JPS60164805A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
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- JPS60164805A JPS60164805A JP1933584A JP1933584A JPS60164805A JP S60164805 A JPS60164805 A JP S60164805A JP 1933584 A JP1933584 A JP 1933584A JP 1933584 A JP1933584 A JP 1933584A JP S60164805 A JPS60164805 A JP S60164805A
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- JP
- Japan
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- signal
- control
- disturbance
- disturbance compensation
- correction
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- 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
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/32—Automatic controllers electric with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (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。
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〕
この発明は、フィードバック制御とフィードフォワード
制御とを最適に組み合せるプロセス制御方法及びその装
置に関する。
制御とを最適に組み合せるプロセス制御方法及びその装
置に関する。
近年、プロセス制御においては、製品需要（量、品種、
品質など）の変動に伴なう負荷変化、環境変化等に対し
てフレキシブルに応答し得るように、従来プロセス制御
の基本であったフィードバック制御（以下、Ｆ’Ｂ制御
という。）に、負荷変化等の外乱による影響を予測先行
制御するフィードフォワード制御（以下、ＦＦ制御とい
う。）を組み合せ、外乱に対する対応力すなわち応答速
度の向上に努めている、 このようにＦＢ制御とＦＦ制御とを組み合せたフィード
バック／フィードフォワード制御（以下、ＦＢ／ＦＦ制
御という、）はＦＦ制御において、負荷変化等の外乱を
検出しこの外乱による影響をＦＦ制御モデルからの外乱
補償信号（ＦＦ制御出力となる。）によって補償しなが
らプロセスを予測先行制御し、この結果の制御偏差をＦ
Ｂ制御において修正制御するものである。すなわちＦＢ
／ＦＦ制御においてＦＢ制御は、ＦＦ制御の結果制御偏
差が発生した場合にその偏差を修正する調節信号（ＦＢ
制御出力）を出力するものであり、ＦＦ制御が理想的な
予測先行制御動作を実現していればＦＢ制御機能は必要
がなくなる。
品質など）の変動に伴なう負荷変化、環境変化等に対し
てフレキシブルに応答し得るように、従来プロセス制御
の基本であったフィードバック制御（以下、Ｆ’Ｂ制御
という。）に、負荷変化等の外乱による影響を予測先行
制御するフィードフォワード制御（以下、ＦＦ制御とい
う。）を組み合せ、外乱に対する対応力すなわち応答速
度の向上に努めている、 このようにＦＢ制御とＦＦ制御とを組み合せたフィード
バック／フィードフォワード制御（以下、ＦＢ／ＦＦ制
御という、）はＦＦ制御において、負荷変化等の外乱を
検出しこの外乱による影響をＦＦ制御モデルからの外乱
補償信号（ＦＦ制御出力となる。）によって補償しなが
らプロセスを予測先行制御し、この結果の制御偏差をＦ
Ｂ制御において修正制御するものである。すなわちＦＢ
／ＦＦ制御においてＦＢ制御は、ＦＦ制御の結果制御偏
差が発生した場合にその偏差を修正する調節信号（ＦＢ
制御出力）を出力するものであり、ＦＦ制御が理想的な
予測先行制御動作を実現していればＦＢ制御機能は必要
がなくなる。
しかし実際にプロセスをＦＢ／ＦＦ’制御する場合には
、（１）ＦＦ制御モデルの誤差、（２）経時変化、環境
変化、（３）未検出の外乱要素による影響、（４）その
他の不確定要素などの影響を受けＦＦ制御を理想的に実
現することは困難であり、ＦＢ制御の補助が必要になる
。
、（１）ＦＦ制御モデルの誤差、（２）経時変化、環境
変化、（３）未検出の外乱要素による影響、（４）その
他の不確定要素などの影響を受けＦＦ制御を理想的に実
現することは困難であり、ＦＢ制御の補助が必要になる
。
ところが、Ｆ Ｂ／Ｐ Ｆ制御におけるＦＢ制御の寄与
度すなわちＦＢ制御出力が大きくなると、（１）外乱に
対する対応力、制御性が低下する。（２）ＦＦ制御が中
途半端になり、外乱変化に対する応答性が大幅に低下す
るなどプロセス制御においてその実用上致命的欠点があ
る。
度すなわちＦＢ制御出力が大きくなると、（１）外乱に
対する対応力、制御性が低下する。（２）ＦＦ制御が中
途半端になり、外乱変化に対する応答性が大幅に低下す
るなどプロセス制御においてその実用上致命的欠点があ
る。
この発明は、上記欠点を除去し、Ｆ’Ｊ３／ＦＦ制御に
おけるＦＢ制御の寄与度を最少限に制御できるプロセス
制御方法及びその装置を提供するものである、 〔発明の概要〕 この発明は、上記目的を達成するために、ＦＦ制御にお
ける外乱補償信号をＦ Ｆ／Ｆ Ｂ制御によるプロセス
への操作信号と等しくなるように自動修正するとともに
、この自動修正による外乱補償信号の変化に伴なうＦＰ
／ＦＢ制御に対する影響を補償するものである。
おけるＦＢ制御の寄与度を最少限に制御できるプロセス
制御方法及びその装置を提供するものである、 〔発明の概要〕 この発明は、上記目的を達成するために、ＦＦ制御にお
ける外乱補償信号をＦ Ｆ／Ｆ Ｂ制御によるプロセス
への操作信号と等しくなるように自動修正するとともに
、この自動修正による外乱補償信号の変化に伴なうＦＰ
／ＦＢ制御に対する影響を補償するものである。
以下、この発明を図面を参照し一実施例を用いて説明す
る。
る。
第１図は一実施例のプロセス制御装置の機能構成を示す
ブロック図である。まず図において、ＦＢ制御系につい
て蔽明する。 １０はプロセス変数検出器で、制御゛し
ようとしているプロセスに応じて温度、圧力、流量、レ
ベル、成分などのプロセス変数を検出し、そのプロセス
変数に比例した信号を制御量ＰＶと□ 制御−ＰＶを設
定値ＳＶとＪｔ［してその偏差を調節部１２に出力する
。調節部１２は偏差に対してｌ） Ｉ Ｄ演算等を行な
ｌ、ｎ、ＦＢ制御系の出力である速度形の調節信号を加
算器１３ に出□力する。加算器１３はこの調節信号と
後述するＦ Ｆ制御系出力の速度形の外乱補償信号とを
加算合成し、速度形の□操作信号ΔＭＶを出力する。こ
の操作信号Δ′Ｍｖは、速度影信号４泣ＩＭ形信号変換
部１４にｉいて位置形の操作信号ＭＶに変換され、プロ
セス１５ に出力される。
ブロック図である。まず図において、ＦＢ制御系につい
て蔽明する。 １０はプロセス変数検出器で、制御゛し
ようとしているプロセスに応じて温度、圧力、流量、レ
ベル、成分などのプロセス変数を検出し、そのプロセス
変数に比例した信号を制御量ＰＶと□ 制御−ＰＶを設
定値ＳＶとＪｔ［してその偏差を調節部１２に出力する
。調節部１２は偏差に対してｌ） Ｉ Ｄ演算等を行な
ｌ、ｎ、ＦＢ制御系の出力である速度形の調節信号を加
算器１３ に出□力する。加算器１３はこの調節信号と
後述するＦ Ｆ制御系出力の速度形の外乱補償信号とを
加算合成し、速度形の□操作信号ΔＭＶを出力する。こ
の操作信号Δ′Ｍｖは、速度影信号４泣ＩＭ形信号変換
部１４にｉいて位置形の操作信号ＭＶに変換され、プロ
セス１５ に出力される。
次にＦ ｌ”制御系について説明する。 ２０は外乱検
出器で、プロセス負荷等の外乱を検出し、それに比例し
た外乱信号１）ｔ−ＦＦ制御モデル２１に出力する。Ｆ
Ｆ制御モデル２１は一般に設定係数Ｋによる静的補償の
みの場合と、この静的補償に外乱の急激な変化に対する
□影響をその伝達関数によシ補償する動的補償□とを組
合せた場合とがあり、本実施例においては説明を容易に
するため前者を用いて説明するが、後者の場合にも゛、
その静的補償部に対 ・し同様に適用できるどとは言う
までもない。
出器で、プロセス負荷等の外乱を検出し、それに比例し
た外乱信号１）ｔ−ＦＦ制御モデル２１に出力する。Ｆ
Ｆ制御モデル２１は一般に設定係数Ｋによる静的補償の
みの場合と、この静的補償に外乱の急激な変化に対する
□影響をその伝達関数によシ補償する動的補償□とを組
合せた場合とがあり、本実施例においては説明を容易に
するため前者を用いて説明するが、後者の場合にも゛、
その静的補償部に対 ・し同様に適用できるどとは言う
までもない。
そして外乱信号りは”こ１のＦＦ制御モデル２１によ９
靜的補償係数Ｋが□乗算され、位置形の外乱補償信号Ｄ
Ｋに変換されて、外乱補償信号修正系２２及び修正影響
補償系２３に出力される。
靜的補償係数Ｋが□乗算され、位置形の外乱補償信号Ｄ
Ｋに変換されて、外乱補償信号修正系２２及び修正影響
補償系２３に出力される。
外乱補償信号修正系２２は、外乱補償信号ＤＫを１：メ
Ｊ呻セス１５に出力する操作信号ＭＶと等しくなるよう
に修正するもので、修正影響補償系２３は外乱補償信号
修正系２２によつ４修正された外乱補償□信号（以下、
修正外乱補償信号という。）ＤＫｎに対して修正による
影響が発生しないように補償するものである。
Ｊ呻セス１５に出力する操作信号ＭＶと等しくなるよう
に修正するもので、修正影響補償系２３は外乱補償信号
修正系２２によつ４修正された外乱補償□信号（以下、
修正外乱補償信号という。）ＤＫｎに対して修正による
影響が発生しないように補償するものである。
すなわちこれら両系２２．２３はサンプル値制御部２４
からの修正信号に基づいて操作信号Ｍｖと修正外乱補償
信号Ｄ Ｋｎとが 等しくなるように、Ｆ Ｂ／Ｆ’
Ｆ制御におけるＦＢ制御の寄与度を最少にするように、
外乱補償信号ＤＫの自動修正及びその補償動作を行なっ
ている。そしてサンプル値制御部２４は、Ｐ演算或いは
ＰＩ演算等のサンプル値制御を行ない、操作信号ＭＹと
修正外乱補償信号Ｄ Ｋｎとが等しくなるように両信号
の偏差或いはその偏差を修正する調節値を修正信号△Ｋ
ｎとして出力する、ここで本実施例では、この修正信号
を速度影信号とし、またＰ演算による偏差信号であるも
のとして説明する。
からの修正信号に基づいて操作信号Ｍｖと修正外乱補償
信号Ｄ Ｋｎとが 等しくなるように、Ｆ Ｂ／Ｆ’
Ｆ制御におけるＦＢ制御の寄与度を最少にするように、
外乱補償信号ＤＫの自動修正及びその補償動作を行なっ
ている。そしてサンプル値制御部２４は、Ｐ演算或いは
ＰＩ演算等のサンプル値制御を行ない、操作信号ＭＹと
修正外乱補償信号Ｄ Ｋｎとが等しくなるように両信号
の偏差或いはその偏差を修正する調節値を修正信号△Ｋ
ｎとして出力する、ここで本実施例では、この修正信号
を速度影信号とし、またＰ演算による偏差信号であるも
のとして説明する。
この速度形の修正信号ΔＫｎは外乱補償信号修正系２２
及び修正影響補償系２３に供給され、外乱補償信号修正
系２２は、 この修正信号へＫｎを速度影信号→位置形
信号変換部２２１で号Ｋｎを乗算器２２２で外乱補償信
号ＤＫに乗じて、外乱補償信号ＤＫの自動修正を行なっ
ている。この得られる修正外乱補償信号ＤＫｎは、サン
プル値制御部２４にフィードバック信号として出力され
ると共に、位置影信号→速度形信号変換部２５に供給さ
れ、速度影信号ΔＤＫｎに変換される。また修正影響補
償系２３は前記速度形の修正信号ΔＫｎを乗算器２３１
で位置形の外乱補償信号ＤＫに乗じて速度形の影響補償
信号ΔＫｎ Ｘ ＤＫを得て、これを補償器２３２に出
力し補償器で位置影信号→速度形信号変換部２５の速度
形修正外乱補償信号ΔＤＫｎからこの影響補償信号ΔＫ
ｎ ＸＤ Ｋを減じて外乱補償信号修正系２２の修正動
作による操作信号Ｍ■への影響を補償している。
及び修正影響補償系２３に供給され、外乱補償信号修正
系２２は、 この修正信号へＫｎを速度影信号→位置形
信号変換部２２１で号Ｋｎを乗算器２２２で外乱補償信
号ＤＫに乗じて、外乱補償信号ＤＫの自動修正を行なっ
ている。この得られる修正外乱補償信号ＤＫｎは、サン
プル値制御部２４にフィードバック信号として出力され
ると共に、位置影信号→速度形信号変換部２５に供給さ
れ、速度影信号ΔＤＫｎに変換される。また修正影響補
償系２３は前記速度形の修正信号ΔＫｎを乗算器２３１
で位置形の外乱補償信号ＤＫに乗じて速度形の影響補償
信号ΔＫｎ Ｘ ＤＫを得て、これを補償器２３２に出
力し補償器で位置影信号→速度形信号変換部２５の速度
形修正外乱補償信号ΔＤＫｎからこの影響補償信号ΔＫ
ｎ ＸＤ Ｋを減じて外乱補償信号修正系２２の修正動
作による操作信号Ｍ■への影響を補償している。
すなわち本実施例の特徴部分である外乱補償信号ＤＫの
自動修正及びその補償動作機能は、サンプル値制御部２
５が定期的に又は要求に応じ操作信号ＭＶ及び修正外乱
補償信号ＤＫｎとの偏差を その変化量を表わす速度形
の修正信号ΔＫｎとして取得し、この信号を外乱補償信
号修正系２２が変化量の積算値である位置影信号Ｋｎと
して前回までの位置形修正信号に加算した値を外乱補償
信号ＤＫに乗じ、また修正影響補償系２３は前記修正信
号ΔＫｎを外乱補償信号ＤＫに乗じ、この今回の変化分
に対する外乱補償信号の修正分ＤＫＸΔＫｎを得て、こ
の修正分を修正外乱補償信号ＤＫｎ ＝ＤＫＸＫｎ ＝
ＤＫＸ （ΔＫｎ ＋Ｋｎ−１）から除去し、ＦＦ制御
出力における今回の修正分による乱れを補償し、かつ位
置形修正信号値に基づいてＦＢ制御出力が零または所定
値以下になるように修正しＦＦ制御出力ｆＦＦとして加
算器１３に出力している。
自動修正及びその補償動作機能は、サンプル値制御部２
５が定期的に又は要求に応じ操作信号ＭＶ及び修正外乱
補償信号ＤＫｎとの偏差を その変化量を表わす速度形
の修正信号ΔＫｎとして取得し、この信号を外乱補償信
号修正系２２が変化量の積算値である位置影信号Ｋｎと
して前回までの位置形修正信号に加算した値を外乱補償
信号ＤＫに乗じ、また修正影響補償系２３は前記修正信
号ΔＫｎを外乱補償信号ＤＫに乗じ、この今回の変化分
に対する外乱補償信号の修正分ＤＫＸΔＫｎを得て、こ
の修正分を修正外乱補償信号ＤＫｎ ＝ＤＫＸＫｎ ＝
ＤＫＸ （ΔＫｎ ＋Ｋｎ−１）から除去し、ＦＦ制御
出力における今回の修正分による乱れを補償し、かつ位
置形修正信号値に基づいてＦＢ制御出力が零または所定
値以下になるように修正しＦＦ制御出力ｆＦＦとして加
算器１３に出力している。
次に本実施例の動作について第２図を参照し説明する。
第２図は、プロセス変化、外乱変化に応じた各信号の変
化を示すタイムチャートである。本実施例では外乱補償
信号ＤＫの自動修正及びその補償動作をサンプル値制御
部２５のサンプル周期と対応させて実行するものとし、
そのサンプル周期はプロセスの応答性に応じて自由に設
定できる。ここでプロセスの初期状態としては、外乱信
号ＤＫが定常レベル１０におり、操作信号ＭＶは定常レ
ベルｉｏよ如プロセス変数変化の調節量分（αチ）増加
しているものとして説明する。
化を示すタイムチャートである。本実施例では外乱補償
信号ＤＫの自動修正及びその補償動作をサンプル値制御
部２５のサンプル周期と対応させて実行するものとし、
そのサンプル周期はプロセスの応答性に応じて自由に設
定できる。ここでプロセスの初期状態としては、外乱信
号ＤＫが定常レベル１０におり、操作信号ＭＶは定常レ
ベルｉｏよ如プロセス変数変化の調節量分（αチ）増加
しているものとして説明する。
また説明を容易にするため外乱信号ＤＫの変化量、プロ
セス変数の変化量をαとするが、どのような変化量に対
しても本実施例は同様に動作することは言うまでもない
。
セス変数の変化量をαとするが、どのような変化量に対
しても本実施例は同様に動作することは言うまでもない
。
まず、第１回目の自動修正・補償動作について説明する
。第１回目は初期状態にあるプロセス、すなわちＦＢ制
御信号が調節量分（α）出力されている場合に対して動
作を実施するもので、サンプル値制御部２４は操作信号
ＭＶ（＝ｉｏＸ（１＋α）〕を設定値、修正外乱補償信
号ＤＫｎ （＝ ｉｏ ）をフィードバック信号として
両者が一致するようにＰ演算し、その偏差を速度形へ修
正信号ΔＫｎ（＝α〕 を出力する。この修正信号ΔＫ
ｎは外乱補償信号修正系２２においてその速度影信号→
位置形信号変換部２２１で速度形修正信号ΔＫｎを積算
した位ｉｕ形信号Ｋｎ （＝ １＋α〕に変換され、こ
の信号Ｋｎが乗算器２２２で外乱補償信号ＤＫ（−４ｏ
］に乗算される。これにより外乱補償信号ＤＫは自動修
正され、修正外乱補償信号ＤＫｎ （ｉｏ Ｘ （１＋
α）〕 として取得された後、位置影信号→速度形信号
変換部２５において速度影信号ΔＤＫｎ （−ｉｎ Ｘ
α〕に変換される。
。第１回目は初期状態にあるプロセス、すなわちＦＢ制
御信号が調節量分（α）出力されている場合に対して動
作を実施するもので、サンプル値制御部２４は操作信号
ＭＶ（＝ｉｏＸ（１＋α）〕を設定値、修正外乱補償信
号ＤＫｎ （＝ ｉｏ ）をフィードバック信号として
両者が一致するようにＰ演算し、その偏差を速度形へ修
正信号ΔＫｎ（＝α〕 を出力する。この修正信号ΔＫ
ｎは外乱補償信号修正系２２においてその速度影信号→
位置形信号変換部２２１で速度形修正信号ΔＫｎを積算
した位ｉｕ形信号Ｋｎ （＝ １＋α〕に変換され、こ
の信号Ｋｎが乗算器２２２で外乱補償信号ＤＫ（−４ｏ
］に乗算される。これにより外乱補償信号ＤＫは自動修
正され、修正外乱補償信号ＤＫｎ （ｉｏ Ｘ （１＋
α）〕 として取得された後、位置影信号→速度形信号
変換部２５において速度影信号ΔＤＫｎ （−ｉｎ Ｘ
α〕に変換される。
また前記修正信号ΔＫｎ（＝α〕は修正影響補償系２３
においてその乗算器２３１で外乱補償信号ＤＫに乗算さ
れ、速度形の影響補償信号ΔＫｎ Ｘ ｌ）Ｋ （二ｉ
ｏＸα〕として補償器２３２に出力され、この補償器２
３２で前記速度影信号ΔＩ）Ｋ ｎから減算される１、
これにより得られた出力が速度形ＦＩ Ｉｉ＋制御信号
ｆＦＦ （＝ Δ１）Ｋｎ −ΔＫｎ Ｘ ’ＤＫ −
＝ Ｏ）として加算器１３に出力され、この加算器で速
度形ＦＢ制御信号ｆＦＢ〔二〇〕と加算され速度形操作
信号ΔＭＹとして出力され、この操作信号ΔＭＶは速度
影信号→位置形信号変換部１４で位置形の操作信号ＭＹ
としてプロセス１５に出力される。
においてその乗算器２３１で外乱補償信号ＤＫに乗算さ
れ、速度形の影響補償信号ΔＫｎ Ｘ ｌ）Ｋ （二ｉ
ｏＸα〕として補償器２３２に出力され、この補償器２
３２で前記速度影信号ΔＩ）Ｋ ｎから減算される１、
これにより得られた出力が速度形ＦＩ Ｉｉ＋制御信号
ｆＦＦ （＝ Δ１）Ｋｎ −ΔＫｎ Ｘ ’ＤＫ −
＝ Ｏ）として加算器１３に出力され、この加算器で速
度形ＦＢ制御信号ｆＦＢ〔二〇〕と加算され速度形操作
信号ΔＭＹとして出力され、この操作信号ΔＭＶは速度
影信号→位置形信号変換部１４で位置形の操作信号ＭＹ
としてプロセス１５に出力される。
このように第１回目の動作では、ＦＢ制御出力を零にす
るようにサンプル値制御した値の修正信号ΔＫｎを、外
乱補償信号修正系２２で位置影信号に変換し変化量を保
持しているので、結果的この位置影信号ＤＫｎと位置形
操作信号Ｍ■とは等しい値になる。また修正影響補償系
２３でサンプル値制御した値の前回との変化分（第１回
目では今回の変化量）として補償されるので、ＦＦ制御
出力としては外乱補償信号ＤＫ（ＦＦ’制御出力は速度
影信号であるため外乱補償信号ＤＫの変化１“すなわち
０）が出力されている。
るようにサンプル値制御した値の修正信号ΔＫｎを、外
乱補償信号修正系２２で位置影信号に変換し変化量を保
持しているので、結果的この位置影信号ＤＫｎと位置形
操作信号Ｍ■とは等しい値になる。また修正影響補償系
２３でサンプル値制御した値の前回との変化分（第１回
目では今回の変化量）として補償されるので、ＦＦ制御
出力としては外乱補償信号ＤＫ（ＦＦ’制御出力は速度
影信号であるため外乱補償信号ＤＫの変化１“すなわち
０）が出力されている。
このような自動修正・補償動作が終了した後、次回のサ
ンプル値制御までの期間にプロセス変数中外乱信号が変
化した場合には、これを制御すべく第２図に示すように
通常のＦＢ制御信号ｆＦＢ及びＦＦ’制御信号ｆＦＦが
出力され、これによし第１回目のサンプル制御にて修正
外乱補償信号と等しい値であった操作信号ＭＶも変化す
る。つまシ修正外乱補償信号ＩＮ（ｎは外乱信号の変化
に応じてのみ変動するが、操作信号ＭＶは外乱信号の他
にプロセス変数の変化すなわちＸｉ’ Ｂ制御信号の変
化に影響されて変動するため、修正外乱補償信号ＤＫｎ
を操作信号ＭＶと等しくなるように自動修正すればこの
修正によりＦＢ制御信号による影響を解消し得るため、
Ｆ Ｆ／Ｆ Ｂ制御におけるＦＢ制御の寄与度を大幅に
少なくできる。
ンプル値制御までの期間にプロセス変数中外乱信号が変
化した場合には、これを制御すべく第２図に示すように
通常のＦＢ制御信号ｆＦＢ及びＦＦ’制御信号ｆＦＦが
出力され、これによし第１回目のサンプル制御にて修正
外乱補償信号と等しい値であった操作信号ＭＶも変化す
る。つまシ修正外乱補償信号ＩＮ（ｎは外乱信号の変化
に応じてのみ変動するが、操作信号ＭＶは外乱信号の他
にプロセス変数の変化すなわちＸｉ’ Ｂ制御信号の変
化に影響されて変動するため、修正外乱補償信号ＤＫｎ
を操作信号ＭＶと等しくなるように自動修正すればこの
修正によりＦＢ制御信号による影響を解消し得るため、
Ｆ Ｆ／Ｆ Ｂ制御におけるＦＢ制御の寄与度を大幅に
少なくできる。
第３回目のサンプル値制御期間では、操作信号がサンプ
ル値制御期間外にプロセス変数の変化により変動（ｉｏ
Ｘ（１＋α）→ｉｏ）したため、イ６正外乱補償信号Ｄ
Ｋｎ（ｉｏＸ（１＋α）〕と等しい値でないので、この
制御同期が開始されると開始時の操作信号ＭＶと修正外
乱補償信号１）Ｋｎ’（今回のサンプル制御によって自
動修正される以前の信号上今回のサンプル制御開始時の
外乱補償信号ＤＫに前回・位置形修正信号Ｋｎを乗じた
値）とサンプル値制御部２４でＰ演算遣れ、その偏差が
速度形修正信号ΔＫｎ（”＝−α）が出力される。この
修正信号ΔＫｎは外乱補償信号修正系２２でその変換部
２２１により保持している位置形修正信号Ｋｎに積算さ
れ、この修正信号Ｋｎが１＋□αから１に変化し、この
変化した修正信号により以後外乱補償信号ＤＫを自動修
正する。□この自動修正により修正された修正外乱補償
信号ＤＫｎは第２図に示すように操作信号ＭＶと等しい
値に修正されている。
ル値制御期間外にプロセス変数の変化により変動（ｉｏ
Ｘ（１＋α）→ｉｏ）したため、イ６正外乱補償信号Ｄ
Ｋｎ（ｉｏＸ（１＋α）〕と等しい値でないので、この
制御同期が開始されると開始時の操作信号ＭＶと修正外
乱補償信号１）Ｋｎ’（今回のサンプル制御によって自
動修正される以前の信号上今回のサンプル制御開始時の
外乱補償信号ＤＫに前回・位置形修正信号Ｋｎを乗じた
値）とサンプル値制御部２４でＰ演算遣れ、その偏差が
速度形修正信号ΔＫｎ（”＝−α）が出力される。この
修正信号ΔＫｎは外乱補償信号修正系２２でその変換部
２２１により保持している位置形修正信号Ｋｎに積算さ
れ、この修正信号Ｋｎが１＋□αから１に変化し、この
変化した修正信号により以後外乱補償信号ＤＫを自動修
正する。□この自動修正により修正された修正外乱補償
信号ＤＫｎは第２図に示すように操作信号ＭＶと等しい
値に修正されている。
また修正信号ΔＫｎは修正影響補償系２３で外乱補償信
号ＤＫに乗算され、得られる影響補償信号ΔＫｎ Ｘ
ＤＫ（＝ −ｉ＋２ ）によって外乱信号の変化とは関
係ない自動修正によって発生し九ＦＦ制御信号を除去し
、自動修正による制御系の乱れを補償している。
号ＤＫに乗算され、得られる影響補償信号ΔＫｎ Ｘ
ＤＫ（＝ −ｉ＋２ ）によって外乱信号の変化とは関
係ない自動修正によって発生し九ＦＦ制御信号を除去し
、自動修正による制御系の乱れを補償している。
次に第４回目、第５回目のサンプル値制御期間では、Ｆ
Ｆ制御出力は零で外乱補償信号ＤＫが変化している状態
であシ、通常ＯＦＦ制御が実行されている。すなわちＦ
Ｆ制御信号ｆＦＦは外乱補償信号の変化分が出力されて
いる。
Ｆ制御出力は零で外乱補償信号ＤＫが変化している状態
であシ、通常ＯＦＦ制御が実行されている。すなわちＦ
Ｆ制御信号ｆＦＦは外乱補償信号の変化分が出力されて
いる。
このように本実施例では、操作信号ＭＶと外乱補償信号
とが等しくなるようにサンプル値制御した値で自動修正
し、かつこの自動修正により発生する直接外乱変化とは
関係のないサンプル値制御した値の変化分を補償するこ
とによってＦ Ｆ／Ｆ Ｂ制御におけるＦＢ制御の寄与
度を大幅に少なくできる。
とが等しくなるようにサンプル値制御した値で自動修正
し、かつこの自動修正により発生する直接外乱変化とは
関係のないサンプル値制御した値の変化分を補償するこ
とによってＦ Ｆ／Ｆ Ｂ制御におけるＦＢ制御の寄与
度を大幅に少なくできる。
なお一実施例では、サンプル値制御部２４が修正外乱補
償信号Ｄ Ｋ ｎと操作信号ＭＶとの偏差を速度影信号
として出力する例を用いて説明したが、本発明ではサン
プル値制御部Ｕが偏差を位置影信号として出力する構成
にしてもよい。
償信号Ｄ Ｋ ｎと操作信号ＭＶとの偏差を速度影信号
として出力する例を用いて説明したが、本発明ではサン
プル値制御部Ｕが偏差を位置影信号として出力する構成
にしてもよい。
例えば、第３図に示すように外乱補償信号修正系２２が
乗算器２２２ から構成され、修正影響補償系２３が一
実施例の構成に位置形の修正信号を速度形に変換する位
置形→速度形質換部２３３が付加された構成がある。こ
の構成はサンプル値制御部２４から構成される装置形の
修正信号Ｋｎを外乱補償信号修正系２２が乗算部２２２
にて外乱補償信号ＤＫに乗算し自動修正し、また修正影
響補償系２３は位置形の修正信号Ｋｎを変換部２３３に
て速度影信号に変換し、このサンプル値制御した値の前
回との変化分ΔＫｎを乗算器２３１で外乱補償信号ＤＫ
に乗算し影響補償信号を得て修正を補償するものである
。
乗算器２２２ から構成され、修正影響補償系２３が一
実施例の構成に位置形の修正信号を速度形に変換する位
置形→速度形質換部２３３が付加された構成がある。こ
の構成はサンプル値制御部２４から構成される装置形の
修正信号Ｋｎを外乱補償信号修正系２２が乗算部２２２
にて外乱補償信号ＤＫに乗算し自動修正し、また修正影
響補償系２３は位置形の修正信号Ｋｎを変換部２３３に
て速度影信号に変換し、このサンプル値制御した値の前
回との変化分ΔＫｎを乗算器２３１で外乱補償信号ＤＫ
に乗算し影響補償信号を得て修正を補償するものである
。
また一実施例では外乱補償信号の自動修正機能及びその
修正による影響を補償する機能をその機能を実現し得る
パート構成を用いて説明した。しかし本発明ではその機
能をコンピュータのソフトウェアにて達成することもで
きる。
修正による影響を補償する機能をその機能を実現し得る
パート構成を用いて説明した。しかし本発明ではその機
能をコンピュータのソフトウェアにて達成することもで
きる。
以上説明したように、本発明はプロセスに出力する操作
信号と等しくなるようにＦＦ制御系の外乱補償信号を修
正することによってＦ Ｆ／Ｆ Ｂ制御におけるＦＢ制
御の寄与度を最少にすることができるものである。
信号と等しくなるようにＦＦ制御系の外乱補償信号を修
正することによってＦ Ｆ／Ｆ Ｂ制御におけるＦＢ制
御の寄与度を最少にすることができるものである。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図はこの発明の一実施例の動作を説明するだめのタ
イムチャート、第３図はこの発明の他の実施例の構成を
示すブロック図である。 １０・・・プロセス変数検出器 １１・・・比較器１２
・・・調節部 １３・・・加算器 １５・・・プロセス ２０・・・外乱検出器２１・・・
フィードフォワード制御モデル２２・・・外乱補償信号
修正系 ２３・・・修正影響補償系
第２図はこの発明の一実施例の動作を説明するだめのタ
イムチャート、第３図はこの発明の他の実施例の構成を
示すブロック図である。 １０・・・プロセス変数検出器 １１・・・比較器１２
・・・調節部 １３・・・加算器 １５・・・プロセス ２０・・・外乱検出器２１・・・
フィードフォワード制御モデル２２・・・外乱補償信号
修正系 ２３・・・修正影響補償系
Claims (1)
- （１）設定値とプロセス変数とを比較調節演算し調節信
号を出力するフィードバック制御手段と、外乱を検出し
この外乱による影響をフィードフォワード制御モデルに
よって補償された外乱補償信号を出力するフィードフォ
ワード制御手段とを組み合せ、前記調節信号と前記外乱
補償信号とが加算合成された操作信号によりプロセスを
制御するプロセス制御装置において、前記操作信号と等
しくなるようにサンプル値制御した値によって前記外乱
補償信号を修正する外乱補償信号修正手段と、この外乱
補償信号修正段階によって修正された外乱補償信号にお
ける前記サンプル値制御した値の変化分による影響を補
償する修正影響補償手段とを備え、前記調節信号が零或
いは所定値以下になるように前記外乱補償信号を修正制
御することを特徴とするプロセス制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1933584A JPS60164805A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | プロセス制御装置 |
| AU38468/85A AU560995B2 (en) | 1984-02-07 | 1985-02-06 | Process control apparatus |
| US06/698,791 US4714988A (en) | 1982-03-26 | 1985-02-06 | Feedforward feedback control having predictive disturbance compensation |
| US06/699,087 US4698745A (en) | 1984-02-07 | 1985-02-07 | Process control apparatus for optimal adaptation to a disturbance |
| DE8585101287T DE3574789D1 (de) | 1984-02-07 | 1985-02-07 | Prozessregler. |
| EP85101287A EP0152871B1 (en) | 1984-02-07 | 1985-02-07 | Process control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1933584A JPS60164805A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | プロセス制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164805A true JPS60164805A (ja) | 1985-08-27 |
Family
ID=11996530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1933584A Pending JPS60164805A (ja) | 1982-03-26 | 1984-02-07 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60164805A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02253301A (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-12 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | フィードフォワード・フィードバック制御方法 |
| US8032237B2 (en) * | 2001-06-05 | 2011-10-04 | Elverson Hopewell Llc | Correction signal capable of diminishing a future change to an output signal |
| CN106950821A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-07-14 | 费希尔-罗斯蒙特系统公司 | 在非周期性更新的控制器中基于速度的控制 |
| US11199824B2 (en) | 2012-01-17 | 2021-12-14 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Reducing controller updates in a control loop |
-
1984
- 1984-02-07 JP JP1933584A patent/JPS60164805A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02253301A (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-12 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | フィードフォワード・フィードバック制御方法 |
| US8032237B2 (en) * | 2001-06-05 | 2011-10-04 | Elverson Hopewell Llc | Correction signal capable of diminishing a future change to an output signal |
| US11199824B2 (en) | 2012-01-17 | 2021-12-14 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Reducing controller updates in a control loop |
| CN106950821A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-07-14 | 费希尔-罗斯蒙特系统公司 | 在非周期性更新的控制器中基于速度的控制 |
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