JPH06187005A - 時間切替式２自由度ｐｉｄ制御装置 - Google Patents
時間切替式２自由度ｐｉｄ制御装置Info
- Publication number
- JPH06187005A JPH06187005A JP34081192A JP34081192A JPH06187005A JP H06187005 A JPH06187005 A JP H06187005A JP 34081192 A JP34081192 A JP 34081192A JP 34081192 A JP34081192 A JP 34081192A JP H06187005 A JPH06187005 A JP H06187005A
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- JP
- Japan
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- set value
- control
- section
- time
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＰＩＤ演算部１を用い制御対象２に対し定値制
御を行った場合、外乱応答を良くしオーバシュートを抑
制するため設定値ＳＶを１次遅れの目標値フィルタ３を
介し内部設定値ＳＶ１として与える２自由度ＰＩＤ制御
が用いられる。しかしこの制御方式で設定値がランプ区
間と定値区間を持つプログラム制御を行うと、ランプ区
間で目標値フィルタによる定常オフセット時間ｔの制御
遅れが発生するので、これを改善する。 【構成】タイマ４ａの時間を監視しつつ切換部４は設定
値ＳＶのランプ区間ではスイッチ５を下側に切換え、設
定値ＳＶ＝内部設定値ＳＶ１として通常ＰＩＤ制御を行
い、制御遅れを取除く。次に切換部４は設定値が定値区
間に入る時点より定常オフセット時間ｔだけ手前の時点
でスイッチ５を上側に切換え設定値ＳＶを目標値フィル
タ３を介して与える２自由度ＰＩＤ制御に入る。
御を行った場合、外乱応答を良くしオーバシュートを抑
制するため設定値ＳＶを１次遅れの目標値フィルタ３を
介し内部設定値ＳＶ１として与える２自由度ＰＩＤ制御
が用いられる。しかしこの制御方式で設定値がランプ区
間と定値区間を持つプログラム制御を行うと、ランプ区
間で目標値フィルタによる定常オフセット時間ｔの制御
遅れが発生するので、これを改善する。 【構成】タイマ４ａの時間を監視しつつ切換部４は設定
値ＳＶのランプ区間ではスイッチ５を下側に切換え、設
定値ＳＶ＝内部設定値ＳＶ１として通常ＰＩＤ制御を行
い、制御遅れを取除く。次に切換部４は設定値が定値区
間に入る時点より定常オフセット時間ｔだけ手前の時点
でスイッチ５を上側に切換え設定値ＳＶを目標値フィル
タ３を介して与える２自由度ＰＩＤ制御に入る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は設定値が所定の勾配のラ
ンプ（ＲＡＭＰ）区間と定値のソーク（ＳＯＡＣ）区間
とを持つ温度などのプログラム制御を行うのに適した制
御装置であって、通常のＰＩＤ制御と、外乱応答を良く
するＰＩＤパラメータおよび設定値変更時のオーバシュ
ートを抑制するＰＩＤパラメータの両方をもって制御す
る２自由度ＰＩＤ制御とを時間的に切替える機能を備え
たＰＩＤ制御装置に関する。
ンプ（ＲＡＭＰ）区間と定値のソーク（ＳＯＡＣ）区間
とを持つ温度などのプログラム制御を行うのに適した制
御装置であって、通常のＰＩＤ制御と、外乱応答を良く
するＰＩＤパラメータおよび設定値変更時のオーバシュ
ートを抑制するＰＩＤパラメータの両方をもって制御す
る２自由度ＰＩＤ制御とを時間的に切替える機能を備え
たＰＩＤ制御装置に関する。
【０００２】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。
しくは相当部分を示す。
【０００３】
【従来の技術】一般に通常ＰＩＤ制御で定値制御を行な
った場合、外乱応答を良くしたＰＩＤチューニングで
は、設定値変更を行なった際にオーバシュートが大きく
なってしまい、オーバシュートを抑制するＰＩＤチュー
ニングにした場合、外乱応答が悪くなっていまう。これ
らを改善する制御方式として外乱応答を良くするＰＩＤ
パラメータとオーバシュートを抑制するＰＩＤパラメー
タの両方をもって制御する２自由度ＰＩＤ制御方式があ
る。幾種類かある２自由度ＰＩＤ制御方式の中でも、目
標値フィルタ型２自由度ＰＩＤ制御は既存の通常ＰＩＤ
制御に比較的容易に組み込み可能であるという特徴があ
り実現し易い方式である。
った場合、外乱応答を良くしたＰＩＤチューニングで
は、設定値変更を行なった際にオーバシュートが大きく
なってしまい、オーバシュートを抑制するＰＩＤチュー
ニングにした場合、外乱応答が悪くなっていまう。これ
らを改善する制御方式として外乱応答を良くするＰＩＤ
パラメータとオーバシュートを抑制するＰＩＤパラメー
タの両方をもって制御する２自由度ＰＩＤ制御方式があ
る。幾種類かある２自由度ＰＩＤ制御方式の中でも、目
標値フィルタ型２自由度ＰＩＤ制御は既存の通常ＰＩＤ
制御に比較的容易に組み込み可能であるという特徴があ
り実現し易い方式である。
【０００４】図４はこのような目標値フィルタ型２自由
度ＰＩＤ制御回路の機能ブロック図である。同図におい
て１は通常のＰＩＤ演算部、２は制御対象、３は１次遅
れの伝達関数からなる目標値フィルタである。この回路
では設定値（目標値）ＳＶは目標値フィルタ３を経て新
たな目標値（便宜上、内部設定値と呼ぶ）ＳＶ１に変わ
り、この内部設定値ＳＶ１と制御対象２の出力としての
実際値ＰＶとが比較され、その偏差ＤＶがＰＩＤ演算部
１に入力される。そしてＰＩＤ演算部１の出力としての
操作量ＭＶが制御対象２に入力される。このようにして
ＰＩＤ演算部１は内部設定値ＳＶ１と実際値ＰＶとを一
致させるように演算出力を行う。
度ＰＩＤ制御回路の機能ブロック図である。同図におい
て１は通常のＰＩＤ演算部、２は制御対象、３は１次遅
れの伝達関数からなる目標値フィルタである。この回路
では設定値（目標値）ＳＶは目標値フィルタ３を経て新
たな目標値（便宜上、内部設定値と呼ぶ）ＳＶ１に変わ
り、この内部設定値ＳＶ１と制御対象２の出力としての
実際値ＰＶとが比較され、その偏差ＤＶがＰＩＤ演算部
１に入力される。そしてＰＩＤ演算部１の出力としての
操作量ＭＶが制御対象２に入力される。このようにして
ＰＩＤ演算部１は内部設定値ＳＶ１と実際値ＰＶとを一
致させるように演算出力を行う。
【０００５】図４ではＰＩＤ演算部１のＰＩＤパラメー
タは制御対象２の外乱応答を良くするように選定（チュ
ーニング）されており、目標値フィルタ３の演算パラメ
ータは設定値ＳＶのステップ変更時の制御対象２の応答
のオーバシュートを抑制するように選定さている。
タは制御対象２の外乱応答を良くするように選定（チュ
ーニング）されており、目標値フィルタ３の演算パラメ
ータは設定値ＳＶのステップ変更時の制御対象２の応答
のオーバシュートを抑制するように選定さている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし図４に述べた目
標値フィルタ型２自由度ＰＩＤ制御は定値制御において
は確かに有効な方法といえるが、プログラム温度制御に
適用した場合、必ずしも有効とはいえない。なぜなら、
図５実線で示すような設定温度パターンで目標値フィル
タ型２自由度ＰＩＤ制御を行った場合、設定値ＳＶが一
定の勾配をもって立上るランプ区間では目標値フィルタ
３の出力としての内部設定値ＳＶ１は同図点線の様に設
定値ＳＶより時間ｔの遅れとしての定常オフセットをも
つことになり、ＰＩＤ演算部１の制御はこれに追従しよ
うとしてしまうからである。このためこのままでは、プ
ログラム温度制御には目標値フィルタ型２自由度ＰＩＤ
制御は適用できない。
標値フィルタ型２自由度ＰＩＤ制御は定値制御において
は確かに有効な方法といえるが、プログラム温度制御に
適用した場合、必ずしも有効とはいえない。なぜなら、
図５実線で示すような設定温度パターンで目標値フィル
タ型２自由度ＰＩＤ制御を行った場合、設定値ＳＶが一
定の勾配をもって立上るランプ区間では目標値フィルタ
３の出力としての内部設定値ＳＶ１は同図点線の様に設
定値ＳＶより時間ｔの遅れとしての定常オフセットをも
つことになり、ＰＩＤ演算部１の制御はこれに追従しよ
うとしてしまうからである。このためこのままでは、プ
ログラム温度制御には目標値フィルタ型２自由度ＰＩＤ
制御は適用できない。
【０００７】そこで本発明はこの問題を解消できる時間
切替式２自由度ＰＩＤ制御装置を提供することを課題と
する。
切替式２自由度ＰＩＤ制御装置を提供することを課題と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１のＰＩＤ制御装置は、設定値（ＳＶ）に
１次遅れ演算を行い内部設定値（ＳＶ１）として出力す
る目標値フィルタ（３など）と、この内部設定値と制御
対象（２など）の出力としての実際値（ＰＶ）との偏差
（ＤＶ）を入力し、この偏差を小とするようにこの偏差
にＰＩＤ演算を行って、このＰＩＤ演算の出力としての
操作量（ＭＶ）を前記制御対象に与えるＰＩＤ演算部
（１など）とを備えた目標値フィルタ型２自由度ＰＩＤ
制御装置において、設定値が所定の勾配のランプ区間と
定値のソーク区間とを持つプログラム制御を行う際は、
ランプ区間の立上り時点から、このランプ区間とこの区
間に続くソーク区間との切替わり時点（ｃなど）より、
このランプ区間における前記目標値フィルタの応答の定
常オフセット時間（ｔなどの）分だけ手前の時点までの
期間、前記目標値フィルタを介することなく設定値を前
記ＰＩＤ演算部に与える手段（切換部４，切換スイッチ
５など）を備えたものとする。
めに、請求項１のＰＩＤ制御装置は、設定値（ＳＶ）に
１次遅れ演算を行い内部設定値（ＳＶ１）として出力す
る目標値フィルタ（３など）と、この内部設定値と制御
対象（２など）の出力としての実際値（ＰＶ）との偏差
（ＤＶ）を入力し、この偏差を小とするようにこの偏差
にＰＩＤ演算を行って、このＰＩＤ演算の出力としての
操作量（ＭＶ）を前記制御対象に与えるＰＩＤ演算部
（１など）とを備えた目標値フィルタ型２自由度ＰＩＤ
制御装置において、設定値が所定の勾配のランプ区間と
定値のソーク区間とを持つプログラム制御を行う際は、
ランプ区間の立上り時点から、このランプ区間とこの区
間に続くソーク区間との切替わり時点（ｃなど）より、
このランプ区間における前記目標値フィルタの応答の定
常オフセット時間（ｔなどの）分だけ手前の時点までの
期間、前記目標値フィルタを介することなく設定値を前
記ＰＩＤ演算部に与える手段（切換部４，切換スイッチ
５など）を備えたものとする。
【０００９】また請求項２のＰＩＤ制御装置では、請求
項１に記載のＰＩＤ制御装置において、前記ＰＩＤ演算
部の演算パラメータは前記制御対象の外乱応答を良くす
るように選定されているようにする。また請求項３のＰ
ＩＤ制御装置では、請求項２に記載のＰＩＤ制御装置に
おいて、前記目標値フィルタの演算パラメータは設定値
変更時の前記制御対象の応答のオーバシュートを抑制す
るように選定されているようにする。
項１に記載のＰＩＤ制御装置において、前記ＰＩＤ演算
部の演算パラメータは前記制御対象の外乱応答を良くす
るように選定されているようにする。また請求項３のＰ
ＩＤ制御装置では、請求項２に記載のＰＩＤ制御装置に
おいて、前記目標値フィルタの演算パラメータは設定値
変更時の前記制御対象の応答のオーバシュートを抑制す
るように選定されているようにする。
【００１０】
【作用】設定値のランプ区間ではこの区間の立上り時点
から通常のＰＩＤ制御を行い、設定値のソーク区間では
ランプ区間からソーク区間へ移行する時点より目標値フ
ィルタの定常オフセット時間ｔだけ手前の時点から目標
値フィルタ型２自由度ＰＩＤ制御に切換えて制御を行
う。但し通常ＰＩＤ制御のＰＩＤパラメータは外乱応答
を良くするように選択されているものとする。
から通常のＰＩＤ制御を行い、設定値のソーク区間では
ランプ区間からソーク区間へ移行する時点より目標値フ
ィルタの定常オフセット時間ｔだけ手前の時点から目標
値フィルタ型２自由度ＰＩＤ制御に切換えて制御を行
う。但し通常ＰＩＤ制御のＰＩＤパラメータは外乱応答
を良くするように選択されているものとする。
【００１１】これにより設定値のランプ区間の立上り期
間では目標値フィルタによる制御遅れが取除かれ、ラン
プ区間からソーク区間に切替わる期間では目標値フィル
タによって制御対象の応答のオーバシュートが取除かれ
る。
間では目標値フィルタによる制御遅れが取除かれ、ラン
プ区間からソーク区間に切替わる期間では目標値フィル
タによって制御対象の応答のオーバシュートが取除かれ
る。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の実施例としての時間切替式２
自由度ＰＩＤ制御回路の機能ブロック図を示す。同図に
おいては図４に対し切換部４と、この切換部４によって
駆動される切換スイッチ５とが新設されている。図２は
図１の動作説明用の温度プログラム制御時における設定
値ＳＶのパターンを示す。図２を参照しつつ図１の要部
動作を説明する。切替部４はタイマ４ａの時間を監視し
ており、図２のランプ区間内の区間ａの間は図１のスイ
ッチ５を下側に切替え、通常のＰＩＤ制御を行う。図２
の区間ｂに移ると図１のスイッチを上側に切替え、２自
由度ＰＩＤ制御を行う。この区間ａから区間ｂに切替え
る時点は設定値ＳＶがランプ区間からソーク区間に移行
する時点ｃより、目標値フィルタ３による定常オフセッ
ト時間ｔだけ手前の時点とする。但しｔはプログラム温
度制御のランプ区間で発生する目標値フィルタ３の出力
ＳＶ１の設定値ＳＶに対する定常オフセット時間であ
る。
自由度ＰＩＤ制御回路の機能ブロック図を示す。同図に
おいては図４に対し切換部４と、この切換部４によって
駆動される切換スイッチ５とが新設されている。図２は
図１の動作説明用の温度プログラム制御時における設定
値ＳＶのパターンを示す。図２を参照しつつ図１の要部
動作を説明する。切替部４はタイマ４ａの時間を監視し
ており、図２のランプ区間内の区間ａの間は図１のスイ
ッチ５を下側に切替え、通常のＰＩＤ制御を行う。図２
の区間ｂに移ると図１のスイッチを上側に切替え、２自
由度ＰＩＤ制御を行う。この区間ａから区間ｂに切替え
る時点は設定値ＳＶがランプ区間からソーク区間に移行
する時点ｃより、目標値フィルタ３による定常オフセッ
ト時間ｔだけ手前の時点とする。但しｔはプログラム温
度制御のランプ区間で発生する目標値フィルタ３の出力
ＳＶ１の設定値ＳＶに対する定常オフセット時間であ
る。
【００１３】図３は本発明に基づく設定値ＳＶと内部設
定値ＳＶ１とのパターンの対比を示す。同図から判るよ
うに設定値ＳＶのランプ区間では通常のＰＩＤ制御を行
うことにより、実線の設定値ＳＶと点線の内部設定値Ｓ
Ｖ１は同じものとなり、定常オフセットが発生すること
を防げる。また、区間ｂに移ると同時に２自由度ＰＩＤ
制御に切り替えることで内部設定値ＳＶ１は点線のよう
になり設定値がランプ区間からソーク区間へ移行する時
の実際値ＰＶのオーバシュートが抑えら
定値ＳＶ１とのパターンの対比を示す。同図から判るよ
うに設定値ＳＶのランプ区間では通常のＰＩＤ制御を行
うことにより、実線の設定値ＳＶと点線の内部設定値Ｓ
Ｖ１は同じものとなり、定常オフセットが発生すること
を防げる。また、区間ｂに移ると同時に２自由度ＰＩＤ
制御に切り替えることで内部設定値ＳＶ１は点線のよう
になり設定値がランプ区間からソーク区間へ移行する時
の実際値ＰＶのオーバシュートが抑えら
【００１４】れる。
【発明の効果】本発明によれば、温度のプログラム制御
において設定値のランプ区間ではこの区間の立上り時点
から通常ＰＩＤ制御を行い、設定値のソーク区間ではラ
ンプ区間からソーク区間に切替わる時点ｃより目標値フ
ィルタの定常オフセット時間ｔ分だけ手前の時点より目
標値フィルタを用いた２自由度ＰＩＤ制御を行うよう
に、ＰＩＤ制御の方式を時間的に切換えるようにしたの
で、プログラム温度制御においてもランプ区間での制御
の遅れを取除き、且つオーバシュートが少なく、外乱に
強い制御が実現可能となる。
において設定値のランプ区間ではこの区間の立上り時点
から通常ＰＩＤ制御を行い、設定値のソーク区間ではラ
ンプ区間からソーク区間に切替わる時点ｃより目標値フ
ィルタの定常オフセット時間ｔ分だけ手前の時点より目
標値フィルタを用いた２自由度ＰＩＤ制御を行うよう
に、ＰＩＤ制御の方式を時間的に切換えるようにしたの
で、プログラム温度制御においてもランプ区間での制御
の遅れを取除き、且つオーバシュートが少なく、外乱に
強い制御が実現可能となる。
【図１】本発明の実施例としての機能ブロック図
【図２】図１の動作説明用の設定値パターンを示す図
【図３】本発明に基づく設定値パターンと内部設定値パ
ターンとの対比図
ターンとの対比図
【図４】従来の機能ブロック図
【図５】図４における設定値パターンと内部設定値パタ
ーンとの対比図
ーンとの対比図
１ ＰＩＤ演算部 ２ 制御対象 ３ 目標値フィルタ ４ 切換部 ４ａ タイマ ５ 切換スイッチ ＳＶ 設定値 ＳＶ１ 内部設定値 ＤＶ 偏差 ＭＶ 操作量 ＰＶ 実際値 ｃ ランプ・ソーク移行点 ｔ 目標値フィルタのランプ区間での定常オフセット
時間
時間
Claims (3)
- 【請求項１】設定値に１次遅れ演算を行い内部設定値と
して出力する目標値フィルタと、この内部設定値と制御
対象の出力としての実際値との偏差を入力し、この偏差
を小とするようにこの偏差にＰＩＤ演算を行って、この
ＰＩＤ演算の出力としての操作量を前記制御対象に与え
るＰＩＤ演算部とを備えた目標値フィルタ型２自由度Ｐ
ＩＤ制御装置において、 設定値が所定の勾配のランプ区間と定値のソーク区間と
を持つプログラム制御を行う際は、ランプ区間の立上り
時点から、このランプ区間とこの区間に続くソーク区間
との切替わり時点より、このランプ区間における前記目
標値フィルタの応答の定常オフセット時間分だけ手前の
時点までの期間、前記目標値フィルタを介することなく
設定値を前記ＰＩＤ演算部に与える手段を備えたことを
特徴とする時間切替式２自由度ＰＩＤ制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のＰＩＤ制御装置におい
て、 前記ＰＩＤ演算部の演算パラメータは前記制御対象の外
乱応答を良くするように選定されていることを特徴とす
る時間切替式２自由度ＰＩＤ制御装置。 - 【請求項３】請求項２に記載のＰＩＤ制御装置におい
て、 前記目標値フィルタの演算パラメータは設定値変更時の
前記制御対象の応答のオーバシュートを抑制するように
選定されていることを特徴とする時間切替式２自由度Ｐ
ＩＤ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34081192A JPH06187005A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 時間切替式２自由度ｐｉｄ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34081192A JPH06187005A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 時間切替式２自由度ｐｉｄ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187005A true JPH06187005A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18340514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34081192A Pending JPH06187005A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 時間切替式２自由度ｐｉｄ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06187005A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441046B1 (ko) * | 2001-02-06 | 2004-07-19 | 에이에스엠엘 유에스, 인코포레이티드 | 관성 온도 제어 시스템 및 방법 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP34081192A patent/JPH06187005A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441046B1 (ko) * | 2001-02-06 | 2004-07-19 | 에이에스엠엘 유에스, 인코포레이티드 | 관성 온도 제어 시스템 및 방법 |
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