JPH07281709A - 制御装置の制御パラメータの調整方法 - Google Patents
制御装置の制御パラメータの調整方法Info
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- JPH07281709A JPH07281709A JP10063294A JP10063294A JPH07281709A JP H07281709 A JPH07281709 A JP H07281709A JP 10063294 A JP10063294 A JP 10063294A JP 10063294 A JP10063294 A JP 10063294A JP H07281709 A JPH07281709 A JP H07281709A
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- control
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特殊な装置を用いる必要もなく、また長時間
特殊なパターン入力を行うこともなく、簡便な手法によ
り制御パラメータの調整をなし得る制御装置の制御パラ
メータの調整方法を提供する。 【構成】 Ｉ−ＰＤ制御またはＰＩＤ制御における制御
パラメータ調整方法であって、積分ゲインのみを高めた
ときの限界振動の感度および周期、ならびに比例ゲイン
のみを高めたときの限界振動の感度および周期により前
記制御パラメータの値を求めるものである。そのため、
特別な装置用いることなく簡便に制御パラメータの調整
をなし得る。
特殊なパターン入力を行うこともなく、簡便な手法によ
り制御パラメータの調整をなし得る制御装置の制御パラ
メータの調整方法を提供する。 【構成】 Ｉ−ＰＤ制御またはＰＩＤ制御における制御
パラメータ調整方法であって、積分ゲインのみを高めた
ときの限界振動の感度および周期、ならびに比例ゲイン
のみを高めたときの限界振動の感度および周期により前
記制御パラメータの値を求めるものである。そのため、
特別な装置用いることなく簡便に制御パラメータの調整
をなし得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる部分的モデル
マッチング法を用いる制御装置の制御パラメータの調整
方法に関する。さらに詳しくは、望ましい制御系の伝達
関数の特性多項式の性質として、その中に存在する振動
モードがある特定の項に関係が深いという原理を利用す
る制御装置の制御パラメータの調整方法に関する。
マッチング法を用いる制御装置の制御パラメータの調整
方法に関する。さらに詳しくは、望ましい制御系の伝達
関数の特性多項式の性質として、その中に存在する振動
モードがある特定の項に関係が深いという原理を利用す
る制御装置の制御パラメータの調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＰＩＤ制御に用いられる制御
装置における制御パラメータの調整に関しては種々の提
案がなされているが、ジーグラーニコルズの限界感度法
においては、比例制御のみにより制御を行い、この状態
で比例ゲインを徐々に大きくし、目標値あるいは外乱の
ステップ状変化に対する制御量の応答を次第に振動的に
させ、ついには安定限界を超えて発振状態とさせて、そ
のときの比例ゲインおよび持続振動の周期に基づいて、
比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲイン等の制御パラ
メータを求めることができるために、同法は広く利用さ
れている。
装置における制御パラメータの調整に関しては種々の提
案がなされているが、ジーグラーニコルズの限界感度法
においては、比例制御のみにより制御を行い、この状態
で比例ゲインを徐々に大きくし、目標値あるいは外乱の
ステップ状変化に対する制御量の応答を次第に振動的に
させ、ついには安定限界を超えて発振状態とさせて、そ
のときの比例ゲインおよび持続振動の周期に基づいて、
比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲイン等の制御パラ
メータを求めることができるために、同法は広く利用さ
れている。
【０００３】しかしながら、制御対象の特性によって
は、ジーグラーニコルズの限界感度法が有効に機能しな
いという問題がある。このため、Ｍ系列信号等の特殊パ
ターンの入力を与えて制御パラメータの調整を行う方法
やファジィー推論を応用して制御パラメータの調整を行
う方法が提案されている（ＰＩＤ制御、システム制御情
報学会編）。しかしながら、これらの調整法では特殊な
パターンの入力を長時間与えなければならないという問
題や調整のために特殊な装置がいるという問題が生じて
いる。
は、ジーグラーニコルズの限界感度法が有効に機能しな
いという問題がある。このため、Ｍ系列信号等の特殊パ
ターンの入力を与えて制御パラメータの調整を行う方法
やファジィー推論を応用して制御パラメータの調整を行
う方法が提案されている（ＰＩＤ制御、システム制御情
報学会編）。しかしながら、これらの調整法では特殊な
パターンの入力を長時間与えなければならないという問
題や調整のために特殊な装置がいるという問題が生じて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、特殊な装置を
用いる必要もなく、また長時間特殊なパターン入力を行
うこともなく、簡便な手法により制御パラメータの調整
をなし得る制御装置の制御パラメータの調整方法を提供
することを目的としている。
術の問題点に鑑みなされたものであって、特殊な装置を
用いる必要もなく、また長時間特殊なパターン入力を行
うこともなく、簡便な手法により制御パラメータの調整
をなし得る制御装置の制御パラメータの調整方法を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の制御装置の制御
パラメータの調整方法の第１態様は、Ｉ−ＰＤ制御また
はＰＩＤ制御における制御パラメータ調整方法であっ
て、積分ゲインのみを高めたときの限界振動の感度およ
び周期、ならびに比例ゲインのみを高めたときの限界振
動の感度および周期により前記制御パラメータの値を求
めることを特徴とする。
パラメータの調整方法の第１態様は、Ｉ−ＰＤ制御また
はＰＩＤ制御における制御パラメータ調整方法であっ
て、積分ゲインのみを高めたときの限界振動の感度およ
び周期、ならびに比例ゲインのみを高めたときの限界振
動の感度および周期により前記制御パラメータの値を求
めることを特徴とする。
【０００６】より具体的には、 （１）静特性試験により静的ゲインを計測することによ
り、制御対象の伝達関数の分母式の第１項の係数
（ａ0）を求める手順と、
り、制御対象の伝達関数の分母式の第１項の係数
（ａ0）を求める手順と、
【０００７】（２）比例ゲイン（ＫP），微分ゲイン
（ＫD）をともにゼロとして、積分ゲイン（ＫI）を限界
振動が発生するまで大きくし、そのときの積分ゲイン
（ＫI）の値ＫCIと回転数の変動周期（ＴI）の値ＴCIを
測定し、得られたＫCIおよびＴCIを下記式： ａ1＝ＫCI（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第２項の係数（ａ1）を求める
手順と、
（ＫD）をともにゼロとして、積分ゲイン（ＫI）を限界
振動が発生するまで大きくし、そのときの積分ゲイン
（ＫI）の値ＫCIと回転数の変動周期（ＴI）の値ＴCIを
測定し、得られたＫCIおよびＴCIを下記式： ａ1＝ＫCI（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第２項の係数（ａ1）を求める
手順と、
【０００８】（３）前記ａ0およびＴCIを下記式： ａ2＝ａ0（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第３項の係数（ａ2）を求める
手順と、
手順と、
【０００９】（４）微分ゲイン（ＫD）をゼロとし、積
分ゲイン（ＫI）をほぼゼロとして、比例ゲイン（ＫP）
を限界振動が発生するまで大きくし、そのときの比例ゲ
イン（ＫP）の値ＫCPと制御量の変動周期（ＴP）の値Ｔ
CPを測定し、得られたＫCPおよびＴCPを下記式： ａ3＝ａ1（ＴCP／（２π））2 に代入して前記分母式の第４項の係数（ａ3）を求める
手順と、
分ゲイン（ＫI）をほぼゼロとして、比例ゲイン（ＫP）
を限界振動が発生するまで大きくし、そのときの比例ゲ
イン（ＫP）の値ＫCPと制御量の変動周期（ＴP）の値Ｔ
CPを測定し、得られたＫCPおよびＴCPを下記式： ａ3＝ａ1（ＴCP／（２π））2 に代入して前記分母式の第４項の係数（ａ3）を求める
手順と、
【００１０】（５）ついで、得られたａ0，ａ1，ａ2，
ａ3を用いて積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），
微分ゲイン（ＫD）を下記式： ＫD＝αsａ2 2／ａ3−ａ1 ＫP＝αs（ＫD＋ａ1）2／ａ2−ａ0 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／（ＫD＋ａ1） により求める手順とを含んでいることを特徴とするもの
である。
ａ3を用いて積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），
微分ゲイン（ＫD）を下記式： ＫD＝αsａ2 2／ａ3−ａ1 ＫP＝αs（ＫD＋ａ1）2／ａ2−ａ0 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／（ＫD＋ａ1） により求める手順とを含んでいることを特徴とするもの
である。
【００１１】ここで、前記αsが０．３から０．５の範
囲にあるのが好ましい。
囲にあるのが好ましい。
【００１２】また、本発明の制御装置の制御パラメータ
の調整方法の第２態様は、Ｉ−Ｐ制御またはＰＩ制御に
おける制御パラメータ調整方法であって、積分ゲインの
みを高めたときの限界振動の感度および周期により前記
制御パラメータの値を求めることを特徴とする。
の調整方法の第２態様は、Ｉ−Ｐ制御またはＰＩ制御に
おける制御パラメータ調整方法であって、積分ゲインの
みを高めたときの限界振動の感度および周期により前記
制御パラメータの値を求めることを特徴とする。
【００１３】より具体的には、 （１）静特性試験により静的ゲインを計測することによ
り、制御対象の伝達関数の分母式の第１項の係数
（ａ0）を求める手順と、
り、制御対象の伝達関数の分母式の第１項の係数
（ａ0）を求める手順と、
【００１４】（２）比例ゲイン（ＫP）をゼロとして、
積分ゲイン（ＫI）を限界振動が発生するまで大きく
し、そのときの積分ゲイン（ＫI）の値ＫCIと制御量の
変動周期（ＴI）の値ＴCIを測定し、得られたＫCIおよ
びＴCIを下記式： ａ1＝ＫCI（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第２項の係数（ａ1）を求める
手順と、
積分ゲイン（ＫI）を限界振動が発生するまで大きく
し、そのときの積分ゲイン（ＫI）の値ＫCIと制御量の
変動周期（ＴI）の値ＴCIを測定し、得られたＫCIおよ
びＴCIを下記式： ａ1＝ＫCI（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第２項の係数（ａ1）を求める
手順と、
【００１５】（３）前記ａ0およびＴCIを下記式： ａ2＝ａ0（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第３項の係数（ａ2）を求める
手順と、
手順と、
【００１６】（４）積分ゲイン（ＫI）をほぼゼロとし
て、比例ゲイン（ＫP）を限界振動が発生するまで大き
くし、そのときの比例ゲイン（ＫP）の値ＫCPと制御量
の変動周期（ＴP）の値ＴCPを測定し、得られたＫCPお
よびＴCPを下記式： ａ3＝ａ1（ＴCP／（２π））2 に代入して前記分母式の第４項の係数（ａ3）を求める
手順と、
て、比例ゲイン（ＫP）を限界振動が発生するまで大き
くし、そのときの比例ゲイン（ＫP）の値ＫCPと制御量
の変動周期（ＴP）の値ＴCPを測定し、得られたＫCPお
よびＴCPを下記式： ａ3＝ａ1（ＴCP／（２π））2 に代入して前記分母式の第４項の係数（ａ3）を求める
手順と、
【００１７】（５）ついで、得られたａ0，ａ1，ａ2，
ａ3を用いて積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP）を
下記式： ＫP＝αs（ａ1）2／ａ2−ａ0 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／ａ1 により求める手順とを含んでいることを特徴とするもの
である。
ａ3を用いて積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP）を
下記式： ＫP＝αs（ａ1）2／ａ2−ａ0 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／ａ1 により求める手順とを含んでいることを特徴とするもの
である。
【００１８】ここで、前記αsが０．３から０．５の範
囲にあるのが好ましい。
囲にあるのが好ましい。
【００１９】
【作用】本発明の制御装置の制御パラメータの調整方法
の第１態様においては、積分ゲインのみを高めたときの
限界振動の感度および周期、ならびに比例ゲインのみを
高めたときの限界振動の感度および周期により制御パラ
メータの値を求めることができる。そのため、本発明の
第１態様によれば、従来のジーグラーニコルズの限界感
度法とほぼ同様に、簡便に制御パラメータ、すなわち、
比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインを求めること
ができる。
の第１態様においては、積分ゲインのみを高めたときの
限界振動の感度および周期、ならびに比例ゲインのみを
高めたときの限界振動の感度および周期により制御パラ
メータの値を求めることができる。そのため、本発明の
第１態様によれば、従来のジーグラーニコルズの限界感
度法とほぼ同様に、簡便に制御パラメータ、すなわち、
比例ゲイン、積分ゲインおよび微分ゲインを求めること
ができる。
【００２０】また、本発明の制御装置の制御パラメータ
の調整方法の第２態様においては、積分ゲインのみを高
めたときの限界振動の感度および周期により制御パラメ
ータの値を求めることができる。そのため、本発明の第
２態様によれば、従来のジーグラーニコルズの限界感度
法と同様に、簡便に制御パラメータ、すなわち、比例ゲ
インおよび積分ゲインを求めることができる。
の調整方法の第２態様においては、積分ゲインのみを高
めたときの限界振動の感度および周期により制御パラメ
ータの値を求めることができる。そのため、本発明の第
２態様によれば、従来のジーグラーニコルズの限界感度
法と同様に、簡便に制御パラメータ、すなわち、比例ゲ
インおよび積分ゲインを求めることができる。
【００２１】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【００２２】図１に、制御対象をガスタービンとして、
それに対してＩ−ＰＤ制御がなされている状態をブロッ
ク図で示す。なお、図において、１は積分要素、２は比
例要素、３は微分要素、４はガスタービンを示す。
それに対してＩ−ＰＤ制御がなされている状態をブロッ
ク図で示す。なお、図において、１は積分要素、２は比
例要素、３は微分要素、４はガスタービンを示す。
【００２３】いま、制御対象であるガスタービン４の伝
達関数を下記のように想定する。 Ｇ（ｓ）＝１／（ａ0＋ａ1ｓ1＋ａ2ｓ2＋ａ3ｓ3＋ａ4ｓ
4＋・・・）
達関数を下記のように想定する。 Ｇ（ｓ）＝１／（ａ0＋ａ1ｓ1＋ａ2ｓ2＋ａ3ｓ3＋ａ4ｓ
4＋・・・）
【００２４】そのときの前記制御系の伝達関数は下記の
ようになる。 Ｗ（ｓ）＝１／｛KI+(KP+a0)s+(KD+a1)s2+a2s3+a3s4+a4
s5+・・・｝
ようになる。 Ｗ（ｓ）＝１／｛KI+(KP+a0)s+(KD+a1)s2+a2s3+a3s4+a4
s5+・・・｝
【００２５】さらに、前記伝達関数Ｇ（ｓ）の分母式の
連続する３つの係数を用いて下記式により定義されるパ
ラメータ（以下、αパラメータという）を導入する。 αi＝（ａi+1／ａi）／（ａi／ａi-1）
連続する３つの係数を用いて下記式により定義されるパ
ラメータ（以下、αパラメータという）を導入する。 αi＝（ａi+1／ａi）／（ａi／ａi-1）
【００２６】また、前記伝達関数Ｇ（ｓ）が安定である
ための十分条件は、αiが０．６８を超えず、また下記
式により定められるλiが、０．４６５を超えなければ
よいことが知られている。 λi＝（ａi-1・ａi-2）／（ａi・ａi+1）
ための十分条件は、αiが０．６８を超えず、また下記
式により定められるλiが、０．４６５を超えなければ
よいことが知られている。 λi＝（ａi-1・ａi-2）／（ａi・ａi+1）
【００２７】ここで、αパラメータの性質から、部分的
モデルマッチング法においては、制御対象の高次の部分
項は安定条件を満足しているとし、低次の部分項をαパ
ラメータの指標により補償することが有効であることが
知られている（「ロバスト制御系設計のためのαパラメ
ータ」（計測自動制御学会論文集、Ｖｏｌ．２８，Ｎ
ｏ．１２，１５０１／１５０３（１９９２）））。
モデルマッチング法においては、制御対象の高次の部分
項は安定条件を満足しているとし、低次の部分項をαパ
ラメータの指標により補償することが有効であることが
知られている（「ロバスト制御系設計のためのαパラメ
ータ」（計測自動制御学会論文集、Ｖｏｌ．２８，Ｎ
ｏ．１２，１５０１／１５０３（１９９２）））。
【００２８】そのため、何らかの手段により前記分母式
の低次の係数ａ0，ａ1，ａ2，ａ3の推測値を知ることが
できれば、積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），微
分ゲイン（ＫD）の最適調整を可能とすることができ
る。
の低次の係数ａ0，ａ1，ａ2，ａ3の推測値を知ることが
できれば、積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），微
分ゲイン（ＫD）の最適調整を可能とすることができ
る。
【００２９】以下、ａ0，ａ1，ａ2，ａ3の推測値および
積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），微分ゲイン
（ＫD）の最適調整値の求め方を説明する。
積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），微分ゲイン
（ＫD）の最適調整値の求め方を説明する。
【００３０】ａ0の算出について 静特性試験により静的ゲインを計測することにより算出
できる。なお、制御対象の伝達関数の分母式がわかれ
ば、その式においてｓ＝０とすることにより容易に求め
ることができる。
できる。なお、制御対象の伝達関数の分母式がわかれ
ば、その式においてｓ＝０とすることにより容易に求め
ることができる。
【００３１】ａ1の算出について 比例ゲイン（ＫP），微分ゲイン（ＫD）をともにゼロと
して、積分ゲイン（ＫI）を限界振動が発生するまで大
きくし、そのときの積分ゲイン（ＫI）の値ＫCIと制御
量（ここでは回転数）の変動周期（ＴI）の値ＴCIを測
定する。得られたＫCIおよびＴCIを下記式に代入するこ
とによりａ1を算出できる。 ａ1＝ＫCI（ＴCI／（２π））2
して、積分ゲイン（ＫI）を限界振動が発生するまで大
きくし、そのときの積分ゲイン（ＫI）の値ＫCIと制御
量（ここでは回転数）の変動周期（ＴI）の値ＴCIを測
定する。得られたＫCIおよびＴCIを下記式に代入するこ
とによりａ1を算出できる。 ａ1＝ＫCI（ＴCI／（２π））2
【００３２】ａ2の算出について 前記ａ0およびＴCIを下記式に代入することによりａ2を
算出できる。 ａ2＝ａ0（ＴCI／（２π））2
算出できる。 ａ2＝ａ0（ＴCI／（２π））2
【００３３】ａ3の算出について 微分ゲイン（ＫD）をゼロとし、積分ゲイン（ＫI）をほ
ぼゼロとして、比例ゲイン（ＫP）を限界振動が発生す
るまで大きくし、そのときの比例ゲイン（ＫP）の値Ｋ
CPと制御量（ここでは回転数）の変動周期（ＴP）の値
ＴCPを測定する。得られたＫCPおよびＴCPを下記式に代
入することによりａ3を算出できる。 ａ3＝ａ1（ＴCP／（２π））2
ぼゼロとして、比例ゲイン（ＫP）を限界振動が発生す
るまで大きくし、そのときの比例ゲイン（ＫP）の値Ｋ
CPと制御量（ここでは回転数）の変動周期（ＴP）の値
ＴCPを測定する。得られたＫCPおよびＴCPを下記式に代
入することによりａ3を算出できる。 ａ3＝ａ1（ＴCP／（２π））2
【００３４】ついで、得られたａ0，ａ1，ａ2，ａ3を用
いて積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），微分ゲイ
ン（ＫD）の最適調整値を求める。
いて積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），微分ゲイ
ン（ＫD）の最適調整値を求める。
【００３５】ｉ）微分ゲイン（ＫD）の最適調整値の算
出について 得られたａ1，ａ2，ａ3を下記式に代入することにより
算出できる。 ＫD＝αsａ2 2／ａ3−ａ1 ここで、αsは０．３から０．５の範囲とされる。ただ
し、標準的には０．５とされる。
出について 得られたａ1，ａ2，ａ3を下記式に代入することにより
算出できる。 ＫD＝αsａ2 2／ａ3−ａ1 ここで、αsは０．３から０．５の範囲とされる。ただ
し、標準的には０．５とされる。
【００３６】ｉｉ）比例ゲイン（ＫP）の最適調整値の
算出について 得られたａ0，ａ1，ａ2および前記により得られた微分
ゲイン（ＫD）を下記式に代入することにより算出でき
る。 ＫP＝αs（ＫD＋ａ1）2／ａ2−ａ0 ここで、αsは０．３から０．５の範囲とされる。ただ
し、標準的には０．５とされる。
算出について 得られたａ0，ａ1，ａ2および前記により得られた微分
ゲイン（ＫD）を下記式に代入することにより算出でき
る。 ＫP＝αs（ＫD＋ａ1）2／ａ2−ａ0 ここで、αsは０．３から０．５の範囲とされる。ただ
し、標準的には０．５とされる。
【００３７】ｉｉｉ）積分ゲイン（ＫI）の最適調整値
の算出について 得られたａ0，ａ1および前記により得られた微分ゲイン
（ＫD）および比例ゲイン（ＫP）を下記式に代入するこ
とにより算出できる。 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／（ＫD＋ａ1） ここで、αsは０．３から０．５の範囲とされる。ただ
し、標準的には０．５とされる。
の算出について 得られたａ0，ａ1および前記により得られた微分ゲイン
（ＫD）および比例ゲイン（ＫP）を下記式に代入するこ
とにより算出できる。 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／（ＫD＋ａ1） ここで、αsは０．３から０．５の範囲とされる。ただ
し、標準的には０．５とされる。
【００３８】実施例１および比較例１ 伝達関数Ｇ（ｓ）が下記式で表される制御対象、例えば
ガスタービンに対するＩ−ＰＤ制御における制御パラメ
ータの調整を前記方法により行い、しかるのちシミュレ
ーションを行った（実施例１）。その結果を図２（ａ）
に示す。なお、αsは０．５とした。 Ｇ（ｓ）＝ｅｘｐ（−０．０１ｓ）／（１＋５ｓ）（１
＋０．２ｓ）
ガスタービンに対するＩ−ＰＤ制御における制御パラメ
ータの調整を前記方法により行い、しかるのちシミュレ
ーションを行った（実施例１）。その結果を図２（ａ）
に示す。なお、αsは０．５とした。 Ｇ（ｓ）＝ｅｘｐ（−０．０１ｓ）／（１＋５ｓ）（１
＋０．２ｓ）
【００３９】比較のために、ジーグラーニコルズの限界
感度法により制御パラメータを求め、しかるのちシミュ
レーションを行った（比較例１）。その結果を図３に示
す。
感度法により制御パラメータを求め、しかるのちシミュ
レーションを行った（比較例１）。その結果を図３に示
す。
【００４０】図２（ａ）および図３より実施例１におい
ては系が安定しているが、比較例１では系が発振してい
るのがわかる。これにより、本発明の制御装置の制御パ
ラメータの調整方法によれば、ジーグラーニコルズの限
界感度法が適用できない制御対象について、簡便に制御
パラメータの調整がなし得るのがわかる。
ては系が安定しているが、比較例１では系が発振してい
るのがわかる。これにより、本発明の制御装置の制御パ
ラメータの調整方法によれば、ジーグラーニコルズの限
界感度法が適用できない制御対象について、簡便に制御
パラメータの調整がなし得るのがわかる。
【００４１】以上、Ｉ−ＰＤ制御を例にとり本発明の制
御装置の制御パラメータの調整方法を説明してきたが、
本発明の適用は前記に限定されるものではなく、ＰＩＤ
制御、Ｐ制御、Ｉ−Ｐ制御、ＰＩ制御についても好適に
適用できる。ただし、その場合は、Ｐ制御、Ｉ−Ｐ制
御、ＰＩ制御における積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン
（ＫP）の最適調整値は下記式によるものとする。
御装置の制御パラメータの調整方法を説明してきたが、
本発明の適用は前記に限定されるものではなく、ＰＩＤ
制御、Ｐ制御、Ｉ−Ｐ制御、ＰＩ制御についても好適に
適用できる。ただし、その場合は、Ｐ制御、Ｉ−Ｐ制
御、ＰＩ制御における積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン
（ＫP）の最適調整値は下記式によるものとする。
【００４２】Ｐ制御について ＫP＝αsａ1 2／ａ2−ａ0 ここで、αsは０．３から０．５の範囲とされる。ただ
し、標準的には０．５とされる。
し、標準的には０．５とされる。
【００４３】実施例２および比較例２ 実施例１のガスタービンに対し前記手順によりＰ制御に
おける比例ゲイン（ＫP）を求め、しかるのちシミュレ
ーションを行った（実施例２）。その結果を図２（ｂ）
に示す。なお、αsは０．５とした。
おける比例ゲイン（ＫP）を求め、しかるのちシミュレ
ーションを行った（実施例２）。その結果を図２（ｂ）
に示す。なお、αsは０．５とした。
【００４４】比較のために、ジーグラーニコルズの限界
感度法により制御パラメータを求め、しかるのちシミュ
レーションを行った（比較例２）。その結果を図３に示
す。
感度法により制御パラメータを求め、しかるのちシミュ
レーションを行った（比較例２）。その結果を図３に示
す。
【００４５】図２（ｂ）および図３より実施例２におい
ては系が安定しているが、比較例２では系が発振してい
るのがわかる。これにより、本発明の制御装置の制御パ
ラメータの調整方法によれば、ジーグラーニコルズの限
界感度法が適用できない制御対象について、簡便に制御
パラメータの調整がなし得るのがわかる。
ては系が安定しているが、比較例２では系が発振してい
るのがわかる。これにより、本発明の制御装置の制御パ
ラメータの調整方法によれば、ジーグラーニコルズの限
界感度法が適用できない制御対象について、簡便に制御
パラメータの調整がなし得るのがわかる。
【００４６】Ｉ−Ｐ制御、ＰＩ制御について ＫP＝αsａ1 2／ａ2−ａ0 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／ａ1 ここで、αsは０．３から０．５の範囲とされる。ただ
し、標準的には０．５とされる。
し、標準的には０．５とされる。
【００４７】実施例３および比較例３ 実施例１におけるガスタービンに対し前記手順によりＩ
−Ｐ制御における比例ゲイン（ＫP）および比例ゲイン
（ＫI）を求め、、しかるのちシミュレーションを行っ
た（実施例３）。その結果を図２（ｂ）に示す。なお、
αsは０．５とした。
−Ｐ制御における比例ゲイン（ＫP）および比例ゲイン
（ＫI）を求め、、しかるのちシミュレーションを行っ
た（実施例３）。その結果を図２（ｂ）に示す。なお、
αsは０．５とした。
【００４８】比較のために、ジーグラーニコルズの限界
感度法により制御パラメータを求め、しかるのちシミュ
レーションを行った（比較例３）。その結果を図３に示
す。
感度法により制御パラメータを求め、しかるのちシミュ
レーションを行った（比較例３）。その結果を図３に示
す。
【００４９】図２（ｂ）および図３より実施例３におい
ては系が安定しているが、比較例３では系が発振してい
るのがわかる。これにより、本発明の制御装置の制御パ
ラメータの調整方法によれば、ジーグラーニコルズの限
界感度法が適用できない制御対象について、簡便に制御
パラメータの調整がなし得るのがわかる。
ては系が安定しているが、比較例３では系が発振してい
るのがわかる。これにより、本発明の制御装置の制御パ
ラメータの調整方法によれば、ジーグラーニコルズの限
界感度法が適用できない制御対象について、簡便に制御
パラメータの調整がなし得るのがわかる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、従来のジーグラーニコルズの限界感度法と同様の簡
便な手法により、ジーグラーニコルズの限界感度法が適
用できない制御対象についても制御パラメータを最適値
に調整することができるという優れた効果が得られる。
ば、従来のジーグラーニコルズの限界感度法と同様の簡
便な手法により、ジーグラーニコルズの限界感度法が適
用できない制御対象についても制御パラメータを最適値
に調整することができるという優れた効果が得られる。
【図１】ガスタービンにおけるＩ−ＰＤ制御のブロック
図である。
図である。
【図２】実施例１〜実施例３におけるシミュレーション
結果のグラフである。
結果のグラフである。
【図３】比較例１〜比較例３におけるシミュレーション
結果のグラフである。
結果のグラフである。
１ 積分要素 ２ 比例要素 ３ 微分要素 ４ ガスタービン
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｉ−ＰＤ制御またはＰＩＤ制御における
制御パラメータの調整方法であって、積分ゲインのみを
高めたときの限界振動の感度および周期ならびに比例ゲ
インのみを高めたときの限界振動の感度および周期によ
り前記制御パラメータの値を求めることを特徴とする制
御装置の制御パラメータの調整方法。 - 【請求項２】 （１）静特性試験により静的ゲインを計
測することにより、制御対象の伝達関数の分母式の第１
項の係数（ａ0）を求める手順と、（２）比例ゲイン
（ＫP），微分ゲイン（ＫD）をともにゼロとして、積分
ゲイン（ＫI）を限界振動が発生するまで大きくし、そ
のときの積分ゲイン（ＫI）の値ＫCIと制御量の変動周
期（ＴI）の値ＴCIを測定し、得られたＫCIおよびＴCI
を下記式： ａ1＝ＫCI（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第２項の係数（ａ1）を求める
手順と、（３）前記ａ0およびＴCIを下記式： ａ2＝ａ0（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第３項の係数（ａ2）を求める
手順と、（４）微分ゲイン（ＫD）をゼロとし、積分ゲ
イン（ＫI）をほぼゼロとして、比例ゲイン（ＫP）を限
界振動が発生するまで大きくし、そのときの比例ゲイン
（ＫP）の値ＫCPと制御量の変動周期（ＴP）の値ＴCPを
測定し、得られたＫCPおよびＴCPを下記式： ａ3＝ａ1（ＴCP／（２π））2 に代入して前記分母式の第４項の係数（ａ3）を求める
手順と、（５）ついで、得られたａ0，ａ1，ａ2，ａ3を
用いて積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP），微分ゲ
イン（ＫD）を下記式： ＫD＝αsａ2 2／ａ3−ａ1 ＫP＝αs（ＫD＋ａ1）2／ａ2−ａ0 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／（ＫD＋ａ1） により求める手順とを含んでいることを特徴とする請求
項１記載の制御装置の制御パラメータの調整方法。 - 【請求項３】 前記αsが０．３から０．５の範囲とさ
れていることを特徴とする請求項２記載のパラメータの
調整方法。 - 【請求項４】 Ｉ−Ｐ制御またはＰＩ制御における制御
パラメータの調整方法であって、積分ゲインのみを高め
たときの限界振動の感度および周期により前記制御パラ
メータの値を求めることを特徴とする制御装置の制御パ
ラメータの調整方法。 - 【請求項５】 （１）静特性試験により静的ゲインを計
測することにより、制御対象の伝達関数の分母式の第１
項の係数（ａ0）を求める手順と、（２）比例ゲイン
（ＫP）をゼロとして、積分ゲイン（ＫI）を限界振動が
発生するまで大きくし、そのときの積分ゲイン（ＫI）
の値ＫCIと制御量の変動周期（ＴI）の値ＴCIを測定
し、得られたＫCIおよびＴCIを下記式： ａ1＝ＫCI（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第２項の係数（ａ1）を求める
手順と、（３）前記ａ0およびＴCIを下記式： ａ2＝ａ0（ＴCI／（２π））2 に代入して前記分母式の第３項の係数（ａ2）を求める
手順と、（４）積分ゲイン（ＫI）をほぼゼロとして、
比例ゲイン（ＫP）を限界振動が発生するまで大きく
し、そのときの比例ゲイン（ＫP）の値ＫCPと制御量の
変動周期（ＴP）の値ＴCPを測定し、得られたＫCPおよ
びＴCPを下記式： ａ3＝ａ1（ＴCP／（２π））2 に代入して前記分母式の第４項の係数（ａ3）を求める
手順と、（５）ついで、得られたａ0，ａ1，ａ2，ａ3を
用いて積分ゲイン（ＫI），比例ゲイン（ＫP）を下記
式： ＫP＝αs（ａ1）2／ａ2−ａ0 ＫI＝αs（ＫP＋ａ0）2／ａ1 により求める手順とを含んでいることを特徴とする請求
項４記載の制御装置の制御パラメータの調整方法。 - 【請求項６】 前記αsが０．３から０．５の範囲とさ
れていることを特徴とする請求項５記載のパラメータの
調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10063294A JPH07281709A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 制御装置の制御パラメータの調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10063294A JPH07281709A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 制御装置の制御パラメータの調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07281709A true JPH07281709A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=14279216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10063294A Pending JPH07281709A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 制御装置の制御パラメータの調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07281709A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004086702A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Yaskawa Electric Corp | 振動抑制フィルタの自動設定方法 |
| JP2011113111A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Saginomiya Seisakusho Inc | Ｐｉｄ制御装置及びｐｉｄ制御方法 |
| CN103116270A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-05-22 | 上海交通大学 | 基于灵敏度约束的稳定PIλDμ控制器参数整定方法 |
| JP2013164195A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 蒸気圧力制御方法 |
-
1994
- 1994-04-13 JP JP10063294A patent/JPH07281709A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004086702A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Yaskawa Electric Corp | 振動抑制フィルタの自動設定方法 |
| JP2011113111A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Saginomiya Seisakusho Inc | Ｐｉｄ制御装置及びｐｉｄ制御方法 |
| JP2013164195A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 蒸気圧力制御方法 |
| CN103116270A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-05-22 | 上海交通大学 | 基于灵敏度约束的稳定PIλDμ控制器参数整定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001205 |