KR910000871B1

KR910000871B1 - 피이드포워드 및 피이드백 제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기

Info

Publication number: KR910000871B1
Application number: KR1019880007659A
Authority: KR
Inventors: 가즈오 히로이; 고지로 이또
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 아오이 죠이찌
Priority date: 1987-06-26
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1991-02-11
Also published as: EP0296638B1; JPS643705A; CN1016469B; DE3889014D1; CN1031139A; KR890000942A; EP0296638A3; US4951191A; EP0296638A2; DE3889014T2

Abstract

내용 없음.

Description

피이드포워드 및 피이드백 제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기

제1도는 본 발명의 일실시에에 의한 피이드포워드(feedforward) 시스템이 정특성보상회로(14,20A-24A)를 포함하고 있는 공정제어기의 기본 배열을 나타내는 개통도.

제2도는 피이드포워드 시스템이 정특성보상회로(14,20A-24A)와 동특성보상회로(17,26A-28A)를 포함하고 있는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공정제어기를 나타내는 개통도.

제3도는 피이드포워드 시스템이 정특성보상회로(14,20A-24A)와 동특성보상회로(17,26A-28A) 이외에 피이드포워드 이득적응 메카니즘(13,30A-36A)을 포함하고 있는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 공정제어기를 나타내는 개통도.

제4도는 제1도에 보인 정특성보상회로의 변형예(20B-22B)를 나타내는 개통도.

제5도는 제1도에 보인 정특성보상회로의 또다른 변형예(20C-24C)를 나타내는 개통도.

본 발명은 피이드백(feedback) 및 피이드포워드(feedforward) 제어시스템의 조합을 갖는 공정제어기(process controller)에 관한 것으로 특히, 부하변동으로 인한 피이드포워드 제어를 위한 개선된 자동동조수단을 갖는 공정제어기에 관한 것이다.

본 발명은 본 출원인에 의해 출원등록된 다음과 같은 미국특허의 개량이다. 미국특허 : 4,714,988, 발명자 : 히로이등, 특허일 : 1987.12.22. 본 발명은 이 미국특허의 모든 기술내용들을 포함한다. 다양한 제조설비에서, 가장 중요한 것은 고도로 융통성 있는 생산성, 에너지절약 및 고품질 산품을 얻는데 있다. 이러한 목적을 위해, 설비들은 최적 제어 파라메터들에 의해 제어되어야 한다. 그러나, 장애등의 영향에 큰 변동을 받는 제어시스템에서, 최적의 제어 파라메터들을 선택하는 것은 극히 어렵다. 따라서, 제어 파라메터들을 선택하기 어려운 제어시스템내의 최적의 제어 파라메터들을 비교적 쉽게 또한 자동으로 동조시킬 수 있는 자동 동조수단에 대한 요구가 일어나고 있다.

상술한 요구에 부응하기 위해 제5도에 보인 바와 같은 미국특허 4,714,988의 피이드포워드 모델의 자동동조 기능을 갖는 공정 제어기가 개발되었다. 이 미국특허에 사용된 참조번호를 사용하여 설명하겠다.

이 공정제어기는 피이드백 및 피이드포워드 제어시스템을 포함한다. 피이드백 시스템에서, 비교기 31은 타게트(target) 변동치 SV와 제어된 변동치 X를 측정하여 얻어진 공정변동치 X에 의해 편차 en을 계산한다. 편차 en은 속도 PID 동작을 수행하도록 조정장치 32에 공급된다. 그다음 조정장치 32로부터 출력된 PID는 가산기 33을 통해 속도 위치신호 변환기 34에 의해 위치신호 A로 변환된다. 위치신호는 조작신호 M를 얻도록 가산기 35에 공급된다. 조작신호 M은 제어될 피제어물 36에 공급되어 결국 제어되는 변동치 X가 조정된다. 피이드포워드 시스템에서, 승산기, 40은 장애신호 D로부터 피이드포워드 제어되는 변동치 B를 유도해 낸다. 그후 장애신호 D로 인한 제어시스템내에의 변동치는 정 및 동특성보상수단에 의해 보상된다.

정특성보상수단은 차이연산장치 51, 스위치 b2B 등을 포함한다. 승산기 40에 의해 얻어진 피이드포워드 제어변동치 B는 차이연산장치 51에 의해 속도신호 C로 변환된다. 그다음 속도신호 C는 스위치 b2B1를 통해 가산기 33에 공급된다. 동특성보상수단도 마찬가지로 불완전 미분기 42가 피이드포워드 제어변동치 B로부터 동특성들에서의 변동 E를 유도하고 또한 변동 E는 스위치 b2B2를 통해 가산기 35에 공급된다.

상술한 공정제어기에서, 피이드포워드 제어시스템에 대한 파라메터(계수)는 다음과 같이 결정된다. 즉, 자동동조 제어수단은 속도위치신호 변환기 34로부터의 출력신호 A와 피이드포워드 제어변동치 B간의 편차신호를 유도해내는 감산기 43을 포함한다. 편차신호이외에, 자동동조제어 수단은 제어편차 신호 en, 정특성보상신호 C 및 동특성보상신호 E를 유도해내며 또한 이 신호들을 대응 신호레벨검출기 55-59에 공급한다. 신호 레벨검출기 55는 편차신호가 예정된 범위를 초과할 때 ON 신호(H)를 출력시킨다. 기타 신호레벨 검출기들 57-59는 그들의 입력신호들(C.E.en)이 예정된 범위내에 들어갈 때 ON 신호들(H)을 출력시킨다. ON 신호들이 모든 신호레벨검출기들 55-59로부터 출력될 때 스타트제어신호는 AND회로(60,61)로부터 출력되므로 결국 타이머회로(62-64)를 스타팅시켜준다. 예정된 시간기간이 타이머회로의 스타트로부터 통과된 후, 타이머회로는 스위치 b2A를 도통시키도록 동족타이밍 신호를 출력시킨다. 스위치 b2A가 도통될 때 편차신호는 피이드포워드 제어에 대한 파라메터를 결정하도록 스위치 b2A를 통해 피이드포워드 파라메터 교정 연산장치 44에 입력된다. 결국, 동조제어는 이 파라메터를 근거로 수행된다. 좀더 구체적으로, 피이드포워드 파라메터 교정 연산장치 44는 편차신호들의 정수값과 예정된 계수를 사용하여 피이드포워드 기준 파라메터를 교정하고 또한 그 얻어진 파라메터를 승산기 40으로 출력시킨다. 결국 피이드포워드 제어 파라메터가 자동으로 동조되어 감산기 43으로부터의 편차신호는 0이 된다. 파라메터를 동조하는 동안 스위치들 b2B1과 b2B2는 오프로 유지된다. 이것은 피이드포워드 파라메터를 동조하는 동안 조작된 변동치가 변동하는 것을 억제시키기 위한 것이다.

그러나, 상술한 자동 동조 제어수단을 장치의 각 부로부터 다수의 동작상태신호들(C.E.en 등)을 취출하며, 또한 안정조건하에서 그 파라메터를 자동으로 동조시킨다. 따라서, 어떤 설비들에서는 자동동조 타이밍을 얻는 것이 어렵다. 만일 안정조건들이 억제될 경우, 파라메터의 동조정밀성은 크게 감퇴된다.

자동동조 타이밍을 얻기 위해 대량의 기능들이 추가되어야 하므로 결국 장치가 아주 복잡해진다. 그밖에, 많은 루프 제어기들은 분배형 제어기들을 채택한다. 이 경우에, 콤팩트한 장치와 기능분산을 실현시키기 위해 메모리용량을 제한해 주어야 하므로 그 장치는 그렇게 많은 기능을 가질 수 없다. 만일 그 장치가 미국특허 4,714,988내의 제5도의 모든 기능들을 갖도록 설계될 경우, 대량의 계산처리 및 그에 대한 처리데이터가 기억되어야 하므로 상당히 큰 메모리 용량이 필요하게 된다. 그럼에도 불구하고, 그 장치를 이러한 모든 기능들을 갖도록 설계하는 것이 어렵다.

본 발명은 상기 상황을 고려하여 개발된 것으로 동조 타이밍과 무관하게 피이드포워드 동조제어를 연속으로 수행할 수 있으며 또한 다른 제어기능들에 나쁜 영향을 줌이없이 간단한 배치에 의해 자동동조를 용이하게 수행할 수 있는 공정 제어기를 제공하는 목적을 갖고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 공정 제어기는 부하변동 등으로 인한 피이드포워드 제어변동치의 변동(ΔDn)을 취출하기 위한 변동취출수단과, 최적의 그 다음 피이드포워드 제어변동치를 결정하기 위해 피이드포워드 제어에 의해 교정된 피이드백 제어시스템의 조정된 출력신호(MVn-1)대 순방향 제어된 변동치(Dn-1)의 비(MVn-1/Dn-1)를 피이드포워드 제어변동치(Dn)의 변동과 곱하여 얻어진 보상변동치(ΔFn)에 따라 피이드포워드 제어의 오정합(mis-matching)에 대해 자동동조를 수행하기 위한 자동 동조제어수단을 포함한다.

본 발명의 양호한 실시예들을 첨부도면들을 참조하여 이하에 설명한다. 동일 참조번호는 반복되는 설명을 피하기 위해 모든 도면에 걸쳐 동일 부분들을 나타낸다.

제1 및 제2도에 보인 실시예들은 동특성보상회로(17,26A-28A)가 있고 없는 것을 제외하고 공통회로를 갖고 있다. 그러므로 두 실시예들을 동시에 공통부분에 대해 설명하겠다.

제1도에서, 공정제어의 타게트 변동치 SV는 비교부 10의 포지티브 입력단자(+)에 입력된다. 공정제어되는 변동치 X는 비교부 10의 네가티브 입력단자(-)로 귀환된다. 그들간의 차이신호 S10은 비교부 10으로부터 PID 연산장치 12로 출력된다. 연산장치 12에서 비례적분/미분동작을 받는신호 S12는 가산부 14에 입력된다. 가산부 14는(후술되는) 피이드포워드 제어변동치내의 정적변동에 대응하는 정특성보상신호 ΔFn을 수신한다.

가산부 4로부터의 출력 S14는 조작된 변동치 합산장치(MVS) 16에 입력된다. 만일 즉시 선행하는 타이밍에서 조작신호가 MVn-1로서 주어지고, 현재의 타이밍에서의 조작신호가 MVn으로서 주어지고 또한 선행타이밍과 현재 타이밍간의 조작된 변동치내의 변동이 MVn으로서 주어질 경우, 그때 MVS16은 MVn=MVn-1-ΔMVn으로 나타낸 관계식을 갖는다.

제1도에 보인 실시예에서, MVS16으로부터의 조작신호 MVn은 제어될 대상물로서 공정 18에 공급되고 또한 공정제어변동치 X는 공정 18로부터 비교부 10으로 귀환된다.

제2도에 보인 실시예에서, MVS16으로부터의 조작신호 MVn은 가산부 17에 입력된다. 가산부는(후술될) 피이드포워드 제어변동치내의 동적변동에 대응하는 동특성보상신호 ΔGn을 수신한다. 가산부 17로부터의 출력 S17은 제어되는 대상물로서 공정 18에 공급되며 또한 공정제어 변동치 X는 공정 18로부터 비교부 10으로 귀환된다.

만일 공정 18의 시정수가 Tp로서 주어지고, 장애의 시정수가 Td로서 주어지고, 복합 파라메터가 S로서 주어질 경우, 제2도에 보인 불완전 미분회로부 26A의 전달함수는 다음 식으로 표현된다.

피이드포워드 제어시스템의 회로배열(20A-24A)을 상술하면 다음과 같다. 피이드포워드 제어시스템은 변동취출수단으로서 변동연산장치 20A를 포함한다. 변동연산장치 20A는 종전 장애신호 Dn-1과 현재장애신호 Dn간의 차이로부터 변동 ΔDn{=Dn-Dn-1}을 검출하여, 그 변동을 승산부 22A로 출력시킨다.

제2도에 보인 장치에서, 장애신호 Dn내의 변동 ΔDn은 정적 및 동적 특성보상 성분들로 분할되며, 그에 의해 장애신호에 의한 제어시스템의 변동이 보상된다. 그러나, 동특성 보상을 위한 회로배열은 제1도에 보인 장치에는 없다.

만일 변동 연산장치 20A에 의해 얻어진 장애신호내의 변동 ΔDn 즉, 피이드포워드 제어변동치 Dn내의 변동이 정특성보상성분 ΔFn으로서 피이드백 제어시스템의 가산부 14에 직접 입력될 경우, 오정합이 피이드포워드 파라메터에서 발생되어 최적제어가 때때로 되지않는다. 이러한 이유 때문에, 정특성 보상수단은 동조제어수단(22A,24A)을 포함하고 있어야 한다.

동조제어수단은 장애신호 Dn에 의해 피이드백 제어시스템내의 MVS16으로부터의 출력 MVn을 분할하기 위한 분할부 24A를 포함한다. 분할부 24A에 의해 얻어진 몫(ouotient)신호 S24A는 승산부 22A에 입력된다. 승산부 22A는 분할부 24A로부터의 출력을 장애신호내의 변동 ΔDn과 승산하여 최적 피이드포워드 제어를 수행하기 위한 정특성보상신호 ΔFn을 얻는다. 승산부 22A는 가산부 14에 신호 ΔFn을 출력시킨다.

제2도에 보인 동특성보상성분을 얻기위한 동특성보상수단은 불완전 미분부 26A와 미분부 26A로부터의 출력 S26A를 분할부 24A로부터의 출력 S24A와 승산하기 위한 승산부 28A를 갖고 있다. 승산부 28A로부터의 출력은 동특성보상신호 ΔGn으로서 가산부 17에 입력되며 또한 신호 ΔGn은 MVS16으로부터의 출력으로서 조작신호 MVn에 가산된다.

상기 회로배열을 갖는 본 발명에 의한 장치의 동작을 설명하기 전에 본 발명의 장치를 쉽게 이해하기 위해 종래장치의 자동동조제어를 예를 들어 설명한다. 이 장치에서, 피이드포워드 파라메터는 피이드백 및 피이드포워드 제어시스템들의 합성출력(조작신호 MVn)이 피이드포워드 제어변동장치 En과 동일해지도록 교정되므로 그에 의해 피이드포워드 제어의 오정합이 동조된다. 만일 피이드포워드 제어변동치 En의 기준값이 En0으로서 주어질 경우, 값 Eno는 다음식으로 표현된다.

(여기서, k0은 비례계수이며, 또한 n은 제어수행타이밍을 나타냄)

만일 이 경우에 조작신호 MVn이 En과 동일하지 않을 경우, 이는 피이드포워드 제어의 오정합을 뜻한다. 오정합을 제어하기 위해 MVn과 En간의 차가 예정된 범위를 초과할 때 계수 k0는 피이드포워드 파라메터 교정 연산동작에 의해 k1이 되도록 동조되어야 하므로 Mvn=En이 된다. 이 목적을 위해, 교정될 파라메터 X가 얻어져야 한다. 만일 En=k1·Dn=X.k0·Dn=X.En=MVn0일 경우, X는 다음식에 의해 계산된다.

만일 k1=k0+Δk와 교정파라메터 Δk가 이 식으로부터 얻어질 경우, Δk는 다음 식에 의해 주어진다.

만일 식(2) 또는 (3)이 사용될 경우, En=MVn을 만족시키는 동조가 수행될 수 있다.

자동동조가 피이드포워드 파라메터 연산동작에 의해 얻어진 파라메터 k1을 사용하여 수행된 후 장애신호 D가 타이밍 n-1에서 Dn-1로부터 타이밍 n(현재 타이밍)에서 Dn으로 변동될 때 피이드포워드 제어변동치 En은 다음과 같다.

만일 식(4)가 정특성보상성분으로서 속도신호로 변환된 다음 종전 타이밍과 현재 타이밍간의 피이드포워드 제어 변동치내의 변동 ΔEn에 대해 계산될 경우, ΔEn은 다음과 같이 표현된다.

식(5)는 다음과 같이 재정리될 수 있다.

제1 또는 제2도에 보인장치에서, 피이드포워드 제어시스템은 피이드포워드 제어변동치내의 변동 ΔDn과 비{MVn-1/Dn-1}을 유도하도록 변동연산장치 20A와 분할부 24A를 포함한다. 따라서, 정특성보상신호 ΔFn은 변동치 ΔDn과 비{MVn-1/Dn-1}의 곱을 사용하는 가산부 14에 공급되므로 그에 의해 피이드포워드 제어가 수행된다. 만일 ΔDn이 ΔFn으로서 가산부 14에 직접 입력되면, 피이드포워드 제어의 오정합이 상술한 바와 같이 발생한다.

제1 또는 제2도에 보인 장치에서, 피이드포워드 제어에 의해 교정된 피이드백 제어시스템의 조정된 출력 MVn이 취출되고 또한 취출바로 직전에 얻어진 신호 MVn-1은 그 시간에 장애신호로 인한 피이드포워드 제어변동치 Dn-1로 분할된다. 얻어진 몫신호 S24A{MVn-1/Dn-1}는 신호내의 변동 ΔDn과 승산되므로서 그에 의해 피이드포워드 제어에 대한 정특성보상성분 ΔFn이 얻어진다.

식(7)은 식(5)에 의해 얻은 것과 동일한 보상성분을 제공할 수 있다. 다시말하여, 본 발명의 장치는 미국 특허 4,714,988등과 같은 종래의 장치에서와 달리 동조타이밍신호 취출수단과 피이드포워드 파라메터 연산장치 수단을 사용하지 않고 현시점과 그후에서의 최적 피이드포워드 제어변동치를 결정할 수 있다.

그러므로, 본 실시예의 회로배열로 하면, 피이드포워드 제어의 오정합성분이 피이드포워드 제어에 의해 교정된 피이드백 제어시스템으로부터의 조정된 출력신호(조작신호 MVn)와 장애와 같은 피이드포워드 제어율값에 비례하는 신호 Dn을 조합하여 얻은 최적 피이드포워드 제어변동치 ΔFn에 의해 상쇄될 수 있다. 따라서, 그 장치의 각부들의 동작상태신호들(C.E.en 등)이 상술한 미국특허의 제5도에 보인 장치에서와 같이 만족된 후 동조타이밍신호를 얻는 것 즉, 타이밍에서의 난이성이 제거될 수 있어 저하되는 동조정밀성의 문제점이 해결될 수 있다.

본 발명의 장치는 동조타이밍과 무관하에 피이드포워드 제어의 자동동조를 항상 수행할 수 있다. 이 경우에, 자동동조 기능은 다른 제어기능에 나쁜 영향을 끼치지 않고 행해질 수 있다. 그 회로배열은 상술한 미국 특허와 비교하여 훨씬 간단해질 수 있으며 또한 제어에 필요한 계산인수들이 대폭적으로 줄어들 수 있다. 따라서, 계산에 사용되는 메모리 용량을 줄일 수 있으므로 그 장치를 콤팩트하게 만들 수 있다. 예를들어 본 발명은 루프제어기내의 분배형 제어에 효과적이다.

제2도에 보인 실시예에서는 장애로 인한 피이드포워드 제어변수의 보상이 정적 및 동적 특성보상성분들을 별도로 사용하여 수행된다. 그러나, 본 발명은 제1도에 보인 바와같이 동특성보상성분을 갖지 않는 피이드포워드 제어시스템에 효과적으로 적용될 수 있다.

제3도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 공정제어기를 나타낸다. 이 실시예에서는 피이드포워드 시스템이 정특성보상회로(14,20A-24A)와 동특성보상회로(17,26A-28A) 이외에 피이드포워드 적응 메카니즘(13,30A-34A)를 포함하고 있다.

이 실시예는 공정 18이 온도, 농도 등과 같이 같은 파라메터들을 포함하는 혼합공정일 경우에 적합한 소위 적응 피이드포워드/피이드백 제어시스템을 사용한다. 그 적응 피이드포워드/피이드백 제어시스템은 미국특허 4,698,745에 기술된 바와같이 공지된 것이므로, 이 실시예에 적응제어방법을 적응하는 방법을 아래에 기술한다(미국특허 4,698,745는 본 출원서에 병합되어 있음을 주지바람).

제3도에서, 장애 Dn*은 계수승산기 30A를 통해 장애 Dn으로 변환된다. 장애 Dn은 제2도에 보인 장애 Dn에 대응한다.

저역통과필터 25A에 의해 분할부 24A로부터의 출력 S24A를 여파하여 얻은 이득동조계수 kn은 승산부 22A,28A 및 32A에 입력된다. 승산부 32A는 장애 Dn*을 수신하며, 또한 그의 승산결과(=kn×Dn*}는 연산장치 34A로 출력된다. 이 실시예의 적응동작은 필터 25A의 시정수를 변경시켜 바꿀 수 있음을 주지한다. 예를들어, 만일 적응동작이 수행될 경우, 필터 25A의 적분시정수가 증가될 수 있다.

연산장치 34A는 1+C{dn-x0}/x0에 의해 주어진 연산동작을 수행한다. 연산장치 34A의 연산파라메터들은 임의로 동조되고 또한 연산장치 34A는 그의 승산결과 S34A를 승산부 13으로 출력시킨다. 승산부 13은 PID 연산장치 12로부터의 출력 S12를 승산결과 S34A와 승산하여 그 승산결과 S13을 가산부 14로 출력시킨다.

혼합된 공정(온도, 농도 등)의 경우에 파라메터 C는 1.0으로 선택된다. 비혼합공정(압력, 유속, 레벨 등)의 경우에 파라메터 C는 0으로 선택된다. 파라메터 x0는 PID 파라메터들의 결정시 장애 Dn의 레벨(kn+1}을 나타낸다. 파라메터 dn은 장애 Dn과 이득 동조계수 kn의 곱(PID 파라메터들의 결정시, kn=1)을 나타낸다.

제3도에 보인 실시예에서, 공정 18의 내용에 의한 피이드포워드 제어가 적당히 수행될 수 있다.

제4도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서 변동취출수단(제1도의 20A)을 포함하는 변동율 연산장치 20B는 종전 및 현재장애신호들 Dn 및 Dn-1간의 차(Dn-Dn-1)를 장애신호 Dn-1로 나누도록 배열되어 있어 몫신호(Dn-Dn-1}/Dn-1을 얻을 수 있다. 얻어진 신호 S20B는 승산부 22B에 입력된다. 승산부 22B는 승산신호 S22B를 피이드포워드 제어에 의해 교정된 조정된 출력신호 MVn과 승산하여 피이드포워드 제어용 정특성보상신호 ΔFn을 얻을 수 있다. 신호 ΔFn은 가산부 14에 입력되어 조정장치 12로부터의 출력에 가산된다.

이 실시예의 회로배열로 하면 그 배열은 제1-3도에 비해 더욱 간략히 될 수 있다.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 장치를 나타낸다. 이 실시예에서, 종전 및 현재의 타이밍들간의 장애내의 변동 ΔDn은 변동율 연산장치 20C에 의해 계산되며 또한 승산자 22C는 MVS16으로부터의 종전 타이밍에서 변동 ΔDn을 출력 MVn-1과 승산하여 MVn-1.ΔDn으로 표현된 출력 S22C를 제공한다. 그 다음, 출력 S22C는 종전 타이밍에서 장애 Dn-1에 의해 분할되므로 결국 정특성보상신호 ΔFn을 얻을 수 있다.

여러 가지 기타 변경 및 변형들을 본 발명의 범위내에서 실시할 수 있다.

상술한 바와같이 본 발명에 의하면, 동조타이밍과 무관하게 피이드포워드 자동동조를 연속 수행할 수 있고 또한 다른 기능들에 나쁜 영향을 끼침이 없이 간단한 배열에 의해 파라메터들의 자동동조를 용이하게 수행할 수 있는 공정 제어기가 제공될 수 있다.

Claims

제어 타게트 변동치(SV)와 공정결과(PV)간의 차에 대응하는 제1신호(S12)를 출력시키기 위한 제1수단(10-12)과, 예정된 전달함수를 근거로 제1신호(S12)를 변환시켜 얻어지는 제2신호(MVn)를 출력시키기 위한 제2수단(16)과, 그리고 제어결과(PV)를 출력시키기 위해 제2신호(MVn)를 근거로 제어되는 제3수단(18)을, 포함하는 피이드백회로(a)와, 제2신호(MVn)와 현재와 종전 외부신호들(Dn,Dn-1)간의 차를 종전 외부신호(Dn-1)로서 분할하여 얻은 몫(ΔDn/Dn-1)의 곱을 나타내는 정특성보상신호를 검출하기 위해, 외부신호(Dn)에 응답하여 또한 상기 제2수단(16)에 결합되는 제4수단(20A-24A)과, 제1신호(S12)와, 정특성보상신호(ΔFn)의 합성신호(S14)를 상기 제2수단(16)에 공급하기 위해 상기 제4수단(20A-24A), 상기 제어1수단(10-12) 및 상기 제2수단에 결합되는 제5수단(15)을 포함하는 것이 특징인 피이드포워드 및 피이드백 제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기.
제1항에서, 상기 피이드포워드 회로는: 외부신호(Dn)의 필요시간 차동성분값(S26A)에 대응하는 동특성보상신호(ΔGn), 외부신호(Dn) 및 제2신호(MVn)를 검출하기 위해 상기 제4수단(20A-24A)에 결합되며 또한 필요시간 차동성분값(S26A)에 응답하는 제6수단(24A-28A)과, 제2신호(MVn)와 동특성보상신호(ΔGn)의 합성신호(S17)를 상기 제3수단(18)에 공급하기 위해 상기 제6수단(24A-28A), 상기 제2수단(16) 및 상기 제3수단(18)에 결합되는 제7수단(17)을 더 포함하는 것이 특징인 피이드포워드 및 피이드백 제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기.
제1항에서, 상기 피이드포워드 회로는, 또다른 외부신호(Dn*)와 제2신호(MVn)를 외부신호(Dn)로 분할하여 얻은 신호(kn)의 적(dn=kn×Dn*}에 대응하는 조정신호(S34A)를 발생시키기 위해 상기 제4수단(20A-24A)에 결합되며 또한 외부신호(Dn)에 대응하는 또다른 외부신호(Dn*)에 응답하는 제8수단(32A-34A)과, 제1신호(S12)와 조정신호(S34A)의 합성신호를 상기 제5수단(14)에 공급하기 위해 상기 제8수단(32A-34A), 상기 제1수단(10-12) 및 상기 제5수단(14)에 결합되는 제9수단(13)을 더 포함하는 것이 특징인 피이드포워드 및 피이드백 제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기.
제1-3항중 하나에서, 상기 제4수단(20A-24A : 제1도)은, 현재와 종전의 외부신호들(Dn,Dn-1)간의 편차신호를 출력시키기 위해 외부신호(Dn)에 응답하는 편차수단(20A)과, 종전 외부신호(Dn-1)가 얻어질 때 얻어진 제2신호(MVn-1)를 종전 외부신호(Dn-1)에 의해 분할하여 얻은 몫신호(S24A)를 출력시키기 위한 분할수단(24A)과, 그리고 편차신호(ΔDn)와 몫신호(S24A)의 곱(MVn.ΔDn/Dn-1)으로부터 정특성보상신호(ΔFn)를 발생시키기 위한 승산수단(22A)을 포함하는 것이 특징인 피이드포워드 및 피이드백제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기.
제4항에서, 상기 제4수단(20A-25A : 제3도)은, 몫신호(S24A)를 저역통과 필터시켜 얻은 여파된 몫신호(kn)을 상기 승산수단(22A)에 공급하기 위해 상기 분할수단(24A)과 상기 승산수단(22A)간에 배치되는 필터수단(25A)을 더 포함하는 것이 특징인 피이드포워드 및 피이드백 제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기.
제1항에서, 상기 제5수단(20B-22B : 제4도)은 종전과 현재의 외부신호(Dn,Dn-1)간의 편차(ΔDn)를 종전 외부신호(Dn-1)로 분할하여 얻은 편차몫신호(S20B)를 출력시키기 위해 외부신호(Dn)에 응답하는 분할수단(20B)과, 편차몫신호(S20B)와 제2신호(MVn)의 곱{MVn.ΔDn/Dn-1}으로부터 정특성보상신호(ΔFn)를 발생시키기 위한 수단을 포함하는 것이 특징인 피이드포워드 및 피이드백제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기.
제1-3항중 하나에서, 상기 제4수단(20C-24C : 제5도)은 현재와 종전 외부신호들(Dn,Dn-1)간의 편차신호(ΔDn)를 출력시키기 위해 외부신호(Dn)에 응답하는 편차수단, 편차신호(ΔDn)와 제2신호(MVn)의 곱(MVn.ΔDn)으로부터 승산신호(S22C)를 발생시키기 위한 승산수단(22C)과, 그리고 정특성보상신호(ΔFn)를 출력시키도록 승산신호(S22C)를 종전 외부신호(Dn-1)로 분할하기 위한 분할수단(24C)을 포함하는 것이 특징인 피이드포워드 및 피이드백제어의 개선된 조합을 갖는 공정제어기.