JPH05143105A - 自動制御装置 - Google Patents
自動制御装置Info
- Publication number
- JPH05143105A JPH05143105A JP30331791A JP30331791A JPH05143105A JP H05143105 A JPH05143105 A JP H05143105A JP 30331791 A JP30331791 A JP 30331791A JP 30331791 A JP30331791 A JP 30331791A JP H05143105 A JPH05143105 A JP H05143105A
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- Japan
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- target value
- controlled object
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＰＩ動作の自動制御装置に於いて、積分動作
が過剰に行われないようにし、大きいワインドアップ現
象が発生しないようにする。 【構成】 目標値Ｒと制御量Ｙの値との差である制御偏
差ｅに基づいて比例動作成分と積分動作成分とを含む操
作量Ｕを決定し、この操作量Ｕを制御対象７に与え、制
御対象７の作動を制御するＰＩ動作の自動制御装置に於
て、目標値ホールド手段１３を設け、制御対象７に与え
る操作量Ｕが制御対象７に対する操作量の上限値に応じ
て定められたホールド値に達した時には目標値Ｒを現在
値にホールドする。これにより制御偏差ｅが操作量Ｕを
飽和させるにまでは大きくなることがなくなり、これに
より何れの状態下にても操作量Ｕが飽和することがなく
なり、操作量飽和中に過積分動作が発生することが未然
に回避される。
が過剰に行われないようにし、大きいワインドアップ現
象が発生しないようにする。 【構成】 目標値Ｒと制御量Ｙの値との差である制御偏
差ｅに基づいて比例動作成分と積分動作成分とを含む操
作量Ｕを決定し、この操作量Ｕを制御対象７に与え、制
御対象７の作動を制御するＰＩ動作の自動制御装置に於
て、目標値ホールド手段１３を設け、制御対象７に与え
る操作量Ｕが制御対象７に対する操作量の上限値に応じ
て定められたホールド値に達した時には目標値Ｒを現在
値にホールドする。これにより制御偏差ｅが操作量Ｕを
飽和させるにまでは大きくなることがなくなり、これに
より何れの状態下にても操作量Ｕが飽和することがなく
なり、操作量飽和中に過積分動作が発生することが未然
に回避される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動制御装置に係り、
特に制御対象の作動をＰＩ動作により線形制御する自動
制御装置に関するものである。
特に制御対象の作動をＰＩ動作により線形制御する自動
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】サーボ機構、各種プロセス等の制御対象
の作動を線形制御する自動制御装置として、目標値（指
令値）と制御対象の出力である速度、位置、力等の制御
量の値との差、即ち制御偏差に基づいて比例動作成分と
積分動作成分とを含む操作量を決定し、この操作量を制
御対象である制御対象に与えて制御対象の作動を制御す
る、所謂ＰＩ動作の自動制御装置はよく知られている。
の作動を線形制御する自動制御装置として、目標値（指
令値）と制御対象の出力である速度、位置、力等の制御
量の値との差、即ち制御偏差に基づいて比例動作成分と
積分動作成分とを含む操作量を決定し、この操作量を制
御対象である制御対象に与えて制御対象の作動を制御す
る、所謂ＰＩ動作の自動制御装置はよく知られている。
【０００３】上述の如き自動制御装置に於ては、制御偏
差がほんの僅かでも積分動作成分が積算式に増加するこ
とにより操作量が時間の経過に伴い増加し、これにより
比例動作だけではなくすことがでない定常偏差が零に近
付き、オフセットをなくして制御量を目標値近くに保つ
制御が行われる。
差がほんの僅かでも積分動作成分が積算式に増加するこ
とにより操作量が時間の経過に伴い増加し、これにより
比例動作だけではなくすことがでない定常偏差が零に近
付き、オフセットをなくして制御量を目標値近くに保つ
制御が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き自動制御装
置に於ては、例えば、位置制御に於て、負荷が大きくな
り、これにより目標値と制御量の値との差である制御偏
差が大きくなると、制御対象の入力である操作量も大き
くなる。
置に於ては、例えば、位置制御に於て、負荷が大きくな
り、これにより目標値と制御量の値との差である制御偏
差が大きくなると、制御対象の入力である操作量も大き
くなる。
【０００５】しかし、サーボモータに於ける最高出力、
最高速度の如く、制御対象の入力には必ず上限が存在す
るから、操作量が大きくなると、これが飽和することが
ある。操作量が飽和すると、飽和により制御偏差が減少
しない間も積分動作成分は時間の経過に伴い増え続け、
過剰な積分動作成分が生じ、この過剰な積分動作成分の
消化のために、制御偏差が零になって位置決めが完了す
る際に、大きい行き過ぎが生じる、所謂ワインドアップ
現象が発生する。このワインドアップ現象は特に位置決
め制御に於いて大きい問題になる。
最高速度の如く、制御対象の入力には必ず上限が存在す
るから、操作量が大きくなると、これが飽和することが
ある。操作量が飽和すると、飽和により制御偏差が減少
しない間も積分動作成分は時間の経過に伴い増え続け、
過剰な積分動作成分が生じ、この過剰な積分動作成分の
消化のために、制御偏差が零になって位置決めが完了す
る際に、大きい行き過ぎが生じる、所謂ワインドアップ
現象が発生する。このワインドアップ現象は特に位置決
め制御に於いて大きい問題になる。
【０００６】本発明は、従来のＰＩ動作の自動制御装置
に於ける上述の如き問題点に着目してなされたものであ
り、積分動作が過剰に行われないようにし、大きいワイ
ンドアップ現象を発生しないよう改良された自動制御装
置を提供することを目的としている。
に於ける上述の如き問題点に着目してなされたものであ
り、積分動作が過剰に行われないようにし、大きいワイ
ンドアップ現象を発生しないよう改良された自動制御装
置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、目標値と制御量の値との差である制御偏差
に基づいて比例動作成分と積分動作成分とを含む操作量
を決定し、この操作量を制御対象に与え、制御対象の作
動を制御する自動制御装置に於て、前記制御対象に与え
る操作量が当該制御対象に対する操作量の上限値に応じ
て定められたホールド値に達した時には目標値を現在値
に維持する目標値ホールド手段を有していることを特徴
とする自動制御装置によって達成される。
明によれば、目標値と制御量の値との差である制御偏差
に基づいて比例動作成分と積分動作成分とを含む操作量
を決定し、この操作量を制御対象に与え、制御対象の作
動を制御する自動制御装置に於て、前記制御対象に与え
る操作量が当該制御対象に対する操作量の上限値に応じ
て定められたホールド値に達した時には目標値を現在値
に維持する目標値ホールド手段を有していることを特徴
とする自動制御装置によって達成される。
【０００８】
【作用】上述の如き構成によれば、操作量がホールド値
に達した時には、即ち制御対象に対する操作量の上限値
近くまで増加すると、目標値ホールド手段により目標値
が現在値に維持されて目標値がこれ以上に増大すること
を禁止され、目標値と制御量の値との差である制御偏差
が操作量を飽和させるにまでは大きくなることがなくな
り、これにより何れの状態下にても操作量が飽和するこ
とがなくなり、操作量の飽和中に過積分動作成分が発生
することが未然に回避される。
に達した時には、即ち制御対象に対する操作量の上限値
近くまで増加すると、目標値ホールド手段により目標値
が現在値に維持されて目標値がこれ以上に増大すること
を禁止され、目標値と制御量の値との差である制御偏差
が操作量を飽和させるにまでは大きくなることがなくな
り、これにより何れの状態下にても操作量が飽和するこ
とがなくなり、操作量の飽和中に過積分動作成分が発生
することが未然に回避される。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
説明する。
【００１０】図１は本発明による自動制御装置の一実施
例を示している。図１に於いて、自動制御装置は所定の
比例ゲインによる比例動作成分演算部１、積分器による
積分動作成分演算部３、増幅器５、およびサーボ機構、
あるいは各種プロセスによる制御対象７とで構成されて
いる。
例を示している。図１に於いて、自動制御装置は所定の
比例ゲインによる比例動作成分演算部１、積分器による
積分動作成分演算部３、増幅器５、およびサーボ機構、
あるいは各種プロセスによる制御対象７とで構成されて
いる。
【００１１】比例動作成分演算部１は、目標値Ｒと制御
対象７の出力による制御量Ｙとの差による制御偏差ｅを
加え合せ点９より与えられ、予め定められた比例ゲイン
に基づいて比例動作成分を演算するようになっている。
対象７の出力による制御量Ｙとの差による制御偏差ｅを
加え合せ点９より与えられ、予め定められた比例ゲイン
に基づいて比例動作成分を演算するようになっている。
【００１２】積分動作成分演算部３は、上述の制御偏差
ｅを加え合せ点９より与えられ、時間の経過に応じて増
加する積分動作成分を演算するようになっている。
ｅを加え合せ点９より与えられ、時間の経過に応じて増
加する積分動作成分を演算するようになっている。
【００１３】比例動作成分演算部１により演算される比
例動作成分と積分動作成分演算部３により演算される積
分動作成分とは加え合せ点１１にて互いに加算され、操
作量Ｕとして増幅器５を介して制御対象７に与えられる
ようになっている。
例動作成分と積分動作成分演算部３により演算される積
分動作成分とは加え合せ点１１にて互いに加算され、操
作量Ｕとして増幅器５を介して制御対象７に与えられる
ようになっている。
【００１４】これにより制御対象７は、操作量Ｕに応じ
て作動制御され、制御量Ｙを出力する。
て作動制御され、制御量Ｙを出力する。
【００１５】本実施例による自動制御装置は、上述の如
きＰＩ動作の自動制御装置の基本構成に加えて目標値ホ
ールド部１３を含んでいる。目標値ホールド部１３は、
操作量Ｕを入力し、操作量Ｕが制御対象７に対する操作
量の上限値より少し小さいホールドしきい値Ａを超えて
増大しょうとする時に加え合せ点９に与える目標値Ｒを
現在値に維持して目標値Ｒが現在値以上に増大すること
を禁止し、操作量Ｕがホールドしきい値Ａより所定のシ
ステリシスだけ小さいホールド解除しきい値Ｂ以下にな
るまで、この状態を維持し、これ以外の時には制御系に
入力される目標値Ｒを加え合せ点９に与えるリアルタイ
ムに与えるようになっている。
きＰＩ動作の自動制御装置の基本構成に加えて目標値ホ
ールド部１３を含んでいる。目標値ホールド部１３は、
操作量Ｕを入力し、操作量Ｕが制御対象７に対する操作
量の上限値より少し小さいホールドしきい値Ａを超えて
増大しょうとする時に加え合せ点９に与える目標値Ｒを
現在値に維持して目標値Ｒが現在値以上に増大すること
を禁止し、操作量Ｕがホールドしきい値Ａより所定のシ
ステリシスだけ小さいホールド解除しきい値Ｂ以下にな
るまで、この状態を維持し、これ以外の時には制御系に
入力される目標値Ｒを加え合せ点９に与えるリアルタイ
ムに与えるようになっている。
【００１６】制御対象７に対する操作量の上限値は既知
の値であり、これによりホールドしきい値Ａおよびホー
ルド解除しきい値Ｂは各々制御対象７に応じて予め適正
値に設定される。
の値であり、これによりホールドしきい値Ａおよびホー
ルド解除しきい値Ｂは各々制御対象７に応じて予め適正
値に設定される。
【００１７】目標値ホールド部１３は、ハードウェア、
ソフトウェアの何れにより構成されていてもよい。
ソフトウェアの何れにより構成されていてもよい。
【００１８】上述の如き構成によれば、制御対象７に与
える操作量Ｕがホールドしきい値Ａに達した時には、換
言すれば制御対象７に与える操作量Ｕが飽和しそうにな
ると、目標値ホールド部１３が加え合せ点９に与える目
標値Ｒを現在値に維持、即ちホールドする。これにより
加え合せ点９に与えられる目標値Ｒが、現在値を維持
し、この時の入力目標値に拘らず現在値以上に増大する
ことが禁止される。
える操作量Ｕがホールドしきい値Ａに達した時には、換
言すれば制御対象７に与える操作量Ｕが飽和しそうにな
ると、目標値ホールド部１３が加え合せ点９に与える目
標値Ｒを現在値に維持、即ちホールドする。これにより
加え合せ点９に与えられる目標値Ｒが、現在値を維持
し、この時の入力目標値に拘らず現在値以上に増大する
ことが禁止される。
【００１９】これにより目標値Ｒと制御量Ｙの値の差に
よる制御偏差ｅが操作量Ｕを飽和させるにまでは大きく
なることがなくなり、操作量Ｕが飽和することが未然に
回避される。これにより、操作量Ｕの飽和中に積分動作
成分演算部３が無駄な積分動作成分の演算を行う状態に
なることが未然に回避され、過積分動作の発生が回避さ
れる。この結果、大きい行き過ぎが生じることが回避さ
れ、大きいワインドアップ現象が発生しなくなる。
よる制御偏差ｅが操作量Ｕを飽和させるにまでは大きく
なることがなくなり、操作量Ｕが飽和することが未然に
回避される。これにより、操作量Ｕの飽和中に積分動作
成分演算部３が無駄な積分動作成分の演算を行う状態に
なることが未然に回避され、過積分動作の発生が回避さ
れる。この結果、大きい行き過ぎが生じることが回避さ
れ、大きいワインドアップ現象が発生しなくなる。
【００２０】制御対象７に与える操作量Ｕがホールド解
除しきい値Ｂ以下に低減、即ち制御対象７に与える操作
量Ｕが飽和しそうになる虞れがなくなるまで操作量Ｕが
低減すると、目標値ホールド部１３による目標値Ｒのホ
ールドが解除され、これにより加え合せ点９に与えられ
る目標値Ｒの増大変化が許容され、以降、制御対象７に
与える操作量Ｕがホールドしきい値Ａに達るまで、この
状態が維持される。
除しきい値Ｂ以下に低減、即ち制御対象７に与える操作
量Ｕが飽和しそうになる虞れがなくなるまで操作量Ｕが
低減すると、目標値ホールド部１３による目標値Ｒのホ
ールドが解除され、これにより加え合せ点９に与えられ
る目標値Ｒの増大変化が許容され、以降、制御対象７に
与える操作量Ｕがホールドしきい値Ａに達るまで、この
状態が維持される。
【００２１】図２の（ａ）、（ｂ）は上述の如き構成よ
りなる本発明の自動制御装置に於ける操作量Ｕと加え合
せ点９に与える目標値Ｒの経時変化例を示している。図
２（ａ）、（ｂ）は、時点Ｔ1 にて操作量Ｕがホールド
しきい値Ａに達し、その後の時点Ｔ2 にて操作量Ｕがホ
ールド解除しきい値Ｂ以下に低減し、更に時点Ｔ3 にて
操作量Ｕが再びホールドしきい値Ａに達し、その後の時
点Ｔ4 にて操作量Ｕがホールド解除しきい値Ｂ以下に低
減したことを例示しており、この場合は、時点Ｔ1 と時
点Ｔ2 との間、および時点Ｔ3 と時点Ｔ4 との間の各々
にて目標値Ｒがホールドされ、制御対象７に与える操作
量Ｕが飽和することが回避される。
りなる本発明の自動制御装置に於ける操作量Ｕと加え合
せ点９に与える目標値Ｒの経時変化例を示している。図
２（ａ）、（ｂ）は、時点Ｔ1 にて操作量Ｕがホールド
しきい値Ａに達し、その後の時点Ｔ2 にて操作量Ｕがホ
ールド解除しきい値Ｂ以下に低減し、更に時点Ｔ3 にて
操作量Ｕが再びホールドしきい値Ａに達し、その後の時
点Ｔ4 にて操作量Ｕがホールド解除しきい値Ｂ以下に低
減したことを例示しており、この場合は、時点Ｔ1 と時
点Ｔ2 との間、および時点Ｔ3 と時点Ｔ4 との間の各々
にて目標値Ｒがホールドされ、制御対象７に与える操作
量Ｕが飽和することが回避される。
【００２２】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による自動制御装置によれば、操作量が制御対象に対す
る操作量の上限値近くまで増加すると、目標値ホールド
手段により目標値が現在値に維持されて目標値がこれ以
上に増大することが禁止され、目標値と制御量の値との
差である制御偏差が操作量を飽和させるにまでは大きく
なることがなくなり、つまり入力に追従しない出力に対
して無理に目標値を増大することがなくなる。これによ
り何れの状態下にても操作量が飽和することがなくな
り、操作量飽和中の積分動作に起因するワインドアップ
現象の発生が回避され、整定性が改善される。
による自動制御装置によれば、操作量が制御対象に対す
る操作量の上限値近くまで増加すると、目標値ホールド
手段により目標値が現在値に維持されて目標値がこれ以
上に増大することが禁止され、目標値と制御量の値との
差である制御偏差が操作量を飽和させるにまでは大きく
なることがなくなり、つまり入力に追従しない出力に対
して無理に目標値を増大することがなくなる。これによ
り何れの状態下にても操作量が飽和することがなくな
り、操作量飽和中の積分動作に起因するワインドアップ
現象の発生が回避され、整定性が改善される。
【図１】本発明による自動制御装置の一実施例を示すブ
ロック線図である。
ロック線図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の自動制御装置に於け
る操作量と加え合せ点に与える目標値の経時変化例を示
すグラフである。
る操作量と加え合せ点に与える目標値の経時変化例を示
すグラフである。
１ 比例動作成分演算部 ３ 積分動作成分演算部 ５ 増幅器 ７ サーボ機構 ９、１１ 加え合せ点 １３ 目標値ホールド部
Claims (1)
- 【請求項１】 目標値と制御量の値との差である制御偏
差に基づいて比例動作成分と積分動作成分とを含む操作
量を決定し、この操作量を制御対象に与え、制御対象の
作動を制御する自動制御装置に於て、 前記制御対象に与える操作量が当該制御対象に対する操
作量の上限値に応じて定められたホールド値に達した時
には目標値を現在値に維持する目標値ホールド手段を有
していることを特徴とする自動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30331791A JPH05143105A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30331791A JPH05143105A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 自動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05143105A true JPH05143105A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=17919514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30331791A Pending JPH05143105A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 自動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05143105A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10220618A (ja) * | 1997-02-12 | 1998-08-21 | Yokogawa Electric Corp | バルブポジショナ |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP30331791A patent/JPH05143105A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10220618A (ja) * | 1997-02-12 | 1998-08-21 | Yokogawa Electric Corp | バルブポジショナ |
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