WO2022034658A1 - Control device - Google Patents
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- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
Abstract
The present invention provides a control device comprising a control unit (1) which includes a proportional element, an integral element, and a derivative element and which causes a control quantity obtained as the output from an object of control to be a given set value, a correction unit (5) that corrects the control quantity fed back to at least the integral element of the control unit (1) by adding or subtracting a computed correction quantity, and a correction quantity computation unit (4) that computes the correction quantity for the correction unit (5).
Description
本発明は、制御装置に係り、特に、外乱に対して制御量を柔軟に調整可能な制御装置に関する。
The present invention relates to a control device, and more particularly to a control device capable of flexibly adjusting a control amount in response to a disturbance.
従来より、制御対象にフィードバック制御を行う制御系が知られている。例えば、設定値（ＳＶ）と制御量（ＰＶ）との偏差に対して、比例（Ｐ）・積分（Ｉ）・微分（Ｄ）の各動作を行うＰＩＤ制御系が知られている。ＰＩＤ制御系では、通常、外乱が入力された場合においても制御量が設定値に安定するように制御装置が設計される。
Conventionally, a control system that performs feedback control on a controlled object has been known. For example, a PID control system that performs proportional (P), integral (I), and differential (D) operations with respect to a deviation between a set value (SV) and a controlled variable (PV) is known. In the PID control system, the control device is usually designed so that the control amount is stable to the set value even when a disturbance is input.
外乱に対しては、制御量を素早く安定させたり、制御量のオーバーシュートを小さくする制御が一般的である。
For disturbances, control that quickly stabilizes the control amount and reduces the overshoot of the control amount is common.
しかしながら、従来の手法では、外乱応答において制御量の波形を柔軟に調整したいニーズに応えることは困難であった（特許文献１参照）。例えば、ＰＩＤの各パラメータ以外の調整によって、制御量のオーバーシュート量を大きくしたり、制御量の応答を遅くしたりすることは困難であった。なお、目標温度などの設定値を変更することでオーバーシュート量を調整する手法が開示されている（特許文献２参照）。
本発明は以上の点に鑑み、外乱に対する制御量の応答を柔軟に調整する制御装置を提供することを目的とする。 However, it has been difficult to meet the needs for flexibly adjusting the waveform of the controlled variable in the disturbance response by the conventional method (see Patent Document 1). For example, it has been difficult to increase the overshoot amount of the control amount or delay the response of the control amount by adjusting other than each parameter of the PID. A method of adjusting the overshoot amount by changing a set value such as a target temperature is disclosed (see Patent Document 2).
In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a control device that flexibly adjusts the response of a controlled amount to a disturbance.
本発明は以上の点に鑑み、外乱に対する制御量の応答を柔軟に調整する制御装置を提供することを目的とする。 However, it has been difficult to meet the needs for flexibly adjusting the waveform of the controlled variable in the disturbance response by the conventional method (see Patent Document 1). For example, it has been difficult to increase the overshoot amount of the control amount or delay the response of the control amount by adjusting other than each parameter of the PID. A method of adjusting the overshoot amount by changing a set value such as a target temperature is disclosed (see Patent Document 2).
In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a control device that flexibly adjusts the response of a controlled amount to a disturbance.
本発明の解決手段によると、比例要素、積分要素及び微分要素を含み、制御対象の出力である制御量が、与えられる設定値になるように制御する制御部と、前記制御部の少なくとも積分要素にフィードバックする制御量を、算出される補正量を加算又は減算することで補正する補正部と、前記補正部における前記補正量を算出する補正量算出部とを備えた制御装置が提供される。
According to the solution of the present invention, a control unit including a proportional element, an integral element, and a differential element, which controls a controlled amount that is an output of a controlled object so as to be a given set value, and at least an integral element of the control unit. Provided is a control device including a correction unit that corrects the control amount to be fed back to the above by adding or subtracting the calculated correction amount, and a correction amount calculation unit that calculates the correction amount in the correction unit.
本発明によると、外乱に対する制御量の応答を柔軟に調整する制御装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a control device that flexibly adjusts the response of a controlled amount to a disturbance.
以下、図面を参照して各実施形態を説明する。
Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings.
１．第１の実施形態
図１は、第１の実施形態における制御系のブロック図である。本実施形態の制御系は、制御部１と、外乱検知部３と、補正量算出部４と、フィードバック補正部（補正部）５とを備える。制御系は、図１に示すようにフィードバック制御系を構成している。 1. 1. 1st Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a control system in the 1st embodiment. The control system of the present embodiment includes acontrol unit 1, a disturbance detection unit 3, a correction amount calculation unit 4, and a feedback correction unit (correction unit) 5. The control system constitutes a feedback control system as shown in FIG.
図１は、第１の実施形態における制御系のブロック図である。本実施形態の制御系は、制御部１と、外乱検知部３と、補正量算出部４と、フィードバック補正部（補正部）５とを備える。制御系は、図１に示すようにフィードバック制御系を構成している。 1. 1. 1st Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a control system in the 1st embodiment. The control system of the present embodiment includes a
制御部１は、比例要素（Ｐ）、積分要素（Ｉ）及び微分要素（Ｄ）の各パラメータが設定され、制御対象２を制御する。例えば、制御部１は、制御対象２から出力され、適宜の測定器で測定される制御量（ＰＶ）が、与えられる設定値（ＳＶ）になるように制御する。なお、設定値は、目標値と称される場合もある。また、制御量は、測定値と称される場合もある。
The control unit 1 controls each of the parameters of the proportional element (P), the integral element (I), and the differential element (D), and controls the control target 2. For example, the control unit 1 controls so that the control amount (PV) output from the control target 2 and measured by an appropriate measuring instrument becomes a given set value (SV). The set value may be referred to as a target value. The controlled amount may also be referred to as a measured value.
制御対象２は、制御部１により制御される対象である。例えば、制御対象２の所望の部分（例えば、ヒーター）の温度が制御されてもよい。制御対象２としては適宜の装置を用いることができ、制御される制御量（ＰＶ）は適宜の物理量でもよい。
The control target 2 is a target controlled by the control unit 1. For example, the temperature of a desired portion (for example, a heater) of the controlled object 2 may be controlled. An appropriate device can be used as the control target 2, and the controlled amount (PV) to be controlled may be an appropriate physical quantity.
外乱検知部３は、外乱を検知する。外乱としては、例えば、制御量（例えば温度）が既に設定値に安定している状態において、所定の物体が制御対象２に載置される又は接触することにより制御量が変化することが挙げられる。なお、外乱はこれに限らず、ヒーターの電源電圧の変動、制御対象自体の構造の変化など、適宜の外乱でもよい。外乱検知部３は、例えば、制御対象２の制御量が安定な状態において設定値と制御量を監視し、設定値と制御量の差（以下、偏差という）と予め定められた閾値とを比較して外乱を検知する。例えば、偏差の絶対値が予め定められた閾値を超えた場合に、外乱検知部３は外乱が発生したと判断してもよい。なお、外乱の検知の具体的な手法はこれに限らず適宜の手法を用いてもよい。
The disturbance detection unit 3 detects the disturbance. As the disturbance, for example, in a state where the controlled amount (for example, temperature) is already stable at the set value, the controlled amount changes when a predetermined object is placed on or comes into contact with the controlled object 2. .. The disturbance is not limited to this, and may be an appropriate disturbance such as a fluctuation of the power supply voltage of the heater or a change in the structure of the controlled object itself. For example, the disturbance detection unit 3 monitors the set value and the controlled amount in a state where the controlled amount of the controlled object 2 is stable, and compares the difference between the set value and the controlled amount (hereinafter referred to as deviation) with a predetermined threshold value. And detect the disturbance. For example, when the absolute value of the deviation exceeds a predetermined threshold value, the disturbance detection unit 3 may determine that a disturbance has occurred. The specific method for detecting disturbance is not limited to this, and an appropriate method may be used.
外乱検知部３は、補正量算出部４に補正開始のトリガを出力してもよい。例えば、外乱検知部３は、補正開始のトリガとして、偏差を補正量算出部４に出力してもよい。なお、補正開始のトリガと、偏差の出力は別々でもよい。また、補正開始のトリガを出力するタイミングは、一例として、制御量の波形がボトムになるタイミング、換言すると制御量が減少から上昇に転じるタイミング（波形の変曲点）とすることができる。なお、外乱によって制御量が上昇する場合もあり、この場合は制御量の波形が頂上になるタイミング、換言すると制御量が上昇から減少に転じるタイミング（波形の変曲点）とすることができる。
The disturbance detection unit 3 may output a trigger for starting correction to the correction amount calculation unit 4. For example, the disturbance detection unit 3 may output the deviation to the correction amount calculation unit 4 as a trigger for starting the correction. The trigger for starting correction and the output of deviation may be separate. Further, the timing of outputting the trigger for starting correction can be, for example, the timing at which the waveform of the controlled variable bottoms out, in other words, the timing at which the controlled variable turns from decreasing to increasing (the inflection point of the waveform). The control amount may increase due to the disturbance. In this case, the timing at which the waveform of the control amount reaches the top, in other words, the timing at which the control amount changes from an increase to a decrease (inflection point of the waveform) can be set.
補正量算出部４は、制御量を補正するための補正量を算出し、フィードバック補正部５に出力する。補正量の算出については、後に詳述する。
The correction amount calculation unit 4 calculates the correction amount for correcting the control amount and outputs it to the feedback correction unit 5. The calculation of the correction amount will be described in detail later.
フィードバック補正部５は、制御部１の積分要素にフィードバックする制御量を補正する。例えば、フィードバック補正部５は、補正量算出部４から出力された補正量（バイアス量）と、制御量を加算することで制御量を補正する。フィードバック補正部５は、補正後の制御量（以下、積分計算用制御量ともいう）を制御部１に出力する。なお、本実施形態では、制御部１の比例要素及び微分要素にはフィードバックする制御量は補正しない。すなわち、本実施形態の補正により、積分要素にフィードバックされる制御量と、比例要素及び微分要素にはフィードバックする制御量とは異なることになる。
The feedback correction unit 5 corrects the control amount to be fed back to the integral element of the control unit 1. For example, the feedback correction unit 5 corrects the control amount by adding the correction amount (bias amount) output from the correction amount calculation unit 4 and the control amount. The feedback correction unit 5 outputs the corrected control amount (hereinafter, also referred to as an integral calculation control amount) to the control unit 1. In this embodiment, the control amount fed back to the proportional element and the differential element of the control unit 1 is not corrected. That is, due to the correction of the present embodiment, the control amount fed back to the integral element and the control amount fed back to the proportional element and the differential element are different.
制御部１では、積分要素については、フィードバック補正部５から出力された積分計算用制御量と設定値との差を用いる。また、比例要素及び微分要素については、制御対象２から出力された制御量（図示しない測定器で測定された物理量）と設定値との差を用いる。なお、図１における制御部１のパラメータα及びβは、２自由度ＰＩＤ制御におけるパラメータである。
The control unit 1 uses the difference between the integral calculation control amount output from the feedback correction unit 5 and the set value for the integral element. For the proportional element and the differential element, the difference between the controlled amount output from the controlled object 2 (physical quantity measured by a measuring instrument (not shown)) and the set value is used. The parameters α and β of the control unit 1 in FIG. 1 are parameters in the two-degree-of-freedom PID control.
図２は、補正量算出部４の機能ブロック図である。補正量算出部４は、初期値設定部４１と、補正量変更部４２と、変化速度設定部４３とを有する。補正量算出部４は、所定のタイミングで補正量の初期値を求めてフィードバック補正部５に出力し、さらに補正量を徐々に変化させる。ここで補正量の変化速度は調整可能である。
FIG. 2 is a functional block diagram of the correction amount calculation unit 4. The correction amount calculation unit 4 has an initial value setting unit 41, a correction amount changing unit 42, and a change speed setting unit 43. The correction amount calculation unit 4 obtains an initial value of the correction amount at a predetermined timing and outputs it to the feedback correction unit 5, and further changes the correction amount gradually. Here, the rate of change of the correction amount can be adjusted.
初期値設定部４１は、例えば、偏差に基づく値を補正量の初期値とする。一例として、初期値設定部４１は、偏差に予め定められた係数（例えば定数）を乗じて補正量の初期値とする。なお、偏差は外乱検知部３から出力された値を用いることができる。
The initial value setting unit 41 uses, for example, a value based on the deviation as the initial value of the correction amount. As an example, the initial value setting unit 41 multiplies the deviation by a predetermined coefficient (for example, a constant) to obtain the initial value of the correction amount. As the deviation, the value output from the disturbance detection unit 3 can be used.
補正量変更部４２は、補正量を上述の初期値からゼロへ徐々に変化させる。補正量をゼロに変化させることは、換言すると補正量を小さくしていくこと、又は、積分計算用制御量を制御対象２から出力される制御量に戻していくことに相当する。補正量変更部４２は、一次遅れフィルタであってもよく、この場合補正量は一次遅れ系の出力波形と同様の波形で変化する。また、補正量変更部４２は、線形に（直線的に）補正量を変化させてもよいし、これら以外の態様で補正量を変化させてもよい。
The correction amount changing unit 42 gradually changes the correction amount from the above-mentioned initial value to zero. Changing the correction amount to zero is equivalent to reducing the correction amount, or returning the control amount for integral calculation to the control amount output from the control target 2. The correction amount changing unit 42 may be a first-order lag filter, and in this case, the correction amount changes with a waveform similar to the output waveform of the first-order lag system. Further, the correction amount changing unit 42 may change the correction amount linearly (linearly), or may change the correction amount in a mode other than these.
変化速度設定部４３は、補正量の変化の速さを調整する。例えば、一次遅れフィルタのパラメータ（時定数など）や、線形に補正量を変化させる場合の傾きなどを設定することで補正量の変化の速さを調整する。補正量の変化の速さは例えば制御部１を制御対象２に適用するときに定められてもよい。
The change speed setting unit 43 adjusts the change speed of the correction amount. For example, the speed of change of the correction amount is adjusted by setting the parameters of the first-order lag filter (time constant, etc.) and the slope when the correction amount is changed linearly. The speed of change of the correction amount may be determined, for example, when the control unit 1 is applied to the control target 2.
図３は、積分計算用制御量を説明するための図である。また、図４は、積分計算用制御量を説明するための他の図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the control amount for integral calculation. Further, FIG. 4 is another diagram for explaining the control amount for integral calculation.
図３において、波形３１は、実測された制御量ＰＶを示す。波形３２－１～３は積分計算用制御量ＰＶを示し、ゲイン（上述の初期値）と時定数が互いに異なる波形を示す。例えば、波形３２－１のゲインを１、時定数を１とした場合に、波形３２－２はゲインが２、時定数が５の波形である。つまり、波形３２－１よりもゲインは２倍、時定数は５倍に設定した波形である。また、波形３２－３はゲインが３、時定数が１０の波形である。つまり、波形３２－１よりもゲインは３倍、時定数は１０倍に設定した波形である。
In FIG. 3, the waveform 31 shows the measured controlled variable PV. Waveforms 32-1 to 3 indicate the control amount PV for integral calculation, and show waveforms in which the gain (initial value described above) and the time constant are different from each other. For example, when the gain of the waveform 32-1 is 1 and the time constant is 1, the waveform 32-2 is a waveform having a gain of 2 and a time constant of 5. That is, it is a waveform in which the gain is set to 2 times and the time constant is set to 5 times that of the waveform 32-1. Further, the waveform 32-3 is a waveform having a gain of 3 and a time constant of 10. That is, the waveform is set to have a gain of 3 times and a time constant of 10 times that of the waveform 32-1.
図４において、波形３３は、実測された制御量ＰＶを示す。波形３４－１～３は積分計算用制御量ＰＶを示し、ゲインと時定数が互いに異なる波形を示す。例えば、波形３４－１のゲインを－１、時定数を１とした場合に、波形３４－２はゲインが－２、時定数が５の波形である。つまり、波形３４－１よりもゲインは２倍、時定数は５倍に設定した波形である。また、波形３４－３はゲインが－３、時定数が１０の波形である。つまり、波形３４－１よりもゲインは３倍、時定数は１０倍に設定した波形である。
In FIG. 4, the waveform 33 shows the measured controlled variable PV. Waveforms 34-1 to 3 indicate the control amount PV for integral calculation, and show waveforms in which the gain and the time constant are different from each other. For example, when the gain of the waveform 34-1 is -1 and the time constant is 1, the waveform 34-2 is a waveform having a gain of -2 and a time constant of 5. That is, it is a waveform in which the gain is set to 2 times and the time constant is set to 5 times that of the waveform 34-1. Further, the waveform 34-3 is a waveform having a gain of -3 and a time constant of 10. That is, the waveform is set to have a gain of 3 times and a time constant of 10 times that of the waveform 34-1.
図３に示すように積分計算用制御量ＰＶをプラス側に大きくすると、補正後の制御量の波形はオーバーシュートが小さくなる。オーバーシュートの大きさは、積分計算用制御量ＰＶをプラス側に大きくするほど、オーバーシュートがより小さくなる。逆に、図４に示すように積分計算用制御量ＰＶを小さくすると（マイナス側にすると）、補正後の制御量の波形はオーバーシュートが大きくなる。オーバーシュートの大きさは、積分計算用制御量ＰＶを小さくするほど（マイナス側にするほど）、オーバーシュートがより大きくなる。すなわち、積分計算用制御量ＰＶ（例えば初期値）を適切に設定することにより所望のオーバーシュート量の応答を得ることができる。
As shown in FIG. 3, when the control amount PV for integral calculation is increased to the plus side, the overshoot of the corrected control amount waveform becomes smaller. As for the size of the overshoot, the larger the control amount PV for integral calculation is on the positive side, the smaller the overshoot becomes. On the contrary, when the control amount PV for integral calculation is made small (on the minus side) as shown in FIG. 4, the overshoot of the waveform of the controlled amount after correction becomes large. As for the size of the overshoot, the smaller the control amount PV for integral calculation (minus side), the larger the overshoot. That is, a response with a desired overshoot amount can be obtained by appropriately setting the control amount PV (for example, initial value) for integral calculation.
また、波形３２－３、３４－３のように積分計算用制御量ＰＶをゆっくり戻すと、補正後の制御量の波形はオーバーシュート又はアンダーシュートの後、整定するまで緩やかになる（より長い時間をかけて整定する）。一方、波形３２－１、３４－１のように積分計算用制御量ＰＶを速く戻すほど、補正後の制御量の波形はオーバーシュート又はアンダーシュートの後、より短い時間で整定する。すなわち、積分計算用制御量ＰＶの変化の速さ（例えば時定数）を適切に設定することにより所望の応答を得ることができる。
Further, when the control amount PV for integral calculation is slowly returned as in the waveforms 32-3 and 34-3, the waveform of the controlled amount after correction becomes gentle after overshoot or undershoot until it is settled (longer time). To settle). On the other hand, as the integral calculation control amount PV is returned faster as in the waveforms 32-1 and 34-1, the corrected control amount waveform is settled in a shorter time after overshoot or undershoot. That is, a desired response can be obtained by appropriately setting the speed of change (for example, a time constant) of the control amount PV for integral calculation.
２．第２の実施形態
上述の第１の実施形態では、積分要素にフィードバックする制御量に対して補正した。一方、第２の実施形態では、さらに比例要素にフィードバックする制御量に対しても補正する。例えば、積分要素にフィードバックする制御量に対する補正のみでは十分でない場合、例えば制御量について所望の応答波形が得られない場合、さらに比例要素にフィードバックする制御量に対して補正する。以下、主に第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態と共通する点は適宜説明を省略する。 2. 2. Second Embodiment In the first embodiment described above, the control amount fed back to the integrating element is corrected. On the other hand, in the second embodiment, the control amount to be further fed back to the proportional element is also corrected. For example, if the correction for the control amount fed back to the integral element is not sufficient, for example, if the desired response waveform cannot be obtained for the control amount, the control amount to be further fed back to the proportional element is corrected. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the points common to the first embodiment will be omitted as appropriate.
上述の第１の実施形態では、積分要素にフィードバックする制御量に対して補正した。一方、第２の実施形態では、さらに比例要素にフィードバックする制御量に対しても補正する。例えば、積分要素にフィードバックする制御量に対する補正のみでは十分でない場合、例えば制御量について所望の応答波形が得られない場合、さらに比例要素にフィードバックする制御量に対して補正する。以下、主に第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態と共通する点は適宜説明を省略する。 2. 2. Second Embodiment In the first embodiment described above, the control amount fed back to the integrating element is corrected. On the other hand, in the second embodiment, the control amount to be further fed back to the proportional element is also corrected. For example, if the correction for the control amount fed back to the integral element is not sufficient, for example, if the desired response waveform cannot be obtained for the control amount, the control amount to be further fed back to the proportional element is corrected. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the points common to the first embodiment will be omitted as appropriate.
図５は、第２の実施形態における制御系のブロック図である。第２の実施形態における制御系は、フィードバック補正部５－２をさらに備える。なお、図５におけるフィードバック補正部５－１は、第１の実施形態のフィードバック補正部５に相当する。補正量算出部４は、フィードバック補正部５－１及び５－２に補正量（バイアス量）を出力する。
FIG. 5 is a block diagram of the control system according to the second embodiment. The control system in the second embodiment further includes a feedback correction unit 5-2. The feedback correction unit 5-1 in FIG. 5 corresponds to the feedback correction unit 5 of the first embodiment. The correction amount calculation unit 4 outputs the correction amount (bias amount) to the feedback correction units 5-1 and 5-2.
フィードバック補正部５－２は、制御部１の比例要素にフィードバックする制御量を補正する。例えば、フィードバック補正部５－２は、補正量算出部４から出力された補正量と、制御量を加算することで制御量を補正する。フィードバック補正部５－２は、補正後の制御量（以下、比例計算用制御量ともいう）を制御部１に出力する。なお、本実施形態では、制御部１の微分要素にはフィードバックする制御量は補正しない。すなわち、本実施形態の補正により、積分要素及び比例要素にフィードバックされる制御量と、微分要素にはフィードバックする制御量とは異なることになる。なお、補正量算出部４は、フィードバック補正部５－１及び５－２に出力する補正量として共通の値を用いるが、別々の値を用いるように構成してもよい。
The feedback correction unit 5-2 corrects the control amount to be fed back to the proportional element of the control unit 1. For example, the feedback correction unit 5-2 corrects the control amount by adding the correction amount output from the correction amount calculation unit 4 and the control amount. The feedback correction unit 5-2 outputs the corrected control amount (hereinafter, also referred to as a proportional calculation control amount) to the control unit 1. In this embodiment, the control amount fed back to the differential element of the control unit 1 is not corrected. That is, due to the correction of the present embodiment, the control amount fed back to the integral element and the proportional element is different from the control amount fed back to the differential element. The correction amount calculation unit 4 uses a common value as the correction amount to be output to the feedback correction units 5-1 and 5-2, but may be configured to use different values.
制御部１では、積分要素については、フィードバック補正部５－１から出力された積分計算用制御量と設定値との差を用いる。また、比例要素については、フィードバック補正部５－２から出力された比例計算用制御量と設定値との差を用いる。また、微分要素については、制御対象２から出力された制御量（図示しない測定部で測定された物理量）と設定値との差を用いる。
In the control unit 1, the difference between the control amount for integral calculation output from the feedback correction unit 5-1 and the set value is used for the integral element. As for the proportional element, the difference between the proportional calculation control amount output from the feedback correction unit 5-2 and the set value is used. For the differential element, the difference between the controlled amount output from the controlled object 2 (physical quantity measured by the measuring unit (not shown)) and the set value is used.
３．第３の実施形態
第３の実施形態では、制御系は、第１の実施形態の構成に加えて、フィードフォワ―ド部６をさらに備える。以下、主に第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態と共通する点は適宜説明を省略する。 3. 3. Third Embodiment In the third embodiment, the control system further includes a feedforward unit 6 in addition to the configuration of the first embodiment. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the points common to the first embodiment will be omitted as appropriate.
第３の実施形態では、制御系は、第１の実施形態の構成に加えて、フィードフォワ―ド部６をさらに備える。以下、主に第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態と共通する点は適宜説明を省略する。 3. 3. Third Embodiment In the third embodiment, the control system further includes a feed
図６は、第３の実施形態における制御系のブロック図である。フィードフォワ―ド部６は、例えば、外乱検知部３が外乱を検出すると、偏差又は偏差に基づく値を操作量に加える。このような構成により、アンダーシュート量についても、例えば大きくしたり小さくしたりするなど調整することが可能になる。
FIG. 6 is a block diagram of the control system according to the third embodiment. For example, when the disturbance detection unit 3 detects a disturbance, the feed forward unit 6 adds a deviation or a value based on the deviation to the manipulated variable. With such a configuration, it is possible to adjust the amount of undershoot, for example, by increasing or decreasing it.
４．第４の実施形態
第４の実施形態では、制御系は、第２の実施形態の構成に加えて、フィードフォワ―ド部６をさらに備える。フィードフォワ―ド部６については、第３の実施形態と同様であり、他の構成については第２の実施形態と同様である。図７に、第４の実施形態における制御系のブロック図を示す。 4. Fourth Embodiment In the fourth embodiment, the control system further includes a feedforward unit 6 in addition to the configuration of the second embodiment. The feed forward unit 6 is the same as that of the third embodiment, and the other configurations are the same as those of the second embodiment. FIG. 7 shows a block diagram of the control system according to the fourth embodiment.
第４の実施形態では、制御系は、第２の実施形態の構成に加えて、フィードフォワ―ド部６をさらに備える。フィードフォワ―ド部６については、第３の実施形態と同様であり、他の構成については第２の実施形態と同様である。図７に、第４の実施形態における制御系のブロック図を示す。 4. Fourth Embodiment In the fourth embodiment, the control system further includes a feed
上述の各実施形態によると、外乱に対する制御量の応答を柔軟に調整する制御装置を提供することができる。また、製造プロセスで物を加熱するプロセスにおいて、加熱時のオーバーシュート又は熱履歴を所望のものにすることが可能である。
According to each of the above-described embodiments, it is possible to provide a control device that flexibly adjusts the response of the controlled amount to the disturbance. Further, in the process of heating an object in the manufacturing process, it is possible to obtain a desired overshoot or heat history during heating.
本発明は、例えば温度を制御する装置など、少なくとも積分要素を含む制御を行う制御系を用いる産業に利用可能である。
The present invention can be used in an industry that uses a control system that controls at least an integral element, such as a device that controls temperature.
１ 制御部
２ 制御対象
３ 外乱検知部
４ 補正量算出部
５ フィードバック補正部
６ フィードフォワ―ド部
４１ 初期値設定部
４２ 補正量変更部
４３ 変化速度設定部 1Control unit 2 Control target 3 Disturbance detection unit 4 Correction amount calculation unit 5 Feedback correction unit 6 Feed forward unit 41 Initial value setting unit 42 Correction amount change unit 43 Change speed setting unit
２ 制御対象
３ 外乱検知部
４ 補正量算出部
５ フィードバック補正部
６ フィードフォワ―ド部
４１ 初期値設定部
４２ 補正量変更部
４３ 変化速度設定部 1
Claims (5)
- 比例要素、積分要素及び微分要素を含み、制御対象の出力である制御量が、与えられる設定値になるように制御する制御部と、
前記制御部の少なくとも積分要素にフィードバックする制御量を、算出される補正量を加算又は減算することで補正する補正部と、
前記補正部における前記補正量を算出する補正量算出部と
を備えた制御装置。 A control unit that includes a proportional element, an integral element, and a differential element and controls the control amount that is the output of the controlled object so as to be a given set value.
A correction unit that corrects the control amount fed back to at least the integration element of the control unit by adding or subtracting the calculated correction amount.
A control device including a correction amount calculation unit for calculating the correction amount in the correction unit. - 前記補正量算出部は、
予め定められた設定値と制御量との偏差に基づく値を前記補正量の初期値とする
初期値設定部と、
前記補正量を、初期値から徐々に元に戻すように変化させる補正量変更部と、
前記補正量の変化の速さを調整する変化速度設定部と
を有する請求項１に記載の制御装置。 The correction amount calculation unit is
An initial value setting unit that sets a value based on the deviation between a predetermined set value and the control amount as the initial value of the correction amount, and
A correction amount changing unit that changes the correction amount so as to gradually return from the initial value,
The control device according to claim 1, further comprising a change speed setting unit for adjusting the change speed of the correction amount. - 前記補正部は、さらに前記制御部の比例要素にフィードバックする制御量を補正する
請求項１に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, wherein the correction unit further corrects a control amount to be fed back to a proportional element of the control unit. - 外乱検出時に、前記偏差又は該偏差に基づく値を、制御対象に入力する操作量に加算するフィードフォワ―ド部
をさらに備える請求項１に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, further comprising a feed forward unit that adds the deviation or a value based on the deviation to the operation amount input to the control target at the time of disturbance detection. - 設定値と制御量に基づき外乱を検出し、前記補正量算出部に補正開始のトリガを与える外乱検出部
をさらに備える請求項１に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, further comprising a disturbance detection unit that detects a disturbance based on a set value and a control amount and triggers the correction amount calculation unit to start correction.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/030717 WO2022034658A1 (en) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | Control device |
| JP2022542541A JPWO2022034658A1 (en) | 2020-08-12 | 2020-08-12 |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/030717 WO2022034658A1 (en) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | Control device |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPWO2022034658A1 (en) |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04287203A (en) * | 1991-03-18 | 1992-10-12 | Omron Corp | Disturbance state estimating device |
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| JP2012020652A (en) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | Servo control device |
| WO2016042589A1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | 理化工業株式会社 | Control apparatus |
| WO2016067901A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-06 | アズビル株式会社 | Contact control device |
-
2020
- 2020-08-12 WO PCT/JP2020/030717 patent/WO2022034658A1/en active Application Filing
- 2020-08-12 JP JP2022542541A patent/JPWO2022034658A1/ja active Pending
Patent Citations (5)
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