JPH0610761B2 - 調節計 - Google Patents
調節計Info
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- JPH0610761B2 JPH0610761B2 JP60248451A JP24845185A JPH0610761B2 JP H0610761 B2 JPH0610761 B2 JP H0610761B2 JP 60248451 A JP60248451 A JP 60248451A JP 24845185 A JP24845185 A JP 24845185A JP H0610761 B2 JPH0610761 B2 JP H0610761B2
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- damping
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、少なくとも比例（Ｐ）、積分（Ｉ）演算定数
を最適な値に自動的に調整する調節計に関する。更に詳
しくは、本発明は、プロセスに外乱を与えることなく、
ランダムに発生する外乱等による制御量の変化をみて、
最適の応答となるようにＰＩ演算定数を調整するオート
チューニング調節計に関するものである。
を最適な値に自動的に調整する調節計に関する。更に詳
しくは、本発明は、プロセスに外乱を与えることなく、
ランダムに発生する外乱等による制御量の変化をみて、
最適の応答となるようにＰＩ演算定数を調整するオート
チューニング調節計に関するものである。
（従来の技術） フィードバック制御に用いられるプロセス用PI調節計に
おいて、ＰＩ演算定数の設定は、プロセス運転者あるい
は計装エンジニアの長年の知識と経験に基づいて手動に
よって行なわれているのが現状である。しかしながら、
手動設定によるものは、プロセスのスタートアップ時、
負荷変動時、予期しない外乱混入時、あるいは非線形ゲ
イン特性を持つ系等の状況の下では、一時的あるいは定
常的にプロセス運転の乱れを生じ、状況によっては経済
的損失を及ぼすことがあった。
おいて、ＰＩ演算定数の設定は、プロセス運転者あるい
は計装エンジニアの長年の知識と経験に基づいて手動に
よって行なわれているのが現状である。しかしながら、
手動設定によるものは、プロセスのスタートアップ時、
負荷変動時、予期しない外乱混入時、あるいは非線形ゲ
イン特性を持つ系等の状況の下では、一時的あるいは定
常的にプロセス運転の乱れを生じ、状況によっては経済
的損失を及ぼすことがあった。
そこで、ＰＩ演算定数をオートチューニングするように
した調節計が提案されている。これまで提案されている
オートチューニング調節計は、補助コントローラを主コ
ントローラに対して並列的に接続し、補助コントローラ
のゲインをあげ、振動を起させ、その振幅，周波数か
ら、Ziegler,Nicholsによる所謂Z,N限界感度法に基づい
てPI定数を決定するもの（昭和45年計測自動制御学会論
文集Vol6.No.6P55〜Ｐ60限界感度法を利用した適応制御
系の研究，北森俊行）、オン，オフ発生器を使用してリ
ミットサイクルを発生させ、その振幅等から最適なＰＩ
演算定数を決定するようにしたもの（昭和48年計測自動
制御学会第12回学術講演会予稿集P617〜P624PID自動設
定形アダプティブ・コントローラ須見，福田）等があ
る。
した調節計が提案されている。これまで提案されている
オートチューニング調節計は、補助コントローラを主コ
ントローラに対して並列的に接続し、補助コントローラ
のゲインをあげ、振動を起させ、その振幅，周波数か
ら、Ziegler,Nicholsによる所謂Z,N限界感度法に基づい
てPI定数を決定するもの（昭和45年計測自動制御学会論
文集Vol6.No.6P55〜Ｐ60限界感度法を利用した適応制御
系の研究，北森俊行）、オン，オフ発生器を使用してリ
ミットサイクルを発生させ、その振幅等から最適なＰＩ
演算定数を決定するようにしたもの（昭和48年計測自動
制御学会第12回学術講演会予稿集P617〜P624PID自動設
定形アダプティブ・コントローラ須見，福田）等があ
る。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような構成のオートチューニング調
節計は、プロセスを振動状態にしたり、ＰＩ定数決定の
際に制御系へ強制的に外乱（同定信号）を与える必要が
あり、このためにプロセスへ少なからぬ影響を与えると
いう問題点があった。
節計は、プロセスを振動状態にしたり、ＰＩ定数決定の
際に制御系へ強制的に外乱（同定信号）を与える必要が
あり、このためにプロセスへ少なからぬ影響を与えると
いう問題点があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、プロセスに影響を与えることなく最適なＰ
Ｉ演算定数を設定することのできるオートチューニング
機能を備えた調節計を実現しようとするものである。
その目的は、プロセスに影響を与えることなく最適なＰ
Ｉ演算定数を設定することのできるオートチューニング
機能を備えた調節計を実現しようとするものである。
また、本発明の他の目的は、少ない演算回数で最適なＰ
Ｉ演算定数に迅速にチューニングすることのできる調節
計を実現することにある。
Ｉ演算定数に迅速にチューニングすることのできる調節
計を実現することにある。
（問題点を解決するための手段） 前記した目的を達成する本発明は、 プロセスよりのプロセス量と設定値との偏差信号に少な
くとも比例，積分演算を行い、得られた操作量を前記プ
ロセスに出力するＰＩ制御手段と、 前記プロセス量またはプロセス量と設定値との偏差信号
の波形を観測し当該信号が所定の値以上となった場合そ
の波形パターンのピーク情報（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）及び
当該ピークが発生する時刻情報（ｔ１，ｔ２，ｔ３）に
基づいてオーバーシュート量ＯＶＳ（＝−Ｅ２／Ｅ
１）、ダンピング値ＤＭＰ｛＝（Ｅ３−Ｅ２）／（Ｅ１
−Ｅ２）｝及び振動周期Ｔｐ（＝ｔ３−ｔ１）を求める
波形観測手段と、 前記プロセスの制御性の目標となる少なくともオーバー
シュート量とダンピング値とを設定する目標設定手段
と、 前記波形観測手段から得られたオーバーシュート量（Ｏ
ＶＳ）、ダンピング値（ＤＭＰ）及び振動周期（ＴＰ）
と、前記目標設定手段で設定された目標値とをそれぞれ
入力し、前記ＰＩ制御手段に設定するパラメータを演算
するパラメータ演算手段とを備え、 前記パラメータ演算手段は、 前記波形観測手段で得られたダンピング値（ＤＭＰ）が
所定の値より大きいか否かによって２つの区分に区分け
すると共に、この区分の一方を更に前記ＰＩ制御手段に
設定されている積分定数（ＴＩ）と波形観測手段で得ら
れた振動周期（ＴＰ）との比Ｒ（＝ＴＩ／ＴＰ）の大き
さによって複数の演算区分に区分けし、 前記各区分毎に前記目標設定手段から与えられたオーバ
シュートの目標値と波形観測手段で得られたオーバシュ
ート量との間の差で示される誤差オーバーシュート量
（Ｅｏｖｒ），前記目標設定手段から与えられたダンピ
ング値の目標値と波形観測手段で得られたダンピング値
との間の差で示される誤差ダンピング値（Ｅｄｍｐ），
前記積分時間（ＴＩ）と振動周期（ＴＰ）との比（Ｒ）
の少なくとも一つを用いた異なる演算式を適用して、少
なくとも比例、積分定数を演算することを特徴とする調
節計である。
くとも比例，積分演算を行い、得られた操作量を前記プ
ロセスに出力するＰＩ制御手段と、 前記プロセス量またはプロセス量と設定値との偏差信号
の波形を観測し当該信号が所定の値以上となった場合そ
の波形パターンのピーク情報（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）及び
当該ピークが発生する時刻情報（ｔ１，ｔ２，ｔ３）に
基づいてオーバーシュート量ＯＶＳ（＝−Ｅ２／Ｅ
１）、ダンピング値ＤＭＰ｛＝（Ｅ３−Ｅ２）／（Ｅ１
−Ｅ２）｝及び振動周期Ｔｐ（＝ｔ３−ｔ１）を求める
波形観測手段と、 前記プロセスの制御性の目標となる少なくともオーバー
シュート量とダンピング値とを設定する目標設定手段
と、 前記波形観測手段から得られたオーバーシュート量（Ｏ
ＶＳ）、ダンピング値（ＤＭＰ）及び振動周期（ＴＰ）
と、前記目標設定手段で設定された目標値とをそれぞれ
入力し、前記ＰＩ制御手段に設定するパラメータを演算
するパラメータ演算手段とを備え、 前記パラメータ演算手段は、 前記波形観測手段で得られたダンピング値（ＤＭＰ）が
所定の値より大きいか否かによって２つの区分に区分け
すると共に、この区分の一方を更に前記ＰＩ制御手段に
設定されている積分定数（ＴＩ）と波形観測手段で得ら
れた振動周期（ＴＰ）との比Ｒ（＝ＴＩ／ＴＰ）の大き
さによって複数の演算区分に区分けし、 前記各区分毎に前記目標設定手段から与えられたオーバ
シュートの目標値と波形観測手段で得られたオーバシュ
ート量との間の差で示される誤差オーバーシュート量
（Ｅｏｖｒ），前記目標設定手段から与えられたダンピ
ング値の目標値と波形観測手段で得られたダンピング値
との間の差で示される誤差ダンピング値（Ｅｄｍｐ），
前記積分時間（ＴＩ）と振動周期（ＴＰ）との比（Ｒ）
の少なくとも一つを用いた異なる演算式を適用して、少
なくとも比例、積分定数を演算することを特徴とする調
節計である。
（実施例） 第１図は、本発明に係る装置の一例を示す機能ブロック
図である。図において、１はプロセス対象を示すブロッ
クで、運転対象によってその動特性が変化するものとす
る。２は設定値ＳＶとプロセス１からのプロセス量ＰＶ
との偏差εを入力信号とするＰＩ制御ブロックで、ＰＩ
演算定数は、破線で囲んだパラメータ演算ブロック３か
らの信号によって自動設定される。このＰＩ制御ブロッ
ク２からの出力信号ＭＶは、プロセス１に印加される。
図である。図において、１はプロセス対象を示すブロッ
クで、運転対象によってその動特性が変化するものとす
る。２は設定値ＳＶとプロセス１からのプロセス量ＰＶ
との偏差εを入力信号とするＰＩ制御ブロックで、ＰＩ
演算定数は、破線で囲んだパラメータ演算ブロック３か
らの信号によって自動設定される。このＰＩ制御ブロッ
ク２からの出力信号ＭＶは、プロセス１に印加される。
パラメータ演算ブロック３において、31は設定値ＳＶ，
プロセス量ＰＶをそれぞれ入力し、ＳＶとＰＶの偏差信
号εの波形観測を行なう波形観測手段で、偏差信号εの
オーバーシュート量OVS，ダンピング値DMP，振動周期TP
を求める機能を有している。32は制御性の目標となる目
標値を設定する目標設定手段で、ここには少なくともプ
ロセス１における理想的なオーバシュート量OVSと、ダ
ンピング値DMPとが設定される。33はＰＩ定数を演算に
よって求めるパラメータ演算手段で、波形観測手段31か
ら得られるオーバシュート量とダンピング値とが、目標
設定手段32で設定された目標値に近づくようにＰＩ演算
定数を演算する。これらの各手段31,32,33は、いずれも
例えば調節計内に塔載されたマイクロコンピュータによ
るプログラムによって実現されるものとする。
プロセス量ＰＶをそれぞれ入力し、ＳＶとＰＶの偏差信
号εの波形観測を行なう波形観測手段で、偏差信号εの
オーバーシュート量OVS，ダンピング値DMP，振動周期TP
を求める機能を有している。32は制御性の目標となる目
標値を設定する目標設定手段で、ここには少なくともプ
ロセス１における理想的なオーバシュート量OVSと、ダ
ンピング値DMPとが設定される。33はＰＩ定数を演算に
よって求めるパラメータ演算手段で、波形観測手段31か
ら得られるオーバシュート量とダンピング値とが、目標
設定手段32で設定された目標値に近づくようにＰＩ演算
定数を演算する。これらの各手段31,32,33は、いずれも
例えば調節計内に塔載されたマイクロコンピュータによ
るプログラムによって実現されるものとする。
第２図は波形観測手段31における波形観測手法の説明図
である。波形観測手段31は、はじめに、設定値ＳＶとプ
ロセス量ＰＶの偏差εを求め、この偏差εが、予じめ目
標設定手段32に設定した所定の値ΔＥより大きくなった
時、波形観測を開始する。いま、この偏差εが図示する
ように時間とともに変化するものとすれば、この偏差ε
がΔＥより大きくなった時点より波形観測を始め、波形
のピーク値E1,E2,E3を検出するとともに、このピーク値
になるまでの時間t1,t2,t3を測定する。これらの値を用
いて、オーバーシュート量OVS，ダンピング値DMP，振動
周期TPを次の演算式によって求め、演算結果をパラメー
タ演算手段33に与える。
である。波形観測手段31は、はじめに、設定値ＳＶとプ
ロセス量ＰＶの偏差εを求め、この偏差εが、予じめ目
標設定手段32に設定した所定の値ΔＥより大きくなった
時、波形観測を開始する。いま、この偏差εが図示する
ように時間とともに変化するものとすれば、この偏差ε
がΔＥより大きくなった時点より波形観測を始め、波形
のピーク値E1,E2,E3を検出するとともに、このピーク値
になるまでの時間t1,t2,t3を測定する。これらの値を用
いて、オーバーシュート量OVS，ダンピング値DMP，振動
周期TPを次の演算式によって求め、演算結果をパラメー
タ演算手段33に与える。
なお、第２図の例では、波形観測手段３１で観測する波
形のパターンとして、０レベルを中心として振動する場
合を示しているが、ある値（例えば設定値）を中心とし
て変動する場合もあり、観測波形のピーク情報Ｅ１〜Ｅ
３は、以下の計算ではその絶対値を用いることとなる。
また、波形観測手段３１は、観測波形の各ピーク値を検
出するものであるが、波形の観測を開始後所定の時間経
過しても、ピークが検出されない場合（例えば非振動系
の場合）、所定の時間経過した時点での値を、ピーク値
Ｅ１として取り込んだり、また、第２番目，第３番目に
相当するピーク値Ｅ２，Ｅ３は、０として扱うなどの設
計上の処理が行われるものとする。
形のパターンとして、０レベルを中心として振動する場
合を示しているが、ある値（例えば設定値）を中心とし
て変動する場合もあり、観測波形のピーク情報Ｅ１〜Ｅ
３は、以下の計算ではその絶対値を用いることとなる。
また、波形観測手段３１は、観測波形の各ピーク値を検
出するものであるが、波形の観測を開始後所定の時間経
過しても、ピークが検出されない場合（例えば非振動系
の場合）、所定の時間経過した時点での値を、ピーク値
Ｅ１として取り込んだり、また、第２番目，第３番目に
相当するピーク値Ｅ２，Ｅ３は、０として扱うなどの設
計上の処理が行われるものとする。
ここで、オーバーシュート量ＯＶＳやダンピング値ＤＭ
Ｐを、以下の演算式によって定義することの意義は、波
形のピーク情報Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３だけで、それらの値が
得られるという点である。
Ｐを、以下の演算式によって定義することの意義は、波
形のピーク情報Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３だけで、それらの値が
得られるという点である。
Tp＝t3-t1 パラメータ演算手段33は、波形観測手段31によって得ら
れた演算結果に基づいて、ＰＩ制御ブロック２に設定さ
れている現在の比例定数，積分定数が、目標設定手段32
で設定されているオーバーシュート量とダンピング値と
を実現するための目標となる比例定数，積分定数に対し
て、どんな関係にあるかを認識し、それぞれの関係によ
って決まるいくつかの区分に応じて、それぞれ異なった
演算式を適用し、少なくとも新しい比例定数と積分定数
（現在値からの変更量）を演算する。このようにして得
られた新しい比例定数と積分定数は、ＰＩ制御ブロック
２に再設定され、ＰＩ制御ブロック２は、次に、この新
しく設定された定数に基づいてＰＩ演算を行ない、操作
信号をプロセス１に出力する。
れた演算結果に基づいて、ＰＩ制御ブロック２に設定さ
れている現在の比例定数，積分定数が、目標設定手段32
で設定されているオーバーシュート量とダンピング値と
を実現するための目標となる比例定数，積分定数に対し
て、どんな関係にあるかを認識し、それぞれの関係によ
って決まるいくつかの区分に応じて、それぞれ異なった
演算式を適用し、少なくとも新しい比例定数と積分定数
（現在値からの変更量）を演算する。このようにして得
られた新しい比例定数と積分定数は、ＰＩ制御ブロック
２に再設定され、ＰＩ制御ブロック２は、次に、この新
しく設定された定数に基づいてＰＩ演算を行ない、操作
信号をプロセス１に出力する。
第３図は、パラメータ演算手段33の動作の一例を示すフ
ローチャートである。ここでは４つの区分を決めたもの
を例示する。
ローチャートである。ここでは４つの区分を決めたもの
を例示する。
はじめに、波形観測手段31で得られたダンピング値DMP
が「０」より小さいか判断する（ステップ１）。これに
よって、ＰＩ制御ブロック２に現在設定されているＰ，
Ｉ定数が後述するＡ区分にあるかどうか判断する。すな
わち、ダンピング値DMPが「０」より小さい場合、非振
動的な応答特性を示しており、現在のＰ，Ｉ演算定数に
よる制御性はＡ区分にあるものと判断し、目標設定手段
32に設定した目標値に近ずくようにＰ，Ｉ演算定数を変
更する演算を行なう（ステップ２）。ダンピング値DMP
≧０の場合（ステップ１で“No”の場合）、（積算演算
定数TI）／（振動周期TP）の値Ｒを演算し（ステップ
３）、この値Ｒの大きさを判断する（ステップ４）、す
なわち、Ｒ＜0.2であれば、現在設定されているＰＩ演
算定数は、Ｂ区分にあるものと判断し、ステップ５に移
る。また、0.2≦Ｒ≦0.4であれば、Ｃ区分にあるものと
判断し、ステップ６に、Ｒ＞0.4であれば、Ｄ区分にあ
るものと判断し、ステップ７にそれぞれ移る。このよう
に、ダンピング値，振動周期，Ｒの大きさによって、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４区分に分けたもの、これまでの経験
則に基づくもので、各区分の概念と、各区分における演
算式を第４図に示す。第４図において、横軸はＲの値で
ある縦軸は、ダンピング値DMPをとってある。この図で
ハッチングを施した付近（ダンピング値DMP＝0.2，Ｒ＝
0.2付近）が目標値となる領域で、各区分ごとに示して
ある比例演算定数ＰＢ，積分演算定数Tiを求めるための
所定の演算を行なうことによって、どの区分からも制御
性が目標値に向かうような、Ｐ演算定数，Ｉ演算定数が
求められる。なお、本発明は、微分（Ｄ）演算をも含む
調節計にも同様に適用できるものであって、第４図に
は、微分演算定数Tdを得るための演算式についても参考
までに示してある。
が「０」より小さいか判断する（ステップ１）。これに
よって、ＰＩ制御ブロック２に現在設定されているＰ，
Ｉ定数が後述するＡ区分にあるかどうか判断する。すな
わち、ダンピング値DMPが「０」より小さい場合、非振
動的な応答特性を示しており、現在のＰ，Ｉ演算定数に
よる制御性はＡ区分にあるものと判断し、目標設定手段
32に設定した目標値に近ずくようにＰ，Ｉ演算定数を変
更する演算を行なう（ステップ２）。ダンピング値DMP
≧０の場合（ステップ１で“No”の場合）、（積算演算
定数TI）／（振動周期TP）の値Ｒを演算し（ステップ
３）、この値Ｒの大きさを判断する（ステップ４）、す
なわち、Ｒ＜0.2であれば、現在設定されているＰＩ演
算定数は、Ｂ区分にあるものと判断し、ステップ５に移
る。また、0.2≦Ｒ≦0.4であれば、Ｃ区分にあるものと
判断し、ステップ６に、Ｒ＞0.4であれば、Ｄ区分にあ
るものと判断し、ステップ７にそれぞれ移る。このよう
に、ダンピング値，振動周期，Ｒの大きさによって、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４区分に分けたもの、これまでの経験
則に基づくもので、各区分の概念と、各区分における演
算式を第４図に示す。第４図において、横軸はＲの値で
ある縦軸は、ダンピング値DMPをとってある。この図で
ハッチングを施した付近（ダンピング値DMP＝0.2，Ｒ＝
0.2付近）が目標値となる領域で、各区分ごとに示して
ある比例演算定数ＰＢ，積分演算定数Tiを求めるための
所定の演算を行なうことによって、どの区分からも制御
性が目標値に向かうような、Ｐ演算定数，Ｉ演算定数が
求められる。なお、本発明は、微分（Ｄ）演算をも含む
調節計にも同様に適用できるものであって、第４図に
は、微分演算定数Tdを得るための演算式についても参考
までに示してある。
第４図に示す各演算式において、PB1,PB2は今回，次回
の比例演算定数，Ti1,Ti2は今回，次回の積分演算定数
（積分時間）、Eovrは誤差オーバシュート、Edmpは誤差
ダンピングである。
の比例演算定数，Ti1,Ti2は今回，次回の積分演算定数
（積分時間）、Eovrは誤差オーバシュート、Edmpは誤差
ダンピングである。
ここで、誤差オーバシュートＥｏｖｒは、波形観測手段
３１から与えられるオーバシュート量ＯＶＳと、目標設
定手段３２に設定されている理想的なオーバシュート量
ＯＶＳとの差であり、誤差ダンピングＥｄｍｐは、波形
観測手段３１から与えられるダンピング値ＤＭＰと、目
標設定手段３２に設定されている理想的なダンピング値
ＤＭＰとの差であり、いずれも観測波形のパターンが理
想的な応答を示していれば、これらの各誤差値Ｅｏｖ
ｒ，Ｅｄｍｐは共に０となる。
３１から与えられるオーバシュート量ＯＶＳと、目標設
定手段３２に設定されている理想的なオーバシュート量
ＯＶＳとの差であり、誤差ダンピングＥｄｍｐは、波形
観測手段３１から与えられるダンピング値ＤＭＰと、目
標設定手段３２に設定されている理想的なダンピング値
ＤＭＰとの差であり、いずれも観測波形のパターンが理
想的な応答を示していれば、これらの各誤差値Ｅｏｖ
ｒ，Ｅｄｍｐは共に０となる。
区分Ａにおける（1A）式，（2A）式は、ステップ２にお
いて適用され、比例演算定数PB2，積分演算定数Ti2は、
誤差ダンピングEdmp，誤差オーバーシュートEovrの値に
応じてそれぞれ今回の定数よりいずれも増大するような
値が求められる。Edmp,Eovrが０であれば、PB2，Ti2
は、今回のPB1,Ti1と同じ値となる。
いて適用され、比例演算定数PB2，積分演算定数Ti2は、
誤差ダンピングEdmp，誤差オーバーシュートEovrの値に
応じてそれぞれ今回の定数よりいずれも増大するような
値が求められる。Edmp,Eovrが０であれば、PB2，Ti2
は、今回のPB1,Ti1と同じ値となる。
区分Ｂにおける（1B）式，（2B）式は、ステップ５にお
いて適用され、比例演算定数PB2，積分演算定数Ti2は、
Ｒ／0.2（ここではＲは0.2より小さい）の割合でそれぞ
れ今回の定数より減少するような値が求められる。
いて適用され、比例演算定数PB2，積分演算定数Ti2は、
Ｒ／0.2（ここではＲは0.2より小さい）の割合でそれぞ
れ今回の定数より減少するような値が求められる。
以下、同じように、区分Ｃにおける（1C）式，（2C）式
は、ステップ６において適用され、区分Ｄにおける（1
D）式，（2D）式は、ステップ７において適用される。
は、ステップ６において適用され、区分Ｄにおける（1
D）式，（2D）式は、ステップ７において適用される。
ステップ８では、ステップ2,5,6,7のいずれかにおいて
得られた比例演算定数，積分演算定数を、ＰＩ制御ブロ
ックに再設定する。
得られた比例演算定数，積分演算定数を、ＰＩ制御ブロ
ックに再設定する。
以上のような動作によって、ＰＩ制御ブロック２には、
そこに設定されている比例演算定数，積分演算定数がど
のような値であっても、最終的に制御性が最適な目標値
になるように自動的に調整されることになる。
そこに設定されている比例演算定数，積分演算定数がど
のような値であっても、最終的に制御性が最適な目標値
になるように自動的に調整されることになる。
なお、上記の説明では、波形観測手段31は、プロセス量
と設定値との偏差信号の波形を観測するようにしたもの
であるが、設定値が一定であるものとすれば、プロセス
量の波形を観測するようにしてもよい。また、上記の説
明では、ＰＩ制御ブロックを有する調節計を例にとって
説明したが、PID制御ブロックを有する調節計に適用し
てもよい。
と設定値との偏差信号の波形を観測するようにしたもの
であるが、設定値が一定であるものとすれば、プロセス
量の波形を観測するようにしてもよい。また、上記の説
明では、ＰＩ制御ブロックを有する調節計を例にとって
説明したが、PID制御ブロックを有する調節計に適用し
てもよい。
第５図は、本発明に係る調節計において、設定値ＳＶを
ステップ状に変化させたとき、制御量PVと、比例定数
Ｐ，積分定数Ｉがどのように変化するかを示した線図で
ある。調節計において、制御性の目標は、ダンピング量
DMP＝0.300，オーバーシュート量OVS＝0.200である。
ステップ状に変化させたとき、制御量PVと、比例定数
Ｐ，積分定数Ｉがどのように変化するかを示した線図で
ある。調節計において、制御性の目標は、ダンピング量
DMP＝0.300，オーバーシュート量OVS＝0.200である。
第６図は第５図線図を得るために用いたシミュレーショ
ンのブロック図で、Ｌ＝６秒，Ｔ＝６秒，Ｋ＝1.0とし
てある。
ンのブロック図で、Ｌ＝６秒，Ｔ＝６秒，Ｋ＝1.0とし
てある。
この実験結果から分かるように、本発明の調節計によれ
ば、数回のパラメータ演算を実行することによって、最
適の応答となるＰＩ定数が自動的に設定されている。
ば、数回のパラメータ演算を実行することによって、最
適の応答となるＰＩ定数が自動的に設定されている。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、設定値変更やプロセス
における負荷変動などに伴うプロセス量又は偏差信号の
波形を観測し、その観測結果に基づいて、Ｐ，Ｉ演算定
数を最適値となるように変更するようにしている。従っ
て、本発明によれば、プロセスに悪い影響を与えること
なく、最適なPI演算定数を設定することのできるオート
チューニング機能を備えた調節計が実現できる。
における負荷変動などに伴うプロセス量又は偏差信号の
波形を観測し、その観測結果に基づいて、Ｐ，Ｉ演算定
数を最適値となるように変更するようにしている。従っ
て、本発明によれば、プロセスに悪い影響を与えること
なく、最適なPI演算定数を設定することのできるオート
チューニング機能を備えた調節計が実現できる。
また、本発明においては、パラメータ演算手段は、波形
観測手段で求められたダンピング値（ＤＭＰ）が所定の
値より大きいか否かによって区分けされる演算区分と、
この演算区分に入らない場合、ＰＩ制御演算手段に設定
されている積分定数（ＴＩ）と振動周期（ＴＰ）との比
Ｒ（＝ＴＩ／ＴＰ）の大きさによって区分けされる複数
の演算区分とを有し、各区分毎に目標設定手段から与え
られた目標値との誤差オーバーシュート量（Ｅｏｖ
ｒ），誤差ダンピング値（Ｅｄｍｐ），前記積分時間
（ＴＩ）と振動周期（ＴＰ）との比（Ｒ）の少なくとも
一つを用いた異なる演算式を適用して、少なくとも比
例、積分定数を演算するものである。従って本発明によ
れば、プロセスの動特性等の同定を行う必要がなく、ま
た、演算区分の仕方や各区分毎に設定される演算式に、
長年の知識と経験に基づくノウハウ等を適用することが
可能で、少ない演算回数で最適なＰＩ演算定数に迅速に
チューニングすることができる。
観測手段で求められたダンピング値（ＤＭＰ）が所定の
値より大きいか否かによって区分けされる演算区分と、
この演算区分に入らない場合、ＰＩ制御演算手段に設定
されている積分定数（ＴＩ）と振動周期（ＴＰ）との比
Ｒ（＝ＴＩ／ＴＰ）の大きさによって区分けされる複数
の演算区分とを有し、各区分毎に目標設定手段から与え
られた目標値との誤差オーバーシュート量（Ｅｏｖ
ｒ），誤差ダンピング値（Ｅｄｍｐ），前記積分時間
（ＴＩ）と振動周期（ＴＰ）との比（Ｒ）の少なくとも
一つを用いた異なる演算式を適用して、少なくとも比
例、積分定数を演算するものである。従って本発明によ
れば、プロセスの動特性等の同定を行う必要がなく、ま
た、演算区分の仕方や各区分毎に設定される演算式に、
長年の知識と経験に基づくノウハウ等を適用することが
可能で、少ない演算回数で最適なＰＩ演算定数に迅速に
チューニングすることができる。
第１図は、本発明に係る装置の一例を示す機能ブロック
図、第２図は波形観測手段における波形観測手法の説明
図、第３図はパラメータ演算手段33の動作の一例を示す
フローチャート、第４図はパラメータ演算手段において
定められる各区分の概念と各区分における演算式を示す
説明図、第５図は本発明調節計において、ＰＩ定数が変
化する様子を示した線図、第６図は第５図線図を得るた
めに用いたシュミレーションのブロック図である。 １…プロセス、２…ＰＩ制御ブロック、３…パラメータ
演算ブロック、31…波形観測手段、32…目標設定手段、
33…パラメータ演算手段。
図、第２図は波形観測手段における波形観測手法の説明
図、第３図はパラメータ演算手段33の動作の一例を示す
フローチャート、第４図はパラメータ演算手段において
定められる各区分の概念と各区分における演算式を示す
説明図、第５図は本発明調節計において、ＰＩ定数が変
化する様子を示した線図、第６図は第５図線図を得るた
めに用いたシュミレーションのブロック図である。 １…プロセス、２…ＰＩ制御ブロック、３…パラメータ
演算ブロック、31…波形観測手段、32…目標設定手段、
33…パラメータ演算手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−116580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−12491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−63601（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】プロセスよりのプロセス量と設定値との偏
差信号に少なくとも比例，積分演算を行い、得られた操
作量を前記プロセスに出力するＰＩ制御手段と、 前記プロセス量またはプロセス量と設定値との偏差信号
の波形を観測し当該信号が所定の値以上となった場合そ
の波形パターンのピーク情報（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）及び
当該ピークが発生する時刻情報（ｔ１，ｔ２，ｔ３）に
基づいてオーバーシュート量ＯＶＳ（＝−Ｅ２／Ｅ
１）、ダンピング値ＤＭＰ｛＝（Ｅ３−Ｅ２）／（Ｅ１
−Ｅ２）｝及び振動周期Ｔｐ（＝ｔ３−ｔ１）を求める
波形観測手段と、 前記プロセスの制御性の目標となる少なくともオーバー
シュート量とダンピング値とを設定する目標設定手段
と、 前記波形観測手段から得られたオーバーシュート量（Ｏ
ＶＳ）、ダンピング値（ＤＭＰ）及び振動周期（ＴＰ）
と、前記目標設定手段で設定された目標値とをそれぞれ
入力し、前記ＰＩ制御手段に設定するパラメータを演算
するパラメータ演算手段とを備え、 前記パラメータ演算手段は、 前記波形観測手段で得られたダンピング値（ＤＭＰ）が
所定の値より大きいか否かによって２つの区分に区分け
すると共に、この区分の一方を更に前記ＰＩ制御手段に
設定されている積分定数（ＴＩ）と波形観測手段で得ら
れた振動周期（ＴＰ）との比Ｒ（＝ＴＩ／ＴＰ）の大き
さによって複数の演算区分に区分けし、 前記各区分毎に前記目標設定手段から与えられたオーバ
シュートの目標値と波形観測手段で得られたオーバシュ
ート量との間の差で示される誤差オーバーシュート量
（Ｅｏｖｒ），前記目標設定手段から与えられたダンピ
ング値の目標値と波形観測手段で得られたダンピング値
との間の差で示される誤差ダンピング値（Ｅｄｍｐ），
前記積分時間（ＴＩ）と振動周期（ＴＰ）との比（Ｒ）
の少なくとも一つを用いた異なる演算式を適用して、少
なくとも比例、積分定数を演算することを特徴とする調
節計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248451A JPH0610761B2 (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 調節計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248451A JPH0610761B2 (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 調節計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108306A JPS62108306A (ja) | 1987-05-19 |
| JPH0610761B2 true JPH0610761B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17178326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60248451A Expired - Lifetime JPH0610761B2 (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 調節計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610761B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62210503A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-16 | Yamatake Honeywell Co Ltd | プロセス制御の不安定化判別およびチユ−ニング方式 |
| JPS62298802A (ja) * | 1986-06-19 | 1987-12-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｐｉｄ調節器の制御定数自動調整方法 |
| JPS62298804A (ja) * | 1986-06-19 | 1987-12-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｐｉｄ調節器の制御定数自動調整方法 |
| JPS638902A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｐｉｄ調節器の制御定数自動調整方法 |
| JPS638901A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｐｉｄ調節器の制御定数自動調整方法 |
| JP2650918B2 (ja) * | 1987-08-14 | 1997-09-10 | 株式会社日立製作所 | Ｐｉｄコントローラ |
| JP2651153B2 (ja) * | 1987-07-29 | 1997-09-10 | 積水化学工業株式会社 | Ｐｉｄ制御装置 |
| JP2651152B2 (ja) * | 1987-07-29 | 1997-09-10 | 積水化学工業株式会社 | Ｐｉｄ制御装置 |
| JPH0250701A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Fuji Electric Co Ltd | 適応制御方法 |
| JP5030608B2 (ja) | 2007-01-31 | 2012-09-19 | ヤマハ発動機株式会社 | 無段変速装置、それを備えた車両、並びに無段変速装置の制御装置およびその制御方法 |
| CN118801662B (zh) * | 2024-09-13 | 2024-11-19 | 北京七星华创微电子有限责任公司 | 一种llc谐振变换器混合调制分段式自适应pi控制方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5012491A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-08 | ||
| JPS54116580A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Toshiba Corp | Process controller |
| JPS6063601A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-12 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | プロセス制御装置 |
-
1985
- 1985-11-06 JP JP60248451A patent/JPH0610761B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62108306A (ja) | 1987-05-19 |
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