JPS62187903A - オ−トチユ−ニング調節計 - Google Patents

オ−トチユ−ニング調節計

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JPS62187903A
JPS62187903A JP2971086A JP2971086A JPS62187903A JP S62187903 A JPS62187903 A JP S62187903A JP 2971086 A JP2971086 A JP 2971086A JP 2971086 A JP2971086 A JP 2971086A JP S62187903 A JPS62187903 A JP S62187903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gain
amplitude
tuning
period
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP2971086A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Sen
船 信生
Terumi Tottori
鳥取 輝美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd, Yokogawa Electric Corp filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP2971086A priority Critical patent/JPS62187903A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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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】 〈産業−1−の利用分野〉 本発明は運転状況によって動特性が変化する制御対象よ
りの測定値と設定値の偏差に対して比例、積分、微分(
以7”P、1.L))演算を実行する調節ム1のP、I
、Dパラメータを、制御ループを切らないで常に最適値
に設定することが可能な、いわゆる限界5a度法を/D
いたオートヂJ−ニング調jlfIff+の改良に関す
る。
〈従来技術〉 限界感度法を用いたオートチューニング調節S1の11
!型的な構成例(昭和45年計測自動制御学会論文集v
o l 6.No6)を第3図によりM2明する。1は
運転状況によってその動特性が変化するi、II il
l対象、2はこのルリ御対象よりの測定値1) Vと設
定1a S Vの偏差εに対してP、[,0演qを実行
して操作出力M V e 1.II御対@!1に窪信す
る主調節手段、34.L :fE調節手段2に一1e列
的に接続された補助調節手段で、偏差εに対して比例演
nを実行して出h Fを」:調節手段の操作出力MVに
加q?lる。lり11はその比例ゲイン、4はその入力
側に挿入されたバイパスフィルタ、5はそのul)J 
1llllにトO入された振幅$11限用リミタ−であ
る。
6は出力Fの振幅Faを検出する振幅検出回路、3′は
検出振幅Faと設定振幅Saとの偏差を比例積分演算し
て補助調節手段3のゲイン1(u′を変更するゲイン制
御回路である。
この様な補助調節手段のループ構成により、振幅「aが
一定値Saとなる限W振動出力Fを持続的に発生させる
事ができる。7は限界振動の周期P uを検出する周期
検出回路、8及び9は限界振動が発生している状態にお
番)る補助調節手段のゲインKu′及び限界振動の周期
Pu L 塁づぎ主調節手段のP、!、Dパラメータを
変更するブ]−ニング手段である。
限界感度K +tとすれば、補助調節手段のゲインをK
 u −、主調節手段のゲインをKpとしたとき、Ku
  =Ku   −+ 1<p           
                  (1)となる。
K uに係数αをかけたものを7ieglOr、 N1
chols法では比例ゲインKPとするから、 Kp−α・Ku             (2)であ
り、したがってKu′とKpの関係は、K  p   
−σ ・ Ku=/(1−α )          
   (3)となる。
13&1節丁段のl)、1.D演停を、MV=Kp  
 (1+  1/  丁 t  S  l  i’□ 
 S)  5とした時、f)、1.D滴粋の適正<、パ
ラメータは、Kp−0,43Ku − 1°I・・0.5Pu 1’o =0.125Pu とされる。しかし、このパラメータはLII罪文・1象
に応じC若干補正した方が良い制御結果を得る場合もあ
る。
く発明が解決しようとする問題点ン この峰な構成のオートチューニング調節計では、一定振
幅の限界振動を1tするためのゲイン制御手段7として
比例積分演算回路を用いているので、この部分のパラメ
ータの設定が適切で41いと安定した振幅の制御が困難
であること、またこの構成では限界振動が持続的にyt
生するが、制御対象によっては振動の持続的発生が好ま
しくない場合がある。
本発明は、この様な問題点を解決したオートチューニン
グ調節計の提供を1]的とする。
・く問題点を解決するための手段〉 本発明の構成上の特徴は、lII制御制御上客の測定値
と設定httとの偏差を比例、4a分、微分演鐸して1
0だ操作Mを上記制御対象に与える主調節手段と、この
主1tJ11iS手段に−1を列内に接続され比例演算
を実行号る補助f14WJ手段と、チューニング開始指
令に基づき上記測定値の振I71振幅が下l!1設定値
以下ならば上記補助調節手段のゲインを増加させ、上記
振幅が上限設定値以Fならば上記ゲ・インを減少さ「る
ゲイン制御手段と、上記1騒動振幅が上記上下限振幅設
定+1fi内に滞った時点での上記補助調節手段のゲイ
ン並びに上記撮動のJl、1期に基づいて上記主調節手
段の演算パラメータを設定するチューニング1段とを具
備ヒしめた魚にある。
く作用〉 本発明によれば、ヂL−ニングi;0始指令が与えられ
た時のみ測定値PVの振幅が設定上下限振幅内に達づる
まで補助調節手段のゲインKu−が」:胃下降il制御
される。振幅が設定+i1’m内に滞った時点のタイミ
ングでゲインKu−と振動の因1111 P +iに基
づき主調節手段の制御演悼パラメータがチューニングさ
れる。以下このチューニングのシーケンスが一定n敗又
はチューニング終了11弓が発生するまで繰りかえされ
る。
〈実施例〉 第1図により本発明の一実施例を説明づる。第3図と同
一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
10は補助調節手段;3のゲイン11.lJ 111手
段であり、チーL−ニンク間始指令STを受りてゲイン
Ku’をi!1コより時間と餞に上+jtft、Q御し
、測定1+T+ I’ Vの扱動廠幅がF成膜定振幅S
 hを越した場合はゲインを減少させ、下限設定1ij
i S L下に下降した場合lよゲインを増加さUるゲ
イン制御を実行する。11はチューニング開始及び停止
の指令fli j:の光信手段、12は限l/1llI
ii動の振幅の設定手段で、121はト限設定値Shの
設定手段、122は下限設定埴SLの設定手段である。
13は振動周期検出手段で、常時測定値PVの振動周+
’JJの過去の故ナイクルを記憶、し一番古い記憶値を
最新の川明情報ぐ更新づる機能をイiしており、振〃ノ
の振幅が」:下限設定(ll′I内に所定のサイクル数
N19たタイミングいおいて記憶されている周1v1情
報の平均値を演算して限V−振動の周期Puとして出力
する。
この出力P uと補助調節手段のゲインK11−の情報
がチューニングf段14にに導かれて第3図の場合と同
じアルゴリズムで主調節手段1のP。
f、Dパラメータが変更設定される。
第2図により動作を説明づる。(A)は測定値1) V
の1!動変化、(B)は補助調節手段の比例ゲインK1
1−の変化を承り。
チューニング開始1h令S丁がチューニング指令手段1
1より発生される時刻上1までは補助調節手段3のゲイ
ンKu−はゼロに保持されて、13す、測定値PVの振
動はスパンの2・−3%と小さく、限界振動は存rc 
L/ない。
時刻1.でチューニング開始信号S 1’が発信される
と、ゲイン制す11丁段1oにより補助調節手段aのゲ
インは10よりステップ状にK oまでト冒制罪され1
、以下測定値P Vの振動振幅が下限設定1+ff S
 L以下の場合にはΔを時間fnにΔ1〈づつステップ
状に1t?4制罪される。
補助調節手段のゲインのFシーによって制御ループに限
界振動が光1して測定1f+ P Vの振幅は時間ど共
に増加する。この振幅の舶が上限設定値Sa(スパンの
5〜6%稈1.([>を時刻t2で越えた場合はゲイン
はΔIくだけ下降制御される。P Vの振幅が上下限設
定1+n内に所定のサイクル数の111間:l)1つた
り・イミング(3におけるゲインK +i−及び振動の
周期の過去数リイクル分の記憶値の平均1Fj Pυが
ブユーニング手段11Iに入力され、オートチューニン
グが実行される。時刻13のタイミングで補助調節手段
のゲインはゼロにリセッ1−され、適当な休止時間をお
いて時刻t4より再び同様なシーク゛ンスのオートチュ
ーニングが繰りかえされ、デーL−ニング停止−指令に
より停【Lする。
チューニングの必要回数は制御対豪ににり異なるので、
fF!1始指令と停止指令を手動操作する機能とと6に
チューニング回数をあらかじめセットしてJ3り機能を
付加する構成としておいても良い。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば従来調節a1と同
様に制御対像をP、1.D制御しながら制衡1ffiを
余り変動させることなく、パラメータのオートチューニ
ングを可能とするとと共に、次のような効果が期待でき
る。
(1)限界振動の振幅制御のためのゲイン制御手段とし
て比例積分特例の調停回路を使用ぜず、一定時間毎に補
助調節手段のゲインを増加する方式を使用するため、ゲ
イン制御手段自身の調整は不要となる。
(2)制御対象によっては持l17X派動の継続がりT
まし・くない場合がある。こうした場合、本発明によれ
ばP、1.Dパラメータのチューニング指令が発生()
た11,1のみ限界振動が発生するの(゛、制御対蒙に
t5える影響を最小とする事かでさる。従ってバッチ制
御智でスタート時のみA−トブユーニングを実施する操
作し15易となる。
(3)限界感度法によるオートチューニングにおいて、
精度の良いパラメータ設定を実現はするためには、界娠
勤の振幅を精皮良く管理する(限界振動は減衰も増大も
しない振動とする必要がある)事が手要である。本発明
では振幅は上下限設定により一定の範囲に制御され、こ
の範囲内に数サイクルとどまったタイミングでブユーニ
ングを実施しており、限界感度の検出精度は高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本ブし明の一実施例を示す構成図、第2図はそ
の動作説明図、第3図(、末従来技術の一例を示す構成
図である。 1・・・υ制御対宋  2・・・主調節手段  3・・
・補助調節手段  10・・・ゲイン制御手段  11
・・・f−ユーニング指令手段゛ 12・・・振幅設定
手段13・・・振動周期検出手段  14・・・チュー
ニング手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御対象よりの測定値と設定値との偏差を比例、積分、
    微分演算して得た操作量を上記制御対象に与える主調節
    手段と、この主調節手段に並列的に接続され比例演算を
    実行する補助調節手段と、チューニング開始指令に基づ
    き上記測定値の振動振幅が下限設定値以下ならば上記補
    助調節手段のゲインを増加させ、上記振幅が上限設定値
    以上ならば上記ゲインを減少させるゲイン制御手段と、
    上記振動振幅が上記上下限振幅設定値内に滞った時点で
    の上記補助調節手段のゲイン並びに上記振動の周期に基
    づいて上記主調節手段の演算パラメータを設定するチュ
    ーニング手段とを具備するオートチューニング調節計。
JP2971086A 1986-02-13 1986-02-13 オ−トチユ−ニング調節計 Pending JPS62187903A (ja)

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