JPS62197803A - 離散時間型制御装置 - Google Patents
離散時間型制御装置Info
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- JPS62197803A JPS62197803A JP3898486A JP3898486A JPS62197803A JP S62197803 A JPS62197803 A JP S62197803A JP 3898486 A JP3898486 A JP 3898486A JP 3898486 A JP3898486 A JP 3898486A JP S62197803 A JPS62197803 A JP S62197803A
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- Pending
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 9
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
発明の要約
パラメータ推定によって得られた制御対象のモデルのゲ
インに対する設定値の比を、定常状態におけるＰＩＤ制
御の偏差の積分値の初期値として与えることによって、
ｖ′Ｊ期の立上りにおいてもユーザによる積分初期値
の設定無しに、過積骨によるオーバー・シュートのない
良好な過渡特性を得ることができるようになる。
インに対する設定値の比を、定常状態におけるＰＩＤ制
御の偏差の積分値の初期値として与えることによって、
ｖ′Ｊ期の立上りにおいてもユーザによる積分初期値
の設定無しに、過積骨によるオーバー・シュートのない
良好な過渡特性を得ることができるようになる。
発明の背景
技術分野
この発明は、連続時間制御対象を制御する離散時間型制
御装置に関する。
御装置に関する。
従来技術
従来のＰＩＤ制御装置においては、制御対象の特性に対
して、比例（Ｐ ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）動作・
積分（１：ｌｎｔａｇｒａｌ）動作・微分（Ｄ ：Ｄｃ
ｒ！ｖａｔｉｖｃ）動作のパラメータを定めて制御を行
うか、オート・チューニング等によって適正なＰＩＤパ
ラメータを求めたとしても、初期の立上げでは設定値に
対して偏差の積分の収束値がわからず、設定値に対する
過積骨が生じオーバー・シュートの原因となっていた。
して、比例（Ｐ ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）動作・
積分（１：ｌｎｔａｇｒａｌ）動作・微分（Ｄ ：Ｄｃ
ｒ！ｖａｔｉｖｃ）動作のパラメータを定めて制御を行
うか、オート・チューニング等によって適正なＰＩＤパ
ラメータを求めたとしても、初期の立上げでは設定値に
対して偏差の積分の収束値がわからず、設定値に対する
過積骨が生じオーバー・シュートの原因となっていた。
そこで温度調節器等のＰＩＤ制御装置では、最初の立上
げによって定常状態に達した後の操作口の平衡値（％）
を、それ以後の立上げ時の偏差の積分の初期値として与
えるいわゆるアンチ参すセット機能を持つものがあるが
、最初の立上げテストの結果をみて、ユーザがアンチ・
リセット値（偏差の積分の収束値）を再設定することが
必要であり、また立上げの設定値を変更するときはアン
チ・リセット値を変更しなければならないという問題点
があった。
げによって定常状態に達した後の操作口の平衡値（％）
を、それ以後の立上げ時の偏差の積分の初期値として与
えるいわゆるアンチ参すセット機能を持つものがあるが
、最初の立上げテストの結果をみて、ユーザがアンチ・
リセット値（偏差の積分の収束値）を再設定することが
必要であり、また立上げの設定値を変更するときはアン
チ・リセット値を変更しなければならないという問題点
があった。
発明の概要
発明の目的
この発明の目的は、立−１−げ時の特性から自動的に定
常状態におけるＰＩＤ制御等の偏差の積分収束値を川明
値に設定し、過積骨によるオーバー・シュートを防ぐこ
とによりＬ記問題点を解決することを目的とする。
常状態におけるＰＩＤ制御等の偏差の積分収束値を川明
値に設定し、過積骨によるオーバー・シュートを防ぐこ
とによりＬ記問題点を解決することを目的とする。
発明の構成と効果
この発明による離散時間型制御装置は、連続時間制御対
象の制御量を所定のサンプリング間隔毎に検知する制御
量サンプリング検知手段、連続時間制御対象に対して上
記サンプリング間隔毎に操作量を与える操作手段、連続
時間制御対象の離散時間型モデルを用い、このモデルを
制御対象に適応させるために上記操作手段によ７て与え
る操作量と上記制御量サンプリング検知手段によって検
知された制御量とに基づいて上記サンプリング間隔毎に
上記モデルのパラメータを推定、更新するパラメータ推
定手段、および目標の設定値と現在の制御量との偏差が
所定の値以下になったときに、ＰＩＤ制御もしくはこれ
に類する制御法における上記偏差の積分値を、上記離散
時間型モデルから求めた一、Ｌ記連続時間制御対象のゲ
インに対するト記設定値の比によって初期化する制御手
段を備えていることを特徴とする。
象の制御量を所定のサンプリング間隔毎に検知する制御
量サンプリング検知手段、連続時間制御対象に対して上
記サンプリング間隔毎に操作量を与える操作手段、連続
時間制御対象の離散時間型モデルを用い、このモデルを
制御対象に適応させるために上記操作手段によ７て与え
る操作量と上記制御量サンプリング検知手段によって検
知された制御量とに基づいて上記サンプリング間隔毎に
上記モデルのパラメータを推定、更新するパラメータ推
定手段、および目標の設定値と現在の制御量との偏差が
所定の値以下になったときに、ＰＩＤ制御もしくはこれ
に類する制御法における上記偏差の積分値を、上記離散
時間型モデルから求めた一、Ｌ記連続時間制御対象のゲ
インに対するト記設定値の比によって初期化する制御手
段を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、操作＝と制御量のデータによってサ
ンプリング間隔毎に制御対象のモデルのパラメータを推
定、更新するパラメータ推定手段によって求められた制
御対象のゲインに対する設定（ｌ？！の比を、制御量と
設定値との偏差が所定の値以下になったときに、ＰＩＤ
制御もしくはこれに類する制御アルゴリズムの偏差の積
分の初期値として与える構成としたので、はじめての立
上げの動作においてもユーザによるアンチ・リセット値
の設定の必要がなく、；ａ正なアンチ・リセット値を予
め設定したのと同様な過積骨によるオーバー・ンユート
のない良好な過渡特性をｉすることかでき、またいかな
る立−Ｌがりの設定値に対しても自動的に対応できると
いう効果が得られる。
ンプリング間隔毎に制御対象のモデルのパラメータを推
定、更新するパラメータ推定手段によって求められた制
御対象のゲインに対する設定（ｌ？！の比を、制御量と
設定値との偏差が所定の値以下になったときに、ＰＩＤ
制御もしくはこれに類する制御アルゴリズムの偏差の積
分の初期値として与える構成としたので、はじめての立
上げの動作においてもユーザによるアンチ・リセット値
の設定の必要がなく、；ａ正なアンチ・リセット値を予
め設定したのと同様な過積骨によるオーバー・ンユート
のない良好な過渡特性をｉすることかでき、またいかな
る立−Ｌがりの設定値に対しても自動的に対応できると
いう効果が得られる。
実施例の説明
第１図は、連続時間制御対象の離散時間型制御系の概略
を示している。ここでは、過渡状態の制御はＡ Ｓ Ｃ
（Ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｒ
ｏｌ；適応スイッチング制御）によって、定常状態の制
御はＰＩＤによってそれぞれ行なわれる。ＡＳＣとは、
パラメータ推定によって得られた制御対象の離散時間型
モデルに対して、未来の操作口シーケンスのすべての組
合せをあてはめてみて、設定値（目標値）との関連にお
いて最も適した操作量シーケンスを選択し、その操作ニ
ジ−ケンス中から次のサンプリング時点において制御対
象に与えるべき操作量を決定するものであり、その詳細
については、出願人による先願特願昭５９−１１３７８
１に示されている。
を示している。ここでは、過渡状態の制御はＡ Ｓ Ｃ
（Ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｒ
ｏｌ；適応スイッチング制御）によって、定常状態の制
御はＰＩＤによってそれぞれ行なわれる。ＡＳＣとは、
パラメータ推定によって得られた制御対象の離散時間型
モデルに対して、未来の操作口シーケンスのすべての組
合せをあてはめてみて、設定値（目標値）との関連にお
いて最も適した操作量シーケンスを選択し、その操作ニ
ジ−ケンス中から次のサンプリング時点において制御対
象に与えるべき操作量を決定するものであり、その詳細
については、出願人による先願特願昭５９−１１３７８
１に示されている。
第１図において、連続時間制御対象１に対して離散時間
型制御装置２は、制御量をＡ／Ｄ変換してサンプリング
するサンプラ３で人力し、１１８の設定値との偏差から
所定のアルゴリズムで操作はを演算するＰＩＤ／ＡＳＣ
コントローラ４の出力をＤ／Ａ変換してサンプリング間
隔たけ保ｔｊｉするホールダ５を介して制御対象１に与
える。
型制御装置２は、制御量をＡ／Ｄ変換してサンプリング
するサンプラ３で人力し、１１８の設定値との偏差から
所定のアルゴリズムで操作はを演算するＰＩＤ／ＡＳＣ
コントローラ４の出力をＤ／Ａ変換してサンプリング間
隔たけ保ｔｊｉするホールダ５を介して制御対象１に与
える。
第２図はＰＩＤ／ＡＳＣコントローラ４による制御の流
れを、第３図は制御量の時間的変化の一例をそれぞれ示
している。第２図のフローはサンプリング間隔ごとに繰
返される。
れを、第３図は制御量の時間的変化の一例をそれぞれ示
している。第２図のフローはサンプリング間隔ごとに繰
返される。
最初に制御量のＡ／Ｄ変換値をサンプリング入力する（
ステップ１１）。今回の設定値を読みとり、この読取っ
た今回の値を前回読取った設定値と比較する（ステップ
１２）。設定値の変更があれば（第３図の１．１５の時
点）、定常状態フラグをオフしくステップ１３）、制御
が過渡状態に入ることを記憶する。設定値の変更が行わ
れなければ定常状態フラグはそのままにする。
ステップ１１）。今回の設定値を読みとり、この読取っ
た今回の値を前回読取った設定値と比較する（ステップ
１２）。設定値の変更があれば（第３図の１．１５の時
点）、定常状態フラグをオフしくステップ１３）、制御
が過渡状態に入ることを記憶する。設定値の変更が行わ
れなければ定常状態フラグはそのままにする。
次に、過去の操作量と制御量のデータから制御対象の離
散時間型モデル。
散時間型モデル。
のパラメータを逐次推定する（ステップ１４）。
パラメータ推定には、たとえば最小２乗法を用いること
ができる。
ができる。
この後、積分値リセット・フラグをオフしておき（ステ
ップ１５）、今回サンプリングした制御量と設定値との
偏差の絶対値が所定の値以ドになっているかどうか、た
とえばこの偏差の絶対値が制御のフルレンジのたとえば
０ 、５９６以内かどうかをチェックする（ステップ１
６）。制御量と設定値の偏差の絶対値が制御のフルレン
ジの０．５％以内（第３図の１−１．１ 〜の状態）で
あれば、定常状態へ移行したとみなして定常状態フラグ
をオンする（ステップ１９）。その前に定常状態フラグ
をチェックしくステップ１７）、オフであれば、すなわ
ち、前回が過渡状態であったならば（すなわち過渡から
定常に移った瞬間）。
ップ１５）、今回サンプリングした制御量と設定値との
偏差の絶対値が所定の値以ドになっているかどうか、た
とえばこの偏差の絶対値が制御のフルレンジのたとえば
０ 、５９６以内かどうかをチェックする（ステップ１
６）。制御量と設定値の偏差の絶対値が制御のフルレン
ジの０．５％以内（第３図の１−１．１ 〜の状態）で
あれば、定常状態へ移行したとみなして定常状態フラグ
をオンする（ステップ１９）。その前に定常状態フラグ
をチェックしくステップ１７）、オフであれば、すなわ
ち、前回が過渡状態であったならば（すなわち過渡から
定常に移った瞬間）。
積分値リセット・フラグをオンする（ステップ１８）。
上記偏差の絶対値が所定値以上であれば、ステップ１７
〜１９の処理は行なわれない。
〜１９の処理は行なわれない。
さて、ＰＩＤ制御かＡＳＣ制御かを選択するために、定
常状態フラグの状態をみて（ステップ２０）、このフラ
グがオンでなければ、すなわち過渡状態のときはＡＳＣ
制御のアルゴリズムにしたがって今回の操作量を決定し
くステップ２６）、操作量を出力することによって（ス
テップ２７）、１サンプリング間隔における制御フロー
を終る。
常状態フラグの状態をみて（ステップ２０）、このフラ
グがオンでなければ、すなわち過渡状態のときはＡＳＣ
制御のアルゴリズムにしたがって今回の操作量を決定し
くステップ２６）、操作量を出力することによって（ス
テップ２７）、１サンプリング間隔における制御フロー
を終る。
定常状態フラグがオンであれば１次に積分リセット・フ
ラグの状態をチェックする（ステップ２１）。このフラ
グがオンのときにはＰＩＤ制御アルゴリズムにおける偏
差の積分値のリセット処理に進む。すなわち、ＰＩＤの
制御アルゴリズムは次式で与えられる。
ラグの状態をチェックする（ステップ２１）。このフラ
グがオンのときにはＰＩＤ制御アルゴリズムにおける偏
差の積分値のリセット処理に進む。すなわち、ＰＩＤの
制御アルゴリズムは次式で与えられる。
ｍ ＝（１００／Ｐ ） ［（Σｅ”ΔＴ）／Ｔ、 ＋
ｅ、 ＋ＴＤ （ｅ、 ｅｏ−１）／Δ口ｎ
Ｂ 、１ ・・・（２） ｍｎ ：ｎサンプリング時点の操作量 ｅｎ ：ｎサンプリング時点の偏差 ΔＴ：サンプリング間隔 Ｐ 、Ｔ 、ＴＤ ；ＰＩＤパラメータトするため
に第（１）式のモデルから、系のゲインを計算する。
ｅ、 ＋ＴＤ （ｅ、 ｅｏ−１）／Δ口ｎ
Ｂ 、１ ・・・（２） ｍｎ ：ｎサンプリング時点の操作量 ｅｎ ：ｎサンプリング時点の偏差 ΔＴ：サンプリング間隔 Ｐ 、Ｔ 、ＴＤ ；ＰＩＤパラメータトするため
に第（１）式のモデルから、系のゲインを計算する。
このに、ならびにＰＩＤパラメータおよび設定値Ｗを用
いて。
いて。
５−（Ｗ／Ｋ）−（Ｐ ／１００）−（Ｔ、 ／Δｔ
”） ・（４）を計算しくステップ２２）、このＳを
用いて上記積分値を初期化する（ステップ２３）。
”） ・（４）を計算しくステップ２２）、このＳを
用いて上記積分値を初期化する（ステップ２３）。
積分フラグがオフであれば１通常の偏差の積分値の加算
を行う（ステップ２４）。
を行う（ステップ２４）。
最後に、第（２）式にしたがい、ＰＩＤ制御アルゴリズ
ムによって今回の操作Ｃａ１ｍ を計算し（ステップ
２５）、操作量を出力しくステップ２７）、１サンプリ
ング間隔における制御フローを終える。
ムによって今回の操作Ｃａ１ｍ を計算し（ステップ
２５）、操作量を出力しくステップ２７）、１サンプリ
ング間隔における制御フローを終える。
以上の処理、とくにステップ２２．２３によって、はじ
めての立上げの動作においてもユーザのアンチ・リセッ
ト値の設定の必要がなく適正なアンチ・リセット値をあ
らかじめ設定したのと同様な過積分によるオーバー・シ
ュートのない良好な過渡特性を得ることができ、またい
かなる立上がりの設定値に対しても自動的に対応できる
という効果を得られる。
めての立上げの動作においてもユーザのアンチ・リセッ
ト値の設定の必要がなく適正なアンチ・リセット値をあ
らかじめ設定したのと同様な過積分によるオーバー・シ
ュートのない良好な過渡特性を得ることができ、またい
かなる立上がりの設定値に対しても自動的に対応できる
という効果を得られる。
この実施例では、定常状態の制御アルゴリズムにＰＩＤ
を用いたが、ＰＩＤ制御の変形、たとえばＩ−ＰＤ副制
御も同様に扱える。また、過渡状態においてもＰＩＤ制
御アルゴリズムを用いてもよい。
を用いたが、ＰＩＤ制御の変形、たとえばＩ−ＰＤ副制
御も同様に扱える。また、過渡状態においてもＰＩＤ制
御アルゴリズムを用いてもよい。
第１図は離散時間型制御系を示すブロック図である。
第２図は、ＰＩＤ／ＡＳＣコントローラの制御の流れを
示すフロー・チャートである。 第３図は、制御量の時間的変化の一例を示すグラフであ
る。 １・・・連続時間制御対象。 ２・・・離散時間型制御装置。 ３・・・サンプラ。 ４・・・ＰＩＤ／ＡＳＣコントローラ。 ５・・・ホールダ。 以 上 特許出願人 立石電機株式会社 代 理 人 弁理士 牛 久 健 司（外１名）
示すフロー・チャートである。 第３図は、制御量の時間的変化の一例を示すグラフであ
る。 １・・・連続時間制御対象。 ２・・・離散時間型制御装置。 ３・・・サンプラ。 ４・・・ＰＩＤ／ＡＳＣコントローラ。 ５・・・ホールダ。 以 上 特許出願人 立石電機株式会社 代 理 人 弁理士 牛 久 健 司（外１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 連続時間制御対象の制御量を所定のサンプリング間隔毎
に検知する制御量サンプリング検知手段、 連続時間制御対象に対して上記サンプリング間隔毎に操
作量を与える操作手段、 連続時間制御対象の離散時間型モデルを用い、このモデ
ルを制御対象に適応させるために上記操作手段によって
与える操作量と上記制御量サンプリング検知手段によっ
て検知された制御量とに基づいて上記サンプリング間隔
毎に上記モデルのパラメータを推定、更新するパラメー
タ推定手段、および 目標の設定値と現在の制御量との偏差が所定の値以下に
なったときに、ＰＩＤ制御もしくはこれに類する制御法
における上記偏差の積分値を、上記離散時間型モデルか
ら求めた上記連続時間制御対象のゲインに対する上記設
定値の比によって初期化する制御手段、 を備えた連続時間制御対象の離散時間型制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3898486A JPS62197803A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 離散時間型制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3898486A JPS62197803A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 離散時間型制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197803A true JPS62197803A (ja) | 1987-09-01 |
Family
ID=12540409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3898486A Pending JPS62197803A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 離散時間型制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62197803A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015090605A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 東ソー株式会社 | 温調可能な分析装置 |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP3898486A patent/JPS62197803A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015090605A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 東ソー株式会社 | 温調可能な分析装置 |
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