JPS6346502A - Ｐｉｄ調節装置 - 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、比例（Ｐ）動作、積分（１）動作。

微分（Ｄ）動作で、制御対象をフィードバック制御する
ＰＩＤＭ節装置に関し、更に詳しくは、プログラム設定
器から出力される設定（−（目標ｍ）が与えられて動作
するＰＩＤ調節装置に関するものである。

（従来の技術） 第４図及び第５図は、従来公知のＰＩＤｉｔｌ１節装置
の一例表装置構成図で、第４図は微分先行形であり、第
５図は比例先行形である。これらの図において、１は目
標値Ｓ■の設定手段、２は設定手段１からの目標値Ｓ■
と制御対象３からの制御量（プロセスｆｆ１）ＰＶとを
加算する加算要素、４は加算要素２からの偏差信号６を
入力する積分特性要素、５はｌｔ４御量Ｐ■を入力する
像分特性要素、６は積分特性要素４と微分特性要Ｍ５か
らの信号を加算する加算要素、７はこの加算要Ｎ６から
の１６号を入力する比例特性要素で、ここから制御対象
に向けて操作信号ＭＶが出力される。

積分特性要素４、微分特性要素５及び比例特性要素７は
、それぞれ図示するような伝達関数を有している、ここ
で、Ｔ工は積分時間１Ｔ９は微分時間、−匹ツー−ｓＰ
は比例ゲイン、ＳはラプラスＢ 演算子である。

（発明が解決しようとする問題点） このように構成された従来のｐ＋Ｄｘ節装置において、
いま、設定手段１から出力される目標値Ｓｖを、時間と
ともに徐々に増大させた場合、制御量ＰＶがどのように
変化するかを第６図及び第７図に示す。

第６図は、第４図に示す微分先行形調節装五における応
答特性で、目標値Ｓ■が徐々に増大しているうちは、ｌ
ｔｉ制御ＩＰＶも追従して増大していくが、目標値ＳＶ
を一定値に固定した時、制御量ＰＶはオーバシュートを
生じ、その後、一定値に落ち付く。

第７図は、第５図に示す比例光行形調節装置における応
答特性で、目標値Ｓ■が徐々に増大している間は制御量
Ｐ■は目標値ＳＶと一致せず、オフセットを生じる０反
面オーバシュートはない。

従来装置は、主として制御対象２に入る外乱に対して最
適制御するように構成されたものであるために、１ｌｉ
ｌ記したように目標ｄＢ　Ｓ　Ｖの変化に対して、オー
バシュートやオフセットが生じ、このため、プログラム
設定器と組合せて使用するような場合、良好な１ｔｉｉ
Ｊ御が行なえない問題点があった。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、プログラム設定器と組合せて用いられるＰＩ
Ｄ調節装置であって、目標ｍ変更に際してオフセットも
、オーバシュートも生じない１１ｊｇ御性の良好な調節
装置を実現しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、プログラム設定器
、Ｉｌｉ制御対象からの制御量をプログラム設定器から
出力される目標値と一致するようにフィードバック制御
する比例特性要素、積分特性要素、量分特性要素を含む
ＰＩＤ調節装置において、前記プログラム設定器からの
目標値を積分時間Ｔ及び−１ないし１の間で設定可能な
定数ａを含む伝達関数をイｉする設定値フィルターを設
けるとともに、前記プログラム設定器からの目標値が変
化し始めてから一定値に落ち付く直前までの間前記設定
値フィルターの定数αを１に近い値に設定する手段を設
けたことを特徴とする。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例装置の構成ブロック図であ
る。この図において、第４図及び第５図の各素子と同一
のものには同一符号を付して示す。

図において、１はプログラム設定器であり、ここから目
標ｔｌ　Ｓ　Ｖが出力される。８はこのプログラム設定
器１からの目標値ＳＶを入力する設定値フィルターで５
例えば（１）式に示されるような伝達関数を有している
。

ここで、ａは−１−１の範囲で設定可能な定数は積分時
間Ｔｌ　を遅れ時間定数とする１次遅れフィルターで、
また伝達関数（１＋ａ−ＴＬ　−５）は、積分時間Ｔ工
と一１〜ｌの間で設定される定数αの積を進み時間定数
とする位相進み回路でそれぞれ実現できる。

このような伝達関数を有する設定値フィルターは、抵抗
、コンデンサからなるハードウェアによって実現しても
よいし、また、コンピュータプログラムによるソフトウ
ェアによって実現してもよい。

９は設定値フィルター８の定数々を切換設定するａ切換
手段で、プログラム設定器１からの目標ｍｓｖが変化し
始めた時点から、一定値に落ち付く少し前までの間、設
定値フィルター８の定数αを、例えば１又はｌに近い値
に切換え設定するものである。

このように構成した装置の動作を次に説明する。

はじめに、ａ切換手段９は、αの値を例えば０又はＯに
近い例えば０．１に切換設定しである。この状態では、
設定値フィルター８を含む調節装置は、比例先行形とな
っている。いま、プログラム設定器ｌがスタートし、目
４ＦｌＯＩｉＳＶをある設定値ＳＶＩからＳ■、に向け
て、ΔＳ■の傾きで変更すると、α切換手段９は目標（
ｍ変更の信号を受け、設定値フィルター８の定数αの値
を、Ｏ又は０に近い例えば０．１から、１又は１に近い
値、例えば０．８に切換設定する。これによって、設定
値フィルター８を含む調節装置は、微分先行形の調節装
置となり、Ｍ御ｍＰ■を目標値ＳＶに対してオフセット
なく一致するように制御する。

α切換手段９は、その後、目標値Ｓ■の値が一定（ｍ　
ｓ　Ｖ　２に落ち付くのを監視しており、例えば、ＳＶ
＞０．９　　（ＳＶ２−５ＶＩ　）＋ＳＶｌ　となった
時点、即ち目ａ個が一定債ＳＶ２になる直前の時点で、
設定値フィルター８の定数ａの値を０又は０に近い例え
ば０．１に切換設定する。これによって、設定値フィル
ター８を含む調節装置は、比例先行形となって、制御量
ＰＶが目標値Ｓ■に対してオーバシュートしないように
制御する９第２図（イ）は、第１図装置における目標値
ＳＶと１ｔｉ１重量Ｐ■の時間に対する変化を示したも
のであり、また、（ロ）は、α切換手段９によって設定
される設定値フィルター８の定数αの変化を示したもの
である。制御量ＰＶは、プログラム設定器ｌからの目標
値ＳＶの変化に正確に追従したものとなる。

第３図は、上述したα切換手段９の動作の一例を示すフ
ローチャートである。ここでは、α切換手段９は、プロ
グラム設定器１がスタートしたかどうか判断しており、
スタートした時点で設定値フィルター８の定数ａを０か
ら１に変更するようにしている。

なお、上記の実施例では設定値フィルタ８の定数ａを１
と０との間で切換設定するようにしたが−１とＯでもよ
く、また、プログラム設定器１からの目標値は、負極性
側に変更されるものでもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、目標値をプログ
ラム設定器によって変更する場合において、＄１００ｆ
ｆｉにオフセットもオーバシュートも生じ、ない、従っ
て制御性の良好なＰＩＤ凋節装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の構成ブロック図、第２
図は第１図装置の動作波形図、第３図はα切換手段９の
動作の一例を示すフローチャート、第４図及び第５図は
従来公知のＰＩＤ調節装置の一例を示す構成図、第６図
及び第７図は従来装置の応答特性を示す線図である。 ｌ・・・プログラム設定器、３・・・ＩｔｌＩ御対象、
４・・・積分特性要素、５・・・微分特性要素、７・・
・比例特性要素、８・・・設定値フィルター、９・・・
α切換手段。 ￥　１　図 ・１゛２　　図 釣作中

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プログラム設定器、制御対象からの制御量をプログラム
   設定器から出力される目標値と一致するようにフィード
   バック制御する比例特性要素、積分特性要素、微分特性
   要素を含むＰＩＤ調節装置において、 前記プログラム設定器からの目標値を積分時間Ｔ＿Ｉ及
   び−１ないし１の間で設定可能な定数αを含む伝達関数
   を有する設定値フィルターを設けるとともに、前記プロ
   グラム設定器からの目標値が変化し始めてから一定値に
   落ち付く直前までの間前記設定値フィルターの定数αを
   １に近い値に設定する手段を設けたことを特徴とするＰ
   ＩＤ調節装置。