JPH02253301A - フィードフォワード・フィードバック制御方法 - Google Patents
フィードフォワード・フィードバック制御方法Info
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- JPH02253301A JPH02253301A JP7391889A JP7391889A JPH02253301A JP H02253301 A JPH02253301 A JP H02253301A JP 7391889 A JP7391889 A JP 7391889A JP 7391889 A JP7391889 A JP 7391889A JP H02253301 A JPH02253301 A JP H02253301A
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- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 17
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 11
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
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Landscapes
- 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］
本発明は、フィードフォワード制御系におけるゲインを
自動的に調整し、最適なフィードフォワード・フィード
バック制御を行なえるようにしたフィードフォワード・
フィードバック制御方法に関する。
自動的に調整し、最適なフィードフォワード・フィード
バック制御を行なえるようにしたフィードフォワード・
フィードバック制御方法に関する。
［従来の技術］
従来、プロセス制御において、制御対象に大きな応答遅
れがある場合には、フィードフォワード制御とフィード
バック制御を併用することが多い、これは、フィードバ
ック制御系が、出力を検出し、これを目標値と比較して
から調節動作を行なうため、検出は正確であっても、信
号が閉回路を巡回して伝わる時間的遅れをともなうこと
などから、変動の速い入力に対して偏差の少ない制御を
行なうことかきわめてむずかしいこと、一方、フィード
フォワード制御系は、入力側の変動な検出したり予想し
て、その変動に対して即座に影響を除くように作用する
ものの、このようなフィードフォワード制御系を完全に
設計するためには、系内の全伝達関数を正確に把握しな
ければならないなど、それぞれの制御系に問題点があり
、これを相互に補足するためである。
れがある場合には、フィードフォワード制御とフィード
バック制御を併用することが多い、これは、フィードバ
ック制御系が、出力を検出し、これを目標値と比較して
から調節動作を行なうため、検出は正確であっても、信
号が閉回路を巡回して伝わる時間的遅れをともなうこと
などから、変動の速い入力に対して偏差の少ない制御を
行なうことかきわめてむずかしいこと、一方、フィード
フォワード制御系は、入力側の変動な検出したり予想し
て、その変動に対して即座に影響を除くように作用する
ものの、このようなフィードフォワード制御系を完全に
設計するためには、系内の全伝達関数を正確に把握しな
ければならないなど、それぞれの制御系に問題点があり
、これを相互に補足するためである。
［解決すべき課題］
しかしながら、フィードフォワード制御とフィードバッ
ク制御方法を併用した場合であっても、制御対象の負荷
変動時（例えば、チャージアップ／ダウン）などにはプ
ロセス動特性が大きく変化するため、フィードフォワー
ドモデルの再調整を行なわなければならず、運転員に大
きな負担をかけるという問題があった。特に、フィード
フォワード・フィードバック制御系はフィードフォワー
ド要素に制御特有の伝達関数表現を用いているため、運
転員に、より大きな負担をかける結果となっていた。
ク制御方法を併用した場合であっても、制御対象の負荷
変動時（例えば、チャージアップ／ダウン）などにはプ
ロセス動特性が大きく変化するため、フィードフォワー
ドモデルの再調整を行なわなければならず、運転員に大
きな負担をかけるという問題があった。特に、フィード
フォワード・フィードバック制御系はフィードフォワー
ド要素に制御特有の伝達関数表現を用いているため、運
転員に、より大きな負担をかける結果となっていた。
本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、負
荷変動に応じてフィードフォワード制御系の補償ゲイン
を自動的に調整することにより、最適な制御を可能なら
しめるとともに、運転員の負担を軽減したプロセスのフ
ィードフォワード。
荷変動に応じてフィードフォワード制御系の補償ゲイン
を自動的に調整することにより、最適な制御を可能なら
しめるとともに、運転員の負担を軽減したプロセスのフ
ィードフォワード。
フィードバック制御方法の提供を目的とする。
［課題の解決手段］
上記目的を達成するため本発明におけるフィードフォワ
ード・フィードバック制御方法は、実際のプロセスへの
操作量およびフィードフォワード制御系操作量のトレン
ドデータを採集するとともに、これら操作量の平均値か
らの偏差積分値を求め、 かつ、フィードフォワード制御系操作量の平均値からの
偏差積分値より実際のプロセスへの操作量の平均値から
の偏差積分値を減算した値か。
ード・フィードバック制御方法は、実際のプロセスへの
操作量およびフィードフォワード制御系操作量のトレン
ドデータを採集するとともに、これら操作量の平均値か
らの偏差積分値を求め、 かつ、フィードフォワード制御系操作量の平均値からの
偏差積分値より実際のプロセスへの操作量の平均値から
の偏差積分値を減算した値か。
所定の範囲内にあるときに、次回のフィードフォワード
モデルのゲインを現在のゲインのままとし、 所定の範囲を越えているときには、調整則によって、上
記フィードフォワード制御系操作量の平均値からの偏差
積分値と実際のプロセスへの操作量の平均値からの偏差
積分値の差に応じて、現在のフィードフォワードゲイン
を一定周期ごとに修正する方法としである。
モデルのゲインを現在のゲインのままとし、 所定の範囲を越えているときには、調整則によって、上
記フィードフォワード制御系操作量の平均値からの偏差
積分値と実際のプロセスへの操作量の平均値からの偏差
積分値の差に応じて、現在のフィードフォワードゲイン
を一定周期ごとに修正する方法としである。
［実施例コ
以下、本発明方法を、エチレン製造方法におけるプロピ
レン蒸留塔の制御方法に適用した場合を例にとって説明
する。
レン蒸留塔の制御方法に適用した場合を例にとって説明
する。
第１図は、本発明方法の制御対象となるプロピレン蒸留
塔のプロセスシートを示し、第２図は同じくブロック図
を示す、このエチレン製造装置のプロピレン蒸留塔は、
塔頂からプロピレンを、塔底からプロパンを蒸留・分離
している。そして、塔頂製品であるプロピレンの組成を
管理するため、プロピレン中の不純物プロパン濃度を測
定し、リフラックス流量を操作量とする組成制御系を構
成している。また、供給量の変化を操作量に反映させる
フィードフォワード制御系を付加しである。
塔のプロセスシートを示し、第２図は同じくブロック図
を示す、このエチレン製造装置のプロピレン蒸留塔は、
塔頂からプロピレンを、塔底からプロパンを蒸留・分離
している。そして、塔頂製品であるプロピレンの組成を
管理するため、プロピレン中の不純物プロパン濃度を測
定し、リフラックス流量を操作量とする組成制御系を構
成している。また、供給量の変化を操作量に反映させる
フィードフォワード制御系を付加しである。
第１及び２図において、１０は蒸留塔、１１はプロピレ
ンのレシーバ、１２は製品であるプロピレン中のプロパ
ン濃度を検出するガスクロマトグラフである。１３はフ
ィードバック制御器であり、ガスクロマトグラフ１２で
検出したプロパン濃度と、あらかじめ定めたプロピレン
目標濃度の差に応じた操作量を出力する。１４は蒸留塔
１０へ供給される原料の流量計、２０はフィードフォワ
ード制御器である。
ンのレシーバ、１２は製品であるプロピレン中のプロパ
ン濃度を検出するガスクロマトグラフである。１３はフ
ィードバック制御器であり、ガスクロマトグラフ１２で
検出したプロパン濃度と、あらかじめ定めたプロピレン
目標濃度の差に応じた操作量を出力する。１４は蒸留塔
１０へ供給される原料の流量計、２０はフィードフォワ
ード制御器である。
１５はフィードバック制御器１３とフィードフォワード
制御器２０からの信号を加算する加算器、１６はリフラ
ックス流量計、１７は加算器１５からの操作量とりフラ
ックス流量計１６からの検出値にもとづいてリフラック
ス量の調節を行なう調節弁である。
制御器２０からの信号を加算する加算器、１６はリフラ
ックス流量計、１７は加算器１５からの操作量とりフラ
ックス流量計１６からの検出値にもとづいてリフラック
ス量の調節を行なう調節弁である。
フィードフォワード制御器２０は、フィードフォワード
モデルのゲイン調節部２１を有し、かつ、このゲイン調
節部２１を調節するための自動調整部２２を有している
。自動調整部２２は、フィードフォワードゲイン調節部
２１からの操作量と加算器１５からの操作量が等しくな
るよう、すなわち、フィードバック制御器１３の操作量
を零に近づけるようにフィードフォワードゲイン調節部
２１を調整し、フィードフォワード制御系のゲインを変
える。
モデルのゲイン調節部２１を有し、かつ、このゲイン調
節部２１を調節するための自動調整部２２を有している
。自動調整部２２は、フィードフォワードゲイン調節部
２１からの操作量と加算器１５からの操作量が等しくな
るよう、すなわち、フィードバック制御器１３の操作量
を零に近づけるようにフィードフォワードゲイン調節部
２１を調整し、フィードフォワード制御系のゲインを変
える。
第３図は、第１及び２図に示すプロピレン蒸留塔の制御
系をブロック線図に示したもので、同図における記号の
説明は次のとおりである。
系をブロック線図に示したもので、同図における記号の
説明は次のとおりである。
ｄ：外乱
Ｇｅ：フィードバック制御器の伝達関数ＧＰ：プロセス
の伝達関数 Ｇｄ：外乱の伝達関数 Ｇｙ：フィートフォワードモデルの伝達関数Ｇｒ：Ｇｒ
の進み／遅れ伝達関数 Ｋｒ：フィートフォワードモデルの定常ゲインｒ：目標
値 ｙ：被制御量 ｕ２ ：フィートフォワード制御系の操作量ｕ８：フィ
ードバック制御系の操作量 ｕＰ：実際プロセスへの操作量 （ｕｐ ＝ＵＦ ＋Ｕ、） 上記のプロセスの制御系において、本発明のフィードフ
ォワード・フィードバック制御方法は、フィードバック
制御系の操作量Ｕ、を零に近づけるように、すなわち、
実際のプロセスへの操作量ＵＰとフィードフォワード制
御系の操作量Ｕ１が等しい（Ｕｐ ＝Ｕｙ ＋ＵＢにお
いて、Ｕ。
の伝達関数 Ｇｄ：外乱の伝達関数 Ｇｙ：フィートフォワードモデルの伝達関数Ｇｒ：Ｇｒ
の進み／遅れ伝達関数 Ｋｒ：フィートフォワードモデルの定常ゲインｒ：目標
値 ｙ：被制御量 ｕ２ ：フィートフォワード制御系の操作量ｕ８：フィ
ードバック制御系の操作量 ｕＰ：実際プロセスへの操作量 （ｕｐ ＝ＵＦ ＋Ｕ、） 上記のプロセスの制御系において、本発明のフィードフ
ォワード・フィードバック制御方法は、フィードバック
制御系の操作量Ｕ、を零に近づけるように、すなわち、
実際のプロセスへの操作量ＵＰとフィードフォワード制
御系の操作量Ｕ１が等しい（Ｕｐ ＝Ｕｙ ＋ＵＢにお
いて、Ｕ。
＝０→Ｕｐ＝Ｏｒ）最適調整状態となるようにフィード
フォワードモデルの定常ゲインに２をｗ４節する。
フォワードモデルの定常ゲインに２をｗ４節する。
次に、本発明制御方法を、第４図に示すフローチャート
を参照しつつ詳細に説明する。
を参照しつつ詳細に説明する。
■ 制御周期か否かを判断する（４０１）。
■ 一定期間での実際プロセスへの操作量Ｕｐと、フィ
ードフォワード制御系の操作量Ｕ２のトレンドデータを
採集して記憶する（４０２）。
ードフォワード制御系の操作量Ｕ２のトレンドデータを
採集して記憶する（４０２）。
■ 次いで、フィードフォワード制御系の操作量Ｕ、及
び実際のプロセスへの操作量Ｕ、の平均値か所定範囲（
調整則完了範囲）１δ１に入っているか否かを確認する
（４０３）。
び実際のプロセスへの操作量Ｕ、の平均値か所定範囲（
調整則完了範囲）１δ１に入っているか否かを確認する
（４０３）。
■そして、上記差が所定範囲に入っていれば。
フィードフォワードモデルの次回のゲインＫ ｎｉｌを
現在のゲインＫｎＦのままとする（４０４）。
現在のゲインＫｎＦのままとする（４０４）。
■また、上記差か所定範囲を越えているときには、ゲイ
ンを次のように修正する。すなわち。
ンを次のように修正する。すなわち。
フィードフォワード制御系操作量Ｕ２の平均値セスへの
操作量ＵＰの平均値からの偏差積分値Ｋｎｌ−から修正
定数αを減算し、次回のゲインＫ ｎ Ｉ Ｉ２とする
。
操作量ＵＰの平均値からの偏差積分値Ｋｎｌ−から修正
定数αを減算し、次回のゲインＫ ｎ Ｉ Ｉ２とする
。
は、現在のゲインに、に修正定Φ数αを加算し、次回の
ゲインＫｎ＋′１トする（４０５）。
ゲインＫｎ＋′１トする（４０５）。
これを一定周期ごとに繰り返し実行する。
このように、本発明のフィードフォワード・フィードバ
ック制御方法をプロピレン蒸留塔の塔頂組成制御系に適
用して実験を行なったところ、本発明制御方法の適用前
に最大０．５％の組成変動（プロパン濃度）のあったも
のをζ本発明制御方法を適用することにより、最大０．
１２％に抑えることができた。
ック制御方法をプロピレン蒸留塔の塔頂組成制御系に適
用して実験を行なったところ、本発明制御方法の適用前
に最大０．５％の組成変動（プロパン濃度）のあったも
のをζ本発明制御方法を適用することにより、最大０．
１２％に抑えることができた。
［発明の効果］
以上のように本発明のフィードフォワード・フィードバ
ック制御方法によれば、フィードフォワードモデルにお
けるゲインの最適調整を自動的に行なうことができるの
て、制御性の向上を図れるとともに、負荷変動時などに
おける運転員の負担を著しく軽減できる効果がある。
ック制御方法によれば、フィードフォワードモデルにお
けるゲインの最適調整を自動的に行なうことができるの
て、制御性の向上を図れるとともに、負荷変動時などに
おける運転員の負担を著しく軽減できる効果がある。
第１図は１本発明方法の制御対象となるプロピレン蒸留
塔のプロセスシート、第２図は同じくブロック図、第３
図は同じく制御系のブロック線図、第４図は本発明方法
を説明するためのフローチャート、第５図は操作量の平
均値からの偏差積分値な表すための図を示す。 ｌＯ：蒸留塔 １２：ガスク口マトグラフ１３：
フィートバック制御器 １４：原料流量計 １６：リフラツクス量流量計 ２０：フィートフォワード制御器 ２１：フィートフォワードゲイン調整部２２：自動調整
部
塔のプロセスシート、第２図は同じくブロック図、第３
図は同じく制御系のブロック線図、第４図は本発明方法
を説明するためのフローチャート、第５図は操作量の平
均値からの偏差積分値な表すための図を示す。 ｌＯ：蒸留塔 １２：ガスク口マトグラフ１３：
フィートバック制御器 １４：原料流量計 １６：リフラツクス量流量計 ２０：フィートフォワード制御器 ２１：フィートフォワードゲイン調整部２２：自動調整
部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 実際のプロセスへの操作量及びフィードフオワード制御
系操作量のトレンドデータを採集するとともに、これら
操作量の平均値からの偏差積分値を求め、 かつ、フィードフォワード制御系操作量の平均値からの
偏差積分値より実際のプロセスへの操作量の平均値から
の偏差積分値を減算した値が、所定の範囲内にあるとき
に、次回のフィードフォワードモデルのゲインを現在の
ゲインのままとし、 所定の範囲を越えているときには、調整則によって、上
記フィードフォワード制御系操作量の平均値からの偏差
積分値と実際のプロセスへの操作量の平均値からの偏差
積分値の差に応じて、現在のフィードフォワードゲイン
を一定周期ごとに修正することを特徴としたフィードフ
ォワード・フィードバック制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7391889A JPH02253301A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | フィードフォワード・フィードバック制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7391889A JPH02253301A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | フィードフォワード・フィードバック制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02253301A true JPH02253301A (ja) | 1990-10-12 |
Family
ID=13532025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7391889A Pending JPH02253301A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | フィードフォワード・フィードバック制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02253301A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011138326A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Toshiba Corp | フィードフォワード制御装置およびフィードフォワード制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164805A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-27 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
| JPS6121505A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-30 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP7391889A patent/JPH02253301A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60164805A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-27 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
| JPS6121505A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-30 | Toshiba Corp | プロセス制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011138326A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Toshiba Corp | フィードフォワード制御装置およびフィードフォワード制御方法 |
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