JPH08194503A

JPH08194503A - 調節計

Info

Publication number: JPH08194503A
Application number: JP633195A
Authority: JP
Inventors: Tamio Ueda; 民生上田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1996-07-30
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JP3312142B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ステップ応答法による制御対象の特性の同定が
正しく行われなかった場合に、誤った制御パラメータが
設定されて制御が行われるのを防止することを目的とす
る。【構成】制御対象２の特性を同定するために、ステップ
操作量を印加し、その応答波形に基づいて、無駄時間お
よび傾きを逐次算出し、それらが所定の条件に達する
と、ＰＩＤ制御に移行するとともに、ステップ応答によ
る無駄時間および傾きの同定が正しく行われたか否かを
判定し、正しく行われたと判定されたときには、同定さ
れた無駄時間および最大傾きに基づいて、ＰＩＤ制御パ
ラメータを算出して設定し、正しく行われていないと判
定されたときには、リミットサイクル法による同定を行
ってＰＩＤ制御パラメータを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＰＩＤ調節計などの調
節計に関し、さらに詳しくは、制御対象の特性を同定
し、それに基づいて制御パラメータが設定される調節計
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ＰＩＤ調節計のＰＩＤ制
御パラメータの設定方法としては、制御対象にステップ
状の操作量を加えてその応答波形から制御対象の特性を
同定し、それに基づいてＰＩＤ制御パラメータを設定す
るステップ応答法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このステップ応答法で
は、何等かの原因によって制御対象の特性の同定が正し
く行われなかった場合には、ＰＩＤ制御パラメータも誤
った値が設定されてしまい制御性能が悪化することにな
る。

【０００４】例えば、図７に示されるように、ＰＩＤ調
節計の電源が投入されて動作が開始されたにも拘わら
ず、制御対象のヒータの電源の投入が遅れたような場合
には、その遅れた期間も含めて無駄時間が同定されるこ
とになり、正しい無駄時間よりも長く同定されることに
なり、このため、ＰＩＤ制御パラメータが正しく設定さ
れないことになる。

【０００５】あるいは、図８に示されるように、ＰＩＤ
調節計および制御対象の電源が投入されて動作が開始さ
れた後に、瞬時停電が生じてＰＩＤ調節計がリセットさ
れたような場合には、瞬時停電が生じるまでの無駄時間
は、無視されることになり、正しい無駄時間よりも短く
同定されることになり、ＰＩＤ制御パラメータが正しく
設定されないことになる。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、ステップ応答法による制御対象の特性の同定
が正しく行われなかった場合に、誤った制御パラメータ
が設定されて制御が行われるのを防止することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【０００８】すなわち、請求項１記載の本発明は、ステ
ップ応答法によって制御対象の特性を同定する調節計で
あって、ステップ操作量を出力するステップ操作量出力
手段と、前記ステップ操作量の印加に対する前記制御対
象の制御量の変化に基づいて、無駄時間および最大傾き
を同定するステップ応答同定手段と、前記ステップ応答
同定手段による同定が正しく行われたか否かを判定する
同定結果判定手段とを備えている。

【０００９】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
調節計において、制御対象から得られる制御量と目標値
との偏差に基づいて、操作量を出力するＰＩＤ制御手段
と、制御対象の特性を同定するために、前記ステップ操
作量出力手段からのステップ操作量を制御対象に印加す
るとともに、制御量の変化に対応して得られる無駄時間
および傾きが、所定の条件に達したときには、ステップ
操作量の印加を停止して前記ＰＩＤ制御手段によるＰＩ
Ｄ制御に移行する制御系切換手段と、前記同定結果判定
手段で同定が正しく行われたと判定されたときに、前記
ステップ応答同定手段で同定された無駄時間および最大
傾きに基づいて、ＰＩＤ制御パラメータを算出して前記
ＰＩＤ制御手段に設定する設定手段とを備えている。

【００１０】請求項３記載の本発明は、請求項２記載の
調節計において、リミットサイクル操作量を出力するリ
ミットサイクル操作量出力手段と、前記リミットサイク
ル操作量の印加に対する前記制御対象の制御量の変化に
基づいて、無駄時間および最大傾きを同定するリミット
サイクル同定手段とを備え、前記制御系切換手段は、前
記同定結果判定手段で同定が正しく行われなかったと判
定されたときに、前記ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御
を停止して前記リミットサイクル操作量出力手段からの
リミットサイクル操作量を前記制御対象に印加するもの
である。

【００１１】請求項４記載の本発明は、請求項３記載の
調節計において、前記制御系切換手段は、前記同定結果
判定手段で同定が正しく行われなかったと判定されたと
きには、前記制御量が前記目標値に達した時点で前記リ
ミットサイクル操作量出力手段からのリミットサイクル
操作量を前記制御対象に印加するものである。

【００１２】請求項５記載の本発明は、請求項１または
２記載の調節計において、前記同定結果判定手段で同定
が正しく行われなかったと判定されたときに、その旨を
報知する報知手段を備えている。

【００１３】請求項６記載の本発明は、請求項１ないし
５のいずれかに記載の調節計において、前記同定結果判
定手段は、前記ステップ応答同定手段で同定された無駄
時間と最大傾きとの積が、予め定めた範囲内にあるとき
に、同定が正しく行われたと判定するものである。

【００１４】

【作用】請求項１記載の本発明によれば、ステップ応答
法による無駄時間および最大傾きの同定が正しく行われ
た否かを判定する同定結果判定手段を備えているので、
ステップ応答法による同定が正しく行われなかったとき
に、誤った制御パラメータが設定されて制御が行われる
のを防止できることになる。

【００１５】請求項２記載の本発明によれば、ステップ
操作量を印加して無駄時間および最大傾きを同定すると
ともに、所定の条件が満足されたときには、ＰＩＤ制御
に移行し、無駄時間および最大傾きの同定が正しく行わ
れたと判定されたときには、それらに基づいて、ＰＩＤ
制御パラメータが設定されてＰＩＤ制御が行われること
になり、ステップ応答に引き続いて最適なＰＩＤ制御が
行われることになる。

【００１６】請求項３記載の本発明によれば、リミット
サイクル操作量出力手段およびリミットサイクル同定手
段を備え、ステップ応答法による同定が正しく行われな
かったと判定されたときには、リミットサイクル法によ
る同定を行うので、このリミットサイクル法で同定され
た無駄時間および最大傾きに基づいて、最適なＰＩＤ制
御パラメータを設定するといったことが可能となる。

【００１７】請求項４記載の本発明によれば、ステップ
応答法による同定が正しく行われなかった場合のリミッ
トサイクル法による同定を、制御量が目標値に達した時
点から開始することができる。

【００１８】請求項５記載の本発明によれば、同定結果
判定手段で同定が正しく行われなかったと判定されたと
きに、その旨を報知するので、ユーザは、同定をやり直
すといった措置をとることができる。

【００１９】請求項６記載の本発明によれば、同定結果
判定手段では、ステップ応答法で同定された無駄時間と
最大傾きとの積が、予め定めた範囲内にあるときに、同
定が正しく行われたと判定するので、例えば、無駄時間
のみを予め定めた値のみと比較して判定するような場合
に比べて、より正確に判定が行えることになる。

【００２０】

【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施例の機能ブロック
図であり、この実施例では、ＰＩＤ調節計に適用して説
明する。

【００２２】この実施例のＰＩＤ調節計１は、制御対象
２に合わせてＰＩＤ制御パラメータを自動的に調整する
自己調節型の調節計である。

【００２３】この実施例のＰＩＤ調節計１は、目標値の
変更時において、ステップ応答法によって制御対象２の
立ち上がり特性を同定し、その立ち上がり時に逐次得ら
れる無駄時間および傾きが所定の条件に達した時に、Ｐ
ＩＤ制御に移行するとともに、それまでに同定された無
駄時間および最大傾きに基づいてＰＩＤ制御パラメータ
を算出し、ステップ応答法による同定が正しく行われた
と判定したときには、算出されたＰＩＤ制御パラメータ
を設定し、同定が正しく行われなかったと判定したとき
には、リミットサイクル法による同定を行い、リミット
サイクル法で同定された無駄時間および最大傾きに基づ
いてＰＩＤ制御パラメータを算出して設定するものであ
る。

【００２４】このため、ＰＩＤ調節計１では、図１に示
されるように、操作量１００％のステップ操作量を出力
するステップ操作量出力手段３と、ＰＩＤ制御を行うＰ
ＩＤ制御手段４と、制御対象２の応答波形を振動させる
ようなリミット操作量を出力するリミット操作量出力手
段８と、ステップ応答法よる制御量の変化に基づいて、
その変化に対応した無駄時間Ｌｎおよび傾きＲｎを、後
述の所定のサンプリング周期で逐次算出して無駄時間Ｌ
および最大傾きＲを同定するとともに、ステップ応答法
による同定が正しく行われなかった場合のリミットサイ
クル法による無駄時間Ｌおよび最大傾きＲの同定を行う
同定手段５と、この同定手段５によるステップ応答法に
よる同定が正しく行われたか否かを判定して制御系切換
手段６および設定手段７に与える同定結果判定手段９
と、ステップ操作量、ＰＩＤ操作量あるいはリミットサ
イクル操作量を、制御対象２に後述のように切換えて印
加する制御系切換手段６と、同定手段５で同定された無
駄時間Ｌおよび最大傾きＲに基づいて、ＰＩＤ制御パラ
メータを算出し、ＰＩＤ制御手段４のＰＩＤ制御パラメ
ータを、算出されたＰＩＤ制御パラメータに変更する設
定手段７とを備えている。

【００２５】同定結果判定手段９は、ステップ応答法に
よる同定手段５での無駄時間Ｌおよび最大傾きＲの同定
が正しく行われたか否かを判定するものであり、この実
施例では、同定手段５で同定された無駄時間Ｌおよび最
大傾きＲの積（Ｌ＊Ｒ）が、予め定めた範囲内（Ｌ＊Ｒ
_min〜Ｌ＊Ｒ_max）にあるときには、同定が正しく行われ
たと判定し、前記範囲内にないときには、同定が正しく
行われなかったと判定するものである。

【００２６】すなわち、通常の制御対象では、無駄時間
Ｌと最大傾きＲとは、逆比例の関係にあり、したがっ
て、その積（Ｌ＊Ｒ）は、正しく同定が行われていれ
ば、一定の範囲内に収まることが期待できる。そこで、
この実施例では、前記下限値Ｌ＊Ｒ_minおよび前記上限
値Ｌ＊Ｒ_maxを、通常の制御対象ではあり得ない値とし
て実験的あるいは経験的に予め決定しておくものであ
る。

【００２７】この同定結果判定手段９によるステップ応
答法の同定結果の判定によれば、例えば、上述の図７あ
るいは図８に示されるような同定は、正しく行われなか
ったと判定されることになる。

【００２８】なお、本発明の他の実施例として、同定結
果判定手段９では、例えば、次のようにして同定が正し
く行われたか否かを判定してもよい。

【００２９】同定された無駄時間Ｌが、予め定めた通
常の制御対象ではあり得ないような大きな値Ｌ_maxを越
えたら正しく行われなかったと判定する。

【００３０】同定された無駄時間Ｌおよび最大傾きＲ
の積（Ｌ＊Ｒ）が、前記上限値Ｌ＊Ｒ_maxを越えたら正
しく行われなかったと判定する。

【００３１】同定された無駄時間Ｌが、予め定めた通
常の制御対象ではあり得ないような小さな値Ｌ_min未満
であれば、正しく行われなかったと判定する。

【００３２】同定された無駄時間Ｌおよび最大傾きＲ
の積（Ｌ＊Ｒ）が、前記下限値Ｌ＊Ｒ_min未満であれ
は、正しく行われなかったと判定する。

【００３３】ステップ操作量の印加を続けたとして
も、それ以上大きな傾きＲｎが得られない最大の傾きが
得られなかったとき（最大の傾きが得られる以前に同定
を終了したとき）に、正しく行われなかったと判定す
る。

【００３４】上記〜を任意に組み合わせて判定す
る。

【００３５】制御系切換手段６は、制御対象２の特性を
同定するために、ステップ操作量を制御対象２に印加す
るとともに、同定手段５から逐次得られる無駄時間Ｌｎ
および傾きＲｎが所定の条件に達したときに、ステップ
操作量の印加を停止してＰＩＤ制御手段４によるＰＩＤ
制御に移行させる。

【００３６】さらに、ステップ応答法による無駄時間Ｌ
および最大傾きＲの同定が正しく行われていなかったと
同定結果判定手段９で上述のようにして判定されたとき
には、ＰＩＤ制御を停止し、リミットサイクル操作量出
力手段８からのリミットサイクル操作量を制御対象２に
印加し、リミットサイクル法によって無駄時間Ｌおよび
最大傾きＲが同定手段５で同定されると、再びＰＩＤ制
御に移行させるものである。このときには、リミットサ
イクル法で同定された無駄時間Ｌおよび最大傾きＲに基
づくＰＩＤ制御パラメータが設定手段７で算出されてＰ
ＩＤ制御手段４のＰＩＤ制御パラメータが変更される。

【００３７】この実施例では、同定手段５は、ステップ
応答法によって、無駄時間Ｌおよび最大傾きＲを後述の
ようにして同定するステップ応答同定手段としての機能
を有するとともに、同定結果判定手段９でステップ応答
法による同定が正し行われなかったと判定されたときの
リミットサイクル法による無駄時間Ｌおよび最大傾きＲ
を同定するリミットサイクル同定手段としての機能を併
有している。

【００３８】制御系切換手段６は、目標値が変更され、
しかも、現在の制御量が比例帯外にあるときに、制御対
象２に印加する操作量を、ステップ操作量出力手段３か
らの最大ステップ操作量に切換えてＰＩＤ制御パラメー
タを設定するためのセルフチューニングに移行する。こ
のステップ操作量の印加は、同定手段５から逐次得られ
る無駄時間Ｌｎおよび傾きＲｎが、所定の条件に達した
とき、この実施例では、次の（１）式を満足しなくなっ
たときに、ステップ操作量の印加が停止されてＰＩＤ制
御手段４によるＰＩＤ制御に移行する。

【００３９】現在の制御量（ｙ）＋傾き（Ｒｎ’）×無駄時間（Ｌｎ’）＜目標値（１）ここで、Ｒｎ’は、それまでに算出された傾きＲｎの内
で最大の傾きＬｎ’は、その傾きＲｎ’に対応する無駄時間を示して
いる。

【００４０】すなわち、この実施例では、目標値を越え
てしまわない範囲でステップ操作量の印加を続行し、上
記（１）式を満足しなくなったときに、ＰＩＤ制御に移
行するものである。

【００４１】同定手段５は、ステップ操作量に対する制
御対象のステップ応答による制御量の変化に基づいて、
その変化に対応した無駄時間Ｌｎおよび傾きＲｎを、図
２に示されるようにして逐次算出して同定し、制御系切
換手段６、設定手段７および同定結果判定手段９に出力
するものである。

【００４２】図２（Ａ）は初期状態が平衡のときの最大
傾きＲおよび無駄時間Ｌを示し、図２（Ｂ）は初期状態
が非平衡のときの最大傾きＲおよび無駄時間Ｌｎを示し
ている。この実施例では、傾きＲｎは、０.５ｓｅｃの
サンプリング周期で、８サンプリンングの平均値として
算出され、傾きＲｎの検出点は、前記８サンプリングの
中心点としており、無駄時間Ｌｎは、ステップ操作量を
印加した時点から前記傾きＲｎと図２のように交差する
時点までの時間として算出される。

【００４３】このようにして同定手段５は、０.５ｓｅ
ｃ毎に、傾きＲｎおよび無駄時間Ｌｎを逐次算出して同
定する。

【００４４】なお、最大傾きＲとは、ステップ操作量の
印加を続けたとしても、それ以上大きな傾きＲｎが得ら
れない最大の傾きをいうが、この実施例では、この最大
の傾きが最大傾きＲとして同定される場合もあるが、後
述のように、より好ましい制御パラメータへの移行を速
く行えるようにするために、最大の傾きに達していない
時点においても、それまでで最も大きな傾きが最大傾き
Ｒとして同定される場合がある。

【００４５】したがって、この実施例においては、ステ
ップ操作量の印加を続けたとしても、それ以上大きな傾
きＲｎが得られない最大の傾きが、最大傾きＲとして同
定されなくても、同定された無駄時間Ｌおよび最大傾き
Ｒの積（Ｌ＊Ｒ）が、予め定めた範囲内（Ｌ＊Ｒ_min〜
Ｌ＊Ｒ_max）にあるときには、同定が正しく行われたと
判定されるものである。

【００４６】この実施例の設定手段７は、同定手段５で
同定された最大傾きＲおよび無駄時間Ｌに基づいて、Ｐ
ＩＤ制御パラメータを算出し、さらに、同定結果判定手
段９で、ステップ応答法による前記最大傾きＲおよび無
駄時間Ｌの同定が正しく行われた判定されたときに、算
出された前記ＰＩＤ制御パラメータをＰＩＤ制御手段４
に設定し、設定された新たなＰＩＤ制御パラメータでＰ
ＩＤ制御を行うものである。

【００４７】また、同定結果判定手段９で、ステップ応
答法による最大傾きＲおよび無駄時間Ｌの同定が正しく
行われなかったと判定されたときには、算出されたＰＩ
Ｄ制御パラメータの設定を行わない。なお、この場合に
は、上述のように、ＰＩＤ制御を停止してリミットサイ
クル法に移行し、リミットサイクル法によって最大傾き
Ｒおよび無駄時間Ｌの同定が行われることになり、設定
手段７は、リミットサイクル法によって最大傾きＲおよ
び無駄時間Ｌが同定されると、それに基づいてＰＩＤ制
御パラメータを算出してＰＩＤ制御手段４に設定する。

【００４８】以上のステップ操作量出力手段３、ＰＩＤ
制御手段４、制御系切換手段６、同定手段５、設定手段
７、リミットサイクル操作量出力手段８および同定結果
判定手段９は、マイクロコンピュータによって構成され
ている。

【００４９】次に、上述の動作を図３および図４のフロ
ーチャートに従ってさらに詳細に説明する。

【００５０】先ず、目標値が変更された否かを判断し
（ステップｎ１）、変更されたときには、現在の制御量
が、比例帯外にあるか否かを判断し（ステップｎ２）、
比例帯外にあるときには、セルフチューニングに移行し
て１００％のステップ操作量を印加し（ステップｎ
３）、制御対象２のステップ応答による制御量の変化に
基づいて、その変化に対応した無駄時間Ｌｎおよび傾き
Ｒｎを逐次算出して同定を行う（ステップｎ４）。

【００５１】この同定によって得られる無駄時間Ｌｎお
よび傾きＲｎが、上述の（１）式を満たしているか否か
を判定し（ステップｎ５）、満たしているときには、ス
テップ操作量の印加（ステップｎ３）および同定（ステ
ップｎ４）を続行し、満たしていないときには、ステッ
プ操作量の印加を停止してＰＩＤ制御に移行し（ステッ
プｎ６）、その時点までの同定によって最大傾きＲ（ス
テップ操作量の印加を続けたとしても、それ以上大きな
傾きＲｎが得られない最大の傾き）が得られたか否かを
判断する（ステップｎ７）。

【００５２】最大傾きＲが得られたときには、その傾き
および対応する無駄時間を、最大傾きＲおよび無駄時間
Ｌと同定し、それらに基づいて、ＰＩＤ制御パラメータ
を算出する（ステップｎ８）。

【００５３】次に、ステップ応答法による最大傾きＲお
よび無駄時間Ｌの同定が正く行われたか否かを、上述の
ように、その積Ｒ＊Ｌが予め定めた範囲内にあるか否か
によって判定し（ステップｎ９）、正しく行われたと判
定したときには、ＰＩＤ制御手段４のＰＩＤ制御パラメ
ータを、ステップｎ８で算出されたＰＩＤ制御パラメー
タに変更して（ステップｎ１０）終了する。

【００５４】また、ステップｎ９において、最大傾きＲ
および無駄時間Ｌの同定が正しく行われなかったと判定
されたときには、図４に示されるように、ＰＩＤ制御を
停止してリミットサイクル操作量を制御対象２に出力し
てリミットサイクル法による同定を開始し（ステップｎ
１１）、リミットサイクル法による最大傾きＲおよび無
駄時間Ｌの同定が終了したか否かを判断し（ステップｎ
１２）、同定が終了したときには、このリミットサイク
ル法で同定された最大傾きＲおよび無駄時間Ｌに基づい
て、ＰＩＤ制御パラメータを算出し、この算出されたＰ
ＩＤ制御パラメータに変更するとともに、ＰＩＤ制御に
移行して（ステップｎ１３）終了する。

【００５５】また、上述のステップｎ７において、最大
傾きＲが得られなかったときには、それまでに得られた
最大の傾きＲｎおよび無駄時間Ｌｎを、最大傾きＲおよ
び無駄時間Ｌと同定し、それらに基づいて、ＰＩＤ制御
パラメータを算出し（ステップｎ１４）、その比例ゲイ
ンＫｐが、ＰＩＤ制御手段４に予め設定されているＰＩ
Ｄ制御パラメータの比例ゲインよりも大きいか否かを判
断する（ステップｎ１５）。

【００５６】ステップｎ１５において、比例ゲインが大
きくない、すなわち、安定側であると判断したときに
は、ステップ応答法による最大傾きＲおよび無駄時間Ｌ
の同定が正しく行われたか否かを判定し（ステップｎ１
６）、正しく行われたと判定したときには、ＰＩＤ制御
手段４のＰＩＤ制御パラメータを、ステップｎ１４で算
出されたＰＩＤ制御パラメータに変更して（ステップｎ
１７）ステップｎ１８に移り、ステップｎ１６で正しく
行われなかったと判定したときには、上述のステップｎ
１１に移る。

【００５７】また、ステップｎ１５で比例ゲインが大き
いと判断したときには、図４に示されるようにＰＩＤ制
御パラメータを変更することなく、ステップｎ１８に移
る。

【００５８】ステップｎ１８では、ステップ操作量の印
加終了の後、さらに、無駄時間Ｌｎが経過するまで、傾
きＲｎおよび無駄時間Ｌｎを算出し、それまでの最大の
傾きＲｎおよび無駄時間Ｌｎを最大傾きＲおよび無駄時
間Ｌと同定し、それらに基づいて、ＰＩＤ制御パラメー
タを算出し（ステップｎ１９）、その比例ゲインＫｐ
が、ＰＩＤ制御手段４に設定されているＰＩＤ制御パラ
メータの比例ゲインよりも大きいか否かを判断し（ステ
ップｎ２０）、比例ゲインが大きくないと判断したとき
には、ステップ応答法による最大傾きＲおよび無駄時間
Ｌの同定が正く行われたか否かを判定し（ステップｎ２
１）、正しく行われたと判定したときには、ＰＩＤ制御
手段４のＰＩＤ制御パラメータを、ステップｎ１９で算
出されたＰＩＤ制御パラメータに変更して（ステップｎ
２２）して終了し、正しく行われなかったと判定したと
きには、ステップｎ１１に移る。

【００５９】また、ステップｎ２０で比例ゲインが大き
いと判断したときには、既に設定されているＰＩＤ制御
パラメータがより適しているとしてＰＩＤ制御パラメー
タを変更することなく、終了する。

【００６０】このようにステップ応答法による立ち上が
り特性から無駄時間Ｌおよび最大傾きＲの同定を行って
ＰＩＤ制御に移行し、しかも、ステップ応答法による同
定が正しく行われたか否かを判定し、正しく行われたと
判定されたときには、同定された無駄時間Ｌおよび最大
傾きＲに基づいてＰＩＤ制御パラメータを変更して最適
な制御に移行し、また、正しく行われなかったと判定し
たときには、リミットサイクル法によって無駄時間Ｌお
よび最大傾きＲの同定をやり直し、リミットサイクル法
によって同定された無駄時間Ｌおよび最大傾きＲに基づ
いてＰＩＤ制御パラメータを変更して最適な制御に移行
するので、上述の図７あるいは図８に示されるように、
ステップ応答法による特性の同定が失敗したとしても、
従来のように制御性能が悪化することなく、最適な制御
に移行できることになる。

【００６１】しかも、この実施例によれば、ステップ応
答に引き続いてＰＩＤ制御に移行するので、通常の閉ル
ープ制御とは別の特性同定のための試験的な立上げも不
要となる。

【００６２】さらに、この実施例では、ステップ操作量
の印加を続けたとしても、それ以上大きな傾きＲｎが得
られない最大の傾きＲが得られなかったときには、ＰＩ
Ｄ制御に移行した後、比例ゲインを比較することによっ
てＰＩＤ制御パラメータを変更するか否かを判定するの
で、ＰＩＤ制御パラメータが非安定側に変更されること
がなく、したがって、制御系が不安定になりにくい。

【００６３】また、上述の実施例では、比例ゲインを比
較してＰＩＤ制御パラメータを変更するか否かを判定し
たけれども、本発明の他の実施例として、比例ゲインの
比較を省略してもよい。

【００６４】上述の実施例では、ＰＩＤ制御に一旦移行
した後、ステップ応答法による同定が正しく行われなか
ったと判定したときには、図５に示されるように、直ち
にリミットサイクル法に移行するようにしたけれども、
本発明の他の実施例として、ステップ応答法による同定
が正しく行われなかったと判定したときに、直ちにリミ
ットサイクル法に移行するのではなく、図６に示される
ように、目標値に到達してからリミットサイクル法に移
行するようにしてもよい。この場合には、目標値近傍で
の制御が速く開始されることになる。

【００６５】上述の実施例では、制御対象の特性を同定
し、その同定結果に基づいてＰＩＤ制御パラメータを自
動的に設定する自己調節型の調節計に適用して説明した
けれども、本発明の他の実施例として、制御対象の特性
をステップ応答法によって同定し、制御パラメータの設
定は、ユーザが行う調節計にも同様に適用できるもので
あり、このような調節計においては、同定結果判定手段
に加えて、判定結果を報知する表示素子やブザなどの報
知手段を設けてもよい。これによって、ステップ応答法
による同定が正しく行われなかった場合には、ユーザ
は、報知手段よってそれを知ることができることにな
り、同定をやり直すことが可能となる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ステップ
応答法による無駄時間および最大傾きの同定が、正しく
行われたか否かを判定する同定結果判定手段を備えてい
るので、同定が正しく行われなかったときに、誤った制
御パラメータが設定されて制御が行われるということが
ない。

【００６７】また、ステップ応答法による同定が正しく
行われたときには、それに基づいて制御パラメータが設
定されるので、ステップ応答に引き続いて最適なＰＩＤ
制御が行われることになる。

【００６８】さらに、ステップ応答法による同定が正し
く行われなかったときには、リミットサイクル法によっ
て同定が行われるので、その同定結果に基づいて制御パ
ラメータを設定して最適な制御に移行することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の機能ブロック図である。

【図２】傾きＲｎおよび無駄時間Ｌｎの算出を説明する
ための波形図である。

【図３】動作説明に供するフローチャートである。

【図４】動作説明に供するフローチャートである。

【図５】リミットサイクル法への移行を説明するための
波形図である。

【図６】本発明の他の実施例の波形図である。

【図７】従来例の問題点を説明するための波形図であ
る。

【図８】従来例の問題点を説明するための波形図であ
る。

【符号の説明】

２制御対象３ステップ操作量出力手段４ＰＩＤ制御手段５同定手段６制御系切換手段７設定手段８リミットサイクル操作量出力手段９同定結果判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｂ 23/02 Ｘ 7531−3Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステップ応答法によって制御対象の特性を
同定する調節計であって、ステップ操作量を出力するステップ操作量出力手段と、前記ステップ操作量の印加に対する前記制御対象の制御
量の変化に基づいて、無駄時間および最大傾きを同定す
るステップ応答同定手段と、前記ステップ応答同定手段による同定が正しく行われた
か否かを判定する同定結果判定手段と、を備えることを特徴とする調節計。
【請求項２】前記制御対象から得られる制御量と目標値
との偏差に基づいて、操作量を出力するＰＩＤ制御手段
と、制御対象の特性を同定するために、前記ステップ操作量
出力手段からのステップ操作量を制御対象に印加すると
ともに、制御量の変化に対応して得られる無駄時間およ
び傾きが、所定の条件に達したときには、ステップ操作
量の印加を停止して前記ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制
御に移行する制御系切換手段と、前記同定結果判定手段で同定が正しく行われたと判定さ
れたときに、前記ステップ応答同定手段で同定された無
駄時間および最大傾きに基づいて、ＰＩＤ制御パラメー
タを算出して前記ＰＩＤ制御手段に設定する設定手段
と、を備えるものである前記請求項１記載の調節計。
【請求項３】リミットサイクル操作量を出力するリミッ
トサイクル操作量出力手段と、前記リミットサイクル操作量の印加に対する前記制御対
象の制御量の変化に基づいて、無駄時間および最大傾き
を同定するリミットサイクル同定手段とを備え、前記制御系切換手段は、前記同定結果判定手段で同定が
正しく行われなかったと判定されたときに、前記ＰＩＤ
制御手段によるＰＩＤ制御を停止して前記リミットサイ
クル操作量出力手段からのリミットサイクル操作量を前
記制御対象に印加するものである前記請求項２記載の調
節計。
【請求項４】前記制御系切換手段は、前記同定結果判定
手段で同定が正しく行われなかったと判定されたときに
は、前記制御量が前記目標値に達した時点で前記リミッ
トサイクル操作量出力手段からのリミットサイクル操作
量を前記制御対象に印加するものである前記請求項３記
載の調節計。
【請求項５】前記同定結果判定手段で同定が正しく行わ
れなかったと判定されたときに、その旨を報知する報知
手段を備えるものである前記請求項１または２記載の調
節計。
【請求項６】前記同定結果判定手段は、前記ステップ応
答同定手段で同定された無駄時間と最大傾きとの積が、
予め定めた範囲内にあるときに、同定が正しく行われた
と判定するものである前記請求項１ないし５のいずれか
に記載の調節計。