JPH06309004A - Controller - Google Patents

Controller

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JPH06309004A
JPH06309004A JP11637193A JP11637193A JPH06309004A JP H06309004 A JPH06309004 A JP H06309004A JP 11637193 A JP11637193 A JP 11637193A JP 11637193 A JP11637193 A JP 11637193A JP H06309004 A JPH06309004 A JP H06309004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
constant
control constant
control device
manipulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11637193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Kitajima
良則 北島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP11637193A priority Critical patent/JPH06309004A/en
Publication of JPH06309004A publication Critical patent/JPH06309004A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the economical controller which evades the complexity of a program and changes optionally a control constant from outside, and can speedily and securely be designed, manufactured, and adjusted. CONSTITUTION:The controller which performs control arithmetic by a digital computer on the basis of the measurement results of the states of a controlled system by properly arranged sensors to calculate a necessary manipulated variable, and outputs a command signal to a manipulator is so constituted that the control constant, etc., can be set as an input value and varied with external inputs 9 and 10 during real-time control.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、広く一般の制御装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to general control devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばディジタル計算機を利用した水中
翼船の姿勢制御や動揺制御では、従来図3に示すよう
に、船1に搭載したセンサー2からの信号に基づいて水
中翼3を制御し、同船体の航走姿勢を調整したりその動
揺を低減したりしている。従来の制御装置では、演算部
4にPID制御など適当な制御アルゴリズムに従って組
み立てられた制御演算プログラムを備え、初期入力デー
タとして設定された制御目標値5と制御ゲイン6を用い
て、センサー2による検出データからマニピュレーター
7への指令信号を計算して出力する。すなわち、あらか
じめ決定された制御アルゴリズムが制御演算プログラム
として演算部4に組み込まれ、制御定数などの設定値は
初期入力データで与えられるのが普通である。
2. Description of the Related Art For example, in the attitude control and wobbling control of a hydrofoil using a digital computer, the hydrofoil 3 is controlled based on a signal from a sensor 2 mounted on the ship 1, as shown in FIG. It adjusts the sailing attitude of the hull and reduces its sway. In the conventional control device, the calculation unit 4 is provided with a control calculation program assembled according to an appropriate control algorithm such as PID control, and the control target value 5 and the control gain 6 set as initial input data are used to detect by the sensor 2. A command signal to the manipulator 7 is calculated from the data and output. That is, it is usual that a predetermined control algorithm is incorporated into the arithmetic unit 4 as a control arithmetic program, and set values such as control constants are given by initial input data.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の制御装置では次のような問題がある。 (1)一般に、新製品の開発段階では、制御定数や制御
アルゴリズムなどが完成されていないことが多く、実験
を繰り返しながら調整する過程で制御定数を頻繁に変更
し、時には制御アルゴリズムの組替えさえ必要になるこ
とが多い。従来の制御装置では入力データの変更やプロ
グラムの修正が必要となり、それに多大の時間を要して
開発効率を損なう可能性が高い。 (2)図3に示した例で言えば、水中翼3の角度変更に
よって発生揚力を調整して航走姿勢の調整及び動揺低減
を行うが、揚力は速度の2乗に比例するので、翼角変更
の制御定数は速度に応じて変更することが望ましい。こ
のように環境の変化に対応して制御定数を変更する装置
をゲインスケジューラと呼ぶことが多いが、従来の制御
装置の構成をベースとしてゲインスケジューラ機能を備
えた制御装置を組み立てるには多大の開発及び調整時間
を要する。
However, the conventional control device as described above has the following problems. (1) In general, at the development stage of new products, the control constants and control algorithms are often incomplete, so it is necessary to change the control constants frequently in the process of making adjustments by repeating experiments, and sometimes even recombining the control algorithms. Often becomes. In the conventional control device, it is necessary to change the input data or modify the program, which takes a lot of time, which may impair the development efficiency. (2) Speaking of the example shown in FIG. 3, the generated lift is adjusted by changing the angle of the hydrofoil 3 to adjust the running attitude and reduce the sway, but since the lift is proportional to the square of the speed, It is desirable that the control constant for changing the angle be changed according to the speed. Such a device that changes the control constant in response to changes in the environment is often called a gain scheduler, but it is a great development to assemble a control device with a gain scheduler function based on the configuration of a conventional control device. And adjustment time is required.

【0004】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、プログラムの複雑化を避け、制御定数を外部
から任意に変更することができ、設計,製作及び調整を
迅速かつ確実に行うことが可能な経済的な制御装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and it is possible to arbitrarily change the control constants from the outside while avoiding complication of the program, and to design and manufacture and adjust quickly and surely. It is an object of the present invention to provide an economical control device that is capable of performing.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、適
当に配置されたセンサーによって制御対象の状態を計測
した結果に基づいて、ディジタル計算機で制御演算を行
い、所要の操作量を計算してマニピュレーターへの指令
信号を出力する制御装置において、制御定数などを入力
値に設定できるだけでなく、実時間制御の最中に外部入
力によって制御定数を変更することができるように構成
したことを特徴とする。
To this end, according to the present invention, a control calculation is performed by a digital computer based on a result of measuring a state of a controlled object by an appropriately arranged sensor, and a required operation amount is calculated. In the control device that outputs the command signal to the manipulator, not only can the control constants be set as input values, but the control constants can be changed by external input during real-time control. To do.

【0006】[0006]

【作用】このような構成によれば、下記の作用が行われ
る。 (1)電圧設定器から入力される外部信号データをどの
制御定数に割り当てるかを初期入力データとして与えら
れる、すなわち、外部から調整したい制御定数を任意に
選択できるようにし、電圧設定器の調整により制御演算
中にも制御状況を確認しながら、制御定数を変化させる
ことができる。 (2)センサー2による検出データを、外部信号データ
として使用し制御定数を変更するように構成することに
より、プログラムの複雑化を避けながら、ゲインスケジ
ューラ機能付の制御アルゴリズムを組むことができる。
According to this structure, the following actions are performed. (1) The control constant to which the external signal data input from the voltage setter is assigned is given as the initial input data, that is, the control constant to be adjusted can be arbitrarily selected by adjusting the voltage setter. The control constant can be changed while confirming the control status even during the control calculation. (2) By using the data detected by the sensor 2 as external signal data and changing the control constant, it is possible to build a control algorithm with a gain scheduler function while avoiding complication of the program.

【0007】[0007]

【実施例】本発明を水中翼船の航走姿勢や運動制御に適
用した一実施例を図面について説明すると、図1はその
第1実施例を示すブロック図、図2はその第2実施例を
示すブロック図である。
1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a second embodiment of the same. It is a block diagram showing.

【0008】上図において、図3と同一の符号はそれぞ
れ同図と同一の部材,機器を示し、まず、図1に示す第
1実施例において、制御装置は演算部4にPID制御な
ど適当な制御アルゴリズムに従って組み立てられた制御
演算プログラムを備える。制御目標値5と制御ゲイン6
は初期入力データとして演算部4に対し設定される。外
部の電圧設定器8で設定された電圧はAD変換器9で外
部信号データに変換され、制御定数選別部10で対象と
なる外部制御目標値11や外部制御ゲイン12に割り当
てられる。
In the above figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same members and devices as those in the same figure. First, in the first embodiment shown in FIG. A control calculation program assembled according to a control algorithm is provided. Control target value 5 and control gain 6
Is set to the arithmetic unit 4 as initial input data. The voltage set by the external voltage setter 8 is converted into external signal data by the AD converter 9, and is assigned to the target external control target value 11 and external control gain 12 by the control constant selection unit 10.

【0009】このような装置によれば、制御演算プログ
ラムや初期値入力データを修正することなく、調整した
い制御定数を外部から任意に変更できるようになる。演
算部4では初期入力データと外部信号データ及びセンサ
ー2による検出データを用いて、マニピュレーター7へ
の指令信号を計算し、DA変換器13によりこれを電圧
信号として出力する。
According to such an apparatus, the control constant to be adjusted can be arbitrarily changed from the outside without modifying the control calculation program and the initial value input data. The arithmetic unit 4 calculates a command signal to the manipulator 7 using the initial input data, the external signal data, and the detection data from the sensor 2, and the DA converter 13 outputs this as a voltage signal.

【0010】マニピュレーター7はDA変換器13から
の出力電圧により水中翼3を操作する。水中翼3の角度
変更によって発生揚力を調整して船1の航走姿勢の調整
及び動揺低減が行われる。電圧設定器8の一方法として
はポテンショメーターに直流電源を印加しポテンショメ
ーターを手動で調整すれば、制御演算中にも任意の制御
定数を変化させることができる。
The manipulator 7 operates the hydrofoil 3 by the output voltage from the DA converter 13. The lift generated is adjusted by changing the angle of the hydrofoil 3 to adjust the running posture of the ship 1 and reduce the shaking. As one method of the voltage setting device 8, if a DC power source is applied to the potentiometer and the potentiometer is manually adjusted, an arbitrary control constant can be changed even during the control calculation.

【0011】次に図2に示す本発明の第2実施例におい
ては、前記第1実施例では外部信号データの設定器とし
て電圧設定器8を用いているのに対し、制御定数選別部
10の前段のAD変換器9の入力にセンサー2による検
出信号が接続されている。その他の機能及び構成は第1
実施例と動揺である。この第2実施例では、水中翼3の
角度変更によって発生する揚力を調整して航走姿勢の調
整及び動揺低減を行うことを想定しており、揚力は速度
の2乗に比例する関係上、翼角変更の制御定数は速度に
応じて変更することが望ましい。そこで、外部信号デー
タとして船1の速度センサー2aからの信号を制御定数
選別部10の前段のAD変換器9に入力し、この信号に
よって制御定数を変化させるようにしたものである。ま
た、センサー2aとして速度センサー以外の多様なセン
サーを用いることにより多種多様なアルゴリズムの構成
が可能である。
Next, in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the voltage setter 8 is used as the setter for the external signal data in the first embodiment, whereas the control constant selector 10 is used. The detection signal from the sensor 2 is connected to the input of the AD converter 9 in the preceding stage. Other functions and configurations are first
Example and upset. In the second embodiment, it is assumed that the lift generated by changing the angle of the hydrofoil 3 is adjusted to adjust the running attitude and reduce the sway, and the lift is proportional to the square of the speed. It is desirable that the control constant for changing the blade angle be changed according to the speed. Therefore, a signal from the speed sensor 2a of the ship 1 is input to the AD converter 9 in the preceding stage of the control constant selection unit 10 as external signal data, and the control constant is changed by this signal. In addition, by using various sensors other than the speed sensor as the sensor 2a, various algorithms can be configured.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上詳述したように本制御装置によれ
ば、次のような効果が奏せられる。 (1)電圧設定器8の外部信号データをどの制御定数に
割り当てるかを初期入力データとして与えられる。すな
わち、外部から調整したい制御定数を任意に選択できる
ようにし、外部信号データの調整をポテンショメーター
で調整することにより、制御演算中にも制御状況を確認
しながら制御定数を変化させることができるようにした
から開発効率が向上する。 (2)センサー2aによる検出データを、外部信号デー
タとして使用し制御定数を変更するように構成されたこ
とにより、プログラムの修正なしに制御アルゴリズムの
組替えができるゲインスケジューラ機能を備えたから、
開発効率を格段に向上させることができる。 (3)ちなみに、従来の制御装置では、あらかじめ決定
された制御アルゴリズムが制御演算プログラムとして演
算部4に組み込まれ、制御定数などの設定値は初期入力
データで与えられる。すなわち、制御演算中はある決ま
った条件での制御が行われるため、新製品の開発段階で
は実験を繰り返しながら制御定数を頻繁に変更し調整し
ており開発効率が悪い。また、従来の制御装置の構成を
ベースとしてゲインスケジューラ機能を備えた制御装置
を組み立てるには多大の開発及び調整時間を要していた
のである。
As described above in detail, according to the present control device, the following effects can be obtained. (1) Which control constant to assign the external signal data of the voltage setting device 8 is given as initial input data. That is, by making it possible to arbitrarily select the control constant to be adjusted from the outside and adjusting the external signal data with the potentiometer, it is possible to change the control constant while checking the control status even during control calculation. Therefore, the development efficiency is improved. (2) Since the detection data by the sensor 2a is used as the external signal data and the control constant is changed, the gain scheduler function which can recombining the control algorithm without modifying the program is provided.
Development efficiency can be significantly improved. (3) By the way, in the conventional control device, a predetermined control algorithm is incorporated in the arithmetic unit 4 as a control arithmetic program, and set values such as control constants are given by initial input data. That is, since the control is performed under a certain fixed condition during the control calculation, the development efficiency is poor because the control constants are frequently changed and adjusted while repeating the experiment in the development stage of the new product. Further, assembling a control device having a gain scheduler function based on the configuration of the conventional control device requires a great deal of development and adjustment time.

【0013】要するに本発明によれば、適当に配置され
たセンサーによって制御対象の状態を計測した結果に基
づいて、ディジタル計算機で制御演算を行い、所要の操
作量を計算してマニピュレーターへの指令信号を出力す
る制御装置において、制御定数などを入力値に設定でき
るだけでなく、実時間制御の最中に外部入力によって制
御定数を変更することができるように構成したことによ
り、プログラムの複雑化を避け、制御定数を外部から任
意に変更することができ、設計,製作及び調整を迅速か
つ確実に行うことが可能な経済的な制御装置を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。
In short, according to the present invention, the control calculation is performed by the digital computer based on the result of measuring the state of the controlled object by the appropriately arranged sensor, the required operation amount is calculated, and the command signal to the manipulator is calculated. In the control device that outputs, not only can the control constants be set as input values, but also the control constants can be changed by external input during real-time control, thus avoiding complication of the program. The present invention is extremely useful industrially, since an economical control device can be obtained in which the control constant can be arbitrarily changed from the outside and the design, manufacture and adjustment can be performed quickly and reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を船舶の姿勢制御及び運動制御に適用し
た第1実施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment in which the present invention is applied to attitude control and motion control of a ship.

【図2】本発明を同じく船の姿勢制御及び運動制御に適
用した第2実施例を示す制御装置のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a control device showing a second embodiment in which the present invention is also applied to attitude control and motion control of a ship.

【図3】ディジタル計算機を利用した従来の制御装置を
示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional control device using a digital computer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水中翼船(船) 2 センサー 3 水中翼 4 演算部 5 制御目標値 6 制御ゲイン 7 マニピュレーター 8 電圧設定器 9 AD変換器 10 制御定数選別部 11 外部制御目標値 12 外部制御ゲイン 13 DA変換器 1 Hydrofoil (Ship) 2 Sensor 3 Hydrofoil 4 Calculation part 5 Control target value 6 Control gain 7 Manipulator 8 Voltage setting device 9 AD converter 10 Control constant selection part 11 External control target value 12 External control gain 13 DA converter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 適当に配置されたセンサーによって制御
対象の状態を計測した結果に基づいて、ディジタル計算
機で制御演算を行い、所要の操作量を計算してマニピュ
レーターへの指令信号を出力する制御装置において、制
御定数などを入力値に設定できるだけでなく、実時間制
御の最中に外部入力によって制御定数を変更することが
できるように構成したことを特徴とする制御装置。
1. A control device for performing a control calculation by a digital computer based on a result of measuring a state of a controlled object by an appropriately arranged sensor, calculating a required operation amount, and outputting a command signal to a manipulator. 2. A control device characterized in that, in addition to being able to set a control constant or the like to an input value, the control constant can be changed by an external input during real-time control.
JP11637193A 1993-04-20 1993-04-20 Controller Withdrawn JPH06309004A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11637193A JPH06309004A (en) 1993-04-20 1993-04-20 Controller

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11637193A JPH06309004A (en) 1993-04-20 1993-04-20 Controller

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JPH06309004A true JPH06309004A (en) 1994-11-04

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ID=14685329

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JP11637193A Withdrawn JPH06309004A (en) 1993-04-20 1993-04-20 Controller

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