JPH01239603A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
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- JPH01239603A JPH01239603A JP63066523A JP6652388A JPH01239603A JP H01239603 A JPH01239603 A JP H01239603A JP 63066523 A JP63066523 A JP 63066523A JP 6652388 A JP6652388 A JP 6652388A JP H01239603 A JPH01239603 A JP H01239603A
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- proportional
- integral
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- 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
- G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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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】
［発明の目的Ｊ
（産業上の利用分野）
本発明は制御対象からフィードバックされる制御量とこ
の目標値との偏差偏差に対して、比例。
の目標値との偏差偏差に対して、比例。
積分、微分の各演算を実行して調節演算出力を算出する
プロセス制御装置の改良に関する。
プロセス制御装置の改良に関する。
（従来の技術）
この種のプロセス制御装置の基本をなす比例（Ｐ）、積
分（Ｉ）、微分（Ｄ）制御アルゴリズムは、従来その各
制御定数（比例ゲイン、積分時間、微分時間）が１種類
しか設定できない、いわゆる］自由度ＰＩＤ制御アルゴ
リズムであった。
分（Ｉ）、微分（Ｄ）制御アルゴリズムは、従来その各
制御定数（比例ゲイン、積分時間、微分時間）が１種類
しか設定できない、いわゆる］自由度ＰＩＤ制御アルゴ
リズムであった。
そして、このプロセス制御装置による応答特性は、その
各制御定数の調整状態によって決定され、通常のプロセ
ス制御にあっては、各制御定数が制御対象に対して外乱
が加わった場合にこの影曾を早急に抑制し得る状態、す
なわち外乱抑制最適特性状態に調整されている。゛ しかし、外乱抑制最適特性状態に制御定数が設定されて
いると、目標値を変更した場合に制御が行過ぎてしまい
、目標値の変化に制御２が追随せずオーバーシュートを
生じてしまう。また、目標値変化に制御量が最適に追随
する状態、すなわち目標値追随最適特性状態に制御定数
を設定しておくと、外乱に対する抑制特性が非常にぼく
なり、応答性が長時間化してしまう。そこで最近では、
例えば本出願人による″特願昭６０−１３１９２５号“
に開示されているように、制御定数を目標値追随、外乱
抑制の双方に最適な特性状態へと各々独立に調整し得る
ようにした、２自由度ＰＩＤ制御アルゴリズムが提案さ
れてきている。そして、これをプラントの制御系全体に
適用することによって、制御性を大いに向上させること
が可能となってきた。中でも、最も基本的なものは目標
値フィルタ形であり、第７図は比例（Ｐ）動作のみ２自
由度化したプロセス制御装置を示す機能ブロック図であ
る。
各制御定数の調整状態によって決定され、通常のプロセ
ス制御にあっては、各制御定数が制御対象に対して外乱
が加わった場合にこの影曾を早急に抑制し得る状態、す
なわち外乱抑制最適特性状態に調整されている。゛ しかし、外乱抑制最適特性状態に制御定数が設定されて
いると、目標値を変更した場合に制御が行過ぎてしまい
、目標値の変化に制御２が追随せずオーバーシュートを
生じてしまう。また、目標値変化に制御量が最適に追随
する状態、すなわち目標値追随最適特性状態に制御定数
を設定しておくと、外乱に対する抑制特性が非常にぼく
なり、応答性が長時間化してしまう。そこで最近では、
例えば本出願人による″特願昭６０−１３１９２５号“
に開示されているように、制御定数を目標値追随、外乱
抑制の双方に最適な特性状態へと各々独立に調整し得る
ようにした、２自由度ＰＩＤ制御アルゴリズムが提案さ
れてきている。そして、これをプラントの制御系全体に
適用することによって、制御性を大いに向上させること
が可能となってきた。中でも、最も基本的なものは目標
値フィルタ形であり、第７図は比例（Ｐ）動作のみ２自
由度化したプロセス制御装置を示す機能ブロック図であ
る。
第７図において、１は偏差演算部、２は微分先行形の制
御演算部、３は制御対象、４は補償演算部である。偏差
演算部１は、制御対象３からフィードバックされる制御
Ｑ Ｐ Ｖと、この目標値Ｓｖを補償演算部４を介して
得られる修正目標値ＳＶ−との偏差ε（−３Ｖ−−ＰＶ
）を算出している。また制御演算部２は、偏差演算部１
からの偏差εに対して、制御量ＰＶの外乱りによる変動
を最適に抑制する特性状態に調整された制御定数（比例
ゲインＫＰ、積分時間ＴＩ、微分時間Ｔｏ）に基づいて
比例、積分、微分の各演算を実行し、制御量ＰＶが目標
値ＳＶに一致するように調節演算出力ＭＶを算出し、制
御対象３に出力している。
御演算部、３は制御対象、４は補償演算部である。偏差
演算部１は、制御対象３からフィードバックされる制御
Ｑ Ｐ Ｖと、この目標値Ｓｖを補償演算部４を介して
得られる修正目標値ＳＶ−との偏差ε（−３Ｖ−−ＰＶ
）を算出している。また制御演算部２は、偏差演算部１
からの偏差εに対して、制御量ＰＶの外乱りによる変動
を最適に抑制する特性状態に調整された制御定数（比例
ゲインＫＰ、積分時間ＴＩ、微分時間Ｔｏ）に基づいて
比例、積分、微分の各演算を実行し、制御量ＰＶが目標
値ＳＶに一致するように調節演算出力ＭＶを算出し、制
御対象３に出力している。
すなわち、制御演算部２は、（１＋１／Ｔ、−３）なる
比例＋積分演算部２１と、減算部２２と。
比例＋積分演算部２１と、減算部２２と。
（ＴＤ−３／１＋ηＴＤ−８）なる不完全微分演算部２
３と、ＫＰなる比例ゲイン部２４とからなっており、制
御量Ｐ■と目標値ＳＶ′との偏差εを比例→−積分演算
部２１に導入して比例＋積分演３Ｘ ｌ、た結果を減算
部２２に入力し、一方制御量ｐｖを不完全微分演算部２
３に導入して不完全微分演算した結果を減算部２２に入
力し、これらを減算合成したものを比例ゲイン部２４に
入力し、比例ゲインＫＰを乗じたものを調節演算出力〜
ＩＶとして制御対象３に出力している。制御対象３では
、この調節演算出力Ｍ Ｖを操作量として制御動作が実
行されるが、外乱りが印加されて制御に乱れか生じると
、これが制御Ｑ Ｐ Ｖの変動として検出されている。
３と、ＫＰなる比例ゲイン部２４とからなっており、制
御量Ｐ■と目標値ＳＶ′との偏差εを比例→−積分演算
部２１に導入して比例＋積分演３Ｘ ｌ、た結果を減算
部２２に入力し、一方制御量ｐｖを不完全微分演算部２
３に導入して不完全微分演算した結果を減算部２２に入
力し、これらを減算合成したものを比例ゲイン部２４に
入力し、比例ゲインＫＰを乗じたものを調節演算出力〜
ＩＶとして制御対象３に出力している。制御対象３では
、この調節演算出力Ｍ Ｖを操作量として制御動作が実
行されるが、外乱りが印加されて制御に乱れか生じると
、これが制御Ｑ Ｐ Ｖの変動として検出されている。
さらに、補償演算部４は（１＋α・Ｔ１ −９／１＋Ｔ
＋ ・Ｓ）なる進み／遅れ要素からなっており、制御
演算部２の比例ゲインを、目標値ＳＶの変化に対しては
当該目標値変化に最適に追随する特性状態へと等偏曲に
修正して修正目標値ＳＶ′を出力することにより、比例
（Ｐ）動作のみ２自由度化を図っている。
＋ ・Ｓ）なる進み／遅れ要素からなっており、制御
演算部２の比例ゲインを、目標値ＳＶの変化に対しては
当該目標値変化に最適に追随する特性状態へと等偏曲に
修正して修正目標値ＳＶ′を出力することにより、比例
（Ｐ）動作のみ２自由度化を図っている。
第７図において、外乱変化に対する制御アルゴリズムの
伝達関数ＣＤ （Ｓ）は、 ＣＤ （Ｓ）＝ＭＶ／ Ｐ Ｖ＝Ｋｐ （１，＋ｌ／Ｔ
＋ ＃ Ｓ＋ＴＤ−３／１＋ηＴｏ −３）
−（１）となり、−刃口標値変化に対する制御
アルゴリズムの伝達関数Ｃｓ （Ｓ）は、 Ｃｓ （Ｓ）−ＭＶ／５Ｖ−（１＋α・ＴＩ −３／１
＋Ｔｌ ・５）ｘＫｐ （１＋Ｌ／Ｔ＋ ・Ｓ）
となる。ここで、ＫＰ ＋ Ｔ Ｉ 、ＴＤは伝達関数
の制御定数であり、各々比例ゲイン、積分時間。
伝達関数ＣＤ （Ｓ）は、 ＣＤ （Ｓ）＝ＭＶ／ Ｐ Ｖ＝Ｋｐ （１，＋ｌ／Ｔ
＋ ＃ Ｓ＋ＴＤ−３／１＋ηＴｏ −３）
−（１）となり、−刃口標値変化に対する制御
アルゴリズムの伝達関数Ｃｓ （Ｓ）は、 Ｃｓ （Ｓ）−ＭＶ／５Ｖ−（１＋α・ＴＩ −３／１
＋Ｔｌ ・５）ｘＫｐ （１＋Ｌ／Ｔ＋ ・Ｓ）
となる。ここで、ＫＰ ＋ Ｔ Ｉ 、ＴＤは伝達関数
の制御定数であり、各々比例ゲイン、積分時間。
微分時間を示している。また、Ｓは複素変数（ラプラス
演算子）、 ηは０．１〜０．３程度の定数である。
演算子）、 ηは０．１〜０．３程度の定数である。
さらに、αは外乱抑制の最適比例ゲインＫＰを目標値追
随の最適比例ゲインＫｐ＊（−α・Ｋｐ）に修正するた
めの比例ゲイン修正係数である。
随の最適比例ゲインＫｐ＊（−α・Ｋｐ）に修正するた
めの比例ゲイン修正係数である。
従って、上述の（１）式および（２）式から、第７図に
示す如く目標値Ｓ■の入力ライン上に、（１＋α・Ｔｌ
−８／１＋Ｔｌ−８）なる進み／′遅れ要素からなる補
償演算部４を挿入し、その比例ゲイン修正係数αを変化
すれば、（１）式に示すように外乱変化に対する制御ア
ルゴリズムの比例ゲインはＫＰのままで、（２）式に示
すように目標値変化に対する制御アルゴリズムの比例ゲ
インはα・Ｋ、となり、αの設定により比例ゲインに、
を目標値追随、外乱抑制の双方に最適な特性状態へと独
立に調整して可変することができる。
示す如く目標値Ｓ■の入力ライン上に、（１＋α・Ｔｌ
−８／１＋Ｔｌ−８）なる進み／′遅れ要素からなる補
償演算部４を挿入し、その比例ゲイン修正係数αを変化
すれば、（１）式に示すように外乱変化に対する制御ア
ルゴリズムの比例ゲインはＫＰのままで、（２）式に示
すように目標値変化に対する制御アルゴリズムの比例ゲ
インはα・Ｋ、となり、αの設定により比例ゲインに、
を目標値追随、外乱抑制の双方に最適な特性状態へと独
立に調整して可変することができる。
すなわち、比例（Ｐ）動作のみが２自由度となっている
。
。
ところで、比例（Ｐ）動作のみが２自由度である場合、
上述の比例ゲイン修正係数αは正確に言えば制御対象３
の特性、すなわち制御対象３のゲイン、時定数、無駄時
間によって多少変化するが、工業用としては一つ一つ最
適にすることは、数百〜数千のループに適用するとき実
際上不可能であるため、Ｃ，Ｈ，Ｒ（Ｃｈｅｒｎ、Ｈｒ
ｏｎｅｓ。
上述の比例ゲイン修正係数αは正確に言えば制御対象３
の特性、すなわち制御対象３のゲイン、時定数、無駄時
間によって多少変化するが、工業用としては一つ一つ最
適にすることは、数百〜数千のループに適用するとき実
際上不可能であるため、Ｃ，Ｈ，Ｒ（Ｃｈｅｒｎ、Ｈｒ
ｏｎｅｓ。
Ｒｅ ｓ Ｖ／ ｔ ｃ ｈ ）法を用いて最適値近傍
にαを固定して使用している。しかし、この比例ゲイン
修正係数αを固定しておくことは、制御定数の設定を折
角２自由度化した比例・積分・微分制御の効果、すなわ
ち外乱抑制と目標値追随との双方の特性を同時に実現し
て制御性を向上させ得るという効果が、実際のプラント
への適用では半減してしまうことになる。
にαを固定して使用している。しかし、この比例ゲイン
修正係数αを固定しておくことは、制御定数の設定を折
角２自由度化した比例・積分・微分制御の効果、すなわ
ち外乱抑制と目標値追随との双方の特性を同時に実現し
て制御性を向上させ得るという効果が、実際のプラント
への適用では半減してしまうことになる。
（発明が解決しようとする課題）
以上のように、従来のプロセス制御装置では、外乱抑制
特性と目標値追随特性との双方の特性を同時に実現して
制御性を向上させるという効果が十分に発揮できないと
いう問題があった。
特性と目標値追随特性との双方の特性を同時に実現して
制御性を向上させるという効果が十分に発揮できないと
いう問題があった。
本発明の目的は、外乱抑制特性と目標値追随特性との双
方の特性を同時に実現して常に最適な制御性を得ること
ができ、あらゆる制御対象の制御に適用することが可能
な極めて信頼性の高いプロセス制御装置を提供すること
にある。
方の特性を同時に実現して常に最適な制御性を得ること
ができ、あらゆる制御対象の制御に適用することが可能
な極めて信頼性の高いプロセス制御装置を提供すること
にある。
［発明の構成］
（課題を解決するだめの手段）
上記の目的を達成するために本発明では、制御対象から
の制御量とこの目標値との偏差を算出する偏差算出手段
と、偏差算出手段からの偏差に対して、制御量の外乱に
よる変動を最適に抑制する特性状態に調整された制御定
数（比例ゲイン。
の制御量とこの目標値との偏差を算出する偏差算出手段
と、偏差算出手段からの偏差に対して、制御量の外乱に
よる変動を最適に抑制する特性状態に調整された制御定
数（比例ゲイン。
積分時間、微分時間）に基づいて比例、積分、微分の各
演算を実行し、調節演算出力を算出する制御演算手段と
、制御演算手段の制御定数を、目標値の変化に対しては
当該目標値変化に最適に追随する特性状態へと等両面に
修正する補償演算手段とを備え、補償演算手段における
比例ゲイン修正係数または積分時間修正係数のうちの少
なくとも比例ゲイン修正係数を、制御演算手段の微分演
算の制御定数（微分時間）がＯであるかＯ以外であるか
に応じて修正するようにしている。
演算を実行し、調節演算出力を算出する制御演算手段と
、制御演算手段の制御定数を、目標値の変化に対しては
当該目標値変化に最適に追随する特性状態へと等両面に
修正する補償演算手段とを備え、補償演算手段における
比例ゲイン修正係数または積分時間修正係数のうちの少
なくとも比例ゲイン修正係数を、制御演算手段の微分演
算の制御定数（微分時間）がＯであるかＯ以外であるか
に応じて修正するようにしている。
（作用）
従って、本発明ては以上のような手段を備えたことによ
り、制御演算手段の微分演算の制御卸定数（微分時間）
がＯであるかＯ以外であるかに応じて、外乱抑制最適比
例ゲインを目標値追随最適比例ゲインに修正する比例ゲ
イン修正係数、または外乱抑制最適積分時間を目標値追
随最適積分時間に修正する積分時間修正係数のうちの少
なくとも比例ゲイン修正係数が修正されることから、２
自由度比例・積分・微分制御モードが比例・積分（Ｐ
Ｉ）−比例・積分（ＰＩ）制御あるいは比例・積分（Ｐ
Ｉ）−比例・積分・微分（Ｐ Ｉ Ｄ）制御のいずれと
なっても、外乱抑制特性と目標値追随特性との双方の特
性を同時に実現して常に最適な制御性が得られることに
なる。
り、制御演算手段の微分演算の制御卸定数（微分時間）
がＯであるかＯ以外であるかに応じて、外乱抑制最適比
例ゲインを目標値追随最適比例ゲインに修正する比例ゲ
イン修正係数、または外乱抑制最適積分時間を目標値追
随最適積分時間に修正する積分時間修正係数のうちの少
なくとも比例ゲイン修正係数が修正されることから、２
自由度比例・積分・微分制御モードが比例・積分（Ｐ
Ｉ）−比例・積分（ＰＩ）制御あるいは比例・積分（Ｐ
Ｉ）−比例・積分・微分（Ｐ Ｉ Ｄ）制御のいずれと
なっても、外乱抑制特性と目標値追随特性との双方の特
性を同時に実現して常に最適な制御性が得られることに
なる。
（実施例）
まず、Ｃ，Ｈ，Ｒ法では、制御対象の特性をＧｐ （
Ｓ）＝Ｋｘｅ−Ｌ５／１＋Ｔ−５ − （３）と
すると、最適制御定数（比例ゲインＫＰ ＋ 積分時間
Ｔ工、微分時間ＴＤ）は第５図に示すようになる。なお
第５図は、応答特性が「行き過ぎなし。
Ｓ）＝Ｋｘｅ−Ｌ５／１＋Ｔ−５ − （３）と
すると、最適制御定数（比例ゲインＫＰ ＋ 積分時間
Ｔ工、微分時間ＴＤ）は第５図に示すようになる。なお
第５図は、応答特性が「行き過ぎなし。
整定時間最小」の場合の例である。
前述の（１）式および（２）式において、ＫＰを外乱抑
制最適比例ゲインとし、またＫＰ＊を目（票値追随最適
比例ゲインとすると、 ＫＰ＊−αΦＫ。
制最適比例ゲインとし、またＫＰ＊を目（票値追随最適
比例ゲインとすると、 ＫＰ＊−αΦＫ。
よって、
α＝ Ｋ ｐ ＊ ／ Ｋ ｐ
＝目標値追随最適比例ゲイン／外乱抑制最適比例ゲイン
・・・（４） となる。
・・・（４） となる。
次に、この（４）式と第５図とから、２自由度比例・積
分・微分制御モードに対する比例ゲイン修正係数αを求
めると、第６図に示すようになる。
分・微分制御モードに対する比例ゲイン修正係数αを求
めると、第６図に示すようになる。
すなわち、比例・積分（ＰＩ）−比例・積分（ＰＩ）制
御の場合の比例ゲイン修正係数α１は、α、 −ＫＰ＊
／Ｋｐ −０，３５Ｔ／ＫＬ ／ ０．６Ｔ／ＫＬ−０
，５８・・・（５）となり、また比例・積分（ＰＩ）−
比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御の場合の比例ゲイン修
正係数α２は、 α２ ＝ＫＰ ＊／Ｋｐ −０，３５Ｔ／ＫＬ ／ ０
．９５Ｔ／ＫＬ−０，３７・・・（６）となる。すなわ
ち、微分演算の制御定数（微分時間Ｔｏ）が０であるか
Ｏ以外であるかによって、２自由度比例・積分・微分制
御の比例ゲイン修正係数αの値が明らかに異なっている
。
御の場合の比例ゲイン修正係数α１は、α、 −ＫＰ＊
／Ｋｐ −０，３５Ｔ／ＫＬ ／ ０．６Ｔ／ＫＬ−０
，５８・・・（５）となり、また比例・積分（ＰＩ）−
比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御の場合の比例ゲイン修
正係数α２は、 α２ ＝ＫＰ ＊／Ｋｐ −０，３５Ｔ／ＫＬ ／ ０
．９５Ｔ／ＫＬ−０，３７・・・（６）となる。すなわ
ち、微分演算の制御定数（微分時間Ｔｏ）が０であるか
Ｏ以外であるかによって、２自由度比例・積分・微分制
御の比例ゲイン修正係数αの値が明らかに異なっている
。
以上のことから、微分演算の制御定数（微分時間ＴＤ）
が０であるか０以外であるかに応じて、２自由度比例・
積分・微分制御化のための補償演算部の比例ゲイン修正
係数αの値を修正することによって、流２．圧力、レベ
ル、温度、成分等のあらゆる制御対象の制御に適用可能
な、万能汎用形の２自由度比例・積分・微分制御方式の
プロセス制御装置が実現できることになる。すなわち、
一般に各制御対象に適する２自由度比例・積分・微分制
御は、 比例・積分−比例・積分制御 ・・・・・・流量、圧力の制御 比例・積分−比例・積分・微分制御 ・・・・・・温度、レベル、成分の制御に適用されるこ
とになるが、本発明の２自由度比例・積分・微分制御に
よれば、チューニングすべき制御定数の数は、１自由度
比例・積分・微分制御と全く同一で、かつ同一感覚であ
らゆる制御対象に対して最適制御特性を実現することが
できる。
が０であるか０以外であるかに応じて、２自由度比例・
積分・微分制御化のための補償演算部の比例ゲイン修正
係数αの値を修正することによって、流２．圧力、レベ
ル、温度、成分等のあらゆる制御対象の制御に適用可能
な、万能汎用形の２自由度比例・積分・微分制御方式の
プロセス制御装置が実現できることになる。すなわち、
一般に各制御対象に適する２自由度比例・積分・微分制
御は、 比例・積分−比例・積分制御 ・・・・・・流量、圧力の制御 比例・積分−比例・積分・微分制御 ・・・・・・温度、レベル、成分の制御に適用されるこ
とになるが、本発明の２自由度比例・積分・微分制御に
よれば、チューニングすべき制御定数の数は、１自由度
比例・積分・微分制御と全く同一で、かつ同一感覚であ
らゆる制御対象に対して最適制御特性を実現することが
できる。
以下、上述のような考え方に基づく本発明の一実施例に
ついて図面を参照して説明する。
ついて図面を参照して説明する。
第１図は、本発明によるプロセス制御装置の構成例を示
す機能ブロック図であり、第７図と同一部分には同一符
号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につ
いてのみ述べる。
す機能ブロック図であり、第７図と同一部分には同一符
号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につ
いてのみ述べる。
すなわち、第１図は第７図に加えて、２つのパラメータ
設定部５，６と、判別部７と、切換スイッチ部８とを備
えたものである。ここで、パラメータ設定部５は前述の
比例ゲイン修正係数α】（−０，５８）が設定されてお
り、パラメータ設定部６は同じく比例ゲイン修正係数α
２（−０，３７）が設定されている。また判別部７は、
前述の不完全微分演算部２３に設定された微分時間ＴＤ
を導入し、この微分時間ＴＤがＯであるか０以外である
かの判別を行なってその判別出力を送出するものである
。さらに、切換スイッチ部８は判別部７からの判別出力
に応じて、その切換動作によりパラメータ設定部５に設
定された比例ゲイン修正係数α１．またはパラメータ設
定部６に設定されたは比例ゲイン修正係数α２のいずれ
か一方を、前述の補償演算部４を構成する（１＋α（Ｔ
ｏ ）・ＴＩ −８／１＋Ｔ１ ・Ｓ）なる進み／折れ
要素の進み部分の係数α（Ｔｏ）として設定するもので
ある。すなわち、判別部７からの判別出力が、“微分時
間ＴＤが０である”ときには比例ゲイン修正係数αｌを
、また“微分時間ＴＤがＯ以外である″ときには比例ゲ
イン修正係数α２をそれぞれ設定するものである。
設定部５，６と、判別部７と、切換スイッチ部８とを備
えたものである。ここで、パラメータ設定部５は前述の
比例ゲイン修正係数α】（−０，５８）が設定されてお
り、パラメータ設定部６は同じく比例ゲイン修正係数α
２（−０，３７）が設定されている。また判別部７は、
前述の不完全微分演算部２３に設定された微分時間ＴＤ
を導入し、この微分時間ＴＤがＯであるか０以外である
かの判別を行なってその判別出力を送出するものである
。さらに、切換スイッチ部８は判別部７からの判別出力
に応じて、その切換動作によりパラメータ設定部５に設
定された比例ゲイン修正係数α１．またはパラメータ設
定部６に設定されたは比例ゲイン修正係数α２のいずれ
か一方を、前述の補償演算部４を構成する（１＋α（Ｔ
ｏ ）・ＴＩ −８／１＋Ｔ１ ・Ｓ）なる進み／折れ
要素の進み部分の係数α（Ｔｏ）として設定するもので
ある。すなわち、判別部７からの判別出力が、“微分時
間ＴＤが０である”ときには比例ゲイン修正係数αｌを
、また“微分時間ＴＤがＯ以外である″ときには比例ゲ
イン修正係数α２をそれぞれ設定するものである。
以上の如く構成した２自由度比例・積分・微分制御のプ
ロセス制御装置において、まず制御対象３か例えば流量
、圧力等であるような場合には、制御演算部２の不完全
微分演算部２３に設定される微分時間ＴＤがＯとなる。
ロセス制御装置において、まず制御対象３か例えば流量
、圧力等であるような場合には、制御演算部２の不完全
微分演算部２３に設定される微分時間ＴＤがＯとなる。
これにより、２自由度比例・積分・微分制御モードは比
例・積分（Ｐ Ｉ）−比例・積分（ＰＩ）制御となり、
切換スイッチ部８は判別部７からの判別出力（微分時間
ＴＤが０である）によって、図示実線側に切換られる。
例・積分（Ｐ Ｉ）−比例・積分（ＰＩ）制御となり、
切換スイッチ部８は判別部７からの判別出力（微分時間
ＴＤが０である）によって、図示実線側に切換られる。
これにより、補償演算部４を構成する（１＋α（Ｔｏ
）・Ｔ１・Ｓ／ｌ ＋Ｔ、・Ｓ）なる進み／遅れ要素の
進み部分の係数α（Ｔｏ ）としては、パラメータ設定
部５の比例ゲイン修正係数α１ （−０，５８）が最適
比例ゲインとして設定される。よってこの場合には、外
乱変化に対する制御アルゴリズムの伝達関数Ｃｏ （
Ｓ）は、Ｃｏ （Ｓ）＝ＭＶ／ＰＶ−Ｋｐ （１＋１／
Ｔ＋ −３） ・・・（７）となり、一方目標値変化
に対する制御アルゴリズムの伝達関数Ｃ５（Ｓ）は、 Ｃｓ （Ｓ ） ＝ Ｍ Ｖ ／ Ｓ Ｖ ’−（１
＋α１ ・ＴＩ −８／１＋ＴＩ ・５）ｘＫｐ （
１＋ＩＴ、−８） ″Ｋｐ （ａ ＋ ” １ ／ Ｔ ｒ ’ Ｓ ）
、、、 ＜ ｓ ）となる。
）・Ｔ１・Ｓ／ｌ ＋Ｔ、・Ｓ）なる進み／遅れ要素の
進み部分の係数α（Ｔｏ ）としては、パラメータ設定
部５の比例ゲイン修正係数α１ （−０，５８）が最適
比例ゲインとして設定される。よってこの場合には、外
乱変化に対する制御アルゴリズムの伝達関数Ｃｏ （
Ｓ）は、Ｃｏ （Ｓ）＝ＭＶ／ＰＶ−Ｋｐ （１＋１／
Ｔ＋ −３） ・・・（７）となり、一方目標値変化
に対する制御アルゴリズムの伝達関数Ｃ５（Ｓ）は、 Ｃｓ （Ｓ ） ＝ Ｍ Ｖ ／ Ｓ Ｖ ’−（１
＋α１ ・ＴＩ −８／１＋ＴＩ ・５）ｘＫｐ （
１＋ＩＴ、−８） ″Ｋｐ （ａ ＋ ” １ ／ Ｔ ｒ ’ Ｓ ）
、、、 ＜ ｓ ）となる。
一方、制御対象３が例えば温度、レベル、成分等である
ような場合には、制御演算部２の不完全微分演算部２３
に設定される微分時間ＴＤが０以外となる。これにより
、２自由度比例・積分・微分制御モードは比例・積分（
ＰＩ）−比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御となり、切換
スイッチ部８は判別部７からの判別出力（微分時間ＴＤ
が０以外である）によって、図示破線側に切換られる。
ような場合には、制御演算部２の不完全微分演算部２３
に設定される微分時間ＴＤが０以外となる。これにより
、２自由度比例・積分・微分制御モードは比例・積分（
ＰＩ）−比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御となり、切換
スイッチ部８は判別部７からの判別出力（微分時間ＴＤ
が０以外である）によって、図示破線側に切換られる。
これにより、補償演算部４を構成する（１＋α（Ｔｏ
） ・Ｔ１ ・Ｓ／１＋Ｔ＋−Ｓ）なる進み／折れ要
素の進み部分の係数α（ＴＤ ）としては、パラメータ
設定部６の比例ゲイン修正係数α２（−０，３７）が最
適比例ゲインとして設定される。よってこの場合には、
外乱変化に対する制御アルゴリズムの伝達関数Ｃｏ
（Ｓ）は、ｃ、 （Ｓ）・ＭＶ／ＰＶ＝Ｋｐ （１＋Ｉ
／Ｔ＋ ” Ｓ） ・・・（９）となり、一方目標値
変化に対する制御アルゴリズムの伝達関数Ｃ５（Ｓ）は
、 Ｃｓ （Ｓ） ＝ＭＶ／ Ｓ Ｖ − ＝（１＋α２・Ｔｌ−８／１＋Ｔｌ−８）ＸＫｐ （１
＋ １／Ｔ＋ −３） ＝Ｋｐ（α２＋１／Ｔ、 −Ｓ） ・・・（１０
）となる。
） ・Ｔ１ ・Ｓ／１＋Ｔ＋−Ｓ）なる進み／折れ要
素の進み部分の係数α（ＴＤ ）としては、パラメータ
設定部６の比例ゲイン修正係数α２（−０，３７）が最
適比例ゲインとして設定される。よってこの場合には、
外乱変化に対する制御アルゴリズムの伝達関数Ｃｏ
（Ｓ）は、ｃ、 （Ｓ）・ＭＶ／ＰＶ＝Ｋｐ （１＋Ｉ
／Ｔ＋ ” Ｓ） ・・・（９）となり、一方目標値
変化に対する制御アルゴリズムの伝達関数Ｃ５（Ｓ）は
、 Ｃｓ （Ｓ） ＝ＭＶ／ Ｓ Ｖ − ＝（１＋α２・Ｔｌ−８／１＋Ｔｌ−８）ＸＫｐ （１
＋ １／Ｔ＋ −３） ＝Ｋｐ（α２＋１／Ｔ、 −Ｓ） ・・・（１０
）となる。
上述したように本実施例によれば、２自由度のパラメー
タ、すなわち外乱抑制最適比例ゲインに、を目標値追随
最適比例ゲインＫｐ＊（−α・Ｋｐ）に修正する比例ゲ
イン修正係数α（Ｔ、）を、制御演算部２の不完全微分
演算部２３の微分時間ＴＤが０であるか０以外であるか
に応じてα１またはα２に設定変更することで修正する
ようにしたので、次のような効果が得られるものである
。
タ、すなわち外乱抑制最適比例ゲインに、を目標値追随
最適比例ゲインＫｐ＊（−α・Ｋｐ）に修正する比例ゲ
イン修正係数α（Ｔ、）を、制御演算部２の不完全微分
演算部２３の微分時間ＴＤが０であるか０以外であるか
に応じてα１またはα２に設定変更することで修正する
ようにしたので、次のような効果が得られるものである
。
（ａ）２自由度比例・積分・微分制御モードが比例・積
分（Ｐ Ｉ）−比例・積分（Ｐ Ｉ）制御あるいは比例
・積分（ＰＩ）−比例・積分・微分（Ｐ Ｉ Ｄ）制御
のいずれとなっても、外乱抑制特性と目標値追随特性と
の双方の特性を同時に実現して常に最適な制御性を得る
ことが可能となる。
分（Ｐ Ｉ）−比例・積分（Ｐ Ｉ）制御あるいは比例
・積分（ＰＩ）−比例・積分・微分（Ｐ Ｉ Ｄ）制御
のいずれとなっても、外乱抑制特性と目標値追随特性と
の双方の特性を同時に実現して常に最適な制御性を得る
ことが可能となる。
（ｂ）制御対象３が、流量、圧力、温度、レベル、成分
等のあらゆる制御対象の制御に適用することが可能あり
、工業用として万能なものである。
等のあらゆる制御対象の制御に適用することが可能あり
、工業用として万能なものである。
（ｃ）チューニングすべき制御定数の数は、従来の１自
由度比例・積分・微分制御の場合と同一で、かつ取扱い
も同一のままとして、チューニング方法の統一と制御性
の大幅な向上とを同時に実現することが可能となる。
由度比例・積分・微分制御の場合と同一で、かつ取扱い
も同一のままとして、チューニング方法の統一と制御性
の大幅な向上とを同時に実現することが可能となる。
本実施例のプロセス制御装置は、以上のような極めて優
れた特長を有し、制御系の基本を高度化して、従来の１
自由度比例・積分・微分制御や２自由度比例・積分・微
分制御に取って代わる、万能で究極の２自由度比例・積
分・微分制御のプロセス制御装置である。今後、プラン
ト制御はフレキシブル化、超電導化が進み、生産量１品
質や品種の変更や最適化の導入により、目標値変更も外
乱変動も益々多くなってくる傾向にある。そして、これ
に対処するためには２自由度化が必須であり、その２自
由度化を究極まで高度化した本実施例のプロセス制御装
置をプラントに全面的に適用することにより、プラント
の運転特性を限界まで高めることができ、産業界の高度
化１発展に大いに貢献できるものである。
れた特長を有し、制御系の基本を高度化して、従来の１
自由度比例・積分・微分制御や２自由度比例・積分・微
分制御に取って代わる、万能で究極の２自由度比例・積
分・微分制御のプロセス制御装置である。今後、プラン
ト制御はフレキシブル化、超電導化が進み、生産量１品
質や品種の変更や最適化の導入により、目標値変更も外
乱変動も益々多くなってくる傾向にある。そして、これ
に対処するためには２自由度化が必須であり、その２自
由度化を究極まで高度化した本実施例のプロセス制御装
置をプラントに全面的に適用することにより、プラント
の運転特性を限界まで高めることができ、産業界の高度
化１発展に大いに貢献できるものである。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにしても実施できるものである。
のようにしても実施できるものである。
（ａ）上記第１図の実施例では、最も基本的な全ての制
御系に必要不可欠な比例（Ｐ）動作のみを２自由度化し
たプロセス制御装置について述べたが、比例＋積分（Ｐ
Ｉ）動作を２自由度化したプロセス制御装置についても
、同様に本発明を適用できるものである。
御系に必要不可欠な比例（Ｐ）動作のみを２自由度化し
たプロセス制御装置について述べたが、比例＋積分（Ｐ
Ｉ）動作を２自由度化したプロセス制御装置についても
、同様に本発明を適用できるものである。
第２図は、かかるプロセス制御装置の構成例を示す機能
ブロック図であり、第１図と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。すなわち、第１図は第２図に加えて、（β（
Ｔｏ）／１＋Ｔ＋’Ｓ）なる−次遅れ要素からなる補償
演算部９と、（ＴＩ ・Ｓ ／ １ ＋ Ｔ ＋
・Ｓ）なる不完全微分演算部１０と、補償演算部９の出
力と演算部１０の出力とを減算する減算部］１と、積分
時間修正係数β１ （−０，１）が設定されているパラ
メータ設定部１２と、積分時間修正係数β２（−０，１
５）が設定されているパラメータ設定部１３と、切換ス
イッチ部１４とを備えたものである。ここで、切換スイ
ッチ部１４は、判別部７からの判別出力に応じて、その
切換動作によりパラメータ設定部１２に設定された積分
時間修正係数β１．またはパラメータ設定部１３に設定
された積分時間修正係数β２のいずれか一方を、補償演
算部９を構成するの遅れ部分の係数β（Ｔｏ ）として
設定するものである。すなわち、判別部７からの判別出
力が、“微分時間ＴＤが０である″ときには積分時間修
正係数βｌを、また“微分時間ＴＤがＯ以外である”と
きには積分時間修正係数β２をそれぞれ設定するもので
ある。
ブロック図であり、第１図と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。すなわち、第１図は第２図に加えて、（β（
Ｔｏ）／１＋Ｔ＋’Ｓ）なる−次遅れ要素からなる補償
演算部９と、（ＴＩ ・Ｓ ／ １ ＋ Ｔ ＋
・Ｓ）なる不完全微分演算部１０と、補償演算部９の出
力と演算部１０の出力とを減算する減算部］１と、積分
時間修正係数β１ （−０，１）が設定されているパラ
メータ設定部１２と、積分時間修正係数β２（−０，１
５）が設定されているパラメータ設定部１３と、切換ス
イッチ部１４とを備えたものである。ここで、切換スイ
ッチ部１４は、判別部７からの判別出力に応じて、その
切換動作によりパラメータ設定部１２に設定された積分
時間修正係数β１．またはパラメータ設定部１３に設定
された積分時間修正係数β２のいずれか一方を、補償演
算部９を構成するの遅れ部分の係数β（Ｔｏ ）として
設定するものである。すなわち、判別部７からの判別出
力が、“微分時間ＴＤが０である″ときには積分時間修
正係数βｌを、また“微分時間ＴＤがＯ以外である”と
きには積分時間修正係数β２をそれぞれ設定するもので
ある。
本実施例においては、制御演算部２の不完全微分演算部
２３に設定される微分時間ＴＤがＯであるような場合に
は、２自由度比例・積分・微分制御モードは比例・積分
（Ｐ Ｉ）−比例・積分（ＰＩ）制御となる。そして、
切換スイッチ部８は判別部７からの判別出力（微分時間
ＴＤが０である）によって図示実線側に切換られ、補償
演算部４を構成する（１＋α（Ｔｏ ） ・ＴＩ ・
Ｓ／１＋Ｔ、・Ｓ）なる進み／遅れ要素の進み部分の係
数α（Ｔｏ ）としては、パラメータ設定部５の比例ゲ
イン修正係数α１ （−０，５８）が最適比例ゲインと
して設定される。また同時に、切換スイッチ部１４は判
別部７からの判別出力（微分時間ＴＤか０である）によ
って図示実線側に切換られ、補償演算部９を構成する（
ＴＩ −８／１＋ＴＩ ・Ｓ）なる−次遅れ要素の遅れ
部分の係数β（ＴＤ ）としては、パラメータ設定部１
２の積分時間修正係数β、（−０，１）が最適積分時間
として設定される。
２３に設定される微分時間ＴＤがＯであるような場合に
は、２自由度比例・積分・微分制御モードは比例・積分
（Ｐ Ｉ）−比例・積分（ＰＩ）制御となる。そして、
切換スイッチ部８は判別部７からの判別出力（微分時間
ＴＤが０である）によって図示実線側に切換られ、補償
演算部４を構成する（１＋α（Ｔｏ ） ・ＴＩ ・
Ｓ／１＋Ｔ、・Ｓ）なる進み／遅れ要素の進み部分の係
数α（Ｔｏ ）としては、パラメータ設定部５の比例ゲ
イン修正係数α１ （−０，５８）が最適比例ゲインと
して設定される。また同時に、切換スイッチ部１４は判
別部７からの判別出力（微分時間ＴＤか０である）によ
って図示実線側に切換られ、補償演算部９を構成する（
ＴＩ −８／１＋ＴＩ ・Ｓ）なる−次遅れ要素の遅れ
部分の係数β（ＴＤ ）としては、パラメータ設定部１
２の積分時間修正係数β、（−０，１）が最適積分時間
として設定される。
一方、制御演算部２の不完全微分演算部２３に設定され
る微分時間ＴＤが０以外であるような場合には、２自由
度比例・積分・微分制御モードは比例・積分（ＰＩ）−
比例・積分・微分（Ｐ Ｉ Ｄ）制御となる。そして、
切換スイッチ部８は判別部７からの判別出力（微分時間
ＴＤが０以外である）によって図示破線側に切換られ、
補償演算部４を構成する（１＋α（ＴＤ ） ・Ｔ、
・Ｓ／１＋Ｔ１ ・Ｓ）なる進み／遅れ要素の進み
部分の係数α（Ｔｏ）としては、パラメータ設定部６の
比例ゲイン修正係数α２ （−０，３７）が最適比例ゲ
インとして設定される。また同時に、切換スイッチ部１
４は判別部７からの判別出力（微分時間Ｔ、がＯ以外で
ある）によって図示破線側に切換られ、補償演算部９を
構成する（ＴＩ −３／］、＋Ｔ１ ・Ｓ）なる−次
遅れ要素の遅れ部分の係数β（Ｔｏ ）としては、パラ
メータ設定部１３の積分時間修正係数β２ （＝０．
１５）が最適積分時間として設定される。
る微分時間ＴＤが０以外であるような場合には、２自由
度比例・積分・微分制御モードは比例・積分（ＰＩ）−
比例・積分・微分（Ｐ Ｉ Ｄ）制御となる。そして、
切換スイッチ部８は判別部７からの判別出力（微分時間
ＴＤが０以外である）によって図示破線側に切換られ、
補償演算部４を構成する（１＋α（ＴＤ ） ・Ｔ、
・Ｓ／１＋Ｔ１ ・Ｓ）なる進み／遅れ要素の進み
部分の係数α（Ｔｏ）としては、パラメータ設定部６の
比例ゲイン修正係数α２ （−０，３７）が最適比例ゲ
インとして設定される。また同時に、切換スイッチ部１
４は判別部７からの判別出力（微分時間Ｔ、がＯ以外で
ある）によって図示破線側に切換られ、補償演算部９を
構成する（ＴＩ −３／］、＋Ｔ１ ・Ｓ）なる−次
遅れ要素の遅れ部分の係数β（Ｔｏ ）としては、パラ
メータ設定部１３の積分時間修正係数β２ （＝０．
１５）が最適積分時間として設定される。
本実施例によれば、外乱抑制最適比例ゲインを目標値追
随最適比例ゲインに修正する比例ゲイン修正係数α（Ｔ
ｏ）、および外乱抑制最適積分時間を目標値追随最適積
分時間に修正する積分時間修正係数β（Ｔｏ ）が、制
御演算部２の不完全微分演算部２３の微分時間ＴＤが０
であるか０以外であるかに応じてα１．β１またはα２
．β２に設定変更されることで修正されるため、第１図
の実施例に比較してその効果がより一層顕著となる。
随最適比例ゲインに修正する比例ゲイン修正係数α（Ｔ
ｏ）、および外乱抑制最適積分時間を目標値追随最適積
分時間に修正する積分時間修正係数β（Ｔｏ ）が、制
御演算部２の不完全微分演算部２３の微分時間ＴＤが０
であるか０以外であるかに応じてα１．β１またはα２
．β２に設定変更されることで修正されるため、第１図
の実施例に比較してその効果がより一層顕著となる。
（ｂ）上記第１図の実施例では、補償演算部４の比例ゲ
イン修正係数α（ＴＤ）を、制御演算部２の不完全微分
演算部２３の微分時間ＴＤが０であるかＯ以外であるか
に応じてα１またはα２に設定変更することで修正する
ようにしたが、これに限らず第１図と同一部分には同一
符号を付した第３図に示すように、（１＋α、・Ｓ／１
＋Ｔ。
イン修正係数α（ＴＤ）を、制御演算部２の不完全微分
演算部２３の微分時間ＴＤが０であるかＯ以外であるか
に応じてα１またはα２に設定変更することで修正する
ようにしたが、これに限らず第１図と同一部分には同一
符号を付した第３図に示すように、（１＋α、・Ｓ／１
＋Ｔ。
・Ｓ）および（１＋α２・Ｓ／１＋Ｔｌ−８）なる進み
／遅れ要素からなる補償演算部４１および４２を備え、
微分時間ＴＤの有無に基づく判別部７からの判別出力に
応じて、切換スイッチ部１５によりいずれか一方を選択
出力する構成としてもよい。
／遅れ要素からなる補償演算部４１および４２を備え、
微分時間ＴＤの有無に基づく判別部７からの判別出力に
応じて、切換スイッチ部１５によりいずれか一方を選択
出力する構成としてもよい。
（ｃ）上記第２図の実施例では、補償演算部４の比例ゲ
イン修正係数α（Ｔｏ ）および積分時間修正係数β（
Ｔｏ ）を、制御演算部２の不完全微分演算部２３の微
分時間ＴＤがＯであるか０以外であるかに応じてα１．
β１またはα２．β２に設定変更することで修正するよ
うにしたが、これに限らず第２図および第３図と同一部
分には同一符号を付した第４図に示すように、（１＋α
１ ・Ｓ ／ １ ＋ Ｔ Ｉ ・Ｓ）および（１＋
α２・Ｓ／１＋”ｒ、−５）なる進み／遅れ要素からな
る補償演算部４１および４２と、（β１／ １ ＋ｒ’
、 ｅ ｓ）および（β２・Ｓ／１＋Ｔｌ−８）なる−
次遅れ要素からなる補償演算部９１および９２とを備え
、微分時間ＴＤの有無に基づく判別部７からの判別出力
に応じて、切換スイッチ部１５と１６によりいずれか一
方をそれぞれ選択出力する構成としてもよい。
イン修正係数α（Ｔｏ ）および積分時間修正係数β（
Ｔｏ ）を、制御演算部２の不完全微分演算部２３の微
分時間ＴＤがＯであるか０以外であるかに応じてα１．
β１またはα２．β２に設定変更することで修正するよ
うにしたが、これに限らず第２図および第３図と同一部
分には同一符号を付した第４図に示すように、（１＋α
１ ・Ｓ ／ １ ＋ Ｔ Ｉ ・Ｓ）および（１＋
α２・Ｓ／１＋”ｒ、−５）なる進み／遅れ要素からな
る補償演算部４１および４２と、（β１／ １ ＋ｒ’
、 ｅ ｓ）および（β２・Ｓ／１＋Ｔｌ−８）なる−
次遅れ要素からなる補償演算部９１および９２とを備え
、微分時間ＴＤの有無に基づく判別部７からの判別出力
に応じて、切換スイッチ部１５と１６によりいずれか一
方をそれぞれ選択出力する構成としてもよい。
（ｄ）上記各実施例では、応答特性が「行き過ぎなしで
、整定時間最小」の場合で、比例ゲイン修正係数αｌ−
０，５８，α２−０．３７としたが、これに限らず例え
ば応答特性が［行き過ぎ２０％で、整定時間最小」の場
合には、比例ゲイン修正係数α、−０，８６，α２−０
．５とすればよい。すなわち、上述のように比例ゲイン
修正係数αの値は希望応答特性によって異なるが、いず
れにしてもα１．α２との間には大きく差があり、この
α１．α２の切換えは必要不可欠である。
、整定時間最小」の場合で、比例ゲイン修正係数αｌ−
０，５８，α２−０．３７としたが、これに限らず例え
ば応答特性が［行き過ぎ２０％で、整定時間最小」の場
合には、比例ゲイン修正係数α、−０，８６，α２−０
．５とすればよい。すなわち、上述のように比例ゲイン
修正係数αの値は希望応答特性によって異なるが、いず
れにしてもα１．α２との間には大きく差があり、この
α１．α２の切換えは必要不可欠である。
以上説明したように本発明によれば、補償演算手段にお
ける比例ゲイン修正係数または積分時間修正係数のうち
の少なくとも比例ゲイン修正係数を、制御演算手段の微
分演算の制御定数（微分時間）が０であるか０以外であ
るかに応じて修正するようにしたので、外乱抑制特性と
目標値追随特性との双方の特性を同時に実現して常に最
適な制御性を得ることができ、あらゆる制御対象の制御
に適用することが可能な極めて信頼性の高いプロセス制
御装置が提供できる。
ける比例ゲイン修正係数または積分時間修正係数のうち
の少なくとも比例ゲイン修正係数を、制御演算手段の微
分演算の制御定数（微分時間）が０であるか０以外であ
るかに応じて修正するようにしたので、外乱抑制特性と
目標値追随特性との双方の特性を同時に実現して常に最
適な制御性を得ることができ、あらゆる制御対象の制御
に適用することが可能な極めて信頼性の高いプロセス制
御装置が提供できる。
第１図は本発明によるプロセス制御装置の一実施例を示
す機能ブロック図、第２図乃至第４図は本発明によるプ
ロセス制御装置の他の実施例をそれぞれ示す機能ブロッ
ク図、第５図および第６図は本発明の考え方をそれぞれ
説明するための図、第７図は従来のプロセス制御装置の
構成例を示す機能ブロック図である。 １・・・偏差演算部、２・・・微分先行形の制御演算部
、３・・・制御対象、４・・・補償演算部、５，６・・
・パラメータ設定部、７・・・判別部、８・・・切換ス
イッチ部、９・・・補償演算部、１０・・・不完全微分
演算部、１１・・・減算部、１２．１３・・・パラメー
タ設定部、１４・・・切換スイッチ部、１５．１６・・
・切換ス１′ツチ部、２１・・・比例＋積分演算部、２
２・・・減算部、２３・・・不完全微分演算部、２４・
・・比例ゲイン部、４１．４２・・・補償演算部、９１
．９２・・・補償演算部。
す機能ブロック図、第２図乃至第４図は本発明によるプ
ロセス制御装置の他の実施例をそれぞれ示す機能ブロッ
ク図、第５図および第６図は本発明の考え方をそれぞれ
説明するための図、第７図は従来のプロセス制御装置の
構成例を示す機能ブロック図である。 １・・・偏差演算部、２・・・微分先行形の制御演算部
、３・・・制御対象、４・・・補償演算部、５，６・・
・パラメータ設定部、７・・・判別部、８・・・切換ス
イッチ部、９・・・補償演算部、１０・・・不完全微分
演算部、１１・・・減算部、１２．１３・・・パラメー
タ設定部、１４・・・切換スイッチ部、１５．１６・・
・切換ス１′ツチ部、２１・・・比例＋積分演算部、２
２・・・減算部、２３・・・不完全微分演算部、２４・
・・比例ゲイン部、４１．４２・・・補償演算部、９１
．９２・・・補償演算部。
Claims (2)
- （１）制御対象からの制御量とこの目標値との偏差を算
出する偏差算出手段と、 前記偏差算出手段からの偏差に対して、前記制御量の外
乱による変動を最適に抑制する特性状態に調整された制
御定数（比例ゲイン、積分時間、微分時間）に基づいて
比例、積分、微分の各演算を実行し、調節演算出力を算
出する制御演算手段と、 前記制御演算手段の制御定数を、前記目標値の変化に対
しては当該目標値変化に最適に追随する特性状態へと等
価的に修正する補償演算手段とを備え、 前記補償演算手段における比例ゲイン修正係数を、前記
制御演算手段の微分演算の制御定数（微分時間）が０で
あるか０以外であるかに応じて修正するようにした ことを特徴とするプロセス制御装置。 - （２）制御対象からの制御量とこの目標値との偏差を算
出する偏差算出手段と、 前記偏差算出手段からの偏差に対して、前記制御量の外
乱による変動を最適に抑制する特性状態に調整された制
御定数（比例ゲイン、積分時間、微分時間）に基づいて
比例、積分、微分の各演算を実行し、調節演算出力を算
出する制御演算手段と、 前記制御演算手段の制御定数を、前記目標値の変化に対
しては当該目標値変化に最適に追随する特性状態へと等
価的に修正する補償演算手段とを備え、 前記補償演算手段における比例ゲイン修正係数および積
分時間修正係数を、前記制御演算手段の微分演算の制御
定数（微分時間）が０であるか０以外であるかに応じて
それぞれ修正するようにした ことを特徴とするプロセス制御装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066523A JPH07104681B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | プロセス制御装置 |
| AU31210/89A AU608421B2 (en) | 1988-03-18 | 1989-03-13 | Process control system |
| DE68919248T DE68919248T2 (de) | 1988-03-18 | 1989-03-16 | Prozessregelungssystem. |
| EP89302608A EP0333477B1 (en) | 1988-03-18 | 1989-03-16 | Process control system |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04601A (ja) * | 1990-04-18 | 1992-01-06 | Toshiba Corp | ２自由度調節装置 |
| US5394322A (en) * | 1990-07-16 | 1995-02-28 | The Foxboro Company | Self-tuning controller that extracts process model characteristics |
| US5541833A (en) * | 1987-03-30 | 1996-07-30 | The Foxboro Company | Multivariable feedforward adaptive controller |
| US5587896A (en) * | 1990-07-16 | 1996-12-24 | The Foxboro Company | Self-tuning controller |
| JP2011204265A (ja) * | 2011-06-08 | 2011-10-13 | Horiba Stec Co Ltd | マスフローコントローラ |
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Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0298701A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-11 | Toshiba Corp | 制御装置 |
| JP2835061B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1998-12-14 | 株式会社東芝 | 適応制御装置 |
| US5200681A (en) * | 1990-03-09 | 1993-04-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Process control system |
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| US5406474A (en) * | 1990-07-16 | 1995-04-11 | The Foxboro Company | Self-tuning controller |
| EP0474492B1 (en) * | 1990-09-07 | 1995-11-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Two degrees of freedom type control system |
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| DE19525907A1 (de) * | 1995-07-06 | 1997-01-09 | Hartmann & Braun Ag | Selbsteinstellbare Regeleinrichtung und Verfahren zur Selbsteinstellung dieses Reglers |
| US5848535A (en) * | 1997-03-24 | 1998-12-15 | Gas Research Institute | Control system having a binomial setpoint filter |
| JP2008074007A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 段ボールシート製造装置の制御システム |
| KR100796912B1 (ko) * | 2006-09-26 | 2008-01-22 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 모듈에서의 자동 노출 보정 방법 |
| DE102010001203B4 (de) * | 2010-01-26 | 2011-12-08 | Ford Global Technologies, Llc | Regelungsanordnung sowie -verfahren |
| JP5763598B2 (ja) * | 2012-07-31 | 2015-08-12 | 株式会社日立製作所 | プラント制御装置、プラント制御方法及びプラント制御プログラム |
| CN104781737A (zh) * | 2013-01-31 | 2015-07-15 | 西门子公司 | 一种过程控制方法、装置和系统 |
| JP6147687B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2017-06-14 | 株式会社東芝 | 制御パラメータ調整装置、および制御パラメータ調整プログラム |
| TWI716068B (zh) * | 2019-08-14 | 2021-01-11 | 群光電能科技股份有限公司 | 電源裝置及其控制方法 |
| CN113655710A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-16 | 云南昆钢电子信息科技有限公司 | 一种eb炉自动拉锭系统及方法 |
| CN115691850A (zh) * | 2022-08-25 | 2023-02-03 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 全厂功率协调控制系统氦气温度仿真方法和装置 |
| CN117270586B (zh) * | 2023-11-21 | 2024-01-30 | 深圳市普朗医疗科技发展有限公司 | 透明质酸钠凝胶制备的自动定量控制方法及系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54116580A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Toshiba Corp | Process controller |
| JPS61290505A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-20 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
| JPS6346502A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-02-27 | Yokogawa Electric Corp | Ｐｉｄ調節装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2036707A1 (ja) * | 1969-03-03 | 1970-12-31 | Alsthom | |
| DE2510837C3 (de) * | 1975-03-12 | 1985-07-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Einrichtung zur Regelung von totzeitbehafteten Regelstrecken |
| US4139887A (en) * | 1977-04-28 | 1979-02-13 | United Technologies Corporation | Dynamic compensation for multi-loop controls |
| US4563735A (en) * | 1982-03-26 | 1986-01-07 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Process controlling method and system involving separate determination of static and dynamic compensation components |
| US4500950A (en) * | 1982-04-12 | 1985-02-19 | Westinghouse Electric Corp. | Industrial process control apparatus and method |
| JPS59223803A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-15 | Hitachi Ltd | 制御装置 |
| AU550917B2 (en) * | 1984-04-13 | 1986-04-10 | Toshiba, Kabushiki Kaisha | Process control apparatus with reference model |
| US4755924A (en) * | 1985-02-19 | 1988-07-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Process controller having an adjustment system with two degrees of freedom |
| JPS61198302A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Toshiba Corp | 調節装置 |
| US4882526A (en) * | 1986-08-12 | 1989-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Adaptive process control system |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54116580A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Toshiba Corp | Process controller |
| JPS61290505A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-20 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
| JPS6346502A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-02-27 | Yokogawa Electric Corp | Ｐｉｄ調節装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5541833A (en) * | 1987-03-30 | 1996-07-30 | The Foxboro Company | Multivariable feedforward adaptive controller |
| JPH04601A (ja) * | 1990-04-18 | 1992-01-06 | Toshiba Corp | ２自由度調節装置 |
| US5394322A (en) * | 1990-07-16 | 1995-02-28 | The Foxboro Company | Self-tuning controller that extracts process model characteristics |
| US5587896A (en) * | 1990-07-16 | 1996-12-24 | The Foxboro Company | Self-tuning controller |
| JP2011204265A (ja) * | 2011-06-08 | 2011-10-13 | Horiba Stec Co Ltd | マスフローコントローラ |
| JPWO2020003403A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2021-07-08 | 理化工業株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
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