JPS59153202A - Auto-tuning system of parameter of pid adjuster - Google Patents

Auto-tuning system of parameter of pid adjuster

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JPS59153202A
JPS59153202A JP2627783A JP2627783A JPS59153202A JP S59153202 A JPS59153202 A JP S59153202A JP 2627783 A JP2627783 A JP 2627783A JP 2627783 A JP2627783 A JP 2627783A JP S59153202 A JPS59153202 A JP S59153202A
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JP
Japan
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value
pid
controlled object
gain
parameter
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JP2627783A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Takigawa
瀧川 智博
Masanori Shinoda
正紀 篠田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • 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

Abstract

PURPOSE:To calculate the optimum parameter of a PID automatically on the basis of calculated characteristics by supposing that a controlled system is a system consisting of a secondary delay element and finding out the characteristics of the system by an original calculating means. CONSTITUTION:A PID adjuster 1 inputs the measured value PV(t) of a process variable of the controlled system, calculates the PID and applies the result to the controlled system as a manipulated variable MV3 to control the system. At that time, the PID adjuster 1 calculates the PID parameter and supposes that the controlled system is a system consisting of the secondary delay element and a signal generating circuit 8 outputs a step signal to the controlled system by a command from a command circuit 7. Consequently, a measured value PV(t) is obtained. A gain calculating circuit 17 calculates gain K, a multiplier 10 and integration circuits 11, 14 calculate integration values Z1, Z2 on the basis of a weight function from a function generating circuit 9 and a calculating circuit 15 finds out a natural period T and an attenuation factor tau. A PID parameter calculating circuit 16 calculates the optimum value of the PID parameters on the basis of said calculated results and then outputs the optimum value to a PID operation part 5.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、フィルドパック制御におけるPID調節計に
関するものであり、更に詳しくは、PID調節計のパラ
メータである比例帯(P)、積分時間(I)、微分時間
(D)として、被制御系に最適のものを、運転員の手に
よらずに、調節計内部で自動的に計算し、設定すること
のできるPID調節計パラメータのオートチューニング
方式に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a PID controller in filled pack control.More specifically, the present invention relates to a PID controller for filled pack control. I) Auto-tuning of PID controller parameters that allows the optimal differential time (D) for the controlled system to be automatically calculated and set within the controller without operator intervention. It is related to the method.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

従来、Pより調節計のチューニングはオペレータ(現場
運転員)の手によって試行錯誤的に行なわれてい次。す
なわち、調節計のパラメータを、調節□計による”II
I御対象(プラント)の運転にとって安全な方向で予め
大ざっばに設定し、そこからオペレータが試行錯誤的に
調節結果を見ながら最適なパラメータ値を求めてゆくと
艷うやり方であった。このため多くの手油と時間を必要
とした。一方で制御理論の方面から、制御対象に最適の
パラメータを算出する方式が数多く提案されているが、
実用化するには、演算式が複雑であったり、計算量が膨
大であ一つたり、適用条件が狭い等、技術的な開端が多
く、かかる制御理論方面からの最適パラメータ算出方式
を一般的に適用するには経済的な面からみて引き合わな
いという欠点があった。
Traditionally, tuning of controllers has been done by operators (on-site operators) through trial and error. In other words, the parameters of the controller are changed to "II" by the controller.
The method used was to roughly set the parameters in advance in a safe direction for the operation of the target (plant), and then the operator determined the optimal parameter values by trial and error while checking the adjustment results. This required a lot of manual labor and time. On the other hand, from the perspective of control theory, many methods have been proposed to calculate the optimal parameters for the controlled object.
In order to put it into practical use, there are many technical limitations such as complicated calculation formulas, a huge amount of calculation, and narrow application conditions. It had the disadvantage that it was not economical to apply it to the United States.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上述のような従来の技術的事情にかんがみな
されたものであり、従って本発明の目的は、オペレータ
の手をわずられせることを要せず、しかも一般的に適用
しても経済的に充分引き合うようなP’ID調節計のパ
ラメータのオートチューニング方式を提供することにあ
る。
The present invention has been conceived in view of the above-mentioned conventional technical circumstances, and therefore, an object of the present invention is to provide a system that does not require the operator's intervention and can be applied generally. It is an object of the present invention to provide an economically competitive auto-tuning method for parameters of a P'ID controller.

〔発明の要点〕[Key points of the invention]

さて、調節計におけるP、I、Dのパラメータは、一般
的には、制御対象にとって最適値と考え4られる値を中
心に、その前後の幅を比較的広くとった範囲でも、その
範囲内にあれば、相轟レベルの調節性能を発揮4するこ
とが知られている。また、他方でPID制御における制
御対象の特性を正確な形式で求めなくても、簡単な近似
、たとえば、2次遅れ要素を用いた伝達関数で制御対象
の特性を近似しても、制御対象によってはその近似によ
る誤差がチューニング(最適パラメータの決定)に与え
る影響は、一般に大きくない。これらのことより、この
発明では、制御対象を(2次遅れ要素)から成る系と仮
定して、その特性を独自の算出手段により電め、得られ
た特性を基に、P、1.Dの最適パラメータを自動的に
算出するようにした。
Now, the P, I, and D parameters of a controller are generally within a relatively wide range around a value that is considered to be the optimum value for the controlled object. It is known that if it is present, it will exhibit the same level of adjustment performance4. On the other hand, even if the characteristics of the controlled object in PID control are not obtained in an exact form, even if the characteristics of the controlled object are approximated by a simple approximation, for example, a transfer function using a second-order lag element, Generally, errors caused by approximation do not have a large effect on tuning (determination of optimal parameters). For these reasons, in this invention, the controlled object is assumed to be a system consisting of (second-order lag elements), its characteristics are determined by a unique calculation means, and based on the obtained characteristics, P, 1. The optimal parameters for D are automatically calculated.

〔発明の実譜例〕[Example of invention]

次に図を参照して本発明の一実施例を説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この発明を実施する際の装置の接続態様を示
したブロック図である。これは、通常の自動制御を行な
う場合の接続態様と全く同様になっている。通常の自動
制御において、は、PID調節計1が制御対象2におけ
るプロセス変数の測定値pv(t)である4を取り込庖
で、それに対しPID演算を行ない、その演算結果を操
作量MYである3として、制御対象2に加え、プロセス
変数を制御し、その結果が測定値p v(t )となっ
て現われる。
FIG. 1 is a block diagram showing how devices are connected when implementing the present invention. This is exactly the same connection mode as when performing normal automatic control. In normal automatic control, the PID controller 1 takes in 4, which is the measured value pv(t) of the process variable in the controlled object 2, performs PID calculation on it, and uses the operation result as the manipulated variable MY. 3, in addition to the controlled object 2, a process variable is controlled, and the result appears as a measured value p v (t).

本発明によってオートチューニングを実施する際には、
PID調節計1から操作量3としてあらかじめ定めた信
号を出力し、その結果どして制御対象2から得られるプ
ロセス変数の測定値pv(t)を調節計1の側へ読み込
むことを行ない、調節計1において両”者の信号を、あ
らかじめ定めた方式により、演算処理することによって
、制御対象の特性を求め、その特性に適したP、I 、
Dのバラメ−タを算出する。こ朽らの演算処理は、マイ
クロプロセッサに命令を与えることによって、自動的に
行なわせることができる。
When performing auto-tuning according to the present invention,
The PID controller 1 outputs a predetermined signal as the manipulated variable 3, and as a result, the measured value pv(t) of the process variable obtained from the controlled object 2 is read into the controller 1, and the adjustment is performed. In total 1, the characteristics of the controlled object are determined by calculating the signals of both parties using a predetermined method, and the P, I,
Calculate the parameters of D. These arithmetic operations can be performed automatically by giving instructions to the microprocessor.

第2図は本発明の一実施例(すなわちPID調節計1の
内部構成)を示すブロック図である。同図において、5
はPID演算部、6けスイッチ、7けチューニングスタ
ート指令回路、8はステップ信号発生回路、9Vi重み
関数W1(t)発生回路、1゜け乗算回路、14は積分
回路、17はゲインにの算出回路、15は固有周期、減
衰係数算出回路、161dPIDパラメ一タ算出回路、
である。
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention (ie, the internal configuration of the PID controller 1). In the same figure, 5
8 is a step signal generation circuit, 9 is a Vi weight function W1(t) generation circuit, is a 1° multiplication circuit, 14 is an integration circuit, and 17 is a gain calculation circuit. circuit, 15 is a natural period, an attenuation coefficient calculation circuit, a 161 dPID parameter calculation circuit,
It is.

第3図は第2図(または第4図)の回路における要部の
信号波形を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing signal waveforms of important parts in the circuit of FIG. 2 (or FIG. 4).

次に第2図、第3図を参照して動作を説明する。Next, the operation will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図において、スイッチ6が端子cl側に切シ換わっ
ているときは、調節計IVi、プロセス変数の測定値p
v(t)を入力され、それに対して演算部5においてP
ID演算をほどこし、その演算結果を操作量MVとして
出力しているのすあるから、その動作モードは調節モー
ドにある。他方、スイッチ6が端子C2側に切り換わっ
ているときは、その動作モードはオートチューニング・
モードにある。
In FIG. 2, when the switch 6 is switched to the terminal cl side, the controller IVi and the process variable measured value p
v(t) is input, and the calculation unit 5 calculates P
Since it performs ID calculation and outputs the calculation result as the manipulated variable MV, its operation mode is in the adjustment mode. On the other hand, when the switch 6 is switched to the terminal C2 side, the operating mode is auto-tuning.
in mode.

以下、オートチューニング・モードの動作について説明
する。
The operation of the autotuning mode will be explained below.

今、指令回路7からチューニングスタート指令が発せら
れると、信号発生回路8から、第3図において操作量M
Vとして示さnる如き、高さlのステップ信号が端子0
2%スイッチ6を介して制御対象へ入力される。
Now, when a tuning start command is issued from the command circuit 7, the signal generation circuit 8 outputs the manipulated variable M as shown in FIG.
A step signal of height l, such as n, denoted as V, is applied to terminal 0.
It is input to the controlled object via the 2% switch 6.

制御対象は、ここでは2次遅れ要素から成る系であると
仮定している。一般に2次遅れ要素(2次撮動要素とも
云う)の伝達関数G (s)は次の(1)式で表わされ
る。
It is assumed here that the controlled object is a system consisting of second-order delay elements. Generally, the transfer function G (s) of a secondary delay element (also referred to as a secondary imaging element) is expressed by the following equation (1).

ここでKはゲイン、Tは固有周期、Sはラプラス演算子
、ζは減衰係数、である。
Here, K is the gain, T is the natural period, S is the Laplace operator, and ζ is the damping coefficient.

ゲインには、支テップ信号を制御対象に加えたときk、
該制御対象のプロセス変数の測定値pv(1)の定常値
Kを求めれば、それが即ちゲインである。第2図におけ
るゲイン算出回路17はこのようにして制御対象のゲイ
ンに゛を算出するものである。
The gain is k when the supporting step signal is applied to the controlled object,
If the steady-state value K of the measured value pv(1) of the process variable to be controlled is determined, this is the gain. The gain calculation circuit 17 in FIG. 2 calculates the gain of the controlled object in this way.

ゲインKが求まれば、制御対象の特性を知るためには、
あと固有周期Tと減衰係数ζが求まればよいことは、上
記(11式から明らかである。以下、これらの求め方を
説明する。
Once the gain K is found, in order to know the characteristics of the controlled object,
It is clear from Equation 11 above that it is only necessary to find the natural period T and the damping coefficient ζ.How to find these will be explained below.

さて、ステップ信号発生回路8よりステップ信号を操作
量3として出力すると同時に、関数発生回路9より重み
関数W4(t) (これを第1の重み関数と云う)を発
生させる。制御対象からフィードバックされてきた測定
値pv(t)と先に求めたゲインにとの差(K −PV
(t) )を求め、これに、重み関数wl (t )発
生回路9から出力される第1の重み関数w1 (t )
を乗算回路10で乗算し、更にその乗算結果を積分回路
11にて積分して値z1を得る。
Now, at the same time that the step signal generation circuit 8 outputs the step signal as the manipulated variable 3, the function generation circuit 9 generates a weighting function W4(t) (this is referred to as a first weighting function). The difference between the measured value pv(t) fed back from the controlled object and the previously determined gain (K - PV
(t) ), and add to it the first weighting function w1 (t) output from the weighting function w1 (t) generation circuit 9.
is multiplied by the multiplication circuit 10, and the multiplication result is further integrated by the integration circuit 11 to obtain the value z1.

ここで、第1の重み関数W1(t)と値z1はそれぞれ
次の各式で表わされる。
Here, the first weighting function W1(t) and the value z1 are respectively expressed by the following equations.

−1 Wl (t ) = e Tl    ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)但し、
T1は時定数であシ、重み関数Wl(t)の波形を決め
るパラメータとなるものでi;b、hお、重み関数W1
(t )の波形を第3図に示す。
−1 Wl (t) = e Tl ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) However,
T1 is a time constant, which is a parameter that determines the waveform of the weighting function Wl(t), i; b, h, weighting function W1
The waveform of (t) is shown in FIG.

zl−4″’w1(t) −(K=PV(を月d t−
・−・・(3)また測定値pv(t)とゲインにとの差
(K−PV(t))を積分回路4にて積分した値z2は
次式で表わせる0 22=fo″’(K−PV(t))dt  −・・・・
・・・・・・・・・・・・・(4)このとき、上記(2
)〜(4)式を用い、時定数T1  とZl r 22
から制御対象の固有周期Tおよび減衰係数ζを求める式
を表わせば次の如くなる。
zl-4″'w1(t) −(K=PV(month d t-
...(3) Also, the value z2, which is obtained by integrating the difference between the measured value pv(t) and the gain (K-PV(t)) by the integrating circuit 4, can be expressed by the following formula: 022=fo''' (K-PV(t))dt ---
・・・・・・・・・・・・・・・(4) At this time, the above (2)
) to (4), time constant T1 and Zl r 22
The formula for determining the natural period T and damping coefficient ζ of the controlled object is expressed as follows.

2次遅れ要素から成る系のプロセスの特性は、T、こと
、ゲインにで一義的に決まるので、上述のようにしてT
、ζ、Kが求められた後は、プロセスを2次遅れ要素か
ら成る系と仮定したという条件の下では、プロセスの特
性がわかったことになり、以後は既知の方法でP、I 
、Dのパラメータを算出できる。
The characteristics of the process of a system consisting of second-order delay elements are uniquely determined by T, and the gain, so as described above, T
, ζ, K, and assuming that the process is a system consisting of second-order lag elements, the characteristics of the process are known, and from then on, P, I can be determined using known methods.
, D can be calculated.

次に、既知量Zl = 22 、 Tlと未知量T、こ
の関係が上記(51、(67式のように導かれる経過を
記す。
Next, we will describe the known quantity Zl = 22, Tl and the unknown quantity T, and the process by which this relationship is derived as shown in equations (51 and (67) above.

チューニングスタートの時点の時刻tをoとすルト、プ
ロセスの測定値pv(t)は、となる。積分値Z1の式
(上記(3)式)zl = 、4;” (K−PV(t
)) −Wl(t)dtに、上記式(2)と(7)を代
入し計算すると、となる。同様に、上記(7)式より2
2は、z2=4″’(K−PV(t)) −dt=2K
Tζ        ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(9)となる。上記f8) 、 (9)式をT、
この方程式として解くと上記(51、”(6)tが得ら
れる。
Letting o be the time t at the start of tuning, the measured value pv(t) of the process is as follows. The formula for the integral value Z1 (formula (3) above) zl = ,4;'' (K-PV(t
)) When the above equations (2) and (7) are substituted into -Wl(t)dt and calculated, the following is obtained. Similarly, from equation (7) above, 2
2 is z2=4''(K-PV(t)) -dt=2K
Tζ ・・・・・・・・・・・・・・・
...(9). f8) above, formula (9) is T,
When this equation is solved, the above (51, ”(6)t) is obtained.

第4図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

同図に示す実施例は、第1の重み関数W1(1)発生回
路9のほかに、第2の重み関数W2 (i )発生回路
12を使用し、これを図示の如く接続して用いた実施例
である。
The embodiment shown in the figure uses a second weighting function W2(i) generating circuit 12 in addition to the first weighting function W1(1) generating circuit 9, and these are connected as shown in the figure. This is an example.

先の場合と同様にして、積分結果Zl 、 Z2よシ固
有周期Tと減衰係数ζを計算する式を記す。重み関数を
先と同様法のように決める。
In the same way as in the previous case, the equations for calculating the natural period T and the damping coefficient ζ from the integral results Zl and Z2 are written. Decide the weighting function using the same method as before.

−± Wl(t)−eTl     ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(101h W2(t)=e  ’r1     ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(Lllこのとき、
zl、z2と上式における時定数T1から、T Tζを
求める式は次の′ようになる。なお、重み関数W2 (
t )の波形を第3図に示す。
−± Wl(t)−eTl ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(101h W2(t)=e 'r1 ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(Lll At this time,
The formula for determining T Tζ from zl, z2 and the time constant T1 in the above formula is as follows. Note that the weighting function W2 (
t) waveform is shown in FIG.

・・・・・・・・・・・・(13 2次遅れ要素から成る系のプロセスの特性は、T、こと
、ゲインにで一義的に決まるので、Tjζ、Kが求めら
れた後は、プロセスを2次遅れ要素から成る系と仮定し
たという条件の下では、プロセス特性がわかったことに
なシ、以後は先にも述べたとおシ既知の方法でP、I、
Dのパラメータを算出できる。
・・・・・・・・・・・・(13 The characteristics of the process of the system consisting of second-order lag elements are uniquely determined by T, and the gain, so after Tjζ and K are determined, Under the condition that the process is assumed to be a system consisting of second-order lag elements, the process characteristics are known, and from now on, P, I,
The parameters of D can be calculated.

次に、既知量Z1 e z2 、’rlと未知量T、こ
の関係が上記1121 、 (13式のようになる経過
を記す。
Next, a process will be described in which the relationship between the known quantity Z1 e z2 , 'rl and the unknown quantity T becomes as shown in the above equation 1121 (13).

チューニングスタートの時点の時刻tを0とすると、プ
ロセスの測定値pv(t)は、となる。積分値2.0式 %式%( に、上記αωと04式を代入し、zlを計算するととな
る。同様に、上記(Ill、α滲式よシ、Z2は、z2
 = fOa:′(K−pv(を月−w2(t)atと
なる。式(161、+t7)をT、この方程式として解
くと上記Q2 、 (13式が得られる。
When time t at the time of tuning start is set to 0, the measured value pv(t) of the process is as follows. By substituting the above αω and 04 formula into the integral value 2.0 formula % formula % ( , and calculating zl, we get
= fOa:'(K-pv( becomes month-w2(t)at. When formula (161, +t7) is solved as T, this equation, the above Q2, (Formula 13 is obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば次のような効果を期待できる。 According to this invention, the following effects can be expected.

■ 制御対象を簡潔に表わしており、そのため演算内容
がマイクロプロセッサの能力でも十分可能となシコスト
が低廉ですむ。
■ The object to be controlled is expressed concisely, so the calculations can be performed with the capabilities of a microprocessor and are inexpensive.

■ 測定値の積分形を用いているのでノイズなどにより
、信号が瞬間的に変化しても、積分値にはその影響が大
きく働くことがなく、誤差が小さい。
■ Since the integral form of the measured value is used, even if the signal changes momentarily due to noise, etc., the integral value will not be greatly affected and the error will be small.

■ ステップ応答を一度用いるだけなので、結果を得る
までの時間が短かいb この発明は、次の応用が考えられる。
■ Since the step response is used only once, the time required to obtain the results is short b This invention can be applied to the following applications.

■ 制御対象の特性を一度求めておいて、これを記憶し
ておき、後に再び特性を求めてその差を調べることによ
って、制御対象の異常の診断に用いることができる。
(2) By determining the characteristics of the controlled object once, storing it, and later determining the characteristics again and examining the differences, it can be used to diagnose abnormalities in the controlled object.

■ 本発明によシ求められたパラメータを、運転員の判
断により更に微調整する場合でも、初めから試行錯誤す
るより手間が少ない。
(2) Even when the parameters determined by the present invention are further finely adjusted by the operator's judgment, it is less troublesome than trial and error from the beginning.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を実施する際の装置の接続態様を示した
ブロック図、第2図は本発明の一実施例を示すブロック
図、第3図は第2図または第4図の回路における要部の
信号波形を示す波形図、°第4図は本発明の他の実施例
のブロック図、である。 符号説明 l・・・PID調節計、2・・・制御対象、3・・・操
作量Wξ4・・・測定値pv(t)、5・・・PID演
算部、6・・・スイッチ、7・・・チューニングスター
ト指令回路、−8・・・ステップ信号発生回路、9・・
・重み関数Wl(t)発生回路、10.13・・・乗算
回路、11.14・・・積分回路、12・・・重み関数
W4(t)発生回路、15・・・固有周期、減衰係数の
算出回路、16・・・PIDパラメータ算出回路 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎   清 11
Fig. 1 is a block diagram showing the connection mode of the device when implementing the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the invention, and Fig. 3 is a block diagram showing the connection mode of the device when implementing the present invention. FIG. 4 is a waveform diagram showing signal waveforms of important parts. FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of the present invention. Description of symbols 1... PID controller, 2... Controlled object, 3... Manipulated amount Wξ4... Measured value pv(t), 5... PID calculation unit, 6... Switch, 7... ...Tuning start command circuit, -8...Step signal generation circuit, 9...
・Weighting function Wl(t) generation circuit, 10.13... Multiplication circuit, 11.14... Integration circuit, 12... Weighting function W4(t) generation circuit, 15... Natural period, damping coefficient Calculation circuit, 16... PID parameter calculation circuit Agent Patent attorney Akio Namiki Patent attorney Kiyoshi Matsuzaki 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)  PID調節計の制御対象を2次遅れ要素がら成
る被制御系とみなし、そのステップ応答から演算により
前記2次遅れ要素の固有周期Tと減衰係数ζを求め、該
Tとζから前記調節計のパラメータである比例帯(P)
、積分時間(”I)、微分時間(D)の最適値を決定す
るPID調節計パラメータのオートチューニング方式で
あって、 ステップ信号発生手段と、該ステップ信号を制御対象に
加えたとき該制御対象が4得られるステップ6篭として
の測定値pv(t)からそのゲインKを算出する手段と
、成る第1の時定数をもった指数関数から成る第1の重
み関数w1(t)の発生手段と、ゲインKから測定値p
v(りを差し引いた値(K −pv(t) ) K第1
(D重み関数Wl(t)を乗算し乗算結果を積分して第
1の値Zlを得る手段と、同じく前記値(K −PV(
t) )を積分して第2の値z2を得る手段と、前記第
1の値z1と第2の値z2とから前記制御対象の固有周
期Tと減衰係数ζを算出する演算手段とを有して成り、
前記固有周期Tと減衰係数ζから調節計パラメータ(P
、I。 D)を求めるようにしたことを特徴とするPID調節計
パラメータのオートチューニング方式。 2)  PID調節計の制御対象を2次遅れ要素から成
る被制御系とみなし、そのステップ応答から演算により
前記2次遅れ要素G固有周期Tと減衰係数ζを求め、該
Tとζから前記調節計のパラメータである比例帯(P)
、積分時間(I)、微分時間(D)の最適値を決定する
PID調節計パラメータのオートチューニング方式であ
って、 ステップ信号発生手段と、該ステップ信号を制御対象に
加えたとき′該制御対象から得られるステップ応答とし
ての測定値pv(t)からそのゲインKを算出する手段
と、成る第1の時定数をもった指数関数から成る第1の
重み関数Wl (t )の発生手段と、前記第1の時定
数に対し特定の関係にある第20時定数をもった指数関
條から成る第29重み関数W2(t)の発生手段と、ゲ
インKから測定値pv(1)を差し引いた値(K−PV
(t))に第゛lの重み関数W1(t)を乗算し乗算結
果を積分して第1の値z1  を得る手段と、同じく前
記値(K −pV(t) )に第2の重み関数*2 (
t )を乗算し乗算結果を積分して第2の値z2を得る
手段と、前記第1の値z1と第2の値z2とから前記制
御対象の固有周期Tと減衰係数ζを算出する演算手段と
を有して成り、前記固有周期Tと減衰係数ζから調節計
パラメータ(P、、I、D)を求めるようにしたことを
特徴とするPID調節計パラメータのオ−トチューニン
グ方式。
[Scope of Claims] 1) The control target of the PID controller is regarded as a controlled system consisting of second-order lag elements, and the natural period T and damping coefficient ζ of the second-order lag elements are determined by calculation from the step response. From T and ζ, the proportional band (P) is a parameter of the controller.
, an auto-tuning method for PID controller parameters that determines the optimum values of an integral time (I) and a differential time (D), which comprises step signal generation means, and when the step signal is applied to the controlled object. Step 6: Calculating the gain K from the measured value pv(t), and generating means for generating a first weighting function w1(t), which is an exponential function having a first time constant. and the measured value p from the gain K
v (value minus ri (K - pv(t) ) Kth
(D weighting function Wl(t) and integrating the multiplication result to obtain the first value Zl;
t))) to obtain a second value z2, and calculation means for calculating the natural period T and damping coefficient ζ of the controlled object from the first value z1 and the second value z2. And so,
The controller parameter (P
,I. D) is an auto-tuning method for PID controller parameters. 2) Regarding the controlled object of the PID controller as a controlled system consisting of second-order lag elements, calculate the second-order lag element G natural period T and damping coefficient ζ from the step response, and calculate the adjustment from T and ζ. Proportional band (P) which is a parameter of the meter
, an auto-tuning method for PID controller parameters that determines the optimum values of integral time (I) and differential time (D), which comprises a step signal generating means, and when the step signal is applied to the controlled object, the controlled object is means for calculating the gain K from the measured value pv(t) as a step response obtained from the step response, and means for generating a first weighting function Wl (t) consisting of an exponential function having a first time constant; means for generating a 29th weighting function W2(t) consisting of an exponential function having a 20th time constant having a specific relationship with the first time constant, and a measurement value pv(1) subtracted from the gain K; value (K-PV
(t)) by a weight function W1(t) and integrating the multiplication result to obtain a first value z1; Function *2 (
t ) and integrating the multiplication result to obtain a second value z2; and an operation for calculating the natural period T and damping coefficient ζ of the controlled object from the first value z1 and the second value z2. An auto-tuning system for PID controller parameters, characterized in that the controller parameters (P, , I, D) are determined from the natural period T and the damping coefficient ζ.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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