JPS62108303A - フイ−ドバツク制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、　ＤＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｄｉｇｉｔａｌ　
Ｃｏｎｔｒ。

１１）装置において、制御パラメータを最適値に自動的
に設定する機能を有するフィードバック制御装置に関す
るものである。

従来の技術 従来、この種のフィードバック制御装置は、比例動作に
積分動作を付加したＰ１制御、または比例動作に積分動
作および微分動作を付加したＰＩＤ制御を用いたものが
多かった。このような制御をする場合、制御パラメータ
（比例ゲイン、積分時間、微分時間、サンプリング周期
）を制御対象の特性に応じて適切に設定する必要がある
。従来は、機器および制御装置を現場に納入後、ステッ
プ応答特性の実験をし、制御対象の特性を調べ、制御パ
ラメータを決定するという方法が一般的であった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の方法では、納入時に制御パラ
メータを固定してしまうため、制御状態の変化に対応す
ることができず、オーバシュートやハンチングが起こる
という状況に陥る可能性があり、制御性が悪化するとい
う問題点があった。

本発明は上記従来の問題点を解消するもので、オーバシ
ュートやハンチングが起こる主な要因と考えられる比例
ゲインの、設定を、状況に応じて変化させて、安定した
制御状態を維持することのできるフィードバック制御装
置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明のフィードバック制
御装置は、サンプリング周期ごとに制御対象のプロセス
変数と目標値との偏差を算出する偏差量算出手段と、こ
の偏差量算出手段により算出した偏差と比例ゲインとを
もとにして比例動作により操作量を算出する操作量算出
手段と、前記偏差量算出手段により算出した偏差と前記
操作量算出手段により算出した操作量とをもとにして前
記比例ゲインを変更する比例ゲイン算出手段とを備えた
構成としたものである。

作用 上記構成によれば、サンプリング周期ごとに算出される
制御対象のプロセス変数と目標値との偏差と、操作量と
をもとにして、制御パラメータである比例ゲインを動的
に変化させながら操作量を算出することになる。

実施例 以下１本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一実施例におけるフィードバック制御
装置の構成図で１は偏差量算出手段であり、この偏差量
算出手段１は、目標値ｒと制御対象２から出力される時
刻ｔにおけるプロセス変数ｙ　（ｔ）との偏差ｅ　（ｔ
）を算出する。３は操作量算出手段で、偏差量算出手段
１で算出された偏差ｅ　（ｔ）と、前回サンプリングし
た偏差ｅ（を−τ）（τ：サンプリング周期）と、比例
ゲイン算出手段４で算出された比例ゲインにとにより、
比例動作と積分動作とで操作量ｖ　（ｔ）を算出する。

前記比例ゲイン算出手段４は、偏差量算出手段１で算出
された偏差ｅ（し）と前回サンプリングした偏差ｅ（ｔ
−τ）と操作量算出手段３で算出された操作量ｖ　（ｔ
）と前回サンプリング時点に算出された操作量ｖ（ｔ−
τ）とをもとにして比例ゲインＫを算出する。

第２図は上記フィードバック制御装置の制御手順を示す
フローチャートで、まずステップ１では。

経過時間Ｔ１を初期化（ゼロクリア）し、比例ゲインに
の初期値を格納する。次にステップ■では。

経過時間Ｔ１がサンプリング周期τに達したが否かの判
断を行なう。経過時間Ｔ１がサンプリング周期τに達し
たならばステップ■に進む。ステップ■では、下記（ａ
）式により、目標値ｒと時刻ｔにおけるプロセス変数ｙ
　（ｔ）との偏差ｅ　（ｔ）を算出する。

ｅ　（ｔ）＝　ｒ　−ｙ　（ｔ）　　　・・・・・・（
ａ）ステップ■〜■が偏差量算出手段１の動作である。

次にステップ■では、上記（ａ）式で算出した偏差ｅ　
（ｔ）と前回サンプリング時点（時刻を一丁）における
偏差ｅ（ｔ−τ）と比例ゲインにとにより、比例動作お
よび積分動作を行なって下記（ｂ）式により操作量ｖ　
（ｔ）を算出する。

ν（し−τ）は前回サンプリング時点に算出した操作量
であり、Ｔ１は積分時間であ−る。ステップ■が操作量
算出手段３の動作である。次にステップ■では、比例ゲ
インを算出する。この算出は次のようにして行なう。す
なわち、偏差ｅ　（ｔ）、ｅ（ｔ　−τ）と操作量ｖ　
（ｔ）、ｖ（を−τ）とにもとづき、比例ゲインＫを次
のように変更する。

（イ）　ｅ（ｔ）　−ｅ（ｔ　−ｖ））Ｏ，ｖ（ｔ）　
−ｖ（ｔ　−ｖ）＜Ｏのときに＝に’　＋Ｋａｉｅ（ｔ
）−ｅ（ｔ−τ）ｌただし、Ｋ′は前回サンプリング時
点における比例ゲイン、ＫＯは定数（Ｋａ＞Ｏ）である
。

（ロ）　５（ｔ）−ｅ（ｔ−ｔ）＜Ｏ，ｖ（ｔ）−ｖ（
ｔ−ｔ）＞Ｏのときに＝に’　＋Ｋａ・１ｅ（ｔ）−ｅ
（ｔ　　ｒ）ｌ（ハ）　ｅ（ｔ）−ｅ（ｔ　−ｔ　）＞
Ｏｙ　ｖ（ｔ）−ｖ（ｔ　−ｔ　）＞Ｏのときに＝に’
　−Ｋｃｒｌｅ（ｔ）　−ｅ（ｔ−τｌ（ニ）　ｅ（ｔ
）−ｅ（ｔ−τ）＜Ｏ，ｖ（ｔ）−ｖ（ｔ−τ）＜Ｏの
ときに＝に’　−Ｋｃｒｌｅ（ｔ）　　ｅ（ｔ　　ｒ）
１ステツプ■が比例ゲイン算出手段４の動作である。

次にステップ■では、偏差ａ　（ｔ）および操作量Ｖ（
１）をそれぞれｅ（を−τ）、ν（し−τ）として格納
し、経過時間Ｔ□をゼロクリアし、ステップ■へもどる
。以下、以上のような動作を繰り返す。

このように、ｅ（ｔ）　−ｅ（を−τ）の値、すなわち
プロセス変数ｙ　（ｔ）の変化量が正であり、かつ操作
量の変化量ｖ（ｔ）　　ｖ（を−τ）が負である場合、
またはプロセス変数ｙ　（ｔ）の変化量ｅ（ｔ）−ｅ（
ｔ　−τ）の値が負でありかつ操作量の変化量ｖ（ｔ）
−ｖ（を−で）の値が正である場合は、比例ゲインＫが
ｅ（ｔ）　−ｅ（を−τ）の値に比例して大きくなり、
プロセス変数の変化量と操作量の変化量とがともに正ま
たはともに負の場合は、比例ゲインにの値がｅ（ｔ）−
ｅ（を−τ）の値に比例して小さくなるため、制御状態
が安定しやすくなる。

第３図（Ａ）は従来のフィードバック制御装置を用いて
比例ゲインＫを固定した値にして制御を行なったときの
プロセス変数の変化を示し、同図（Ｂ）は本実施例にお
けるフィードバック制御装置を用いた場合のプロセス変
数の変化を示している。

この図からも、本実施例の制御状態が安定していること
がわかる。

発明の効果 以上述べたごとく本発明によれば、制御対象のプロセス
変数と目標値との偏差と、操作量とにもとづいて、比例
ゲインを動的に変化させながら、最適な操作量を算出す
るので、オーバーシュートやハンチングといった現象を
防ぐことができ、制御性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるフィードバック制御
装置の構成図、第２図は同フィードバック制御装置の制
御手順を示すフローチャート、第３図はフィードバック
制御装置の制御性の説明図である。 １・・・偏差量算出手段、２・・・制御対象、３・・・
操作−量算出手段、４・・・比例ゲイン算出手段代理人
　　　森　　本　　義　　弘 第１図 ４　　゛ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、サンプリング周期ごとに制御対象のプロセス変数と
   目標値との偏差を算出する偏差量算出手段と、この偏差
   量算出手段により算出した偏差と比例ゲインとをもとに
   して比例動作により操作量を算出する操作量算出手段と
   、前記偏差量算出手段により算出した偏差と前記操作量
   算出手段により算出した操作量とをもとにして前記比例
   ゲインを変更する比例ゲイン算出手段とを備えたフィー
   ドバック制御装置。