JPH06348305A

JPH06348305A - Ｐｉｄ調節器のパラメータ調整装置

Info

Publication number: JPH06348305A
Application number: JP13167193A
Authority: JP
Inventors: Toshikatsu Fujiwara; 敏勝藤原; Hirokazu Miyagawa; 裕和宮川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1993-06-02
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】閉ループ系の状態でＰＩＤ調節器のパラメー
タを調整できると共に、短時間で最適なパラメータが求
められるようにする。【構成】目標値（ｒ）６とプロセス４の観測値である
制御量（ｙ）３との制御偏差（ｅ）８に基づいて上記プ
ロセス４の操作量（ｕ）２を得る比例・積分・微分の３
動作からなるＰＩＤ調節器１に対し、上記操作量（ｕ）
２に対する推定制御量の関係を、むだ時間特性と１次遅
れ特性からなるモデルで表すと共に、上記プロセス４へ
の既知外乱（ｄ）５に対する推定制御量の関係を１次の
進み遅れ特性のモデルで表す。そして、上記両モデルの
出力を加算し、その加算値が上記プロセス１の観測値で
ある制御量（ｙ）３に近づくようにモデルのパラメータ
を同定回路２０２により同定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロセス制御装置等に
適用されるＰＩＤ調節器のパラメータ調整装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＰＩＤ調節器のパラメータ調整装
置は、図６に示すように、ＰＩＤ調節器１をカットして
操作量（ｕ）２のステップ状変化に対する制御量（ｙ）
３の挙動を求めて、むだ時間特性のむだ時間Ｌと１次遅
れ特性の時定数τでプロセス４の特性を近似して表わし
た後、ジーグラ・ニコルス法等、教科書に掲載されてい
る手法でＰＩＤ調節器のパラメータを決めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来では、調整パラメ
ータをジーグラ・ニコルス法等の一般的な手法で決める
か、あるいは試行錯誤により求めている。しかし、前者
の調整法には限界があり、高い制御性能が得難いという
問題がある。また、後者の試行錯誤により求める方法で
は、高い制御性能を得るまでに長時間を要し、場合によ
っては高い制御性能が得られないことがある。

【０００４】また、従来の方法では、ＰＩＤ調節器をカ
ットして、開ループでの運転を余儀なくされるため、場
合によっては危険な状態が起こる可能性がある。本発明
は上記実情に鑑みてなされたもので、ＰＩＤ調節器を接
続したままの閉ループ系の状態でＰＩＤ調節器のパラメ
ータを調整できると共に、短時間で最適なパラメータを
求めることができるＰＩＤ調節器のパラメータ調整装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るＰＩＤ調節
器のパラメータ調整装置は、目標値とプロセスの観測値
である制御量との制御偏差に基づいて上記プロセスの操
作量を得る比例・積分・微分の３動作からなるＰＩＤ調
節器において、上記操作量に対する推定制御量の関係
を、むだ時間特性と１次遅れ特性からなるモデルで表す
手段と、上記プロセスへの既知外乱に対する推定制御量
の関係を１次の進み遅れ特性のモデルで表す手段と、上
記両モデルの出力を加算する加算手段と、この手段で加
算された値が上記プロセスの観測値である制御量に近づ
くようにモデルのパラメータを同定する同定手段とを具
備したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】ＰＩＤ調節器のパラメータを決定する方法は、
基本的にはＫ／τ^* Ｓ法による。ここで、Ｋ／τ^* Ｓ法
とは、ＰＩＤ調節器の入力からプロセスの出力までの伝
達特性、すなわち、一巡伝達関数をＫ／τ^* Ｓに近づけ
ることができるＰＩＤ調節器のパラメータを決める方法
であり、以下の機能からなる。ここで、Ｓはラプラス演
算子を意味し、Ｋはある関係式で決まり、τ^* はプロセ
スの遅れ時間に相当する値である。

【０００７】まず、プロセスの観測データを使用して、
プロセスを次式で近似する。なお、この近似は、詳細を
後述する図２の同定回路２０２及び図４、図５のフロー
チャートに示す同定手順を使用して行なわれる。

【０００８】

【数１】

【０００９】ここで、ｄ（ｓ）は既知外乱、ｕ（ｓ）は
操作量で、Ｓはラプラス演算子である。λd ，μd ，τ
d ，Ｌ，λ，τは、図２の同定回路で、上記（１）式の
モデルの出力ｙ＾（ｓ）、すなわち推定の制御量（ｙ
＾）とプロセスの制御量（ｙ）の差δを小さくできる値
を探索するようにすることにより得られる。つぎに、
（１）式の右辺第２項のみ取出して、この伝達関数の部
分を次式のように２次遅れ特性で近似する。

【００１０】

【数２】

【００１１】さらに、一巡伝達関数をＫ／τ^* Ｓにする
ために、ＰＩＤ調節器のパラメータを次式の関係式によ
り決める。Ｇc （ｓ）＝｛Ｋ（１＋ＬＳ）（１＋τＳ）｝／λτ^* Ｓ …（３）ここで、Ｇc （ｓ）はＰＩＤ調節器の伝達関数である。
操作量ｕ（ｓ）から制御量ｙ（ｓ）への伝達関数の近似
伝達関数は、（２）式の右辺であるから、一巡伝達関数
は（３）式と（２）式の掛算で得られ、次式となる。

【００１２】

【数３】

【００１３】すなわち、（３）式のＧc （ｓ）を採用す
ることで、目的としたＫ／τ^* Ｓが近似的に得られるこ
とが分かる。それでは、Ｇc （ｓ）を具体的にＰＩＤ調
節器のパラメータと対応させて見ると、次式になる。

【００１４】

【数４】

【００１５】ここで、τ^* ＝Ｌ＋τとおいた。上記
（５）式で、ＰＩＤ調節器のパラメータを決定すれば、
一巡伝達関数が近似的にＫ／τ^* Ｓになっているから、
目標値（ｒ）に対する制御量（ｙ）の応答特性は１次遅
れ特性になることがわかる。そこで、更に応答特性を良
くするために、（５）式の括弧の中の第２項にα（＞
１）の値を掛け、積分動作を強める。なお、通常は、α
＝２を標準とするが、この値に限定されるものではな
い。すなわち、αを考慮したＧc （ｓ）はＧc （ｓ）＝Ｋ／λ｛１＋α／τ^* ・１／Ｓ＋（Ｌτ／τ^* ）Ｓ｝＝Ｋp ｛１＋Ｒs （１／Ｓ）＋Ｔd Ｓ｝ …（６）となる。したがって、ＰＩＤ調節器のパラメータの比例
ゲインＫp 、リセット率Ｒs および微分時間Ｔd は、次
式で求められる。

【００１６】Ｋp ＝Ｋ／λ Ｒs ＝α／τ^* Ｔd ＝Ｌτ／τ^* …（７）また、Ｋは、次式で決められるものとする。

【００１７】Ｋ＝βτ／（βτ＋τ） …（８）ここで、β＝５を標準とするが、この値に限定されるも
のではない。なお、上記（８）式の根拠は、一巡伝達関
数Ｋ／τ^* Ｓは、閉ループ系にすれば、τ^* ／Ｋの時定
数を持つ１次遅れ特性になることは、良く知られたこと
であるので、そこで、τ^* ／Ｋの値としてどのような値
を採用すれば良いかを考える。

【００１８】まず、制御対象にむだ時間特性がある場合
には、そのむだ時間に相当する時定数（むだ時間Ｌの
値）は、閉ループ系によってもそれ以上小さくできない
ことは明らかである。つぎに、（１）式の右辺第２項で
示された時定数τを閉ループ系によって短くすることを
考える。その短くしたい割合をτ／βと考える。ここ
で、β＞１である。しかしながら、プロセスにむだ時間
Ｌが含まれる場合にはむだ時間の影響を受ける。その値
は、Ｌ／Ｋと考えると、時定数τをβ分の１倍したい目
標の値に加算する必要がある。すなわち、以上の内容を
式で表現すると次式になる。

【００１９】 τ^* ／Ｋ＝Ｌ＋（Ｌ／Ｋ）＋（τ／β） …（９）したがって、（９）式を整理することにより（８）式を
得る。以上の関係式を使って、ＰＩＤ調節器のパラメー
タを決定するわけであるが、基本的には、プロセスの観
測データを繰り返し使用して、（１）式でプロセスを後
述の同定手段により同定し、得られたむだ時間Ｌ、時定
数τ、ゲインλによりパラメータを決める。

【００２０】同定手段とは、モデルの出力と対応する観
測値の差を零にするために、その差に相当する値とある
決められた変数を掛け合わせて得られる値を、係数器を
介して積分器の入力とし、そして、その積分器の出力値
をモデルのパラメータと対応させて同定させる機能をさ
している。なお、時定数のパラメータを同定する系統に
は、前述の係数器と積分器の間に乗算器を置き、係数器
の出力を乗算器の入力の片方に接続し、他の側には、

【００２１】

【数５】を採用しているのは、大きな時定数τを同定する際には
ゲインを落して同定の収束性を向上させるためである。

【００２２】さらに、（１）式の右辺第２項のむだ時間
Ｌと時定数τの同定の際には、むだ時間Ｌの値を予め３
種類設定し、それぞれのＬにおける同定誤差を求めてお
いて、むだ時間Ｌと同定誤差の関係を２次式で表現し
て、同定誤差が最小となるむだ時間Ｌを求める。その際
に、得られたむだ時間Ｌの値が予め設定した３種類のむ
だ時間Ｌの値の範囲外にある場合には、３種類のむだ時
間Ｌの設定値の一点を変えて、同定誤差を求め、得られ
るむだ時間Ｌが予め設定した３種類の範囲内にくるまで
繰り返し同定を行なう。そして、以上の条件を満たすむ
だ時間Ｌが求められた段階で、再度、同定を行なってモ
デルの最終のパラメータを求める。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例に係る全体的な概念図
である。また、図２は同定回路、図３は調整パラメータ
決定回路の詳細を示すブロック図である。

【００２４】まず、図１により全体的な構成について説
明する。図１において、上部は対象とするＰＩＤ調節器
１とプロセス４の関係を示し、下部に本発明のＰＩＤ調
節器のパラメータ調整装置（チューニング装置）２００
の概念図を示している。

【００２５】本発明では、図１に示すように既知外乱
（ｄ）５を受けて制御量（ｙ）３が変動するプロセス４
を対象としている。ＰＩＤ調節器１は、目標値（ｒ）６
に制御量（ｙ）３を近づけるために減算器７で制御偏差
（ｅ）８を取込み、後述の演算後、操作量（ｕ）２を出
力する。ＰＩＤ調節器１の演算は、制御偏差（ｅ）８を
係数器９（比例ゲインＫp ）を介して得られた値を３方
向に伝える。一つは直接加算器１０に入力し、二つめは
係数器１１（リセット率Ｒs ）を介して積分器１２に入
力し、その出力を加算器１０に入力する。三つめは微分
器１３を通して係数器１４（微分時間Ｔd ）に入力し、
その出力を加算器１０に入力する。

【００２６】上記ＰＩＤ調節器のパラメータ調整装置２
００は、収録データ繰返し発生回路２０１、同定回路２
０２、調整パラメータ決定回路２０３、パラメータ表示
部２０４からなり、前述の対象で、既知外乱（ｄ）５又
は目標値（ｒ）６が変動しているときの操作量（ｕ）
２、制御量（ｙ）３および既知外乱（ｄ）５を収録デー
タ繰返し発生回路２０１により時系列データとして収録
し、そのデータを繰返し発生させてオフラインでＰＩＤ
調節器１のパラメータＫp ，Ｒs ，Ｔd を決定する。

【００２７】次に上記同定回路２０２及び調整パラメー
タ決定回路２０３の詳細について説明する。図２は、
（１）式の伝達特性の各パラメータλd ，μd ，τd ，
Ｌ，λ，τに加えてバイアス項のλb を求める同定回路
２０２である。

【００２８】この同定回路２０２で使用する操作量
（ｕ）２、制御量（ｙ）３および既知外乱（ｄ）５は、
全て収録データ繰返し発生回路２０１で得られた値であ
る。操作量（ｕ）２を、一つは除算器１５の分子に入力
し、他は乗算器１６に入力する。除算器１５の分母に
は、後述の加算器８５から出力されるノルムの値（Ｚ）
１７を入力し、除算器１５の出力を乗算器１８の一方に
入力する。乗算器１８の他方には同定誤差（δi ）１９
を係数器２０でｋ倍した値（δi ′）２１を入力し、そ
して、乗算器１８の出力を係数器２２に入力する。係数
器２２の出力は積分器２３に入力され、積分器２３の出
力がゲイン（λi ）２４となる。そして、その値は乗算
器１６に入力され、乗算器１６を介して、むだ時間発生
器２５に入力される。むだ時間発生器２５のむだ時間の
値は、図４と図５のアルゴリズムにより決定されるむだ
時間値（Ｌi ）２６が入力される。むだ時間発生器２５
の出力は減算器２７の正側に入力され、負側には積分器
２８の出力が入力される。

【００２９】減算器２７の出力を、一つは除算器２９の
分子に入力し、他は乗算器３０に入力する。除算器２９
の分母には、後述のノルムの値（Ｚ）１７を入力し、除
算器２９の出力を乗算器３１の一方に入力する。乗算器
３１の他方には同定誤差（δi ）１９をｋ倍した値（δ
i ′）２１を入力し、そして、乗算器３１の出力を係数
器３２に入力する。係数器３２の出力は乗算器３３を介
して積分器３４に入力され、積分器３４の出力が時定数
τi の逆数となる。そして、その値は乗算器３０に入力
され、乗算器３０の出力が積分器２８の入力となる。こ
こで、乗算器３３の他方には、積分器３４の出力の逆数
を求めることができる除算器３５、開平器３６、符号変
換器３７、指数関数発生器３８、自乗の乗算器３９を介
して得られる値を入力する。

【００３０】同様に、既知外乱（ｄ）５を、一つは除算
器４０の分子に入力し、他は乗算器４１に入力する。除
算器４０の分母には、後述のノルムの値（Ｚ）１７を入
力し、除算器４０の出力を乗算器４２の一方に入力す
る。乗算器４２の他方には同定誤差（δi ）１９をｋ倍
した値（δi ′）２１を入力し、乗算器４２の出力を係
数器４３に入力する。係数器４３の出力は積分器４４に
入力され、積分器４４の出力がゲイン（λdi）４５とな
る。そして、その値は乗算器４１に入力され、乗算器４
１を介して、加算器４６に入力される。加算器４６の他
方には、次に述べる乗算器４７の出力が入力される。定
数器（値１を設定された）４８の出力を、一つは除算器
４９の分子に入力し、他は乗算器４７に入力する。除算
器４９の分母には、後述のノルムの値（Ｚ）１７を入力
し、除算器４９の出力を乗算器５０の一方に入力する。
乗算器５０の他方には同定誤差（δi ）１９をｋ倍した
値（δi ′）２１を入力し、そして、乗算器５０の出力
を係数器５１に入力する。係数器５１の出力は積分器５
２に入力され、積分器５２の出力がバイアス値（λbi）
５３となる。そして、その値は加算器４６に入力され
る。加算器４６の出力は減算器５４の正側に入力され、
負側には積分器５５の出力が入力される。

【００３１】減算器５４の出力を、一つは除算器５６の
分子に入力し、他は乗算器５７に入力する。除算器５６
の分母には、後述のノルムの値（Ｚ）１７を入力し、除
算器５６の出力を乗算器５８の一方に入力する。乗算器
５８の他方には同定誤差（δi ）１９をｋ倍した値（δ
i ′）２１を入力し、そして、乗算器５８の出力を係数
器５９に入力する。係数器５９の出力は乗算器６０を介
して積分器６１に入力され、積分器６１の出力が時定数
τdiの逆数となる。そして、その値は乗算器５７に入力
され、乗算器５７の出力が積分器５５の入力となる。こ
こで、乗算器６０の他方には、積分器６１の出力の逆数
を求めることができる除算器６２、開平器６３、符号変
換器６４、指数関数発生器６５、自乗の乗算器６６を介
して得られる値を入力する。

【００３２】さらに、乗算器５７の出力を、一つは除算
器６７の分子に入力し、他は乗算器６８に入力する。除
算器６７の分母には、後述のノルムの値（Ｚ）１７を入
力し、除算器６７の出力を乗算器６９の一方に入力す
る。乗算器６９の他方には同定誤差（δi ）１９をｋ倍
した値（δi ′）２１を入力し、そして、乗算器６９の
出力を係数器７０に入力する。この係数器７０の出力は
積分器７１に入力され、微分係数値（μdi）７２とな
る。

【００３３】積分器５５の出力と乗算器６８の出力は加
算器７３に入力され、加算器７３の出力と積分器２８の
出力は加算器７４に入力される。そして、加算器７４の
出力が、同定モデルにより得られる推定の制御量（ｙ
＾）７５となる。減算器７６では、制御量（ｙ）３を正
側に入力し、推定の制御量（ｙ＾）７５を負側に入力
し、出力として同定誤差（δi ）１９が得られる。

【００３４】次に、前述の説明で再々表われたノルムの
値（Ｚ）１７について説明する。操作量（ｕ）２を自乗
する乗算器７７、減算器２７の出力を自乗する乗算器７
８、既知外乱（ｄ）５を自乗する乗算器７９のそれぞれ
の出力を加算器８０で加算した値と、減算器５４の出力
を自乗する乗算器８１、定数器４８の出力を自乗する乗
算器８２、乗算器５７の自乗する乗算器８３のそれぞれ
の出力を加算器８４で加算した値を加算器８５で加算し
た値をノルムの値（Ｚ）１７とする。

【００３５】図３は調整パラメータ決定回路２０３の詳
細を示すブロック図である。図４と図５のフローチャー
トに示すアルゴリズムにより得られたむだ時間Ｌ4、時
定数τ4 およびゲインλ4 を使用して、ＰＩＤ調節器の
パラメータＫp ，Ｒs ，Ｔd を求める手順を以下に述べ
る。

【００３６】むだ時間（Ｌ4 ）８６とβの値を出力でき
る定数器８７の出力を乗算器８８で乗算して得られた値
と時定数（τ4 ）８９を加算器９０で加算する。また、
乗算器９１は定数器８７の出力と時定数（τ4 ）８９を
乗算し、その出力を乗算器９２の分子に入力する。この
乗算器９２の分母には、加算器９０の出力を入力する。
その結果、除算器９２の出力がＫの値となる。除算器９
３の分子には除算器９２の出力Ｋを入力し、分母にはゲ
イン（λ4 ）９４を入力することにより、除算器９３の
出力が比例ゲイン（Ｋp ）９５の値となる。

【００３７】そして、αの値を出力できる定数器９６の
出力を除算器９７の分子に入力し、分母には加算器９８
の出力τ^* を入力して、除算器９７の出力がリセット率
（Ｒs ）９９となる。加算器９８の出力τ^* は、むだ時
間（Ｌ4 ）８６と時定数（τ4 ）８９を入力して得られ
る。微分時間（Ｔd ）１００は、除算器１０１の出力
で、除算器１０１の分子には、むだ時間（Ｌ4 ）８６と
時定数（τ4 ）８９を乗算器１０２で乗算した値を入力
し、分母には加算器９８の出力τ^* を入力する。

【００３８】次に上記実施例の全体的な動作を図４及び
図５のフローチャートを参照して説明する。まず、ＰＩ
Ｄ調節器１のパラメータを初期設定する（ステップＡ1
）。初期設定は、制御性は不十分でも制御系が安定に
なるような値とする。そして、図１において、既知外乱
（ｄ）５又は目標値（ｒ）６を変動させた時の既知外乱
（ｄ）５、操作量（ｕ）２及び制御量（ｙ）３の挙動を
時系列で１パターン分を収録データ繰返し発生回路２０
１に収録する（ステップＡ2 ）。例えば通常運転の負荷
上げ下げ時の挙動などが１パターン分に相当する。次い
で「ｉ＝１」とおき、むだ時間の初期値としてＬ1 を指
定するが、一般的には小さな値にする（ステップＡ3
）。

【００３９】収録データ繰返し発生回路２０１は、上記
ステップＡ2 で収録したデータにより、既知外乱ｄ
（ｔ）、操作量ｕ（ｔ）及び制御量ｙ（ｔ）を繰り返し
て発生し、同定回路２０２に出力する（ステップＡ4
）。同定回路２０２は、上記既知外乱ｄ（ｔ）、操作
量ｕ（ｔ）及び制御量ｙ（ｔ）に基づいて、むだ時間Ｌ
i を固定したときの時定数τi 、ゲインλi 等を同定す
ると共に、並行して、同定誤差δi を自乗した値を同定
期間の終端に近い部分の指定時間帯だけ積分し、その積
分値をσi とする（ステップＡ5 ）。

【００４０】その後、ステップＡ6 において、「ｉ＝
３」になったか否かを判断し、ｉが３に達していなけれ
ば、むだ時間Ｌi を２倍した値を「Ｌi ＋１」とする
（ステップＡ）。次いで、ｉを１つ増やし、「ｉ＝ｉ＋
１」とおき（ステップＡ8 ）、ステップＡ4 に戻って上
記した処理を繰り返し実行する。上記ステップＡ4 〜Ａ
8の処理を繰り返し実行することにより「ｉ＝３」にな
ると、ステップＡ6 からステップＡ9 に進む。

【００４１】このステップＡ9 では、Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3
を横座標ｘの点、それに対応する縦座標ｙ点をσ1 ，σ
2 ，σ3 としたときの、これらの点を通る２次式「ｙ＝
ａｘ² ＋ｂｘ＋ｃ」を求める。すなわち、ｘの３点とｙ
の３点を用いて係数ａ，ｂ，ｃを算出する。更に、ステ
ップＡ10で、ｙの微係数を求めて、その値を零とおくこ
とにより、ｙの最小値となるｘを算出する。すなわち、ｄ／ｄｘ＝２ａｘ＋ｂ＝０より、「ｘ＝−ｂ／２ａ」で算出する。ここで、ａ＞０
の関係を満足させなければならない。

【００４２】そして、上記ステップＡ10で求めたｘの値
をＬ4 とし（ステップＡ11）、「Ｌ4 ＜Ｌ3 」の条件を
満足するか否かを判断する（ステップＡ12）。上記の条
件を満足しない場合には、Ｌ1 ＝Ｌ2 、Ｌ2 ＝Ｌ3 とす
ると共に、Ｌ3 を２倍した値をＬ3 として置き直し、σ
2 ＝σ3 、σ1 ＝σ2 、ｉ＝３とおいてステップＡ4に
戻る。

【００４３】また、上記ステップＡ12で、Ｌ4 ＜Ｌ3 の
条件を満足していると判断されると、ステップＡ13に進
み、むだ時間Ｌ4 を固定したときの時定数τ4 、ゲイン
λ4をステップＡ4 、Ａ5 の手順を踏んで同定する。更
に、このステップＡ13で得られたＬ4 、τ4 、λ4 を使
用して、図３の調整パラメータ決定回路２０３でＰＩＤ
調節器１のＫp 、Ｒs 、Ｔd を算出し、パラメータ表示
部２０４に表示する（ステップＡ14）。このステップＡ
14で求めたＫp 、Ｒs 、Ｔd を調整員がＰＩＤ調節器１
に設定し（ステップＡ15）、パラメータ調整処理を終了
する。

【００４４】なお、上記実施例では、１台のＰＩＤ調節
器１を設けた場合について説明したが、ＰＩＤ調節器１
を多数設けた場合のパラメータ調整には、その台数分だ
け用意すれば一度に全てのパラメータを調整することが
できる。

【００４５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、Ｐ
ＩＤ調節器を入力したままの閉ループ系の状態で、ＰＩ
Ｄ調節器のパラメータの調整が可能であり、且つ、短時
間で最適なパラメータを求めることができる。また、調
整のため決められた波形の外乱を印加する必要がなく、
通常運転の負荷変動時の観測データがあれば良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る全体的な構成を示す概
念図。

【図２】同実施例における同定回路の詳細を示すブロッ
ク図。

【図３】同実施例における調整パラメータ決定回路の詳
細を示すブロック図。

【図４】同実施例における全体の動作を示すフローチャ
ート。

【図５】同実施例における全体の動作を示すフローチャ
ート。

【図６】従来のＰＩＤ調節器のパラメータ調整方法を説
明するためのブロック図。

【符号の説明】

１…ＰＩＤ調節器、２…操作量（ｕ）、３…制御量
（ｙ）、４…プロセス、５…既知外乱（ｄ）、６…目標
値（ｒ）、７…減算器、８…制御偏差（ｅ）、９…係数
器（比例ゲインＫp ）、１０…加算器、１１…係数器
（リセット率Ｒs ）、１２…積分器、１３…微分器、１
４…係数器（微分時間Ｔd ）、１５，２９，４０，４
９，５６，６７，９２，９３，９７，１０１…除算器、
３５，６２…逆数を求めることができる除算器、１６，
１８，３０，３１，３３，４１，４２，４７，５０，５
７，５８，６０，６８，６９，８８，９１，１０２…乗
算器、３９，６６，７７，７８，８１，８２，８３…自
乗する乗算器、２０，２２，３２，４３，５１，５９，
７０…係数器、２３，２８，３４，４４，５２，５５，
６１，７１…積分器、２５…むだ時間発生器、４８，８
７，９６…定数器、４６，７３，７４，８０，８４，８
５，９０，９８…加算器、２７，５４，７６…減算器、
３６，６３…開平器、３７，６４…符号変換器、３８，
６５…指数関数発生器、２６…むだ時間値（Ｌi ）、２
４…ゲイン（λi ）、１９…同定誤差（δi ）、２１…
同定誤差（δi ）をｋ倍した値（δi ′）、７５…推定
の制御量（ｙ＾）、４５…ゲイン（λdi）、５３…バイ
アス値（λbi）、７２…微分係数値（μdi）、１７…ノ
ルムの値（Ｚ）、８６…むだ時間（Ｌ4 ）、８９…時定
数（τ4）、９４…ゲイン（λ4 ）、９５…比例ゲイン
（Ｋp ）、９９…リセット率（Ｒs ）、１００…微分時
間（Ｔd ）、２００…ＰＩＤ調節器のパラメータ調整装
置、２０１…収録データ繰返し発生回路、２０２…同定
回路、２０３…調整パラメータ決定回路、２０４…パラ
メータ表示部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標値とプロセスの観測値である制御量
との制御偏差に基づいて上記プロセスの操作量を得る比
例・積分・微分の３動作からなるＰＩＤ調節器におい
て、上記操作量に対する推定制御量の関係を、むだ時間
特性と１次遅れ特性からなるモデルで表す手段と、上記
プロセスへの既知外乱に対する推定制御量の関係を１次
の進み遅れ特性のモデルで表す手段と、上記両モデルの
出力を加算する加算手段と、この手段で加算された値が
上記プロセスの観測値である制御量に近づくようにモデ
ルのパラメータを同定する同定手段とを具備したことを
特徴とするＰＩＤ調節器のパラメータ調整装置。