
メモリ（以下RAMという）から成るメモリ８が
接続される。メモリ８内のROMには制御部６の
演算処理手順を記憶しており、RAMは設定器２
やセンサ入力部５より与えられる各種の制御デー
タ及びチユーニング時に用いられるデータを記憶
する領域を有している。
度調節装置の全体構成図である。本図において温
度調節装置１は制御ステツプの設定、チユーニン
グ要求等の操作を行う設定器２、ステツプの番号
や設定温度、現在の温度を表示する表示部３、制
御対象４の温度を検知しデジタル信号に変換する
センサ入力部５、センサ入力部５より得られるデ
ータに基づいてPID定数を算出すると共に所定の
処理手順に従つて制御対象４を制御する制御部
６、ヒータやモータ等から成り制御部６に接続さ
れて制御対象４を直接制御する出力部７が設けら
れる。制御部６は中央演算装置（以下CPUとい
う）から成り、記憶手段としてリードオンリメモ
リ（以下ROMという）、及びランダムアクセス
メモリ（以下RAMという）から成るメモリ８が
接続される。メモリ８内のROMには制御部６の
演算処理手順を記憶しており、RAMは設定器２
やセンサ入力部５より与えられる各種の制御デー
タ及びチユーニング時に用いられるデータを記憶
する領域を有している。
第２図はRAMの記憶内容を示すメモリマツプ
である。本図においてRAMにはチユーニング時
に得られる応答速度R1〜R3、時間L1、L2及びオ
フ温度、チユーニング時のフエーズを定めるフエ
ーズカウンタ及びカウンタＣとサンプリング間隔
を定めるサンプリングカウンタを記憶する領域が
設けられ、更にこれらのチユーニングにより得ら
れる応答速度の遅いPID定数、即ち比例定数PL、
積分定数IL、微分定数DLと応答時間の速いPID定
数、即ちPF、IF、DF、更に温度の設定値と現在温
度及び前サンプリング時の温度を記憶する各領域
が設けられる。
である。本図においてRAMにはチユーニング時
に得られる応答速度R1〜R3、時間L1、L2及びオ
フ温度、チユーニング時のフエーズを定めるフエ
ーズカウンタ及びカウンタＣとサンプリング間隔
を定めるサンプリングカウンタを記憶する領域が
設けられ、更にこれらのチユーニングにより得ら
れる応答速度の遅いPID定数、即ち比例定数PL、
積分定数IL、微分定数DLと応答時間の速いPID定
数、即ちPF、IF、DF、更に温度の設定値と現在温
度及び前サンプリング時の温度を記憶する各領域
が設けられる。
次に本実施例のプログラム温度調節装置のチユ
ーニング動作について第３図のフローチヤートを
参照しつつ説明する。このフローチヤートにおい
て引き出し線を用いて示す番号は制御部６の処理
ルーチン又は動作ステツプを示すものである。ま
ずチユーニングを行う際には設定器２よりチユー
ニング設定状態とする。そして動作を開始する
と、まずステツプ10において設定器２より入力さ
れた設定値を読込む。そしてステツプ11に進んで
チユーニング状態かどうかをチエツクし、チユー
ニング状態であればステツプ12においてフエーズ
が０となつているかどうかをチエツクする。最初
はフエーズカウンタが０であるのでステツプ13に
進んで、制御量が設定値より充分低い状態となり
チユーニング開始条件が整つているかどうかをチ
エツクする。この条件が整つていなければ出力を
オフとしてサンプリング周期の完了を待受け（ス
テツプ14、15）、第４図の時刻t1に示すように制
御量がチユーニング開始条件より低くなれば、ス
テツプ16、17に進んで出力をオンとしフエーズを
１とする。そうすれば出力部７より制御対象が加
熱され第４図に示すように制御量である温度は
徐々に上昇する。このときフエーズが１であるの
でサンプリング周期の完了毎にステツプ12からス
テツプ18を介してステツプ19に進み、立上り時の
最大応答速度R1を測定する。そしてステツプ20
においてこの温度上昇によつて30秒後に設定値を
通過するかどうかをチエツクし、通過しなければ
ステツプ15に進んでサンプリングの完了を待受け
て同様の処理を繰り返す。そして温度上昇により
30秒後に設定値を通過する時刻t2には出力部７の
出力をオフとし、ステツプ22に進んでオフ温度を
記憶する。更にRAMのフエーズカウンタをイン
クリメントし（ステツプ23）、ステツプ15に進ん
でサンプリング周期の完了を待ち受ける。次のサ
ンプリング周期ではフエーズが２となつているの
でステツプ11、12、18及び24を介してステツプ25
に進み、温度が下降するかどうかをチエツクす
る。温度が下降する時刻t3にはステツプ26に進ん
でフエーズカウンタをインクリメントしサンプリ
ング周期の終了を待受ける。
ーニング動作について第３図のフローチヤートを
参照しつつ説明する。このフローチヤートにおい
て引き出し線を用いて示す番号は制御部６の処理
ルーチン又は動作ステツプを示すものである。ま
ずチユーニングを行う際には設定器２よりチユー
ニング設定状態とする。そして動作を開始する
と、まずステツプ10において設定器２より入力さ
れた設定値を読込む。そしてステツプ11に進んで
チユーニング状態かどうかをチエツクし、チユー
ニング状態であればステツプ12においてフエーズ
が０となつているかどうかをチエツクする。最初
はフエーズカウンタが０であるのでステツプ13に
進んで、制御量が設定値より充分低い状態となり
チユーニング開始条件が整つているかどうかをチ
エツクする。この条件が整つていなければ出力を
オフとしてサンプリング周期の完了を待受け（ス
テツプ14、15）、第４図の時刻t1に示すように制
御量がチユーニング開始条件より低くなれば、ス
テツプ16、17に進んで出力をオンとしフエーズを
１とする。そうすれば出力部７より制御対象が加
熱され第４図に示すように制御量である温度は
徐々に上昇する。このときフエーズが１であるの
でサンプリング周期の完了毎にステツプ12からス
テツプ18を介してステツプ19に進み、立上り時の
最大応答速度R1を測定する。そしてステツプ20
においてこの温度上昇によつて30秒後に設定値を
通過するかどうかをチエツクし、通過しなければ
ステツプ15に進んでサンプリングの完了を待受け
て同様の処理を繰り返す。そして温度上昇により
30秒後に設定値を通過する時刻t2には出力部７の
出力をオフとし、ステツプ22に進んでオフ温度を
記憶する。更にRAMのフエーズカウンタをイン
クリメントし（ステツプ23）、ステツプ15に進ん
でサンプリング周期の完了を待ち受ける。次のサ
ンプリング周期ではフエーズが２となつているの
でステツプ11、12、18及び24を介してステツプ25
に進み、温度が下降するかどうかをチエツクす
る。温度が下降する時刻t3にはステツプ26に進ん
でフエーズカウンタをインクリメントしサンプリ
ング周期の終了を待受ける。
次にフエーズ３ではステツプ27よりステツプ28
に進んで第４図に示すように立下り時の最大応答
速度R2を測定する。そしてステツプ29に進んで
ステツプ22で記憶したオフ温度を通過するかどう
かをチエツクし、オフ温度を通過する時刻t4には
出力部７の出力をオンとしステツプ31に進んでフ
エーズカウンタをインクリメントする。そしてフ
エーズ４ではステツプ32よりステツプ33に進んで
オフ温度点を通過したかどうかをチエツクし、通
過する場合にはフエーズカウンタをインクリメン
トする（ステツプ34）。更にフエーズ５ではステ
ツプ35よりステツプ36に進んで最大応答速度R3
を測定する。そしてステツプ37において30秒後に
設定値を通過する制御量に達しているかどうかを
チエツクし、この制御量に達している時刻t6には
ルーチン３８に進んで後述するように速い応答速
度及び遅い応答速度を有する２つのPID定数を算
出し、PID定数をRAMの所定領域にセツトする
（ステツプ39）。そしてステツプ40、41においてフ
エーズカウンタをクリアし、チユーニングを終了
してステツプ11に戻る。
に進んで第４図に示すように立下り時の最大応答
速度R2を測定する。そしてステツプ29に進んで
ステツプ22で記憶したオフ温度を通過するかどう
かをチエツクし、オフ温度を通過する時刻t4には
出力部７の出力をオンとしステツプ31に進んでフ
エーズカウンタをインクリメントする。そしてフ
エーズ４ではステツプ32よりステツプ33に進んで
オフ温度点を通過したかどうかをチエツクし、通
過する場合にはフエーズカウンタをインクリメン
トする（ステツプ34）。更にフエーズ５ではステ
ツプ35よりステツプ36に進んで最大応答速度R3
を測定する。そしてステツプ37において30秒後に
設定値を通過する制御量に達しているかどうかを
チエツクし、この制御量に達している時刻t6には
ルーチン３８に進んで後述するように速い応答速
度及び遅い応答速度を有する２つのPID定数を算
出し、PID定数をRAMの所定領域にセツトする
（ステツプ39）。そしてステツプ40、41においてフ
エーズカウンタをクリアし、チユーニングを終了
してステツプ11に戻る。
次に第５図はタイマ割込み処理を示すフローチ
ヤートである。制御部６は所定時間毎にタイマ割
込み処理を実行しており、割込みがあればステツ
プ50、51において設定値を読込んで表示部３より
表示する。そしてステツプ52、53においてそのと
きのフエーズカウンタをチエツクし、フエーズが
２又３であればステツプ54、55においてカウンタ
L1、L2をインクリメントして処理を終了する。
又フエーズが４であればステツプ56よりステツプ
57に進みカウンタL1を停止し、カウンタL2のみ
をインクリメントする。更にフエーズが５となれ
ばステツプ58を介してステツプ59に進んでカウン
タL2を停止する。そうすればカウンタL1には第
４図に示すように時刻t2〜t4間の時間が記憶さ
れ、カウンタL2には時刻t2〜t5間の時間が夫々記
憶されることとなる。
ヤートである。制御部６は所定時間毎にタイマ割
込み処理を実行しており、割込みがあればステツ
プ50、51において設定値を読込んで表示部３より
表示する。そしてステツプ52、53においてそのと
きのフエーズカウンタをチエツクし、フエーズが
２又３であればステツプ54、55においてカウンタ
L1、L2をインクリメントして処理を終了する。
又フエーズが４であればステツプ56よりステツプ
57に進みカウンタL1を停止し、カウンタL2のみ
をインクリメントする。更にフエーズが５となれ
ばステツプ58を介してステツプ59に進んでカウン
タL2を停止する。そうすればカウンタL1には第
４図に示すように時刻t2〜t4間の時間が記憶さ
れ、カウンタL2には時刻t2〜t5間の時間が夫々記
憶されることとなる。
次にこうして得られた応答速度R1〜R2、時間
L1、L2に基づいて２つのPID定数を算出する処理
について説明する。遅い応答速度を有する第１の
PID定数は、第４図において立上り時の最大応答
R1と立下り時の最大応答R2のうち大きい方を応
答速度Ｒとし、オフ温度を越えた時間L1の1/2の
時間を無駄時間Ｌとして、ジーグラニコラス法に
よりPID定数を算出する。ここで比例定数Kp、
積分時間Ti、微分時間Tdは無駄時間をＬ、応答
速度をＲとすると、夫々次式より求めることがで
きる、 Kp＝1.2／RL Ti＝2L ……(1) Td＝0.5L この式よりPID定数PL、IL、DLを PL＝ｋ・Kp IL＝Kp・τ／Ti ……(2) DLKp・Td／τ （ｋ：ゲイン定数） （τ：サンプリング周期） 次に速い応答速度を有する第２のPID定数PF、
IF、Ｄはオフ温度から立上る最大応答R3を応答速
度Ｒとし、制御量が一旦オフ温度以下となつて再
びオフ温度を越える時刻t5までの時間L2の1/4を
無駄時間Ｌとして、(1)、(2)式と同様にして算出す
る。
L1、L2に基づいて２つのPID定数を算出する処理
について説明する。遅い応答速度を有する第１の
PID定数は、第４図において立上り時の最大応答
R1と立下り時の最大応答R2のうち大きい方を応
答速度Ｒとし、オフ温度を越えた時間L1の1/2の
時間を無駄時間Ｌとして、ジーグラニコラス法に
よりPID定数を算出する。ここで比例定数Kp、
積分時間Ti、微分時間Tdは無駄時間をＬ、応答
速度をＲとすると、夫々次式より求めることがで
きる、 Kp＝1.2／RL Ti＝2L ……(1) Td＝0.5L この式よりPID定数PL、IL、DLを PL＝ｋ・Kp IL＝Kp・τ／Ti ……(2) DLKp・Td／τ （ｋ：ゲイン定数） （τ：サンプリング周期） 次に速い応答速度を有する第２のPID定数PF、
IF、Ｄはオフ温度から立上る最大応答R3を応答速
度Ｒとし、制御量が一旦オフ温度以下となつて再
びオフ温度を越える時刻t5までの時間L2の1/4を
無駄時間Ｌとして、(1)、(2)式と同様にして算出す
る。
次に第６図はこの２種類のPID定数を用いて制
御対象４を制御する場合の制御量の変化を示す図
である。本図において立上り時には設定値と制御
量が大きく異なり遅い応答速度を有する第１の
PID定数で制御する場合にはオーバーシユートは
a1、整定時間はTS1であり、速い応答速度を有す
る第２のPID定数を用いた場合にはオーバーシユ
ートはa2となり整定時間はTS2となる。このよう
に立上り時には整定時間は長くてもオーバーシユ
ートの小さい第１のPID定数を用いて制御するこ
とが好ましい。又一旦整定した後に外乱が加わつ
た場合には、第１のPID定数を用いて制御すれば
整定時間はTS1′となり第２のPID定数ではTS2′と
なる。この場合にはオーバーシユートはわずかで
あるので速い応答速度を持つ第２のPID定数によ
つて制御し整定時間を短くするようにすることが
好ましい。
御対象４を制御する場合の制御量の変化を示す図
である。本図において立上り時には設定値と制御
量が大きく異なり遅い応答速度を有する第１の
PID定数で制御する場合にはオーバーシユートは
a1、整定時間はTS1であり、速い応答速度を有す
る第２のPID定数を用いた場合にはオーバーシユ
ートはa2となり整定時間はTS2となる。このよう
に立上り時には整定時間は長くてもオーバーシユ
ートの小さい第１のPID定数を用いて制御するこ
とが好ましい。又一旦整定した後に外乱が加わつ
た場合には、第１のPID定数を用いて制御すれば
整定時間はTS1′となり第２のPID定数ではTS2′と
なる。この場合にはオーバーシユートはわずかで
あるので速い応答速度を持つ第２のPID定数によ
つて制御し整定時間を短くするようにすることが
好ましい。
次に第７図はこうして求めた２種類のPID定数
を用いてPID制御を行う際のフローチヤート、第
８図はそのときの制御量の変化を示すグラフであ
る。動作を開始すると、まずルーチン６０におい
てPID制御処理を行い次いでステツプ61において
フエーズが３であるかどうかをチエツクする。フ
エーズ３は定常状態において速い応答速度を有す
る第２のPID定数による制御を行うものとする。
フエーズ３であればステツプ62、63に進んで設定
値と制御量との差、則ち、偏差を算出し、偏差が
比例帯の1/2より大きいかどうかをチエツクする。
この偏差が1/2より小さければ定常状態でありそ
のまま第２のPID定数PF、IF、DFでのPID制御を
続ければよいのでステツプ64に進んでサンプリン
グが完了するかどうかをチエツクし、サンプリン
グ周期が終了すればルーチン６０に戻つて通常の
PID制御を繰り返す。又ステツプ63において偏差
が比例帯の1/2を越えればステツプ65に進んで遅
い応答速度の第１のPID定数PL、IL、DLをセツト
し、ステツプ66においてフエーズを１に切り換え
る。そしてステツプ67においてカウンタＣをクリ
アしステツプ64に進んで同様の処理を繰り返す。
ここで第８図に示すように時刻t10に設定値１か
ら設定値２に切り換えられたものとすると、ステ
ツプ62で算出する偏差が比例帯を越えるためフエ
ーズが１に切り替わる。そうすれば次のサンプリ
ング周期ではステツプ61よりステツプ68に進んで
偏差を算出し、偏差が±0.2％FS（FS：フルスケー
ル）以下となるかどうかをチエツクする（ステツ
プ69）。偏差がこの値を越えていればステツプ64
に進んでそのまま第１のPID定数を用いて制御対
象４をPID制御する。そうすれば前述したように
整定時間は長いがオーバーシユートが少ないよう
に制御が成される。そしてステツプ69において偏
差が0.2％FS以下となる時刻t11には、ステツプ70
を介してステツプ71に進んでフエーズを２に切り
換える。そして以後の各サンプリング周期ではス
テツプ70よりステツプ72を介してステツプ73に進
み、カウンタＣをインクリメントする。そしてカ
ウンタＣの計数値が256を越えるかどうかをチエ
ツクし（ステツプ74）、この値以下であればステ
ツプ64に戻つてサンプリング周期の完了を待受け
て同様の処理を繰り返す。そしてフエーズ２でカ
ウンタＣの計数値が256を越える時刻t12にはステ
ツプ74よりステツプ75に進んで速い応答速度を有
するPID定数をセツトし、ステツプ76に進んでフ
エーズ３に戻る。このようにすれば256回のサン
プリング周期間を待受けることにより設定値の安
定化を識別し、以後PID定数を切り換えることに
よつて整定時間が短いPID定数を選択するように
制御することが可能となる。
を用いてPID制御を行う際のフローチヤート、第
８図はそのときの制御量の変化を示すグラフであ
る。動作を開始すると、まずルーチン６０におい
てPID制御処理を行い次いでステツプ61において
フエーズが３であるかどうかをチエツクする。フ
エーズ３は定常状態において速い応答速度を有す
る第２のPID定数による制御を行うものとする。
フエーズ３であればステツプ62、63に進んで設定
値と制御量との差、則ち、偏差を算出し、偏差が
比例帯の1/2より大きいかどうかをチエツクする。
この偏差が1/2より小さければ定常状態でありそ
のまま第２のPID定数PF、IF、DFでのPID制御を
続ければよいのでステツプ64に進んでサンプリン
グが完了するかどうかをチエツクし、サンプリン
グ周期が終了すればルーチン６０に戻つて通常の
PID制御を繰り返す。又ステツプ63において偏差
が比例帯の1/2を越えればステツプ65に進んで遅
い応答速度の第１のPID定数PL、IL、DLをセツト
し、ステツプ66においてフエーズを１に切り換え
る。そしてステツプ67においてカウンタＣをクリ
アしステツプ64に進んで同様の処理を繰り返す。
ここで第８図に示すように時刻t10に設定値１か
ら設定値２に切り換えられたものとすると、ステ
ツプ62で算出する偏差が比例帯を越えるためフエ
ーズが１に切り替わる。そうすれば次のサンプリ
ング周期ではステツプ61よりステツプ68に進んで
偏差を算出し、偏差が±0.2％FS（FS：フルスケー
ル）以下となるかどうかをチエツクする（ステツ
プ69）。偏差がこの値を越えていればステツプ64
に進んでそのまま第１のPID定数を用いて制御対
象４をPID制御する。そうすれば前述したように
整定時間は長いがオーバーシユートが少ないよう
に制御が成される。そしてステツプ69において偏
差が0.2％FS以下となる時刻t11には、ステツプ70
を介してステツプ71に進んでフエーズを２に切り
換える。そして以後の各サンプリング周期ではス
テツプ70よりステツプ72を介してステツプ73に進
み、カウンタＣをインクリメントする。そしてカ
ウンタＣの計数値が256を越えるかどうかをチエ
ツクし（ステツプ74）、この値以下であればステ
ツプ64に戻つてサンプリング周期の完了を待受け
て同様の処理を繰り返す。そしてフエーズ２でカ
ウンタＣの計数値が256を越える時刻t12にはステ
ツプ74よりステツプ75に進んで速い応答速度を有
するPID定数をセツトし、ステツプ76に進んでフ
エーズ３に戻る。このようにすれば256回のサン
プリング周期間を待受けることにより設定値の安
定化を識別し、以後PID定数を切り換えることに
よつて整定時間が短いPID定数を選択するように
制御することが可能となる。
尚本実施例は設定値と充分離れている制御量で
のステツプ応答によるPID定数と、偏差が小さく
設定値に近い制御量でのステツプ応答によるPID
定数との２種類のPID定数を算出し、それらを切
換えることによつて制御対象を制御するようにし
ているが、種々の偏差でのPID定数を求め、それ
らに基づいて制御対象を制御するように構成する
ことも可能である。
のステツプ応答によるPID定数と、偏差が小さく
設定値に近い制御量でのステツプ応答によるPID
定数との２種類のPID定数を算出し、それらを切
換えることによつて制御対象を制御するようにし
ているが、種々の偏差でのPID定数を求め、それ
らに基づいて制御対象を制御するように構成する
ことも可能である。
第１図は本発明によるPID制御装置の一実施例
を示すブロツク図、第２図はメモリ８のRAMの
メモリマツプを示す図、第３図は２種類のPID定
数を算出する処理を示すフローチヤート、第４図
はそのときの設定値と制御量の時間的変化を示す
図、第５図はPID定数算出時の割込み処理を示す
フローチヤート、第６図は２つのPID定数を用い
て制御対象を制御する際の制御量の時間的変化を
示す図、第７図は２つのPID定数を切り換えて制
御を行う際の動作を示すフローチヤート、第８図
はそのときの制御量の時間的変化を示すグラフで
ある。 １……PID制御装置、２……設定器、３……表
示部、４……制御対象、５……センサ入力部、６
……制御部、７……出力部、８……メモリ。
を示すブロツク図、第２図はメモリ８のRAMの
メモリマツプを示す図、第３図は２種類のPID定
数を算出する処理を示すフローチヤート、第４図
はそのときの設定値と制御量の時間的変化を示す
図、第５図はPID定数算出時の割込み処理を示す
フローチヤート、第６図は２つのPID定数を用い
て制御対象を制御する際の制御量の時間的変化を
示す図、第７図は２つのPID定数を切り換えて制
御を行う際の動作を示すフローチヤート、第８図
はそのときの制御量の時間的変化を示すグラフで
ある。 １……PID制御装置、２……設定器、３……表
示部、４……制御対象、５……センサ入力部、６
……制御部、７……出力部、８……メモリ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 制御対象の制御量を検出する検出手段と、制
御対象に制御操作を行う出力手段とを有する制御
装置において、 設定値と制御量との偏差の大きい制御量におい
て、ステツプ応答に対する制御量の立上り時及び
立下り時のいずれかの早い応答速度を最大応答速
度とし、操作を停止している間のオフ制御量を越
える制御量となる期間の1/2の時間を無駄時間と
して算出する第１のPID定数算出手段と、 設定値と制御量との偏差の小さい制御量におい
て、PID定数算出時にオフ制御量を越える第１の
時点から制御を停止しオフ制御量以下となり、再
びステツプ応答によりオフ制御量を越えるまでの
時間1/4を無駄時間とし、その時点以後のステツ
プ応答の最大応答を最大応答速度としてPID定数
を算出する第２のPID定数算出手段と、 設定値と制御量との偏差に基づいて前記第１、
第２のPID定数算出手段により算出された第１、
第２のPID定数を夫々選択して制御対象を制御す
ることを特徴とするPID制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15488685A JPS6215602A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Ｐｉｄ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15488685A JPS6215602A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Ｐｉｄ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6215602A JPS6215602A (ja) | 1987-01-24 |
| JPH0566602B2 true JPH0566602B2 (ja) | 1993-09-22 |
Family
ID=15594104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15488685A Granted JPS6215602A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Ｐｉｄ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6215602A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04232204A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-20 | Naigai Mariaburu Kk | Ｃｖ黒鉛鋳鉄の製造法 |
| JP5757683B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2015-07-29 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 照明デバイスのデジタル制御のための方法および装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938075A (ja) * | 1972-08-25 | 1974-04-09 | ||
| JPS5580119A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-17 | Nippon Sanso Kk | Temperature control method |
| JPS5750006A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | Characteristic change detector |
| JPS58149503A (ja) * | 1983-02-12 | 1983-09-05 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 調節計における制御演算方法 |
| JPS6054004A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-28 | Hitachi Ltd | 最適適応制御方式 |
| JPS6083104A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | Chino Works Ltd | 調節計 |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP15488685A patent/JPS6215602A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938075A (ja) * | 1972-08-25 | 1974-04-09 | ||
| JPS5580119A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-17 | Nippon Sanso Kk | Temperature control method |
| JPS5750006A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | Characteristic change detector |
| JPS58149503A (ja) * | 1983-02-12 | 1983-09-05 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 調節計における制御演算方法 |
| JPS6054004A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-28 | Hitachi Ltd | 最適適応制御方式 |
| JPS6083104A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | Chino Works Ltd | 調節計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6215602A (ja) | 1987-01-24 |
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