JPS6277607A - Ｐｉｄ定数の自動調整装置 - 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］ この発明は、プログラム調節計等の制御の途中で制御対
象の設定値を変化させる場合に有効なＰＩＤ定数の自動
調整装置に関する。

［従来の技術］ ＰＩＤ定数を用いて制御を行う場合、従来はステップ応
答法あるいは限界感度法等により予め定められたＰＩＤ
定数を用いている。

ところで制御の途中で温度の設定値を変えなければなら
ないような場合、ステップ応答法あるいは限界感度法で
定められる固定、０ＰＩＤ定数を使用すると、制御の全
過程に渡って最適の制御は困難である。

そこで、温度の変化する時点を境として、制御の過程を
区分して、各区分内においてステップ応答法あるいは限
界感度法により定められるＰＩＤ定数を用いて最適の制
御を１行うことが考えられる。

この例を第３図に示す、第３図は制御の過程を示すパタ
ーン図で、各区分内において最適のＰ、Ｉ　Ｄ定数で制
御されるようにプログラムが組まれ、このプログラムに
従ってＰＩＤ定数が自動調整されるようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記方法においては、区分の境界において
制御系の特性を測定するために外乱′を与えなければな
らず、制御の全過程から見ると最適の制御とならない問
題点がある。

そこでこの発明は時間の経過とともに徐々にＰＩＤ定数
を修正し、結果的に制御の全過程に渡って最適の制御と
なるようにすることを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ このための発明にがかるＰＩＤ定数の自動調整装置は、
ＰＩＤ定数の設定値に対して追従した制御対象を検出す
る検出手段と、この検出手段により検出した制御対象に
基づいて上記ＰＩＤ定数の設定値を修正するための修正
値を演算する演算手段と、この演算手段の演算結果に基
づいて上記ＰＩＤ定数を修正する修正手段とを備えたこ
とを特徴としている。

［作　用］ ＰＩＤ定数の設定値に対して追従した制御対象は検出手
段によって検出される。

この検出手段によって検出された制御対象に基づいてＰ
ＡＤ定数の設定値を修正するための修正値を演算手段で
算出し、この演算結果に基づいて修正手段はＰＩＤ定数
を修正する。

これより時間の経過とともにＰＩＤ定数は刻々と変化し
、結果的に制御の全過程において最適の制御となり制御
対象の乱れを生じない。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図である。

第１図において（１）はＰＩＤ定数の設定値に対して追
従した温度等の制御対象を検出する検出手段、（２）は
検出手段により検出した制御対象に基づいてＰＩＤ定数
の設定値を修正するための修正値を演算する演算手段、
（３）は演算手段（２）の演算結果に基づいてＰＩＤ定
数を修正する修正手段である。

このような構成において、検出手段（１）は温度等の制
御対象を常に検出していて、この検出した値を演算手段
（２）に伝えている。

この演算手段（２）は検出手段（１）の検出した値と、
現在設定されているＰＩＤ定数に基づいてＰＩＤ定数の
設定値を修正するための修正値を演算し、演算した結果
束められたＰＩＤ定数の修正値を修正手段（３）に伝え
る。

修正手段（３）は演算手段（２）から伝えられたＰＩＤ
定数の修正値に基づいて調節計のＰＩＤ定数の設定値を
修正する。

この結果、調節計のＰＩＤ定数は一定時間ごとに修正さ
れていく。

次に、ＰＩＤ定数の修正値を演算する演算手段（２）の
作用を説明する。

まずＰＩＤ定数の修正値を求めるために必要なパラメー
タとして第１に偏差Ｄｎ第２に偏差の変化率ΔＤｎが考
えられる。

この偏差Ｄｎ、変化率ΔＤｎは、ＰＶｎを今回検出手段
により検出された検出値、ＰＶｎ−＋を前回検出手段に
より検出された検出値、ＳＶｎを今回調節計に設定され
ている制御対象の設定値、５Ｖｎ−＋を前回調節計に設
定されていた制御対象の設定値とすると次式で与えられ
る。

Ｄｎ　＝　ＰＶｎ−Ｓ　Ｖｎ ΔＤｎ　＝Ｄｎ　−Ｄｎ−＋　　（Ｄｎ−は前回の偏差
）＝　　（ＰＶｎ　　−ＰＶｎ−＋　　）−（ＳＶｎ　
　−５Ｖｎ−＋　　）この偏差Ｄｎ、ΔＤｎのパラメー
タに基づいて例えば次の演算式を仮定する。

Ｐｎ　＝Ｐｎ−＋　＋ａ＋　　ｌＤｎ　　ｌ＋β−ΔＤ
ｎ＋γ１１Ｄｎ　１−・ΔＤｎ Ｉｎ　＝　Ｉｎ−＋　＋Ｑ２　ｌ　Ｄｎ　Ｉ＋β２ΔＤ
ｎ　＋ｙ２１Ｄｎｌ”ΔＤｎ Ｄｎ　＝Ｄｎ−＋　＋ａ３１Ｄｎ　ｌ＋β３ΔＤｎ＋ｙ
３１Ｄｎｌ”ΔＤｎ ここにＰｎ、Ｉｎ、Ｄｎは今回修正しようとす払ＰＩＤ
定数、Ｐｎ−＋　、Ｉｎ−＋　、Ｄｎ−は現在のＰＩＤ
定数、α１゛、α２、α３、β１、β２゜β３、γ（、
γ２、γ３、ηは比例定数である。

この比例定数は実験と経験に基づいて最適と思われる数
が選択される。

演算手段（２）の演算に基づきＰＩＤ定数が修正される
過程を第２図のフローチャート図を参照しつつ説明する
。

第２図において、まずステップ（ｌＯ）において検出手
段（１）は検出値ＰＶｎを検出する。

次にステップ（１１）　　において演算手段（２）は現
在のＰＩＤ定数と検出手段（１）の検出値ＰＶｎから修
正すべきＰＩＤ定数を演算する。

次にステップ（１２）において、修正手段（３）は調節
時に設定されているＰＩＤ定数を設定し直す。

このステップ（１０）からステップ（１２）　　までの
過程は一定時間ごとに繰り返される。

なお演算手段（２）における演算式はほんの１例を示し
たものであり、他の演算式を用いることも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明にかかるＰＩＤ定数の自動
調整装置は、ＰＩＤ定数の設定値に対して追従した制御
対象を検出する検出手段と、この検出手段により検出し
た制御対象に基づいて上記ＰＩＤ定数の設定値を修正す
るための修正値を演算する演算手段と、この演算手段の
演算結果に基づいて上記ＰＩＩ）定数を修正する修正手
段とを備えたので、制御の全過程に渡って最適のＰＩＤ
定数が決定され、設定値の変化に対しての乱れが少なく
なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はＰＩ
Ｄ定数の自動調整の流れを示すフローチャート図、第３
図は従来の制御の過程を示すパターン図である。 （１）・・・検出手段 （２）・・・演算手段 （３）・・・修正手段 特許出願人　株式会社千野製作所 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＰＩＤ定数の設定値に対して追従した制御対象を検出
   する検出手段と、この検出手段により検出した制御対象
   に基づいて上記ＰＩＤ定数の設定値を修正するための修
   正値を演算する演算手段と、この演算手段の演算結果に
   基づいて上記ＰＩＤ定数を修正する修正手段とを備えた
   ことを特徴とするＰＩＤ定数の自動調整装置。