JPS603003A - 最適化機能付デイジタル調節器 - Google Patents
最適化機能付デイジタル調節器Info
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- JPS603003A JPS603003A JP10855783A JP10855783A JPS603003A JP S603003 A JPS603003 A JP S603003A JP 10855783 A JP10855783 A JP 10855783A JP 10855783 A JP10855783 A JP 10855783A JP S603003 A JPS603003 A JP S603003A
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- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ディジタル調節器に関し、とくに制御対象の
制御量に対する制御目標値(以下、目標(+Uという。
制御量に対する制御目標値(以下、目標(+Uという。
)及びその目標値近傍の再調整点の両者を設定し、制御
量がその再調整点に達したときに制御対象の伝達関数を
計測すると共にその伝達関数に対応する制御要素定数の
最適値を初出し且つその最適(ftに制御要素定数を1
1調整したのち制illを(、)“じ行する最適化機能
伺ディジタル調節器に関する。
量がその再調整点に達したときに制御対象の伝達関数を
計測すると共にその伝達関数に対応する制御要素定数の
最適値を初出し且つその最適(ftに制御要素定数を1
1調整したのち制illを(、)“じ行する最適化機能
伺ディジタル調節器に関する。
従来技術
温度)・の制御量を調節する調節器においては、制御特
性を高めオーバシューI・等による悪影響を避りるため
制1111要素定数の最適化が大切である。
性を高めオーバシューI・等による悪影響を避りるため
制1111要素定数の最適化が大切である。
従来は、あらかじめ算定した最適値を手動で設定してい
た。
た。
例えば、理想的な比例積分微分(PID)制御211要
素を有し伝達関数がKp(1+sTd + )である調
Ti 部器を、伝達関数がK e−”/sTである制御対象に
作用させた場合の制御要素定数の最適値をライ−ブラー
、ニコルス(Ziegler、 N1chols)は次
の様に提案している。
素を有し伝達関数がKp(1+sTd + )である調
Ti 部器を、伝達関数がK e−”/sTである制御対象に
作用させた場合の制御要素定数の最適値をライ−ブラー
、ニコルス(Ziegler、 N1chols)は次
の様に提案している。
Kp=1.2T/L、 Ti=2L、 Td=0.51
ここに、Sニラプラス変換の演算子 Kp:制御要素の比例感度 Ti:制御要素の積分時間 Td:制御要素の微分時間 に: 制御対象の比例感度 T二 制御対象の時定数 り二 制御対象のむだ11+f間 e: 自然対数の底 上式め様に、制御要素定数の最適値は制御対象の時定数
T、むだ時間り等の定数の関数である。
ここに、Sニラプラス変換の演算子 Kp:制御要素の比例感度 Ti:制御要素の積分時間 Td:制御要素の微分時間 に: 制御対象の比例感度 T二 制御対象の時定数 り二 制御対象のむだ11+f間 e: 自然対数の底 上式め様に、制御要素定数の最適値は制御対象の時定数
T、むだ時間り等の定数の関数である。
従来は、制御対象の定数として予め測定したものを用い
るか又は勘により想定したものを用いた上で、制御要素
の最適値を手動設定していた。さらに、制御対象の時定
数Tやむだ時間りが温度等の制御量の関数であるので、
所要の制御要素定数の最適値も温度などの制御量の関数
となり、たとえ制御対象が同じでも制御目標値が変ると
その最適値が変化する。このため、実際の手動による制
御要素定数の最適値設定は、制御要素定数の仮設定と装
置全体の試運転・測定を反復する一種のカント・アンド
・トライ法によっていたのが実状であり、高度の熟練を
要する困難なものであった。また、従来の手動による制
御要素定数の最適値”設定には技術基の多くの手間を要
する欠点と大量のエネルギー消費をイ゛rう欠点が避け
られなかった。
るか又は勘により想定したものを用いた上で、制御要素
の最適値を手動設定していた。さらに、制御対象の時定
数Tやむだ時間りが温度等の制御量の関数であるので、
所要の制御要素定数の最適値も温度などの制御量の関数
となり、たとえ制御対象が同じでも制御目標値が変ると
その最適値が変化する。このため、実際の手動による制
御要素定数の最適値設定は、制御要素定数の仮設定と装
置全体の試運転・測定を反復する一種のカント・アンド
・トライ法によっていたのが実状であり、高度の熟練を
要する困難なものであった。また、従来の手動による制
御要素定数の最適値”設定には技術基の多くの手間を要
する欠点と大量のエネルギー消費をイ゛rう欠点が避け
られなかった。
力y ト・アンド・トライ法の面倒を避けるため、温度
などの制御量が目標値にあるときに制御対象の時定数T
やむだ時間りなどの定数を測定し、その測定値を使って
制御要素最適定数の設定をすることも考えられる。しか
し、例えばfll湿温度どの1−1標僅にある制御対象
に対し定数−11定のためステンプ電圧、ランプ電圧、
δ関数のパルス電圧、又はパラボラ波形の電圧等の外乱
を加えることはオーバシュート等の好ましくない影響を
制御’ll対象に与える欠点を生ずる。
などの制御量が目標値にあるときに制御対象の時定数T
やむだ時間りなどの定数を測定し、その測定値を使って
制御要素最適定数の設定をすることも考えられる。しか
し、例えばfll湿温度どの1−1標僅にある制御対象
に対し定数−11定のためステンプ電圧、ランプ電圧、
δ関数のパルス電圧、又はパラボラ波形の電圧等の外乱
を加えることはオーバシュート等の好ましくない影響を
制御’ll対象に与える欠点を生ずる。
発明の1−1的
従って、本発明の目的は、従来技術の−1−記欠点を解
決し、操作が容易であり且つ最適制御を自動的にしかも
確実に実現できる制御効率が高い最適化機能付ディジタ
ル調節器を提供するにある。
決し、操作が容易であり且つ最適制御を自動的にしかも
確実に実現できる制御効率が高い最適化機能付ディジタ
ル調節器を提供するにある。
発明の構成
」、記[1的を達成するため、本発明による最適化機能
イ1ディジタル調節器には、目標値と再調整点とを設定
する設定手段を設ける。制御対象の制御量か」−記聞調
整点に達した時に制御対象の伝達関数を計測する手段を
」−記ディジタル調節器へ接続し、そのJ Ai’iさ
れた伝達関数に対応する制御要素定数の最適116を算
定する手段、及び制御要素の定数をその最適値に再調整
する手段を設ける。
イ1ディジタル調節器には、目標値と再調整点とを設定
する設定手段を設ける。制御対象の制御量か」−記聞調
整点に達した時に制御対象の伝達関数を計測する手段を
」−記ディジタル調節器へ接続し、そのJ Ai’iさ
れた伝達関数に対応する制御要素定数の最適116を算
定する手段、及び制御要素の定数をその最適値に再調整
する手段を設ける。
始動時には、ディジタル調節器を制御対象に接続し、目
標値と円調整点とを適宜設定し且つ制御要素の定数を任
意の値に設定した後調節動作を開始する。制ill量が
上記再〜調整点に達したときにJ―記再調整を自動的に
行い制御要素の定数を最適化したのち自動調節をiff
開して制御量を上記[−1標イ16に一周節する。
標値と円調整点とを適宜設定し且つ制御要素の定数を任
意の値に設定した後調節動作を開始する。制ill量が
上記再〜調整点に達したときにJ―記再調整を自動的に
行い制御要素の定数を最適化したのち自動調節をiff
開して制御量を上記[−1標イ16に一周節する。
好ましくは、上記の伝達関数計測手段及び制御要素の最
適値算出手段等をマ・rクロコンピユータによって構成
し、ディジクル調@器の再調整動作を高速で行う。
適値算出手段等をマ・rクロコンピユータによって構成
し、ディジクル調@器の再調整動作を高速で行う。
実施例
本発明の一実施例のブロック図を示す第1図において、
制御対象1に対するディジタル制御手段2を制御要素3
と測定器4によって構成する。図示実施例においては、
制御量Xを制御対象lの出力側の引き出し点IAから分
岐して測定器4により測定し、その測定値を、加え合せ
点2Aを介して制御要素3へ負帰還すると共に制御対象
1の伝達関数を、;t A11lする計測手段5にも加
える。制御量5に3からの操作量ヱを他の加え合せ点2
Bを介して制御対象1へ加える。上記計測手段5かもの
計711川重圧Uを」二記加え合せ点2Bへ加え、その
ス1測手段5の出力を制御要素定数の最適値の算出手段
6へ加える。算出手段6の出力は、再調整毛段7によっ
て制御要素3に加えられる。設定手段8に設定される目
標値Xcは加え合せ点2Aを介して制御要素3へ加えら
れ、同様に設定手段8に設定される再調整点Xrは上記
計測手段5へ加えられる。
制御対象1に対するディジタル制御手段2を制御要素3
と測定器4によって構成する。図示実施例においては、
制御量Xを制御対象lの出力側の引き出し点IAから分
岐して測定器4により測定し、その測定値を、加え合せ
点2Aを介して制御要素3へ負帰還すると共に制御対象
1の伝達関数を、;t A11lする計測手段5にも加
える。制御量5に3からの操作量ヱを他の加え合せ点2
Bを介して制御対象1へ加える。上記計測手段5かもの
計711川重圧Uを」二記加え合せ点2Bへ加え、その
ス1測手段5の出力を制御要素定数の最適値の算出手段
6へ加える。算出手段6の出力は、再調整毛段7によっ
て制御要素3に加えられる。設定手段8に設定される目
標値Xcは加え合せ点2Aを介して制御要素3へ加えら
れ、同様に設定手段8に設定される再調整点Xrは上記
計測手段5へ加えられる。
第2図及び第3図を参照して本発明の」−記実施例の作
用を説明する。第2図は、制御対象lが例えば電気炉で
ある場合の目標値Xcと再調整点Xr及び時間上の経過
に対する温度χの変化を示すが、本発明のディジタル調
節器の用途は温度調節に限定されるものではない。また
、第2図は、温度を−に昇させて一定値に制御する場合
を示すが、本発明は、冷凍機等の温度下降の調節や目標
値Xcが変化する場合にも応用することができる。第3
図のフローチャートのステップ31は、上記目標値Xc
と再調整点Xrの設定、制御要素3の定数KP+Ti、
Td等の仮整定、及び以下に説明するカウント値Nを
N=Oとする初期化を示す。
用を説明する。第2図は、制御対象lが例えば電気炉で
ある場合の目標値Xcと再調整点Xr及び時間上の経過
に対する温度χの変化を示すが、本発明のディジタル調
節器の用途は温度調節に限定されるものではない。また
、第2図は、温度を−に昇させて一定値に制御する場合
を示すが、本発明は、冷凍機等の温度下降の調節や目標
値Xcが変化する場合にも応用することができる。第3
図のフローチャートのステップ31は、上記目標値Xc
と再調整点Xrの設定、制御要素3の定数KP+Ti、
Td等の仮整定、及び以下に説明するカウント値Nを
N=Oとする初期化を示す。
上記初期化の後ディジタル調節器はステップ32の調節
動作へ進む。同時に、測定器4による測定がステップ3
3に示される様に行われる。第3図では、簡単のため第
1図の負帰還を省略する。測定された制御量2は、計測
手段5の比較要素5Aにより、ステップ34で示される
様に上記の再調整点Xrの値と比較される。第2図の時
刻1=0と1=10との間において制御量Xが再調整点
Xrの値と一致しない場合には、第3図に示される様に
ディジタル調節器の動作はステップ32の調節へ還り、
第2図に示される様に制御量χを増大させながら第3図
のステップ32−34の循環による調節が行われる。
動作へ進む。同時に、測定器4による測定がステップ3
3に示される様に行われる。第3図では、簡単のため第
1図の負帰還を省略する。測定された制御量2は、計測
手段5の比較要素5Aにより、ステップ34で示される
様に上記の再調整点Xrの値と比較される。第2図の時
刻1=0と1=10との間において制御量Xが再調整点
Xrの値と一致しない場合には、第3図に示される様に
ディジタル調節器の動作はステップ32の調節へ還り、
第2図に示される様に制御量χを増大させながら第3図
のステップ32−34の循環による調節が行われる。
第2図の時刻1=1oにおいて制御部Xか(1調整点×
rの値と一致すると、ステップ35によりこのときカラ
ン)・(+ONが1でない(この例では、N=lがif
f調整不要の状態を示すものと仮定している。)ことが
判定されディジタル調節器の動作は第3図のステップ3
6へ進みカウント値Nが1に設定される。その後、動作
はステ・ンプ37へ進み制御対象lの伝達関数、とくに
その伝達関数に含まれるむだ時間や時定数などの定数の
計測を行う。この計測は、例えば第1図の4測要素5B
によって行われるが、Oミ達関数の計測自体は公知技術
に属する。
rの値と一致すると、ステップ35によりこのときカラ
ン)・(+ONが1でない(この例では、N=lがif
f調整不要の状態を示すものと仮定している。)ことが
判定されディジタル調節器の動作は第3図のステップ3
6へ進みカウント値Nが1に設定される。その後、動作
はステ・ンプ37へ進み制御対象lの伝達関数、とくに
その伝達関数に含まれるむだ時間や時定数などの定数の
計測を行う。この計測は、例えば第1図の4測要素5B
によって行われるが、Oミ達関数の計測自体は公知技術
に属する。
次に、制御対象1の伝達関数の計11111値に対応す
る制御要素3の定数の最適値が算出手段6によりステッ
プ38において算定される。この算定は、例えば」二記
ツィーグラー、ニコルスの提案その他任意の公知方法に
よることができる。ステ・ンプ39は、II丁調整手段
7か制御要素3の定数を算出手段6で算定された最適値
に再調整する動作を示す。
る制御要素3の定数の最適値が算出手段6によりステッ
プ38において算定される。この算定は、例えば」二記
ツィーグラー、ニコルスの提案その他任意の公知方法に
よることができる。ステ・ンプ39は、II丁調整手段
7か制御要素3の定数を算出手段6で算定された最適値
に再調整する動作を示す。
ステップ39によりディジタル調節器の制御要素3の定
数は最適化されるので、その調節器の動作は第3図のス
テップ32の調節動作に還り、ステ・ンプ32−34の
循環により第2図に示される様な目標iI!i X c
に対する自動調節が最適の態様で自動的に行われる。そ
の後、たとえ何等かの原因による変動のため制御量2が
上記再調整点Xrの値となっても(x = Xr)この
時には上記カウント値Nが1に設定されているので、第
3図のステップ35でディジタル調節器の動作は制御要
素3の定数の再調整をすることなくステップ32の調節
へ還り目標値Xcに対する自動調節を継続する。
数は最適化されるので、その調節器の動作は第3図のス
テップ32の調節動作に還り、ステ・ンプ32−34の
循環により第2図に示される様な目標iI!i X c
に対する自動調節が最適の態様で自動的に行われる。そ
の後、たとえ何等かの原因による変動のため制御量2が
上記再調整点Xrの値となっても(x = Xr)この
時には上記カウント値Nが1に設定されているので、第
3図のステップ35でディジタル調節器の動作は制御要
素3の定数の再調整をすることなくステップ32の調節
へ還り目標値Xcに対する自動調節を継続する。
本発明によるディジタル調節器において、再調整点×r
を設定しないか又は制御量χがとり得ない値に設定した
場合には、ディジタル調節器は、制御要素の定数の最適
化の動作をすることなく目標値Xcに対する制御を直接
に行う。この場合には、従来の調節器と同様な調節が行
われる。また、再調整点Xrを目標値Xcに等しく設定
した場合には、その[1標値Xcにおいて制御要素定数
の最適化動作が行われる。
を設定しないか又は制御量χがとり得ない値に設定した
場合には、ディジタル調節器は、制御要素の定数の最適
化の動作をすることなく目標値Xcに対する制御を直接
に行う。この場合には、従来の調節器と同様な調節が行
われる。また、再調整点Xrを目標値Xcに等しく設定
した場合には、その[1標値Xcにおいて制御要素定数
の最適化動作が行われる。
以」、の説明において、制御要素3は比例積分微分動作
をするものとしたが、本発明は任意の制御要素に適用で
きるものであり、例えば比例要素、積分要素、微分要素
等の任意の組合せからなる制御要素に適用することがで
きる。
をするものとしたが、本発明は任意の制御要素に適用で
きるものであり、例えば比例要素、積分要素、微分要素
等の任意の組合せからなる制御要素に適用することがで
きる。
発明の効果
本発明による最適化機能伺ディジタル調節器が奏する効
果を列挙すれば次の通りである。
果を列挙すれば次の通りである。
(1)蓮転開始時に再調整点を設定するのみで制iJ’
ll要ホの定数の最適化が自動的に行われるので、従来
の手動方式に比して操作が極めて容易になる。
ll要ホの定数の最適化が自動的に行われるので、従来
の手動方式に比して操作が極めて容易になる。
(2)原則として、]」標標値外の制御−喰の値で制御
JI対象の31測をするので、目標(f4にある制御対
象に外乱をケーえず、制御対象に悪影響を及ぼすことな
く調節動作の最適化を達成することができる。
JI対象の31測をするので、目標(f4にある制御対
象に外乱をケーえず、制御対象に悪影響を及ぼすことな
く調節動作の最適化を達成することができる。
(3)調節動作の最適化を自動的に行うことにより操作
員の手間が省ける。
員の手間が省ける。
(4)+1標値の近傍で最適化を行うので、高度の最適
化が実現できる。
化が実現できる。
(5)最適化された調節器を使用することにより電気炉
の温度調節等の場合に省エネルギーを図ることができる
。
の温度調節等の場合に省エネルギーを図ることができる
。
第1図は本発明の一実施例のブロフク図、第2図及び第
3図はその動作説明図である。 1・・・制御対象 2・・・ディジタル調節手段、3・
・・制御要素、 4・・・測定器、5・・・計測手段、
6・・・算出手段、7・・・再調整手段、 8・・・設
定手段、Xc・・・l″ll標値 Xr・・・再調整点
。 特許出願人 大倉電気株式会社 特許出願代理人 弁理士 市東禮次部 第1図 第2図 IA 第3図
3図はその動作説明図である。 1・・・制御対象 2・・・ディジタル調節手段、3・
・・制御要素、 4・・・測定器、5・・・計測手段、
6・・・算出手段、7・・・再調整手段、 8・・・設
定手段、Xc・・・l″ll標値 Xr・・・再調整点
。 特許出願人 大倉電気株式会社 特許出願代理人 弁理士 市東禮次部 第1図 第2図 IA 第3図
Claims (1)
- 制御対象の制御にを制御目標値に調節する制御要素を含
むディジクル調節器において、制御量の制御11標イ「
1及びその再調整点を設定する手段、制御量の−1−記
丙調整点への到達時に」二記制御対象の伝達関数を計測
する手段、計測されたnlJ御対象の伝達関数に対応す
る上記制御要素の定数の最適値を算出する手段、並びに
上記制゛御要素の定数を上記最適値に再整定する手段を
備えてなる最適化機能付ディジタル調節器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10855783A JPS603003A (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 最適化機能付デイジタル調節器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10855783A JPS603003A (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 最適化機能付デイジタル調節器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603003A true JPS603003A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14487843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10855783A Pending JPS603003A (ja) | 1983-06-18 | 1983-06-18 | 最適化機能付デイジタル調節器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603003A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6266301A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-25 | Yamatake Honeywell Co Ltd | オ−トチユ−ニングコントロ−ラ |
| JPS6277607A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-04-09 | Chino Corp | Pid定数の自動調整装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5012491A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-08 | ||
| JPS55127601A (en) * | 1979-03-22 | 1980-10-02 | Omron Tateisi Electronics Co | Process controller |
| JPS55134406A (en) * | 1979-04-06 | 1980-10-20 | Hitachi Ltd | Gain initial value adjustment unit of servo system driving unit |
| JPS5657106A (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-19 | Toshiba Corp | Adaptive control device |
| JPS5872203A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-30 | Yamatake Honeywell Co Ltd | プロセス制御方法 |
-
1983
- 1983-06-18 JP JP10855783A patent/JPS603003A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6277607A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-04-09 | Chino Corp | Pid定数の自動調整装置 |
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