JPH06318102A - センサ補償装置 - Google Patents
センサ補償装置Info
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- JPH06318102A JPH06318102A JP13006893A JP13006893A JPH06318102A JP H06318102 A JPH06318102 A JP H06318102A JP 13006893 A JP13006893 A JP 13006893A JP 13006893 A JP13006893 A JP 13006893A JP H06318102 A JPH06318102 A JP H06318102A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 センサの持つ時定数を補償し、即応性のある
信号を出力するセンサ補償装置を提供する。 【構成】 時定数Ｔs を有する温度センサ３に対して、
センサ補償器１１の逆モデル部１２およびフィルタ部１
３として、温度センサ３の時定数Ｔs を含む伝達関数の
近似逆モデルを導出しておき、温度センサ３から出力さ
れ時系列で変化する測定値ｔs に対して、導出した伝達
関数に基づくデジタル演算処理を実施し、位相進み補償
された補償測定値ｔf を出力する。
信号を出力するセンサ補償装置を提供する。 【構成】 時定数Ｔs を有する温度センサ３に対して、
センサ補償器１１の逆モデル部１２およびフィルタ部１
３として、温度センサ３の時定数Ｔs を含む伝達関数の
近似逆モデルを導出しておき、温度センサ３から出力さ
れ時系列で変化する測定値ｔs に対して、導出した伝達
関数に基づくデジタル演算処理を実施し、位相進み補償
された補償測定値ｔf を出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、センサ補償装置に関
し、特にセンサ装置の測定時間遅れを補償するセンサ補
償装置に関するものである。
し、特にセンサ装置の測定時間遅れを補償するセンサ補
償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】あるプロセスを制御する制御装置が、各
種センサからの測定信号に基づき、プロセスの目標値に
対してどの程度的確に追従可能か、あるいは外乱に対し
て適切な訂正動作を実施できるかどうかは、プロセス自
身の特性や制御動作の方法によって左右される。従来、
個々のプロセスが持つ各種特性に対して、より適応した
制御動作を実現する方法として、センサからの測定値と
目標値との偏差により、そのプロセスの特性に沿った操
作信号を出力する調節部を制御装置内に設ける方法が一
般的であった。
種センサからの測定信号に基づき、プロセスの目標値に
対してどの程度的確に追従可能か、あるいは外乱に対し
て適切な訂正動作を実施できるかどうかは、プロセス自
身の特性や制御動作の方法によって左右される。従来、
個々のプロセスが持つ各種特性に対して、より適応した
制御動作を実現する方法として、センサからの測定値と
目標値との偏差により、そのプロセスの特性に沿った操
作信号を出力する調節部を制御装置内に設ける方法が一
般的であった。
【０００３】図６は、プロセス制御において基本的な制
御である定値制御、すなわち制御量を一定の目標値に保
持するものとして室温制御プロセスを示しており、特に
太陽輻射熱の変化やドアの開閉等の外乱により変動する
室温を、冷却水の流量を調節することによって一定に保
持するものである。
御である定値制御、すなわち制御量を一定の目標値に保
持するものとして室温制御プロセスを示しており、特に
太陽輻射熱の変化やドアの開閉等の外乱により変動する
室温を、冷却水の流量を調節することによって一定に保
持するものである。
【０００４】同図において、１は部屋の中に設置され、
冷却水によって室内の空気を冷却するエアコン、２はエ
アコン１に供給する冷却水の流量を制御する調節弁、３
は室温を測定する温度センサである。なお、この温度セ
ンサ３は、実際の特性として、室温ｔr の変化に応じて
温度センサ３の測定値ｔs が変化するまでの潜在的な測
定の遅れ時間を有しており、この場合、測定遅れ時間す
なわち時定数Ｔs は８分である。
冷却水によって室内の空気を冷却するエアコン、２はエ
アコン１に供給する冷却水の流量を制御する調節弁、３
は室温を測定する温度センサである。なお、この温度セ
ンサ３は、実際の特性として、室温ｔr の変化に応じて
温度センサ３の測定値ｔs が変化するまでの潜在的な測
定の遅れ時間を有しており、この場合、測定遅れ時間す
なわち時定数Ｔs は８分である。
【０００５】また、４はこの室温制御プロセスを制御す
る制御装置であり、目標とする室温ｔm を設定する設定
部５、設定部５から出力される目標値ｔm と温度センサ
３から出力される室温ｔs とを比較し、その差すなわち
偏差量を出力する比較部６、この室温プロセス固有の特
性に応じた制御動作に基づき、比較部６からの偏差量に
対応する操作信号を出力する調節部７、およびこの操作
信号に応じて調節弁２を操作する操作部８から構成され
ている。
る制御装置であり、目標とする室温ｔm を設定する設定
部５、設定部５から出力される目標値ｔm と温度センサ
３から出力される室温ｔs とを比較し、その差すなわち
偏差量を出力する比較部６、この室温プロセス固有の特
性に応じた制御動作に基づき、比較部６からの偏差量に
対応する操作信号を出力する調節部７、およびこの操作
信号に応じて調節弁２を操作する操作部８から構成され
ている。
【０００６】今、温度センサ３により検出された室温ｔ
s が、設定部５により設定された目標値ｔm より高い場
合には、比較部６から出力される偏差量が正となり、こ
れにに応じた操作量が調節部７の所定の制御動作に基づ
き出力され、続いて操作部８によりこの操作量に応じて
調節弁２が開かれることにより、エアコン１へ供給され
る冷却水の量が増加して室温がｔr 低下する。また温度
センサ３により検出された室温ｔs が目標値ｔm より低
い場合には、偏差量が負となり、その偏差量に応じた操
作量だけ調節弁２が閉じられることにより、エアコン１
へ供給される冷却水の量が減少して室温ｔr が上昇す
る。
s が、設定部５により設定された目標値ｔm より高い場
合には、比較部６から出力される偏差量が正となり、こ
れにに応じた操作量が調節部７の所定の制御動作に基づ
き出力され、続いて操作部８によりこの操作量に応じて
調節弁２が開かれることにより、エアコン１へ供給され
る冷却水の量が増加して室温がｔr 低下する。また温度
センサ３により検出された室温ｔs が目標値ｔm より低
い場合には、偏差量が負となり、その偏差量に応じた操
作量だけ調節弁２が閉じられることにより、エアコン１
へ供給される冷却水の量が減少して室温ｔr が上昇す
る。
【０００７】ここで、ある偏差量に対して適切な操作量
を出力する方法、すなわち調節部７における制御動作と
して、このプロセスのように全体の制御動作が連続的に
行われる連続制御動作では、プロセスに固有の特性に基
づいた各種制御動作が用いられており、特に、偏差量に
比例した操作量を出力する比例動作（Ｐ動作）、偏差量
に比例した速度で操作量を変化させる積分動作（Ｉ動
作）、偏差量の生ずる速度に比例した操作量を出力する
微分動作（Ｄ動作）等それぞれを組み合わせることによ
り、制御動作が実現されている。
を出力する方法、すなわち調節部７における制御動作と
して、このプロセスのように全体の制御動作が連続的に
行われる連続制御動作では、プロセスに固有の特性に基
づいた各種制御動作が用いられており、特に、偏差量に
比例した操作量を出力する比例動作（Ｐ動作）、偏差量
に比例した速度で操作量を変化させる積分動作（Ｉ動
作）、偏差量の生ずる速度に比例した操作量を出力する
微分動作（Ｄ動作）等それぞれを組み合わせることによ
り、制御動作が実現されている。
【０００８】図７は、調節部７の制御動作として比例動
作と積分動作の組み合わせである比例積分動作（ＰＩ動
作）を採用し、図６に示した室温制御プロセスの制御を
実施した場合の制御動作結果として、室温および冷却水
の流量の変化を示すグラフである。同図において、ｔr
は実際の室温、ｔs は温度センサ３により測定された測
定温度すなわち制御装置４へ入力された測定値、またＦ
w は制御装置４の制御によりエアコン１に流れた冷却水
の流量をそれぞれ示しており、プロセスの運転条件とし
て、初期室温ｔ0 を３０℃、目標室温ｔm を２５℃、前
述の温度センサ３の測定遅れ時間を８分とし、さらに外
乱として太陽輻射熱等の外部から供給される熱量を、時
刻Ｔ1 、Ｔ2 において段階的に減少させたものである。
作と積分動作の組み合わせである比例積分動作（ＰＩ動
作）を採用し、図６に示した室温制御プロセスの制御を
実施した場合の制御動作結果として、室温および冷却水
の流量の変化を示すグラフである。同図において、ｔr
は実際の室温、ｔs は温度センサ３により測定された測
定温度すなわち制御装置４へ入力された測定値、またＦ
w は制御装置４の制御によりエアコン１に流れた冷却水
の流量をそれぞれ示しており、プロセスの運転条件とし
て、初期室温ｔ0 を３０℃、目標室温ｔm を２５℃、前
述の温度センサ３の測定遅れ時間を８分とし、さらに外
乱として太陽輻射熱等の外部から供給される熱量を、時
刻Ｔ1 、Ｔ2 において段階的に減少させたものである。
【０００９】このような条件において室温制御プロセス
を制御した結果（図７参照）、室温ｔr は制御開始から
約４０分でほぼ目標室温ｔm に維持されているが、時刻
Ｔ1において発生した外乱に対しては、目標室温ｔm 付
近で上下動を繰り返しており、さらに時刻Ｔ2 以降にお
いてはその変動はより大きくなり継続される傾向を示し
ており、冷却水の流量Ｆw についても同様の傾向を示し
ている。
を制御した結果（図７参照）、室温ｔr は制御開始から
約４０分でほぼ目標室温ｔm に維持されているが、時刻
Ｔ1において発生した外乱に対しては、目標室温ｔm 付
近で上下動を繰り返しており、さらに時刻Ｔ2 以降にお
いてはその変動はより大きくなり継続される傾向を示し
ており、冷却水の流量Ｆw についても同様の傾向を示し
ている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、このような従
来のプロセス制御では、センサが潜在的な測定の遅れ時
間すなわち時定数を持つため、これに起因する制御の遅
れが発生し、正確なプロセス制御が困難であった。すな
わち、前述の室温制御プロセスでは、温度センサ３の有
する測定遅れ時間により、実際の室温ｔr の変化よりも
温度センサ３を介して制御装置４に入力される測定温度
ｔs の変化が遅れるため、直ちにこれに基づく操作量が
出力され冷却水が調節されたとしても、実際の室温とは
合致しない制御動作となってしまうという問題点があっ
た。本発明はこのような課題を解決するためのものであ
り、センサの持つ時定数を補償し、即応性のある信号を
出力するセンサ補償装置を提供することを目的としてい
る。
来のプロセス制御では、センサが潜在的な測定の遅れ時
間すなわち時定数を持つため、これに起因する制御の遅
れが発生し、正確なプロセス制御が困難であった。すな
わち、前述の室温制御プロセスでは、温度センサ３の有
する測定遅れ時間により、実際の室温ｔr の変化よりも
温度センサ３を介して制御装置４に入力される測定温度
ｔs の変化が遅れるため、直ちにこれに基づく操作量が
出力され冷却水が調節されたとしても、実際の室温とは
合致しない制御動作となってしまうという問題点があっ
た。本発明はこのような課題を解決するためのものであ
り、センサの持つ時定数を補償し、即応性のある信号を
出力するセンサ補償装置を提供することを目的としてい
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるセンサ補償装置は、所定の物理
量を測定し測定値として出力するセンサ装置に接続さ
れ、センサ装置が有する測定時間遅れを含む伝達関数の
近似逆モデルに基づいてセンサ装置からの測定値を演算
処理することにより、測定時間遅れを補償した測定値を
出力する補償手段を備えるものである。
るために、本発明によるセンサ補償装置は、所定の物理
量を測定し測定値として出力するセンサ装置に接続さ
れ、センサ装置が有する測定時間遅れを含む伝達関数の
近似逆モデルに基づいてセンサ装置からの測定値を演算
処理することにより、測定時間遅れを補償した測定値を
出力する補償手段を備えるものである。
【００１２】
【作用】従って、センサ装置で測定され出力された測定
信号は、センサ補償装置の補償手段により、このセンサ
装置の測定時間遅れを含む伝達関数の近似逆モデルに基
づき演算処理され、測定の時間遅れが補償されて出力さ
れる。
信号は、センサ補償装置の補償手段により、このセンサ
装置の測定時間遅れを含む伝達関数の近似逆モデルに基
づき演算処理され、測定の時間遅れが補償されて出力さ
れる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例であるセンサ補償装置を使
用した室温制御プロセスを示す機能ブロック図である。
なお同図において、前述の説明（図６）と同じ機能を有
するものについては、同じ符号を付してある。図１にお
いて、１１は温度センサ３に接続されたセンサ補償装置
であり、温度センサ３からの測定値に含まれる測定時間
遅れを補償し、部屋の室温を示す信号として制御装置４
の比較部６へ出力するものである。
る。図１は本発明の一実施例であるセンサ補償装置を使
用した室温制御プロセスを示す機能ブロック図である。
なお同図において、前述の説明（図６）と同じ機能を有
するものについては、同じ符号を付してある。図１にお
いて、１１は温度センサ３に接続されたセンサ補償装置
であり、温度センサ３からの測定値に含まれる測定時間
遅れを補償し、部屋の室温を示す信号として制御装置４
の比較部６へ出力するものである。
【００１４】ここで、センサ補償器における補償の原理
について、図２，３に示したセンサ補償器の補償原理説
明図を参照して説明する。図２は、センサの測定時間遅
れを含む伝達関数の逆モデルが実現可能な場合のセンサ
補償器を示しており、同図において、２４は測定の時間
遅れを有し、その特性が伝達関数Ｇs で示されるセン
サ、また２１はセンサ２４の伝達関数Ｇs の近似逆モデ
ルを実現する逆モデル部２２およびフィルタ部２３から
構成されるセンサ補償器である。
について、図２，３に示したセンサ補償器の補償原理説
明図を参照して説明する。図２は、センサの測定時間遅
れを含む伝達関数の逆モデルが実現可能な場合のセンサ
補償器を示しており、同図において、２４は測定の時間
遅れを有し、その特性が伝達関数Ｇs で示されるセン
サ、また２１はセンサ２４の伝達関数Ｇs の近似逆モデ
ルを実現する逆モデル部２２およびフィルタ部２３から
構成されるセンサ補償器である。
【００１５】今、センサ２４に物理量としてＸが与えら
れたとする。センサ２４は自己が有する測定時間遅れに
より、実際の物理量Ｘの変化より所定時間遅れて変化す
る測定出力Ｘs を出力する。ここで、センサ２４の伝達
関数がＧs で示される場合、伝達関数Ｇs の逆伝達関数
すなわち逆モデル１／Ｇs を導出して伝達関数ＧS と積
算することにより、伝達関数Ｇs の特性に対して位相進
み補償を行い、センサ２４の測定時間遅れを打ち消すこ
とが可能となる。しかし、１／Ｇs をそのまま用いると
ノイズを増幅することにもなるため、実際には適当な時
定数を持ったフィルタをかけ合わせ、ｆs ／Ｇs として
使用することとなる。図２では、この１／Ｇs がセンサ
２４の逆モデル部２２で表現され、またｆs がフィルタ
部２３として表現されている。
れたとする。センサ２４は自己が有する測定時間遅れに
より、実際の物理量Ｘの変化より所定時間遅れて変化す
る測定出力Ｘs を出力する。ここで、センサ２４の伝達
関数がＧs で示される場合、伝達関数Ｇs の逆伝達関数
すなわち逆モデル１／Ｇs を導出して伝達関数ＧS と積
算することにより、伝達関数Ｇs の特性に対して位相進
み補償を行い、センサ２４の測定時間遅れを打ち消すこ
とが可能となる。しかし、１／Ｇs をそのまま用いると
ノイズを増幅することにもなるため、実際には適当な時
定数を持ったフィルタをかけ合わせ、ｆs ／Ｇs として
使用することとなる。図２では、この１／Ｇs がセンサ
２４の逆モデル部２２で表現され、またｆs がフィルタ
部２３として表現されている。
【００１６】従って、物理量Ｘはセンサ２４で測定され
て測定値Ｘs となり、これがセンサ補償器２１の逆モデ
ル部２２およびフィルタ部２３において演算処理される
ことにより位相進み補償が行われ、測定の時間遅れが補
償されたセンサ測定値Ｘf として出力される。
て測定値Ｘs となり、これがセンサ補償器２１の逆モデ
ル部２２およびフィルタ部２３において演算処理される
ことにより位相進み補償が行われ、測定の時間遅れが補
償されたセンサ測定値Ｘf として出力される。
【００１７】また図３は、センサの測定時間遅れを含む
伝達関数の逆モデルが実現不可能な場合、例えばムダ時
間が存在する場合のセンサ補償器を示しており、同図に
おいて、３４は測定の時間遅れを有し、その特性が伝達
関数Ｇs で示されるセンサ、また３１はセンサ３４の伝
達関数Ｇs の近似逆モデルを実現する逆モデル部３２お
よびフィルタ部３３から構成されるセンサ補償器であ
る。
伝達関数の逆モデルが実現不可能な場合、例えばムダ時
間が存在する場合のセンサ補償器を示しており、同図に
おいて、３４は測定の時間遅れを有し、その特性が伝達
関数Ｇs で示されるセンサ、また３１はセンサ３４の伝
達関数Ｇs の近似逆モデルを実現する逆モデル部３２お
よびフィルタ部３３から構成されるセンサ補償器であ
る。
【００１８】この場合についても、前述の補償の原理
（図２）とほぼ同様であるが、センサ３４の伝達関数Ｇ
s として、例えば物理量Ｘの測定を開始してからセンサ
３４の測定出力として測定値Ｘs の出力が開始されるま
での時間差すなわちムダ時間を含む場合等は、その逆モ
デルを実現することは理論上不可能である。
（図２）とほぼ同様であるが、センサ３４の伝達関数Ｇ
s として、例えば物理量Ｘの測定を開始してからセンサ
３４の測定出力として測定値Ｘs の出力が開始されるま
での時間差すなわちムダ時間を含む場合等は、その逆モ
デルを実現することは理論上不可能である。
【００１９】従って、図３のセンサ補償器３１では、セ
ンサ３４の伝達関数Ｇs のうち実現可能な部分Ｇs1のみ
を対象とした逆モデル１／Ｇs1を導出し、これに適当な
フィルタｆs をかけ合わせたモデルｆs ／Ｇs1を使用し
て、センサ３４から出力される測定値Ｘs に含まれる測
定時間遅れ成分のうち、逆モデルが実現可能な部分につ
いてのみ位相進み補償されたセンサ測定値Ｘf を得るこ
とが可能となる。
ンサ３４の伝達関数Ｇs のうち実現可能な部分Ｇs1のみ
を対象とした逆モデル１／Ｇs1を導出し、これに適当な
フィルタｆs をかけ合わせたモデルｆs ／Ｇs1を使用し
て、センサ３４から出力される測定値Ｘs に含まれる測
定時間遅れ成分のうち、逆モデルが実現可能な部分につ
いてのみ位相進み補償されたセンサ測定値Ｘf を得るこ
とが可能となる。
【００２０】次に、図１の室温制御プロセスにおいて、
実際に使用されるセンサ補償器１１について説明する。
図４は、センサ補償器１１の補償原理を説明する図であ
り、同図において３は測定時間遅れすなわち時定数Ｔs
を有する温度センサ、１２はこの温度センサ３の逆モデ
ル部、１３はフィルタ部である。なお、以下の説明にお
いて、ｓは複素数であり、伝達関数はラプラス変換を用
いて表されている。
実際に使用されるセンサ補償器１１について説明する。
図４は、センサ補償器１１の補償原理を説明する図であ
り、同図において３は測定時間遅れすなわち時定数Ｔs
を有する温度センサ、１２はこの温度センサ３の逆モデ
ル部、１３はフィルタ部である。なお、以下の説明にお
いて、ｓは複素数であり、伝達関数はラプラス変換を用
いて表されている。
【００２１】この場合、温度センサ３の測定時間遅れを
含む伝達関数は１／（Ｔs・ｓ＋１）となり、このうち逆
モデル実現不可能な部分がないため、逆モデル部１２と
して伝達関数Ｔs・ｓ＋１が、またフィルタ部１３として
伝達関数１／（Ｔf・ｓ＋１）がそれぞれ導出されてい
る。なお、Ｔf は、フィルタ部１３の時定数であり、セ
ンサ補償器１１の出力すなわち補償測定値ｔf に含まれ
る測定時間遅れを規定する。従って、位相進み補償を行
う場合には、温度センサ３の測定時間遅れである時定数
Ｔs より小さく設定する必要があるとともに、要求され
る補償の程度やセンサ補償器１１の処理能力に基づき制
限される。
含む伝達関数は１／（Ｔs・ｓ＋１）となり、このうち逆
モデル実現不可能な部分がないため、逆モデル部１２と
して伝達関数Ｔs・ｓ＋１が、またフィルタ部１３として
伝達関数１／（Ｔf・ｓ＋１）がそれぞれ導出されてい
る。なお、Ｔf は、フィルタ部１３の時定数であり、セ
ンサ補償器１１の出力すなわち補償測定値ｔf に含まれ
る測定時間遅れを規定する。従って、位相進み補償を行
う場合には、温度センサ３の測定時間遅れである時定数
Ｔs より小さく設定する必要があるとともに、要求され
る補償の程度やセンサ補償器１１の処理能力に基づき制
限される。
【００２２】また、実際にはセンサ補償器１１におい
て、温度センサ３から出力され時系列で変化する測定値
ｔs を、以下に示す数１に示す演算式に基づきデジタル
演算処理を実施することにより、位相進み補償された補
償測定値ｔf が算出される。
て、温度センサ３から出力され時系列で変化する測定値
ｔs を、以下に示す数１に示す演算式に基づきデジタル
演算処理を実施することにより、位相進み補償された補
償測定値ｔf が算出される。
【００２３】
【数１】
【００２４】数１において、Ｔs は温度センサ３の時定
数、Ｔf は補償後の時定数であり、ｔs nは時刻ｎにおけ
る温度センサ３の測定値ｔs 、ｔf nは時刻ｎにおける補
償測定値ｔs 、ｔs n-1，ｔf n-1はそれぞれｔs n，ｔf nよ
り１回前にサンプリングあるいは出力された値、さらに
Δｔは温度センサ３からの測定値ｔs をサンプリングす
る間隔（サンプリング時間）であり、これらの時系列デ
ータ演算処理により、補償測定値ｔf が算出される。
数、Ｔf は補償後の時定数であり、ｔs nは時刻ｎにおけ
る温度センサ３の測定値ｔs 、ｔf nは時刻ｎにおける補
償測定値ｔs 、ｔs n-1，ｔf n-1はそれぞれｔs n，ｔf nよ
り１回前にサンプリングあるいは出力された値、さらに
Δｔは温度センサ３からの測定値ｔs をサンプリングす
る間隔（サンプリング時間）であり、これらの時系列デ
ータ演算処理により、補償測定値ｔf が算出される。
【００２５】従って、図１において、温度センサ３によ
り検出された室温ｔs がセンサ補償器１１に入力され、
前述のデジタル演算処理されて温度センサ３の測定時間
遅れが補償された補償測定値ｔf が制御装置４の比較部
６に入力される。ここで、この補償測定値ｔf が、設定
部５により設定された目標値ｔm より高い場合には偏差
量が正となり、操作部８によりその偏差量に応じた操作
量だけ操作弁が開かれ、エアコン１へ供給される冷却水
の量が増加して室温がｔr 低下し、また補償測定値ｔf
が目標値ｔm より低い場合には偏差量が負となり、操作
部８によりその偏差量に応じた操作量だけ操作弁が閉じ
られ、エアコン１へ供給される冷却水の量が減少して室
温ｔr が上昇する。
り検出された室温ｔs がセンサ補償器１１に入力され、
前述のデジタル演算処理されて温度センサ３の測定時間
遅れが補償された補償測定値ｔf が制御装置４の比較部
６に入力される。ここで、この補償測定値ｔf が、設定
部５により設定された目標値ｔm より高い場合には偏差
量が正となり、操作部８によりその偏差量に応じた操作
量だけ操作弁が開かれ、エアコン１へ供給される冷却水
の量が増加して室温がｔr 低下し、また補償測定値ｔf
が目標値ｔm より低い場合には偏差量が負となり、操作
部８によりその偏差量に応じた操作量だけ操作弁が閉じ
られ、エアコン１へ供給される冷却水の量が減少して室
温ｔr が上昇する。
【００２６】図５は、調節部７の制御動作として比例動
作と積分動作の組み合わせである比例積分動作（ＰＩ動
作）を採用し、図１の室温制御プロセスを運転した場合
の制御動作結果として、室温および冷却水の流量の変化
を示すグラフである。同図において、ｔr は実際の室
温、ｔs は温度センサ３により測定された測定温度、ｔ
f はセンサ補償器１１により位相進み補償された補償測
定値であり制御装置４へ入力された温度、またＦw は制
御装置４の制御によりエアコン１に流れた冷却水の流量
をそれぞれ示している。
作と積分動作の組み合わせである比例積分動作（ＰＩ動
作）を採用し、図１の室温制御プロセスを運転した場合
の制御動作結果として、室温および冷却水の流量の変化
を示すグラフである。同図において、ｔr は実際の室
温、ｔs は温度センサ３により測定された測定温度、ｔ
f はセンサ補償器１１により位相進み補償された補償測
定値であり制御装置４へ入力された温度、またＦw は制
御装置４の制御によりエアコン１に流れた冷却水の流量
をそれぞれ示している。
【００２７】なお、プロセスの運転条件として、初期室
温ｔ0 を３０℃、目標室温ｔm を２５℃、前述の温度セ
ンサ３の測定遅れ時間を８分、また位相進み補償後の時
定数を１分とし、さらに外乱として太陽輻射熱等の外部
から供給される熱量を、時刻Ｔ1 、Ｔ2 において段階的
に減少させたものである。
温ｔ0 を３０℃、目標室温ｔm を２５℃、前述の温度セ
ンサ３の測定遅れ時間を８分、また位相進み補償後の時
定数を１分とし、さらに外乱として太陽輻射熱等の外部
から供給される熱量を、時刻Ｔ1 、Ｔ2 において段階的
に減少させたものである。
【００２８】このような条件において室温制御プロセス
を運転した結果（図５参照）、室温ｔr と補償測定値ｔ
f との差がほとんどなく（時定数１分）、制御開始から
約３０分でほぼ目標室温ｔm に維持されているととも
に、時刻Ｔ1 において発生した外乱に対して、目標室温
ｔm 付近で上下動することなく安定して目標室温に制御
され、さらに時刻Ｔ2 以降においてもその変動幅は１℃
以内の微小なものとなり、この変動は６０分以内にほぼ
集束し安定する傾向を示しており、冷却水の流量Ｆw に
ついても同様の傾向を示している。
を運転した結果（図５参照）、室温ｔr と補償測定値ｔ
f との差がほとんどなく（時定数１分）、制御開始から
約３０分でほぼ目標室温ｔm に維持されているととも
に、時刻Ｔ1 において発生した外乱に対して、目標室温
ｔm 付近で上下動することなく安定して目標室温に制御
され、さらに時刻Ｔ2 以降においてもその変動幅は１℃
以内の微小なものとなり、この変動は６０分以内にほぼ
集束し安定する傾向を示しており、冷却水の流量Ｆw に
ついても同様の傾向を示している。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、センサ
の測定時間遅れを、センサの伝達関数の近似逆モデルに
より位相進み補償するようにしたので、各種センサが潜
在的に持つ測定時間遅れすなわち時定数をより短く補償
でき、これをセンサとプロセス制御装置の間に設けて、
センサ出力値を補償することにより、各種制御プロセス
の即応性のある正確で安定した制御が可能となるという
格別な効果を奏するものである。
の測定時間遅れを、センサの伝達関数の近似逆モデルに
より位相進み補償するようにしたので、各種センサが潜
在的に持つ測定時間遅れすなわち時定数をより短く補償
でき、これをセンサとプロセス制御装置の間に設けて、
センサ出力値を補償することにより、各種制御プロセス
の即応性のある正確で安定した制御が可能となるという
格別な効果を奏するものである。
【図１】本発明の一実施例による室温制御プロセスの機
能ブロック図である。
能ブロック図である。
【図２】センサ補償器（逆モデル実現可能）の原理を示
す説明図である。
す説明図である。
【図３】センサ補償器（逆モデル実現不可能な部分あ
り）の原理を示す説明図である。
り）の原理を示す説明図である。
【図４】図１のセンサ補償器１１の原理を示す説明図で
ある。
ある。
【図５】図１の室温制御プロセスの制御動作結果とし
て、室温および冷却水の流量変化を示すグラフである。
て、室温および冷却水の流量変化を示すグラフである。
【図６】従来の室温制御プロセスの機能ブロック図であ
る。
る。
【図７】従来の室温制御プロセスの制御動作結果とし
て、室温および冷却水の流量変化を示すグラフである。
て、室温および冷却水の流量変化を示すグラフである。
１ エアコン ２ 調節弁 ３ 温度センサ ４ 制御装置 ５ 設定部 ６ 比較部 ７ 調節部 ８ 操作部 １１ センサ補償器 １２ 逆モデル部 １３ フィルタ部
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の物理量を測定し測定値として出力
するセンサ装置に接続され、前記センサ装置が有する測
定時間遅れを含む伝達関数の近似逆モデルに基づいて前
記センサ装置からの測定値を演算処理することにより、
前記測定時間遅れを補償した測定値を出力する補償手段
を備えることを特徴とするセンサ補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13006893A JPH06318102A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | センサ補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13006893A JPH06318102A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | センサ補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318102A true JPH06318102A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=15025242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13006893A Pending JPH06318102A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | センサ補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06318102A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0916268A (ja) * | 1995-06-29 | 1997-01-17 | Hisashi Takahashi | 遅れ補償機能付流量制御弁 |
| US7155897B2 (en) * | 2003-07-18 | 2007-01-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combustion temperature high speed detection device |
| JP2011054167A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Fisher-Rosemount Systems Inc | プロセス制御システムの制御ループタイミングを調整する方法及び装置 |
| JP2011529588A (ja) * | 2008-07-31 | 2011-12-08 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 処理機械用の閉制御ループをモデル化する方法 |
| JP2013217790A (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Rkc Instrument Inc | 温度測定装置及び温度測定方法 |
| JP2016121985A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | 富士通株式会社 | 筺体表面温度推定方法及び電子装置 |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP13006893A patent/JPH06318102A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN100383505C (zh) * | 2003-07-18 | 2008-04-23 | 三菱重工业株式会社 | 燃烧温度高速检测设备 |
| DE102004033094B4 (de) * | 2003-07-18 | 2011-02-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Hochgeschwindigkeits-Verbrennungstemperatur-Erfassungseinrichtung |
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