JPS63148309A - サンプル値調節計 - 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〉 本発明はサンプル値ＰＩｖＡ節計の特性の改善に関する
ものである。

〈従来技術〉 第４図〜第７図に臭いて従来技術の一例をびと明する。

第４図はサンプル値Ｐ■調節計の原理構成図であり、測
定値ＰＶと設定値ｓｖの偏差ｅは比例演算手段１に導か
れ、その出力は周期的に一定時間オンとなるサンプルス
イッチ２によりサンプルされ、積分演算手段３を介して
操作出力ＭＶを発信する。積分演算手段３は、サンプル
スイッチがオフの期間はその積分特性により操作出力を
ホールドする。

第５図は動作説明図であり、偏差ｅが存在している場合
、サンプル周期Ｔｓごとに発生するサンプル時間Ｔｃの
期間だ番ノ比例、積分動作を実行する。従って、偏差が
入っていると操作出力は、図示のように階段状に増加し
ていく。

この様な動作をするサンプル値調節計は、むだ時間の長
いプロセス等に適用すると有効であり、１度修正動作を
行ったならばある一定期間はなにも往ず、修正動作の結
果が充分用れてから次の修正動作を行うというのが特徴
である。そのため、サンプリング周期（なにもしないで
持つ期間）をプロセスの応答時間に比べて比較的長く設
定するのが自適である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、このようなサンプル（ｆｌ　Ｐ　Ｉ　Ｉ節計は
、サンプリング機構を１個しか持たないためにＰ動作の
効果が少なく、その効かせ方を調節する際の自由度が少
ない。

さらにこの様な構成のサンプル値調節計は、むだ時間の
あるプロセスには有効であるが、プロセスの閏ループ特
性より速い応答を得ることができない問題がある。

この問題の１つの解決手段としては第６図に示ずように
、積分演算手段３に並列的に比例項４を設番プることが
従来技術として知られているが、この比例項の効果は第
７図に示すようにサンプル時間が短い場合には充分とは
いえない。

本発明は従来技術のこの様な問題点を解消したサンプル
値ＰＩ調節計の提供を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の構成上の特徴は、偏差信号を共通にサンプルす
ると共に周期的に同期してオンとなり、夫々のオン時間
が独立して設定可能な第１．第２サンプルスイッチ手段
と、上記第１サンプルスイッチのサンプル出力を入力す
る積分演算手段と、上記第２サンプルスイッチのサンプ
ル出力を入力する比例演算手段と、上記積分演算手段の
出力及び比例演算手段の出力を加算する操作出力発生手
段とを具備せしめた点にある。

く作用〉 本発明によれば、偏差信号を共通にサンプルと共に周期
的に同期してオンとなり、夫々のオン時間が独立して設
定可能な第１．第２サンプルスイッチのサンプル出力が
夫々積分演算手段および比例演算手段により演算され、
これら演算手段の出力が加算されてサンプル値調節計の
操作出力として発信される。

〈実施例〉 第１図に基いて本発明の詳細な説明する。第４図で説明
した要素と同一な構成要素については、同一符号を付し
てその説明は省略する。

２＋　、２２は偏差信号ｅを共通に受ける一対のサンプ
ルスイッチであり、パルス発生器４よりの制御パルスＰ
１．Ｐ２によりオン、オフ制御される。制御パルスＰＩ
、Ｐ２は、第２図（Ｃ）に示すように、同期した周期Ｔ
ｓを有し、夫々のオン時間τ重、τ２が独立して設定可
能とされている。

図示の例ではで、くτ２とされている。

各サンプルスイッチのサンプル出力は、夫々積分演算手
段５及び比例演算手段６に入力され所定の演算が実行さ
れる。

積分演算手段５の出力Ｍ　Ｖ　＋　と比例演算手段６の
出力Ｍ　Ｖ　２は、操作出力発生手段を構成する加算手
段７により加算され、操作出力ＭＶを発生する。

積分演算手段は、サンプルスイッチ２１がオフになると
その直前の出力ｆｉｔ［Ｍ　Ｖ　＋を保持する。−力比
例演算手段は、サンプルスイッチ２２がオフの間はその
出力Ｍ　Ｖ　２はゼロとなる。

第２図は動作説明図であり、（Ｃ）に示寸ようにサンプ
ルスイッチ２＋　、２２が同期してオンとなったタイミ
ングｔ０において、（△）に示すように偏差ｅが発生し
ていた場合の操作出力ＭＶの発生の様子をを（Ｂ）に示
したものである。

すなわち、偏差ｅをオン時間で１積分演算した操作出力
ＭＶ＋（点線で示す）と、同じく偏差ｅをオン時間τ２
比例演算した操作出力ＭＶ２（点線で示す）が加算され
た実線で示す操作出力ＭＶが発生する。

操作出力Ｍ　Ｖ　２のパルス幅は、τ２の設定によりτ
、とは独立に設定可能であるから、この設定の変更によ
り操作出力ＭＶの台形部の長さを任意に長くすることが
でき、比例利得のみを独立に設定することが可能となる
。

第３図は、この調節計をむだ時間と遅れのあるプロセス
に適用したとき、（Ａ）に示すような設定値Ｓｖのステ
ップ状の変更に対する操作出力Ｍ■を（Ｂ）に、および
測定値ＰＶの応答を（Ｃ）に示したものである。

（Ｃ）において、実線が本発明調節計の応答であり、比
例動作による台形部の幅が十分有る為に速い応答が可能
である。一点鎖線Ｐｖ′で示す応答は、第４図、第７図
の従来構成の調節計による特性であり、応答速度が近い
ことが解る。

従来構成においても比例利得を高くすることにより比例
動作を強めることは可能である。しかしながら第７図に
示したように比例項の効果は鋸歯状の出力となって現れ
るので、変化量の絶対値が大きくなる。一般に鋸歯状の
大きな変化は操作器機にキックを与え飽和してしまう場
合もあるので好ましくない。

これに対して本発明の構成では、比例動作による操作出
力の突出部は、台形状になるので同じ比例効果を時間を
長くして出すことが可能である（比例動作の効果は突出
部の面積で決まる）。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば突出部の高さを大
きくすることなく比例利得を積分演算時間とは独立的に
任意に設定可能なサンプルＰＩ調節計を簡単な構成によ
る実現することが出来、サンプル値ＰＩ調節計の適用で
きるプロセスの範囲を拡大することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図。 第３図はその動作説明図、第４図、第６図は従来技術の
一例を示す構成図、第５図、第７図はそれらの動作説明
図である。 ２＋　、２２・・・サンプルスイッチ　　４・・・パル
ス発生器　　５・・・積分演算手段　　６・・・比例演
算手段第１図 第２図 Ｃθ　　　　　　　　　　　　　　　　　ｔｒ第３因 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 偏差信号を共通にサンプルすると共に周期的に同期して
   オンとなり、夫々のオン時間が独立して設定可能な第１
   、第２サンプルスイッチ手段と、上記第１サンプルスイ
   ッチのサンプル出力を入力する積分演算手段と、上記第
   ２サンプルスイッチのサンプル出力を入力する比例演算
   手段と、上記積分演算手段の出力及び比例演算手段の出
   力を加算する操作出力発生手段とよりなるサンプル値調
   節計。