JPH06274205A - ゲイン適応形調節装置 - Google Patents
ゲイン適応形調節装置Info
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- JPH06274205A JPH06274205A JP5062158A JP6215893A JPH06274205A JP H06274205 A JPH06274205 A JP H06274205A JP 5062158 A JP5062158 A JP 5062158A JP 6215893 A JP6215893 A JP 6215893A JP H06274205 A JPH06274205 A JP H06274205A
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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
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- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
- G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P.I., P.I.D.
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/10—Program control for peripheral devices
- G06F13/12—Program control for peripheral devices using hardware independent of the central processor, e.g. channel or peripheral processor
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、制御対象ゲインの変化や外乱の変
化に対応して制御ループのゲインが常に一定となるよう
に自動的に修正することにある。 【構成】 目標値とプロセスの制御量が一致するように
ＰＩまたはＰＩＤ調節演算を実行し、この演算出力を操
作信号としてプロセスに印加する調節装置において、前
記操作信号に基づいて所定の調整状態での制御対象特性
の近似値を出力する制御対象モデル手段１１と、プロセ
スに加わる外乱信号に基づいて外乱特性の近似値を出力
する外乱モデル手段１４と、制御対象モデル手段の出力
と制御量および外乱モデル手段の出力の加算値とを用い
て所定の調整状態以後の制御対象のゲイン変化に応じた
ゲイン修正比率を求めるゲイン修正比率演算手段１２
と、このゲイン修正比率信号を前記調節演算手段の速度
形調節演算信号に乗じてゲイン修正を行うゲイン修正手
段１６とを設けたゲイン適応形調節装置である。
化に対応して制御ループのゲインが常に一定となるよう
に自動的に修正することにある。 【構成】 目標値とプロセスの制御量が一致するように
ＰＩまたはＰＩＤ調節演算を実行し、この演算出力を操
作信号としてプロセスに印加する調節装置において、前
記操作信号に基づいて所定の調整状態での制御対象特性
の近似値を出力する制御対象モデル手段１１と、プロセ
スに加わる外乱信号に基づいて外乱特性の近似値を出力
する外乱モデル手段１４と、制御対象モデル手段の出力
と制御量および外乱モデル手段の出力の加算値とを用い
て所定の調整状態以後の制御対象のゲイン変化に応じた
ゲイン修正比率を求めるゲイン修正比率演算手段１２
と、このゲイン修正比率信号を前記調節演算手段の速度
形調節演算信号に乗じてゲイン修正を行うゲイン修正手
段１６とを設けたゲイン適応形調節装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種のプロセス計装制
御システム等に利用されるＰＩ（Ｐ：比例，Ｉ：積分）
またはＰＩＤ（Ｄ：微分）動作の調節装置に係わり、特
に制御対象のゲイン変化および外乱変化に応じて制御ル
ープのゲインを適切に修正する技術手段を設けたゲイン
適応形調節装置に関する。
御システム等に利用されるＰＩ（Ｐ：比例，Ｉ：積分）
またはＰＩＤ（Ｄ：微分）動作の調節装置に係わり、特
に制御対象のゲイン変化および外乱変化に応じて制御ル
ープのゲインを適切に修正する技術手段を設けたゲイン
適応形調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のＰＩ調節の基本式は下記式によ
って表される。
って表される。
【０００３】 ＭＶ＝Ｋc ＝（ｅ＋１／ＴI ∫ｅｄｔ）＋ＭＶ0 …… （１） 但し、ＭＶ：操作信号、ＭＶ0 ：初期操作信号、ｅ：偏
差、Ｋc ：コントローラの比例ゲイン、ＴI ：積分時間
である。
差、Ｋc ：コントローラの比例ゲイン、ＴI ：積分時間
である。
【０００４】この（１）式を伝達関数の形で表すと、
（２）式のようになる。
（２）式のようになる。
【０００５】 Ｃ(s) ＝ＭＶ(s) ／Ｅ＝Ｋc ｛１＋１／（ＴI ・ｓ）｝ …… （２） ここで、Ｃ(s) ：ＰＩ調節の伝達関数，ｓ：ラプラス演
算子である。さらに、（２）式の伝達関数を速度形演算
式で表すと、（３）式のようになる。
算子である。さらに、（２）式の伝達関数を速度形演算
式で表すと、（３）式のようになる。
【０００６】 ＭＶn ＝ＭＶn-1 ＋△ＭＶn …… （３） △ＭＶn ＝Ｋc ｛（ｅn −ｅn-1 ）＋（△ｔ／ＴI ）ｅn ｝…… （４） ここで、△ｔ：制御周期、ｅn ：現在偏差信号、
ｅn-1 ：前回偏差信号、ＭＶn ：現在操作信号、ＭＶ
n-1 ：前回操作信号、△ＭＶn ：今回操作信号の変化分
である。
ｅn-1 ：前回偏差信号、ＭＶn ：現在操作信号、ＭＶ
n-1 ：前回操作信号、△ＭＶn ：今回操作信号の変化分
である。
【０００７】図６は従来のＰＩＤ調節装置の構成を示す
図である。この調節装置は、目標値信号ＳＶn とプロセ
ス１の制御対象１ａの出力側から制御量検出手段２を介
して検出された制御量信号ＰＶn とを偏差演算手段３に
導き、ここで偏差信号 ｅn ＝ＳＶn −ＰＶn を求めた後、速度形ＰＩ調節演算手段４に導入する。こ
の速度形ＰＩ調節演算手段４は前記（４）式に示す速度
形ＰＩ調節演算を実行し今回操作信号の変化分△ＭＶn
を得た後、速度形−位置形信号変換手段５に導き、ここ
で現在操作信号である位置形操作信号ＭＶn を取り出
し、これをプロセス１に印加して前記偏差信号ｅn ＝Ｓ
Ｖn −ＰＶn がゼロとなるように、つまり目標値信号Ｓ
Ｖn ＝制御量ＰＶn となるように制御する構成である。
図である。この調節装置は、目標値信号ＳＶn とプロセ
ス１の制御対象１ａの出力側から制御量検出手段２を介
して検出された制御量信号ＰＶn とを偏差演算手段３に
導き、ここで偏差信号 ｅn ＝ＳＶn −ＰＶn を求めた後、速度形ＰＩ調節演算手段４に導入する。こ
の速度形ＰＩ調節演算手段４は前記（４）式に示す速度
形ＰＩ調節演算を実行し今回操作信号の変化分△ＭＶn
を得た後、速度形−位置形信号変換手段５に導き、ここ
で現在操作信号である位置形操作信号ＭＶn を取り出
し、これをプロセス１に印加して前記偏差信号ｅn ＝Ｓ
Ｖn −ＰＶn がゼロとなるように、つまり目標値信号Ｓ
Ｖn ＝制御量ＰＶn となるように制御する構成である。
【０００８】一方、各種の外乱信号Ｄは外乱伝達関数１
ｂを経て制御対象１ａの出力側に加わるようになってい
る。
ｂを経て制御対象１ａの出力側に加わるようになってい
る。
【０００９】以上のような調節装置においては、所定の
調整時，例えば夏期または冬期の温度調節装置の場合に
はその時期に合わせて制御が最適となるように速度形Ｐ
Ｉ調節演算手段４のＰＩパラメータを調整し、常に制御
ループゲインを一定に維持するように設定されている。
調整時，例えば夏期または冬期の温度調節装置の場合に
はその時期に合わせて制御が最適となるように速度形Ｐ
Ｉ調節演算手段４のＰＩパラメータを調整し、常に制御
ループゲインを一定に維持するように設定されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような調節装置では、制御対象１ａが所定の調整時を維
持している場合には問題がないが、実際のプラントでは
制御対象１ａや外乱伝達関数１ｂのゲインが一定となる
ことは希であって、運転点の変化，原料や触媒の質的変
化，環境条件の変化，負荷の変化等々により、制御対象
ゲインが大きく変化し、それに伴って制御性に大きな影
響を与える問題がある。
ような調節装置では、制御対象１ａが所定の調整時を維
持している場合には問題がないが、実際のプラントでは
制御対象１ａや外乱伝達関数１ｂのゲインが一定となる
ことは希であって、運転点の変化，原料や触媒の質的変
化，環境条件の変化，負荷の変化等々により、制御対象
ゲインが大きく変化し、それに伴って制御性に大きな影
響を与える問題がある。
【００１１】特に、今後のプラント運転の高度化やフレ
キシブル化に対応するためには、かかる問題を是非とも
解消しておく必要がある。
キシブル化に対応するためには、かかる問題を是非とも
解消しておく必要がある。
【００１２】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、制御対象のゲイン変化および外乱変化の大きさに拘
らず、制御ループのゲインが常に一定となるように自動
的にゲイン修正を行い、プロセス特性が変化しても継続
的に所定の調整時の制御性を確保するゲイン適応形調節
装置を提供することを目的とする。
で、制御対象のゲイン変化および外乱変化の大きさに拘
らず、制御ループのゲインが常に一定となるように自動
的にゲイン修正を行い、プロセス特性が変化しても継続
的に所定の調整時の制御性を確保するゲイン適応形調節
装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、目標値とプロセスから
の制御量とが一致するようにＰＩ（Ｐ：比例，Ｉ：積
分）調節演算またはＰＩＤ（Ｄ：微分）調節演算を実行
し、この調節演算出力を操作信号として前記プロセスに
印加する調節装置において、前記操作信号を取り込んで
所定の調整時に近似した制御対象特性に応じた信号を出
力する制御対象モデル手段と、前記プロセスに加わる外
乱信号を受けて外乱特性に近似する信号を出力する外乱
モデル手段と、前記制御対象モデル手段の出力と前記制
御量および前記外乱モデル手段の出力の加算値とを用い
て前記所定の調整時以後の前記制御対象のゲイン変化お
よび外乱変化に応じたゲイン修正比率信号を求めるゲイ
ン修正比率演算手段と、このゲイン修正比率演算手段に
よって求めたゲイン修正比率信号を前記ＰＩまたはＰＩ
Ｄ調節演算手段の速度形調節演算信号に乗じることによ
り制御ループのゲイン修正を行うゲイン修正手段とを設
けたゲイン適応形調節装置である。
に、請求項１に対応する発明は、目標値とプロセスから
の制御量とが一致するようにＰＩ（Ｐ：比例，Ｉ：積
分）調節演算またはＰＩＤ（Ｄ：微分）調節演算を実行
し、この調節演算出力を操作信号として前記プロセスに
印加する調節装置において、前記操作信号を取り込んで
所定の調整時に近似した制御対象特性に応じた信号を出
力する制御対象モデル手段と、前記プロセスに加わる外
乱信号を受けて外乱特性に近似する信号を出力する外乱
モデル手段と、前記制御対象モデル手段の出力と前記制
御量および前記外乱モデル手段の出力の加算値とを用い
て前記所定の調整時以後の前記制御対象のゲイン変化お
よび外乱変化に応じたゲイン修正比率信号を求めるゲイ
ン修正比率演算手段と、このゲイン修正比率演算手段に
よって求めたゲイン修正比率信号を前記ＰＩまたはＰＩ
Ｄ調節演算手段の速度形調節演算信号に乗じることによ
り制御ループのゲイン修正を行うゲイン修正手段とを設
けたゲイン適応形調節装置である。
【００１４】次に、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明の構成要件に新たに、外乱信号の影響
を予測し、先回りして当該外乱信号の影響を抑制するた
めのフィードフォワード制御信号を得るＦＦ制御モデル
手段およびこのＦＦ制御モデル手段によって得られたフ
ィードフォワード制御信号を、ゲイン修正されたＰＩま
たはＰＩＤ調節演算手段の速度形調節演算信号の位置形
変換信号に加算する加算手段とを設けたゲイン適応形調
節装置である。
１に対応する発明の構成要件に新たに、外乱信号の影響
を予測し、先回りして当該外乱信号の影響を抑制するた
めのフィードフォワード制御信号を得るＦＦ制御モデル
手段およびこのＦＦ制御モデル手段によって得られたフ
ィードフォワード制御信号を、ゲイン修正されたＰＩま
たはＰＩＤ調節演算手段の速度形調節演算信号の位置形
変換信号に加算する加算手段とを設けたゲイン適応形調
節装置である。
【００１５】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項２に対応する発明の構成要件に新たに、所定の調整時
以後の前記外乱信号の大きさに応じた外乱変化を求めて
前記ＰＩまたはＰＩＤ調節演算手段の速度形調節演算信
号に乗じることにより外乱に基づくゲイン修正を行う外
乱ゲイン修正手段を付加し、外乱変化の大きさに応じて
制御ループのゲイン変化の影響を修正するゲイン適応形
調節装置である。
項２に対応する発明の構成要件に新たに、所定の調整時
以後の前記外乱信号の大きさに応じた外乱変化を求めて
前記ＰＩまたはＰＩＤ調節演算手段の速度形調節演算信
号に乗じることにより外乱に基づくゲイン修正を行う外
乱ゲイン修正手段を付加し、外乱変化の大きさに応じて
制御ループのゲイン変化の影響を修正するゲイン適応形
調節装置である。
【００１６】さらに、請求項４に対応する発明は、請求
項３に対応する発明の構成要件に新たに、前記外乱信号
の影響を予測し、先回りして当該外乱信号の影響を抑制
するためのフィードフォワード制御の速度形信号を、外
乱によるゲイン修正後の速度形調節演算信号に加算する
ＦＦ補償制御手段を付加してなるゲイン適応形調節装置
である。
項３に対応する発明の構成要件に新たに、前記外乱信号
の影響を予測し、先回りして当該外乱信号の影響を抑制
するためのフィードフォワード制御の速度形信号を、外
乱によるゲイン修正後の速度形調節演算信号に加算する
ＦＦ補償制御手段を付加してなるゲイン適応形調節装置
である。
【００１７】さらに、請求項５に対応する発明は、請求
項１ないし請求項４において、前記制御対象のゲイン変
化に応じたゲイン修正比率信号を平滑化して不要変動を
抑制するフィルタ手段と、このフィルタ手段によって平
滑化されたゲイン修正比率信号の変化範囲を制限する上
下限制限手段とを付加してなるゲイン適応形調節装置で
ある。
項１ないし請求項４において、前記制御対象のゲイン変
化に応じたゲイン修正比率信号を平滑化して不要変動を
抑制するフィルタ手段と、このフィルタ手段によって平
滑化されたゲイン修正比率信号の変化範囲を制限する上
下限制限手段とを付加してなるゲイン適応形調節装置で
ある。
【００１８】
【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、所定の調整時の段階ではゲ
イン修正比率演算手段によるゲイン修正比率はほぼ１と
なるが、その後、種々の条件や環境によって制御対象の
ゲインが変化すると、制御対象のゲイン変化および外乱
変化を含めて制御ループ全体に係わるゲイン修正比率信
号を求めた後、ゲイン修正手段にて速度形ＰＩ調節演算
手段の出力に前記ゲイン修正比率信号を乗じて制御ルー
プのゲイン修正を行うので、制御対象のゲイン変化およ
び外乱変化の大きさに拘らず、制御ループのゲインが常
に一定となるように自動的にゲイン修正を行うことがで
き、プロセス特性が変化しても継続的に所定の調整時の
制御性を確保することができる。
な手段を講じたことにより、所定の調整時の段階ではゲ
イン修正比率演算手段によるゲイン修正比率はほぼ１と
なるが、その後、種々の条件や環境によって制御対象の
ゲインが変化すると、制御対象のゲイン変化および外乱
変化を含めて制御ループ全体に係わるゲイン修正比率信
号を求めた後、ゲイン修正手段にて速度形ＰＩ調節演算
手段の出力に前記ゲイン修正比率信号を乗じて制御ルー
プのゲイン修正を行うので、制御対象のゲイン変化およ
び外乱変化の大きさに拘らず、制御ループのゲインが常
に一定となるように自動的にゲイン修正を行うことがで
き、プロセス特性が変化しても継続的に所定の調整時の
制御性を確保することができる。
【００１９】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明と同様な作用を有する他、外乱信号の影響を
予測し、先回りして当該外乱信号の影響を抑制するため
のフィードフォワード制御信号を得るＦＦ制御モデル手
段を設けたことにより、応答特性を速応的に改善でき
る。
応する発明と同様な作用を有する他、外乱信号の影響を
予測し、先回りして当該外乱信号の影響を抑制するため
のフィードフォワード制御信号を得るＦＦ制御モデル手
段を設けたことにより、応答特性を速応的に改善でき
る。
【００２０】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項１および２に対応する発明の作用を有する他、外乱ゲ
イン修正手段を付加したことにより、所定の調整時以後
の外乱信号の大きさに応じた外乱変化によりゲイン修正
を行うので、外乱変化の大きさに基づく制御ループのゲ
イン変化の影響を修正することができる。
項１および２に対応する発明の作用を有する他、外乱ゲ
イン修正手段を付加したことにより、所定の調整時以後
の外乱信号の大きさに応じた外乱変化によりゲイン修正
を行うので、外乱変化の大きさに基づく制御ループのゲ
イン変化の影響を修正することができる。
【００２１】さらに、請求項４に対応する発明は、請求
項１ないし３に対応する発明の作用を有する他、ＦＦ制
御および外乱の大きさによるゲインスケジューリング機
能を設け、かつ、ＦＦ制御とＦＢ制御の双方に制御対象
のゲイン変化および外乱変化に対するゲイン修正を行う
機能を付加したことにより、制御対象のゲインが変化す
る混合プロセスであっても制御ループのゲインを一定に
維持しつつ制御を実行できる。
項１ないし３に対応する発明の作用を有する他、ＦＦ制
御および外乱の大きさによるゲインスケジューリング機
能を設け、かつ、ＦＦ制御とＦＢ制御の双方に制御対象
のゲイン変化および外乱変化に対するゲイン修正を行う
機能を付加したことにより、制御対象のゲインが変化す
る混合プロセスであっても制御ループのゲインを一定に
維持しつつ制御を実行できる。
【００２２】さらに、請求項５に対応する発明は、フィ
ルタ手段によってゲイン修正機能の安定化を図ることが
でき、また上下限制限手段により制御ループの暴走を確
実に防止できる。
ルタ手段によってゲイン修正機能の安定化を図ることが
でき、また上下限制限手段により制御ループの暴走を確
実に防止できる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２４】請求項１に係わる発明の一実施例について
図１を参照して説明する。なお、同図において図６と同
一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。
図１を参照して説明する。なお、同図において図６と同
一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。
【００２５】以下、特に従来装置と比較して異なる部分
について説明する。先ず、速度形−位置形信号変換手段
５の出力側に所定の調整時の制御対象特性を近似した制
御対象モデル手段１１を設け、信号変換手段５の出力で
ある位置形操作信号ＭＶn を受けて前記制御対象１ａを
固定モデルとしたときの制御対象特性値ＰＶMnを出力
し、ゲイン修正比率演算手段１２に供給する。
について説明する。先ず、速度形−位置形信号変換手段
５の出力側に所定の調整時の制御対象特性を近似した制
御対象モデル手段１１を設け、信号変換手段５の出力で
ある位置形操作信号ＭＶn を受けて前記制御対象１ａを
固定モデルとしたときの制御対象特性値ＰＶMnを出力
し、ゲイン修正比率演算手段１２に供給する。
【００２６】また、外乱信号Ｄを検出する外乱検出手段
１３を設置し、この外乱検出手段１３で検出された外乱
検出信号ｄn を外乱モデル手段１４に導入する。この外
乱モデル手段１４は、外乱の影響特性を近似したもので
あって、外乱検出信号ｄn に基づいて外乱特性値ＰＶ
WMn を出力し、加算手段１５に供給する。この加算手段
１５は、外乱モデル手段１４からの外乱特性値ＰＶWMn
と制御量検出手段２からの制御量ＰＶn とを加算合成
し、得られた加算合成値を前記ゲイン修正比率演算手段
１２に供給する。
１３を設置し、この外乱検出手段１３で検出された外乱
検出信号ｄn を外乱モデル手段１４に導入する。この外
乱モデル手段１４は、外乱の影響特性を近似したもので
あって、外乱検出信号ｄn に基づいて外乱特性値ＰＶ
WMn を出力し、加算手段１５に供給する。この加算手段
１５は、外乱モデル手段１４からの外乱特性値ＰＶWMn
と制御量検出手段２からの制御量ＰＶn とを加算合成
し、得られた加算合成値を前記ゲイン修正比率演算手段
１２に供給する。
【００２７】このゲイン修正比率演算手段１２は、制御
対象モデル手段１１からの制御対象特性値ＰＶMnを前記
加算手段１５からの加算合成値ＰＶn ＋ＰＶWMn で除算
し、ゲイン修正比率信号Ｋn を求めた後、ゲイン修正手
段１６に導入する。このゲイン修正手段１６は、速度形
ＰＩ調節演算手段４で得られる調節演算出力である速度
形出力信号△ＭＶn に前記ゲイン修正比率信号Ｋn を乗
ずることにより、制御対象１ａがゲイン変化したにも拘
らず制御ループのゲインを常に一定とするように自動修
正する機能をもっている。
対象モデル手段１１からの制御対象特性値ＰＶMnを前記
加算手段１５からの加算合成値ＰＶn ＋ＰＶWMn で除算
し、ゲイン修正比率信号Ｋn を求めた後、ゲイン修正手
段１６に導入する。このゲイン修正手段１６は、速度形
ＰＩ調節演算手段４で得られる調節演算出力である速度
形出力信号△ＭＶn に前記ゲイン修正比率信号Ｋn を乗
ずることにより、制御対象１ａがゲイン変化したにも拘
らず制御ループのゲインを常に一定とするように自動修
正する機能をもっている。
【００２８】次に、以上のような構成の調節装置と従来
装置とを比較しながら動作を説明する。
装置とを比較しながら動作を説明する。
【００２９】一般に、プロセスの制御ループは、制御対
象１ａのゲインが変化すると、制御ループのゲインが変
化し、それに伴って制御性が大きく劣化する。
象１ａのゲインが変化すると、制御ループのゲインが変
化し、それに伴って制御性が大きく劣化する。
【００３０】本発明装置においては、制御対象および外
乱を含めたプロセス全体の特性変化から、制御対象１ａ
のゲイン変化をいかに正確に把握し、制御ループゲイン
が変化しないように自動的、かつ、簡単に修正すればよ
いかにある。
乱を含めたプロセス全体の特性変化から、制御対象１ａ
のゲイン変化をいかに正確に把握し、制御ループゲイン
が変化しないように自動的、かつ、簡単に修正すればよ
いかにある。
【００３１】そこで、請求項１に係わる発明において
は、プロセス１が所定の調整時のゲインを維持している
場合、当該プロセス１とプロセスモデル１１，１４とが
一致するが、このとき制御対象モデル手段１１の出力Ｐ
ＶMnと、プロセス１からの制御量ＰＶn および外乱モデ
ル手段１４の出力ＰＶWMn の加算合成値とは一致してい
るはずである。その結果、これらの信号を用いて下式に
基づいて、 Ｋn ＝ＰＶMn／（ＰＶn ＋ＰＶWMn ） …… （５） なるゲイン修正比率信号Ｋn を求めれば、Ｋn ＝１とな
らなければならない。
は、プロセス１が所定の調整時のゲインを維持している
場合、当該プロセス１とプロセスモデル１１，１４とが
一致するが、このとき制御対象モデル手段１１の出力Ｐ
ＶMnと、プロセス１からの制御量ＰＶn および外乱モデ
ル手段１４の出力ＰＶWMn の加算合成値とは一致してい
るはずである。その結果、これらの信号を用いて下式に
基づいて、 Ｋn ＝ＰＶMn／（ＰＶn ＋ＰＶWMn ） …… （５） なるゲイン修正比率信号Ｋn を求めれば、Ｋn ＝１とな
らなければならない。
【００３２】しかし、実際のプロセス４においては、制
御定数を調整したときにＫn ＝１となるように調整して
も、その調整後に運転点，原料や触媒の質，環境，負荷
状態等に応じてプロセス特性が大きく変化し、Ｋn ＝１
とはならない。
御定数を調整したときにＫn ＝１となるように調整して
も、その調整後に運転点，原料や触媒の質，環境，負荷
状態等に応じてプロセス特性が大きく変化し、Ｋn ＝１
とはならない。
【００３３】従って、本発明装置は、対象プロセス特性
が変化したとき、外乱信号を取り込んで制御対象１ａの
ゲイン変化に応じてゲイン修正比率信号Ｋn を正確に演
算し、ゲイン修正を行うものである。
が変化したとき、外乱信号を取り込んで制御対象１ａの
ゲイン変化に応じてゲイン修正比率信号Ｋn を正確に演
算し、ゲイン修正を行うものである。
【００３４】以下、本発明装置における制御対象のゲイ
ン変化に対応した制御ループのゲイン自動修正方法につ
いて述べる。この装置は、一般の圧力，流量，レベルな
どの量的バランスを制御する非混合プロセスの制御に適
用するものであり、非常に基本的な制御でもあると言え
る。
ン変化に対応した制御ループのゲイン自動修正方法につ
いて述べる。この装置は、一般の圧力，流量，レベルな
どの量的バランスを制御する非混合プロセスの制御に適
用するものであり、非常に基本的な制御でもあると言え
る。
【００３５】先ず、従来技術におけるプロセス１の制御
量ＰＶn は、図６から次のような式で表すことができ
る。
量ＰＶn は、図６から次のような式で表すことができ
る。
【００３６】 ＰＶn ＝｛（Ｃ(s) ・Ｐ(s) ）／（１＋Ｃ(s) ・Ｐ(s) ）｝×ＳＶn ＋｛Ｗ(s) ／（１＋Ｃ(s) ・Ｐ(s) ）｝×Ｄn … （６） 但し、Ｃ(s) は調節計の伝達関数、Ｐ(s) は制御対象１
ａの伝達関数、Ｗ(s)は外乱の伝達関数である。
ａの伝達関数、Ｗ(s)は外乱の伝達関数である。
【００３７】今、ゲインに着目すると、前記（６）式か
らＣ(s) ・Ｐ(s) のゲインが一定不変であれば、制御性
も不変であることが分かる。この調節計の伝達関数Ｃ
(s) のゲインＫc は制御定数を調整したときの値であっ
て一定であるので、制御対象１ａのゲインが変化した時
には、変化分を修正して変化しないようにすれば、制御
性は変化しないことになる。
らＣ(s) ・Ｐ(s) のゲインが一定不変であれば、制御性
も不変であることが分かる。この調節計の伝達関数Ｃ
(s) のゲインＫc は制御定数を調整したときの値であっ
て一定であるので、制御対象１ａのゲインが変化した時
には、変化分を修正して変化しないようにすれば、制御
性は変化しないことになる。
【００３８】そこで、制御対象の伝達関数Ｐ(s) のゲイ
ン変化に対する修正係数をどのように求めるかにある
が、図１では次のようにして求めるものである。
ン変化に対する修正係数をどのように求めるかにある
が、図１では次のようにして求めるものである。
【００３９】操作信号ＭＶn に対するプロセス１の制御
量ＰＶn および制御対象モデル手段１１の出力ＰＶ
Mnは、 ＰＶn ＝ＭＶn ×｛ＫP ／（１＋ＴP ・ｓ）｝ｅ-L P・s −Ｗ(s) ×Ｄn ≒ＭＶn ×｛ＫP ／（１＋ＴP ・ｓ）｝ｅ-L P・s −ＰＶWMn …… （７） ＰＶMn＝ＭＶn ×｛ＫM ／（１＋ＴM ・ｓ）｝ｅ-L M・s …… （８） 但し、L p ：制御対象のむだ時間、ＫP ：制御対象ゲイ
ン、ＴP ：制御対象の時定数、L M ：制御対象モデルの
むだ時間、ＫM ：制御対象モデルのゲイン、ＴM ：制御
対象モデルの時定数、ｓ：ラプラス演算子、ＭＶn ：操
作信号、 ＰＶn ：制御量信号、ＰＶMn：制御対象モデ
ル手段の出力信号、ＰＶWMn ：外乱モデル手段の出力信
号である。
量ＰＶn および制御対象モデル手段１１の出力ＰＶ
Mnは、 ＰＶn ＝ＭＶn ×｛ＫP ／（１＋ＴP ・ｓ）｝ｅ-L P・s −Ｗ(s) ×Ｄn ≒ＭＶn ×｛ＫP ／（１＋ＴP ・ｓ）｝ｅ-L P・s −ＰＶWMn …… （７） ＰＶMn＝ＭＶn ×｛ＫM ／（１＋ＴM ・ｓ）｝ｅ-L M・s …… （８） 但し、L p ：制御対象のむだ時間、ＫP ：制御対象ゲイ
ン、ＴP ：制御対象の時定数、L M ：制御対象モデルの
むだ時間、ＫM ：制御対象モデルのゲイン、ＴM ：制御
対象モデルの時定数、ｓ：ラプラス演算子、ＭＶn ：操
作信号、 ＰＶn ：制御量信号、ＰＶMn：制御対象モデ
ル手段の出力信号、ＰＶWMn ：外乱モデル手段の出力信
号である。
【００４０】ここで、前記（７）式および（８）式を変
形し、その比Ｋn を求めると、 Ｋn ＝（ＫM ／ＫP ）｛（１＋ＴP ・ｓ）／（１＋ＴM ・ｓ）｝ｅ-(LM-LP)・ｓ ＝ＰＶMn／（ＰＶn ＋ＰＶWMn ） …… （９） となる。ここで、ＴM ≒ＴP 、L M ≒Ｌp とすると、前
記（９）式は、 Ｋn ≒ＫM ／ＫP ＝ＰＶMn／（ＰＶn ＋ＰＶWMn ） …… （１０） となる。
形し、その比Ｋn を求めると、 Ｋn ＝（ＫM ／ＫP ）｛（１＋ＴP ・ｓ）／（１＋ＴM ・ｓ）｝ｅ-(LM-LP)・ｓ ＝ＰＶMn／（ＰＶn ＋ＰＶWMn ） …… （９） となる。ここで、ＴM ≒ＴP 、L M ≒Ｌp とすると、前
記（９）式は、 Ｋn ≒ＫM ／ＫP ＝ＰＶMn／（ＰＶn ＋ＰＶWMn ） …… （１０） となる。
【００４１】そこで、図６の従来技術の制御ループの一
巡ゲインＡとすると、 Ａ＝調節演算手段のゲイン（Ｋc ）×制御対象ゲイン（ＫP ） ＝Ｋc ×ＫP …… （１１） となり、制御対象ゲインＫP が変化すると、一巡ゲイン
Ａも変化し、制御性が劣化する。
巡ゲインＡとすると、 Ａ＝調節演算手段のゲイン（Ｋc ）×制御対象ゲイン（ＫP ） ＝Ｋc ×ＫP …… （１１） となり、制御対象ゲインＫP が変化すると、一巡ゲイン
Ａも変化し、制御性が劣化する。
【００４２】一方、図１に示す本発明装置においては、
制御ループの一巡ゲインをＢとすると、 Ｂ＝調節演算手段のゲイン（Ｋc ）×Ｋn ×制御対象ゲインＫP ＝Ｋc ×（ＫM ／ＫP ）×ＫP ＝Ｋc ×ＫM …… （１２） となり、制御対象ゲインＫP が変化しても、一巡ゲイン
Ｂは全く変化せず、制御性の劣化が全くなくなる。つま
り、制御対象のゲイン変化および外乱変化の大きさに拘
らず、制御ループのゲインが常に一定となるように自動
的にゲイン修正を行い、プロセス特性が変化しても継続
的に所定の調整時の制御性を確保することができる。
制御ループの一巡ゲインをＢとすると、 Ｂ＝調節演算手段のゲイン（Ｋc ）×Ｋn ×制御対象ゲインＫP ＝Ｋc ×（ＫM ／ＫP ）×ＫP ＝Ｋc ×ＫM …… （１２） となり、制御対象ゲインＫP が変化しても、一巡ゲイン
Ｂは全く変化せず、制御性の劣化が全くなくなる。つま
り、制御対象のゲイン変化および外乱変化の大きさに拘
らず、制御ループのゲインが常に一定となるように自動
的にゲイン修正を行い、プロセス特性が変化しても継続
的に所定の調整時の制御性を確保することができる。
【００４３】次に、請求項２に係わる発明の一実施例に
ついて図２を参照して説明する。
ついて図２を参照して説明する。
【００４４】この調節装置は、図１に示す装置の構成に
新たに、外乱検出手段１３からの外乱検出信号ｄn から
外乱信号Ｄの影響を予測し、先回りして当該外乱信号Ｄ
の影響を抑制するためのフィードフォワード制御信号Ｆ
Ｆn を得るＦＦ制御モデル手段２１と、このＦＦ制御モ
デル手段２１によって得られたフィードフォワード制御
信号ＦＦn を、前記ゲイン修正された速度形信号を信号
変換手段５で信号変換した位置形操作信号に加算し、外
乱の影響を補償するする加算手段２２とを設けた構成で
ある。
新たに、外乱検出手段１３からの外乱検出信号ｄn から
外乱信号Ｄの影響を予測し、先回りして当該外乱信号Ｄ
の影響を抑制するためのフィードフォワード制御信号Ｆ
Ｆn を得るＦＦ制御モデル手段２１と、このＦＦ制御モ
デル手段２１によって得られたフィードフォワード制御
信号ＦＦn を、前記ゲイン修正された速度形信号を信号
変換手段５で信号変換した位置形操作信号に加算し、外
乱の影響を補償するする加算手段２２とを設けた構成で
ある。
【００４５】従って、この調節装置によれば、外乱の変
化に対してＦＦ制御モデル手段２１および加算手段２２
にて速応的に外乱を抑制して制御性の向上を図ることが
でき、さらに図１と同様に制御対象および外乱を含めた
プロセス全体の特性変化から制御対象のゲイン変化に対
して制御ループのゲインを自動修正し、制御ループの安
定化を図ることができる。
化に対してＦＦ制御モデル手段２１および加算手段２２
にて速応的に外乱を抑制して制御性の向上を図ることが
でき、さらに図１と同様に制御対象および外乱を含めた
プロセス全体の特性変化から制御対象のゲイン変化に対
して制御ループのゲインを自動修正し、制御ループの安
定化を図ることができる。
【００４６】従って、この調節装置においては、請求項
１に係わる発明と同様に非混合プロセスに適用して有効
なものである。
１に係わる発明と同様に非混合プロセスに適用して有効
なものである。
【００４７】次に、請求項３に係わる発明の一実施例に
ついて図３を参照して説明する。
ついて図３を参照して説明する。
【００４８】この調節装置は、図２に示す装置の構成に
新たに、外乱ゲイン修正手段を設けたことにある。この
外乱ゲイン修正手段は、所定の調整時以後の外乱信号の
大きさに応じた外乱変化を求める外乱変化検出手段３１
と、この外乱変化検出手段３１で得られた外乱変化ＫFn
＝ｄn ／ｄ0 （ｄ0 ：所定の調整状態時の外乱の大き
さ、ｄn ：外乱検出信号）を前記ＰＩまたはＰＩＤ調節
演算手段４の速度形調節演算信号に乗ずることにより外
乱によるゲイン修正を行う外乱修正手段３２とを付加し
た構成である。
新たに、外乱ゲイン修正手段を設けたことにある。この
外乱ゲイン修正手段は、所定の調整時以後の外乱信号の
大きさに応じた外乱変化を求める外乱変化検出手段３１
と、この外乱変化検出手段３１で得られた外乱変化ＫFn
＝ｄn ／ｄ0 （ｄ0 ：所定の調整状態時の外乱の大き
さ、ｄn ：外乱検出信号）を前記ＰＩまたはＰＩＤ調節
演算手段４の速度形調節演算信号に乗ずることにより外
乱によるゲイン修正を行う外乱修正手段３２とを付加し
た構成である。
【００４９】従って、以上のような調節装置によれば、
外乱検出手段１３で検出された外乱検出信号ｄn をゲイ
ン変化検出手段３１に導き、ここで制御定数等の調整時
にゲイン変化検出手段３１からほぼ“１”が出力するよ
うな比率ＫFnを設定しているので、その後、外乱検出信
号ｄn が変化すると、 ＫFn＝ｄn ／ｄ0 なる演算を実行し、外乱の大きさに応じた外乱変化信号
を求めた後、外乱修正手段３２にて前記ＰＩまたはＰＩ
Ｄ調節演算手段４の速度形調節演算信号に乗ずることに
より外乱の大きさに応じた制御ループのゲインを自動的
に修正し、制御ループゲインが一定となるように動作す
る。
外乱検出手段１３で検出された外乱検出信号ｄn をゲイ
ン変化検出手段３１に導き、ここで制御定数等の調整時
にゲイン変化検出手段３１からほぼ“１”が出力するよ
うな比率ＫFnを設定しているので、その後、外乱検出信
号ｄn が変化すると、 ＫFn＝ｄn ／ｄ0 なる演算を実行し、外乱の大きさに応じた外乱変化信号
を求めた後、外乱修正手段３２にて前記ＰＩまたはＰＩ
Ｄ調節演算手段４の速度形調節演算信号に乗ずることに
より外乱の大きさに応じた制御ループのゲインを自動的
に修正し、制御ループゲインが一定となるように動作す
る。
【００５０】しかも、ＦＦ制御モデル手段２１および加
算手段２２により外乱の変化に対して速応的に外乱を抑
制して制御性の向上を図ることができ、また制御対象お
よび外乱を含めたプロセス全体の特性変化から制御対象
のゲイン変化に対して制御ループゲインを自動修正し、
制御ループの安定制御を図ることができる。
算手段２２により外乱の変化に対して速応的に外乱を抑
制して制御性の向上を図ることができ、また制御対象お
よび外乱を含めたプロセス全体の特性変化から制御対象
のゲイン変化に対して制御ループゲインを自動修正し、
制御ループの安定制御を図ることができる。
【００５１】従って、この調節装置は、負荷などの外乱
の大きさによって、制御対象のゲインが変化する混合プ
ロセスに適用する場合に有効なものであり、ＦＦ制御と
外乱の大きさによるゲインスケジューリング機能を付加
したものである。
の大きさによって、制御対象のゲインが変化する混合プ
ロセスに適用する場合に有効なものであり、ＦＦ制御と
外乱の大きさによるゲインスケジューリング機能を付加
したものである。
【００５２】さらに、請求項４に係わる発明の一実施例
について図４を参照して説明する。この調節装置は、図
３に示す装置の構成に、新たにＦＦ制御モデル手段２１
の出力側に差分演算手段４１と、この差分演算手段４１
の出力と外乱によるゲイン修正後の速度形調節演算信号
とを加算する加算手段４２とを設けた構成である。
について図４を参照して説明する。この調節装置は、図
３に示す装置の構成に、新たにＦＦ制御モデル手段２１
の出力側に差分演算手段４１と、この差分演算手段４１
の出力と外乱によるゲイン修正後の速度形調節演算信号
とを加算する加算手段４２とを設けた構成である。
【００５３】従って、このような構成によれば、ＦＦ制
御モデル手段２１の位置形出力信号ＦＦn を差分演算手
段４１に導入し、ここで今回出力ＦＦn から前回出力Ｆ
Ｆn- 1 を差し引く差分演算を実行し、位置形信号から速
度形信号△ＦＦn に変換する。
御モデル手段２１の位置形出力信号ＦＦn を差分演算手
段４１に導入し、ここで今回出力ＦＦn から前回出力Ｆ
Ｆn- 1 を差し引く差分演算を実行し、位置形信号から速
度形信号△ＦＦn に変換する。
【００５４】 △ＦＦn ＝ＦＦn −ＦＦn-1 …… （１３） しかる後、変換された速度形信号△ＦＦn と、フィード
バック制御の速度形調節演算信号△ＭＶn に外乱による
ゲインスケージューリングを施したＫFn×△ＭＶn とを
加算手段４２により加算合成し、ゲイン修正手段１６に
導入し、ゲインを自動修正するものである。
バック制御の速度形調節演算信号△ＭＶn に外乱による
ゲインスケージューリングを施したＫFn×△ＭＶn とを
加算手段４２により加算合成し、ゲイン修正手段１６に
導入し、ゲインを自動修正するものである。
【００５５】この調節装置は、負荷などの外乱の大きさ
によって、制御対象のゲインが変化する混合プロセスに
適用して有効なものであり、ＦＦ制御と外乱の大きさに
よるゲインスケジューリング機能を付加し、さらにＦＦ
制御とＦＢ制御の双方に制御対象のゲイン変化に対する
ゲイン修正比率をかけるものである。
によって、制御対象のゲインが変化する混合プロセスに
適用して有効なものであり、ＦＦ制御と外乱の大きさに
よるゲインスケジューリング機能を付加し、さらにＦＦ
制御とＦＢ制御の双方に制御対象のゲイン変化に対する
ゲイン修正比率をかけるものである。
【００５６】さらに、請求項５に係わる発明の一実施例
について図５を参照して説明する。この実施例は、図１
に示す構成に新たにフィルタ手段５１および上下限制限
手段５２を設け、この上下限制限手段５２の出力をゲイ
ン修正手段１６に導入する構成としたが、図２ないし図
４にも同様に適用できることは言うまでもない。
について図５を参照して説明する。この実施例は、図１
に示す構成に新たにフィルタ手段５１および上下限制限
手段５２を設け、この上下限制限手段５２の出力をゲイ
ン修正手段１６に導入する構成としたが、図２ないし図
４にも同様に適用できることは言うまでもない。
【００５７】この実施例の構成によれば、ゲイン修正比
率演算手段１２で得られたゲイン修正比率信号Ｋn が頻
繁に変化し、或いは急激な変化をすると、プロセス制御
上問題があるので、フィルタ手段５１にて平滑化を行っ
て急激な変化を吸収してなだらかな変化のゲイン修正比
率信号Ｋn ′とした後、さらに上下限制限手段５２に導
き、通常運転範囲の上下限に相当する制限を付すること
により、制御ループが暴走しないようなゲイン修正比率
信号Ｋn ″を取り出し、これをゲイン修正手段１６に供
給する。そして、このゲイン修正手段１６にて、上下限
制限手段５２を通ってきたゲイン修正比率信号Ｋn ″を
速度形ＰＩ調節演算手段４の出力信号△ＭＶn に乗算
し、ゲインを自動修正するものである。
率演算手段１２で得られたゲイン修正比率信号Ｋn が頻
繁に変化し、或いは急激な変化をすると、プロセス制御
上問題があるので、フィルタ手段５１にて平滑化を行っ
て急激な変化を吸収してなだらかな変化のゲイン修正比
率信号Ｋn ′とした後、さらに上下限制限手段５２に導
き、通常運転範囲の上下限に相当する制限を付すること
により、制御ループが暴走しないようなゲイン修正比率
信号Ｋn ″を取り出し、これをゲイン修正手段１６に供
給する。そして、このゲイン修正手段１６にて、上下限
制限手段５２を通ってきたゲイン修正比率信号Ｋn ″を
速度形ＰＩ調節演算手段４の出力信号△ＭＶn に乗算
し、ゲインを自動修正するものである。
【００５８】従って、この調節装置は、ゲイン修正機能
の安定化および制御ループの暴走を防止することにあ
る。
の安定化および制御ループの暴走を防止することにあ
る。
【００５９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できる。
ものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御対象ゲインの変化や外乱の変化に対応して制御ループ
のゲインが常に一定となるように自動的に修正でき、制
御性の高い制御を実現できる。このことは、所定の調整
状態後にプロセス特性が変化しても制御性を劣化させず
に継続的に安定運転を確保できる。
御対象ゲインの変化や外乱の変化に対応して制御ループ
のゲインが常に一定となるように自動的に修正でき、制
御性の高い制御を実現できる。このことは、所定の調整
状態後にプロセス特性が変化しても制御性を劣化させず
に継続的に安定運転を確保できる。
【００６１】その結果、今後のプラント運転に対するフ
レキシブル化、無人化、高度化などが強く要請されてい
るが、この要請に十分に対応でき、プラント全体の制御
性を革新でき、ひいては産業界に大きな貢献をもたらす
ものである。
レキシブル化、無人化、高度化などが強く要請されてい
るが、この要請に十分に対応でき、プラント全体の制御
性を革新でき、ひいては産業界に大きな貢献をもたらす
ものである。
【図１】 請求項１に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図２】 請求項２に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図３】 請求項３に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図４】 請求項４に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図５】 請求項５に係わる発明の一実施例を示す構成
図。
図。
【図６】 従来の調節装置を示す構成図。
１…プロセス、１ａ…制御対象、１ｂ…外乱伝達関数、
２…制御量検出手段、３…偏差演算手段、４…速度形Ｐ
ＩまたはＰＩＤ調節演算手段、５…速度形−位置形信号
変換手段、１１…制御対象モデル手段、１２…ゲイン修
正比率演算手段、１３…外乱検出手段、１４…外乱モデ
ル手段、１６…ゲイン修正手段、２１…ＦＦモデル手
段、２２…加算手段、３１…外乱変化検出手段、３２…
外乱修正手段、４１…差分演算手段、４２…加算手段、
５１…フィルタ手段、５２…上下限制限手段。
２…制御量検出手段、３…偏差演算手段、４…速度形Ｐ
ＩまたはＰＩＤ調節演算手段、５…速度形−位置形信号
変換手段、１１…制御対象モデル手段、１２…ゲイン修
正比率演算手段、１３…外乱検出手段、１４…外乱モデ
ル手段、１６…ゲイン修正手段、２１…ＦＦモデル手
段、２２…加算手段、３１…外乱変化検出手段、３２…
外乱修正手段、４１…差分演算手段、４２…加算手段、
５１…フィルタ手段、５２…上下限制限手段。
Claims (5)
- 【請求項１】 目標値とプロセスからの制御量とが一致
するようにＰＩ（Ｐ：比例，Ｉ：積分）調節演算または
ＰＩＤ（Ｄ：微分）調節演算を実行し、この調節演算出
力を操作信号として前記プロセスに印加する調節装置に
おいて、 前記操作信号を取り込んで所定の調整時に近似した制御
対象特性に応じた信号を出力する制御対象モデル手段
と、前記プロセスに加わる外乱信号を受けて外乱特性に
近似する信号を出力する外乱モデル手段と、前記制御対
象モデル手段の出力と前記制御量および前記外乱モデル
手段の出力の加算値とを用いて前記所定の調整時以後の
前記制御対象のゲイン変化および外乱変化に応じたゲイ
ン修正比率信号を求めるゲイン修正比率演算手段と、こ
のゲイン修正比率演算手段によって求めたゲイン修正比
率信号を前記ＰＩまたはＰＩＤ調節演算手段の速度形調
節演算信号に乗ずることにより制御ループのゲイン修正
を行うゲイン修正手段とを備えたことを特徴とするゲイ
ン適応形調節装置。 - 【請求項２】 目標値とプロセスからの制御量とが一致
するようにＰＩ（Ｐ：比例，Ｉ：積分）調節演算または
ＰＩＤ（Ｄ：微分）調節演算を実行し、この調節演算出
力を操作信号として前記プロセスに印加する調節装置に
おいて、 前記操作信号を取り込んで所定の調整時に近似した制御
対象特性に応じた信号を出力する制御対象モデル手段
と、前記プロセスに加わる外乱信号を受けて外乱特性に
近似する信号を出力する外乱モデル手段と、前記制御対
象モデル手段の出力と前記制御量および前記外乱モデル
手段の出力の加算値とを用いて前記所定の調整時以後の
前記制御対象のゲイン変化および外乱変化に応じたゲイ
ン修正比率信号を求めるゲイン修正比率演算手段と、こ
のゲイン修正比率演算手段によって求めたゲイン修正比
率信号を前記ＰＩまたはＰＩＤ調節演算手段の速度形調
節演算信号に乗ずることにより制御ループのゲイン修正
を行うゲイン修正手段と、前記外乱信号の影響を予測
し、先回りして当該外乱信号の影響を抑制するためのフ
ィードフォワード（ＦＦ）制御信号を得るＦＦ制御モデ
ル手段と、このＦＦ制御モデル手段によって得られたフ
ィードフォワード制御信号を前記ゲイン修正された位置
形変換操作信号に加算する加算手段とを備えたことを特
徴とするゲイン適応形調節装置。 - 【請求項３】 目標値とプロセスからの制御量とが一致
するようにＰＩ（Ｐ：比例，Ｉ：積分）調節演算または
ＰＩＤ（Ｄ：微分）調節演算を実行し、この調節演算出
力を操作信号として前記プロセスに印加する調節装置に
おいて、 所定の調整時以後の前記外乱信号の大きさに応じた外乱
変化を求めて前記ＰＩまたはＰＩＤ調節演算手段の速度
形調節演算信号に乗ずることにより外乱に基づくゲイン
修正を行う外乱ゲイン修正手段と、前記操作信号を取り
込んで所定の調整時に近似した制御対象特性に応じた信
号を出力する制御対象モデル手段と、前記プロセスに加
わる外乱信号を受けて外乱特性に近似した信号を出力す
る外乱モデル手段と、前記制御対象モデル手段の出力と
前記制御量および前記外乱モデル手段の出力の加算値と
を用いて前記所定の調整時以後の前記制御対象のゲイン
変化および外乱変化に応じたゲイン修正比率信号を求め
るゲイン修正比率演算手段と、このゲイン修正比率演算
手段によって求めたゲイン修正比率信号を前記外乱に基
づくゲイン修正後の前記ＰＩまたはＰＩＤ調節演算手段
の速度形調節演算信号に乗ずることによりゲイン修正を
行うゲイン修正手段と、前記外乱信号の影響を予測し、
先回りして当該外乱信号の影響を抑制するためのフィー
ドフォワード（ＦＦ）制御信号を得るＦＦ制御モデル手
段と、このＦＦ制御モデル手段によって得られたフィー
ドフォワード制御信号を前記ゲイン修正された位置形変
換操作信号に加算する加算手段とを備えたことを特徴と
するゲイン適応形調節装置。 - 【請求項４】 目標値とプロセスからの制御量とが一致
するようにＰＩ（Ｐ：比例，Ｉ：積分）調節演算または
ＰＩＤ（Ｄ：微分）調節演算を実行し、この調節演算出
力を操作信号として前記プロセスに印加する調節装置に
おいて、 所定の調整時以後の前記外乱信号の大きさに応じた外乱
変化を求めて前記ＰＩまたはＰＩＤ調節演算手段の速度
形調節演算信号に乗ずることにより外乱に基づくゲイン
修正を行う外乱ゲイン修正手段と、前記外乱信号の影響
を予測し、先回りして当該外乱信号の影響を抑制するた
めのフィードフォワード（ＦＦ）制御の速度形信号を前
記外乱に基づくゲイン修正後の速度形調節演算信号に加
算する外乱補償制御手段と、前記操作信号を取り込んで
所定の調整時に近似した制御対象特性に応じた信号を出
力する制御対象モデル手段と、前記プロセスに加わる外
乱信号を受けて外乱特性に近似した信号を出力する外乱
モデル手段と、前記制御対象モデル手段の出力と前記制
御量および前記外乱モデル手段の出力の加算値とを用い
て前記所定の調整時以後の前記制御対象のゲイン変化お
よび外乱変化に応じたゲイン修正比率信号を求めるゲイ
ン修正比率演算手段と、このゲイン修正比率演算手段に
よって求めたゲイン修正比率信号を前記外乱補償制御手
段による外乱補償後の速度形調節演算信号に乗ずること
によりゲイン修正を行うゲイン修正手段とを備えたこと
を特徴とするゲイン適応形調節装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４において、前記
前記制御対象のゲイン変化および外乱変化に応じたゲイ
ン修正比率信号を平滑化して不要変動を抑制するフィル
タ手段と、このフィルタ手段によって平滑化されたゲイ
ン修正比率信号の変化範囲を制限する上下限制限手段と
を付加したことを特徴とするゲイン適応形調節装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5062158A JPH06274205A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | ゲイン適応形調節装置 |
| US08/215,576 US5535117A (en) | 1993-03-22 | 1994-03-22 | Method and apparatus for controlling a process having a control loop using feedback control |
| AU57928/94A AU661426B2 (en) | 1993-03-22 | 1994-03-22 | Method of controlling process and apparatus thereof |
| KR1019940005727A KR0135586B1 (ko) | 1993-03-22 | 1994-03-22 | 프로세스제어방법 및 그 장치 |
| CN94103222A CN1082203C (zh) | 1993-03-22 | 1994-03-22 | 过程控制方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5062158A JPH06274205A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | ゲイン適応形調節装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06274205A true JPH06274205A (ja) | 1994-09-30 |
Family
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031201A1 (de) * | 1996-02-21 | 1997-08-28 | Zf Friedrichshafen Ag | Regelkreis zur differenzdrehzahl-regelung |
| WO2011158339A1 (ja) * | 2010-06-16 | 2011-12-22 | 株式会社システムブイ | 装置パラメータ設定支援システム |
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Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH096404A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Toshiba Corp | ディジタルｐｉｄ制御装置 |
| US5742503A (en) * | 1996-03-25 | 1998-04-21 | National Science Council | Use of saturation relay feedback in PID controller tuning |
| EP0882588B1 (de) * | 1997-06-02 | 2001-11-07 | Maschinenfabrik Wifag | Registerhaltige Abstimmung von Druckzylindern einer Rollenrotationsmaschine |
| US6631299B1 (en) * | 1998-12-22 | 2003-10-07 | Texas Instruments Incorporated | System and method for self-tuning feedback control of a system |
| US6347254B1 (en) * | 1998-12-31 | 2002-02-12 | Honeywell Inc | Process facility control systems using an efficient prediction form and methods of operating the same |
| US6459939B1 (en) * | 1999-06-29 | 2002-10-01 | Alan J. Hugo | Performance assessment of model predictive controllers |
| GB0113627D0 (en) * | 2001-06-05 | 2001-07-25 | Univ Stirling | Controller and method of controlling an apparatus |
| FR2835067B1 (fr) * | 2002-01-21 | 2004-04-02 | Trw Sys Aeronautiques Civil | Dispositif de commande a boucle d'asservissement, notamment actionneur electro-hydraulique de commande de vol |
| JP4166637B2 (ja) * | 2003-07-10 | 2008-10-15 | 株式会社東芝 | プロセス制御装置の調整方法及びその調整ツール |
| JP4282572B2 (ja) | 2004-08-30 | 2009-06-24 | 本田技研工業株式会社 | プラントを制御する制御装置 |
| KR20060078653A (ko) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 삼성전자주식회사 | 급지 제어기 자동 튜닝 방법 및 장치 |
| US8428755B2 (en) * | 2010-02-01 | 2013-04-23 | Johnson Controls Technology Company | Systems and methods for increasing feedback controller response times |
| JP5763598B2 (ja) * | 2012-07-31 | 2015-08-12 | 株式会社日立製作所 | プラント制御装置、プラント制御方法及びプラント制御プログラム |
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Family Cites Families (12)
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| JPS61243505A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Omron Tateisi Electronics Co | 離散時間制御装置 |
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| US4882526A (en) * | 1986-08-12 | 1989-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Adaptive process control system |
| US5043863A (en) * | 1987-03-30 | 1991-08-27 | The Foxboro Company | Multivariable adaptive feedforward controller |
| DE3933471A1 (de) * | 1989-10-06 | 1991-04-18 | Schenck Ag Carl | Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der dosiergenauigkeit einer geregelten differentialdosierwaage |
| DE69114623T2 (de) * | 1990-09-07 | 1996-04-18 | Toshiba Kawasaki Kk | Regelungssystem des Typs mit zwei Freiheitsgraden. |
| US5170341A (en) * | 1990-10-24 | 1992-12-08 | Honeywell Inc. | Adaptive controller in a process control system and a method therefor |
| JPH0535306A (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-12 | Toshiba Corp | むだ時間補償制御装置 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031201A1 (de) * | 1996-02-21 | 1997-08-28 | Zf Friedrichshafen Ag | Regelkreis zur differenzdrehzahl-regelung |
| WO2011158339A1 (ja) * | 2010-06-16 | 2011-12-22 | 株式会社システムブイ | 装置パラメータ設定支援システム |
| JP2017146665A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | メタウォーター株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
| JP2020144590A (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | オムロン株式会社 | 外乱抑制装置、外乱抑制方法、およびプログラム |
| WO2020179531A1 (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | オムロン株式会社 | 外乱抑制装置、外乱抑制方法、およびプログラム |
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