TWI579665B - Control device and control method - Google Patents

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Description

控制裝置及控制方法
本發明關於一種溫度控制等通用領域中所利用的控制裝置及控制方法。
作為提高整定時的控制穩定性和過渡時的控制回應性的技術，有增益排程(參考專利文獻1)。在對PID控制應用增益排程的情況下，由於要切換比例補償、積分補償、微分補償3種參數(以下，簡記為PID參數)，因此必須對PID參數進行2組以上的調整。即，在2組的情況下，必須調整6參數。其中，大多僅對比例補償參數進行調度，在該情況下，對1組PID參數和所調度的比例補償參數共計4參數進行調整即可。
例如以如下方式進行對PID控制應用增益排程的情況下的PID參數的調整。
(I)利用自整定等公知方法來決定整定時的PID參數。此時，視需要以試誤法對PID參數進行微調。
(II)以(I)的PID參數為基準，利用試誤法來決定過渡時回應性提高的PID參數。
(III)根據對(I)與(II)的結果進行切換或內插的增益排程控制的回應，以試誤法進行微調。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1 日本專利特開平8-161004號公報
如上所述，在以往的技術中，為了實現使用者所期望的控制回應，必須進行多個試誤實驗，導致工作量較大。
擔憂因進行增益排程控制之類的控制參數的切換或內插所引起的調整的工作量而放棄兼顧整定時的控制穩定性和過渡時的控制回應性的情況並不少見。在採用犧牲了控制回應性的調整結果的情況下，成為控制對象的裝置的單位產品生產時間會延遲，生產性會受損。此外，在採用犧牲了控制穩定性的調整結果的情況下，由成為控制對象的裝置生產的產品的品質會受損。
本發明是為了解決上述問題而為，其目的在於提供一種可削減用以兼顧整定時的控制穩定性和過渡時的控制回應性的調整的工作量的控制裝置及控制方法。
本發明的控制裝置的特徵在於，包括：控制運算手段，其以控制量和目標值為輸入，通過控制運算對每一控制週期算出控制運算輸出值；控制運算輸出修正手段，其在由該控制運算手段算出的控制運算輸出值在既定閾值A以上時，將前述控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出上限值；以及操作端輸出上下限限制處理手段，其以將經該控制運算輸出修正手段修正後的控制運算輸出值限制為既定的操作端輸出下限值以上、 且前述操作端輸出上限值以下的值而得的值作為操作端輸出而輸出至控制對象。
此外，本發明的控制裝置的特徵在於，包括：控制運算手段，其以控制量和目標值為輸入，通過控制運算對每一控制週期算出控制運算輸出值；控制運算輸出修正手段，其在由該控制運算手段算出的控制運算輸出值在既定閾值B以下時，將前述控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出下限值；以及操作端輸出上下限限制處理手段，其以將經該控制運算輸出修正手段修正後的控制運算輸出值限制為前述操作端輸出下限值以上、且既定的操作端輸出上限值以下的值而得的值作為操作端輸出而輸出至控制對象。
此外，在本發明的控制裝置的1構成例中，前述閾值A是大於在目標值變更後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值和在干擾施加後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值中的較大一方、且小於前述操作端輸出上限值的值。
此外，本發明的控制裝置的1構成例的特徵在於，還包括時刻檢測手段，前述時刻檢測手段根據與目標值變更或干擾施加相對應的事件來檢測應將閾值A切換為目標值變更用閾值A的時刻和應將閾值A切換為干擾施加用閾值A的時刻，前述閾值A是按目標值變更用和干擾施加用來個別設定的，在前述時刻檢測手段判定為是應切換為目標值變更用閾值A的時刻的情況下，前述控制運算輸出修正手段將所使用的閾值A切換為目標值變更用閾值A，在判定為是應切換為干擾施加用閾值A的時刻的情況下，前述控制運算輸出修正手段將所使用的閾值A切換為干擾施加用閾值A，目 標值變更用閾值A是大於在目標值變更後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值、且小於前述操作端輸出上限值的值，干擾施加用閾值A是大於在干擾施加後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值、且小於前述操作端輸出上限值的值。
此外，在本發明的控制裝置的1構成例中，前述閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在目標值變更後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值和在干擾施加後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值中的較小一方的值。
此外，本發明的控制裝置的1構成例的特徵在於，還包括時刻檢測手段，前述時刻檢測手段根據與目標值變更或干擾施加相對應的事件來檢測應將閾值B切換為目標值變更用閾值B的時刻和應將閾值B切換為干擾施加用閾值B的時刻，前述閾值B是按目標值變更用和干擾施加用來個別設定的，在前述時刻檢測手段判定為是應切換為目標值變更用閾值B的時刻的情況下，前述控制運算輸出修正手段將所使用的閾值B切換為目標值變更用閾值B，在判定為是應切換為干擾施加用閾值B的時刻的情況下，前述控制運算輸出修正手段將所使用的閾值B切換為干擾施加用閾值B，目標值變更用閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在目標值變更後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值的值，干擾施加用閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在干擾施加後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值的值。
此外，本發明的控制方法的特徵在於，包括：控制運算步驟，以控制量和目標值為輸入，通過控制運算對每一控制週期算出控制運算輸 出值；控制運算輸出修正步驟，在該控制運算步驟中所算出的控制運算輸出值在既定閾值A以上時，將前述控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出上限值；以及操作端輸出上下限限制處理步驟，以將經該控制運算輸出修正步驟修正後的控制運算輸出值限制為既定的操作端輸出下限值以上、且前述操作端輸出上限值以下的值而得的值作為操作端輸出而輸出至控制對象。
此外，本發明的控制方法的特徵在於，包括：控制運算步驟，以控制量和目標值為輸入，通過控制運算對每一控制週期算出控制運算輸出值；控制運算輸出修正步驟，在該控制運算步驟中所算出的控制運算輸出值在既定閾值B以下時，將前述控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出下限值；以及操作端輸出上下限限制處理步驟，以將經該控制運算輸出修正步驟修正後的控制運算輸出值限制為前述操作端輸出下限值以上、且既定的操作端輸出上限值以下的值而得的值作為操作端輸出而輸出至控制對象。
根據本發明，通過設置在由控制運算手段算出的控制運算輸出值在既定閾值A以上時將控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出上限值的控制運算輸出修正手段，使得試誤實驗主要需要的是僅閾值A的調整，因此可削減用以兼顧整定時的控制穩定性和過渡時的控制回應性的調整的工作量。
此外，在本發明中，通過使用不同值作為目標值變更用閾值A和干擾施加用閾值A，可在目標值變更時和干擾施加時進一步提高各自的控制回應。
此外，在本發明中，通過設置在由控制運算手段算出的控制運算輸出值在既定閾值B以下時將控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出下限值的控制運算輸出修正手段，使得試誤實驗主要需要的是僅閾值B的調整，因此可削減用以兼顧整定時的控制穩定性和過渡時的控制回應性的調整的工作量。
此外，在本發明中，通過使用不同值作為目標值變更用閾值B和干擾施加用閾值B，可在目標值變更時和干擾施加時進一步提高各自的控制回應。
1、1a‧‧‧控制運算部
2‧‧‧控制運算輸出修正部
3‧‧‧操作端輸出上下限限制處理部
4‧‧‧控制對象
5‧‧‧時刻檢測部
圖1為表示目標值變更時的本發明和以往的控制量的變化以及控制運算輸出值的變化的1例的圖。
圖2為表示干擾施加時的本發明和以往的控制量的變化以及控制運算輸出值的變化的1例的圖。
圖3為說明本發明的控制運算輸出值的修正處理的圖。
圖4為表示本發明的第1實施形態的控制裝置的構成的方塊圖。
圖5為表示本發明的第1實施形態的控制裝置的動作的流程圖。
圖6為表示本發明的第2實施形態的控制裝置的構成的方塊圖。
圖7為表示本發明的第1實施形態中的控制回應的例子的圖。
圖8為表示本發明的第2實施形態中的控制回應的例子的圖。
圖9為說明控制運算輸出值下降的情況下的修正處理的圖。
圖10為表示本發明的第3實施形態的控制裝置的構成的方塊圖。
[發明的原理]
圖1的(A)、圖1的(B)、圖2的(A)、圖2的(B)為說明本發明的原理的圖，圖1的(A)為表示目標值變更時的本發明和以往的控制量的變化的1例的圖，圖1的(B)為表示目標值變更時的本發明和以往的控制運算輸出值的變化的1例的圖，圖2的(A)為表示干擾施加時的本發明和以往的控制量的變化的1例的圖，圖2的(B)為表示干擾施加時的本發明和以往的控制運算輸出值的變化的1例的圖。在圖1的(A)、圖1的(B)、圖2的(A)、圖2的(B)中，SP為目標值，PV0為應用使用單一控制參數(無增益排程)的以往的控制裝置的情況下的控制量，PV為應用本發明的控制裝置的情況下的控制量，OUT0為從以往的控制裝置輸出的操作端輸出，OUT為從本發明的控制裝置輸出的操作端輸出。
一直以來，在通過PID控制運算而算出的控制運算輸出值MV大於既定的操作端輸出上限值H的情況下，進行將控制運算輸出值MV限制在操作端輸出上限值H以下而作為操作端輸出OUT加以輸出的上限處理。在圖1的(B)、圖2的(B)中，可知，是以從以往的控制裝置輸出的操作端輸出OUT0不超過操作端輸出上限值H的方式進行上限處理。
在本發明中，使用該操作端輸出上限值H，在通過PID控制運算而算出的控制運算輸出值MV在使用者所指定的閾值A以上時，將控制運算輸出值MV修正為操作端輸出上限值H。也就是說，如圖3所示，在通過PID控制運算而算出的控制運算輸出值MV不到閾值A的情況下，將控制運算輸出值MV作為控制運算輸出修正值MV'直接輸出(MV'= MV)，但在控制運算輸出值MV為閾值A以上的情況下，將操作端輸出上限值H作為控制運算輸出修正值MV'輸出(MV'=H)。
在期望控制量PV偏離目標值SP的過渡時的控制回應性的情況下，由於控制運算輸出值MV閾值A，因此從控制裝置輸出操作端輸出OUT=MV'=H。也就是說，即便不變更控制參數(PID控制時為PID參數)，也會給出圖1的(B)、圖2的(B)中的S所示的部分的操作端輸出。由此，可提高過渡時的控制回應性。使用者在滿足以下條件的範圍內指定閾值A即可。
MV+<A<H…(1)
式(1)中的MV+為目標值變更後的控制整定時或者干擾施加後的控制整定時的控制運算輸出值MV。再者，若更準確地加以定義，則式(1)中的MV+為目標值變更後的控制整定時的控制運算輸出值MV和干擾施加後的控制整定時的控制運算輸出值MV中的較大一方的值。
另一方面，在期望控制量PV接近目標值SP的整定時的控制穩定性的情況下，控制運算輸出值MV<閾值A，從控制裝置輸出操作端輸出OUT=MV'=MV。因而，只要對控制裝置設定好注重控制穩定性而決定的1組控制參數(PID控制時為PID參數)，即可實現控制穩定性。
[第1實施形態]
下面，參考附圖，針對本發明的實施形態進行說明。圖4為表示本發明的第1實施形態的控制裝置的構成的方塊圖。本實施形態的控制裝置由控制運算部1、控制運算輸出修正部2及操作端輸出上下限限制處理部3構成，前述控制運算部1以控制量PV和目標值SP為輸入，通過控制運算對 每一控制週期算出控制運算輸出值MV，前述控制運算輸出修正部2輸出對控制運算輸出值MV進行修正而得的控制運算輸出修正值MV'，前述操作端輸出上下限限制處理部3執行將控制運算輸出修正值MV'限制為既定的操作端輸出下限值L以上、且既定的操作端輸出上限值H以下的值的上下限限制處理。
下面，參考圖5，針對本實施形態的控制裝置的動作進行說明。圖5為表示控制裝置的動作的流程圖。
控制量PV由未圖示的測量儀器(例如溫度感測器)測量並輸入至控制運算部1(圖5中的步驟S1)。
目標值SP由控制裝置的使用者設定並輸入至控制運算部1(圖5中的步驟S2)。
控制運算部1算出控制運算輸出值MV以使控制量PV與目標值SP一致(圖5中的步驟S3)。作為回饋控制運算演算法，有PID。PID控制運算為公知技術，因此省略說明。
控制運算輸出修正部2輸出對控制運算輸出值MV進行修正而得的控制運算輸出修正值MV'(圖5中的步驟S4)。如上所述，在控制運算輸出值MV<閾值A的情況下，控制運算輸出修正部2輸出控制運算輸出修正值MV'=MV，在控制運算輸出值MV閾值A的情況下，控制運算輸出修正部2輸出控制運算輸出修正值MV'=H。
操作端輸出上下限限制處理部3進行將從控制運算輸出修正部2輸出的控制運算輸出修正值MV'限制為操作端輸出下限值L以上、且操作端輸出上限值H以下的值的上下限限制處理(圖5中的步驟S5)。
IF MV'<L THEN OUT=L…(2)
IF MV'>H THEN OUT=H…(3)
也就是說，在從控制運算輸出修正部2輸出的控制運算輸出修正值MV'大於操作端輸出下限值L且不到操作端輸出上限值H的情況下，操作端輸出上下限限制處理部3將控制運算輸出修正值MV'直接作為操作端輸出OUT而輸出(OUT=MV')，但在控制運算輸出修正值MV'小於操作端輸出下限值L的情況下，操作端輸出上下限限制處理部3設定操作端輸出OUT=L，在控制運算輸出修正值MV'大於操作端輸出上限值H的情況下，操作端輸出上下限限制處理部3設定操作端輸出OUT=H。
繼而，操作端輸出上下限限制處理部3將進行上下限限制處理後的操作端輸出OUT輸出至控制對象4(圖5中的步驟S6)。操作端輸出OUT的實際輸出目標為操作加熱器或閥門等的操作器。
對於每一控制週期重複執行以上那樣的步驟S1~S6的處理直至例如根據來自使用者的指令而結束控制為止(圖5中的步驟S7中為是)。
作為本實施形態的控制裝置的調整流程的例子，考慮有如下流程。
(a)利用自整定等公知方法來決定控制整定時的控制參數(PID控制時為PID參數)。此時，視需要採用試誤法以注重整定時的控制穩定性的方式針對控制參數進行微調。
(b)接著，以試誤法決定閾值A，以成為在過渡時和整定時較為理想的控制回應。
當減小閾值A時，控制回應性會提高，但控制量PV的過調 量會增大。因此，在進行(b)調整時，使用者操作控制裝置的閾值輸入部(未圖示)，以從操作端輸出上限值H起逐漸接近上述控制運算輸出值MV+的方式改變閾值A，並在成為對於使用者而言最理想的控制回應的時候結束調整即可。
在本實施形態中，無須像專利文獻1中所揭示的以往技術那樣使用多組控制參數，只要對控制運算部1設定1組控制參數(PID控制時為PID參數)即可。作為該控制參數的調整方法，利用公知的自整定即可，因此，試誤實驗主要需要的是僅閾值A的調整。由於以與控制運算輸出值MV相同的尺度賦予閾值A，因此易於識別調整值或其效果。因而，與以往相比，本實施形態可削減用以兼顧整定時的控制穩定性和過渡時的控制回應性的調整的工作量。此外，根據圖2的(B)的結果可知，在本實施形態中，由於可減小因干擾施加所引起的控制量PV的下降，因此可降低干擾的影響，從而可提高控制回應性。
[第2實施形態]
接著，針對本發明的第2實施形態進行說明。圖6為表示本發明的第2實施形態的控制裝置的構成的方塊圖，對與圖4相同的構成標注有同一符號。本實施形態的控制裝置由控制運算部1a、控制運算輸出修正部2及操作端輸出上下限限制處理部3構成。
在本實施形態中，控制裝置的處理流程也與第1實施形態的圖5中說明過的一致。與第1實施形態的不同點在於，本實施形態的控制運算部為帶防過積分(積分飽和)功能的控制運算部1a，並且，使用者可指定防過積分功能的上限值ARWH和下限值ARWL。
一般的控制裝置都搭載有防過積分功能。所謂防過積分功能，是指在控制運算部所算出的控制運算輸出值MV達到上限值ARWH或下限值ARWL時，停止超過上限值ARWH或下限值ARWL的方向的積分動作的功能。由此，可抑制控制運算輸出值MV的飽和，從而迅速從控制運算輸出值MV的飽和恢復過來，抑制控制的整定的延遲。
根據第1實施形態，可削減調整的工作量，但若將第1實施形態的構成應用於帶防過積分功能的控制裝置，則存在控制回應性降低的情況。
因此，在本實施形態中，設為使用者可指定防過積分功能的上限值ARWH和下限值ARWL，代替以往的ARWH=H、ARWL=L的設定，由此，可改善控制回應性的降低。在進行上限值ARWH和下限值ARWL的調整時，使用者操作控制裝置的上下限值輸入部(未圖示)來改變上限值ARWH和下限值ARWL，並在成為對於使用者而言最理想的控制回應的時候結束調整即可。
圖7的(A)為表示對帶防過積分功能的控制裝置應用第1實施形態的情況下的目標值變更時的控制回應的例子的圖，圖7的(B)為表示對帶防過積分功能的控制裝置應用第1實施形態的情況下的干擾施加時的控制回應的例子的圖，圖8的(A)為表示第2實施形態中的目標值變更時的控制響應的例子的圖，圖8的(B)為表示第2實施形態中的干擾施加時的控制回應的例子的圖。
在圖7的(A)、圖7的(B)的例子中，設定ARWH=H=100、ARWL=L=0。相對於此，在圖8的(A)的例子中，設定ARWH= 170、ARWL=0，在圖8的(B)的例子中，設定ARWH=110、ARWL=L=0，由此，利用上限值ARWH來防止過積分，因此可延長控制運算輸出值MV成為閾值A以上的時間，從而可加快達到控制量的目標值。如此，在本實施形態中，通過在第1實施形態的構成中使操作端輸出上下限值(H和L)與防過積分上下限值(ARWH和ARWL)分離，並以成為對於使用者而言最理想的控制回應的方式調整ARWH和ARWL，可獲得良好的控制回應性。
再者，在第1、第2實施形態中，針對在控制量PV因操作端輸出OUT上升而上升的控制系統中使控制量PV上升的控制例進行了說明。相對於此，在控制量PV因操作端輸出OUT上升而下降的控制系統中的使控制量PV下降的控制中(例如使目標值SP上升的變更時或者控制量PV下降的干擾施加時)，由於控制運算部1、1a所算出的控制運算輸出值MV上升，操作端輸出OUT上升而使控制量PV下降，因此可直接應用第1、第2實施形態。
此外，在控制量PV因操作端輸出OUT上升而上升的控制系統中的使控制量PV下降的控制中(例如使目標值SP下降的變更時或者控制量PV上升的干擾施加時)、或者控制量PV因操作端輸出OUT上升而下降的控制系統中的使控制量PV上升的控制中(例如使目標值SP上升的變更時或者控制量PV下降的干擾施加時)，由於控制運算部1、1a所算出的控制運算輸出值MV下降，操作端輸出OUT下降，因此使用操作端輸出下限值L代替操作端輸出上限值H。
在該情況下，在由控制運算部1、1a算出的控制運算輸出值 MV在使用者所指定的閾值B以下時，將控制運算輸出值MV修正為操作端輸出下限值L。也就是說，如圖9所示，在控制運算輸出值MV大於閾值B的情況下，控制運算輸出修正部2將控制運算輸出值MV作為控制運算輸出修正值MV'直接輸出(MV'=MV)，但在控制運算輸出值MV為閾值B以下的情況下，控制運算輸出修正部2將操作端輸出下限值L作為控制運算輸出修正值MV'輸出(MV'=L)。使用者在滿足如下條件的範圍內指定閾值B即可。
MV+>B>L…(4)
另外，式(4)中的MV+為目標值變更後的控制整定時的控制運算輸出值MV和干擾施加後的控制整定時的控制運算輸出值MV中的較小一方的值。使用者操作控制裝置的閾值輸入部(未圖示)，以從操作端輸出下限值L起逐漸接近控制運算輸出值MV+的方式改變閾值B，並在成為對於使用者而言最理想的控制回應的時候結束調整即可。
如此，在控制量PV因操作端輸出OUT上升而上升的控制系統中的使控制量PV下降的控制、或者在控制量PV因操作端輸出OUT上升而下降的控制系統中使控制量PV上升的控制中，也可獲得第1、第2實施形態中所說明的效果。
[第3實施形態]
在第1、第2實施形態中，是假設使用同一值作為目標值變更時的閾值A和干擾施加時的閾值A，並使用同一值作為目標值變更時的閾值B和干擾施加時的閾值B。但在期望在目標值變更時和干擾施加時進一步提高各自的控制回應的情況下，使用不同值作為目標值變更用閾值A和干擾施加用 閾值A，並使用不同值作為目標值變更用閾值B和干擾施加用閾值B。針對在本實施形態中，以如此方式切換閾值的情況進行說明。
圖10為表示本發明的第3實施形態的控制裝置的構成的方塊圖，對與圖4、圖6相同的構成標注有同一符號。圖10的控制裝置是在第1實施形態的控制裝置中加入時刻檢測部5而成。
時刻檢測部5檢測應將閾值A、B切換為目標值變更用閾值A、B的時刻和應將閾值A、B切換為干擾施加用閾值A、B的時刻。作為時刻，使用由普通工業計量儀器檢測到的事件或警報等觸發時刻。作為例子，考慮有如下例子。
(a)目標值SP被變更時。
(b)從外部機器接收到通知目標值SP的變更的信號時。
(c)從目標值SP被變更起經過了指定時間時。
(d)儘管目標值SP未被變更，但偏差(SP-PV)仍成為了既定的偏差上限值以上時。
(e)儘管目標值SP未被變更，但偏差(SP-PV)仍成為了既定的偏差下限值以下時。
(f)從外部機器接收到通知干擾施加的信號時。
在產生(a)~(c)中的至少1種事件時，時刻檢測部5判定為應將閾值A、B切換為目標值變更用閾值A、B的時刻，在產生(d)~(f)中的至少1種事件時，時刻檢測部5判定為應將閾值A、B切換為干擾施加用閾值A、B的時刻。
例如，在藥品的製造裝置中，存在藥品製造爐的溫度(控制 量PV)被反復變更的情況。在該情況下，由於預先知道如何變更目標值SP(溫度目標值)，因此，外部機器可在目標值SP被變更的時刻對本實施形態的控制裝置發送通知目標值SP的變更的信號。
此外，在目標值SP(溫度目標值)固定的回焊爐中，存在因定期投入成為焊接對象的印製電路板而導致溫度發生變動的情況。在該情況下，控制印製電路板的搬送的控制裝置(外部機器)可在對回焊爐投入印製電路板的時刻對本實施形態的控制裝置發送通知干擾施加的信號。
另外，時刻的判定並不限於上述例子。作為其他例子，時刻檢測部5也可在產生(a)、(b)中的至少1種事件時判定為應將閾值A、B切換為目標值變更用閾值A、B的時刻，並在產生(c)~(f)中的至少1種事件時判定為應將閾值A、B切換為干擾施加用閾值A、B的時刻。
在控制運算輸出修正部2中個別設定有目標值變更用閾值A、干擾施加用閾值A、目標值變更用閾值B及干擾施加用閾值B。目標值變更用閾值A是大於目標值變更後的控制整定時的控制運算輸出值MV、小於操作端輸出上限值H的值，干擾施加用閾值A是大於干擾施加後的控制整定時的控制運算輸出值MV、小於操作端輸出上限值H的值。此外，目標值變更用閾值B是大於操作端輸出下限值L、小於目標值變更後的控制整定時的控制運算輸出值MV的值，干擾施加用閾值B是大於操作端輸出下限值L、小於干擾施加後的控制整定時的控制運算輸出值MV的值。
在時刻檢測部5判定為應切換為目標值變更用閾值A、B的時刻的情況下，控制運算輸出修正部2將所使用的閾值A、B切換為目標值變更用閾值A、B，在時刻檢測部5判定為應切換為干擾施加用閾值A、B 的時刻的情況下，控制運算輸出修正部2將所使用的閾值A、B切換為干擾施加用閾值A、B。其他動作與第1、第2實施形態中說明過的一致。
另外，像根據上述說明而明確的那樣，控制運算輸出修正部2可進行僅使用閾值A的修正，也可進行僅使用閾值B的修正，也可進行使用閾值A、B兩方的修正。此外，在圖10中，表示的是將閾值的切換應用於第1實施形態的情況，但不言而喻，也可容易地應用於第2實施形態。
第1~第3實施形態的控制裝置可通過包括CPU(Central Processing Unit)、存儲裝置及介面的電腦和控制這些硬體資源的程式來實現。CPU按照存儲裝置中所儲存的程式來執行第1~第3實施形態中所說明的處理。
工業上的可利用性
本發明可應用於溫度控制等通用控制。
1‧‧‧控制運算部
2‧‧‧控制運算輸出修正部
3‧‧‧操作端輸出上下限限制處理部
4‧‧‧控制對象

Claims (8)

  1. 一種控制裝置，其特徵在於，包括：控制運算手段，其以控制量和目標值為輸入，通過控制運算對每一控制週期算出控制運算輸出值；控制運算輸出修正手段，其在由該控制運算手段算出的控制運算輸出值在既定閾值A以上時，將前述控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出上限值；以及操作端輸出上下限限制處理手段，其以將經該控制運算輸出修正手段修正後的控制運算輸出值限制為既定的操作端輸出下限值以上、且前述操作端輸出上限值以下的值而得的值作為操作端輸出而輸出至控制對象；前述閾值A是大於在目標值變更後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值和在干擾施加後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值中的較大一方、且小於前述操作端輸出上限值的值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，其中，還包括時刻檢測手段，前述時刻檢測手段根據與目標值變更或干擾施加相對應的事件來檢測應將閾值A切換為目標值變更用閾值A的時刻和應將閾值A切換為干擾施加用閾值A的時刻，前述閾值A是按目標值變更用和干擾施加用來個別設定的，在前述時刻檢測手段判定為是應切換為目標值變更用閾值A的時刻的情況下，前述控制運算輸出修正手段將所使用的閾值A切換為目標值變更用閾值A，在判定為是應切換為干擾施加用閾值A的時刻的情況下，前述控制運算輸出修正手段將所使用的閾值A切換為干擾施加用閾值A， 目標值變更用閾值A是大於在目標值變更後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值、且小於前述操作端輸出上限值的值，干擾施加用閾值A是大於在干擾施加後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值、且小於前述操作端輸出上限值的值。
  3. 一種控制裝置，其特徵在於，包括：控制運算手段，其以控制量和目標值為輸入，通過控制運算對每一控制週期算出控制運算輸出值；控制運算輸出修正手段，其在由該控制運算手段算出的控制運算輸出值在既定閾值B以下時，將前述控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出下限值；以及操作端輸出上下限限制處理手段，其以將經該控制運算輸出修正手段修正後的控制運算輸出值限制為前述操作端輸出下限值以上、且既定的操作端輸出上限值以下的值而得的值作為操作端輸出而輸出至控制對象；前述閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在目標值變更後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值和在干擾施加後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值中的較小一方的值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的控制裝置，其中，還包括時刻檢測手段，前述時刻檢測手段根據與目標值變更或干擾施加相對應的事件來檢測應將閾值B切換為目標值變更用閾值B的時刻和應將閾值B切換為干擾施加用閾值B的時刻，前述閾值B是按目標值變更用和干擾施加用來個別設定的， 在前述時刻檢測手段判定為是應切換為目標值變更用閾值B的時刻的情況下，前述控制運算輸出修正手段將所使用的閾值B切換為目標值變更用閾值B，在判定為是應切換為干擾施加用閾值B的時刻的情況下，前述控制運算輸出修正手段將所使用的閾值B切換為干擾施加用閾值B，目標值變更用閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在目標值變更後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值的值，干擾施加用閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在干擾施加後的控制整定時由前述控制運算手段算出的控制運算輸出值的值。
  5. 一種控制方法，其特徵在於，包括：控制運算步驟，以控制量和目標值為輸入，通過控制運算對每一控制週期算出控制運算輸出值；控制運算輸出修正步驟，在該控制運算步驟中所算出的控制運算輸出值在既定閾值A以上時，將前述控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出上限值；以及操作端輸出上下限限制處理步驟，以將經該控制運算輸出修正步驟修正後的控制運算輸出值限制為既定的操作端輸出下限值以上、且前述操作端輸出上限值以下的值而得的值作為操作端輸出而輸出至控制對象；前述閾值A是大於在目標值變更後的控制整定時通過前述控制運算步驟而算出的控制運算輸出值和在干擾施加後的控制整定時通過前述控制運算步驟而算出的控制運算輸出值中的較大一方、且小於前述操作端輸出上限值的值。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的控制方法，其中，還包括時刻檢測步 驟，前述時刻檢測步驟根據與目標值變更或干擾施加相對應的事件來檢測應將閾值A切換為目標值變更用閾值A的時刻和應將閾值A切換為干擾施加用閾值A的時刻，前述閾值A是按目標值變更用和干擾施加用來個別設定的，前述控制運算輸出修正步驟包括如下步驟，即，在前述時刻檢測步驟中判定為是應切換為目標值變更用閾值A的時刻的情況下，將所使用的閾值A切換為目標值變更用閾值A，在判定為是應切換為干擾施加用閾值A的時刻的情況下，將所使用的閾值A切換為干擾施加用閾值A，目標值變更用閾值A是大於在目標值變更後的控制整定時通過前述控制運算步驟而算出的控制運算輸出值、且小於前述操作端輸出上限值的值，干擾施加用閾值A是大於在干擾施加後的控制整定時通過前述控制運算步驟而算出的控制運算輸出值、且小於前述操作端輸出上限值的值。
  7. 一種控制方法，其特徵在於，包括：控制運算步驟，以控制量和目標值為輸入，通過控制運算對每一控制週期算出控制運算輸出值；控制運算輸出修正步驟，在該控制運算步驟中所算出的控制運算輸出值在既定閾值B以下時，將前述控制運算輸出值修正為既定的操作端輸出下限值；以及操作端輸出上下限限制處理步驟，以將經該控制運算輸出修正步驟修正後的控制運算輸出值限制為前述操作端輸出下限值以上、且既定的操作端輸出上限值以下的值而得的值作為操作端輸出而輸出至控制對象；前述閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在目標值變更後的 控制整定時通過前述控制運算步驟而算出的控制運算輸出值和在干擾施加後的控制整定時通過前述控制運算步驟而算出的控制運算輸出值中的較小一方的值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的控制方法，其中，還包括時刻檢測步驟，前述時刻檢測步驟根據與目標值變更或干擾施加相對應的事件來檢測應將閾值B切換為目標值變更用閾值B的時刻和應將閾值B切換為干擾施加用閾值B的時刻，前述閾值B是按目標值變更用和干擾施加用來個別設定的，前述控制運算輸出修正步驟包括如下步驟，即，在前述時刻檢測步驟中判定為是應切換為目標值變更用閾值B的時刻的情況下，將所使用的閾值B切換為目標值變更用閾值B，在判定為是應切換為干擾施加用閾值B的時刻的情況下，將所使用的閾值B切換為干擾施加用閾值B，目標值變更用閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在目標值變更後的控制整定時通過前述控制運算步驟而算出的控制運算輸出值的值，干擾施加用閾值B是大於前述操作端輸出下限值、且小於在干擾施加後的控制整定時通過前述控制運算步驟而算出的控制運算輸出值的值。
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