JPS59128603A - プロセス制御装置 - Google Patents

プロセス制御装置

Info

Publication number
JPS59128603A
JPS59128603A JP286983A JP286983A JPS59128603A JP S59128603 A JPS59128603 A JP S59128603A JP 286983 A JP286983 A JP 286983A JP 286983 A JP286983 A JP 286983A JP S59128603 A JPS59128603 A JP S59128603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
adjustment calculation
disturbance
compensation
value
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
Application number
JP286983A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Hiroi
広井 和男
Kojiro Ito
伊藤 光二郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP286983A priority Critical patent/JPS59128603A/ja
Publication of JPS59128603A publication Critical patent/JPS59128603A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205Adaptive 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はフィードバック制御系に外乱に対して進み/遅
れ伝達関数を経由した外乱補償信号として、外乱による
影響を抑制するフィードフォワード制御を組み合せたプ
ロセス制御装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
第1図は従来のフィードフォワード制御とフィードバッ
ク制御の組合せによるプロセス制御装置を示す。
設定値SVIと制御量PV2との差を差演算部10で取
シ出す。 この偏差信号を位置形調節演算部11に入力
し、P(比例)・■(積分)・D(微分)の組み合せか
らなる調節演算式をといて得られた位置形調節出力信号
CrI  を第1加算部12に出力する。外乱補償信号
りは係数部13で係数Kが乗じられたのち、静特性補償
外と動特性補償分に分けて、静特性補償外の外乱補償信
号成分は、前記第1加算部12で位置形調節演算部11
の位置形調節出力信号Cnと加算される。 もう一つの
後者の動特性補償分の外乱補償信号成分は、不完全微分
部16を経たのち、第2加算部17で前記第1加算部1
2の出力信号と加算して、操作出力信号M Vo nと
して、プロセス18に加えて、制御量を調節する。
〔背景技術の問題点〕
第1図に示すプロセス制御装置の操作出力MVonは で表わされる。
但しCn:  フィードバック制御系の調節出力信号(
位置形) D : 外乱補償信号 K : フィードフォワード係数 (プロセスの定常状態にお ける物質収支熱収支によ って決定される。) TP:  操作量→制御量間の時定数 TD:  外乱 → S : ラプラス演算子 つまシ、(1)式は、 操作信号=フィードバック制御系の調節出力信号子フィ
ードフォワード信 号・・・・・・・・・・・・(2) となっている。つまり、フィードフォワード制御が理想
的に行なわれていれば、調節出力信号Cnは零となるは
ずである。
しかし、フィードフォワード係数には、プロセスがある
状態で決定した定数であるために、プロセスの (1)経年変化 (2)外乱として測定してはいないが制御量に影響を与
える物理的条件変化(温度 ・圧力・レベル・流量・成分などの変 化) によって、最適なKの値は、プロセスの状態によってラ
ンダムに変化して行く、しかし、Kが一定値のために、
偏差が出て、フィードバック制御の方が働き、調節出力
信号Cn により、操作信号を修正し、制御量を所定値
に調節する。
この従来の方式では、フィードフォワード制御が最適化
されていないため、外乱が変化したときKは、 外乱変化→フィードフォワード制御が最適でない量だけ
制御量が変化→偏差発生→フィードバック制御の調節出
力信号Cn変化→操作信号補正→これをくり返して制御
量を所定値に保つ。
というサイクルをくシ返すことになる。
つtb、従来技術のプロセス制御装置はフィードフォワ
ード係数Kが常に最適値となっていないため、 (1)どうしても外乱の影響が制御量に現われること、 (2)この制御量に現われた外乱の影響をフィードバッ
ク制御で修正するために、整定するのに時間を要する。
などのプロセス制御の実用上、致命的な欠陥があった。
現代はフレキシブルプロセス・オートメーションの時代
と呼ばれており、製品を経済的に、高品質を維持して生
産するためには、負荷変動などの外乱に対して、制御系
が、影響を受けないことがキーポイントとなる。
最近の上流から下流工程まで、−貫した連続プロセスに
おいては、途中の1つの制御系の乱れが、プロセス全体
に波及するため、影響が非常に大である。
このためプロセス制御系で、外乱の影響をいかに抑制す
るかが、プラントの経済運転、高速化、高品質化、安定
化を決定ずける。
この意味で、従来技術は実用上、大きな欠陥を持ってい
ることになる。
〔発明の目的〕
本発明は従来の欠点を除去するためになされたもので、
フィードバック制御とフィードフォワード制御を組み合
せてフィードフォワードモデルを最適化するプロセス制
御装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明はフィードバック制御とフィードフォワード制御
を組み合せた操作信号MVonをMVon = I)X
KX (1+Cn )または のように、フィードフォワード制御の係数をフィードバ
ック制御の出力信号によって修正し、常にフィードフォ
ワード制御の係数をプロセスの最適値に自動修正するこ
とにより、上記目的を達成したプロセス制御装置を提供
することにある。
〔発明の実施例〕 以下本願発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
第2図において第1図の構成と同一機能を有する装置或
は部分に同一番号を付し、その説明を省略して説明する
相違する箇所は、位置形調節演算部11の出力側と第1
加算部12に至る途中に乗算器19を直列に挿入し、こ
の乗算部19で得られた係数部13の静特性補償分の出
力と前記位置形調節演算部11の出力との乗算した結果
を係数部13の出力を入力とする第1加算部12に加え
た点である。
次にこのように構成されたプロセス制御装置の作動を説
明する。
プロセス18に与える操作信号MVonはの式で示され
る。
したがってフィードバック制御量に応じてフィードフォ
ワード量の静特性補償分が自動的に修正される。その結
果フィードフォワード係数がプロセス系の状態の最適な
値に自動的に修正される。
第3図を用いて本願の他の実施例を説明する。
第3図において第2図の構成と同一機能を有する装置或
は部品に同−届号を付し、その説明を省略して説明する
。相違する箇所は、第3図における不完全微分部および
第2加算部を取り除き、第1加算部12の出力をプロセ
ス16に対して操作信号として与えるところの箇所であ
る。
次にこのような回路構成のプロセス制御装置の作動を説
明すると、第1加算部から出力される操作信号M V 
o nは MVon =: D X K + D X K X C
n= DxK (1+Cn ) の式で示される。第2図と同様D X K X Cnの
項が存在しており、フィードバック制御量に応じてフィ
ードフォワード制御量の静特性補償分が自動的に修正さ
れる。
その結果フィードフォワード係数が常にグロセス状態の
最適値に保ち得る。
第4図を参照しながら本願の他の実施例を説明する1、 第4図において、第2図の構成と同一機能を有す装置或
は回路に同一番号を付し、その説明を省略して説明する
相違箇所は、除算部20および第2乗算部21を備え、
第2図において第2加算部17に不完全微分部16の出
力を直接供給するようになっているが、第1加算部12
の出力を係数部13の出力で除算部20で除算した結果
に不完全微分部16の出力を他の乗算器21で乗算し、
その乗算値を第2加算部17の入力信号とするととるに
ある。
次にこのように構成されたプロセス制御装置の作動を説
明すると、プロセスを操作する第2加算部の出力M V
 o nは として示され、フィード・フォワード制御の静特性補償
分および動特性補償分の係数がフィードバック制御系の
出力によって見掛上修正され、第2図・第3図のプロセ
ス制御装置に比べ、最適値に自動修正されるまでの時間
が短縮される。
第5図は第2図から第4図に至る装置において、乗算部
190入力は係数部13の出力と位置形調節演算部11
の出力である旨を記述したが係数器13の入力側と位置
形調節演算部11の出力をとってもよい。 この場合、
係数器13で乗するKの値が一定値とする。Kの値が一
定でおるので乗算器19の入力は外乱信号としても等価
となる。
なお本願の一実施例において、位置形節節演算部11の
出力と係数器13の出力とを乗算器19で求めて第1加
算部12に加えるように記述したが、必ずしもこのよう
にする必要はなく、係数器13の入力側或は出力側の外
乱補償信号とプロセス量PVから設定値S■を差引いた
値とを乗In器19で求めて、 この乗算値を位置形調
節演算部11に加えるようにしてもよい。また係数器の
入側あるいは出側の外乱補償信号を位置形調節演算部1
1のP(比例)に乗するようにしても良い。この場合位
置形調節演算部の出力側は第1加算部に接続する。また
本願の第2図の実施例において、乗算部19の出力と係
数部13の出力とを第1加算部12で加算して第2加算
部17に加えるように記述したが必ずしもこのようにす
る必要はなく、第1加算部を除去し、その代シ乗算器の
出力を第2加算部に加えて実施されてもよい。この場合
の操作出力信号M V o nは で表される。
第6図は第2図から第5図に至る装置において、乗算部
19に係数部13の出力を直接供給接続するように記述
したが係数器13の出力、つまりフィーデフォワード成
分の静特性補償外を上下限制限部23を通して上下限制
限し、さらに除算部24を通して位置形調節演算部11
0PIDパラメータを決定したときの、外乱の大きさX
o(イ)で除した信号Kn  を位置形調節演算部11
の位置形調節演算出力信号に乗じるように構成してもよ
い。
このようにフィードフォワード成分の静特性補償外を上
・下限制限部23を通して制限し、さらに位健形調節演
算部110P・■・Dパラメータを決定したときの外乱
の大きさXo(イ)で除した信号Knを乗算部19に入
力すると次のような作動となる。先ず上下限制限部23
の下限設定L−上限設定H= Xo(イ)と設定する。
上下限制限部23の出力信号は入力の如何にかかわらず
Xo (%)となる。したがってKn二XO/Xo−1
,0となり、操作出力M Vonは MVon =−CnXKn+Dn =Cn+Dn となり、この場合の操作出力信号はフィードバック制御
出力信号Cnとフイードフオワートド制御出力信号Dn
が加算的に組み合わさった従来技術方式と同一となる。
次に上下限制限部23の下限設定L=30チ、上限設定
H= 100 %と設定した場合、上下限制限部23の
出力信号の変動範囲は30チ〜100チとなシ、従って
Knは となり、Xo = 50 (%)とすると Knは0.
6〜2の間の値を変化する。第3図における第1加算部
の出力すなわち操作出力信号M V onはMVon 
= Cn X (Dn/XO) + Dnとなり、フィ
ードバック制御出力信号Cn によりフィードフォワー
ド制御Dnの係数を修正し、最適化する。また異常で外
乱補償信号D=Oとなったときは操作出力MVnはMV
n二〇、6 X Cnとなり、I) = 100 (%
)以上になったときは、操作出力M V o nは MVon = 2 X Cn となシ、フィードバック制御が生きのこり、外少の制御
性は低下するか制御は続行でき、プロセスの安全性は確
保できる。
とのような構成をとると構成を変えることなく設定変更
のみで ■従来技術方式一本願方式の変更が自由にできる。
■外乱信号りが異常となり、′ゼロ′″または“過大“
となっても安全性が確保できる。
の利点がある。
〔発明の効果〕
以上詳述した通り本願は、操作出力M V o>。
が MVon=DXKX(1+Cn )  。
となるような構成をとっているため、フィードバック制
御とフィードフォワード制御の組み合せにおいて、フィ
ードフォワード制御を主体とし、フィードバック制御系
によシフイードフォワード制御の係数Kを自動修正して
K(1+Cn)或はD X K X Cnで示されるよ
うにプロセスに応じて最適値に維持できるので、外乱の
影響が制御tK現われない。また整定に要する時間が一
段と短くなる。したがって負荷変動などの外乱に対して
制御系が影響を受けることがないので、プラントの経済
運転・高速化・高品質化・安全化の面で顕著な効果を奏
し得る。また本願はフィードフォワードモデルを静特性
補償分と動特性補償分に完全に分離しているので、動特
性補償分の出力側に折線などの制限要素を入れることが
可能となシ、動特性補償分に対して不感帯域、上下限制
限、方向性を持たせることが出来、プロセスの特性・運
用上の制限粂件に合せて限界調整が出来る万能形プロセ
ス制御装置を提供できた。
【図面の簡単な説明】
願発明のプロセス制御装置の構成をブロック構成にて示
す図、第5図は本願発明の他の実施例をブロック構成に
して示す図である。 10・・・差演算部、11・・・位置形調節演算部、1
2・・・第1加算部、 13・・・係数器、14・・・
差分演算部、 16・・・不完全微分部、17・・・第
2加算部、 18・・・プロセス、19.21・・・乗
算器、 20.24・・・除算器、23・・・信号上下
限制限部。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 ほか1名 以上 第、 1  図 第  3  図 第  5  図 19−

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)設定値と制御量の偏差値から位置形調節演算部で
    調節演算した位置形調節演算信号を操作信号として出力
    するフィードバック制御系に外乱補償信号と組み合せて
    フィードフォワード制御を付加するプロセス制御装置に
    おいて、フィードフォワード成分の外乱補償伝達関数を
    静特性補償分と動特性補償分に分離し、前記位置形調節
    演算部の位置形調節演算信号と前記静特性補償分の外乱
    補償信号、またはこの静特性補償分の外乱補償信号を上
    下限制限しさらに前記位置形調節演算部のパラメータ決
    定時の外乱の大きさで除した信号との乗算値にこの静特
    性補償分の外乱補償信号を加算した値を操作信号とした
    ことを特徴とするプロセス制御装置。
  2. (2)設定値と制御量の偏差値から位置形調節演算部で
    調節演算した位置形調節演算信号を操作信号として出力
    するフィードバック制御系に外乱補償信号と組み合せて
    フィードフォワード制御を付加するプロセス制御装置に
    おいて、フィードフォワード成分の外乱補償伝達関数を
    静特性補償分と動特性補償分に分離し、前記位置形調節
    演算部の位置形調節演算信号および静特性補償分の外乱
    補償信号の乗算値と静特性補償分の外乱補償信号または
    この静特性補償分の外乱補償信号を上・下限制限し、さ
    らに前記位置形調節演算部のパラメータ決定時の外乱の
    大きさで除した値との加算値に動特性補償分の外乱補償
    信号を加算した値を操作信号としたことを特徴とするプ
    ロセス制御装置。
  3. (3)設定値と制御量の偏差値から位置形調節演算部で
    調節演算した位置形調節演算信号を操作信号として出力
    するフィードバック制御系に外乱補償信号と組み合せて
    フィードフォワード制御を付加するプロセス制御装置に
    おいて、フィードフォワード成分の外乱補償伝達関数を
    静特性補償外と動特性補償分に分離し、前記位置形調節
    演算部の位置形調節演算信号および静特性補償外の外乱
    補償信号またはこの静特性補償外の外乱補償信号を上・
    下限制限し、さらに前記位置形調節演算部のパラメータ
    決定時の外乱の大きさで除した値の乗算値と静特性補償
    外の外乱補償信号との加算値をこの静特性補償外の外乱
    補償信号で除算し、この除算値と前記動特性補償分の外
    乱補償信号とを乗算した値に前記加算値を加えた値を操
    作信号としたことを特徴とするプロセス制御装置。
  4. (4)設定値と制御量の偏差値から位置形調節演算部で
    調節演算した位置形調節演算信号を操作信号として出力
    するフィードバック制御系に外乱補償信号と組み合せて
    フィードフォワード制御を付加するプロセス制御装置に
    おいて、フィードフォワード成分の外乱補償伝達関数を
    静特性補償外と動特性補償分に分離し、前記位置形調節
    演算部の位置形調節演算信号と前記静特性補償外の外乱
    補償信号との乗算値に前記動特性補償分の外乱補償信号
    を加算した値を操作信号としたことを特徴とするプで、
    フィードフォワード成分の中の静特性補償外と位置形調
    節演算部の位置形調節演算信号を乗する方法において、
    フィードフォワード成分の中の静特性補償外を上下限制
    限し、さらに、位置形調節演算部PIDパラメータを決
    定したときの、外乱の大きさXo(%)で除し、その信
    号を位置形調節演算信号に乗じるように構成したことを
    特徴とするプロセス制御装置。
JP286983A 1983-01-13 1983-01-13 プロセス制御装置 Pending JPS59128603A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP286983A JPS59128603A (ja) 1983-01-13 1983-01-13 プロセス制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP286983A JPS59128603A (ja) 1983-01-13 1983-01-13 プロセス制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59128603A true JPS59128603A (ja) 1984-07-24

Family

ID=11541358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP286983A Pending JPS59128603A (ja) 1983-01-13 1983-01-13 プロセス制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59128603A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS643704A (en) * 1987-06-26 1989-01-09 Toshiba Corp Adaptive controller
JPH01150742A (ja) * 1987-12-09 1989-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 給湯機の制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS643704A (en) * 1987-06-26 1989-01-09 Toshiba Corp Adaptive controller
JPH01150742A (ja) * 1987-12-09 1989-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 給湯機の制御装置
JPH07111268B2 (ja) * 1987-12-09 1995-11-29 松下電器産業株式会社 給湯機の制御装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920004079B1 (ko) 프로세스 제어장치 및 방법
KR19990022789A (ko) 다변수 예측 제어기내에서 독립적인 피드포워드 제어를결합하는 방법
JPH06119001A (ja) 調節装置
JPS59128603A (ja) プロセス制御装置
US5796608A (en) Self controllable regulator device
JP4648448B2 (ja) Pid調節器を含む閉ループ系のプロセス制御装置
US5200681A (en) Process control system
EP0445940B1 (en) Process control system
JPS61190602A (ja) 調節装置
JPS60218105A (ja) 制御装置
JPS59128602A (ja) プロセス制御装置
JPS5936804A (ja) フイ−ドフオワ−ドモデルの自動修正方法
JPS631604B2 (ja)
JPH05313704A (ja) 適応制御装置
JP2645112B2 (ja) ゲイン適応形制御装置
RU2049290C1 (ru) Способ каскадного регулирования технологического параметра теплоэнергетического объекта
JPS629405A (ja) プロセス制御装置
JPS6354401B2 (ja)
JPH0372884B2 (ja)
EP0263056B1 (de) Anordnung zum Regeln der Dampftemperatur eines Dampferzeugers
SU1200241A1 (ru) Система управлени объектом с запаздыванием
JPS5914241B2 (ja) 蒸発器制御装置
JP3194306B2 (ja) 多段圧延設備用制御装置
SU991373A1 (ru) Автоматическа система регулировани с опережающим скоростным сигналом
JPS5846403A (ja) フイ−ドフオワ−ド制御装置