JPS59167707A - サンプル値制御装置 - Google Patents
サンプル値制御装置Info
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- JPS59167707A JPS59167707A JP4074383A JP4074383A JPS59167707A JP S59167707 A JPS59167707 A JP S59167707A JP 4074383 A JP4074383 A JP 4074383A JP 4074383 A JP4074383 A JP 4074383A JP S59167707 A JPS59167707 A JP S59167707A
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- control
- signal
- sample value
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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
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
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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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、閉ループ制御中にプロセスの動特性を同定
し、その同定結果に基いて、制御定数を自動調整し、さ
らに操業中はプロセスの動特性変化を自動監視して、動
特性変化時に制御定数の自動調整する機能を起動する適
応機能を有するサンプル値制御装置に関する。
し、その同定結果に基いて、制御定数を自動調整し、さ
らに操業中はプロセスの動特性変化を自動監視して、動
特性変化時に制御定数の自動調整する機能を起動する適
応機能を有するサンプル値制御装置に関する。
一般に、プロセス制御の現場ではＰＩＤ制御が一般的に
用いられているが、必ずしも全てでないのが現状である
′。
用いられているが、必ずしも全てでないのが現状である
′。
この事を第１図を使って説明する。第１図は閉ループ制
御系の構成の種類とその応答波形である。
御系の構成の種類とその応答波形である。
図中のｒは目標値、ｄは外乱、ｙはプロセス信号。
Ｑｐはプロセス、Ｐは比例要素、Ｉは積分要素。
Ｄは微分要素、Ｈは目標値フィルタを示す。また図中の
波形（ａｔ Ｓら波形（ｅ）′は目標値ｒと外乱ｄのス
テップ変化に対するプロセスの応答を示す。
波形（ａｔ Ｓら波形（ｅ）′は目標値ｒと外乱ｄのス
テップ変化に対するプロセスの応答を示す。
まず構成（ａ）は一般に使用されているものであシ。
プロセス１をＰＩＤ要素２で演算制御するＰＩＤ制御で
ある。構成（ｂ）はプロセス１をＰＩ要素３で制御し、
フィードバック系にＩ＋Ｄ微分要素４を入れ、この微分
動作全先行させるとともに、目標値に対しては微分動作
しないヱうにした制御である。これを以後Ｄ−ＰＩ制御
と呼ぶ。構成（Ｃ）は図のようにフィードバック系がふ
たつ有、す、主制御をＰＩ動作、Ｄ動作はＤ要素５でフ
ィードバック補償するものである。この制御系の構成を
以後ＰＩ−り形と呼ぶ。構成（ｄｌは構成（Ｃ）と同じ
（ふたつのフィードバック系を持つが、■要素６による
工動作を主制御にしてＰＤ動作をＰＤ要素７でフィード
バック補償に用いた点が異なる。この制御系の構成を以
後Ｉ−ＰＤ形と呼ぶ。構成（ｅ）は目標値フィルタＨ８
を備えたＰＩＤ制御系である。この制御系を以後ＨＰＩ
Ｄと呼ぶ。
ある。構成（ｂ）はプロセス１をＰＩ要素３で制御し、
フィードバック系にＩ＋Ｄ微分要素４を入れ、この微分
動作全先行させるとともに、目標値に対しては微分動作
しないヱうにした制御である。これを以後Ｄ−ＰＩ制御
と呼ぶ。構成（Ｃ）は図のようにフィードバック系がふ
たつ有、す、主制御をＰＩ動作、Ｄ動作はＤ要素５でフ
ィードバック補償するものである。この制御系の構成を
以後ＰＩ−り形と呼ぶ。構成（ｄｌは構成（Ｃ）と同じ
（ふたつのフィードバック系を持つが、■要素６による
工動作を主制御にしてＰＤ動作をＰＤ要素７でフィード
バック補償に用いた点が異なる。この制御系の構成を以
後Ｉ−ＰＤ形と呼ぶ。構成（ｅ）は目標値フィルタＨ８
を備えたＰＩＤ制御系である。この制御系を以後ＨＰＩ
Ｄと呼ぶ。
さて、ここで波形（ａ）′から波形（ｅ）′ のそれぞ
れの制御系の目標値ｒおよび外乱ｄのステップ変化に対
するプロセスの応答から特徴を第１表にまとめて示す。
れの制御系の目標値ｒおよび外乱ｄのステップ変化に対
するプロセスの応答から特徴を第１表にまとめて示す。
なお、それぞれの制御系の目標値変化に対する応答は１
０チオーバシュート１−するように、設計し、、プロセ
スａｐは各制御系で同じである。
０チオーバシュート１−するように、設計し、、プロセ
スａｐは各制御系で同じである。
第 １ 表
第１表の結果から、一般的で一番多く使用されているＰ
ＩＤ制御系は目標値変化に対する連応性は良いが、外乱
に対する抑制性の劣ることが明らかである。
ＩＤ制御系は目標値変化に対する連応性は良いが、外乱
に対する抑制性の劣ることが明らかである。
一般の制御系では外乱が必ずと言って良いほど有や、む
しろ外乱に対する抑制性の強い制御系の採用が望ましい
ことがある。
しろ外乱に対する抑制性の強い制御系の採用が望ましい
ことがある。
この点を考慮すると、Ｉ−ＰＤ形とＨＰＩＤ形のふたつ
は目標値変化に対する連応性および外乱に対する抑制性
の伴にすぐれた制御系である。
は目標値変化に対する連応性および外乱に対する抑制性
の伴にすぐれた制御系である。
しかしながら、Ｉ−ＰＤ形はマニアル操作による制御定
数の調整が困難であ、９．ＰＩＤ形に慣れた現場に受は
入れ難い点がある。
数の調整が困難であ、９．ＰＩＤ形に慣れた現場に受は
入れ難い点がある。
一方、ＨＰＩＤ形はＰＩＤ形の変形であシマニブル操作
による制御定数の調整はそれほど難しくない。つま、！
０．ＰＩＤ形に慣れた現場に受は入れ易いものである。
による制御定数の調整はそれほど難しくない。つま、！
０．ＰＩＤ形に慣れた現場に受は入れ易いものである。
すなわち、ＰＩＤ形、ＨＰＩＤ芝、Ｉ−ＰＤ形の制御系
の構成を使用者側で選ぶことができないため、制御系の
効率の改善が行なえ得なかった。
の構成を使用者側で選ぶことができないため、制御系の
効率の改善が行なえ得なかった。
この発明は前記問題点を解決するだめ、制御系の構成を
使用者が決めた上で、その制御装置の制御定数の自動調
整も行なえるサンプル値制御装置を提供することを目的
とする。
使用者が決めた上で、その制御装置の制御定数の自動調
整も行なえるサンプル値制御装置を提供することを目的
とする。
本発明は、閉ループ制御中のプロセスに対もてバーシス
チントリエキサイテイングな同定信号を加えた操作信号
を入力し、プロセスの入出力データからプロセスのパル
ス伝達関数を時系列演算により同定し、その同定結果か
らプロセスのＳ領域の低周波パラメータを演算し、この
結果と制御系の構成から決定する低周波特性と制御系設
計のための規範モテルの低周波特性が一致するようにサ
ンプル値制御定数を演算する。
チントリエキサイテイングな同定信号を加えた操作信号
を入力し、プロセスの入出力データからプロセスのパル
ス伝達関数を時系列演算により同定し、その同定結果か
らプロセスのＳ領域の低周波パラメータを演算し、この
結果と制御系の構成から決定する低周波特性と制御系設
計のための規範モテルの低周波特性が一致するようにサ
ンプル値制御定数を演算する。
つまＱ１未知であったプロセスの動特性を同定して、設
定された制御系の構成に従って制御定数を演算するもの
である。
定された制御系の構成に従って制御定数を演算するもの
である。
なお、前記適応機能と応答形状設定機能は付加的技術で
あフ実施例で詳細に説明する。
あフ実施例で詳細に説明する。
本発明によればＰＩＤ形、ＨＰＩＤ形、Ｉ−ＰＤ形の制
御構成が自由に設定でき、かつ制御定数の自動調整が行
なえるので、使用者の実際の制御構成に合わせたサンプ
ル値制御装置を提供することができる。また１本発明の
サンプル値制御装置を用いればプロセスの制御性の改善
が容易に行なえる。
御構成が自由に設定でき、かつ制御定数の自動調整が行
なえるので、使用者の実際の制御構成に合わせたサンプ
ル値制御装置を提供することができる。また１本発明の
サンプル値制御装置を用いればプロセスの制御性の改善
が容易に行なえる。
さらに、適応機能と応答形状設定機能があるので効率よ
くプラントを運転することもできる。
くプラントを運転することもできる。
本゛発明のサンプル値制御装置の構成を第２図に示す。
全体はサンプル値制御演算ブロック９と同定チューニン
グブロック１ｏおよび適応ブロック１１から構成されて
いる。サンプル値制御演算ブロック９は第１乃至第３の
サンプル値制御演算部１２．１３．１４と、第１および
第２のサンプラ１５．１６と、サンプルホールド１７と
で主に構成されている。同定チューニングブロック１ｏ
はバーシスチントリ・エキサイテイング（ｐｅｒｓｉｓ
ｔｅｎｔｌｙｅｘｃｉｔｉｎｇ）信号を発生する同定信
号発生部１８と、パルス伝達関数同定部１９と、伝達関
数演算部２゜と、サンプル値制御定数演算部２１とで主
に構成されている。適応ブロック１１は特性変化演算部
２２と、過渡変化演算部２３と、同定終了判定部２４と
、コントロール部２５とで主に構成されている。このコ
ントロール部２５は手動人力２６で制御される。なおバ
ーシスチントリ・エキサイテイング信号はＭ系列信号、
乱数信号などである。
グブロック１ｏおよび適応ブロック１１から構成されて
いる。サンプル値制御演算ブロック９は第１乃至第３の
サンプル値制御演算部１２．１３．１４と、第１および
第２のサンプラ１５．１６と、サンプルホールド１７と
で主に構成されている。同定チューニングブロック１ｏ
はバーシスチントリ・エキサイテイング（ｐｅｒｓｉｓ
ｔｅｎｔｌｙｅｘｃｉｔｉｎｇ）信号を発生する同定信
号発生部１８と、パルス伝達関数同定部１９と、伝達関
数演算部２゜と、サンプル値制御定数演算部２１とで主
に構成されている。適応ブロック１１は特性変化演算部
２２と、過渡変化演算部２３と、同定終了判定部２４と
、コントロール部２５とで主に構成されている。このコ
ントロール部２５は手動人力２６で制御される。なおバ
ーシスチントリ・エキサイテイング信号はＭ系列信号、
乱数信号などである。
またサンプル値制御演算ブロック９では所定の信号が第
１乃至第４の加算器２７ 、２８ 、２９ 、３０
で加算されるようになっている。
１乃至第４の加算器２７ 、２８ 、２９ 、３０
で加算されるようになっている。
サンプル値制御演算ブロック９では第１サンプル値制御
演算部１２と第２サンプル値制御演算部１３および第３
サンプル値制御演算部１４を使用者が決めるＰＩＤ形、
ＨＰ Ｉ Ｄ形、Ｉ−ＰＤ形の指定に従って第２表の
ように組み合わせて構成できるようになっている。Ｍ？
６．０ 第 ２ 辰 すなわち、第２図のコントロール部２５にサンプル値制
御演算部９の構成を入力することによ一す、第２表に示
す構成の切り替えを行なう。また同時に、その構成に合
わせたサンプル値制御定数演算部２１の後述する演算式
を選択するようになっている。
演算部１２と第２サンプル値制御演算部１３および第３
サンプル値制御演算部１４を使用者が決めるＰＩＤ形、
ＨＰ Ｉ Ｄ形、Ｉ−ＰＤ形の指定に従って第２表の
ように組み合わせて構成できるようになっている。Ｍ？
６．０ 第 ２ 辰 すなわち、第２図のコントロール部２５にサンプル値制
御演算部９の構成を入力することによ一す、第２表に示
す構成の切り替えを行なう。また同時に、その構成に合
わせたサンプル値制御定数演算部２１の後述する演算式
を選択するようになっている。
例えば、ＰＩＤ形を入力した場合第２サンプル値制御演
算部１３がＰＩＤ演算を実施するブロックになり、第１
サンプル値制御演算部１２および第３サンプル値制御演
算部１４は演算処理をしないブロックになる。なお、こ
のと＠第１サンプル値制御演算部１２はサンプリングさ
れた目標値ｒ”（ｋｌを通し、第３サンプル値制御演算
部１４はサンプリングされたプロセス出力ｙ”（ｋｌを
通さないようになる。
算部１３がＰＩＤ演算を実施するブロックになり、第１
サンプル値制御演算部１２および第３サンプル値制御演
算部１４は演算処理をしないブロックになる。なお、こ
のと＠第１サンプル値制御演算部１２はサンプリングさ
れた目標値ｒ”（ｋｌを通し、第３サンプル値制御演算
部１４はサンプリングされたプロセス出力ｙ”（ｋｌを
通さないようになる。
也ころで、このようにして制御構成が決定すれば、操作
信号ｕｏ（ｋ）にバーシスチントリエキサイテイングな
同定信号Ｖ″１ｋ）を同定信号発生部１８から加えてプ
ロセス１を制御し、そのときのプロセス１の入力信号Ｕ
”（ｋ）と出力信号ｙ”（ｋｌを用いてパルス伝達関数
同定部１９で逐次形近似最尤フィルタによる時系列演算
処理を行なってプロセスのパルス伝達関数を求め、その
結果を伝達関数演算部２０に入力して次式で示すＳ領域
のパルス伝達関数を得ることができた。
信号ｕｏ（ｋ）にバーシスチントリエキサイテイングな
同定信号Ｖ″１ｋ）を同定信号発生部１８から加えてプ
ロセス１を制御し、そのときのプロセス１の入力信号Ｕ
”（ｋ）と出力信号ｙ”（ｋｌを用いてパルス伝達関数
同定部１９で逐次形近似最尤フィルタによる時系列演算
処理を行なってプロセスのパルス伝達関数を求め、その
結果を伝達関数演算部２０に入力して次式で示すＳ領域
のパルス伝達関数を得ることができた。
ここで１１ ｉ （ｉ＝１〜Ｎ）はプロセス１のパラメ
ータである。
ータである。
ざらに、（１）式のパラメータを用いてサンプル１面制
御定数演算部２１で制御定数を設計することができた。
御定数演算部２１で制御定数を設計することができた。
つまり、（１１式で示すプロセス１のパラメータが求め
られれば１本発明の制御構成の指定機能に従った制御定
数を設計することができる。
られれば１本発明の制御構成の指定機能に従った制御定
数を設計することができる。
その方法を次に説明する。
（１）式と次９式で示す制御系設計のための規範モテル
Ｇｍ（８１をサンプル周期τを考慮してマツチングする
ことによ少、制御定数を決定する。
Ｇｍ（８１をサンプル周期τを考慮してマツチングする
ことによ少、制御定数を決定する。
α２＝ｉα＋２−、、（１−α） ・・−川・
・…（３）α２＝ｉα＋２一（ｌ−α） ・・・・曲
曲（４）２０ ２０ ここで、αは制御系のオーバシュートＲ’ｃ ｔＡ整す
る応答形状係数である。
・…（３）α２＝ｉα＋２一（ｌ−α） ・・・・曲
曲（４）２０ ２０ ここで、αは制御系のオーバシュートＲ’ｃ ｔＡ整す
る応答形状係数である。
さて、ＰＩＤ形の制御系の制御定数の設計方法は。
ＰＩ制御の場合；
・・・・・・・・・（６）
ＰＩＤ市ＩＪ（ｉｌＩの場合；−
（６）式あるいは（７）式のσに関する２０ｃあるいは
３次方程式を解き、その正の最小根σ”を求めることに
より１次式のようにＰＩＤ制御定数を演算した。
３次方程式を解き、その正の最小根σ”を求めることに
より１次式のようにＰＩＤ制御定数を演算した。
Ｃｏ ＝Ｉｉｏ ／σ” ・川
・・・・・・川・・ （８）Ｃ，＝（９，−σ”ｙ
Ｏ／ ２ ） ／σ“叩・・叩・曲（９）比Ｖリケイン
ＫＣ＝Ｃ，・・曲回・曲１１）積分時定数 Ｔｉ＝Ｃ，
／Ｃ０・・曲回・曲（１２）微分時定数 Ｔ”” Ｃ２
／Ｃｔ ・・曲・曲面ｕ３ン次にＨＰＩＤ形の制
御定数の設計方法を示す。
・・・・・・川・・ （８）Ｃ，＝（９，−σ”ｙ
Ｏ／ ２ ） ／σ“叩・・叩・曲（９）比Ｖリケイン
ＫＣ＝Ｃ，・・曲回・曲１１）積分時定数 Ｔｉ＝Ｃ，
／Ｃ０・・曲回・曲（１２）微分時定数 Ｔ”” Ｃ２
／Ｃｔ ・・曲・曲面ｕ３ン次にＨＰＩＤ形の制
御定数の設計方法を示す。
同様にして、
ＰＩ制御は次式の２次方程式
＋−９＋）τ＝０ ・曲回・・曲（１４
）を解いて、正の最小根をＣ１を求め％Ｃ０ＩＣ１を演
算する。
）を解いて、正の最小根をＣ１を求め％Ｃ０ＩＣ１を演
算する。
ａｔ ＝ｃｏ” Ｉｉｏ ・・・・
・・・・・・・曲・・・（１６）（１５）式および（１
６）式を（１１）式と（１２）式に代入してＰＩ割御定
数を求める。
・・・・・・・曲・・・（１６）（１５）式および（１
６）式を（１１）式と（１２）式に代入してＰＩ割御定
数を求める。
ＰＩＤ動作は、次の３次方程式を解いてｃ、 ＝Ｃｏσ
−Ｉ。
−Ｉ。
（１７）式、 （１８）式、 （１９）式を（１１）式
から（１２）式に代入してＰＩＤ制御定数を求める。
から（１２）式に代入してＰＩＤ制御定数を求める。
目標値フィルタ）Ｉ（２７’）は次式で設計される。
Ｔｉ Ｔｉ’ｌ’ｄ
ｈｏ−ｔ＋−＋ ・・・・・・
・・・・・・・・・（２１）τ τ２ ｒｉ ｚ’ｒｔＴｄ ｈ、＝−（−斗□−）／ｈｏ ・・・・・・・・
・・・・・・・（２２）τ τ２ ｈｔ ＝（ＴｉＴｄ／τ” ） ／ ｈ ｏ
−・＝・−・−（２３）１１４＝ −（’ 十”％−
” ） ／ ｈｏ −−・−□□ （２５’τ
τ ｈ５ ＝（α２σ２／τ”）／ｈｏ ・・・・
・・・・・・・・・・・ （２６）以上、設計したＰＩ
Ｄ制御定数を基にして、目標値フィルタのサンプル値演
算のためのパラメータｈ、からり、￥ｒ：求める。
・・・・・・・・・（２１）τ τ２ ｒｉ ｚ’ｒｔＴｄ ｈ、＝−（−斗□−）／ｈｏ ・・・・・・・・
・・・・・・・（２２）τ τ２ ｈｔ ＝（ＴｉＴｄ／τ” ） ／ ｈ ｏ
−・＝・−・−（２３）１１４＝ −（’ 十”％−
” ） ／ ｈｏ −−・−□□ （２５’τ
τ ｈ５ ＝（α２σ２／τ”）／ｈｏ ・・・・
・・・・・・・・・・・ （２６）以上、設計したＰＩ
Ｄ制御定数を基にして、目標値フィルタのサンプル値演
算のためのパラメータｈ、からり、￥ｒ：求める。
次にＩ−ＰＤ形の制御定数の設計方法を示す。
１−ＰＤ形の場合はＨＰＩＤ形の制御定数の設計式（１
４）式がら（１９）式を用いて求めた結果Ｃ８，Ｃ１゜
Ｃ１から次式のように制御定数を演算する。
４）式がら（１９）式を用いて求めた結果Ｃ８，Ｃ１゜
Ｃ１から次式のように制御定数を演算する。
比例ゲインＫＣ−Ｃ，・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（２７）積分時定数Ｔｉ−１／Ｃｏ ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（２８）微分時定数Ｔ
ｄ＝Ｃｔ ／Ｃｔ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（２９）りま、！ｌ）、Ｉ−ＰＤ形とＨＰ・ＩＤ
形の制御定数の設計式は共通して使えるものがある。な
お、Ｉ−ＰＤ形では目標値フィルタを用いないので（２
０）式から（２６）式の演算はやらない。
・・・（２７）積分時定数Ｔｉ−１／Ｃｏ ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（２８）微分時定数Ｔ
ｄ＝Ｃｔ ／Ｃｔ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（２９）りま、！ｌ）、Ｉ−ＰＤ形とＨＰ・ＩＤ
形の制御定数の設計式は共通して使えるものがある。な
お、Ｉ−ＰＤ形では目標値フィルタを用いないので（２
０）式から（２６）式の演算はやらない。
以上のように、未知であるプロセス１の動特性パラメー
タを同定すればＰＩＤ形、ＨＰＩＤ形、Ｉ−ＰＤ形の制
御定数は容易に設計できる。
タを同定すればＰＩＤ形、ＨＰＩＤ形、Ｉ−ＰＤ形の制
御定数は容易に設計できる。
分お、同定時の制御系はＰＩＤ形であっても、ＨＰＩＤ
形であっても、あるいはＩ−ＰＤ形のいｒれを用いるこ
ともできる。
形であっても、あるいはＩ−ＰＤ形のいｒれを用いるこ
ともできる。
さらに、サンプル値制御演算部９は次式のように速度形
演算をするものである。
演算をするものである。
Ｕｏ（ｋｌ ＝ Ｕｏ （ｋ −１）十ΔＵｏ （ｋ）
−・−−−−・・（３０）ΔＵｎ （ｋ）＝Ｋｃ
［Ｌ ｅ（ｋｌ−ｅ （ｋ−１） ）＋、ｒ−ｒｅ（ｋ
ｌＴｄ ＋−（ｅ（ｋｌ −２ｅ （ｋ −１）十ｅ （ｌｃ−
２））τ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（：う１）従っ
て、同定終了曽に制御系の構成を指定した場合でも、サ
ンプル１ｊ４仙１ｉ１１定数演４部２１でロー制御定数
を算出して指定の制御動作を一行なうことができる。
−・−−−−・・（３０）ΔＵｎ （ｋ）＝Ｋｃ
［Ｌ ｅ（ｋｌ−ｅ （ｋ−１） ）＋、ｒ−ｒｅ（ｋ
ｌＴｄ ＋−（ｅ（ｋｌ −２ｅ （ｋ −１）十ｅ （ｌｃ−
２））τ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（：う１）従っ
て、同定終了曽に制御系の構成を指定した場合でも、サ
ンプル１ｊ４仙１ｉ１１定数演４部２１でロー制御定数
を算出して指定の制御動作を一行なうことができる。
次に、：４応機能ブロック１１の動作を簡単に説明する
。
。
同定終了判定部２４で上記＋１１式のプ５０セスノくラ
メータの値が一定に収束したことを判定し、コントロー
ル部２５を介して同定チェー二ングブロック１０の５％
２ ｉｊ＠を止め、その時のプロセスパラメータ金時；
生変化演弾部２２に入力し、プロセスの入出力佃号から
次式のモデル（呉差η（ｋｌ金演算した。
メータの値が一定に収束したことを判定し、コントロー
ル部２５を介して同定チェー二ングブロック１０の５％
２ ｉｊ＠を止め、その時のプロセスパラメータ金時；
生変化演弾部２２に入力し、プロセスの入出力佃号から
次式のモデル（呉差η（ｋｌ金演算した。
・・・・・・・・拳り、ｉＺλ
ここでｎ（ｉ＝１−ｍ）、ｒ（ｉ＝１〜ｍ）はプロセス
の既知パラメータ、Ｄは平衡点パラメータテアった。
の既知パラメータ、Ｄは平衡点パラメータテアった。
さて、 （３２，）式で算出するモデル誤差の性質は
プロセスに外乱が加わった場合あるいはプロセスの動特
性が変わった場合ともに直流成分が現れる。
プロセスに外乱が加わった場合あるいはプロセスの動特
性が変わった場合ともに直流成分が現れる。
さらに、このときに目標値が変わった場合のモデル誤差
の過渡的性質は外乱時は変化がなく、プロセスの動特性
変化時は変化するものであった。この変化分は次式のよ
うにモデル誤差η（ｋ）の短時間平均値ｙｔ （ｋｌお
よび、その微分値Δｗ （ｋｌから演算する。
の過渡的性質は外乱時は変化がなく、プロセスの動特性
変化時は変化するものであった。この変化分は次式のよ
うにモデル誤差η（ｋ）の短時間平均値ｙｔ （ｋｌお
よび、その微分値Δｗ （ｋｌから演算する。
Δη（ｋ＋＝ ７１ （ｋｌ ７１ （ｋ−Ｎ）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３４）
すなわち（３４）式を用いて、モデル誤差ηｆｋ＋の変
化分を算出する。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３４）
すなわち（３４）式を用いて、モデル誤差ηｆｋ＋の変
化分を算出する。
つまり、特性変化演算部２２で（３２）式のモデル誤差
η（ｋ）を算出し、モデル誤差η（ｋ）が低検出レベル
を越れたかどうか全コントロール部２５で判定する。次
に、動特性変化確認パルスを加えた直後は過渡変化演算
部２３で（３３）、 （：３ａ）式の結果を調べて、パ
ルスのある場合に同定チューニングブロックをトリガー
するように構成する。
η（ｋ）を算出し、モデル誤差η（ｋ）が低検出レベル
を越れたかどうか全コントロール部２５で判定する。次
に、動特性変化確認パルスを加えた直後は過渡変化演算
部２３で（３３）、 （：３ａ）式の結果を調べて、パ
ルスのある場合に同定チューニングブロックをトリガー
するように構成する。
つまり、第３図のように動特性変化確認パルス印加直後
のモデル誤屋η（ｋ）の微分値Δη（ｋ）全便ってトリ
ガーする。なお、信号Ｒ８は再スタート信号である。
のモデル誤屋η（ｋ）の微分値Δη（ｋ）全便ってトリ
ガーする。なお、信号Ｒ８は再スタート信号である。
次に同定終了判定部２４が伝達関数演算部２０の結果、
つまりプロセスのパラメータの収束が一定値になること
による判定に加えて、モデル誤差を使っている点を説明
する。
つまりプロセスのパラメータの収束が一定値になること
による判定に加えて、モデル誤差を使っている点を説明
する。
同定終了判定は次のように
但しＣＬＡＳＳは０．００１．０．００５，０．０１等
に設定。
に設定。
して行なって、さらに同定終了直後の（３２）式で演算
するモデル誤差η（ｋ）にも η（ｋ）≦ＣＬＡＳＳ ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（３６）の判定を行なう。
するモデル誤差η（ｋ）にも η（ｋ）≦ＣＬＡＳＳ ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（３６）の判定を行なう。
つま力、プロセスの同定が元分行なわれておればモデル
誤差η（ｋｌも充分小さい値である。もし、条件を満た
さない場合は同定を続けるようにした。
誤差η（ｋｌも充分小さい値である。もし、条件を満た
さない場合は同定を続けるようにした。
この結果、同定の結果が安定し、もって制御定数の設計
精度を向上させることができた。
精度を向上させることができた。
以上詳細に説明したように、本発明のサンプル値制御装
置では、 まず、（１１使用者側の希望する制御構成を自由に組め
るようにした点。
置では、 まず、（１１使用者側の希望する制御構成を自由に組め
るようにした点。
（２）適応機能ブロック１８に過渡変化演算部１５を付
加して、同定チューニングブロック１７のトリガ判定を
簡単で容易にしだ点。
加して、同定チューニングブロック１７のトリガ判定を
簡単で容易にしだ点。
（３）同定終了判定部１２にモデル誤差の大きさ判定全
付加して同定精度を向上した点。
付加して同定精度を向上した点。
に特徴がある。
従って、本発明のサンプル値制御装置を用いることによ
シ、使用者のプラントの制御系の改善と制御定数の自動
調整を精度良く５かつ効率よく行なうことができるので
、実用効果は大である。
シ、使用者のプラントの制御系の改善と制御定数の自動
調整を精度良く５かつ効率よく行なうことができるので
、実用効果は大である。
第１図は従来のサンプル値制御装置の構成図。
第２図は本発明のサンプル値制御装置の構成図。
第３図は本発明のサンプル値制御装置の適応機能図。
１・・・プロセス、１２．１３，１４・・・サンプル１
直制御演算部、１５．１６・・・サンプラ、１７・・・
サンプルホールド、１８・・・同定信号発生部、１．９
・・・パルス伝達関数同定部、２０・・・伝達関数演算
部、２１・・・サンプル値制御定数演算部、２２・・・
特性変化演算部、２３・・・過渡変化演算部、２４・・
・同定終了判定部、２５・・・コントロール部。 代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第 工
図 第２図 第３図
直制御演算部、１５．１６・・・サンプラ、１７・・・
サンプルホールド、１８・・・同定信号発生部、１．９
・・・パルス伝達関数同定部、２０・・・伝達関数演算
部、２１・・・サンプル値制御定数演算部、２２・・・
特性変化演算部、２３・・・過渡変化演算部、２４・・
・同定終了判定部、２５・・・コントロール部。 代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第 工
図 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１制御対象となるプロセスをサンプル値制御するサ
ンプル値制御演算部と、前記サンプル値制御演算部で制
御される制御ループ内にパーシスチントリーエキサイテ
イング信号からなる同定信号を印加する同定信号発生部
と、この同定信号発生部で発生した同定信号を前記サン
プル値制御演算部の出力信号に加算して得られる操作信
号および前記プロセスの制御量をサンプリングして得ら
れるプロセス＠号を入力して、これらの操作信号とプロ
セス信号から前記プロセスのパラメータを同定するパル
ス伝達関数同定部と、このパルス伝達関数同定部で得ら
れるプロセスのパルス伝達関数からＳ（ラプラス演算子
）領域の伝達関数を演算する伝達関数演算部と、この伝
達関数演算部で演算した結果から、前記サンプル値制御
演算部で用いる＋［ｉｉｊ御定欽定数算するサンプル値
制御定数演算部から構成する閉ループ形オートチ二−ニ
ング機能と、前記伝達関数演算部で演算したプロセスパ
ラメータの収束を判定して、前記閉ループ形オートチェ
ーニング機能を停止させる同定終了判定部と、同定終了
時の前記パルス伝達関数同定部のプロセスパラメータと
同定終了時の制御定数で演算される前記サンプル値制御
演算部の操作信号および、その結果となるプロセス信号
からプロセスの特性変化を演算するモデル誤差演算部と
、どのモデル誤差演算部の演算結果の直流成分を検出す
る特性変化検出部と、この特性変化検出部で直流成分を
検出した時に、前記サンプル値制御装置の目標値信号に
パルスを印加する特性変化確認パルス発生部と、前記パ
ルス印加直後の前記モデル誤差演算部の過渡変化を演算
して検出する動特性変化検出部とこの動特性変化検出部
の演算結果を用いて、前記閉ループ形オートチーーニン
グ機能ヲ起動させるように構成する閉ループ形適応機能
と前記サンプル値制御定数演算部において、制御系設計
の規範モデルを応答形状係数で切り替える形式にして、
制御系の目標値変化の応答波形のオーバーシーート量を
調整できるように構成する応答形状設定機能と前記サン
プル値制御演算部で演算制御する制御系の制御要素とフ
ィトバック信号の組み合わせを切刃替えられるように構
成し、かつ前記サンプル値制御定数演算部で切り替えに
合わせて制御定数を演算する制御構成切替え機能を具備
してなることを特徴とするサンプル（［制御装置。 （２）目標値信号を入力する目標値フィルタと、この目
標値フィルタ出力とプロセス信号から偏差信号を演算し
てＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を、行なうように構
成し、かつ目標値フィルタ定数をサンプル値制御定数演
算部の演算結果から算出するフィルタ定数演算部を具備
したことを特徴とする特許請求の範囲第一項記載のサン
プル値制御装置。 （３）伝達関数演算部のプロセスパラメータの収束を判
定して行なう第１の同定終了判定とモデル誤差演算部の
演算結果で判定する第２の同定終了判定を組み合わせた
同定終了判定部を具備したことを特徴とする特許請求の
範囲第一項記載のサンプル値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074383A JPS59167707A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | サンプル値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074383A JPS59167707A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | サンプル値制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59167707A true JPS59167707A (ja) | 1984-09-21 |
| JPH0512721B2 JPH0512721B2 (ja) | 1993-02-18 |
Family
ID=12589107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4074383A Granted JPS59167707A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | サンプル値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59167707A (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US11937868B2 (en) | 2008-05-09 | 2024-03-26 | Nuvaira, Inc. | Systems, assemblies, and methods for treating a bronchial tree |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4074383A patent/JPS59167707A/ja active Granted
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| US9770293B2 (en) | 2012-06-04 | 2017-09-26 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Systems and methods for treating tissue of a passageway within a body |
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| US10478247B2 (en) | 2013-08-09 | 2019-11-19 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Expandable catheter and related methods of manufacture and use |
| US11801090B2 (en) | 2013-08-09 | 2023-10-31 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Expandable catheter and related methods of manufacture and use |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0512721B2 (ja) | 1993-02-18 |
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