JPS63115202A - フイ−ドバツクプロセス制御装置 - Google Patents
フイ−ドバツクプロセス制御装置Info
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- JPS63115202A JPS63115202A JP26017086A JP26017086A JPS63115202A JP S63115202 A JPS63115202 A JP S63115202A JP 26017086 A JP26017086 A JP 26017086A JP 26017086 A JP26017086 A JP 26017086A JP S63115202 A JPS63115202 A JP S63115202A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 11
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000012885 constant function Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、プロセス制御系の制御装置として制御動作
部に比例積分装置を用い、基準入力となる設定目標値と
検出部からのフィードバック量との偏差量を制御動作信
号として入力し、出力として操作情報量を制御対象プロ
セスに与え、制御対象プロセスを目標値となるようにフ
ィードバック制御するためのフィードバックプロセス制
御装置に関するものである。
部に比例積分装置を用い、基準入力となる設定目標値と
検出部からのフィードバック量との偏差量を制御動作信
号として入力し、出力として操作情報量を制御対象プロ
セスに与え、制御対象プロセスを目標値となるようにフ
ィードバック制御するためのフィードバックプロセス制
御装置に関するものである。
第６図は例えば特願昭６１−１４８９０９号に示された
従来のこの種のフィードバックプロセス制御装置を示す
ブロック図であり、図において、１は目標設定部、２は
制御対象プロセス部、３は制御対象プロセス部２の制御
量を検出する検出部、４は比較部、５は制御動作部とし
て、比例動作部と積分動作部とを含む比例積分装置であ
る。
従来のこの種のフィードバックプロセス制御装置を示す
ブロック図であり、図において、１は目標設定部、２は
制御対象プロセス部、３は制御対象プロセス部２の制御
量を検出する検出部、４は比較部、５は制御動作部とし
て、比例動作部と積分動作部とを含む比例積分装置であ
る。
Ｓｌは目標値設定部１から出力される設定目標値信号、
Ｓ２は制御対象プロセス部２から出力される制御量信号
、Ｓ３は設定目標値信号Ｓ１と比較できるように検出部
３において制御量信号Ｓ２を変換したフィードバック量
信号、Ｓ４は比較部４において設定目標値信号Ｓ１とフ
ィードバック量信号Ｓ３とを比較して求めた制御偏差量
信号、Ｓ５は制御偏差量信号Ｓ４に基づき比例積分装置
５から出力される操作量情報信号、Ｓ６は外部から加わ
る外乱である。
Ｓ２は制御対象プロセス部２から出力される制御量信号
、Ｓ３は設定目標値信号Ｓ１と比較できるように検出部
３において制御量信号Ｓ２を変換したフィードバック量
信号、Ｓ４は比較部４において設定目標値信号Ｓ１とフ
ィードバック量信号Ｓ３とを比較して求めた制御偏差量
信号、Ｓ５は制御偏差量信号Ｓ４に基づき比例積分装置
５から出力される操作量情報信号、Ｓ６は外部から加わ
る外乱である。
次に動作について説明する。まず、目標値設定部ｌより
設定目標値信号Ｓ１が出力されると、比較部４において
、設定目標値信号Ｓ１と検出部３からのフィードバック
量信号Ｓ３とが比較演算されて、制御偏差量信号Ｓ４が
求められる。
設定目標値信号Ｓ１が出力されると、比較部４において
、設定目標値信号Ｓ１と検出部３からのフィードバック
量信号Ｓ３とが比較演算されて、制御偏差量信号Ｓ４が
求められる。
次いで比例積分装置５において、制御偏差量信号Ｓ４が
比例積分され、操作量情報信号Ｓ５が求められ、自動制
御が開始される。そして、制御対象プロセス部２からの
制御量信号Ｓ２は、再び検出部３においてフィードバッ
ク量信号Ｓ３に変換されて比較部４に入力される。
比例積分され、操作量情報信号Ｓ５が求められ、自動制
御が開始される。そして、制御対象プロセス部２からの
制御量信号Ｓ２は、再び検出部３においてフィードバッ
ク量信号Ｓ３に変換されて比較部４に入力される。
以上の動作は、フィードバック量信号Ｓ３が設定目標値
信号Ｓ１と等しくなり、制御偏差量信号Ｓ４が零になる
まで続けられる。
信号Ｓ１と等しくなり、制御偏差量信号Ｓ４が零になる
まで続けられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のフィードバックプロセス制御装置は以上のように
構成されているので、比例積分装置５の比例動作部と積
分動作部における比例ゲインと積分時定数とが常に一定
であるため、設定目標値とフィードバック量との偏差量
が大きい時、つまり過渡状態における応答性と、偏差量
が小さくなった安定状態における安定性を同時に向上さ
せる事は不可能であった。特に、多変数制御系の応答性
および安定性を向上させるためには、多くの補償要素が
必要で、制御系の複雑化、コスト高を招くなどの問題点
があった。 。
構成されているので、比例積分装置５の比例動作部と積
分動作部における比例ゲインと積分時定数とが常に一定
であるため、設定目標値とフィードバック量との偏差量
が大きい時、つまり過渡状態における応答性と、偏差量
が小さくなった安定状態における安定性を同時に向上さ
せる事は不可能であった。特に、多変数制御系の応答性
および安定性を向上させるためには、多くの補償要素が
必要で、制御系の複雑化、コスト高を招くなどの問題点
があった。 。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、設定目標値とフィードバック量との偏差量に
応じ、比例積分装置における比例ゲインおよび積分時定
数を適当に変更できるようにして、制御系の応答性およ
び安定性の向上をはかったフィードバックプロセス制御
装置を得ることを目的とする。
たもので、設定目標値とフィードバック量との偏差量に
応じ、比例積分装置における比例ゲインおよび積分時定
数を適当に変更できるようにして、制御系の応答性およ
び安定性の向上をはかったフィードバックプロセス制御
装置を得ることを目的とする。
この発明に係るフィードバックプロセス制御装置は、制
御動作部が比例動作部と積分動作部を含んで構成され、
且つ、比例動作部での比例ゲインと積分動作部での積分
時定数を、比較部からの制御偏差量に応じて変更する変
更部を設けたものである。
御動作部が比例動作部と積分動作部を含んで構成され、
且つ、比例動作部での比例ゲインと積分動作部での積分
時定数を、比較部からの制御偏差量に応じて変更する変
更部を設けたものである。
この発明におけるフィードバックプロセス制御装置では
、比較部からの制御偏差量が設定値より大きい場合には
、変更部により、比例ゲインと積分時定数とが大きくな
るように変更され、制御偏差量が設定値より小さい場合
には、比例ゲインと積分時定数とは固定とされることに
より、過渡状態における応答性と偏差量が小さくなった
安定状態における安定性を同時に向上する。
、比較部からの制御偏差量が設定値より大きい場合には
、変更部により、比例ゲインと積分時定数とが大きくな
るように変更され、制御偏差量が設定値より小さい場合
には、比例ゲインと積分時定数とは固定とされることに
より、過渡状態における応答性と偏差量が小さくなった
安定状態における安定性を同時に向上する。
以下、この発明の一実施例を前記第６図と同一部分に同
一符号を付した第１図について説明する。
一符号を付した第１図について説明する。
第１図において、５は制御動作部としての比例積分装置
であり、後述する比例動作部としての比例ゲイン発生装
置６からの比例ゲインＧｐと積分動作部としての積分定
数発生装置７からの積分時定数Ｇｉとに基づき、比較部
４からの制御偏差量信号Ｓ４を比例積分して操作量情報
信号Ｓ５を出力するものである。
であり、後述する比例動作部としての比例ゲイン発生装
置６からの比例ゲインＧｐと積分動作部としての積分定
数発生装置７からの積分時定数Ｇｉとに基づき、比較部
４からの制御偏差量信号Ｓ４を比例積分して操作量情報
信号Ｓ５を出力するものである。
６は比例ゲイン用関数発生器８と比例ゲイン用乗算器９
とから構成される比例ゲイン発生装置である。上記比例
ゲイン用関数発生器８は制御偏差量信号Ｓ４に応じて関
数Ｆ１に基づき比例ゲイン係数を設定し、比例ゲイン用
乗算器９は固定比例ゲインＣｐと比例ゲイン係数を乗じ
、比例ゲインＧｐを出力するものである。
とから構成される比例ゲイン発生装置である。上記比例
ゲイン用関数発生器８は制御偏差量信号Ｓ４に応じて関
数Ｆ１に基づき比例ゲイン係数を設定し、比例ゲイン用
乗算器９は固定比例ゲインＣｐと比例ゲイン係数を乗じ
、比例ゲインＧｐを出力するものである。
７は積分時定数用関数発生器１０と積分時定数用乗算器
１１とから構成される積分時定数発生装置である。上記
積分定数用関数発生器１０は制御偏差量信号Ｓ４に応じ
て関数Ｆ２に基づき積分時定数係数を設定し、積分定数
用乗算器１１は固定積分時定数Ｃｉと積分時定数係数を
乗じ、積分時定Ｇｉを出力するものである。
１１とから構成される積分時定数発生装置である。上記
積分定数用関数発生器１０は制御偏差量信号Ｓ４に応じ
て関数Ｆ２に基づき積分時定数係数を設定し、積分定数
用乗算器１１は固定積分時定数Ｃｉと積分時定数係数を
乗じ、積分時定Ｇｉを出力するものである。
第２図は比例ゲイン用関数発生器８の関数Ｆ１であり、
第２図において、ｄｌは制御偏差信号Ｓ４の比例ゲイン
固定限界値、ｄ２は比例ゲイン係数値（＝１．０）であ
る。
第２図において、ｄｌは制御偏差信号Ｓ４の比例ゲイン
固定限界値、ｄ２は比例ゲイン係数値（＝１．０）であ
る。
第３図は、積分時定数用関数発生器１０の関数Ｆ２であ
り、第３図において、ｄ３は制御偏差信号Ｓ４の積分時
定数固定限界値、ｄ４は積分時定数係数値（＝１．０）
である。
り、第３図において、ｄ３は制御偏差信号Ｓ４の積分時
定数固定限界値、ｄ４は積分時定数係数値（＝１．０）
である。
次に動作を第４図のフローチャート図について説明する
。まず、目標値設定部１より設定目標値信号Ｓ１が出力
される（ステップａｌ）と、比較部４において設定目標
値信号Ｓ１と検出部３からのフィードバック量信号Ｓ３
が比較演算されて、制御偏差量信号Ｓ４が求められる（
ステップａ２）。
。まず、目標値設定部１より設定目標値信号Ｓ１が出力
される（ステップａｌ）と、比較部４において設定目標
値信号Ｓ１と検出部３からのフィードバック量信号Ｓ３
が比較演算されて、制御偏差量信号Ｓ４が求められる（
ステップａ２）。
比例ゲイン用関数発生器８、積分時定数用関数発生器１
０において、それぞれ制御偏差信号Ｓ４に応じて比例ゲ
イン係数、積分時定数係数が設定され、比例ゲイン用乗
算器９、積分時定数用乗算器１１において、それぞれ固
定比例ゲインＣｐ、固定積分時定数Ｃｉと乗算され、比
例ゲインＧｐ、積分時定数Ｇｐが出力される（ステップ
ａ３）。
０において、それぞれ制御偏差信号Ｓ４に応じて比例ゲ
イン係数、積分時定数係数が設定され、比例ゲイン用乗
算器９、積分時定数用乗算器１１において、それぞれ固
定比例ゲインＣｐ、固定積分時定数Ｃｉと乗算され、比
例ゲインＧｐ、積分時定数Ｇｐが出力される（ステップ
ａ３）。
つまり、制御偏差信号Ｓ４が、比例ゲイン用関数発生器
８の関数Ｆ１、積分時定数用関数発生器１０の関数Ｆ２
において、それぞれ比例ゲイン固定限界値±ｄ１、積分
時定数固定限界値±ｄ３よ数が比例ゲイン係数値ｄ２
（＝１．０）、積分時定数係数値ｄ４ （＝１．０）よ
り大きくなり、比例ゲイン用乗算器９および積分時定数
用乗算器１１の作用により、比例ゲインＧｐ、積分時定
数Ｇｉは大きくなるように変更される。
８の関数Ｆ１、積分時定数用関数発生器１０の関数Ｆ２
において、それぞれ比例ゲイン固定限界値±ｄ１、積分
時定数固定限界値±ｄ３よ数が比例ゲイン係数値ｄ２
（＝１．０）、積分時定数係数値ｄ４ （＝１．０）よ
り大きくなり、比例ゲイン用乗算器９および積分時定数
用乗算器１１の作用により、比例ゲインＧｐ、積分時定
数Ｇｉは大きくなるように変更される。
上述のように、変更して得られた比例ゲインＧＰ、積分
時定数Ｇｉに基づき、比例積分袋Ｗ５は制御偏差量信号
Ｓ４を比例積分して操作情報信号Ｓ５を出力し、この操
作情報信号Ｓ５と外乱Ｓ６を加減算した加減算器１４の
出力で制御対象プロセス部２が自動制御を行う（ステッ
プａ４）。
時定数Ｇｉに基づき、比例積分袋Ｗ５は制御偏差量信号
Ｓ４を比例積分して操作情報信号Ｓ５を出力し、この操
作情報信号Ｓ５と外乱Ｓ６を加減算した加減算器１４の
出力で制御対象プロセス部２が自動制御を行う（ステッ
プａ４）。
制御対象プロセス部２からの制御量信号Ｓ２は、検出部
３においてフィードバック量信号Ｓ３に変換されて再び
比較部４に入力される。
３においてフィードバック量信号Ｓ３に変換されて再び
比較部４に入力される。
以上の動作は、フィードバック量信号Ｓ３が設定目標値
信号Ｓ１と等しくなり、制御偏差量信号Ｓ４が零になる
まで続けられる（ステップａ５）。
信号Ｓ１と等しくなり、制御偏差量信号Ｓ４が零になる
まで続けられる（ステップａ５）。
このように、比例ゲインおよび積分時定数が制御偏差量
信号Ｓ４の大きさに応じて適切に変更されるので、制御
系が過渡状態である場合には、その応答性が向上する一
方、定常状態である場合にはその安定性が向上する。
信号Ｓ４の大きさに応じて適切に変更されるので、制御
系が過渡状態である場合には、その応答性が向上する一
方、定常状態である場合にはその安定性が向上する。
なお、上記実施例では、比例ゲイン発生装置６および積
分時定数発生装置７をそれぞれ、関数発生器８，１０と
乗算器９，１１とで構成しているが、これらの比例ゲイ
ン発生装置６および積分時定数発生装置７を第５図に示
すように、ディジタル計算機１２と入出力変換装置１３
とで構成してもよい。
分時定数発生装置７をそれぞれ、関数発生器８，１０と
乗算器９，１１とで構成しているが、これらの比例ゲイ
ン発生装置６および積分時定数発生装置７を第５図に示
すように、ディジタル計算機１２と入出力変換装置１３
とで構成してもよい。
つまり、入出力変換装置１３において、制御偏差量信号
Ｓ４をディジタル計算機１２が取り扱うことのできるデ
ィジタル信号に変換し、ディジタル計算機１２において
応答性、安定性を考慮した最適な比例ゲインＧｐと積分
時定数Ｇｉとを計算する。
Ｓ４をディジタル計算機１２が取り扱うことのできるデ
ィジタル信号に変換し、ディジタル計算機１２において
応答性、安定性を考慮した最適な比例ゲインＧｐと積分
時定数Ｇｉとを計算する。
その計算式を計算機ソフトウェアによって構成すれば、
複雑な数学的計算も可能となり、上記実施例と同様の効
果を奏する。
複雑な数学的計算も可能となり、上記実施例と同様の効
果を奏する。
なお、ディジタル計算機１２においてなされる処理も第
４図のフローチャートで示す処理とほぼ同じである。
４図のフローチャートで示す処理とほぼ同じである。
以上のように、この発明によれば、制御動作部における
比例ゲインおよび積分時定数を比較部からの制御偏差量
に応じて変更部により変更できるように構成したので、
従来ある制御装置の構成要素を用いて、装置が安価に製
作されるとともに、極めて容易に多変数制御系の応答性
および安定性を向上させることができる効果がある。
比例ゲインおよび積分時定数を比較部からの制御偏差量
に応じて変更部により変更できるように構成したので、
従来ある制御装置の構成要素を用いて、装置が安価に製
作されるとともに、極めて容易に多変数制御系の応答性
および安定性を向上させることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるフィードバックプロ
セス制御装置を示すブロック図、第２図は制御偏差量信
号と比例ゲイン係数の関係図、第３図は制御偏差量信号
と積分時定数係数の関係図、第４図はその動作を説明す
るためのフローチャート図、第５図はこの発明の他の実
施例によるフィードバックプロセス制御装置を示すブロ
ック図、第６図は従来のフィードバックプロセス制御装
置を示すブロック図である。 １は目標値設定部、２は制御対象プロセス部、４は比較
部、５は制御動作部（比例積分装置）、６は比例動作部
（比例ゲイン発生装置）、７は積分動作部（積分時定数
発生装置）。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
セス制御装置を示すブロック図、第２図は制御偏差量信
号と比例ゲイン係数の関係図、第３図は制御偏差量信号
と積分時定数係数の関係図、第４図はその動作を説明す
るためのフローチャート図、第５図はこの発明の他の実
施例によるフィードバックプロセス制御装置を示すブロ
ック図、第６図は従来のフィードバックプロセス制御装
置を示すブロック図である。 １は目標値設定部、２は制御対象プロセス部、４は比較
部、５は制御動作部（比例積分装置）、６は比例動作部
（比例ゲイン発生装置）、７は積分動作部（積分時定数
発生装置）。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 目標値設定部からの目標値信号と制御対象プロセス部か
らの制御量信号に基づくフィードバック量信号とを比較
して制御偏差量信号を求める比較部と、前記制御偏差量
信号に基づいて比例ゲインを出力する比例動作部と、前
記制御偏差量信号に基づいて積分時定数を出力する積分
動作部と、前記制御偏差量信号に応じて前記比例ゲイン
および前記積分時定数を変更し前記制御対象プロセス部
へ操作量情報信号を出力する制御動作部とを備えたフィ
ードバックプロセス制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26017086A JPS63115202A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | フイ−ドバツクプロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26017086A JPS63115202A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | フイ−ドバツクプロセス制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63115202A true JPS63115202A (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=17344294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26017086A Pending JPS63115202A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | フイ−ドバツクプロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63115202A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0213600A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | ウインチの自動定速度制御装置 |
| JPH03111901A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-13 | Toshiba Corp | 非線形フィードバック制御器 |
| JPH03148703A (ja) * | 1989-11-06 | 1991-06-25 | Fuji Electric Co Ltd | サンプル値制御装置 |
| JPH0390304U (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-13 | ||
| JPH10197413A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Horiba Ltd | 車両自動運転装置の制御方法およびエンジン自動運転装置の制御方法 |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP26017086A patent/JPS63115202A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0213600A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | ウインチの自動定速度制御装置 |
| JPH0460913B2 (ja) * | 1988-06-30 | 1992-09-29 | Hitachi Construction Machinery | |
| JPH03111901A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-13 | Toshiba Corp | 非線形フィードバック制御器 |
| JPH03148703A (ja) * | 1989-11-06 | 1991-06-25 | Fuji Electric Co Ltd | サンプル値制御装置 |
| JPH0390304U (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-13 | ||
| JPH10197413A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Horiba Ltd | 車両自動運転装置の制御方法およびエンジン自動運転装置の制御方法 |
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