JPS61131103A - 非干渉制御装置 - Google Patents
非干渉制御装置Info
- Publication number
- JPS61131103A JPS61131103A JP25305384A JP25305384A JPS61131103A JP S61131103 A JPS61131103 A JP S61131103A JP 25305384 A JP25305384 A JP 25305384A JP 25305384 A JP25305384 A JP 25305384A JP S61131103 A JPS61131103 A JP S61131103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dynamic characteristic
- output
- gain
- characteristic gain
- interference
- 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
Links
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
- 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
Landscapes
- 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〕
本発明は、プロセス制御系の非干渉制御装置の改良に関
する。 ″ 〔発明の技術的背景〕 複数のプロセス制御系が互いに干渉し合う制御装置とし
ては種々のものがあり、その１つとして例えば蒸溜搭の
成分制御装置が上げられる。
する。 ″ 〔発明の技術的背景〕 複数のプロセス制御系が互いに干渉し合う制御装置とし
ては種々のものがあり、その１つとして例えば蒸溜搭の
成分制御装置が上げられる。
この制御装置は、原料を蒸溜塔内に導入し、この蒸溜塔
内で！度差をもたせて原料から沸点の異なる複数類の成
分である半製品を分離して取出し、これを製品あるいは
次のプロセス工程へ送出すものである。
内で！度差をもたせて原料から沸点の異なる複数類の成
分である半製品を分離して取出し、これを製品あるいは
次のプロセス工程へ送出すものである。
以下、従来の蒸溜塔制御装置について請３図を参照して
説明する。即ち、この装置は、加熱流体であるりざイラ
Ｉｋｌを再熱器２に送）、ここで熱交換された蒸気を蒸
溜塔３へ送シ、流入原料４を蒸溜塔３内で蒸気によって
蒸発させて温度差をつくり出し、複数種類の製品を得る
ものである。このとき１．リゴイラ量制御系に於ける塔
下部の温度は下部温度検出器５によって検出され、この
検出温度信号を温度調節計６で受けてリボイラ量設定値
を求め、これと流量調節計７に供給する。この流量調節
計７では設定値と流電検出器８からの検出流量信号とを
比較し両信号の偏差が零となるようにＰＩまたはＰＩＤ
演算を行って操作出力信号を求め、この信号を流！調節
弁９に加えてリボイラｉを制御している。従って、塔下
部の＠度によりてすがイラ量１を制御し、結果として塔
上部の温度を変化させているので塔上部のリフラックス
量制御系を干渉していることになる。一方、塔上部のり
フラックス量制御系においては、塔頂から出力される蒸
気が冷却器１０によって冷却されてリフラックスドラム
１ノに貯蔵され、その成分の一部はリフラックスｊＩｋ
１２として蒸溜塔３内に循環されて塔頂から出る蒸気の
温度を制御し、前記成分の残）成分は留出量（製品）１
３として例えば次のプロセス工程へ送られる。このリフ
ラックス量制御系は、塔上部の温度を上部温度検出器１
４によシ検出し、この検出温度信号を温度調節計１５で
受けてり７ラツクス量設定値を求め、これを流量調節計
１６に供給する。そして、この流量調節計１６において
設定値と流量検出器１７からの検出流量信号とを比較し
両信号の偏差が零となるようにＰＩｔたはＰＩＤ演算を
行って操作出力信号を求め、この信号を流量調節弁１８
に加えてり７ラツクス量を制御している。従って、この
りスラックス量１２によりて蒸溜塔３内部の蒸気温度が
変化し、塔下部の制御系に干渉することになる。
説明する。即ち、この装置は、加熱流体であるりざイラ
Ｉｋｌを再熱器２に送）、ここで熱交換された蒸気を蒸
溜塔３へ送シ、流入原料４を蒸溜塔３内で蒸気によって
蒸発させて温度差をつくり出し、複数種類の製品を得る
ものである。このとき１．リゴイラ量制御系に於ける塔
下部の温度は下部温度検出器５によって検出され、この
検出温度信号を温度調節計６で受けてリボイラ量設定値
を求め、これと流量調節計７に供給する。この流量調節
計７では設定値と流電検出器８からの検出流量信号とを
比較し両信号の偏差が零となるようにＰＩまたはＰＩＤ
演算を行って操作出力信号を求め、この信号を流！調節
弁９に加えてリボイラｉを制御している。従って、塔下
部の＠度によりてすがイラ量１を制御し、結果として塔
上部の温度を変化させているので塔上部のリフラックス
量制御系を干渉していることになる。一方、塔上部のり
フラックス量制御系においては、塔頂から出力される蒸
気が冷却器１０によって冷却されてリフラックスドラム
１ノに貯蔵され、その成分の一部はリフラックスｊＩｋ
１２として蒸溜塔３内に循環されて塔頂から出る蒸気の
温度を制御し、前記成分の残）成分は留出量（製品）１
３として例えば次のプロセス工程へ送られる。このリフ
ラックス量制御系は、塔上部の温度を上部温度検出器１
４によシ検出し、この検出温度信号を温度調節計１５で
受けてり７ラツクス量設定値を求め、これを流量調節計
１６に供給する。そして、この流量調節計１６において
設定値と流量検出器１７からの検出流量信号とを比較し
両信号の偏差が零となるようにＰＩｔたはＰＩＤ演算を
行って操作出力信号を求め、この信号を流量調節弁１８
に加えてり７ラツクス量を制御している。従って、この
りスラックス量１２によりて蒸溜塔３内部の蒸気温度が
変化し、塔下部の制御系に干渉することになる。
そこで、従来、複数の制御系相互間における干渉化の影
響を回避するための手段として、第４図の模式図によっ
て示すように一方の制御系２０のＰＩＤ調節計２１出力
端と他方の制御系３０のＰＩＤ調節計３１出力端との間
にたすき掛けをもって非干渉化要Ｘ２２，３２を介在し
、干渉の影響を防止している。同図において２３゜３３
は７ａｃ１セス測定量と設定量との偏差を求める偏差演
算要素、２４．３４は加算演算要素。
響を回避するための手段として、第４図の模式図によっ
て示すように一方の制御系２０のＰＩＤ調節計２１出力
端と他方の制御系３０のＰＩＤ調節計３１出力端との間
にたすき掛けをもって非干渉化要Ｘ２２，３２を介在し
、干渉の影響を防止している。同図において２３゜３３
は７ａｃ１セス測定量と設定量との偏差を求める偏差演
算要素、２４．３４は加算演算要素。
２５．３５はプロセス、２６．３６は干渉化要素、２７
．３７は加算演算要素である。即ち、第４図の非干渉化
制御装置は、各制御系２０゜３０を伝達関数を用いて表
わしたものであって、制御系２０が制御系３０に干渉化
要素３６をもって干渉し、逆に制御系３０が制御系２０
に干渉化要素２６をもって干渉しており、このため干渉
化要素２６．３６を打ち消すために各調節計２１．３１
の出力端に非干渉化要素３２゜２２を加えたものである
。
．３７は加算演算要素である。即ち、第４図の非干渉化
制御装置は、各制御系２０゜３０を伝達関数を用いて表
わしたものであって、制御系２０が制御系３０に干渉化
要素３６をもって干渉し、逆に制御系３０が制御系２０
に干渉化要素２６をもって干渉しており、このため干渉
化要素２６．３６を打ち消すために各調節計２１．３１
の出力端に非干渉化要素３２゜２２を加えたものである
。
しかし、以上のような非干渉制御装置の非干渉化対策手
段は、それぞれの制御系２０．３０のプロセスダインと
干渉化要素ｒインから一義的に定められる静特性要素と
しての非干渉化要素ゲインを用いて非干渉化を行ってい
るので、プロセスの構造上から生じる動特性変化に対し
て応答性が悪く、制御系２０．３０が不安定な状態とな
る。また、３つ以上の制御系が相互に干渉し合う非干渉
化制御装置では、非干渉化要素の影響が他の２つ以上の
制御系に影響を与えるが、その効果が直接的でなく、ま
わシまわって作用するために更に応答性が悪くなり、多
変数制御の場合には非常に取扱いにくいものとなる。
段は、それぞれの制御系２０．３０のプロセスダインと
干渉化要素ｒインから一義的に定められる静特性要素と
しての非干渉化要素ゲインを用いて非干渉化を行ってい
るので、プロセスの構造上から生じる動特性変化に対し
て応答性が悪く、制御系２０．３０が不安定な状態とな
る。また、３つ以上の制御系が相互に干渉し合う非干渉
化制御装置では、非干渉化要素の影響が他の２つ以上の
制御系に影響を与えるが、その効果が直接的でなく、ま
わシまわって作用するために更に応答性が悪くなり、多
変数制御の場合には非常に取扱いにくいものとなる。
本発明は以上のような不具合を解決するためになされた
ものでろって、静特性ゲインおよび動特性時定数を動特
性ゲインとして有機的に結合させて応答特性の改善を図
り、変数次元に制約されずに非干渉化要素の影響をなく
する非干渉制御装置を提供することにある。
ものでろって、静特性ゲインおよび動特性時定数を動特
性ゲインとして有機的に結合させて応答特性の改善を図
り、変数次元に制約されずに非干渉化要素の影響をなく
する非干渉制御装置を提供することにある。
本発明は、フィードバック調節計の出力側に動特性ゲイ
ン要素の逆行列の関数を付加して非干渉化を行う非干渉
制御装置である。
ン要素の逆行列の関数を付加して非干渉化を行う非干渉
制御装置である。
以下、本発明装置の一実施例について第１図および第２
図を参照して説明する。第１図はカスケード制御系を簡
略化して表わした構成図、第２図は第１図の非干渉化要
素を伝達関数で表わした図である。第１図において４１
は第４図の２イードパ、クルージ信号と設定量との偏差
を例えばＰＩＤ調節演算して操作出力を求めるフィード
バック調節計であシ、この調節計４１の操作出力は制御
対象としてのプロセス基４２に与えられる。このプロセ
ス系４２は、多変数プｒ：ｔセス４２１にフィードバッ
クゲイン要素４２Ｚがフィードバックされてカスケード
系として構成されている。従って、このプロセス系４２
を状態方程式で表わすと。
図を参照して説明する。第１図はカスケード制御系を簡
略化して表わした構成図、第２図は第１図の非干渉化要
素を伝達関数で表わした図である。第１図において４１
は第４図の２イードパ、クルージ信号と設定量との偏差
を例えばＰＩＤ調節演算して操作出力を求めるフィード
バック調節計であシ、この調節計４１の操作出力は制御
対象としてのプロセス基４２に与えられる。このプロセ
ス系４２は、多変数プｒ：ｔセス４２１にフィードバッ
クゲイン要素４２Ｚがフィードバックされてカスケード
系として構成されている。従って、このプロセス系４２
を状態方程式で表わすと。
ｘ＝Ａｘ＋Ｂｕ
・・・・・・・・（１）
ｙ ＝ Ｃｘ
となる。この式において完はプロセス系４２から出力さ
れる制御変数ベクトルであシ、ｙは制御変数の検出量を
示す。ゆえに、上式からプロセス系４２の制御変数ベク
トル；は、ＡＩのほかに、操作出力Ｕに対角要素以外に
零でない動特性ゲインＢとしての動特性ゲイン要素４３
が影響していることが分る。そこで、フィードバック調
節計４１の出力側に、動特性ゲインＢに対して逆行列と
なる動特性グイ７Ｂ１の非干渉化要素４４を付加するこ
とによシ、ＢＢ ’＝ ｌ （単位行列）とし、非干渉
化する構成としたものである。
れる制御変数ベクトルであシ、ｙは制御変数の検出量を
示す。ゆえに、上式からプロセス系４２の制御変数ベク
トル；は、ＡＩのほかに、操作出力Ｕに対角要素以外に
零でない動特性ゲインＢとしての動特性ゲイン要素４３
が影響していることが分る。そこで、フィードバック調
節計４１の出力側に、動特性ゲインＢに対して逆行列と
なる動特性グイ７Ｂ１の非干渉化要素４４を付加するこ
とによシ、ＢＢ ’＝ ｌ （単位行列）とし、非干渉
化する構成としたものである。
さらに、２つの制御系即ち２人力・２出力の系について
考えると、その状態方程式は（１）式の変形として、 で表わすことができる。従って、２人力・２出力の制御
系では、フィードパ、り調節計４１の出力側に静特性ゲ
インと動特性°時定数を含む動特性ゲインＢｌの非干渉
化要素４４を付加するととによシ、非干渉制御装置を構
成するものとする。
考えると、その状態方程式は（１）式の変形として、 で表わすことができる。従って、２人力・２出力の制御
系では、フィードパ、り調節計４１の出力側に静特性ゲ
インと動特性°時定数を含む動特性ゲインＢｌの非干渉
化要素４４を付加するととによシ、非干渉制御装置を構
成するものとする。
次に、以上のように構成された装置の作用を説明する。
フィードバック調節計４１から操作出力Ｗが出力された
とすると、この操作出力Ｗにプロセス系４２に対する動
特性ゲインＢの逆行列となる動特性ゲインＢ ”−１を
掛けてプロセス系４２への本来の操作出力Ｕとする。こ
こで、動特性ゲインＢの逆行列となる動特性ゲインＢ″
″″１を求めると、
Ｉとなる。ｌｅｔ は共通項であるので除外して考
えで表わすことができる。但し、ｌｌ”＝ ｎ−’ｘ
ＩＢＩである。従って、フィードバック調節計４１の出
に加えれば、プロセス系４２に動特性ゲインＢが影響し
ているので、プロセス系４２から出力される制御変数ベ
クトル士は、 ’ｘ ＝ ＡＸ＋ＢＢ ｗ ＝ Ａｘ十Ｂ−１１１＠ｆ３−’ｖｒ ＝Ａｘ＋ＩＢｌｖ となり、動特性ダインＩＢ＋のみ表われ、非干渉化する
ことができる。
とすると、この操作出力Ｗにプロセス系４２に対する動
特性ゲインＢの逆行列となる動特性ゲインＢ ”−１を
掛けてプロセス系４２への本来の操作出力Ｕとする。こ
こで、動特性ゲインＢの逆行列となる動特性ゲインＢ″
″″１を求めると、
Ｉとなる。ｌｅｔ は共通項であるので除外して考
えで表わすことができる。但し、ｌｌ”＝ ｎ−’ｘ
ＩＢＩである。従って、フィードバック調節計４１の出
に加えれば、プロセス系４２に動特性ゲインＢが影響し
ているので、プロセス系４２から出力される制御変数ベ
クトル士は、 ’ｘ ＝ ＡＸ＋ＢＢ ｗ ＝ Ａｘ十Ｂ−１１１＠ｆ３−’ｖｒ ＝Ａｘ＋ＩＢｌｖ となり、動特性ダインＩＢ＋のみ表われ、非干渉化する
ことができる。
従って、以上のような構成によれば、プロセス系の静特
性ダインに着目して非干渉化していた従来のものと異な
シ、静特性ゲインと動特性時定数を含んで動特性ゲイン
として有機的に結合させて制御系全体を考えているので
、応答待るので、簡単な動特性ゲインにて非干渉化でき
、特に変数の次元が高いときに簡単に演算できて有用々
ものである。
性ダインに着目して非干渉化していた従来のものと異な
シ、静特性ゲインと動特性時定数を含んで動特性ゲイン
として有機的に結合させて制御系全体を考えているので
、応答待るので、簡単な動特性ゲインにて非干渉化でき
、特に変数の次元が高いときに簡単に演算できて有用々
ものである。
なお、上記実施例では２変故について述べたが、２変故
以上のものでも同様に適用できるものである。その他、
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
できる。
以上のものでも同様に適用できるものである。その他、
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
できる。
以上詳記したように本発明によれば、プロセス系の動特
性ゲインに着目してフィードバック調節計の出力に前記
動特性ゲインの逆行列関数となる動特性ゲインの非干渉
化要素を付加したので、従来のように非干渉化要素によ
って制御系の応答性が悪くなるといった問題を改善する
ことができ、制御系を適切に非干渉できる非干渉制御装
置である。
性ゲインに着目してフィードバック調節計の出力に前記
動特性ゲインの逆行列関数となる動特性ゲインの非干渉
化要素を付加したので、従来のように非干渉化要素によ
って制御系の応答性が悪くなるといった問題を改善する
ことができ、制御系を適切に非干渉できる非干渉制御装
置である。
第１図および第２図は本発明に係る非干渉制御装置の一
実施例を説明するために示したもので、第１図はカスケ
ード制御系を簡略化した構成図、第２図は第１図の非干
渉化要素を伝達関数で表現した図、第３図は従来の非干
渉制御装置の一具体例を示す構成図、第４図は従来装貨
を簡略化して表わした模式図である。 ４ノ・・・フィードバック調節計、４２・・・グロセス
系、４３・・・動特性グイ：／：要素、４４・・・非干
渉化要素、４２１・・・多変数プロセス、４２２・・・
フィードパ、りｒイン要素。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ｓ１ 図 第４図
実施例を説明するために示したもので、第１図はカスケ
ード制御系を簡略化した構成図、第２図は第１図の非干
渉化要素を伝達関数で表現した図、第３図は従来の非干
渉制御装置の一具体例を示す構成図、第４図は従来装貨
を簡略化して表わした模式図である。 ４ノ・・・フィードバック調節計、４２・・・グロセス
系、４３・・・動特性グイ：／：要素、４４・・・非干
渉化要素、４２１・・・多変数プロセス、４２２・・・
フィードパ、りｒイン要素。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ｓ１ 図 第４図
Claims (1)
- 複数の制御系が互いに他方の制御系に干渉する制御装置
において、各制御系のフィードバック調節計の出力側に
、制御対象の動特性ゲイン要素とは逆行列となる関数を
有する動特性ゲインを非干渉化要素として付加したこと
を特徴とする非干渉制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25305384A JPS61131103A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 非干渉制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25305384A JPS61131103A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 非干渉制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61131103A true JPS61131103A (ja) | 1986-06-18 |
Family
ID=17245824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25305384A Pending JPS61131103A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 非干渉制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61131103A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0299321A2 (de) * | 1987-07-15 | 1989-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltender PI-Regler mit Rückführung |
| WO2001079943A1 (fr) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Omron Corporation | Unite de commande, regulateur de temperature et appareil de traitement thermique |
| JP2001296901A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
| JP2001296902A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
| JP2001306103A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-11-02 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
| JP2010204878A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 位置決め制御系の外乱非干渉化補償装置 |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP25305384A patent/JPS61131103A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0299321A2 (de) * | 1987-07-15 | 1989-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltender PI-Regler mit Rückführung |
| WO2001079943A1 (fr) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Omron Corporation | Unite de commande, regulateur de temperature et appareil de traitement thermique |
| WO2001079942A1 (fr) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Omron Corporation | Unite de commande, regulateur de temperature et appareil de traitement thermique |
| JP2001296901A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
| JP2001296902A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
| US6951998B2 (en) | 2000-04-14 | 2005-10-04 | Omron Corporation | Controller, temperature regulator and heat treatment apparatus |
| JP2001306103A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-11-02 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
| JP2010204878A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 位置決め制御系の外乱非干渉化補償装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5777872A (en) | Method and system for controlling a multiple input/output process with minimum latency | |
| US5892679A (en) | Method and system for controlling a multiple input/output process with minimum latency using a pseudo inverse constant | |
| Reswick | Disturbance-Response Feedback—A new control concept | |
| JPS61131103A (ja) | 非干渉制御装置 | |
| JP4192394B2 (ja) | 温度調節器 | |
| us Saqib et al. | Observer-based anti-windup compensator design for nonlinear systems | |
| JPH07261805A (ja) | 比例積分微分制御パラメータ自動調整装置 | |
| US5172579A (en) | Steering control apparatus for rolled plates | |
| JP4192393B2 (ja) | 温度調節器 | |
| JPS629405A (ja) | プロセス制御装置 | |
| JPS61190602A (ja) | 調節装置 | |
| McIntosh et al. | Calculation of steady-state gains for multivariable systems from closed-loop steady-state data | |
| JP3392508B2 (ja) | 通板材の使用回数によるフィードフォワード制御量補正方式 | |
| JPH0562361B2 (ja) | ||
| JPH05313704A (ja) | 適応制御装置 | |
| JPS60164805A (ja) | プロセス制御装置 | |
| Vester et al. | Control design for an industrial high-purity distillation column using mechanistic modelling and process identification | |
| SU962852A2 (ru) | Самонастраивающа с система управлени | |
| JPH02285803A (ja) | 自動レベル制御回路 | |
| JPS61245202A (ja) | 非干渉最短時間制御方法 | |
| JPS6117445Y2 (ja) | ||
| JPS60176104A (ja) | プロセス制御装置 | |
| JPS61208502A (ja) | フイ−ドフオワ−ド制御装置 | |
| JPS5936804A (ja) | フイ−ドフオワ−ドモデルの自動修正方法 | |
| JP2521259B2 (ja) | 制御系補完装置 |