JPS629403A - Digital controller - Google Patents
Digital controllerInfo
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- JPS629403A JPS629403A JP14798185A JP14798185A JPS629403A JP S629403 A JPS629403 A JP S629403A JP 14798185 A JP14798185 A JP 14798185A JP 14798185 A JP14798185 A JP 14798185A JP S629403 A JPS629403 A JP S629403A
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- control system
- control
- controlled object
- output
- selector
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、制御対象の経年変化、環境変化等による制
御系の異常を検出し、制御系の暴走を抑止することので
きるディジタル制御装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a digital control device that can detect abnormalities in a control system due to aging of a controlled object, environmental changes, etc., and can prevent runaway of the control system. It is something.
一般にディジタル制御装置は、第4図に示すような構成
である。第4図において(11は目標位置データX n
、 (21は制御対象位置θnであり。Generally, a digital control device has a configuration as shown in FIG. In FIG. 4 (11 is target position data X n
, (21 is the controlled object position θn.
(31はX n (11とon(21の偏差Enで、(
4)のサーボ制御回路は、偏差E n (31に応じて
(5)の制御量Inを出力する。(31 is X n (11 and on (deviation En of 21, (
The servo control circuit (4) outputs the control amount In (5) according to the deviation E n (31).
しかしながら、制御対象に異常が生じた場合、又は制御
対象の経年変化、環境変化により所定の制御則が滴定さ
れず制御量In(51が不適当なまま出力され続は制御
系の暴走を引き起こすという問題があった。However, if an abnormality occurs in the controlled object, or due to aging or environmental changes in the controlled object, the predetermined control law is not titrated, and the control amount In (51) is outputted inappropriately, causing the control system to run out of control. There was a problem.
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
のであυ、制御系のモデルを制御対象への入力と制御対
象からの出力から制御系のモデルを作成し、このモデル
から得られる制御系のパラメータと必要とされる制御系
のパラメータを比較することによって、制御対象に異常
が生じた場合、又は制御対象の経年変化、環境変化を検
出することにより制御系の暴走を抑止することを目的と
するものである。This invention was made in order to solve this problem.The purpose of this invention is to create a control system model from the input to the controlled object and the output from the controlled object, and to control the control system obtained from this model. By comparing the system parameters with the required control system parameters, it is possible to prevent the control system from running out of control when an abnormality occurs in the controlled object, or by detecting aging or environmental changes in the controlled object. This is the purpose.
この発明のディジタル制御装置は9作動中の制御対象の
モデルを推定し、このモデルから得られる制御系のパラ
メータと必要とされる制御系のパラメータを比較するこ
とによって、制御系の異常を検出する異常検出器と、上
記異常検出器によって、出力されるエラー信号によって
制御対象への出力を切り換える選択器とを設けたもので
ある。The digital control device of the present invention detects abnormalities in the control system by estimating a model of the controlled object during operation and comparing the control system parameters obtained from this model with the required control system parameters. The apparatus is provided with an abnormality detector and a selector that switches the output to the controlled object based on the error signal output by the abnormality detector.
この発明においては、異常検出器で制御系が適当な動作
をしているか否かを決定し、適当な動作をしている場合
にはサーボ制御回路の出力を制御量とし制御系の動作が
不適当ならば、制御量を#O“とじて制御系を停止させ
るものである。In this invention, the abnormality detector determines whether or not the control system is operating properly, and if the control system is operating properly, the output of the servo control circuit is used as the control amount to prevent the control system from malfunctioning. If appropriate, the control amount is set to #O" and the control system is stopped.
以下第1図、第2図に示す一実施例によってこの発明を
具体的に説明する。The present invention will be specifically explained below with reference to an embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
第1図は、この発明によるディジタル制御装置を含む制
御系の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a control system including a digital control device according to the present invention.
第1図において、(6)は目標位置データXn(11と
制御対象位置θn(21から制御量Inf51を出力す
るこの発明によるディジタル制御装置であシ、制御JI
I n (51は(7)のディジタルアナログ変換器
によってアナログ量に変換され(8)の増幅器によって
適当に増幅され、制御対象である(9)の駆動機への入
力となり制御量に応じて駆動機(9)が作動する。In FIG. 1, (6) is a digital control device according to the present invention that outputs a control amount Inf51 from target position data Xn (11) and controlled object position θn (21).
I n (51 is converted into an analog quantity by the digital-to-analog converter (7), amplified appropriately by the amplifier (8), and becomes an input to the drive machine (9), which is the controlled object, and is driven according to the controlled quantity. Machine (9) is activated.
駆動機(9)が作動すると、接続された(11のシンク
ロ発振器によろて位置を検出し、(lυのシンクロディ
ジタル変換器を介し制御対象位置θn(2)となりフィ
ードバックされる。When the drive machine (9) operates, the position is detected by the connected synchro oscillator (11), and is fed back as the controlled object position θn(2) via the synchro digital converter (lυ).
第2図は、ディジタル制御装置(3)を具体的に示した
図であり、 (11、(21、(51は、第1図と同じ
である。FIG. 2 is a diagram specifically showing the digital control device (3), where (11, (21, and 51) are the same as in FIG. 1.
第2図において、(3)は目標位置データX n (1
1と制御対象位置θn(2)との偏差Enであり、 (
I3はサーボ制御回路であり、偏差E n (31を入
力とし、システムに依存する評価関数を最適にする制御
量In(51を決定する制御則を実現するものである。In FIG. 2, (3) is target position data X n (1
1 and the controlled object position θn(2), and (
I3 is a servo control circuit which takes the deviation E n (31) as an input and implements a control law that determines the control amount In (51) that optimizes the system-dependent evaluation function.
(I3は異常検出器であり、制御対象位置θn(2)と
制御量In(51から制御系の正常、異常を判定し、(
I4のエラー信号を出力する。(I3 is an abnormality detector, which determines whether the control system is normal or abnormal from the controlled object position θn (2) and the controlled amount In (51),
Outputs I4 error signal.
エラー信号α瘤は、制御系が正常の場合10#。The error signal α is 10# when the control system is normal.
制御系が異常の場合#l#を出力し、a!9の選択器へ
入力される。If the control system is abnormal, #l# is output and a! It is input to the selector 9.
選択器(I!9は、エラー信号(14が“0#の場合サ
ーボ制御回路−の出力αeを選択し、エラー信号α尋が
“1″の場合は制御1t(51’k IAHの#0#に
切り換え制御対象を停止させることにより、制御系の暴
走を抑止する。The selector (I!9 selects the output αe of the servo control circuit when the error signal (14 is “0#”), and selects the output αe of the servo control circuit when the error signal (14) is “1”, selects the control 1t (51'k IAH #0 By switching to # and stopping the controlled object, runaway of the control system is prevented.
第3図は、異常検出器a1+1体的に示した図であり、
(2)、(5)は、第1図、第2図と同じである。FIG. 3 is a diagram showing the abnormality detector a1+1,
(2) and (5) are the same as in FIGS. 1 and 2.
錦は、モデル推定回路であり、制御対象位置θn(2)
と制御量In(51から制御対象のモデルを推定するも
のである。Nishiki is a model estimation circuit, and the controlled object position θn(2)
The model of the controlled object is estimated from the control amount In(51).
すなわち、サンプリング量である制御対象位置θn(2
)と制御量I n (51の間には9次のモデルを考え
ることができる。In other words, the controlled object position θn(2
) and the control amount I n (51), a 9th order model can be considered.
H(z)・θn =G(z) ・I nここで
n :サンプリング時刻
θn;サンプリング時刻nの制御対象位置In;サンプ
リング時刻nの制御量
G(z−1):制御系のに次のモデル
Glz 11=At Z +
・・・・・・・・・+Ak−Z−k
H(z−1);制御系のm次のモデル
H(z−1)=1十B、・Z十
・・・・・・・・・+Bm−Z−1
モデル推定回路Qliでは、観測された制御対象位置θ
n(21と制御t I n (5)を使用し9次のよう
にして制御系のに次のモデルのに個の係数とm次のモデ
ルのm個の係数を求める。H(z)・θn = G(z) ・I n where n: Sampling time θn; Controlled object position In at sampling time n; Controlled amount G(z-1) at sampling time n: Next in the control system Model Glz 11=At Z + ・・・・・・・・・+Ak−Z−k H(z−1); m-order model of control system H(z−1)=10B,・Z× ......+Bm-Z-1 In the model estimation circuit Qli, the observed controlled object position θ
Using n (21) and control t I n (5), the coefficients of the next model of the control system and the m coefficients of the m-order model of the control system are determined in a 9-order manner.
Qn+1=Qn−Xn+1 ・(Xn+1’−Qn−Q
n)Xn+1=Pn−Xn+1・(1+Xn+1・・P
nXn+1) ’Pn+1=Pn−Pn−Xn+1・(
1+Xn+1l−Pn・Xn+11’−1・Xn+1’
Pn
ここで
Po ;単位行列
Qn : k+m個の係数行列=
(As 、 At 、・・−・・Ak、 Bt 、 B
t 、・・・・・・Bm)
Xn ;観測されたQnとInの行列
Xnl:観測されたQnとInの転値行列員は制御パラ
メータ推定回路であり、モデル推定回路部で得られたA
hAm +・・・Ak、 B+ 、 Bt 。Qn+1=Qn-Xn+1 ・(Xn+1'-Qn-Q
n) Xn+1=Pn-Xn+1・(1+Xn+1・・P
nXn+1) 'Pn+1=Pn-Pn-Xn+1・(
1+Xn+1l-Pn・Xn+11'-1・Xn+1'
Pn where Po; identity matrix Qn: k+m coefficient matrix = (As, At,...Ak, Bt, B
t,...Bm)
hAm+...Ak, B+, Bt.
・・・Bm から制御パラメータを次のようにして求め
ることができる。...The control parameters can be obtained from Bm as follows.
gain= (At +=−・・+Ak ) / (1
+Bt +・・−+Bm )L=i
ここで
gain :制御系のopen 1oopのゲインL
;無駄時間
i : AzからAiまでの係数が近似的に”OITで
ある。gain= (At +=-...+Ak) / (1
+Bt +...-+Bm) L=i where gain: gain L of open 1 loop of control system
;Dead time i: The coefficients from Az to Ai are approximately "OIT."
また、必要に応じて制御系の時定数を求めることができ
る。Additionally, the time constant of the control system can be determined as needed.
(イ)は、制御系に要求される制御パラメータGK+
Gv 、 Llであり、r2υの比較回路へ入力され、
制御パラメータ推定回路部で得られた制御パラメータと
比較し。(a) is the control parameter GK+ required for the control system.
Gv and Ll, which are input to the comparison circuit of r2υ,
Compare with the control parameters obtained by the control parameter estimation circuit.
Gl (gain (Gt and L (Ltを満足
する場合制御系が正常であると判定しエラー信号Iとし
て#0#、そうでなければ制御系が異常として#1#を
出力し、 a!9の選択器へ入力される。Gl (gain (Gt and L) If Lt is satisfied, it is determined that the control system is normal and #0# is output as error signal I; otherwise, the control system is abnormal and outputs #1#. Input to selector.
なお、上記実施例では制御系のopen 1oopのゲ
インと無駄時間の例であるが、他の制御パラメータを必
要な場合も、この発明を適用できる〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば制御設計に必要な物理
的なパラメータから制御対象の異常を検出することがで
き、制御系の暴走を抑止するという利点がある。Although the above embodiment is an example of the open 1 loop gain and dead time of the control system, the present invention can be applied even when other control parameters are required. [Effects of the Invention] As described above, the present invention According to this method, an abnormality in a controlled object can be detected from physical parameters necessary for control design, and there is an advantage that runaway of the control system can be suppressed.
第1図は、この発明によるディジタル制御装置を含む制
御系の全体構成図、第2図は、ディジタル制御装置(6
)を具体的に示した図、第3図は、異常検出器0を具体
的に示した図、第4図は従来のディジタル制御装置を示
した図である図中、(1)は目標位置データXn、(2
)は制御対象位置θn 、 (31は偏差E n 、
(41はサーボ制御回路、(5)は制御jlll I
n 、 (61はディジタル制御装置、(7)はディジ
タルアナログ変換器、(8)は増幅器、(9)は駆動機
、 +11はシンクロ発振器、alはシンクロディジタ
ル変換器、卸はサーボ制御回路。
0は異常検出器、a4はエラー信号、a!9は選択器、
H,(Ltlは出力値、α秒はモデル推定回路、(I9
は制御パラメータ推定回路、■はパラメータ、clυは
比較回路である。
なお1図中同一あるいは相当部分には同−符号を付しで
ある。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a control system including a digital control device according to the present invention, and FIG.
), FIG. 3 is a diagram specifically showing abnormality detector 0, and FIG. 4 is a diagram showing a conventional digital control device. Data Xn, (2
) is the controlled object position θn, (31 is the deviation E n ,
(41 is the servo control circuit, (5) is the control circuit
n, (61 is a digital control device, (7) is a digital to analog converter, (8) is an amplifier, (9) is a driver, +11 is a synchro oscillator, al is a synchro digital converter, wholesale is a servo control circuit. 0 is an abnormality detector, a4 is an error signal, a!9 is a selector,
H, (Ltl is the output value, α seconds is the model estimation circuit, (I9
is a control parameter estimation circuit, ■ is a parameter, and clυ is a comparison circuit. In addition, the same or corresponding parts in FIG. 1 are given the same reference numerals.
Claims (1)
出力とするサーボ制御回路と、制御対象への入力と制御
対象からの出力から制御系のモデルを作成し、この制御
系のモデルから得られる制御系のパラメータと必要とさ
れる制御系のパラメータを比較することによって、制御
対象の異常を検出する異常検出器と、上記異常検出器に
よって、出力されるエラー信号によって制御対象への出
力を切り換える選択器とを有し、制御対象の異常による
制御系の暴走を抑止することを特徴とするディジタル制
御装置。A servo control circuit that takes the error from the target value as input and outputs the controlled amount to the controlled object, and a control system model from the input to the controlled object and the output from the controlled object, and from this control system model. An abnormality detector that detects abnormalities in the controlled object by comparing the obtained control system parameters with the required control system parameters, and an error signal outputted by the abnormality detector to output to the controlled object. What is claimed is: 1. A digital control device comprising: a selector for switching a control object;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14798185A JPS629403A (en) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | Digital controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14798185A JPS629403A (en) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | Digital controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS629403A true JPS629403A (en) | 1987-01-17 |
Family
ID=15442470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14798185A Pending JPS629403A (en) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | Digital controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS629403A (en) |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP14798185A patent/JPS629403A/en active Pending
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