JPS63208102A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
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- JPS63208102A JPS63208102A JP4006587A JP4006587A JPS63208102A JP S63208102 A JPS63208102 A JP S63208102A JP 4006587 A JP4006587 A JP 4006587A JP 4006587 A JP4006587 A JP 4006587A JP S63208102 A JPS63208102 A JP S63208102A
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- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
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- 235000001270 Allium sibiricum Nutrition 0.000 description 1
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、制御対象の制御に係り、特に運転状態により
制御対象の出力である制御量の応答特性が変化する場合
における制御量の応答の改善を図る制御装置に関する。
制御対象の出力である制御量の応答特性が変化する場合
における制御量の応答の改善を図る制御装置に関する。
（従来の技術）
電力変換器（以後単に変換器と称する）から電力を供給
して電動機を駆動し、この電動機の速度を制御する速度
制御系を例に速度制御装置に従来の技術を用いた場合の
速度の応答特性について説明する。
して電動機を駆動し、この電動機の速度を制御する速度
制御系を例に速度制御装置に従来の技術を用いた場合の
速度の応答特性について説明する。
第３図は従来の速度制御装置を用いたＴｔ１動機の速度
を制御する速度制御系のブロック図を示す。
を制御する速度制御系のブロック図を示す。
ここで制御対象は速度制御器４Ａの出力を操作量として
入力し、電動機ＩＣの速度を制御量として出方する系で
ある。また、状態量として変換器ＩＢの出力電流が電流
検出器７Ａで検出されている。
入力し、電動機ＩＣの速度を制御量として出方する系で
ある。また、状態量として変換器ＩＢの出力電流が電流
検出器７Ａで検出されている。
交流電源ＩＡから供給された電力を変換器ＩＢで整流し
て、ｉｔｔ動機ＩＣに供給する。電動機ＩＣの速度は制
御量として速度検出ｆｌｔ２Ａで検出され、検出された
速度信号はＮは基準発生器３から出力された速度基準信
号Ｎ１′１との差から偏差ｅが得られる。従来の比例積
分制御器（以後、ＰＩ制御器と称す）を用いた速度制御
器４Ａの出力である操作量ｙ（ｆ）は、比例及び積分ゲ
イン５．ＫＬとラプラス演算子Ｓと偏差ｅ（ｔ）より次
の様に与えられる。
て、ｉｔｔ動機ＩＣに供給する。電動機ＩＣの速度は制
御量として速度検出ｆｌｔ２Ａで検出され、検出された
速度信号はＮは基準発生器３から出力された速度基準信
号Ｎ１′１との差から偏差ｅが得られる。従来の比例積
分制御器（以後、ＰＩ制御器と称す）を用いた速度制御
器４Ａの出力である操作量ｙ（ｆ）は、比例及び積分ゲ
イン５．ＫＬとラプラス演算子Ｓと偏差ｅ（ｔ）より次
の様に与えられる。
ここでＹ（ｓ） ＝ Ｅ ［ｙ （ｔ）コ、 Ｅ（ｓ）
＝ ｆｂ ［ｅ（ｔ）］でεはラプラス変換である。
＝ ｆｂ ［ｅ（ｔ）］でεはラプラス変換である。
速度制御器の出力の操作量ｙ（ｔ）は、変換器ＩＢの出
力電流を検出する電流検出器７Ａの出力信号１（ｔ）と
共に電流制御器１１〕に入力され、ｙ（ｔ）と１（ｔ）
の偏差が零になる様な信号を出力し、位相制御器ＩＥで
電流制御器の出力に応じた点弧角αを変換器ＩＢに出力
する。
力電流を検出する電流検出器７Ａの出力信号１（ｔ）と
共に電流制御器１１〕に入力され、ｙ（ｔ）と１（ｔ）
の偏差が零になる様な信号を出力し、位相制御器ＩＥで
電流制御器の出力に応じた点弧角αを変換器ＩＢに出力
する。
制御対象で、特に電動機の負荷や運転状態により電動機
の応答特性が変化する。例えば、電ｌｊＪ機の抵抗値は
電動機の駆動により温度と共に変化する。また、慣性モ
ーメントは負荷の状態により模擬的に変化する場合や抄
紙機の様に紙の巻き取り量により変化する場合がある。
の応答特性が変化する。例えば、電ｌｊＪ機の抵抗値は
電動機の駆動により温度と共に変化する。また、慣性モ
ーメントは負荷の状態により模擬的に変化する場合や抄
紙機の様に紙の巻き取り量により変化する場合がある。
通常の電動機の抵抗、インダクタンス、慣性モーメント
等は電動機の形状から求められ、その値を用いてシミュ
レーション等により速度制御器のＰＩ制御器のゲインを
設定し、実験により微調整を行なう。この場合電動機の
負荷や運転状態は変化しないと仮定してＰＩ制御器のゲ
インの設定が行なわれる。その為ある負荷での運転状態
では電動機の応答特性は所望の特性が得られるが、負荷
や運転状態が変化すると一般に速度応答が遅くなる欠点
がある。
等は電動機の形状から求められ、その値を用いてシミュ
レーション等により速度制御器のＰＩ制御器のゲインを
設定し、実験により微調整を行なう。この場合電動機の
負荷や運転状態は変化しないと仮定してＰＩ制御器のゲ
インの設定が行なわれる。その為ある負荷での運転状態
では電動機の応答特性は所望の特性が得られるが、負荷
や運転状態が変化すると一般に速度応答が遅くなる欠点
がある。
電動機の運転中の温度変化による抵抗Ｒや抄紙機の様に
紙の巻き取る量により慣性モーメントＪが変化する場合
を考える。抵抗Ｒや慣性モーメントＪが変化する範囲内
である一定値として、速度制御器のＰＩ制御ゲインを決
定し、固定する。ここで決定されたゲインを用いた場合
の速度のステップ応答の波形を第４図に示す、抵抗Ｒや
慣性モーメントＪの１つの値に対して求めたＰＩ制御器
を用いた場合の速度の応答波形は実線で示す６次に抵抗
Ｒや慣性モーメントＪが変化するとＰＩ制御器のゲイン
は最適値でなくなる為応答特性は劣化し、例えば破線の
様な応答波形を示す。
紙の巻き取る量により慣性モーメントＪが変化する場合
を考える。抵抗Ｒや慣性モーメントＪが変化する範囲内
である一定値として、速度制御器のＰＩ制御ゲインを決
定し、固定する。ここで決定されたゲインを用いた場合
の速度のステップ応答の波形を第４図に示す、抵抗Ｒや
慣性モーメントＪの１つの値に対して求めたＰＩ制御器
を用いた場合の速度の応答波形は実線で示す６次に抵抗
Ｒや慣性モーメントＪが変化するとＰＩ制御器のゲイン
は最適値でなくなる為応答特性は劣化し、例えば破線の
様な応答波形を示す。
（発明が解決しようとする問題点）
従来の固定ゲインを持つＰＩ制御器を用いた速度制御器
では、制御対象の運転状態の変化に応じた動作点に於い
て適性な補償を施すことが困難である。
では、制御対象の運転状態の変化に応じた動作点に於い
て適性な補償を施すことが困難である。
本発明は上記の問題点を解決する為になされたもので運
転状態のすべての動作点において所望の応答が得られる
制御装置の提供を目的とする。
転状態のすべての動作点において所望の応答が得られる
制御装置の提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
操作量を入力し、制御量を出力する制御対象と。
前記操作量を検出する操作量検出器と、前記制御量を検
出する制御量検出器と前記制御対象の状態量を検出する
状態量検出器と前記操作量検出器の出カイ７１号と前記
制御量検出器の出力信号と前記状態量検出器の出力信号
より前記制御対象を表現する伝達関数の係数を推定し、
この係数によりゲイン切換信号を出力するゲイン切換器
を有し、前記制御量の基準値と前記制御量検出値との偏
差信号が零になる様に前記操作量を制御する制御装置を
備え、第１１と第２１のゲインの組から第１Ｎと第２Ｎ
のゲインの組まであり、各組の２つのゲインの和が全て
等しい２Ｎ個のゲインを保持するメモリと、前記偏差信
号を入力し、前記第１番目の切換信号により前記メモリ
より出力する第１ｉと第２１のゲインの組のうち、前記
第１ｉのゲインを比例ゲインに持つ比例要素と前記第２
１のゲインを積分ゲインにもつ積分要素とが並列接続さ
れた比例積分制御器を具備したことを特徴としたもので
ある。
出する制御量検出器と前記制御対象の状態量を検出する
状態量検出器と前記操作量検出器の出カイ７１号と前記
制御量検出器の出力信号と前記状態量検出器の出力信号
より前記制御対象を表現する伝達関数の係数を推定し、
この係数によりゲイン切換信号を出力するゲイン切換器
を有し、前記制御量の基準値と前記制御量検出値との偏
差信号が零になる様に前記操作量を制御する制御装置を
備え、第１１と第２１のゲインの組から第１Ｎと第２Ｎ
のゲインの組まであり、各組の２つのゲインの和が全て
等しい２Ｎ個のゲインを保持するメモリと、前記偏差信
号を入力し、前記第１番目の切換信号により前記メモリ
より出力する第１ｉと第２１のゲインの組のうち、前記
第１ｉのゲインを比例ゲインに持つ比例要素と前記第２
１のゲインを積分ゲインにもつ積分要素とが並列接続さ
れた比例積分制御器を具備したことを特徴としたもので
ある。
（作 用）
本発明は制御対象の運転状態の変化に応じてＰＩ制御器
のゲインを切換えることですべての動作点で制御対象の
出力である制御量の応答を向上させることかできる。ま
たゲイン切換え前後で比例及び積分ゲインの和を等しく
してゲインを切換えることで制御器の出力の変化がない
ので円滑なゲインの切換えができる。。
のゲインを切換えることですべての動作点で制御対象の
出力である制御量の応答を向上させることかできる。ま
たゲイン切換え前後で比例及び積分ゲインの和を等しく
してゲインを切換えることで制御器の出力の変化がない
ので円滑なゲインの切換えができる。。
制御対象の運転状態の変化は制御対象の入出力信号を入
力して制御対象を表現する伝達関数の係数の推定から知
ることができる。これより制御対象の係数の可変範囲内
で任意の数の比例及び積分ゲインの組合わせを選び推定
した制御対象の係数から比例及び積分ゲインを選ぶと、
制御対象の全ての動作点で制御量の応答を向上させるこ
とができる。
力して制御対象を表現する伝達関数の係数の推定から知
ることができる。これより制御対象の係数の可変範囲内
で任意の数の比例及び積分ゲインの組合わせを選び推定
した制御対象の係数から比例及び積分ゲインを選ぶと、
制御対象の全ての動作点で制御量の応答を向上させるこ
とができる。
次にゲインの切換え時に制御器の出力が変化しないこと
を説明する。
を説明する。
２組のゲイン（にム、に））と（Ｋｉ！＊ Ｋｆ）を用
いたＰＩ制御器を考え、離散値系の出力について検討す
る。
いたＰＩ制御器を考え、離散値系の出力について検討す
る。
２つのＰＩ制御器の出力ｙｉ（Ｎ）、ｙ’（Ｎ）は各々
■、■式で与えられる。
■、■式で与えられる。
ｙｌ（Ｎ）＝ＯＩ＋Ｋｉ）ｅｉ（Ｎ）＋ ｙ、’（Ｎ−
１） ■ｙ ’（Ｎ） ＝ （Ｋ！＋に？）ｅｊ
（Ｎ） ＋ ｙ 、１（Ｎ−１）、 ■ここで、（
Ｋｐｉ Ｋｔ）のゲインの組から（にｇ、にｆ）のゲイ
ンの組へ切換えると、入力ｅ’（Ｎ）とｅ’（Ｎ）は等
しく、積分器出力ｙｅ（Ｎ−ｔ）とｙ’（Ｎ−１）は等
しく、例えば各々ｅ（Ｎ）、 ｙ、（Ｎ−ｔ）とする。
１） ■ｙ ’（Ｎ） ＝ （Ｋ！＋に？）ｅｊ
（Ｎ） ＋ ｙ 、１（Ｎ−１）、 ■ここで、（
Ｋｐｉ Ｋｔ）のゲインの組から（にｇ、にｆ）のゲイ
ンの組へ切換えると、入力ｅ’（Ｎ）とｅ’（Ｎ）は等
しく、積分器出力ｙｅ（Ｎ−ｔ）とｙ’（Ｎ−１）は等
しく、例えば各々ｅ（Ｎ）、 ｙ、（Ｎ−ｔ）とする。
これより■、（３）式は次の様になる。
ｙ’（Ｎ）＝（１；＋Ｋｊ）ｅ（Ｎ）＋ｙ、（Ｎ １
） ＠）ｙ ’（Ｎ） ＝ （Ｋｇ＋ＫＱ） ｅ
（Ｎ） ＋ ｙ 、（Ｎ−１） ■本発明では
各組のゲインの和は全て等しいので、にら＋Ｋｉ＝Ｋｇ
＋に１ｊの関係があり、に）０式の出力はｙｌ（Ｎ）＝
ｙ （Ｎ）となり、ゲインの切換え時制御器の出力が変
化しないことがわかる。
） ＠）ｙ ’（Ｎ） ＝ （Ｋｇ＋ＫＱ） ｅ
（Ｎ） ＋ ｙ 、（Ｎ−１） ■本発明では
各組のゲインの和は全て等しいので、にら＋Ｋｉ＝Ｋｇ
＋に１ｊの関係があり、に）０式の出力はｙｌ（Ｎ）＝
ｙ （Ｎ）となり、ゲインの切換え時制御器の出力が変
化しないことがわかる。
以上述べた様に制御対象の運転状態の変化に応じてＰＩ
制御器のゲインを切換えることで、全ての動作点で制御
対象の出力である制御量の応答を向上させることができ
、またゲインの切換えにより制御器の出力の変化がない
制御ができる。
制御器のゲインを切換えることで、全ての動作点で制御
対象の出力である制御量の応答を向上させることができ
、またゲインの切換えにより制御器の出力の変化がない
制御ができる。
（実 施 例）
第１図は本発明の主要素の詳細な構成を示すブロック図
である。本発明の制御器４は、比例積分制御器４１とメ
モリ４２から構成される。ゲイン切換器の第ｉ番目のゲ
イン切換信号によりメモリ４２中に貯えられた第１１と
２１のゲインの組から第１Ｎと第２Ｎのゲインの組まで
２Ｎ個のゲインから第ｉ番目の組のゲイン即ち第１１と
第２Ｌのゲイン（Ｋ４Ｊｊ）を選び、比例積分制御器４
１の比例ゲイン４１Ａと積分ゲイン４１Ｂを置き換える
。一方、入力ａ（ｔ）は比例積分制御器４１に入力され
、比例ゲイン４１Ａから出力される比例要素と、積分ゲ
イン４１Ｂと時間遅延素子４１Ｃと加算Ｊａ４１Ｄから
構成される積分要素の出力を加算器４１Ｈにより加算し
て出力する。
である。本発明の制御器４は、比例積分制御器４１とメ
モリ４２から構成される。ゲイン切換器の第ｉ番目のゲ
イン切換信号によりメモリ４２中に貯えられた第１１と
２１のゲインの組から第１Ｎと第２Ｎのゲインの組まで
２Ｎ個のゲインから第ｉ番目の組のゲイン即ち第１１と
第２Ｌのゲイン（Ｋ４Ｊｊ）を選び、比例積分制御器４
１の比例ゲイン４１Ａと積分ゲイン４１Ｂを置き換える
。一方、入力ａ（ｔ）は比例積分制御器４１に入力され
、比例ゲイン４１Ａから出力される比例要素と、積分ゲ
イン４１Ｂと時間遅延素子４１Ｃと加算Ｊａ４１Ｄから
構成される積分要素の出力を加算器４１Ｈにより加算し
て出力する。
第２図は本発明の回路構成を表わすブロック図である。
第２図において、制御対象１の出力である制御量は制御
量検出器２で検出され、その出力信号と基準発生器３の
出力の差の偏差信号ｃ（ｔ）は本発明の制御器４に入力
される。一方、ゲイン切換器５では制御対象の入力であ
る操作量ｙ（ｔ）を検出する操作量検出器６の出力信号
と制御対象の状態量を検出する状重量検出器７の出力信
号と制御量検出器２の出力信号を人力し、制御対象を表
現する伝達関数の係数を推定し、その係数により制御対
象の運転状態を推定し、その係数に応じてゲイン切換信
号を出力する６ゲイン切換器号によりメモリ４２より１
組のゲインを選びＰＩ制御器４１の比例及び積分ゲイン
を変更する。メモリ４２より選ばれた比例及び積分ゲイ
ンをもつｆ’Ｉ制御器４１は偏差１８号ｅ（１）を入力
し、その出力Ｖ（ｔ）は操作量として制御対象１に入力
される。
量検出器２で検出され、その出力信号と基準発生器３の
出力の差の偏差信号ｃ（ｔ）は本発明の制御器４に入力
される。一方、ゲイン切換器５では制御対象の入力であ
る操作量ｙ（ｔ）を検出する操作量検出器６の出力信号
と制御対象の状態量を検出する状重量検出器７の出力信
号と制御量検出器２の出力信号を人力し、制御対象を表
現する伝達関数の係数を推定し、その係数により制御対
象の運転状態を推定し、その係数に応じてゲイン切換信
号を出力する６ゲイン切換器号によりメモリ４２より１
組のゲインを選びＰＩ制御器４１の比例及び積分ゲイン
を変更する。メモリ４２より選ばれた比例及び積分ゲイ
ンをもつｆ’Ｉ制御器４１は偏差１８号ｅ（１）を入力
し、その出力Ｖ（ｔ）は操作量として制御対象１に入力
される。
制御対象の動作点により最適なＰＩゲインを選ぶので、
制御量の応答が向上する。また、ゲイン切換え前後の比
例及び積分ゲインの和が等しいので。
制御量の応答が向上する。また、ゲイン切換え前後の比
例及び積分ゲインの和が等しいので。
ゲイン切換え時その前後のゲインでは等しい制御器の出
力が得られ、円滑なゲインの切換えが行なえる。
力が得られ、円滑なゲインの切換えが行なえる。
第５図は本発明を用いた電動機の速度制御系の一実施例
における回路構成を表わすブロック図である。即ち、第
５図は本発明による制御装置を電動機の速度制御に適用
し、速度応答の改善を計る一実施例の構成図である。
における回路構成を表わすブロック図である。即ち、第
５図は本発明による制御装置を電動機の速度制御に適用
し、速度応答の改善を計る一実施例の構成図である。
第５図において制御対象１は速度制御器４の出力を操作
量として入力し、電！１３機ＩＣの速度を制御壁として
出力する系である。交流型ｇｌＡから供給された電力を
変換器ＩＢで整流して、電動機ＩＣに供給する、電動機
ＩＣの速度は速度検出器２Ａで検出され、検出された速
度信号Ｎは基準発生器３から出力された速度基準信号Ｎ
Ｉ′１と比較し、その差の偏差ｅが得られ１本発明を用
いた速度制御器４Ａに入力される。一方法度検出器２Ａ
で検出された速度信号と電流検出器７Ａで検出された電
流信号をゲイン切換器５に入力し、制御対象を表現する
伝達関数の係数を推定し、その係数によりゲイン切換信
号を出力し、メモリ４２より１組のゲインを選び、ＰＩ
制御器４１の比例及び積分ゲインを変更する。電動機の
速度制御系では、制御対象のうち電動機を表現する伝達
関数の係数を推定することで運転状態を知ることができ
る。この為電動機の入力信号である状態量の変換器の出
力電流と操作量の速度をゲイン切換器に入力し、電動機
特に慣性モーメントと回転制動係数からなる機械系を表
現する伝達関数の係数を推定している。操作量である速
度制御器の出力は電動機を表現する伝達関数の係数を推
定するのに必ずしも必要でないので省略した。また電動
機のうち電機子回路を表現する伝達関数の係数を推定す
る場合には変換器の出力電圧又は位相制御器の入力等を
状７Ｉｌｌ量として変換器の出力電流と同様に検出して
、ゲイン切換器に入力する必要がある。この様に係数の
推定には、変換器の出力電流や電動機の速度以外の信号
を人力する場合も考えられる。メモリ４２より選ばれた
比例及び積分ゲインをもつＰＩ制御器４１の出力ｙ（ｔ
）は電流検出器７Ａから検出された電流信号との偏差が
小さくなる様に制御する電流制御器ＩＤに入力される。
量として入力し、電！１３機ＩＣの速度を制御壁として
出力する系である。交流型ｇｌＡから供給された電力を
変換器ＩＢで整流して、電動機ＩＣに供給する、電動機
ＩＣの速度は速度検出器２Ａで検出され、検出された速
度信号Ｎは基準発生器３から出力された速度基準信号Ｎ
Ｉ′１と比較し、その差の偏差ｅが得られ１本発明を用
いた速度制御器４Ａに入力される。一方法度検出器２Ａ
で検出された速度信号と電流検出器７Ａで検出された電
流信号をゲイン切換器５に入力し、制御対象を表現する
伝達関数の係数を推定し、その係数によりゲイン切換信
号を出力し、メモリ４２より１組のゲインを選び、ＰＩ
制御器４１の比例及び積分ゲインを変更する。電動機の
速度制御系では、制御対象のうち電動機を表現する伝達
関数の係数を推定することで運転状態を知ることができ
る。この為電動機の入力信号である状態量の変換器の出
力電流と操作量の速度をゲイン切換器に入力し、電動機
特に慣性モーメントと回転制動係数からなる機械系を表
現する伝達関数の係数を推定している。操作量である速
度制御器の出力は電動機を表現する伝達関数の係数を推
定するのに必ずしも必要でないので省略した。また電動
機のうち電機子回路を表現する伝達関数の係数を推定す
る場合には変換器の出力電圧又は位相制御器の入力等を
状７Ｉｌｌ量として変換器の出力電流と同様に検出して
、ゲイン切換器に入力する必要がある。この様に係数の
推定には、変換器の出力電流や電動機の速度以外の信号
を人力する場合も考えられる。メモリ４２より選ばれた
比例及び積分ゲインをもつＰＩ制御器４１の出力ｙ（ｔ
）は電流検出器７Ａから検出された電流信号との偏差が
小さくなる様に制御する電流制御器ＩＤに入力される。
変換器ＩＢの電圧基準を出力する。位相制御器ＩＥでは
この電圧基準に応じた点弧角αを変換器ＩＢに出力する
電流応答を向上させる為に状態量の電流が制御対象の１
部である電流制御器ＩＤに入力されているのは第２図の
本発明の制御装置の構成を示すブロック図と若干違う。
この電圧基準に応じた点弧角αを変換器ＩＢに出力する
電流応答を向上させる為に状態量の電流が制御対象の１
部である電流制御器ＩＤに入力されているのは第２図の
本発明の制御装置の構成を示すブロック図と若干違う。
変換器の出力電流をｆＩｉ流検出器７Ａで検出し、電流
制御器ＩＤに入力しているが、これは置き換えると出力
電流が電流制御器に入力される様な構成を一部にもつ制
御対象の状Ｍ量の電流を電流制御器で検出していること
になる。この様に置き換えるで第２図と第５図の構成は
等しくなる。
制御器ＩＤに入力しているが、これは置き換えると出力
電流が電流制御器に入力される様な構成を一部にもつ制
御対象の状Ｍ量の電流を電流制御器で検出していること
になる。この様に置き換えるで第２図と第５図の構成は
等しくなる。
比例及び積分ゲインを切換えることで電動機の全ての動
作点で速度応答の改善と比例及び積分ゲインの和が切換
え前後で等しいので、ゲインの切換えによる制御器の出
力が変化しない。しかじながら、比例及び積分ゲインの
和が等しい関係を保ちながら２つのゲインを選定する為
一方のゲインをあげれば、他方のゲインを下げることに
なり比例積分制御器の制御特性が向上しない可能性が考
えられる。この為切換え時の比例及び積分ゲインの値に
ついて考察する。もし、比例ゲインが尋からＫＰに変化
すると、比例ゲインの変化量ΔＫｐ”Ｋｊ−に４で与え
られる。この変化量が積分ゲインに加えられる。酸敗植
糸と実時間系のゲインの関係は、比例ゲインについては
等しく、積分ゲインについでは実時間系のゲインは、離
散値系のゲインとサンプリング時間の逆数の積で与えら
れる。この為比例ゲインの変化量ΔＫＰは実時間の積分
ゲインの変化量としてはΔＫｐ／゛ｒｓで得られる。こ
こでＴｓはサンプリング時間である０例えば５０Ｈｚ地
域で６パルス変換器の定常運転時の点弧間隔に等しくな
る様にサンプリング時間を選ぶとＴｓ＝ １ ／３００
ｓｅｃであり、積分ゲインの変化量はΔｙ、、 ｘ ３
００となる。この場合比例ゲインの変化でその３００倍
の積分ゲインの変化を得る。この様に実時間での比例ゲ
インと積分ゲインにはサンプリング時間分の１の違いが
ある。一般にはサンプリング時間は６パルス以上のパル
ス数を持つ変換器では１７３００ｓｅｃ以下が選ばれる
ので５上記の様に実時間で比例ゲインの変化は積分ゲイ
ンを３００倍以上と大きくかえる。
作点で速度応答の改善と比例及び積分ゲインの和が切換
え前後で等しいので、ゲインの切換えによる制御器の出
力が変化しない。しかじながら、比例及び積分ゲインの
和が等しい関係を保ちながら２つのゲインを選定する為
一方のゲインをあげれば、他方のゲインを下げることに
なり比例積分制御器の制御特性が向上しない可能性が考
えられる。この為切換え時の比例及び積分ゲインの値に
ついて考察する。もし、比例ゲインが尋からＫＰに変化
すると、比例ゲインの変化量ΔＫｐ”Ｋｊ−に４で与え
られる。この変化量が積分ゲインに加えられる。酸敗植
糸と実時間系のゲインの関係は、比例ゲインについては
等しく、積分ゲインについでは実時間系のゲインは、離
散値系のゲインとサンプリング時間の逆数の積で与えら
れる。この為比例ゲインの変化量ΔＫＰは実時間の積分
ゲインの変化量としてはΔＫｐ／゛ｒｓで得られる。こ
こでＴｓはサンプリング時間である０例えば５０Ｈｚ地
域で６パルス変換器の定常運転時の点弧間隔に等しくな
る様にサンプリング時間を選ぶとＴｓ＝ １ ／３００
ｓｅｃであり、積分ゲインの変化量はΔｙ、、 ｘ ３
００となる。この場合比例ゲインの変化でその３００倍
の積分ゲインの変化を得る。この様に実時間での比例ゲ
インと積分ゲインにはサンプリング時間分の１の違いが
ある。一般にはサンプリング時間は６パルス以上のパル
ス数を持つ変換器では１７３００ｓｅｃ以下が選ばれる
ので５上記の様に実時間で比例ゲインの変化は積分ゲイ
ンを３００倍以上と大きくかえる。
これより比例ゲインはそれほど変えず、積分ゲインを大
きくかえることで、電動機の全ての動作点に対して最適
な比例及び積分ゲインを選定することが可能である。
きくかえることで、電動機の全ての動作点に対して最適
な比例及び積分ゲインを選定することが可能である。
以上述べたように、本発明によれば制御対象の全ての動
作点に於いて制御量応答の向上ができ、またゲインの切
換えによる制御器の出力に変化がないので円滑なゲイン
の切換えを可能にする効果がある。
作点に於いて制御量応答の向上ができ、またゲインの切
換えによる制御器の出力に変化がないので円滑なゲイン
の切換えを可能にする効果がある。
第１図は本発明の一実施例の主要素の詳細な構成を示す
ブロック図、第２図は本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図、第３図は従来の比例積分制御器を速度制御に
用いた電動機の速度制御系のブロック図、第４図は従来
の比例積分制御器を用いた速度制御系の速度応答の波形
図、第５図は本発明の制御器を用いて電動機の速度制御
を行なう一実施例のブロック図である。 １・・・制御対象、ＩＡ・・・交流電源、１Ｂ・・・変
換器、 １Ｃ・・・電動機、■Ｄ・・・電流制
御器、 ＩＥ・・・位相制御器、２・・・制御量検
出器、 ２人・・・速度検出器、３・・・基準発生器
、 ４・・・制御器、４Ａ・・・速度制御器、
４１・・・比例積分制御器、４２・・・メモリ、
５・・・ゲイン切換器、６・・・操作量検出器、
７・・・状態量検出器。 ７Ａ・・・電流−検出器。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第２図 第３図 第４図
ブロック図、第２図は本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図、第３図は従来の比例積分制御器を速度制御に
用いた電動機の速度制御系のブロック図、第４図は従来
の比例積分制御器を用いた速度制御系の速度応答の波形
図、第５図は本発明の制御器を用いて電動機の速度制御
を行なう一実施例のブロック図である。 １・・・制御対象、ＩＡ・・・交流電源、１Ｂ・・・変
換器、 １Ｃ・・・電動機、■Ｄ・・・電流制
御器、 ＩＥ・・・位相制御器、２・・・制御量検
出器、 ２人・・・速度検出器、３・・・基準発生器
、 ４・・・制御器、４Ａ・・・速度制御器、
４１・・・比例積分制御器、４２・・・メモリ、
５・・・ゲイン切換器、６・・・操作量検出器、
７・・・状態量検出器。 ７Ａ・・・電流−検出器。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 操作量を入力し、制御量を出力する制御対象と、前記操
作量を検出する操作量検出器と、前記制御量を検出する
制御量検出器と前記制御対象の状態量を検出する状態量
検出器と前記操作量検出器の出力信号と前記制御量検出
器の出力信号と前記状態量検出器の出力信号より前記制
御対象を表現する伝達関数の係数を推定し、この係数に
よりゲイン切換信号を出力するゲイン切換器を有し、前
記制御量の基準値と前記制御量検出値との偏差信号が零
になる様に前記操作量を制御する制御装置を備え、第１
１と第２１のゲインの組から第１Ｎと第２Ｎのゲインの
組まであり、各組の２つのゲインの和が全て等しい２Ｎ
個のゲインを保持するメモリと、前記偏差信号を入力し
、前記第ｉ番目の切換信号により前記メモリより出力す
る第１ｉと第２ｉのゲインの組のうち、前記第１ｉのゲ
インを比例ゲインに持つ比例要素と前記第２ｉのゲイン
を積分ゲインにもつ積分要素とが並列接続された比例積
分制御器を具備したことを特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006587A JPS63208102A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006587A JPS63208102A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63208102A true JPS63208102A (ja) | 1988-08-29 |
Family
ID=12570525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4006587A Pending JPS63208102A (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63208102A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001004717A1 (en) * | 1999-07-10 | 2001-01-18 | Millipore Corporation | System and method for a variable gain proportional-integral (pi) controller |
| EP2187023A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-19 | General Electric Company | Fuel control system for gas turbine and feed forward control method |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP4006587A patent/JPS63208102A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001004717A1 (en) * | 1999-07-10 | 2001-01-18 | Millipore Corporation | System and method for a variable gain proportional-integral (pi) controller |
| US6445980B1 (en) | 1999-07-10 | 2002-09-03 | Mykrolis Corporation | System and method for a variable gain proportional-integral (PI) controller |
| EP2187023A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-19 | General Electric Company | Fuel control system for gas turbine and feed forward control method |
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