JPH0635505A

JPH0635505A - 自動制御装置

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Publication number: JPH0635505A
Application number: JP4189325A
Authority: JP
Inventors: Osayasu Sato; 修康佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-02-10
Also published as: US5325288A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は制御対象の特性が非線形であっても良
好な制御性能を実現できる自動制御装置を提供すること
を目的とする。【構成】制御目標値xsと制御量ｘ(n)と今回の操作量ｙ
(n)とが制御要素１４に入力され、ｒ(n)・ｙ(n)が演算
される。ここで、ｒ(n)制御量と目標値との比値（＝ｘs
／ｘ(n)）である。制御目標値xsと制御量ｘ(n)とパラメ
ータ設定部２４により設定された従来のＰＩＤ制御の微
分パラメータｋdとが制御要素１８に入力され、ｋd・ｒ
(n)(Δｘs(n)−ｒ(n)Δｘ(n))が演算される。ここで、
Δｘs(n)＝ｘs(n)−ｘs(n-1)，Δｘ(n)＝ｘ(n)−ｘ(n-
1)である。両制御要素１４、１８の出力が加算されて次
回の操作量ｙ(n+1)が求められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は制御対象装置の温度、流
量、圧力、レベル等の種々の状態変数（制御量）を目標
値に一致させるように制御装置に与える操作量を調整す
る自動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような装置の従来例としては汎用性
に富むことからＰＩＤ（比例・積分・微分）制御装置が
広く使われている。従来のＰＩＤ制御装置は、制御対象
の制御量とその目標値との偏差をＰＩＤ演算して制御対
象の操作量を求めている。図４に従来のＰＩＤ制御装置
の基本的なブロック線図を示す。

【０００３】物理的な目標値ｓが基準入力要素２に入力
され、ここで物理的目標値ｓが制御目標値ｘsに変換さ
れる。この制御目標値ｘsと制御対象４の制御量ｘとの
偏差εs(εs＝ｘs−ｘ)がＰＩＤコントローラ６に供給
される。ＰＩＤコントローラ６の伝達函数Ｇc(Ｓ)は次
のように表わされる。

【０００４】Ｇc(Ｓ)＝ＫP＋ＫI／Ｓ＋ＫD・Ｓ …（１）ここで、ＫP：比例ゲインＫI：積分時間ＫD：微分時間Ｓ：ラプラス演算子ＰＩＤコントローラ６から出力される操作量ｙ(＝εs・
Ｇc(Ｓ))が制御対象４に供給される。制御対象４には外
乱ｇも供給される。

【０００５】このような従来のＰＩＤ制御装置は制御対
象（操作量と制御量との関係）が線形特性を有すると仮
定して各パラメータＫP，ＫI，ＫDの値を決めていた。
すなわち、ある目標値ｘsが与えられた時の操作量ｙの
近傍で制御対象の特性を線形近似して、各パラメータの
値を決めている。そして、従来装置では、一度パラメー
タの値を決定すると、目標値が変わってもこれらの値を
設定し直すことはしていない。そのため、誘導モータ、
蒸留プラント、流量バルブ等の非線形特性を有する制御
対象の制御に対しては満足のいく制御結果が得られなか
った。

【０００６】これは、制御演算のための情報源がその時
点での制御量ｘと制御目標値ｘsとの偏差εsだけに依っ
ていることも原因である。微分動作において、制御目標
値ｘsと制御量ｘとの相関関係情報が失われてしまう。
すなわち、従来のＰＩＤ制御において、偏差に対する微
分動作は次のように表わされる。

【０００７】 dεs／dt＝dｘs／dt−dｘ／dt …（２）多くの場合、制御目標値ｘsは一定であるので、dｘs／d
t＝０となり、ｘsとｘとの相関関係情報、特にｘsを基
準としたｘの大きさに関係する制動動作の情報が微分作
用の結果として失われてしまうのである。そのため、非
線形特性の制御対象を制御する場合には、目標値の変化
に応じてパラメータの値が変えられないために、制動動
作を与えるという微分動作の本来の目的が達成できなく
なるのである。

【０００８】上述の欠点はアナログ方式（連続制御方
式）、ディジタル方式（サンプル値制御方式）を問わ
ず、従来のＰＩＤ制御装置全体に言えることである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は制御対象が非
線形特性を有する場合でも、良好な制御結果が得られる
自動制御装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による自動制御装
置は制御対象の制御量とその目標値との比値と操作量と
の乗算結果に上記比値と比値の目標値との差である偏比
差の微分結果を加算して操作量を更新することにより上
記偏比差を用いた比例・積分・微分演算動作を行なうこ
とを特徴とする。

【００１１】また、本発明による他の自動制御装置は制
御対象の制御量とその目標値との比値を操作量に乗算し
て操作量を更新することにより上記比値を用いた比例・
積分演算動作を行なうことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明による自動制御装置によれば、制御対象
の制御量とその目標値との比値と比値の目標値との差で
ある偏比差を微分することにより、微分項が比値を含
み、微分項の値が目標値に応じて変化するので、非線形
特性の制御対象も良好に制御できる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による自動制御
装置の実施例を説明する。

【００１４】先ず、本発明の原理を説明する。ここで
は、一定時間毎にサンプリングして制御動作を行なうデ
ィジタル制御を想定する。本発明は現時点nでの制御目
標値ｘsと制御量ｘ(n)との比を制御情報源として用いる
ことを特徴とし、比値ｒ(＝ｘs／ｘ(n))を定義する。比
値の基準値としては、制御動作が完了し制御量が制御目
標値に収束した時(ｘ(n)→ｘs)の比値ｒ0(＝ｘs／ｘs＝
１)を採用する。この比値から偏比差εR(＝ｒ−ｒ0)な
るパラメータを定義する。すなわち、εR＝ｒ−１であ
る。

【００１５】この偏比差εRを用いて汎用制御の一般的
な形式としてＰＩＤ制御演算を行なうと、操作量ｙはア
ナログ表現の場合、次のように表現される。

【００１６】

【数１】ここで、ＫP：比例ゲインＫI：積分時間ＫD：微分時間 (３）式において、制御動作が完了して安定した状態を
考察すれば、dy／dt＝０、dε_R／dt＝０、d²ε_R／dt²＝
０である。

【００１７】そのため、（３）式を微分して、これらの
状態を導入すると、（３）式は次のように変形できる。

【００１８】 dｙ／dt＝ＫP・dε_R／dt＋ＫI・ε_R＋ＫD・d²ε_R／dt² …（４） ∴０＝ＫI・ε_R …（５）この結果、収束が完了した状態では、偏比差ε_R＝０、
すなわち比値ｒ＝１となり、（３）式の正当性が確認で
きる。

【００１９】ここで、もし、（３）式中の偏比差ε_Rの
代わりに比値ｒ＝１を用いたならば、微分して上記と同
様の状態を導入すると、ｒ＝０となり、制御の本来の目
的と相い反することとなる。よって、これによっても偏
比差ε_Rを制御動作の情報源として用いることの正しさ
が確認される。

【００２０】次に、（３）式における比例項（右辺第１
項）および積分項（右辺第２項）が現時点での操作量ｙ
(n)を用いると１つの項として簡単に表わされることを
示す。なお、積分は比例制御によって生じる定常偏差
（オフセット）を零に引き戻す作用をするので、積分項
はリセット項とも呼ばれる。

【００２１】ＰＩＤ動作の制御式はＰＩ動作の制御式に
微分項を加算することにより得られるので、先ず、ＰＩ
動作について考える。そのため、（３）式において、微
分項ＫD・dε_R／dtを取り除いた次の式を考える。

【００２２】

【数２】偏比差の定義ε_R＝ｒ−１を（６）式に代入すると、
（６）式は次のように変形される。

【００２３】

【数３】ここで、比例項のパラメータＫPを可変パラメータとし
て、

【数４】（７）式は次のように簡単化できる。

【００２４】ｙ＝ＫP・ｒ …（８）（８）式にはＫIが現われていないが、

【数５】この式には積分項が内蔵されている。そのため、（８）
式は比値を用いたＰＩ動作の制御式を示すことになる。

【００２５】（８）式において、制御動作が完了した状
態(ｘ(n)→ｘs)、すなわちｒ→１を想定すれば、ＫPは
その時点での操作量ｙ(n)と一致していなければならな
い。このことより、次のような結論が得られる。

【００２６】

【数６】（９）式は比例項のパラメータＫPの設定値を示してい
る。

【００２７】よって、（８）式、（９）式から偏比差ε
_Rの概念を用いたＰＩ制御のディジタル表現は次のよう
に表わされる。

【００２８】ｙ(n+1)＝ｙ(n)・ｒ …（１０）（１０）式から偏比差ε_Rを用いるＰＩ制御はパラメー
タＫP、ＫIを必要としないので、単に比値に現在の操作
量を乗算するだけでよいことがわかる。このため、パラ
メータの設定が不要であり、制御系の構成が簡単にな
る。

【００２９】従って、（１０）式を用いると、ＰＩＤ制
御のディジタル表現は次のように表わされる。

【００３０】ｙ(n+1)＝ｙ(n)・ｒ＋ＫD・dε_R／dt …（１１）次に、（１１）式を実現する上で必要になる偏比差ε_R
の微分動作について考察を行なう。

【００３１】偏比差ε_Rを微分すると、 dε_R／dt ＝d(ｒ−１)／dt ＝dｒ／dt ＝d(ｘs・ｘ(n)^-1)／dt ＝(１／ｘ(n))(dｘs／dt−(ｘs／ｘ(n))(dｘ(n)／dt)) …（１２） ∴dεR／dt＝(１／ｘ(n))(dｘs／dt−ｒ(dｘ(n)／dt)) …（１３）このように（１３）式からは偏比差ε_Rは微分しても、
制御目標値ｘsと制御量ｘとの相関関係情報ｒが失われ
ることがないことがわかる。そのため、制御目標値ｘs
が変動するいわゆる追従制御の場合、制御対象が非線形
特性を有していても、追従性がよい。

【００３２】（１３）式をサンプリング周期Δτを用い
てデジタル表現して微分項パラメータＫDとともに表わ
すと、（１１）式の右辺第２項は次のようになる。

【００３３】ＫD・Δε_R＝ＫD／Δｒ＝(ＫD／ｘ(n))(Δｘs(n)−ｒ(n)Δｘ(n)) …（１４）ここで、Δｒ＝ｒ(n)−ｒ(n-1)である。

【００３４】従来のＰＩＤ制御の微分項はパラメータ
（微分時間）をｋdとすると、次のように表わされる。

【００３５】ｋd・Δε_S＝ｋd(Δｘs−Δｘ(n)) …（１５）ここで、ε_S＝ｘs−ｘn Δε_S＝ε_S(n)−ε_S(n-1) ｘ(n)がｘsの近傍にある状態では（１４）式のΔｘs(n)
−ｒ(n)Δｘ(n)と（１５）式のΔｘs−Δｘ(n)とはとも
に０となり一致するので、（１４）式、（１５）式を比
較することにより、次のような関係が得られる。

【００３６】ＫD＝ｋd・ｘs …（１６）（１６）式から本発明による微分パラメータＫDは従来
の微分パラメータｋdに対して目標値ｘsを乗算した値で
あり、たとえｋdが一定であっても目標値ｘsが変化する
と変化することがわかる。そのため、制御対象が非線形
特性を有していても、追従制御特性が向上されることが
わかる。

【００３７】（１６）式を（１４）式に代入すると、本
発明によるＰＩＤ制御の微分項のディジタル表現は次の
ようになる。

【００３８】ｋd・ｒ(n)(Δｘs(n)−ｒ(n)Δｘ(n)) …（１７）ここで、ｒ(n)＝ｘs(n)／ｘ(n) Δｘs(n)＝ｘs(n)−ｘs(n-1) Δｘ(n)＝ｘ(n)−ｘ(n-1) （１７）式を用いれば、微分パラメータＫDを求める代
わりに、従来のＰＩＤ制御におけるｋd値を求めること
により本発明によるＰＩＤ制御の微分項を求めることが
できることがわかる。ｋdを求めるオートチューニング
法は周知である。そして、微分項全体の値はｘs、ｘ(n)
の相関関係に応じて各収束状態において変化していき、
非線形特性を有する制御対象に対して非線形性に応じて
微分パラメータを変化し適切な制動動作を行えるので、
制動状態を負荷状態に応じて可変していくという従来の
ＰＩＤ制御に比べ優れた制御動作を行なえることがわか
る。

【００３９】以上により、偏比差ε_Rを基礎とする本発
明による制御動作のディジタル表現は（１１）式、（１
７）式を使って次のように表わせることがわかる。

【００４０】ｙ(n+1)＝ｒ(n)・ｙ(n)＋ｋd・ｒ(n)(Δｘs(n)−ｒ(n)Δｘ(n)) …（１８）（１８)式を整理すると、次式が得られる。

【００４１】ｙ(n+1)＝ｒ(n)・{ｙ(n)＋ｋd・(Δｘs(n)−ｒ(n)Δｘ(n)} …（１９）（１９）式は本発明による制御動作の基礎形式である
が、実際の使用においては、微分項に対するノイズの影
響等を避けるために、従来行なわれている如くフィルタ
を含む形で微分動作項Δｘs(n)，Δｘ(n)を不完全微分
の形で扱う必要がある。不完全微分の一例としてはＴD
・Ｓ／（１＋０．１ＴD・Ｓ）がある。この分母は高調
波ノイズを除去するローパスフィルタである。

【００４２】（１９）式を具体的に実現したものが図１
のブロック線図である。物理的な目標値ｓが基準入力要
素１２に入力され、物理的目標値ｓが制御目標値ｘsに
変換される。この制御目標値ｘsが制御要素１４、１８
に入力される。制御要素１４は制御目標値ｘs、位相補
償後の制御量ｘ^*(n)、今回の操作量ｙ(n)を入力して
（１８）式の右辺第１項(＝ｒ(n)・ｙ(n))を演算し、制
御要素１８は制御目標値ｘs、位相補償後の制御量ｘ
^*(n)、パラメータ設定部２４で設定されたパラメータｋ
dを入力して（１８）式の右辺第２項(＝ｋd・ｒ(n)(Δ
ｘs(n)−ｒ(n)Δｘ(n)))を演算する。

【００４３】制御要素１４、１８の出力が加算器１６で
加算され、（１８）式で表わされる操作量ｙ(n+1)とし
て制御対象２０に供給されるとともに、制御対象１４に
フィードバックされる。制御対象２０には外乱ｇも供給
される。制御対象２０から出力される制御量ｘ(n)が位
相補償要素２２を介して制御要素１４にフィードバック
される。パラメータ設定部２４はジーグラニコルスの限
界感度法やステップ応答法等の周知のオートチューニン
グ法により微分パラメータｋdを決定し、制御要素１８
に供給する。

【００４４】なお、本発明では、偏比差ε_Rを定義する
ために用いられる比値ｒはｒ＝ｘs／ｘ(n)と表わされる
ように、サンプリング時点でのｘsとｘ(n)の振幅比の情
報を必要としている。よって、正確な制御動作を行なう
ためには、ｘsとｘ(n)間に生じた位相差を補償して真の
比値ｒ^*を求めることが重要である。このため、位相補
償要素２２が設けられている。すなわち、ｘ^*(n)は位相
補償されたｘ(n)の振幅である。この位相補償要素の具
体的な設計は従来と同じく伝達函数、周波数応答を用い
て行える。例えば、制御量ｘ(n)が｜ｘ(n)｜exp(ｊφn)
と位相φnを有するとき、ｘ^*(n)＝｜ｘ(n)｜とする。

【００４５】そのため、上述した制御演算式において、
ｒ(n)→ｒ^*(n)の置き換えを行なうと、（１９）式は、
次のように変形される。

【００４６】ｙ(n+1)＝ｒ^*(n){ｙ(n)＋ｋd (Δｘs(n)−ｒ^*(n)Δｘ(n)} …（２０）ここで、ｒ^*(n)＝ｘs(n)／ｘ^*(n) そのため、実際には、制御要素１４、１８は（２０）式
の右辺第１項、第２項をそれぞれ演算する。

【００４７】ここまでの議論は正特性の制御系、すなわ
ち、操作量ｙの増加にともない制御量ｘの値が増加し、
目標値ｘsに収束追従する特性である制御系（制御対
象）についてなされたものである。一般に、正特性と反
対の特性を持つ制御系も存在する。すなわち、操作量ｙ
の増加にともない制御量ｘの値が減少し、目標値ｘsに
収束追従する特性である制御系である。このような逆特
性を有する制御系を負特性の制御系と称する。負特性の
制御系の場合は、比値はｒ’＝ｘ(n)／ｘsとなり、偏比
差はε_R’＝ｒ’−１となる。この場合の制御演算式も
上述した正特性の場合と同様に次のように表わされる。

【００４８】すなわち、（２０）式に対応する負特性の
制御系における演算式は次のように表わされる。

【００４９】ｙ(n+1)＝(１／ｒ^*(n)){ｙ(n)−ｋd(Δｘs(n)−ｒ^*(n)Δｘ(n)} …（２１）ただし、ｒ^*(n)＝ｘs(n)／ｘ^*(n) （２１）式からわかるように、負特性の制御系のブロッ
ク線図も基本的には図１と同じであることがわかる。た
だし、負特性の場合は、制御要素１４は（２１）式の右
辺第１項(＝ｙ(n)／ｒ^*(n))を演算し、制御要素１８は
（２１）式の右辺第２項(＝−(ｋd／ｒ(n))(Δｘs(n)−
ｒ(n)^*Δｘ(n)))を演算する。

【００５０】以上説明したように、第１実施例によれ
ば、目標値ｘsと制御量ｘ(n)との比値ｒ(＝ｘs／ｘ(n))
なる概念から導かれる偏比差ε_R(＝ｒ−１)を用いて制
御動作を行なっているので、微分動作によっても目標値
ｘsと制御量ｘ(n)との相関関係が失われないため、目標
値の変化に対してもよく追従できる自動制御装置が提供
される。また、微分パラメータＫDが操作量が目標値の
変化に応じて変化するので、ロバスト性も向上できる。
しかも、微分パラメータＫDは従来のオートチューニン
グ法を利用して求めたパラメータｋdに目標値を乗算す
るだけで済むので、簡単に求めることができる。なお、
周波数応答に関してはフィードバック量の位相が−１８
０゜ずれると、偏差ではε_S＝ｘs−（−ｘ）＝ｘs＋ｘ
と加算されてしまい、正のフィードバックになってしま
い、発振してしまう。しかし、物理量の比（比値）を用
いる本発明の方式では正のフィードバックは生じないの
で、周波数応答が劣化するおそれがない。

【００５１】次に、第２実施例を説明する。ここでは、
収束速度をさらに高速化するために、制御目標値ｘsと
現在の制御量ｘ(n)との差、すなわち偏差ε_S(＝ｘs−ｘ
(n))を外乱ｇを含んだ結果の情報と見なし、図２に示す
ように、演算上の新たなる制御目標値（仮想目標値）と
してＸs(＝２ｘs−ｘ^*(n))を用いる。このように第２実
施例に依れば、目標値の見かけ上の増加により操作量の
感度（ゲイン）が大きくなるので、収束速度が高速化さ
れる。制御要素１４に対する制御目標値の値はｘsでは
なく仮想目標値Ｘs(＝２ｘs−ｘ^*(n))に変更されている
ので、偏差ε_S ^*(＝ｘs−ｘ^*(n))を外乱ｇを含んだ結果
の情報と見なしたことになる。この仮想目標値Ｘsの導
入により制御精度の大幅な改善が後述するように得られ
た。この仮想目標値Ｘsを用いる場合の演算式は正特性
の場合は（２０）式と同様に次のように表わされる。

【００５２】ｙ(n+1)＝Ｒ^*(n){ｙ(n)＋２ｋd (Δｘs(n)−ｒ^*(n)Δｘ^*(n)} …（２２）負特性の場合は（２１）式と同様に次のように表わされ
る。

【００５３】ｙ(n+1)＝(１／Ｒ^*(n)){ｙ(n)−２ｋd(Δｘs(n)−ｒ^*(n)Δｘ^*(n)} …（２３）ここで、Ｘs＝２ｘs−ｘ^*(n) Ｒ^*(n)＝Ｘs／ｘ^*(n) ｒ^*(n)＝Ｘs(n)／ｘ^*(n) ここで、仮想目標値をＸs＝Ｎｘs−ｘ(n)とすると、ε_R
(n)＝(Ｘs／ｘ(n))−１＝(ＮＸs／ｘ(n))−２となり、
ｘ(n)→ｘsのときε_R(n)＝０となることが収束状態を表
わすので、

【数７】となり、仮想目標値Ｘs(＝２ｘs−ｘ^*(n))の正当性が証
明される。

【００５４】第２実施例による制御応答を単純な１次系
の制御対象に関してシミュレーションした事例を示す。
ただし、微分項の補正動作は除いてある(ｋd＝０)。本
実施例による制御動作は、最初にｙ(1)を操作量として
与えた後、ｘ^*(1)を検出してから開始する。このｙ(1)
の値は次のように表わされる。

【００５５】ｙ(1)＝Ｋ0(Ｘs／ｘmax)ｙmax …（２４）ここで、Ｋ0：パラメータ(Ｋ0＝０．２〜１．０）ｘs：制御目標値ｘmax：制御量最大値ｙmax：操作量最大値Ｋ0の設定は制御系毎に異なり、状況においても差異が
あるので、学習制御で最適値を与える。

【００５６】シミュレーション結果として、（２２）式
を用いた正特性の場合を以下に示す。ここで、ｘs＝5
V，Δτ＝0.2secである。

【００５７】 n＝1 ：ｙ(1)＝1.250 → ｘ(1)＝3.536 n＝2 ：ｙ(2)＝2.285 → ｘ(2)＝4.780 n＝3 ：ｙ(3)＝2.495 → ｘ(3)＝4.995（収束度9
9.9％） n＝4 ：ｙ(4)＝2.500 → ｘ(4)＝5.000（収束度10
0％）シミュレーション結果の比較のために、理想的なＰＩ制
御系（ｙ(n+1)＝ＫP・ε_S＋ｙ(n)）について実験を行な
った結果を以下に示す。ここでも、ｘs＝5V，Δτ＝0.2
sec，ＫP＝0.25である。

【００５８】 n＝ 1 ：ｙ( 1)＝1.250 → ｘ( 1)＝3.536 n＝ 2 ：ｙ( 2)＝1.616 → ｘ( 2)＝4.020 n＝ 3 ：ｙ( 3)＝1.861 → ｘ( 3)＝4.314 n＝ 4 ：ｙ( 4)＝2.033 → ｘ( 4)＝4.508 n＝ 5 ：ｙ( 5)＝2.155 → ｘ( 5)＝4.642 n＝ 6 ：ｙ( 6)＝2.244 → ｘ( 6)＝4.737 n＝ 7 ：ｙ( 7)＝2.310 → ｘ( 7)＝4.806 n＝ 8 ：ｙ( 8)＝2.358 → ｘ( 8)＝4.856 n＝ 9 ：ｙ( 9)＝2.394 → ｘ( 9)＝4.893 n＝10 ：ｙ(10)＝2.421 → ｘ(10)＝4.920 n＝11 ：ｙ(11)＝2.441 → ｘ(11)＝4.940 n＝12 ：ｙ(12)＝2.455 → ｘ(12)＝4.955 n＝13 ：ｙ(13)＝2.466 → ｘ(13)＝4.966 n＝14 ：ｙ(14)＝2.475 → ｘ(14)＝4.975 n＝15 ：ｙ(15)＝2.481 → ｘ(15)＝4.981 n＝16 ：ｙ(16)＝2.485 → ｘ(16)＝4.985 n＝17 ：ｙ(17)＝2.488 → ｘ(17)＝4.988 n＝18 ：ｙ(18)＝2.490 → ｘ(18)＝4.990 n＝19 ：ｙ(19)＝2.492 → ｘ(19)＝4.492 n＝20 ：ｙ(20)＝2.493 → ｘ(20)＝4.994 これらを比較して図３に示す。

【００５９】このシミュレーション結果から、理想的な
ＰＩ制御動作に対し、本実施例は十分高速化されたこと
がわかる。

【００６０】本発明は上述した実施例に限定されず種々
変形して実施可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御対象の制御量とその目標値との比値と比値の目標値と
の差である偏比差を微分することにより、微分項が比値
を含み、微分項の値が目標値に応じて変化するので、非
線形特性の制御対象も良好に制御できる自動制御装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動制御装置の第１実施例の構成
を示すブロック線図。

【図２】本発明による自動制御装置の第２実施例の構成
を示すブロック線図。

【図３】本発明の第２実施例の動作を理想的なＰＩ制御
動作と比較して示すシミュレーション結果を示す図。

【図４】従来のＰＩＤ制御装置のブロック線図。

【符号の説明】

１２…基準入力要素、１４，１８…制御要素、１６…加
算器、２０…制御要素、２２…位相補償要素、２４…パ
ラメータ設定部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象の制御量とその目標値との比値
と操作量との乗算結果に前記比値と比値の目標値との差
である偏比差の微分結果を加算して操作量を更新するこ
とにより該偏比差を用いた比例・積分・微分演算動作を
行なうことを特徴とする自動制御装置。
【請求項２】制御対象の制御量とその目標値との比値
を操作量に乗算して操作量を更新することにより該比値
を用いた比例・積分演算動作を行なうことを特徴とする
自動制御装置。
【請求項３】前記制御対象の制御量の目標値を２倍の
値に変更することを特徴とする請求項１または２に記載
の自動制御装置。