JPH04294402A - Pid control device - Google Patents

Pid control device

Info

Publication number
JPH04294402A
JPH04294402A JP8128491A JP8128491A JPH04294402A JP H04294402 A JPH04294402 A JP H04294402A JP 8128491 A JP8128491 A JP 8128491A JP 8128491 A JP8128491 A JP 8128491A JP H04294402 A JPH04294402 A JP H04294402A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control means
pid
manipulated variable
set value
pid control
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
Application number
JP8128491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masazo Ishibashi
政三 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chino Corp
Original Assignee
Chino Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chino Corp filed Critical Chino Corp
Priority to JP8128491A priority Critical patent/JPH04294402A/en
Publication of JPH04294402A publication Critical patent/JPH04294402A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気炉内の温度
、湿度、圧力等の現象を予め設定されたプログラムパタ
ーンに従って制御する調節計に適用され、各現象を制御
するにあたってPID定数の各パラメータを補正するP
ID制御装置に関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention is applied to a controller that controls phenomena such as temperature, humidity, and pressure in an electric furnace according to a preset program pattern. P to correct parameters
This relates to an ID control device.

【0002】0002

【従来の技術】例えば制御対象として電気炉等の各種熱
処理を行う場合には、定値またはプログラム調節計が多
用されている。この調節計では、例えば図3に示すよう
に予め設定されたプログラムパターンに従って定値ある
いは台形制御が行われる。さらに説明すると、電気炉内
に配設された熱電対からの測定値PVと予め設定された
プログラムパターンによる設定値SVとの比較により得
られる偏差をPID演算し、このPID演算された後の
出力である操作量MVに基づいて電気炉内の温度、湿度
、圧力等の現象の制御を行っていた。
2. Description of the Related Art Fixed value or program controllers are often used, for example, when various heat treatments such as electric furnaces are to be controlled. In this controller, fixed value or trapezoidal control is performed according to a preset program pattern as shown in FIG. 3, for example. To explain further, the deviation obtained by comparing the measured value PV from a thermocouple installed in the electric furnace with the set value SV according to a preset program pattern is calculated by PID, and the output after this PID calculation is performed. Phenomena such as temperature, humidity, and pressure inside the electric furnace were controlled based on the manipulated variable MV.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の調
節計では、測定値PVが設定値SVに収束して偏差が無
くなるようにPID演算して電気炉内の各現象の制御を
行っているが、実際には、外乱の影響で測定値PVが設
定値SVに収束して安定するまでに時間がかかり、図に
示すようなオーバシュートOSあるいはアンダシュート
USの制御誤差が発生して制御不安定な状態が必ず生じ
ていた。このオーバシュートOSあるいはアンダシュー
トUSによる制御誤差は、この種の調節計の制御におい
て最も嫌われるもので、この誤差分だけ無駄なエネルギ
ーを多く消費するという等の問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] This type of controller uses PID calculations to control each phenomenon in the electric furnace so that the measured value PV converges to the set value SV and there is no deviation. However, in reality, it takes time for the measured value PV to converge to the set value SV and stabilize due to the influence of disturbances, resulting in control errors due to overshoot OS or undershoot US as shown in the figure. A stable state always occurred. Control errors caused by overshoot OS or undershoot US are most disliked in the control of this type of controller, and there are problems such as a large amount of wasted energy being consumed by this error.

【0004】また、PID定数の各パラメータは制御対
象に伴って変わるため、その都度、オペレータがPID
制御器内におけるPID定数の各パラメータの調整を行
っていた。ところが、オーバシュートOSあるいはアン
ダシュートUSの生ずる度合いは、調整によって決まる
ことから、常に正確な調整が要求され、調整時間を要し
、このことがオペレータの作業負担となっていた。
[0004] Furthermore, since each parameter of the PID constant changes depending on the controlled object, the operator
Each parameter of the PID constant in the controller was adjusted. However, since the degree to which overshoot OS or undershoot US occurs is determined by the adjustment, accurate adjustment is always required and adjustment time is required, which places a burden on the operator.

【0005】そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて
なされたものであって、あらゆる制御対象に対してオー
バシュートあるいはアンダシュートの生ずる度合を減少
することができるとともに、PID定数の調整がそれほ
ど厳密でなく行えて調整時間の短縮が図れ、オペレータ
にかかる負担が軽減できるPID制御装置を提供するこ
とを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is capable of reducing the degree of occurrence of overshoot or undershoot for any controlled object, and also makes it possible to reduce the amount of adjustment of the PID constant. It is an object of the present invention to provide a PID control device that can perform adjustment without strictness, shorten adjustment time, and reduce the burden on the operator.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明によるPID制御装置は、予め設定された設定
値と制御対象からの測定値との偏差をPID演算し、該
PID演算された結果に対応する操作量を出力するPI
D制御手段と、予め決められたファジィルールに従って
前記設定値と測定値の状態から前記PID制御手段の操
作量を補正して出力するファジィ制御手段とを備えたこ
とを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a PID control device according to the present invention performs a PID calculation on the deviation between a preset setting value and a measured value from a controlled object. PI that outputs the manipulated variable corresponding to the result
The present invention is characterized by comprising a D control means and a fuzzy control means for correcting and outputting the operation amount of the PID control means from the state of the set value and the measured value according to a predetermined fuzzy rule.

【0007】[0007]

【作用】PID制御手段は予め設定された設定値と、制
御対象からの測定値との偏差をPID演算し、このPI
D演算された結果に対応する操作量をファジィ制御手段
に出力する。ファジィ制御手段は予め決められたファジ
ィルールに従って前記設定値と測定値の状態から前記操
作量を補正して出力する。
[Operation] The PID control means performs PID calculation of the deviation between the preset setting value and the measured value from the controlled object.
A manipulated variable corresponding to the result of the D calculation is output to the fuzzy control means. The fuzzy control means corrects and outputs the manipulated variable based on the set value and measured value according to a predetermined fuzzy rule.

【0008】[0008]

【実施例】図1は、本発明によるPID制御装置の一実
施例を示すブロック構成図である。この実施例によるP
ID制御装置は、例えば制御対象として電気炉内の温度
、湿度、圧力等の現象を制御する調節計に適用されるも
ので、各現象を制御する際にPID演算によって得られ
た操作量の補正を行うもので、PID制御手段1とファ
ジィ制御手段2とを備えて構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a PID control device according to the present invention. P according to this example
The ID control device is applied, for example, to a controller that controls phenomena such as temperature, humidity, and pressure in an electric furnace as a control target, and corrects the manipulated variable obtained by PID calculation when controlling each phenomenon. It is configured to include a PID control means 1 and a fuzzy control means 2.

【0009】PID制御手段1は制御対象として例えば
電気炉内に配設された熱電対からの測定値PVと、例え
ば予め設定されたプログラムパターンの設定値SVとが
入力しており、この測定値PVと設定値SVとの偏差E
(=SV−PV)を演算し、この偏差Eに基づく操作量
(例えば電気炉内のヒータを駆動するための電力に相当
)mvをファジィ制御手段2に出力している。
The PID control means 1 receives as control objects, for example, a measured value PV from a thermocouple disposed in an electric furnace, and, for example, a set value SV of a preset program pattern. Deviation E between PV and set value SV
(=SV-PV), and a manipulated variable mv (corresponding to, for example, electric power for driving a heater in an electric furnace) based on this deviation E is output to the fuzzy control means 2.

【0010】ファジィ制御手段2はPID制御手段1の
後段に直列接続されており、PID制御手段1と同様に
測定値PVと設定値SVとが入力している。このファジ
ィ制御手段2では、例えば測定値PVと設定値SVとの
間に偏差Eが生じた場合に、PID制御手段1からの操
作量mvの増減の度合いを、予め決められたファジィル
ールに従って偏差の状態から演算し最終的な操作量MV
を外部に出力している。なお、測定値PVと設定値SV
との間に偏差Eが生じていない場合には、PID制御手
段1から入力される操作量mvをそのままの状態で出力
している。
The fuzzy control means 2 is connected in series after the PID control means 1, and similarly to the PID control means 1, the measured value PV and set value SV are input thereto. In this fuzzy control means 2, for example, when a deviation E occurs between the measured value PV and the set value SV, the degree of increase/decrease in the manipulated variable mv from the PID control means 1 is determined according to a predetermined fuzzy rule. The final manipulated variable MV is calculated from the state of
is output to the outside. In addition, the measured value PV and set value SV
If there is no deviation E between the two, the manipulated variable mv input from the PID control means 1 is output as is.

【0011】次に、上記のように構成されるPID制御
装置の動作を図2に従って説明する。今、ファジィルー
ルの一例として、 (1)もし、偏差Eが正ならば、操作量を上げる。 (2)もし、偏差Eが零ならば、操作量をそのまま維持
する。 (3)もし、偏差Eが負ならば、操作量を下げる。 の3つのルールを与え、PID制御手段1に入力される
測定値PVと設定値SVとの間に偏差E=+3が生じた
とする。
Next, the operation of the PID control device configured as described above will be explained with reference to FIG. Now, as an example of a fuzzy rule: (1) If the deviation E is positive, increase the amount of operation. (2) If the deviation E is zero, the manipulated variable is maintained as it is. (3) If the deviation E is negative, reduce the manipulated variable. It is assumed that a deviation E=+3 occurs between the measured value PV input to the PID control means 1 and the set value SV.

【0012】すると、ファジィ制御手段2では、まず、
各ルールの一致度を求める。すなわち、ルール(1)で
は、偏差+3であるから、メンバーシップ関数A1より
度合Wは0.6となる(図2(a)参照)。次に、ルー
ル(2)では、偏差+3であるから、メンバーシップ関
数A2より度合Wは0.4となる(図2(b)参照)。 さらに、ルール(3)では、偏差+3であるから、メン
バーシップ関数A3より度合Wは0となる(図2(c)
参照)。
Then, in the fuzzy control means 2, first,
Find the degree of agreement for each rule. That is, in rule (1), since the deviation is +3, the degree W is 0.6 from the membership function A1 (see FIG. 2(a)). Next, in rule (2), since the deviation is +3, the degree W is 0.4 from the membership function A2 (see FIG. 2(b)). Furthermore, in rule (3), since the deviation is +3, the degree W is 0 from the membership function A3 (Figure 2(c)
reference).

【0013】そして、各ルール(1),(2),(3)
の結論部に求めた度合を当てはめると、結論部のメンバ
ーシップ関数は、ちょうど度合Wでカットされたメンバ
ーシップ関数B1,B2,B3になる。次に、度合Wで
カットされた結論部の各ルール(1),(2),(3)
のメンバーシップ関数B1,B2,B3を図2(d)の
ように1つに合成し、囲まれた境界部分の面積の重心を
求める。そして、求めた重心を操作量軸(X軸)に向か
って垂直に下ろし、操作量軸との交点が求める最終的な
補正操作量MVとなる。
[0013] Then, each rule (1), (2), (3)
When the obtained degrees are applied to the conclusion part of , the membership functions of the conclusion part become membership functions B1, B2, and B3 cut exactly by the degree W. Next, each rule (1), (2), (3) of the conclusion section cut by degree W
Membership functions B1, B2, and B3 are combined into one as shown in FIG. 2(d), and the center of gravity of the area of the enclosed boundary portion is determined. Then, the obtained center of gravity is vertically lowered toward the manipulated variable axis (X-axis), and the intersection with the manipulated variable axis becomes the final corrected manipulated variable MV.

【0014】従って、上述した実施例では、PID制御
手段1においてPID演算された結果に基づく操作量m
vをファジィ制御手段2で補正して微調整することがで
きるので、PID定数の設定値変更時においても、従来
に比べて立ち上がり時間が速く、あらゆる制御対象に対
してオーバシュートOSあるいはアンダシュートUSの
生ずる度合を減少することができ、測定値を設定値に対
して速く収束することができる。
Therefore, in the embodiment described above, the manipulated variable m based on the result of PID calculation in the PID control means 1
Since v can be corrected and finely adjusted by the fuzzy control means 2, the rise time is faster than before even when changing the set value of the PID constant, and overshoot OS or undershoot US is avoided for any controlled object. The degree to which this occurs can be reduced, and the measured value can be quickly converged to the set value.

【0015】また、制御安定時に、外乱により不安定な
状態が生じても、短時間で安定状態に制御することがで
きる。さらに、オペレータによるPID定数の各パラメ
ータの設定をそれほど厳密でなくラフに行えるので、従
来に比べて設定時間を短縮できるとともに、オペレータ
にかかる作業負担を軽減することができる。
Furthermore, even if an unstable state occurs due to disturbance when the control is stable, the control can be brought to a stable state in a short time. Furthermore, since the operator can set each parameter of the PID constant roughly and not so strictly, the setting time can be shortened compared to the conventional method, and the work burden on the operator can be reduced.

【0016】また、ファジィルールを採用したファジィ
制御手段2を用いることで、状態に応じた制御を行うべ
く膨大な知識ベースを有する従来の調節計に比べ、本実
施例による装置によれば、全調整則を組み込む必要がな
く、知識ベースを小さくでき、装置全体の小型化を図る
ことができる。また、PID制御手段1、ファジィ制御
手段2はマイクロプロセッサ等を用いメモリにソフト的
に組み込むことにより、さらに小型化が図れる。
Furthermore, by using the fuzzy control means 2 that employs fuzzy rules, the device according to the present embodiment has a vast knowledge base for controlling according to the state. There is no need to incorporate adjustment rules, the knowledge base can be made smaller, and the entire device can be made smaller. Further, the PID control means 1 and the fuzzy control means 2 can be further miniaturized by incorporating them into memory using a microprocessor or the like.

【0017】ところで、上述した実施例において、ファ
ジィ制御手段2の調整則を変えることにより、温度等の
ように制御応答の緩やかな系から流量、圧力等のような
制御応答の速い系まで安定して制御を行うことができる
。例えば、プログラムパターンのような制御のときは、
次のファジィルールを追加する(図3参照)。 (1A)前回設定値変化が正で今回設定値変化がそのま
まならば、操作量を減らす。 (2A)前回設定値変化が負で今回設定値変化がそのま
まならば、操作量を増す。 (3A)前回設定値変化がそのままで今回設定値変化が
正ならば、操作量を増す。 (4A)前回設定値変化がそのままで今回設定値変化が
負ならば、操作量を減らす。 また、連続炉、トンネル炉等のように設定値が時々刻々
と変化する制御に対しても安定した制御を実現すること
ができる。さらに、カスケード接続による制御、定値制
御等においても、同様に安定した制御を行うことができ
る。
By the way, in the above-mentioned embodiment, by changing the adjustment rule of the fuzzy control means 2, it is possible to stabilize systems ranging from systems with slow control responses such as temperature to systems with fast control responses such as flow rate and pressure. control. For example, when controlling a program pattern,
Add the following fuzzy rule (see Figure 3). (1A) If the previous set value change was positive and the current set value change remains the same, reduce the manipulated variable. (2A) If the previous set value change was negative and the current set value change remains the same, increase the manipulated variable. (3A) If the previous set value change remains the same and the current set value change is positive, increase the manipulated variable. (4A) If the previous set value change remains the same and the current set value change is negative, reduce the manipulated variable. In addition, stable control can be achieved even for control in which set values change from moment to moment, such as in continuous furnaces, tunnel furnaces, and the like. Furthermore, stable control can be similarly performed in cascade connection control, constant value control, and the like.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のPID制
御装置によれば、あらゆる制御対象に対してオーバシュ
ートあるいはアンダシュートの生ずる度合を減少させて
測定値を設定値に対して速く収束させることができる。 また、PID定数の調整がそれほど厳密でなくラフに行
え、調整時間の短縮が図れ、オペレータにかかる負担を
軽減することができる。
As explained above, according to the PID control device of the present invention, the degree of occurrence of overshoot or undershoot for all controlled objects is reduced, and measured values can quickly converge to set values. be able to. Further, the PID constant can be adjusted roughly and not so strictly, the adjustment time can be shortened, and the burden on the operator can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明によるPID制御装置の一実施例を示す
ブロック構成図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a PID control device according to the present invention.

【図2】同装置におけるファジィルールに基づくファジ
ィ制御手段の動作を説明するための図
[Fig. 2] A diagram for explaining the operation of the fuzzy control means based on fuzzy rules in the same device.

【図3】調節計によって制御される温度のプログラムパ
ターンに対する制御量の推移の一例を示す図
[Fig. 3] A diagram showing an example of the transition of the control amount with respect to the temperature program pattern controlled by the controller.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  PID制御手段 2  ファジィ制御手段 SV  設定値 PV  測定値 E  偏差 MV  補正操作量 1 PID control means 2 Fuzzy control means SV setting value PV measurement value E Deviation MV correction operation amount

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  予め設定された設定値と、制御対象か
らの測定値との偏差をPID演算し、該PID演算され
た結果に対応する操作量を出力するPID制御手段と、
予め決められたファジィルールに従って前記設定値と測
定値の状態から前記PID制御手段の操作量を補正して
出力するファジィ制御手段とを備えたことを特徴とする
PID制御装置。
1. PID control means for performing a PID calculation on a deviation between a preset setting value and a measured value from a controlled object, and outputting a manipulated variable corresponding to the PID calculation result;
A PID control device comprising fuzzy control means for correcting and outputting the operation amount of the PID control means from the state of the set value and measured value according to a predetermined fuzzy rule.
JP8128491A 1991-03-22 1991-03-22 Pid control device Pending JPH04294402A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8128491A JPH04294402A (en) 1991-03-22 1991-03-22 Pid control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8128491A JPH04294402A (en) 1991-03-22 1991-03-22 Pid control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04294402A true JPH04294402A (en) 1992-10-19

Family

ID=13742076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8128491A Pending JPH04294402A (en) 1991-03-22 1991-03-22 Pid control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04294402A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010253365A (en) * 2009-04-23 2010-11-11 Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd Control device
JP2015185110A (en) * 2014-03-26 2015-10-22 出光興産株式会社 Plant control apparatus and control method for continuously processing workpieces

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010253365A (en) * 2009-04-23 2010-11-11 Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd Control device
JP2015185110A (en) * 2014-03-26 2015-10-22 出光興産株式会社 Plant control apparatus and control method for continuously processing workpieces

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS635401A (en) Proportional control method for program temperature regulator
JPH0549452B2 (en)
JP3437807B2 (en) Control calculation device and control calculation method
JP3881593B2 (en) Control device
JP2009165258A (en) Servo motor controller with function of automatically regulating gain
JP3666107B2 (en) Flow control method
US6911628B1 (en) Control system and control unit
CN109964180B (en) Device and method for determining parameters of a control device
JPH09131087A (en) Servo system control gain adjusting device and adjusting method thereof
US5796608A (en) Self controllable regulator device
CN102067047B (en) Method and system for a bumpless PID controller switch
CN119052958A (en) Automatic denitration ammonia supply pipeline heat tracing control method and device
JP3269894B2 (en) Control method for control device of semiconductor manufacturing apparatus and control device therefor
JPH05324011A (en) PID controller
JP2791011B2 (en) Control parameter setting device for plant control system
JP2830640B2 (en) Adjustment control device
JPH0350602A (en) Gain setting device for robot
JPH0726721Y2 (en) Proportional control device such as water heater
JPH02259806A (en) Controller
JPH0833375A (en) Speed control device
JP3015523B2 (en) Process control equipment
JPS61138310A (en) Robot controller
JPS63161339A (en) Front fall operation control method for air conditioner
JPS61190602A (en) regulator
JPS6250901A (en) process control equipment