JPH01205202A - オートチューニング調節計 - Google Patents
オートチューニング調節計Info
- Publication number
- JPH01205202A JPH01205202A JP2867488A JP2867488A JPH01205202A JP H01205202 A JPH01205202 A JP H01205202A JP 2867488 A JP2867488 A JP 2867488A JP 2867488 A JP2867488 A JP 2867488A JP H01205202 A JPH01205202 A JP H01205202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deviation
- section
- target value
- waveform
- controlled variable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Feedback Control In General (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
オートチューニング調節計に係り、特に自動的に制御パ
ラメータを求める際に必要な特性量を導出するのに好適
なプロセス偏差波形認識部を備えたプロセス制御に用い
られるオートチューニング調節計に関するものである。
ラメータを求める際に必要な特性量を導出するのに好適
なプロセス偏差波形認識部を備えたプロセス制御に用い
られるオートチューニング調節計に関するものである。
従来の調節計は、特開昭６１−２４９１０３号公報に記
載のように、制御量の出力変化率が零の点をピークとし
て捕え１行過ぎ量を求めていた。
載のように、制御量の出力変化率が零の点をピークとし
て捕え１行過ぎ量を求めていた。
上記従来技術は、制御量信号の変化率がら波形のピーク
を求めているため、信号に比較的大きな雑音が入ってい
るときは、フィルタリング処理を行っても雑音による信
号のうねりを取り除くことが困難であった。そのため、
本来のプロセス信号のかわりに雑音信号の波形認識を行
ってしまったりして、減衰特性があるプロセス信号に対
してハンチングあるいは発振しているように判断される
ような結果を導いたりするという問題があった。
を求めているため、信号に比較的大きな雑音が入ってい
るときは、フィルタリング処理を行っても雑音による信
号のうねりを取り除くことが困難であった。そのため、
本来のプロセス信号のかわりに雑音信号の波形認識を行
ってしまったりして、減衰特性があるプロセス信号に対
してハンチングあるいは発振しているように判断される
ような結果を導いたりするという問題があった。
本発明の目的は、プロセス雑音が多く加わっていても自
動的にプロセスの特性を捕えるように自動波形認識を行
うことができるオートチューニング調節計を提供するこ
とにある。
動的にプロセスの特性を捕えるように自動波形認識を行
うことができるオートチューニング調節計を提供するこ
とにある。
上記目的は、制御対象となるプロセスの制御量の目標値
と偏差信号演算手段からの制御量と目標値との偏差から
上記プロセスの特性を特徴付ける行過ぎ量、減衰比、振
動周期及び整定時間を求めるのに必要な偏差波形認識を
、上記偏差の最大値と最小値を上記偏差の符号をとらえ
ながら演算する方法で行う偏差波形認識部を具備した構
成として達成するようにした。
と偏差信号演算手段からの制御量と目標値との偏差から
上記プロセスの特性を特徴付ける行過ぎ量、減衰比、振
動周期及び整定時間を求めるのに必要な偏差波形認識を
、上記偏差の最大値と最小値を上記偏差の符号をとらえ
ながら演算する方法で行う偏差波形認識部を具備した構
成として達成するようにした。
雑音によって偏差が大きくなり、正値から負値へ、また
は、負値から正値へ変換することは少い。
は、負値から正値へ変換することは少い。
したがって、変化点を確認しながら偏差の振幅を捕える
ことは、プロセス信号の波形を判別することに外ならな
い。ピーク検出部は、偏差の正負変化間の最大値または
最小値を求めるように動作する。それによって偏差の最
大値または最小値は、雑音によってピークの振幅及びピ
ーク検出時刻かられずかにずれるが、真のプロセス信号
のピーク値及びピーク検出時刻に近い値になる。したが
って、雑音信号とプロセス信号として認識するような誤
動作することが少くなる。 □〔実施例〕 以下本発明を第１図、第３図に示した実施例及び第２図
を用いて詳細に説明する。
ことは、プロセス信号の波形を判別することに外ならな
い。ピーク検出部は、偏差の正負変化間の最大値または
最小値を求めるように動作する。それによって偏差の最
大値または最小値は、雑音によってピークの振幅及びピ
ーク検出時刻かられずかにずれるが、真のプロセス信号
のピーク値及びピーク検出時刻に近い値になる。したが
って、雑音信号とプロセス信号として認識するような誤
動作することが少くなる。 □〔実施例〕 以下本発明を第１図、第３図に示した実施例及び第２図
を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明のオートチューニング調節計の一実施例
を示す機能図である。第１図において、１ｏはフィルタ
、１１は目標値変化判別部、１２は制御量変化率演算部
、１３は調節計に内蔵されたＰＩＤ演算部（制御演算部
）で、目標値ＳＶと制御量Ｐｖとの偏差ＤＶが入力され
、その偏差を零にするための操作量ＭＶを演算する。こ
の演算に使用するＰＩＤパラメータ（比例、積分時間、
微分時間）は、プロセス特性に合わせて調整しなければ
ならない。
を示す機能図である。第１図において、１ｏはフィルタ
、１１は目標値変化判別部、１２は制御量変化率演算部
、１３は調節計に内蔵されたＰＩＤ演算部（制御演算部
）で、目標値ＳＶと制御量Ｐｖとの偏差ＤＶが入力され
、その偏差を零にするための操作量ＭＶを演算する。こ
の演算に使用するＰＩＤパラメータ（比例、積分時間、
微分時間）は、プロセス特性に合わせて調整しなければ
ならない。
そこで、本実施例においては、このＰＩＤパラメータを
プロセス特性値（行過ぎ量、減衰比、振動周期など）か
らＺｉｅｇｌｅｒ−Ｈｉｃｈｏｌｓ法などのチューニン
グ手段から自動演出するＰＩＤパラメータ導出部１４を
設けである。１５はＰＩＤ設定部、１６は発振防止手段
である。
プロセス特性値（行過ぎ量、減衰比、振動周期など）か
らＺｉｅｇｌｅｒ−Ｈｉｃｈｏｌｓ法などのチューニン
グ手段から自動演出するＰＩＤパラメータ導出部１４を
設けである。１５はＰＩＤ設定部、１６は発振防止手段
である。
第１図の８は偏差波形認識部で、それの機能図を第３図
に示す。偏差波形認識部８では、以下に示す動作でプロ
セスパラメータを導出する。偏差信号ＤＶは、常に偏差
波形認識部８に入力され、目標値ＳＶは、あるサンプリ
ング周期で遠出され。
に示す。偏差波形認識部８では、以下に示す動作でプロ
セスパラメータを導出する。偏差信号ＤＶは、常に偏差
波形認識部８に入力され、目標値ＳＶは、あるサンプリ
ング周期で遠出され。
目標値変化判別部１１で１サンプル前の目標値ＳＶ１と
現在の目標値Ｓｖとの変化ΔＳｖを、△５Ｖ＝ＩＳＶ−
３Ｖｔｌ ・・・（１）で演算し、目標値
の変化を捕える。目標値に変化があると偏差信号ＤＶが
生じる。目標値変化判別部１１で目標値の変化が判別さ
れると、偏差符号判別部１で目標値変更時の偏差の符号
が記憶される。つまり、偏差波形認識部８における偏差
波形の認識手段の説明図である第２図に示すようにｔ１
時に収められる。偏差の符号が負から正に変化し、さら
に偏差の絶対値がある設定された正値０以上になったと
き、連動スイッチ２をＩ側に設定する。これは、第２図
のｔｚ時点に行われる。
現在の目標値Ｓｖとの変化ΔＳｖを、△５Ｖ＝ＩＳＶ−
３Ｖｔｌ ・・・（１）で演算し、目標値
の変化を捕える。目標値に変化があると偏差信号ＤＶが
生じる。目標値変化判別部１１で目標値の変化が判別さ
れると、偏差符号判別部１で目標値変更時の偏差の符号
が記憶される。つまり、偏差波形認識部８における偏差
波形の認識手段の説明図である第２図に示すようにｔ１
時に収められる。偏差の符号が負から正に変化し、さら
に偏差の絶対値がある設定された正値０以上になったと
き、連動スイッチ２をＩ側に設定する。これは、第２図
のｔｚ時点に行われる。
また、偏差符号が正から負に変化し、その上偏差の絶対
値がｅ以上になったとき、連動スイッチ２を■側に設定
する。これは第２図のし３時点に設定される。不感帯ｅ
〜−ｅに注目するのは、偏差零付近での雑音の影響を防
ぐためである。したがって、ｅは雑音の最大振幅より大
きく設定しなければならない。連動スイッチ２がＩ側の
とき、最大値演算部３で偏差の最大値を求め、偏差ピー
ク記憶部６に送る。また、連動スイッチ２が■側のとき
は、最小値演算部４で偏差の最小値を求め、偏差ピーク
記憶部６に送る。偏差符号判別部１で目標値変化判別時
点から不感帯ｅ〜−ｅを越えた符号変化の回数を計数す
る。偏差ピーク記憶部６には、交差フラグＡｌ、Ａ２．
Ａ３．Ａ４が用意してあり、偏差符号判別部１で計数し
た符号の変化回数に合わせ、番号の若い順から１にセラ
ｌ−Ｌていく。ここで、Ａ１−Ａ４は目標値変化判別時
間ですべて零に設定しである。つまり、第２図のｔ、ｘ
、 ｔａ 、 ｔａ 、 ｔｓは、交差フラグＡｌ。
値がｅ以上になったとき、連動スイッチ２を■側に設定
する。これは第２図のし３時点に設定される。不感帯ｅ
〜−ｅに注目するのは、偏差零付近での雑音の影響を防
ぐためである。したがって、ｅは雑音の最大振幅より大
きく設定しなければならない。連動スイッチ２がＩ側の
とき、最大値演算部３で偏差の最大値を求め、偏差ピー
ク記憶部６に送る。また、連動スイッチ２が■側のとき
は、最小値演算部４で偏差の最小値を求め、偏差ピーク
記憶部６に送る。偏差符号判別部１で目標値変化判別時
点から不感帯ｅ〜−ｅを越えた符号変化の回数を計数す
る。偏差ピーク記憶部６には、交差フラグＡｌ、Ａ２．
Ａ３．Ａ４が用意してあり、偏差符号判別部１で計数し
た符号の変化回数に合わせ、番号の若い順から１にセラ
ｌ−Ｌていく。ここで、Ａ１−Ａ４は目標値変化判別時
間ですべて零に設定しである。つまり、第２図のｔ、ｘ
、 ｔａ 、 ｔａ 、 ｔｓは、交差フラグＡｌ。
Ａ２．Ａ３．Ａ４の立つ時点を表す。Ａ１とＡ２が立っ
ているときを第１区間、Ａｌ、Ａ２．Ａ３が立っている
ときを第２区間、Ａ１−Ａ４がすべて立っているときを
第３区間と呼び、偏差ピーク記憶部６に記憶するところ
が用意しである。最大値演算部３、最小値演算部４で求
められた偏差の最大値、最小値は連動スイッチ２で制御
され、偏差ピーク記憶部６に用意しである区間毎の記憶
場所に収められる。これにより、区間■には第１ピーク
、区間Ｈには第２ピーク、区間■には第３ピークが収め
られることになる。最大値、最小値が設定される時点を
偏差ピーク記憶部６がクロック５から読み取る。Ａ４フ
ラグが立った時点で評価指標演算部７でピーク値とピー
クの現れた時点からプロセス特性値（行過ぎ量、減衰比
、振動周期）を求める。
ているときを第１区間、Ａｌ、Ａ２．Ａ３が立っている
ときを第２区間、Ａ１−Ａ４がすべて立っているときを
第３区間と呼び、偏差ピーク記憶部６に記憶するところ
が用意しである。最大値演算部３、最小値演算部４で求
められた偏差の最大値、最小値は連動スイッチ２で制御
され、偏差ピーク記憶部６に用意しである区間毎の記憶
場所に収められる。これにより、区間■には第１ピーク
、区間Ｈには第２ピーク、区間■には第３ピークが収め
られることになる。最大値、最小値が設定される時点を
偏差ピーク記憶部６がクロック５から読み取る。Ａ４フ
ラグが立った時点で評価指標演算部７でピーク値とピー
クの現れた時点からプロセス特性値（行過ぎ量、減衰比
、振動周期）を求める。
整定時間は、第１図における制御量変化率演算部１２で
求まる制御量の変化と偏差ＤＶの絶対値が微小値ａより
も小さくなった時間までを目標値変化時点からタロツク
５（第３図参照）で計数して求める。制御量の変化率は
、フィルタ１０で雑音を平滑化した後に求められる。発
振防止手段１６では偏差波形認識部８で求まった諸量か
ら偏差の発振を捕らえ、その発振を抑えるＰＩＤパラメ
ータを求め、ＰＩＤ設定部１５に送られる。
求まる制御量の変化と偏差ＤＶの絶対値が微小値ａより
も小さくなった時間までを目標値変化時点からタロツク
５（第３図参照）で計数して求める。制御量の変化率は
、フィルタ１０で雑音を平滑化した後に求められる。発
振防止手段１６では偏差波形認識部８で求まった諸量か
ら偏差の発振を捕らえ、その発振を抑えるＰＩＤパラメ
ータを求め、ＰＩＤ設定部１５に送られる。
ＰＩＤ設定部１５では、発振防止手段１６で求められた
ＰＩＤパラメータのほかにＰＩＤパラメータ導出部１４
で求まったＰＩＤパラメータも受けている。ＰＩＤ設定
部１５では、ＰＩＤ演算手段１３にＰＩＤパラメータを
設定したり、設定しなかったりする動作をする。
ＰＩＤパラメータのほかにＰＩＤパラメータ導出部１４
で求まったＰＩＤパラメータも受けている。ＰＩＤ設定
部１５では、ＰＩＤ演算手段１３にＰＩＤパラメータを
設定したり、設定しなかったりする動作をする。
以上説明した本発明によれば、制御量の波形から行過ぎ
量、減衰比、振動周期、整定時間を自動的に計算し、応
答パターンを認識する操作を制御量に重畳している雑音
の影響をできるだけ受けずに行えるので、特性値からＰ
ＩＤパラメータを自動算出するオートチューニング機能
の備わった調節計の対し、誤ったＰＩＤパラメータ設定
を減らすことができるという効果がある。
量、減衰比、振動周期、整定時間を自動的に計算し、応
答パターンを認識する操作を制御量に重畳している雑音
の影響をできるだけ受けずに行えるので、特性値からＰ
ＩＤパラメータを自動算出するオートチューニング機能
の備わった調節計の対し、誤ったＰＩＤパラメータ設定
を減らすことができるという効果がある。
第１図は本発明のオートチューニング調節計の一実施例
を示す機能構成図、第２図は偏差波形認識部における偏
差波形の認識手法の説明図、第３図は第１図の偏差波形
認識部の一実施例を示す機能構成図である。 １・・・偏差符号判別部、２・・・連動スイッチ、３・
・・最大値演算部、４・・・最小値演算部、５・・・ク
ロック、６・・・偏差ピーク記憶部、７・・・評価指標
演算部、８・・・偏差波形認識部、１０・・・フィルタ
、１１・・・目標値変化判定部、１２・・・制御量変化
率演算部、１３・・・ＰＩＤ演算手段、１４・・・ＰＩ
Ｄパラメータ導出部、１５・・・ＰＩＤ設定部、１６・
・・発振防止手段。
を示す機能構成図、第２図は偏差波形認識部における偏
差波形の認識手法の説明図、第３図は第１図の偏差波形
認識部の一実施例を示す機能構成図である。 １・・・偏差符号判別部、２・・・連動スイッチ、３・
・・最大値演算部、４・・・最小値演算部、５・・・ク
ロック、６・・・偏差ピーク記憶部、７・・・評価指標
演算部、８・・・偏差波形認識部、１０・・・フィルタ
、１１・・・目標値変化判定部、１２・・・制御量変化
率演算部、１３・・・ＰＩＤ演算手段、１４・・・ＰＩ
Ｄパラメータ導出部、１５・・・ＰＩＤ設定部、１６・
・・発振防止手段。
Claims (1)
- １、制御対象となるプロセスの制御量の目標値を設定す
る目標値信号入力部と、前記プロセスの制御量信号を入
力する制御量信号入力部と、前記制御量と前記目標値と
の偏差を演算する偏差信号演算手段と、前記偏差に比例
、積分、微分演算を施す制御演算部と、該制御演算部に
よつて得られた操作量を出力する出力部と、前記制御量
の特性値から比例ゲイン、積分時間、微分時間を決める
最適パラメータ演算手段とを備えた調節計において、前
記目標値と前記偏差から前記プロセスの特性を特徴付け
る行過ぎ量、減衰比、振動周期及び整定時間を求めるの
に必要な偏差波形認識を、前記偏差の最大値と最小値を
前記偏差の符号をとらえながら演算する手法で行う偏差
波形認識部を具備することを特徴とするオートチューニ
ング式調節計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2867488A JPH01205202A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | オートチューニング調節計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2867488A JPH01205202A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | オートチューニング調節計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205202A true JPH01205202A (ja) | 1989-08-17 |
Family
ID=12255045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2867488A Pending JPH01205202A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | オートチューニング調節計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01205202A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0484201A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Shimadzu Corp | オートチューニング調節計 |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP2867488A patent/JPH01205202A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0484201A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Shimadzu Corp | オートチューニング調節計 |
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