JPS62128301A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
- Publication number
- JPS62128301A JPS62128301A JP26908885A JP26908885A JPS62128301A JP S62128301 A JPS62128301 A JP S62128301A JP 26908885 A JP26908885 A JP 26908885A JP 26908885 A JP26908885 A JP 26908885A JP S62128301 A JPS62128301 A JP S62128301A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- control
- deviation
- intermittent
- control deviation
- Prior art date
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- Pending
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- 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
(産業上の利用分野)
本発明はプロセス制御装置に関し、更に詳しくは、むだ
時間を含むプロセスに用いて好適なプロセス7−リ御装
置に関する。 (従来の技術) むだ時間を含むプロはスのプロセス制御装置には、従来
より以下に承りような方法が用いられている。 ■補間フィードバック法 ■オツトースミス法 ■間欠積分法 ■の補間フィードバック法は、調節側の動特性がプロセ
スの動特性を補間するように働くもので、その原理は、
目標値と測定値の差分(制御偏差)eから、それを丁度
打消すに足るだけの出力変化を即時に作り出すようにな
っている。 ■のオツトースミス法は補間フィードバック法の一種で
W4節計の中にむだ時間を補間する特性を組込んだもの
である。 次に■の間欠積分法について説明する。第5図は間欠積
分法の動作原理を示す図である。図において、1は1次
遅れとむだ時間を含むプロセスで、L
時間を含むプロセスに用いて好適なプロセス7−リ御装
置に関する。 (従来の技術) むだ時間を含むプロはスのプロセス制御装置には、従来
より以下に承りような方法が用いられている。 ■補間フィードバック法 ■オツトースミス法 ■間欠積分法 ■の補間フィードバック法は、調節側の動特性がプロセ
スの動特性を補間するように働くもので、その原理は、
目標値と測定値の差分(制御偏差)eから、それを丁度
打消すに足るだけの出力変化を即時に作り出すようにな
っている。 ■のオツトースミス法は補間フィードバック法の一種で
W4節計の中にむだ時間を補間する特性を組込んだもの
である。 次に■の間欠積分法について説明する。第5図は間欠積
分法の動作原理を示す図である。図において、1は1次
遅れとむだ時間を含むプロセスで、L
【よむだ時間、T
pは1次遅れ時定数である。2しよ積分時定数T+の間
欠積分コントローラである。 プロセス変量(例えば温度、圧力等)目標値SVとプロ
セス1からのプロセス変量測定値(制御量)PVは差分
演陣器3に入り、S■とPVの差分が演惇される。ここ
で差分く制御偏差)eは次式で与えられる。 e=sV−PV ・< 1 >こ
の制御偏差eは、間欠積分コントローラによってオンオ
フ制御されるスイッチSWを介して間欠積分コントロー
ラ2に入る。該間欠積分コントローラはυ制御偏差e8
積分して操作出力MVの変をプロセス1に与え、aII
J till Q ?U e lfi Oに近づくよう
な制御を行う。 第6図は各部の動作を示すタイミングチャートで、(イ
)はスイッチSWのオンオフ動作を、(1」)はIb1
IIIl量PVを、(ハ)は操作出力MVをそれぞれ示
している。ここで、スイッチSWのオンから次のオンま
での時間TAが間欠積分コントローラの制御周期となる
。TAは例えばTA−L+3Tp乃至はL+4TD程麿
にとられる。ここでLはむだ時間、Tpは1次遅れ時定
数である。 (発明が解決しようとする問題点) ■、■に示す方法の場合、前述したようにむだ時間特性
を疑似しlζ回路@ Ai’l郭糸内に組込むことによ
ってむIご時間要求を除去して連続4111311を実
現している。しかしながら、これらのグラ法(Jむだ時
間或いはプロセスゲインが刻々変化するブ[]セスの場
合には補償器との不一致が生じ、必ずしもJ、い制il
D結宋が得られない。 次に■に示す方法の場合、積分時定数T+の最適値は TI=t on/K −(3)で
求められる。ここでt onは第6図(イ)に示すスイ
ッチSWがオンになっている時間であり、1〈はプロセ
ス1のゲインである。Kが変動するプロセスにJ3いて
は積分時定* T rが変動1yるため不都合が生じる
。例えばKが減少すると制御11ffiの応答が悪くな
り、Kが増大すると制御量がハンチングする。 第7図は間欠積分時定数T1の値が不適当な場合の応答
例を示す図である。(イ)は積分時定数Tlff1最適
積分時定数TIOよりも小さい時の応答波形、(ロ)は
積分時定数T+が最適積分時定数Tooよりも大きい時
の応答波形である。(イ)の場合にはアンダーダンピン
グになり、(ロ)の場合にはオーバーダンピングになっ
ている。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、むだ時間を含むプロセスの静的ゲインが変
化した場合でも最適な制御を行うことができるプロセス
制御装置を実現することにある。 (問題点を解決するための手段) 前記し/=問題点を解決する本発明は、むだ時間を含む
プロセスを間欠ff4分コントローラでL制御する場合
において、プロセス変量の設定値と測定値どの制tiu
a差を常時モニタしておき、制OII偏差が所定の範囲
を越えた時に、その時の制御偏差と操作出力変化分から
間欠積分:】ントローラの積分時間をセルフチコーニン
グするように構成したことを特徴とするものである。 (作用) 本発明は、間欠積分コントローラの積分時定数をプロセ
ス状態に応じてセルフチコーニングで変えるようにした
。 (実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。図において、第5図と同一のものは同一の番号を付し
て示す。図において、11は−り御鴎差eを常時監視し
ているlIa差モニタ、12は偏差モニタ11からの起
動指令信号及び制御(−差0を受けて積分時定数T1を
セルフチューニングするセルフチューニング演咋器で、
その出力は間欠積分コントローラ2に入っている。この
ように構成された装置の動作を説明すれば、以下のとお
りである。 図に示すシステムでプロセス1がf、111311され
ているものとする。この状態で、(9差モニタ11)4
常時制!II嘔rLeを監視してJ3す、eが下限設定
1fJesL より6小さくなった時、若しくはCが上
限設定値05Mよりも大きくなった時く即らe≦(3S
L ?jしくは e≧esh −(4)になった
時、セルフチューニング乗算器12に起動指令を与える
。一方、制御偏差eが esL <e<58 ・=<5>の
範囲内に納まっている時にはセルフチューニング乗棹器
12に機能停止指令を与える。 若し、制御偏差eが(4)式で示される状態にある時に
は、偏差モニタ11は間欠積分コントローラ2及びセル
フチューニング乗算器12に起動指令をかける。間欠積
分コントローラ2は、偏差モニタ11からの起動指令を
トリが信号として受けるとスイッチSWをt on秒間
だけ閉じて、そのの演算をし、それまでの操作出力MV
を(6)式で示されるΔMvIだけ変化さける。 一方、セルフチューニング演算器12は同じく偏差モニ
タ11からの起動指令を受ジノると、その時の制御偏差
e1及び間欠積分コントローラ2の(6)式で示される
6M V +出力を先ず記憶する。 更に次の制御局lII](プロセス1の応答時間)Ts
(−L+3Tp)時間経過後の制御偏差e2を記憶し T+=−ΔMVI Xt on/ (el −er )
・・・(7) で表わされる演算を行い、新たな積分時定数T+を求め
る。求まった積分時定数T+は間欠積分コントローラ2
に与えられ、次回の(6)式で示される操作出力変化分
ΔM V 1を求める演算はこの新たに設定された積分
時定数を用いて行う。図に示tIIII御装置は、この
ような制御をプロセス1が嫁御している間中行う。この
結果プロセス1は最適なII Ill状態に保たれるこ
とになる。 第2図は本実施例装置の動作シーケンスを示す図である
。図に示すように先ず制11111a差をキャッチする
。モして1ii制御周期Ts軽過後プロセスゲインK(
−Δe/ΔMV)を同定しておき、積分定BS[T+を
セルフチューニングする。この新たな積分時定数T+に
よって次回の間欠積分動作を行い、更に−Ts*fji
1131f!後、N m 的ICGt S V (設定
値) −PV (IIJt[1ffi) ドア6モ(7
)?アル。 第3図は設定値SVを変化させた時の各部の応答を示す
図である。図において、(イ)はS■の変化を示す図で
、併せて測定値PVの応答波形も示している。時刻t1
において、設定値Svを図に示すようにステップ状に変
化させたものどする。 時刻t1におけるail+御&i差elが予め定められ
た上下限設定値を越えたものとすると、偏差モニタ11
は、間欠積分コントローラ2に起動指令を与える。これ
により、間欠積分コントローラ2は、(ロ)に示すよう
にスイッチSWをオンにし、elを内部に取込み間欠積
分動作を行う。(ロ)に示すようにスイッチSWを閉じ
るタイミングはブo(?スの制御状態に応じてシフトす
る。 一方、時刻t1において偏差モニタ11はセルフチュー
ニング演算器12にも起動指令を与える。 該セルフチューニング演算器12は(ハ)に示ずように
、その時の制御I幅偏差1ど、操作出力変化分ΔMvI
を内部に保存記憶する。操作出力変化分へMVは(2)
に承りように時刻【I直後から01の積分をt on期
間だ(シ行い、ΔMvIだけ立上がる。セルフチューニ
ング演算器12はこの積分結果の6M V 1を01と
共に内部に取込むのである。 TsliQ間経過後のtlにおける制御偏差eはtlに
おけるelからezへと変化している。セルフチューニ
ング演算器12は、このelを取込んで(7)式で表わ
される演算を行い、新たな積分時定数T1を求める。間
欠積分コントローラ2は、次回の!i、II御偏差e2
の積分はこの新しい積分時定数を用いて行う。このよう
な制御を行うことにより、制御偏差は(イ)に示すよう
にOに近づき最適な制御が行える。 第4図は本発明によるプロセス応答波形を示づ図である
。(イ)、(ロ)はそれぞれ第7図の(イ)、(ロ)に
対応している。本発明によれば積分時定@T+が最適な
値に制御されるので、オーバーダンピング及びアンダー
ダンピングになることはない。尚、従来法による応答波
形を破線で示しである。 (Q明の効果) 以上詳細に説明したような、本発明にJ、れば、プロセ
スの状態に応じて積分時定数を可変しているので、むだ
時間を含むプロセスの静的ゲインが変化した場合でb最
適なイリ御を行うことができる。
pは1次遅れ時定数である。2しよ積分時定数T+の間
欠積分コントローラである。 プロセス変量(例えば温度、圧力等)目標値SVとプロ
セス1からのプロセス変量測定値(制御量)PVは差分
演陣器3に入り、S■とPVの差分が演惇される。ここ
で差分く制御偏差)eは次式で与えられる。 e=sV−PV ・< 1 >こ
の制御偏差eは、間欠積分コントローラによってオンオ
フ制御されるスイッチSWを介して間欠積分コントロー
ラ2に入る。該間欠積分コントローラはυ制御偏差e8
積分して操作出力MVの変をプロセス1に与え、aII
J till Q ?U e lfi Oに近づくよう
な制御を行う。 第6図は各部の動作を示すタイミングチャートで、(イ
)はスイッチSWのオンオフ動作を、(1」)はIb1
IIIl量PVを、(ハ)は操作出力MVをそれぞれ示
している。ここで、スイッチSWのオンから次のオンま
での時間TAが間欠積分コントローラの制御周期となる
。TAは例えばTA−L+3Tp乃至はL+4TD程麿
にとられる。ここでLはむだ時間、Tpは1次遅れ時定
数である。 (発明が解決しようとする問題点) ■、■に示す方法の場合、前述したようにむだ時間特性
を疑似しlζ回路@ Ai’l郭糸内に組込むことによ
ってむIご時間要求を除去して連続4111311を実
現している。しかしながら、これらのグラ法(Jむだ時
間或いはプロセスゲインが刻々変化するブ[]セスの場
合には補償器との不一致が生じ、必ずしもJ、い制il
D結宋が得られない。 次に■に示す方法の場合、積分時定数T+の最適値は TI=t on/K −(3)で
求められる。ここでt onは第6図(イ)に示すスイ
ッチSWがオンになっている時間であり、1〈はプロセ
ス1のゲインである。Kが変動するプロセスにJ3いて
は積分時定* T rが変動1yるため不都合が生じる
。例えばKが減少すると制御11ffiの応答が悪くな
り、Kが増大すると制御量がハンチングする。 第7図は間欠積分時定数T1の値が不適当な場合の応答
例を示す図である。(イ)は積分時定数Tlff1最適
積分時定数TIOよりも小さい時の応答波形、(ロ)は
積分時定数T+が最適積分時定数Tooよりも大きい時
の応答波形である。(イ)の場合にはアンダーダンピン
グになり、(ロ)の場合にはオーバーダンピングになっ
ている。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、むだ時間を含むプロセスの静的ゲインが変
化した場合でも最適な制御を行うことができるプロセス
制御装置を実現することにある。 (問題点を解決するための手段) 前記し/=問題点を解決する本発明は、むだ時間を含む
プロセスを間欠ff4分コントローラでL制御する場合
において、プロセス変量の設定値と測定値どの制tiu
a差を常時モニタしておき、制OII偏差が所定の範囲
を越えた時に、その時の制御偏差と操作出力変化分から
間欠積分:】ントローラの積分時間をセルフチコーニン
グするように構成したことを特徴とするものである。 (作用) 本発明は、間欠積分コントローラの積分時定数をプロセ
ス状態に応じてセルフチコーニングで変えるようにした
。 (実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。図において、第5図と同一のものは同一の番号を付し
て示す。図において、11は−り御鴎差eを常時監視し
ているlIa差モニタ、12は偏差モニタ11からの起
動指令信号及び制御(−差0を受けて積分時定数T1を
セルフチューニングするセルフチューニング演咋器で、
その出力は間欠積分コントローラ2に入っている。この
ように構成された装置の動作を説明すれば、以下のとお
りである。 図に示すシステムでプロセス1がf、111311され
ているものとする。この状態で、(9差モニタ11)4
常時制!II嘔rLeを監視してJ3す、eが下限設定
1fJesL より6小さくなった時、若しくはCが上
限設定値05Mよりも大きくなった時く即らe≦(3S
L ?jしくは e≧esh −(4)になった
時、セルフチューニング乗算器12に起動指令を与える
。一方、制御偏差eが esL <e<58 ・=<5>の
範囲内に納まっている時にはセルフチューニング乗棹器
12に機能停止指令を与える。 若し、制御偏差eが(4)式で示される状態にある時に
は、偏差モニタ11は間欠積分コントローラ2及びセル
フチューニング乗算器12に起動指令をかける。間欠積
分コントローラ2は、偏差モニタ11からの起動指令を
トリが信号として受けるとスイッチSWをt on秒間
だけ閉じて、そのの演算をし、それまでの操作出力MV
を(6)式で示されるΔMvIだけ変化さける。 一方、セルフチューニング演算器12は同じく偏差モニ
タ11からの起動指令を受ジノると、その時の制御偏差
e1及び間欠積分コントローラ2の(6)式で示される
6M V +出力を先ず記憶する。 更に次の制御局lII](プロセス1の応答時間)Ts
(−L+3Tp)時間経過後の制御偏差e2を記憶し T+=−ΔMVI Xt on/ (el −er )
・・・(7) で表わされる演算を行い、新たな積分時定数T+を求め
る。求まった積分時定数T+は間欠積分コントローラ2
に与えられ、次回の(6)式で示される操作出力変化分
ΔM V 1を求める演算はこの新たに設定された積分
時定数を用いて行う。図に示tIIII御装置は、この
ような制御をプロセス1が嫁御している間中行う。この
結果プロセス1は最適なII Ill状態に保たれるこ
とになる。 第2図は本実施例装置の動作シーケンスを示す図である
。図に示すように先ず制11111a差をキャッチする
。モして1ii制御周期Ts軽過後プロセスゲインK(
−Δe/ΔMV)を同定しておき、積分定BS[T+を
セルフチューニングする。この新たな積分時定数T+に
よって次回の間欠積分動作を行い、更に−Ts*fji
1131f!後、N m 的ICGt S V (設定
値) −PV (IIJt[1ffi) ドア6モ(7
)?アル。 第3図は設定値SVを変化させた時の各部の応答を示す
図である。図において、(イ)はS■の変化を示す図で
、併せて測定値PVの応答波形も示している。時刻t1
において、設定値Svを図に示すようにステップ状に変
化させたものどする。 時刻t1におけるail+御&i差elが予め定められ
た上下限設定値を越えたものとすると、偏差モニタ11
は、間欠積分コントローラ2に起動指令を与える。これ
により、間欠積分コントローラ2は、(ロ)に示すよう
にスイッチSWをオンにし、elを内部に取込み間欠積
分動作を行う。(ロ)に示すようにスイッチSWを閉じ
るタイミングはブo(?スの制御状態に応じてシフトす
る。 一方、時刻t1において偏差モニタ11はセルフチュー
ニング演算器12にも起動指令を与える。 該セルフチューニング演算器12は(ハ)に示ずように
、その時の制御I幅偏差1ど、操作出力変化分ΔMvI
を内部に保存記憶する。操作出力変化分へMVは(2)
に承りように時刻【I直後から01の積分をt on期
間だ(シ行い、ΔMvIだけ立上がる。セルフチューニ
ング演算器12はこの積分結果の6M V 1を01と
共に内部に取込むのである。 TsliQ間経過後のtlにおける制御偏差eはtlに
おけるelからezへと変化している。セルフチューニ
ング演算器12は、このelを取込んで(7)式で表わ
される演算を行い、新たな積分時定数T1を求める。間
欠積分コントローラ2は、次回の!i、II御偏差e2
の積分はこの新しい積分時定数を用いて行う。このよう
な制御を行うことにより、制御偏差は(イ)に示すよう
にOに近づき最適な制御が行える。 第4図は本発明によるプロセス応答波形を示づ図である
。(イ)、(ロ)はそれぞれ第7図の(イ)、(ロ)に
対応している。本発明によれば積分時定@T+が最適な
値に制御されるので、オーバーダンピング及びアンダー
ダンピングになることはない。尚、従来法による応答波
形を破線で示しである。 (Q明の効果) 以上詳細に説明したような、本発明にJ、れば、プロセ
スの状態に応じて積分時定数を可変しているので、むだ
時間を含むプロセスの静的ゲインが変化した場合でb最
適なイリ御を行うことができる。
第1図は本発明の一実施例を示を構成ブロック図、第2
図は実施例装置の動作シーケンスを示す図、第3図は各
部の動作を示すタイミングチャート、第4図は本発明に
よるプロセス応答を示す図、第5図は従来の間欠積分v
JIll法の動作原理を示す図、第6図は各部の動作を
示すタイミングチャート、第7図は従来広によるプロセ
ス応答を示す図である。 1・・・プロセス 2・・・間欠積分コントローラ 3・・・差分演障器 4・・・偏差モニタ12・
・・セルフチューニング演樟器 SW・・・スイッヂー 特許出願人 横河北辰電機株式会社 第1図 第2図 +5 15第4図 一一−T s −S 第5図 ワ 第6図 己?こ 第7図
図は実施例装置の動作シーケンスを示す図、第3図は各
部の動作を示すタイミングチャート、第4図は本発明に
よるプロセス応答を示す図、第5図は従来の間欠積分v
JIll法の動作原理を示す図、第6図は各部の動作を
示すタイミングチャート、第7図は従来広によるプロセ
ス応答を示す図である。 1・・・プロセス 2・・・間欠積分コントローラ 3・・・差分演障器 4・・・偏差モニタ12・
・・セルフチューニング演樟器 SW・・・スイッヂー 特許出願人 横河北辰電機株式会社 第1図 第2図 +5 15第4図 一一−T s −S 第5図 ワ 第6図 己?こ 第7図
Claims (1)
- むだ時間を含むプロセスを間欠積分コントローラで制御
する場合において、プロセス変量の設定値と測定値との
制御偏差を常時モニタしておき、制御偏差が所定の範囲
を越えた時に、その時の制御偏差と操作出力変化分から
間欠積分コントローラの積分時間をセルフチューニング
するように構成したことを特徴とするプロセス制御装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26908885A JPS62128301A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26908885A JPS62128301A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | プロセス制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62128301A true JPS62128301A (ja) | 1987-06-10 |
Family
ID=17467499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26908885A Pending JPS62128301A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62128301A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015179401A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | カシオ計算機株式会社 | 駆動装置、光源駆動装置、光源装置、投影装置及び駆動方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5720003B1 (ja) * | 1971-02-03 | 1982-04-26 | ||
JPS5990103A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | オ−トチユ−ナ |
JPS59149511A (ja) * | 1983-02-02 | 1984-08-27 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP26908885A patent/JPS62128301A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5720003B1 (ja) * | 1971-02-03 | 1982-04-26 | ||
JPS5990103A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | オ−トチユ−ナ |
JPS59149511A (ja) * | 1983-02-02 | 1984-08-27 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015179401A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | カシオ計算機株式会社 | 駆動装置、光源駆動装置、光源装置、投影装置及び駆動方法 |
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