JPS63132302A - 制御装置 - Google Patents

制御装置

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JPS63132302A
JPS63132302A JP27931186A JP27931186A JPS63132302A JP S63132302 A JPS63132302 A JP S63132302A JP 27931186 A JP27931186 A JP 27931186A JP 27931186 A JP27931186 A JP 27931186A JP S63132302 A JPS63132302 A JP S63132302A
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JP
Japan
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value
reset
control
steady state
set value
Prior art date
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Pending
Application number
JP27931186A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumiaki Narutani
文明 成谷
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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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】 〔発明の分野〕 本発明は連続時間制御対象を積分操作を含む操作によっ
て制御する制御装置に関し、特に積分操作の初期値の設
定に特徴を有する制御装置に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
(従来技術) 従来温度制御装置等の連続時間制御対象に対する制御装
置としては、PID制御を行うPID制御装置が広く用
いられている。PID制御装置を立上げる際には積分操
作は比例帯に入れば開始されるが、積分操作量の初期値
は定常状態での制御量に等しくなるようにすれば第2図
の曲線Aに示すようにオーバシュートがほとんどなく、
短い整定時間で制御対象を整定させることができる。し
かし積分操作量の初期値が定常状態の制′4B量より大
きければ曲線已に示すようにオーバシュートが起こり、
小さければ曲線Cに示すように整定時間が長くなる。
このような問題を解消するために例えば特開昭60−2
15205号に示されているように、定常状態に入ると
そのときの操作量を補償値(アンチリセット値)として
記憶しておき、次にシステムを立上げる場合にはその補
償値を積分操作量の初期値として用いることによって整
定特性を向上させるようにした制御装置が知られている
(発明が解決しようとする問題点) しかしながらこのような従来のPID制御装置では、設
定値を変更した後も一旦記憶させた補償値は変化させて
おらず元の補償値がそのまま用いられる。そのため設定
値を変更する際には立上げの整定に時間がかかったり、
又はオーバシュートを生じる恐れがあるという問題点が
あった。
〔技術的課題〕
本発明はこのような従来の制御装置の問題点に鑑みてな
されたものであって、設定値を変更した際にも積分操作
量の初期値を自動的に変更することによって最適の積分
操作量の初期値を得るようにすることを技術的課題とす
る。
〔発明の構成と効果〕
く問題点を解決するための手段) 本発明は第1図に示すように、制御対象1における制御
量を検出する検出手段2と、設定値を入力する入力手段
3と、設定値に基づいて積分操作量を含む操作によって
操作量を出力する制御手段4と、制御対象に制御操作を
行う出力手段5と、を存する制御装置であって、制御対
象1の設定値を保持し制御量が定常状態に達したときの
操作量をアンチリセット値として保持する記憶手段6と
、設定値の変更時に設定値の比例配分によりアンチリセ
ット値を算出するアンチリセット値算出手段7と、を具
備し、制御手段は、動作の開始時に記憶手段のアンチリ
セット値を積分操作量の初期値として操作するものであ
ることを特徴とするものである。
(作用) このような特徴を有する本発明によれば、オートチュー
ニングによって制御対象のPID定数等の制御定数を定
めて制御し定常状態に達すると、そのときの操作量がア
ンチリセット値として記憶手段に書込まれる。従って設
定値が変更された場合にはそのアンチリセット値を設定
値の変更に対応させて比例配分することによって新たな
アンチリセット値を演算して積分操作量の初期値として
制御を開始する。そして定常状態に達すると、そのとき
の操作量を再びアンチリセット値として記憶するように
している。
(発明の効果) そのため本発明によれば、設定値を変更して制御対象を
制御する場合にも定常状態の操作量にほぼ等しいアンチ
リセット値が初期値として設定されるため過渡特性に優
れ、オーバシュートが少なく整定時間が短い過渡特性で
制御対象を制御することができる。
〔実施例の説明〕
(実施例の構成) 第3図は本発明の一実施例による温度制御装置の電気的
構造を示すブロック図である。本図において温度調節装
置10は設定温度の入力等の操作を行う入力手段である
キー人力部11.設定温度や現在温度等を表示する表示
部12.制御対象1に設けられその温度を検知するセン
サ及びセンサに得られるデータをデジタル値に変換する
A/D変換器を有する検出手段3である温度検知部13
゜温度検知部13より得られるデータに基づいて所定の
処理手順によって制御対象1を制御する中央演算装置(
以下CPUという)14.ヒータから成りCPU14に
接続され、制御対象1を直接制御する出力手段4である
出力部15が設けられる。
CPUI 4には記憶手段6としてリードオンリメモリ
 (以下ROMという)16及びランダムアクセスメモ
リ (以下RAMという)17が接続されている。CP
UI 4は制御対象1を制御量である温度データに基づ
いてPID制御を行う制御手段4と、設定値が変更され
たときに積分操作量の初期値であるアンチリセット値を
算出するアンチリセット値算出手段7を構成している。
記憶手段6を構成するROM16はCPU14の演算処
理手順を記憶するものであり、RAMI7は第4図に示
すようにメモリを初期化する際に用いられるメモリ初期
化フラグFl、アンチリセット値を変更するときに立て
られるARW設定フラグF2.定常状態に達したときに
立てられる定常フラグF3と制御i1 y (t) 、
現在設定値w (tl 、設定値W、定常状態を検出す
る偏差ε、定常状態でのサンプル数を示すサンプルカウ
ンタCNT、アンチリセット値ARWを記憶するA R
W ’pH域、操作@ m (t)及びPID定数を記
憶するPID領域を有している。RAM17の一部のデ
ータ、少なくともアンチリセット値を記憶するA RW
 SR域と設定値Wの記憶領域は図示しないバッテリー
によってバックアップされ、又は不揮発性メモリとして
構成されているものとする。
(本実施例の動作) 次に本実施例の動作について第5図のフローチャート及
び第6図のタイムチャートを参照しつつ説明する。時刻
tlに動作を開始するとまずステップ21においてメモ
リ初期化フラグF1が立てられているかどうかをチェッ
クする。最初の動作状態ではこのフラグは立てられてい
ないのでステップ22に進み、最初のアンチリセット値
として50%の値をA、RW領領域書込み制御量や制御
定数を初期化すると共に、キー人力部11から入力され
た制御対象1の設定温度を現在設定値w (t)と設定
値W領域にセットする。そしてステップ23に進んでA
RW設定フラグF2をセットし、ステップ24に進んで
設定値W (tlと温度検知部13から与えられる制御
量y (t)を更新する。最初の動作時には例えば設定
値−4が常温よりも十分高い温度に設定されるものとす
ると、ステップ24において制御量として制御対象1の
現在の温度が入力される。そしてステップ25に進んで
オートチューニングを終えているかどうかをチェックす
る。オートチューニングが終了していなければルーチン
26に進んでオートチューニングを行う。オートチュー
ニングを例えばステップ応答法によって行う場合には、
第7図に示すように10ozの操作量を制御対象−1に
与えたときに制御量が上昇するまでの無駄時間りと制御
時の最大傾斜を応答速度Rとする。
時刻11にオートチューニングが終了すると、ステップ
27において無駄時間りとRから所定の式によってPI
D定数Kp 、Ti 、Tdを求める。
Kp = 1.2/RL Ti=2L Td = 0.5L Kp :比例定数 Ti ;積分時間 Td :微分時間 そしてルーチン28においてPID制御による操作量m
 (t)を演算し、ステップ29に進んで計算された操
作量m (t)を出力部15を介して制御対象1に出力
する。操作量m (t)は次式で与えられる。
ej :設定値と現在温度との偏差 このうち第1項が積分操作項、第2項は比例項であり、
第3項は微分操作項である。
更にステップ30に進んで定常フラグF3が立てられて
いるかどうかをチェックする。このフラグF3が立てら
れていなければステップ24に戻って設定値w (tl
と現在温度y (tlを更新して同様の処理を繰り返す
。次のループでは既にオートチューニングが終了してい
るためステップ25からステップ32に進んで現在の設
定値w (t)が変更されたかどうかを設定値Wとの比
較によってチェックする。設定値が変更されていなけれ
ばステップ33.34に進んで制御@ y (t)が現
在設定値w (tlの上下の偏差εの範囲に入り定常状
態に達したかどうかをチェックする。定常状態に達して
いなければステップ35に進んで現在の設定値w (t
>と現在温度y (tlとの差が次式の範囲内にあり、
比例帯に達しているかどうかをチェックする。
Fs :制御量のフルスケール Pb :比例帯(P b = 100/ K p)比例
帯の範囲内になければルーチン28に戻ってP■D制御
を繰り返す。
さて時刻t、に制御量y(t)が比例帯に達するとステ
ップ32.35を介してステップ36に進み、ARW設
定フラグF2が立てられているかどうかをチェックする
。最初はステップ23でこのフラグF2が立てられてい
るのでステップ37に進んでそのときの積分値の操作量
の初期値としてアンチリセット値の値を書込み、ARW
設定フラグF2をオフとする。電源投入後に最初に動作
する場合にはアンチリセット値として50%の値が既に
設定されているため、第6図(blに示すように積分操
作量を50%としてPID制御をm続する。そうすれば
第6図(a)に示すようにオーバシュートが生じるが制
御量y tt)は徐々に設定値り、に近づ(ことになる
。そして定常状態に達すればステップ33.34を介し
てステップ38に進み定常カウンタCNTをインクリメ
ントする。定常カウンタCNTは数サンプリング周期の
間連続して定常状態にあるかどうかを判別するカウンタ
である。そしてステップ39.40において定常カウン
タCNTの計数値が2又は2を越えているかどうかをチ
ェックする。定常カウンタCNTの計数値が2以内であ
ればルーチン28に戻ってPID制御を繰り返し、定常
カウンタCNTの値が2であればA RW 9N域のア
ンチリセット値をクリアする(ステップ41)。定常カ
ウンタCNTの計数値が2を越えている場合にはステッ
プ42に進んで定常フラグF3を立ててルーチン28に
進んでPID!IJ御を繰り返す。定常フラグF3が立
てられるとPIDI!J御の後ステップ30を介してス
テップ31に進み、次式に基づいて新たなアンチリセッ
ト値をARW領域に設定する。
NT−2 最初は定常カウンタCNTが3であるためそのときの操
作量m (t)がそのままARWgl域に書込まれる。
そしてステップ24に戻って同様の処理を繰り返す。こ
うすれば定常状態制御中に操作ii m (tlが徐々
に変動した場合にもその平均値をアンチリセット値とし
て記憶することができる。
さて第6図(a)に示すように時刻t、に設定値がhか
らW2に変更された場合には、ステップ24において設
定値w (t)の変更が取込まれる。そしてステップ2
5から32に進んで設定値の変更がチェックされるが、
設定値が変更されているのでステップ43に進んで新た
なアンチリセット値ARW、を比例配分によって次式に
基づいて算出する。
w (t)−R 尚Rは室温である。そしてARW設定フラグF2を立て
ステップ44に進んでそのときの現在設定値W (tl
を設定値領域Wに書込みステップ33に戻る。
そしてステップ33.34において定常状態にあるかど
うか、ステップ35において比例帯内に入っているかど
うかをチェックして同様の、処理を繰り返す。
こうすれば比例帯に入るまでは第6図(b)に示すよう
に100%の操作量で制御対象が制御されるが、比例帯
に入る時刻t6にはステップ37においてそのときに演
算された新たなアンチリセット値を積分項の初期値とし
てPIDtIIJ御を行う。そして定常状態に達すれば
そのときの操作量をアンチリセット値として同様の処理
を繰り返す。
このようにして設定値が変更された場合にも既に記憶さ
れているアンチリセット値を比例配分することによって
新たなアンチリセット値を推定して最適の過渡特性でP
ID!IJ御を行うことができる。
尚本実施例はPID制御装置について説明したが、本発
明はI−PD制御装置等の積分操作を行う他の制御装置
に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による制御装置の機能的構成を示すブロ
ック図、第2図はアンチリセット値の相違に対する制御
量の時間的変化を示すグラフ、第3図は本発明の一実施
例によるPrD制御装置の電気的構成を示すブロック図
、第4図はそのメモリマツプ、第5図は本実施例の動作
を示すフローチャート、第6図は本実施例の動作を示す
タイムチャート、第7図はステップ応答法によるPID
定数算出のためのタイムチャートである。 1−・・・・−・制御対象  2−・・−検出手段  
3−・−・−人力手段  4・・・−・−制御手段  
5−−−−−−一出力手段6・−一−−−−記憶手段 
 7〜・・−・−・アンチリセット値算出手段  11
−−−−−−−キー人力部  12・−・−表示部  
13−一−〜−−一温度検知部  14−・−・−・C
PU16−・・−ROM   17・−−−−一・RA
M特許出願人   立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜(他1名) 第1図 第2図 第7図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)制御対象における制御量を検出する検出手段と、 設定値を入力する入力手段と、 設定値に基づいて積分操作量を含む操作によって操作量
    を出力する制御手段と、 制御対象に制御操作を行う出力手段と、を有する制御装
    置において、 制御対象の設定値を保持し制御量が定常状態に達したと
    きの操作量をアンチリセット値として保持する記憶手段
    と、 設定値の変更時に設定値の比例配分によりアンチリセッ
    ト値を算出するアンチリセット値算出手段と、を具備し
    、 前記制御手段は、動作の開始時に前記記憶手段のアンチ
    リセット値を積分操作量の初期値として操作するもので
    あることを特徴とする制御装置。
JP27931186A 1986-11-21 1986-11-21 制御装置 Pending JPS63132302A (ja)

Priority Applications (1)

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JP27931186A JPS63132302A (ja) 1986-11-21 1986-11-21 制御装置

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JP27931186A JPS63132302A (ja) 1986-11-21 1986-11-21 制御装置

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JPS63132302A true JPS63132302A (ja) 1988-06-04

Family

ID=17609395

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JP27931186A Pending JPS63132302A (ja) 1986-11-21 1986-11-21 制御装置

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JP (1) JPS63132302A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0299411U (ja) * 1989-01-23 1990-08-08
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JP2008165674A (ja) * 2007-01-04 2008-07-17 Fenwall Controls Of Japan Ltd Pid制御方法及びpid制御装置
JP2011034386A (ja) * 2009-08-03 2011-02-17 Nippon Signal Co Ltd:The 温度制御装置及び温度制御方法
EP3818873A4 (en) * 2018-11-16 2022-03-23 KT&G Corporation METHOD OF CONTROLLING THE ELECTRICAL POWER OF AN AEROSOL GENERATOR HEATER AND AEROSOL GENERATOR

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