JPS63204401A - Pid controller - Google Patents
Pid controllerInfo
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- JPS63204401A JPS63204401A JP3576787A JP3576787A JPS63204401A JP S63204401 A JPS63204401 A JP S63204401A JP 3576787 A JP3576787 A JP 3576787A JP 3576787 A JP3576787 A JP 3576787A JP S63204401 A JPS63204401 A JP S63204401A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プロセスに対してPID(比例積分微分)制
御を行うコントローラに関するものであり、特に、セル
フ・チューニングを行うコントローラに関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a controller that performs PID (proportional-integral-derivative) control over a process, and particularly relates to a controller that performs self-tuning.
PID制御は、PI制御とPD制御の長所を合わせもち
、P動作だけの場合と比べて応答が遠心的であるといっ
た特長を有する。そして、このようなPID制御におけ
るコントローラとして、PIDパラメータ(K、Ti、
Td)を自動的に設定するセルフ・チューニング・コン
トローラが既に知られている。PID control combines the advantages of PI control and PD control, and has the advantage that the response is more centrifugal than in the case of only P operation. As a controller in such PID control, PID parameters (K, Ti,
Self-tuning controllers that automatically set Td) are already known.
しかし、従来のセルフ・チューニング・コントローラに
おいては、プロセス同定もしくはそれに準する動作によ
り、コントローラの最適PIDパラメータを求めた結果
径られる値は、種々のプロセス特性に対して常時最適値
となるものではなかった。すなわち、一部のプロセスに
対しては応答性の点で最適とは言えない場合もあった。However, in conventional self-tuning controllers, the values obtained as a result of determining the optimum PID parameters of the controller through process identification or similar operations are not always the optimum values for various process characteristics. Ta. In other words, the responsiveness may not be optimal for some processes.
また、PIDパラメータ計算式に2自由度以上のものを
与えたコントローラでも、プロセスの特性の変化により
最適値を出力できなくなる場合が生じた。Further, even with a controller in which two degrees of freedom or more are given to the PID parameter calculation formula, there are cases where the optimum value cannot be output due to changes in process characteristics.
このような場合にはプロセスに対する制御性が低下する
という問題が生じていた。In such cases, a problem arises in that the controllability over the process is reduced.
本発明のPIDコントローラは上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、プロセスの制御量P■と設定値SPと
の偏差eを小さくするように操作i1MVを調節するP
ID制御手段と、設定値SP、制御量PVおよび操作量
MVに基づいて前記プロセスの特性を同定し、前記プロ
セスのむだ時間りおよび一次遅れ時間T、を算出するプ
ロセス同定手段と、前記むだ時間りと一次遅れ時間TL
の大小関係から、前記プロセスがむだ時間に支配されて
いる系であるか一次遅れ時間に支配されている系である
かを認識し、この認識に応じた計算式に基づいて前記P
ID制御手段に与えるPIDパラメータを算出するパラ
メータ設定手段とを備えたものである。The PID controller of the present invention has been developed in view of the above-mentioned problems, and the PID controller adjusts the operation i1MV so as to reduce the deviation e between the process control amount P■ and the set value SP.
an ID control means, a process identification means for identifying characteristics of the process based on a set value SP, a controlled variable PV, and a manipulated variable MV, and calculating a dead time and a primary lag time T of the process, and the dead time. First-order delay time TL
From the magnitude relationship of
and parameter setting means for calculating PID parameters to be given to the ID control means.
プロセス同定手段の算出したむだ時間りと一次遅れ時間
TLに基づいて、パラメータ設定手段により、プロセス
がむだ時間によって支配されているか、−次遅れ時間に
よって支配されているか判断され、その判断に基づいて
最適なPIDパラメータが自動的に設定される。そして
、PID制御手段がパラメータ設定手段により設定され
たPIDパラメータに基づいて、プロセスに対するPI
D制御を行う。Based on the dead time and the first-order delay time TL calculated by the process identification means, the parameter setting means determines whether the process is dominated by the dead time or the second-order delay time, and based on that judgment, Optimal PID parameters are automatically set. Then, the PID control means controls the PI for the process based on the PID parameters set by the parameter setting means.
Perform D control.
以下、実施例と共に本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail along with examples.
第1図は本発明の一実施例を示すプロ・ツク図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
PIDコントローラ1内には、その機能上の分類により
プロセス同定手段2、パラメータ設定手段3およびPI
D制御手段4が存在する。The PID controller 1 includes a process identification means 2, a parameter setting means 3, and a PI according to its functional classification.
D control means 4 is present.
プロセス同定手段2では、設定値SP、制御量pvおよ
び操作量MVの値を観測することにより、制御対象(プ
ロセス)5のプロセス特性の同定が行われる。すなわち
、ここでは、プロセスをむだ時間りと一次遅れ時間Tt
の結合と考えて、LおよびTLが同定結果により求めら
れる。The process identification means 2 identifies the process characteristics of the controlled object (process) 5 by observing the values of the set value SP, the controlled variable pv, and the manipulated variable MV. That is, here, the process is divided into dead time and first-order delay time Tt.
L and TL are determined by the identification results.
また、パラメータ設定手段3では、プロセス同定手段2
から得られるむだ時間りおよび一次遅れ時間TLO値か
ら、PIDパラメータ、すなわちゲインに、積分時間T
iおよび微分時間Tdの値を決定する。このとき、むだ
時間りが支配的な系と一次遅れ時間TLが支配的な系で
は、プロセスの特性に大きな差異を生ずることから、こ
れら2つの系を分けて考える。つまり、むだ時間りの値
と一次遅れ時間TLO値の大小関係により、プロセス5
がどちらの系に属するかを判断する。In addition, the parameter setting means 3 also uses the process identification means 2.
From the dead time and first-order lag time TLO values obtained from
Determine the values of i and differential time Td. At this time, a system in which dead time is dominant and a system in which first-order delay time TL is dominant cause a large difference in process characteristics, so these two systems will be considered separately. In other words, the process 5
Determine which system belongs to.
たとえば、L≧TLのときは、むだ時間りが支配的な系
としてこれを系(i)とし、L<TLのときは一次遅れ
時間TLが支配的な系としてこれを系(ii)とする。For example, when L≧TL, the system is defined as system (i) where dead time is dominant, and when L<TL, the system is defined as system (ii) where first-order delay time TL is dominant. .
そして、表1に示す計算式により、それぞれ系(i)、
系(ii )のPIDパラメータを設定する。Then, according to the calculation formula shown in Table 1, the system (i),
Set the PID parameters of system (ii).
PID制御手段4では、パラメータ設定手段3によって
設定されたに、Ti、Tdを新たなPIDパラメータと
し、入力する偏差eから操作量MVを算出して出力する
。この操作iMVはプロセス5に与えられ、プロセス5
の制御量P■が設定値SPに近づくように作用する。The PID control means 4 uses Ti and Td as new PID parameters set by the parameter setting means 3, and calculates and outputs the manipulated variable MV from the input deviation e. This operation iMV is given to process 5, and process 5
The control amount P■ approaches the set value SP.
第2図は、PIDコントローラl内にマイクロコンピュ
ータを搭載した場合のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart when a microcomputer is installed in the PID controller l.
まず、プロセス同定により、むだ時間りと一次遅れ時間
TLの値を求める(ステップ101)。First, the values of dead time and first-order delay time TL are determined by process identification (step 101).
つぎに、求めたむだ時間りと一次遅れ時間TLO値の大
きさを比較し、L≧TLのときには、むだ時間りが支配
的である系(i)に対して用いられる計算式(表1参照
)に基づいて、PIDパラメータであるに、Ti、Td
が算出される(ステップ103)。判断102において
、L<TLであれば、−次遅れ時間TLが支配的である
系(ii)に対して用いられる計算式(表1参照)に基
づいて、PIDパラメータ、すなわち、K、Ti、Td
が算出される(ステップ104)。そして、このように
して求められたに、Ti、Tdが新たなPIDパラメー
タとされる(ステップ105)。Next, the magnitude of the obtained dead time and the first-order lag time TLO value are compared, and when L≧TL, the calculation formula used for system (i) where the dead time is dominant (see Table 1). ), the PID parameters are Ti, Td
is calculated (step 103). In judgment 102, if L<TL, the PID parameters, that is, K, Ti, Td
is calculated (step 104). Then, Ti and Td obtained in this way are set as new PID parameters (step 105).
PIDコントローラ1は、かかる新たなPIDパラメー
タにより、人力される偏差e (=設定値SP−制御
量PV)に応じた操作iMVを算出し出力する。The PID controller 1 calculates and outputs the operation iMV according to the manually input deviation e (=set value SP - control amount PV) using the new PID parameters.
表1
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明のPIDコントローラによれ
ば、プロセス同定手段によってプロセスの特性としての
むだ時間りと一次遅れ時間TLをオンライン中の同定に
よって算出し、このしとTLの値に基づいて、パラメー
タ設定手段により、プロセスがむだ時間によって支配さ
れているか、−次遅れ時間によって支配されているかを
判断し、そのうえで、最適なPIDパラメータを自動的
に設定する。そして、PID制御手段がこのようにして
設定されたPIDパラメータに基づいてPID制御を行
うので、プロセスの時間経過もしくは負荷変動による特
性変動も認知でき、プロセス特性に応じた最適な制御が
可能となる。したがって、従来のPIDコントローラに
比べて、より制御性の向上した応答を実現することがで
きる。Table 1 [Effects of the Invention] As explained above, according to the PID controller of the present invention, the process identification means calculates the dead time and the first-order delay time TL as process characteristics by on-line identification. Based on the value of TL, the parameter setting means determines whether the process is dominated by dead time or -next delay time, and then automatically sets optimal PID parameters. Since the PID control means performs PID control based on the PID parameters set in this way, it is possible to recognize changes in characteristics due to the passage of time or load fluctuations in the process, making it possible to perform optimal control according to the process characteristics. . Therefore, it is possible to realize a response with improved controllability compared to a conventional PID controller.
第1冊は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本発明をマイクロコンピュータで実現した場合のフロー
チャートである。
1・・・PIDコントローラ、2・・・プロセス同定手
段、3・・・パラメータ設定手段、4・・・PID制御
手段、5・・・プロセス。The first volume is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart when the present invention is implemented by a microcomputer. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... PID controller, 2... Process identification means, 3... Parameter setting means, 4... PID control means, 5... Process.
Claims (1)
するように操作量MVを調節するPID制御手段と、設
定値SP、制御量PVおよび操作量MVに基づいて前記
プロセスの特性を同定し、前記プロセスのむだ時間Lお
よび一次遅れ時間T_Lを算出するプロセス同定手段と
、前記むだ時間Lと一次遅れ時間T_Lの大小関係から
、前記プロセスがむだ時間に支配されている系であるか
一次遅れ時間に支配されている系であるかを認識し、こ
の認識に応じた計算式に基づいて前記PID制御手段に
与えるPIDパラメータを算出するパラメータ設定手段
とを備えたPIDコントローラ。PID control means that adjusts the manipulated variable MV to reduce the deviation e between the controlled variable PV and the set value SP of the process; and a PID control means that identifies the characteristics of the process based on the set value SP, the controlled variable PV, and the manipulated variable MV. , a process identification means for calculating the dead time L and the first-order lag time T_L of the process, and whether the process is a system dominated by the dead time or the first-order lag based on the magnitude relationship between the dead time L and the first-order lag time T_L. A PID controller comprising parameter setting means for recognizing whether the system is controlled by time and calculating PID parameters to be given to the PID control means based on a calculation formula according to this recognition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3576787A JPS63204401A (en) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Pid controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3576787A JPS63204401A (en) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Pid controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63204401A true JPS63204401A (en) | 1988-08-24 |
Family
ID=12451014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3576787A Pending JPS63204401A (en) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Pid controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63204401A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02183302A (en) * | 1989-01-10 | 1990-07-17 | Yokogawa Electric Corp | Fuzzy control method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61249103A (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-06 | Sekisui Chem Co Ltd | Regulating device of pid controller |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3576787A patent/JPS63204401A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61249103A (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-06 | Sekisui Chem Co Ltd | Regulating device of pid controller |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02183302A (en) * | 1989-01-10 | 1990-07-17 | Yokogawa Electric Corp | Fuzzy control method |
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