JPS6217807A - Pid制御装置 - Google Patents

Pid制御装置

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JPS6217807A
JPS6217807A JP15681185A JP15681185A JPS6217807A JP S6217807 A JPS6217807 A JP S6217807A JP 15681185 A JP15681185 A JP 15681185A JP 15681185 A JP15681185 A JP 15681185A JP S6217807 A JPS6217807 A JP S6217807A
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control
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pid
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JP15681185A
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Toshiaki Nagao
敏明 長尾
Yasuyuki Sukimoto
鋤本 泰行
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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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】 〔発明の分野〕 本発明は制御対象を時間的に制御するPID制御装置に
関し、特にサンプリング周期毎にデータを読込んで制御
を行うPID制御装置に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明によるPID制御装置は、ステップ応答法により
制御量の立上り及び立下りでの応答速度と無駄時間より
PID定数を算出し、無駄時間よりサンプリング周期を
算出すると共にサンプリング周期での最大変化を最大変
動幅として記憶し、それを越える制御量が加わった場合
には雑音が重畳されたものとしてこのデータを排除して
PID制御を行うものである。
〔従来技術とその問題点〕
各−の制御装置、例えば温度調節装置等にあっては、制
御対象内にセンサを設はセンサより得られる制御量によ
って操作量を決定し制御対象に操作を加えるPIDwi
I]御装置が広く用いられている。
このような制御装置はあらかじめPID定数を決定して
おく必要がある。又制御対象が異なればその対象に応じ
たPID定数に変更する必要があり、その定数を決定す
るためにチューニング操作が必要となる。そしてP I
 Dwi御の場合には積分、微分要素にはサンプリング
周期が重要なパラメータとなっている。このような制御
装置にあつて制御量はセンサ出力が微小であるため高い
増幅率を持つ増幅器によって増幅し、A/D変換器を用
いてデジタル量に変換して制御装置に読込むことが多い
。しかるにセンサ出力が微小な場合外乱の雑□音の影響
が大きく、増幅器にローパスフィルタ等を挿入してもノ
イズの影響を完全に除去することが困難であった。そし
て誤った制御量が加えられれば制御対象を安定して制御
することができなくなるという問題点があった。
〔発明の目的〕
本発明はこのような従来のPID制御装置の問題点に鑑
みて成されたものであって、チューニングにより適切な
サンプリング周期を算出しそれに基づいて制御量をノイ
ズの影響なく読込むことができるprD*Jlil装置
を捉供するものである。
〔発明の構成と効果〕
本発明は制御対象の制御量を検出する検出手段と、制御
対象に制御操作を行う出力手段とを有する制御装置であ
って、出力手段を動作させ制御対象のステップ応答によ
り応答速度及び無駄時間を測定するステップ応答手段と
、ステップ応答手段により算出された無駄時間に基づい
てサンプリング周期を算出しPID定数を算出すると共
に、該サンプリング周期とステップ応答手段より算出さ
れた最大応答により入力値の最大変化量を算出する算出
手段と、制御量の変化幅が最大変化量内にあるときに該
制御量に基づいたPID制御を行うPID制御手段と、
を具備することを特徴とするものである。
□このような特徴を有する本発明によれば、PIb定数
のチューニングにステップ応答を用い無駄時間によって
サンプリング周期を算出しているので、制御対象に適し
たサンプリング周期を算出することができる。又ステッ
プ応答による最大応答速度と該サンプリング周期により
蝋大変動幅を算出し、最大変動幅以内のデニタty31
を制御データとしてPIDIlllllを行っている。
□゛そのためある瞬間に雑音が加わり異常な制御量が人
力された場合にもそのデータは読込まれず、サンプリン
グ周期に応じて定まる最大変動幅内のデータのみが読込
まれる。従って最大変動幅を越える雑音が重畳された場
合にその影響を除去する゛ことが可能となり、適切なP
ID制御を行うことが可能である。
〔実施例の説明〕    ′  □ 第1図は本発明の一実施例を未ナプログラム温I*調節
装置の全体構成図である。°本図において温度調節装W
1は制御ステップの設定、チューニング要求等の操作を
行う設定器セ、ステップの番号や設定温度、現在の温度
を□表示する表示部3、制御対象4の温度を検知しデジ
タル信号に変換するセンサ入力部5、センサ入力部5よ
り得られるデータに基づいてPID定数を算出すると共
に所定の処理手順に従って制御対象4を制御する制御部
6、ヒータやモータ等から成り制御部6に接続されて制
御対象4を直接制御する出力部7が設けられる。制御部
6は中央演算装置(以下CPUとい8う)から成り、記
憶手段としてリードオンリメモリ (以下ROMとG1
う)8、及びランダムアクセスメモリ(以下RAMとい
う)9から成る記憶手段が接続される。ROMBには制
御部6の演算処理手順を記憶しており、RAM9は設定
器2やセンサ入力部5より与えられる各種の制御データ
及びチューニング時に用いられるデータを記憶する領域
を有している。“ 第2図はRAM9の記憶内容を示すメモリマツプである
。本図においてRAM9にはセンサ入力部6からの入力
を一旦保持する入力値領域、前サンプリング時に得られ
た入力値を保持する前サンプリング値領域、その差を記
憶する今回変化幅領域、サンプリングカウンタ、pID
IJ?1EIIする制御量を保持する制御データ領域、
チューニング時に立てられるチューニングフラグ、制御
データとして許容される最大変動幅領域及びチューニン
グ時に測定される応答速度R+、Rt、無駄時間し、オ
フ温度及びチューニングのフェーズを示すフェーズカウ
ンタとPIDの各定数を記憶する領域が設けられている
次に本実施例の温度調節装置のチューニング動作につい
て第3図のフローチャートを参照しつつ説明する。この
フローチャートにおいて引き出し線を用いて示す番号は
制御部6の処理ルーチン又は動作ステップを示すもので
ある。まずチューニングを行う際には設定器2よりチュ
ーニング設定状態とする。そして動作を開始すると、ま
ずステップ10においてセンサ入力部5より与えられる
入力値を読取る。そしてステップ11に進んでチューニ
ング状態かどうかをチェックし、チューニング状態であ
ればステップ12において基本サンプリング周期Sを設
定する。基本サンプリング周期SはこのPID制御装置
の持つ最も速い制御速度を設定するものとする。そして
ステップ13においてチューニングのフェーズがOであ
るかどうかをチェックする。チューニングの開始時には
フェーズカウンタが0であるのでステップ14に進んで
制御量が所定値以下のチューニング開始条件が整ってい
るかどうかをチェックする。この条件が整っていなけれ
ば出力をオフとして基本サンプリング周期の完了を待受
け(ステップ15.16) 、入力値を前サンプリング
値として(ステップ17)、ステップ11に戻る。そし
て同一の処理を繰り返し、第4図の時刻t、に示すよう
に制御量がチューニング開始条件より低くなれば、ステ
ップ18.19に進んで出力をオンとしフェーズを1と
する。そうすれば出力部7より制御対象4が加熱され第
4図に示すように制御量である温度は徐々に上昇する。
このときフェーズが1であるので基本サンプリング周期
の完了毎にステップ13からステップ20を介してステ
ップ21に進み、立上り時の最大応答速度R1を測定す
る。そしてステップ22においてこの温度上昇が継続し
た時に30基本サンプリング周期(30s)の経過後に
設定値を通過すると予測される時刻t2には出力部7の
操作出力をオフとしくステップ23)、ステップ24に
進んでオフ温度を記憶する。更にRAM9のフェーズカ
ウンタをインクリメントしくステップ25)、ステップ
16に進んで基本サンプリング周期の完了を待ち受ける
。次のサンプリング周期ではフェーズが2となっている
のでステップ11.13.20及び26を介してステッ
プ27に進み、無駄時間のカウンタを更新する。そして
ステップ28に進んで温度が立下りとなるかどうかをチ
ェックし、立下りでなければステップ16に戻って同様
の処理を繰り返す。さてステップ28において温度が立
下りとなればステップ29に進み、カウンタLの更新を
停止して無駄時間をLとする。次いでステップ30に進
みフェーズカウンタをインクリメントして基本サンプリ
ング周期の終了を待受ける。
次にフェーズ3ではステップ31よりステップ32に進
んで第4図に示すように立下り時の最大応答速度R2を
測定する。そしてステップ33に進んでステップ24で
記憶したオフ温度を通過するかどうかをチェックする。
オフ温度を通過する時刻t4にはステップ34に進んで
フェーズカウンタをクリアし、更にルーチン35におい
てここで求めた立上り及び立下りの最大応答RI+ R
zと無駄時間しより後述するようにPID定数及びサン
プリング周期を算出する。又ルーチン36においてその
サンプリング周期での最大変動幅を算出しステップ16
に戻ってチューニング処理を終了する。
次にこうして得られた応答速度RI、Rt、時間りに基
づいてPID定数を算出する処理について説明する。P
TD定数は立上り時の最大応答R1と立下り時の最大応
答R2のうち大きい方を応答速度Rとし、無駄時間りと
共にジーグラエコラス法によりPID定数を算出する。
ここで比例定数Kp、積分時間Ti、微分時間Tdは夫
々次式より求めることができる。
Td六0.5L この式よりPID定数定数1.Dを P=に−Kp τ (kニゲイン定数) (τ:サンプリング周期) ここでサンプリング周期τは無駄時間りより、最大変動
幅W、はサンプリング周期τと応答速度Rより夫々次式
により算出する。
τ= L / A     −・・・(3)鴇−R×τ
    −・・−(41 (A:定数(例えば20)) このようにして系の応答から無駄時間りを求め、無駄時
間りに基づいてPIDIIJ御時のサンプリング周期を
算出すると共に、サンプリング周期での制御対象より得
られる最大変動幅W、をあらかじめRAM9に記憶して
おくものとする。そしてチューニング終了後はステップ
11よりステップ37に進んで前サンプリング値と今回
のサンプリング周期に読込まれた入力値との差である今
回変動幅Wpと最大変動幅W、を比較する。今回の入力
値による変動幅W、が最大変動幅W、より小さい場合に
はステップ38に進んで入力値を制御データとし、今回
変動幅W、が最大変動幅W、より大きい場合にはステッ
プ39に進んで前サンプリング値に最大変動幅W、を加
えたものを制御データとしてルーチン40に進んで制御
データによりP−ID制御を実行する。そしてステップ
4Iに進んでサンプリング周期τの完了を待受けこの周
期が終了すればステップ42において1617mデータ
を前サンプリング領域に移動し、ステップ10に戻って
同様の処理を繰り返す。
例えば制御量が第5図に実線で示すように変化したもの
とすると、時刻tll〜t14までは全て今回変動幅W
、は最大変動幅Wカ内に入っている。しかし時刻t15
に入力値が急激に上昇しその変化幅が最大変動幅W、を
大幅に越えたものとすると、外乱ノイズの重畳により入
力値が上昇したものとして第5図に示すように前サンプ
リング値に最大並動幅W、を加える(ステップ39)。
そうすれば制御量が破線で示すように変化したものとし
てP■DfIIIJIIIが実行される。又時刻t I
qについても入力値が大幅に低下し最大変動幅を越えた
場合には前サンプリング値に最大変動幅を加えたものを
制御データとしてP I Dll!l1mを行う=こう
すれば制御系に最適なサンプリング時間を用いしかも外
部から重畳される雑音の影響を最小にしてPID制御を
実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるPID制御装置の一実施例を示す
ブロック図、第2図はRAM9のメモリマツプを示す図
、第3図はステップ応答によりPID定数及びサンプリ
ング周期と最大変動幅を求め、それに基づいてP I 
D制御する処理を示すフローチャート、第4図はチェー
ユング時の設定値と制御量の時間的変化を示す図、第5
図は入力値と制御データの一例を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)制御対象の制御量を検出する検出手段と、制御対
    象に制御操作を行う出力手段とを有する制御装置におい
    て、 前記出力手段を動作させ制御対象のステップ応答により
    応答速度及び無駄時間を測定するステップ応答手段と、 前記ステップ応答手段により算出された無駄時間に基づ
    いてサンプリング周期を算出しPID定数を算出すると
    共に、該サンプリング周期とステップ応答手段より算出
    された最大応答により入力値の最大変化量を算出する算
    出手段と、 制御量の変化幅が最大変化量内にあるときに該制御量に
    基づいたPID制御を行うPID制御手段と、を具備す
    ることを特徴とするPID制御装置。
  2. (2)前記ステップ応答手段は、ステップ応答による制
    御量の立上り時の最大応答及び立下り時の最大応答によ
    り応答速度を算出するものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のPID制御装置。
JP15681185A 1985-07-15 1985-07-15 Pid制御装置 Expired - Lifetime JPH0619662B2 (ja)

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JP15681185A JPH0619662B2 (ja) 1985-07-15 1985-07-15 Pid制御装置

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JP15681185A JPH0619662B2 (ja) 1985-07-15 1985-07-15 Pid制御装置

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JPS6217807A true JPS6217807A (ja) 1987-01-26
JPH0619662B2 JPH0619662B2 (ja) 1994-03-16

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02183302A (ja) * 1989-01-10 1990-07-17 Yokogawa Electric Corp ファジィ制御方法
JPH02186403A (ja) * 1989-01-13 1990-07-20 Toshiba Corp 適応制御装置
JP2020166577A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 オムロン株式会社 処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02183302A (ja) * 1989-01-10 1990-07-17 Yokogawa Electric Corp ファジィ制御方法
JPH02186403A (ja) * 1989-01-13 1990-07-20 Toshiba Corp 適応制御装置
JP2020166577A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 オムロン株式会社 処理装置

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