JPS58154004A - フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラ - Google Patents
フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラInfo
- Publication number
- JPS58154004A JPS58154004A JP3484782A JP3484782A JPS58154004A JP S58154004 A JPS58154004 A JP S58154004A JP 3484782 A JP3484782 A JP 3484782A JP 3484782 A JP3484782 A JP 3484782A JP S58154004 A JPS58154004 A JP S58154004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- auto
- signal
- tuning
- controller
- pid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
- G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、ＰＩＤフントローラの比例ゲイン、積分時間
、微分時間を制御しながら、自動的にＰＩＤパラメータ
を決定して行くオートチューニングコントローラにおい
て、外乱補償を行うフィードフォワード制御を並用する
場合に、フィードフォワード制御の補償量が、大ぎくな
ったとき、オー、トチューニングコントローラのパラメ
ータ自動決定の失敗を防止して、系の安全性を確保する
装置に関する。
、微分時間を制御しながら、自動的にＰＩＤパラメータ
を決定して行くオートチューニングコントローラにおい
て、外乱補償を行うフィードフォワード制御を並用する
場合に、フィードフォワード制御の補償量が、大ぎくな
ったとき、オー、トチューニングコントローラのパラメ
ータ自動決定の失敗を防止して、系の安全性を確保する
装置に関する。
従来、オートチューニングコントローラの理論は多く発
表され、製品も僅かばかり発表されているが、実際プロ
セスに適用され、制御性を大きく改善したという例はな
い。
表され、製品も僅かばかり発表されているが、実際プロ
セスに適用され、制御性を大きく改善したという例はな
い。
第１図に従来のオートチューニングコントローラの機能
フロー図を示す。
フロー図を示す。
第１図において、オートチューニングコントローラ部１
０により制御対象（プロセス）２０が制御されている。
０により制御対象（プロセス）２０が制御されている。
そのオートチューニングコントローラ部１０は一般のＰ
ＩＤコントローラと同様に、目標値Ｓ■制御量Ｐｖを加
算５１１に入れて、両者の偏差を堆う出し、これをＰＩ
Ｄ コントローラ部に入れて、調節演算した後その出力
信号を加算器１４に導く。
ＩＤコントローラと同様に、目標値Ｓ■制御量Ｐｖを加
算５１１に入れて、両者の偏差を堆う出し、これをＰＩ
Ｄ コントローラ部に入れて、調節演算した後その出力
信号を加算器１４に導く。
この加算器１４では、制御対象加の特性を探察するため
に、はぼ白色ノイズに□似た性質を持つＭ系列信号を加
算した後、操作出力信号ＭＹとして制御対象加に印加し
て、制御１ｐｖが目標値Ｓｖになるように制御を行う。
に、はぼ白色ノイズに□似た性質を持つＭ系列信号を加
算した後、操作出力信号ＭＹとして制御対象加に印加し
て、制御１ｐｖが目標値Ｓｖになるように制御を行う。
しかして、オートチューニングコントローラ、Ｓ１０で
は、前記Ｍ系列信号１３を一般のＰＩＤコントローラ部
１２の出力信号に重畳して与え、プロセス特性の推定部
１５で制御対象加に与えた操作出力信号ＭＹとその応答
結果を見て、制御対象加の特性を推定し、この推定結果
をＰＩＤパラメータの決定部１６に与えて、プロセス特
性に最適なＰＩＤノくラメータを決定し、これをＰＩＤ
パラメータ部臆のＰＩＤパラメータとして設定更新し、
制御対象加の特性変化に対応して最適な制御を実行しよ
うとするものである。
は、前記Ｍ系列信号１３を一般のＰＩＤコントローラ部
１２の出力信号に重畳して与え、プロセス特性の推定部
１５で制御対象加に与えた操作出力信号ＭＹとその応答
結果を見て、制御対象加の特性を推定し、この推定結果
をＰＩＤパラメータの決定部１６に与えて、プロセス特
性に最適なＰＩＤノくラメータを決定し、これをＰＩＤ
パラメータ部臆のＰＩＤパラメータとして設定更新し、
制御対象加の特性変化に対応して最適な制御を実行しよ
うとするものである。
この従来のオートチューニングコントローラの実用面に
おける問題点としては、 ■ フィードバック制御のみで外乱に対する制御特性が
悪い。つまり外乱に対する制御特性を改：：。
おける問題点としては、 ■ フィードバック制御のみで外乱に対する制御特性が
悪い。つまり外乱に対する制御特性を改：：。
善することはできない。
＠ 外乱に対する制御特性を改善するためには、フィー
ドフォワード制御を併用しなければならないが、大きな
フィードフォワードおよび変化の早いフィードフォワー
ド制御はオートチューニングコントローラのＰＩＤパラ
メータ決定ノ外乱となり、正確なパラメータの算定がで
きない。
ドフォワード制御を併用しなければならないが、大きな
フィードフォワードおよび変化の早いフィードフォワー
ド制御はオートチューニングコントローラのＰＩＤパラ
メータ決定ノ外乱となり、正確なパラメータの算定がで
きない。
等があり、これは実プロセスに適用する場合は、オート
チューニングコントローラの効力をなくする致命的欠陥
である。
チューニングコントローラの効力をなくする致命的欠陥
である。
本発明は、従来回路のオートチューニングコントローラ
にフィードフォワード制御を付加して外乱に対する特性
を向上させるとともに、フィードフォワード補償のうち
外乱の不完全微分部の出力信号が所定値を越えた場合、
つまり大きな急ｉなフィードフォワード補償が入った場
合はオートチューニング動作を停止させるようにして、
外乱に対スる制御性の向上奮し、かつオートチューニン
グ・コントローラの暴走を完全に防止し、あらゆるプロ
セス制御に支障なく適用できる装置を提供することな、
その目的とする。
にフィードフォワード制御を付加して外乱に対する特性
を向上させるとともに、フィードフォワード補償のうち
外乱の不完全微分部の出力信号が所定値を越えた場合、
つまり大きな急ｉなフィードフォワード補償が入った場
合はオートチューニング動作を停止させるようにして、
外乱に対スる制御性の向上奮し、かつオートチューニン
グ・コントローラの暴走を完全に防止し、あらゆるプロ
セス制御に支障なく適用できる装置を提供することな、
その目的とする。
本発明は、Ｐ（比例ゲイン）Ｉ（積分時間）コントロー
ラさらＫはＤ（微分時間）の演算を行うＰＩＤ コン
トローラのＰＩＤＩＤバラメータ御系の制御特性が最適
になるように自動的に調整するオートチューニング・コ
ント四−ラにおいて、フィードフォワード制御を併用す
る場合Ｋ、外乱補償伝達関数が進み／遅ね要素のとき、
これを−次遅れ分と不完全微分に分離し、不完全微分の
出力信号が所定値を越えた場合には、一定時間ＰＩＤパ
ラメータの自動法更新を停止するようにしたフィードフ
ォワード制御付オートチューニング・コントローラであ
る。
ラさらＫはＤ（微分時間）の演算を行うＰＩＤ コン
トローラのＰＩＤＩＤバラメータ御系の制御特性が最適
になるように自動的に調整するオートチューニング・コ
ント四−ラにおいて、フィードフォワード制御を併用す
る場合Ｋ、外乱補償伝達関数が進み／遅ね要素のとき、
これを−次遅れ分と不完全微分に分離し、不完全微分の
出力信号が所定値を越えた場合には、一定時間ＰＩＤパ
ラメータの自動法更新を停止するようにしたフィードフ
ォワード制御付オートチューニング・コントローラであ
る。
本発明によるフィードフォワード制御付オートチューニ
ングコントローラの一実施例の構成を表わすブロック図
を第２図に示す。
ングコントローラの一実施例の構成を表わすブロック図
を第２図に示す。
一般に、
外乱の制御量に対する伝達“関数を
プロセスの伝達関数を
（ただし、ＫＤ、 Ｋ、は比例定数、ＴＤ、Ｔ、は時定
数、Ｓはラプラス演算子である。） とすると、フィードフォワード制御の式はという一般式
で表わされる。
数、Ｓはラプラス演算子である。） とすると、フィードフォワード制御の式はという一般式
で表わされる。
この（３式）のフィードフォワード制御の一般式を第２
図に示すように、係数Ｋを係数器３１と１器３３に分解
して、その出力信号を加算器あで加算した後、さらに加
算器部でオートチューニングうントローラの出力信号と
加算して、フィードフォワード補償を行ない、外乱に対
する制御性を向上させる。
図に示すように、係数Ｋを係数器３１と１器３３に分解
して、その出力信号を加算器あで加算した後、さらに加
算器部でオートチューニングうントローラの出力信号と
加算して、フィードフォワード補償を行ない、外乱に対
する制御性を向上させる。
さらに、フィードフォワード制御の大きさ、急峻さの指
標である不完全微分要素演算器部の出力信号を、上下限
設定器部に入れる。その信号の大きさが上限ま１こは下
限設定を越えたときは、信号（セット）ン発信し、メモ
リ＃に入れて記憶しこの信号なＰＩＤパラメータの決定
部１６およびプロセス特性の推定部１５に入れて、オー
トチューニングコントローラー０のオートチューニング
動作を停止させる。
標である不完全微分要素演算器部の出力信号を、上下限
設定器部に入れる。その信号の大きさが上限ま１こは下
限設定を越えたときは、信号（セット）ン発信し、メモ
リ＃に入れて記憶しこの信号なＰＩＤパラメータの決定
部１６およびプロセス特性の推定部１５に入れて、オー
トチューニングコントローラー０のオートチューニング
動作を停止させる。
一方、上下限設定容置の出力信号をインバータあに入れ
て、信号を反転して、オートチューニングに必要な時間
（ＰＩＤパラメータの設定更新停止：１．。
て、信号を反転して、オートチューニングに必要な時間
（ＰＩＤパラメータの設定更新停止：１．。
時間）を設定したタイマ（に入力される。そのタイマ器
の出力信号（リセット）でメモリ訂はリセットされる。
の出力信号（リセット）でメモリ訂はリセットされる。
つまり、上下限設定器部の出力信号が出ると同時に、オ
ートチューニング動作を停止させ、上下限設定器謁の出
力信号がなくなってから、タイマ器に設定した一定時間
を経過後、オートチューニング動作を開始させるように
構成しである。
ートチューニング動作を停止させ、上下限設定器謁の出
力信号がなくなってから、タイマ器に設定した一定時間
を経過後、オートチューニング動作を開始させるように
構成しである。
ところで、本発明の構成はアナログ式でもディジタル式
でも、いずれでも適用できる。
でも、いずれでも適用できる。
かくして、本発明によれば、
■ フィードフォワード制御を取り入れて、外乱に対す
る特性を向上させている。
る特性を向上させている。
■ フィードフォワード制御をかけて外乱を吸収しよう
とすると、フィードフォワード補償を太ぎ（かけなけれ
ばならな（なるが、フィードフォワード補償を大きくか
けるとプロセスの固定が出来なくなる。
とすると、フィードフォワード補償を太ぎ（かけなけれ
ばならな（なるが、フィードフォワード補償を大きくか
けるとプロセスの固定が出来なくなる。
そこで、さき罠説明したように、フィードフォワード゛
補償の強さ、急峻さを表わす不完全微分要素演算器の出
力信号の大きさが上下限を越えたときには、オートチュ
ーニングコントローラのオートチューニング所要時間の
間、オートチューニング動作を停止することにより、Ｐ
ＩＤパラメータを正しく決定し、プロセス制御の暴走を
完全に防止している。
補償の強さ、急峻さを表わす不完全微分要素演算器の出
力信号の大きさが上下限を越えたときには、オートチュ
ーニングコントローラのオートチューニング所要時間の
間、オートチューニング動作を停止することにより、Ｐ
ＩＤパラメータを正しく決定し、プロセス制御の暴走を
完全に防止している。
等の効果があり、どのようなプロセスの制御にも、安心
して適用できる。
して適用できる。
第１図は従来装置のブロック図、第２図は本発明の一実
施例における構成を示すブロック図である。 １０・・・オートチューニングコントローラ部１１・・
・目標値Ｓｖと制御量ＰＶの帰還量との偏差をとる加算
器 １２・・・ＰＩＤコントローラ部 １３・・・Ｍ系列信号 １４ 、３４ 、３５・・・加算器 １５・・・プロセス特性の決定部 １６・・・ＰＩＤパラメータの決定部 ３１・・・係数にの演算を行う係数器 部・・・１次遅れ要素１／１＋ＴＳ の演算を行うＩ
次遅れ要素演算器 完全微分要素演算器 加・・・上下限設定器 釘・・・メモリ 蕊・・・インバータ 鍜・・・タイマ
施例における構成を示すブロック図である。 １０・・・オートチューニングコントローラ部１１・・
・目標値Ｓｖと制御量ＰＶの帰還量との偏差をとる加算
器 １２・・・ＰＩＤコントローラ部 １３・・・Ｍ系列信号 １４ 、３４ 、３５・・・加算器 １５・・・プロセス特性の決定部 １６・・・ＰＩＤパラメータの決定部 ３１・・・係数にの演算を行う係数器 部・・・１次遅れ要素１／１＋ＴＳ の演算を行うＩ
次遅れ要素演算器 完全微分要素演算器 加・・・上下限設定器 釘・・・メモリ 蕊・・・インバータ 鍜・・・タイマ
Claims (1)
- 目標値と制御対象から帰還される制御量との偏差を入力
し比例積分微分演算を行５ ＰＩＤコントローラ部と、
その出力にほぼ白色ノイズに似た性質を持つＭ系列信号
を加算した信号を与えられる制御対象と、この制御対象
の入出力信号が加えられるプロセス特性の推定部と、そ
の推定結果が与えられ前記ＰＩＤコントローラ部のＰＩ
Ｄパラメータを決定するＰＩＤパラメータの決定部ン設
けたオートチューニング・コントローラにおいて、フィ
ードフォワード制御の一般式を係数と１次遅れ要素と不
完全微分要素に分解したそれぞれに対応する係数器と１
次遅れ要素演算器と不完全微分要素演算器を備え、外乱
信号が加えられる前記係数器の出力端に並列に前記１次
遅れ要素演算器と前記不完全微分演算器が接続され、こ
れらの出力信号の和が前記制御対象の入力信号に加算さ
れるととも忙、前記不完全微分演算器の出力信号が所定
値を越えた場合には一定時間前記ＰＩＤ／くラメータの
自動決定更新を停止する回路を具備したことを特徴とす
るフィードフォワード制御付オートチューニング・コン
トローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3484782A JPS58154004A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3484782A JPS58154004A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154004A true JPS58154004A (ja) | 1983-09-13 |
Family
ID=12425571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3484782A Pending JPS58154004A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58154004A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6063601A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-12 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | プロセス制御装置 |
| JPS60243702A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-12-03 | デイ−ア・アンド・カンパニ− | 自己調整式調整器器具制御 |
| JPS6175402A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-17 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | プロセス制御系の調整方法 |
| JPS61156403A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Toshiba Corp | 制御パラメ−タ自動調整方法 |
| JPS61208102A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | オ−トチユ−ニングコントロ−ラ |
| JPS61245203A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | ザ フオツクスボロ カンパニ− | パタ−ン認識型自己調整制御器 |
| JPS61251903A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 閉ル−プ型自動調整制御装置 |
| JPS61279903A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 適応制御装置 |
| JPS6297002A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 適応制御装置 |
| JPS62226201A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-05 | Toshiba Corp | 適応制御装置 |
-
1982
- 1982-03-05 JP JP3484782A patent/JPS58154004A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6063601A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-12 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | プロセス制御装置 |
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| JPS61208102A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | オ−トチユ−ニングコントロ−ラ |
| JPH0554123B2 (ja) * | 1985-03-13 | 1993-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS61245203A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | ザ フオツクスボロ カンパニ− | パタ−ン認識型自己調整制御器 |
| JPS61251903A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 閉ル−プ型自動調整制御装置 |
| JPS61279903A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 適応制御装置 |
| JPS6297002A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 適応制御装置 |
| JPS62226201A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-05 | Toshiba Corp | 適応制御装置 |
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