JPH10312201A - Pid調整器を含む閉ループ系のプロセス制御装置 - Google Patents

Pid調整器を含む閉ループ系のプロセス制御装置

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JPH10312201A
JPH10312201A JP13787597A JP13787597A JPH10312201A JP H10312201 A JPH10312201 A JP H10312201A JP 13787597 A JP13787597 A JP 13787597A JP 13787597 A JP13787597 A JP 13787597A JP H10312201 A JPH10312201 A JP H10312201A
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JP
Japan
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control
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JP13787597A
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Toshikatsu Fujiwara
敏勝 藤原
Masataka Iwai
正隆 岩井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PID調節器の比例ゲインが、プロセス特性
の経時変化に悪影響されずに常に適切な値になるように
自動的に算出できるPID調整器を含む閉ループ系のプ
ロセス制御装置の提供。 【解決手段】 プロセスと、目標値に従って該プロセス
に対する操作量を出力する、比例、積分および微分の3
動作からなるPID調整器を含む閉ループ系において、
目標値を変化させた時に、前記目標値と、プロセスより
出力される制御量に基づいて演算処理される制御ゲイン
調整装置の出力でPID調節器の比例ゲインが設定でき
る手段を具備したことを特徴とし、具体的には、PID
調節器の比例ゲインを可変とし、その値を目標値r
(t)6を変化させた時に、制御量y(t)4の微係数
の絶対値が望ましい値α*に近づくように、その間の誤
差を積分器に入力し、その積分器の出力をPID調節器
の比例ゲインとし、そして望ましい値α* は目標値r
(t)6が変動後、ある時間経過するまでの間において
のみ値を持つが、その後は零になるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は各種プラントのプロ
セス、機械製品等(以下プロセスという)に適用される
PID調整器を含む閉ループ系のプロセス制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】図3に従来技術に係るPID調整器を含
む閉ループ系のプロセス制御装置例を示す。プロセス1
は、既知外乱(d)2と操作量(u)3が入力され、制
御量(y)4を出力する。ここで、プロセス1より出力
される制御量(y)4は、目標設定器5の(目標値r)
出力6に追従させる必要があるため、減算器7で、目標
設定器5の出力6と制御量(y)4を比較し、後述の方
法で、制御偏差(ε)8が小さくなる方向に操作量
(u)3が設定される。即ち、操作量(u)3は、目標
値(r)6と制御量(y)4とを減算器7にて減算して
得られる制御偏差(ε)8が係数器(Kp)9を介して
得られる値Pと、並行して係数器(Kp)9の出力が係
数器(Rs)10を介して積分器(1/S)11の入力
になり、その積分器11から出力される値Iと、さらに
係数器9(Kp)の出力が微分器(S)12を介して係
数器(Td)13の入力となり、その係数器(Td)1
3から出力される値Dの3つの値(P,I,D)を加算
器14で加算して得られるように構成している。従って
符号9〜14の要素にてPID調整器が形成される事に
なる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、P
ID調節器の比例P、積分Iおよび微分Dの3動作のた
めの調整パラメータ(比例ゲイン、リセット率および微
分時間)は、係数器(Kp)9、(Rs)10、(T
d)13により固定的に設定される構成となっていた。
このため前記従来技術では、プロセス特性が経時変化し
た場合に制御性能が劣化するという問題があった。ま
た、調整パラメータは、従来はジーグラ・ニコルス法等
の周知の方法で求めるか、若しくは試行錯誤により求め
るが一般的であるが、前者の調整法で制御性能上、限界
があるため、高制御性能が得難く、また後者の調整法で
は高制御性能を得るまで長時間を要し、場合によっては
高制御性能が得られないこともあった。
【0004】本発明はかかる技術的課題に鑑み、PID
調節器の比例ゲインが、プロセス特性の経時変化に悪影
響されずに常に適切な値になるように、自動的に算出で
きる制御ゲイン調整装置、より具体的にはPID調整器
を含む閉ループ系のプロセス制御装置を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は請求項1に記載
のように、プロセスと、目標値に従って該プロセスに対
する操作量を出力する、比例、積分および微分の3動作
からなるPID調整器を含む閉ループ系において、目標
値を変化させた時に、前記目標値と、プロセスより出力
される制御量に基づいて演算処理される制御ゲイン調整
装置の出力でPID調節器の比例ゲインが設定できる手
段を具備したことを特徴とする。そしてより具体的に
は、請求項2に記載のように、比例、積分および微分の
3動作からなるPID調節器の比例ゲインを可変とし、
その値を下述の方法で求めている。即ち目標値r(t)
6を変化させた時に、制御量y(t)4の微係数の絶対
値が望ましい値α* に近づくように、その間の誤差を積
分器に入力し、その積分器の出力をPID調節器の比例
ゲインとする方法である。ここで望ましい値α* は目標
値r(t)6が変動後、ある時間経過するまでの間にお
いてのみ値を持つが、その後は零になるようにしてい
る。
【0006】ここで、ある時間経過するまでの間におい
てのみ値を持つが、その後は零になるようにしている回
路とは、図2で示す微分器(S)18と絶対値関数発生
器19の回路である。目標値r(t)6が変動すれば、
微分器(S)18の出力信号は零からある値aに変動す
る。しかし、目標値6の変動が収まれば、微分器18の
出力信号も零となる。ある時間経過するまでの間という
のは、外乱が収まって目標値6が変動しなくなるまでの
間という意味である。したがって、目標値6が変動する
間においてのみ値を持つが、その後変動が収まればその
値は零となる。
【0007】図2により本発明を詳細に説明するに、制
御量y(t)4を微分器(S)24で微分し、その出力
の絶対値が望ましい値α* に近づくように、その間の誤
差を後述の誤差修正回路に入力して得られる出力をPI
D調節器の比例ゲインとする。ここで、望ましい値α*
は、目標値(r)6を微分器18で微分し、その出力を
絶対値発生器19を介して一次遅れ要素20に入力し、
その一次遅れ要素20の出力と定数発生器21で設定さ
れた値αを乗算器22に入力し、乗算して得る。また、
誤差修正回路は、乗算器22から出力された望ましい値
α* から制御量y(t)4を微分器(S)24で微分
し、その出力を一次遅れ要素25を介して絶対値発生器
26より得られる絶対値θ* を得、減算器23により、
前記望ましい値α* から絶対値θ* を差し引いて得られ
る値(α*−θ*)、すなわち誤差を乗算器27の片方に
入力し、他方に後述の逆数発生器(1/K)31の出力
を入力する。
【0008】そして、その乗算器27の出力を不感帯を
設けた関数発生器28に入力し、その関数発生器28の
出力を係数器(β)29を介してリミット付積分器30
に入力する。リミット付積分器30の出力K(t)17
は図1に示すPID調節器の比例ゲインの値となるとと
もに逆数発生器(1/K)31の入力となる。ここで、
前述の関数発生器28は不感帯を設けた関数とし、リミ
ット付積分器30は上下限のリミットが設定できるもの
とする。
【0009】かかる発明によれば、制御量y(t)4の
微係数の絶対値が、目標値変化後のある時間帯において
のみ望ましい値α* に近付けられる。なぜならば、α*
からのずれがあると積分器30でもって修正動作が加わ
るためである。又本発明は不感帯を設けた関数発生器2
8を前記積分器30の上流側に配置することで、求める
比例ゲインK(t)17の収束を早めている。更に比例
ゲインK(t)を逆数発生器(1/K)31を介して積
分器30の上流側の誤差信号(α*−θ*)に乗算器27
により乗算することにより、比例ゲインK(t)の修正
動作の感度を調整している。従って、本発明によれば、
比例ゲインK(t)17が小さいときには、高感度な回
路で比例ゲインを求めることができ、比例ゲインK
(t)の動きに対する制御への影響を広い範囲にわたっ
て均等化することが出来る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の種類、その相対的配置等
は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲を
それに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
【0011】図1は本発明の実施形態にかかる制御ゲイ
ン調整装置15とプロセス1との接続関係を示し、図2
は図1に用いる制御ゲイン調整装置15の内部回路図を
示す。図1の構成を前記した従来技術を示す図3の構成
との差異についてのみ説明するに、目標値(r)6と制
御量(y)4とを減算器7にて減算して得られる制御偏
差(ε)8は前記従来技術のように係数器(Kp)9で
はなく乗算器16に入力され、該乗算器16よりの出力
Pi(ε(t)*K(t))に基づいて前記従来技術と
同様なPID調節器(9〜14)の比例P、積分Iおよ
び微分Dの3動作が行なわれて、操作量(u)3が設定
される。この乗算器16の片側には制御偏差(ε)8が
接続され、他方の側に制御ゲイン調整装置15の出力で
ある比例ゲインK(t)17が接続される。
【0012】制御ゲイン調整装置15は図2に示す回路
構成をとる。かかる回路構成は前記技術手段の項で既に
説明されているが、再度詳細に説明するに、目標設定器
5より出力される目標値r(t)6は分岐されて微分器
18に入力され、微分器18の出力は絶対値発生器19
を介して1次遅れ要素(1/(1+τ1S))20に入
力される。そして、1次遅れ要素(1/(1+τ
1S))20の出力と定数発生器21の出力は乗算器2
2で乗算されて減算器23のプラス側に接続される。
【0013】一方、制御量y(t)4はフィルタ付き微
分器(S)24を介して1次遅れ要素(1/(1+τ2
S))25に入力され、1次遅れ要素(1/(1+τ2
S))25の出力は絶対値発生器26に入力される。そ
して、絶対値発生器26の出力は減算器23のマイナス
側に接続されて、減算器23の出力は乗算器27の片側
に入力される。乗算器27の出力は不感帯を設けた関数
発生器28に入力され、関数発生器28の出力は係数器
(β)29を介してリミット付積分器30に入力され
る。リミット付積分器(β)30の出力は比例ゲインK
(t)17となり、乗算器16の入力に接続されるとと
もに、逆数発生器(1/K)31に入力される。そして
逆数発生器(1/K)31の出力は前記乗算器27に入
力される。ここで、関数発生器28は不感帯を設けた関
数とし、リミット付積分器30は上下限のリミットが設
けられるものであることは前記した通りである。
【0014】
【発明の効果】以上記載のごとく図3に示す従来技術に
よれば、PID調節器のパラメータは固定されており、
プロセスの経時変化があった場合の制御性能の劣化は避
けられなかったが、本発明によりその場合でも制御性能
の劣化は避けられる。又従来技術によれば、PID調節
器の適切なパラメータを求めるためには、長時間の試行
錯誤の作業が伴っており又このような試行錯誤による調
整では、高制御性能を得るのが難しいが、、本発明よれ
ば前記制御ゲイン調整装置により極めて短時間で自動的
に且つ確実に高精度で設定出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る制御ゲイン調整装置と
プロセスとの接続関係を示す全体ブロック図である。
【図2】図1に用いる制御ゲイン調整装置15の内部回
路図を示す。
【図3】従来技術に係る制御ゲイン調整装置とプロセス
との接続関係を示す全体ブロック図である。
【符号の説明】 1 プロセス 2 既知外乱(d) 3 操作量(u) 4 制御量(y) 5 目標設定器 6 5の出力で目標値(r) 7,23 減算器 8 制御偏差(ε) 9,10,13,29 係数器 11 積分器 12,18,24 微分器 14 加算器 15 制御ゲイン調整装置 16,22,27 乗算器 17 制御ゲイン調整装置の出力で比例
ゲインK(t) 19,26 絶対値発生器 20,25 1次遅れ要素 21 定数発生器 28 関数発生器 30 リミット付積分器 31 逆数発生器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセスと、目標値に従って該プロセス
    に対する操作量を出力する、比例、積分および微分の3
    動作からなるPID調整器を含む閉ループ系において、 目標値を変化させた時に、前記目標値と、プロセスより
    出力される制御量に基づいて演算処理される制御ゲイン
    調整装置の出力でPID調節器の比例ゲインが設定でき
    る手段を具備したことを特徴とするPID調整器を含む
    閉ループ系のプロセス制御装置。
  2. 【請求項2】 前記PID調節器の比例ゲインを可変と
    し、その値を目標値r(t)を変化させた時に、制御量
    y(t)4の微係数の絶対値が望ましい値に近づくよう
    に、その間の誤差を積分器に入力し、その積分器の出力
    をPID調節器の比例ゲインとするとともに、前記望ま
    しい値を目標値r(t)6が変動後所定時間経過後に零
    になるように設定したことを特徴とする請求項1記載の
    PID調整器を含む閉ループ系のプロセス制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11327604A (ja) * 1998-05-12 1999-11-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Pid調整器を含む閉ループ系のプロセス制御装置
US7266353B1 (en) 1999-09-30 2007-09-04 Micronas Gmbh Control loop for digital signals
CN102467146A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 罗伯特·博世有限公司 用于减弱干扰的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11327604A (ja) * 1998-05-12 1999-11-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Pid調整器を含む閉ループ系のプロセス制御装置
US7266353B1 (en) 1999-09-30 2007-09-04 Micronas Gmbh Control loop for digital signals
CN102467146A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 罗伯特·博世有限公司 用于减弱干扰的方法
JP2012108914A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Robert Bosch Gmbh 障害を弱めるための方法
US9423792B2 (en) 2010-11-18 2016-08-23 Robert Bosch Gmbh Method for suppressing interference

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Effective date: 20040803