JPH0713607A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
- Publication number
- JPH0713607A JPH0713607A JP17368993A JP17368993A JPH0713607A JP H0713607 A JPH0713607 A JP H0713607A JP 17368993 A JP17368993 A JP 17368993A JP 17368993 A JP17368993 A JP 17368993A JP H0713607 A JPH0713607 A JP H0713607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pid
- target value
- deviation
- constant
- value
- 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
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】外乱抑制、目標値追従の両方の長所を生かした
ＰＩＤ定数で安定的な制御を行う。 【構成】制御対象１からの測定値ＰＶと設定値ＳＶとの
偏差Ｅに基いてＰＩＤ制御手段２は操作量ＭＶを出力す
る。ＰＩＤ選定手段３は、目標値（設定値）変更時や偏
差Ｅが大きいときは目標値追従形ＰＩＤ定数とし、測定
値が目標値に近づくにつれ所定の関係で外乱抑制形ＰＩ
Ｄ定数とし、ＰＩＤ制御手段２のＰＩＤパラメータとす
る。
ＰＩＤ定数で安定的な制御を行う。 【構成】制御対象１からの測定値ＰＶと設定値ＳＶとの
偏差Ｅに基いてＰＩＤ制御手段２は操作量ＭＶを出力す
る。ＰＩＤ選定手段３は、目標値（設定値）変更時や偏
差Ｅが大きいときは目標値追従形ＰＩＤ定数とし、測定
値が目標値に近づくにつれ所定の関係で外乱抑制形ＰＩ
Ｄ定数とし、ＰＩＤ制御手段２のＰＩＤパラメータとす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気炉その他の制御
対象の温度等のプロセス量の制御を行うような制御装置
に関するものである。
対象の温度等のプロセス量の制御を行うような制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＩＤ制御方式において、使用されるＰ
ＩＤパラメータには、目標値追従形と外乱抑制形との２
種類がある。いわゆる２自由度ＰＩＤ制御では、目標値
フィルタを用い目標値変更に対して制御定数を自動変更
するようにして、両方式を両立させるようにしている。
ＩＤパラメータには、目標値追従形と外乱抑制形との２
種類がある。いわゆる２自由度ＰＩＤ制御では、目標値
フィルタを用い目標値変更に対して制御定数を自動変更
するようにして、両方式を両立させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かなり
大きい外乱が入力されたときには、復帰は速くなるもの
の、オーバーシュート、アンダーシュートが生じ、ハン
チングも生じやすい面があり、必ずしも十分ではなかっ
た。
大きい外乱が入力されたときには、復帰は速くなるもの
の、オーバーシュート、アンダーシュートが生じ、ハン
チングも生じやすい面があり、必ずしも十分ではなかっ
た。
【０００４】この発明の目的は、以上の点に鑑み、目標
値と制御量との関係から、外乱抑制、目標値追従の両方
の長所を生かしたＰＩＤ定数で安定的な制御を可能とし
た制御装置を提供することである。
値と制御量との関係から、外乱抑制、目標値追従の両方
の長所を生かしたＰＩＤ定数で安定的な制御を可能とし
た制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、目標値変更
時または偏差が大きいときは目標値追従形ＰＩＤ定数と
し、測定値が目標値に近づくにつれ所定の関係で外乱抑
制形ＰＩＤ定数とするＰＩＤ選定手段と、このＰＩＤ選
定手段のＰＩＤ定数を用いて偏差信号についてＰＩＤ演
算を行い制御対象に操作量を出力するＰＩＤ選定手段と
を備えるようにした制御装置である。
時または偏差が大きいときは目標値追従形ＰＩＤ定数と
し、測定値が目標値に近づくにつれ所定の関係で外乱抑
制形ＰＩＤ定数とするＰＩＤ選定手段と、このＰＩＤ選
定手段のＰＩＤ定数を用いて偏差信号についてＰＩＤ演
算を行い制御対象に操作量を出力するＰＩＤ選定手段と
を備えるようにした制御装置である。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明の一実施例を示す構成説明
図である。図において、１は、電気炉その他の制御対象
で、その測定値（制御量）ＰＶは、設定値（目標値）Ｓ
Ｖと偏差Ｅ（＝ＳＶ−ＰＶ）がとられ、ＰＩＤ制御手段
２でＰＩＤ制御演算が行われ操作量ＭＶが制御対象１に
出力され制御される。また、測定値ＰＶ、設定値ＳＶ、
その偏差Ｅ、制御対象１の時定数Ｔ、ムダ時間Ｌ等から
ＰＩＤ定数をＰＩＤ選定（チューニング）手段で求め、
ＰＩＤ制御手段２に出力する。制御対象１を除く上記制
御装置は、マイクロコンピュータ等で構成されている。
図である。図において、１は、電気炉その他の制御対象
で、その測定値（制御量）ＰＶは、設定値（目標値）Ｓ
Ｖと偏差Ｅ（＝ＳＶ−ＰＶ）がとられ、ＰＩＤ制御手段
２でＰＩＤ制御演算が行われ操作量ＭＶが制御対象１に
出力され制御される。また、測定値ＰＶ、設定値ＳＶ、
その偏差Ｅ、制御対象１の時定数Ｔ、ムダ時間Ｌ等から
ＰＩＤ定数をＰＩＤ選定（チューニング）手段で求め、
ＰＩＤ制御手段２に出力する。制御対象１を除く上記制
御装置は、マイクロコンピュータ等で構成されている。
【０００７】次に、図２を参照して動作を説明する。通
常、ＰＩＤパラメータ定数としては、目標値追従形と外
乱抑制形とがあり、各々Ｋｐｏ、Ｔｉｏ、Ｔｄｏ、およ
びＫｐｌ、Ｔｉ１、Ｔｄ１とし、例えば、次のような値
である。
常、ＰＩＤパラメータ定数としては、目標値追従形と外
乱抑制形とがあり、各々Ｋｐｏ、Ｔｉｏ、Ｔｄｏ、およ
びＫｐｌ、Ｔｉ１、Ｔｄ１とし、例えば、次のような値
である。
【０００８】 Ｋｐｏ＝０．６Ｔ／ＫＬ（Ｋは定数） （１） Ｔｉｏ＝Ｔ （２） Ｔｄｏ＝０．５Ｌ （３） Ｋｐｌ＝１．２Ｔ／ＫＬ （４） Ｔｉ１＝２Ｌ （５） Ｔｄ１＝０．４２Ｌ （６） つまり、図２で示すように、比例ゲインＫｐｎ、積分時
間Ｔｉｎ、微分時間Ｔｄｎは、上記２組のパラメータの
うち、係数、α、β、γ、（０〜１）により、中間的な
値をとり制御パラメータとする。このα、β、γの選び
方は、ＰＩＤ選定手段３により、目標値変更時または偏
差Ｅが大きいときは、目標値追従形ＰＩＤ定数Ｋｐｏ、
Ｔｉｏ、Ｔｄｏとする。そして測定値ＰＶが目標値ＳＶ
に近づくにつれて１次または任意の関数形等の所定の関
係で外乱抑制形のＰＩＤ定数Ｋｐｌ、Ｔｉ１、Ｔｄｏと
なるように変更する。このようになるように、α、β、
γの係数を偏差等から決めてやれば、図３で示すよう
に、最適な制御となる。
間Ｔｉｎ、微分時間Ｔｄｎは、上記２組のパラメータの
うち、係数、α、β、γ、（０〜１）により、中間的な
値をとり制御パラメータとする。このα、β、γの選び
方は、ＰＩＤ選定手段３により、目標値変更時または偏
差Ｅが大きいときは、目標値追従形ＰＩＤ定数Ｋｐｏ、
Ｔｉｏ、Ｔｄｏとする。そして測定値ＰＶが目標値ＳＶ
に近づくにつれて１次または任意の関数形等の所定の関
係で外乱抑制形のＰＩＤ定数Ｋｐｌ、Ｔｉ１、Ｔｄｏと
なるように変更する。このようになるように、α、β、
γの係数を偏差等から決めてやれば、図３で示すよう
に、最適な制御となる。
【０００９】また、ＰＩＤ選定手段３は、たとえば、図
４で示すように、α、β、γの係数は偏差Ｅが十分大き
いときは、０で、目標値追従形ＰＩＤ定数とし、偏差Ｅ
が十分小さいときは、１で外乱抑制形ＰＩＤ定数とし、
その間では、適当な値としてやればよい。
４で示すように、α、β、γの係数は偏差Ｅが十分大き
いときは、０で、目標値追従形ＰＩＤ定数とし、偏差Ｅ
が十分小さいときは、１で外乱抑制形ＰＩＤ定数とし、
その間では、適当な値としてやればよい。
【００１０】このように、目標値変更時は目標値追従形
パラメータを使用し、測定値ＰＶが目標値ＳＶに近づく
につれて、目標値追従形から外乱抑制形に所定のある関
係に基いて移行させる。そして、安定制御時には、完全
に外乱抑制形に切り換える。もしも、大きな外乱が入力
され、偏差が大きくなると、目標値追従形に戻り、再び
外乱抑制形に徐々に切り換えるようにし、高速でしかも
安定的な制御を行う。
パラメータを使用し、測定値ＰＶが目標値ＳＶに近づく
につれて、目標値追従形から外乱抑制形に所定のある関
係に基いて移行させる。そして、安定制御時には、完全
に外乱抑制形に切り換える。もしも、大きな外乱が入力
され、偏差が大きくなると、目標値追従形に戻り、再び
外乱抑制形に徐々に切り換えるようにし、高速でしかも
安定的な制御を行う。
【００１１】次に、ＰＩＤ選定手段３として、ファジイ
推論を用いた例を図５について説明する。
推論を用いた例を図５について説明する。
【００１２】今、ファジイルールの一例として、次の２
つのルールを考える。
つのルールを考える。
【００１３】（１）もし、偏差Ｅが正で大きく、偏差変
化率ΔＥが負で、目標値変更Ｃが小ならば、比例帯重み
係数αを小、積分時間重み係数βを小、微分時間重み係
数γを小とする。
化率ΔＥが負で、目標値変更Ｃが小ならば、比例帯重み
係数αを小、積分時間重み係数βを小、微分時間重み係
数γを小とする。
【００１４】（２）もし、偏差Ｅがゼロで、偏差変化率
ΔＥがゼロで、目標値変更Ｃが小ならば、係数α、β、
γいずれも大とする。
ΔＥがゼロで、目標値変更Ｃが小ならば、係数α、β、
γいずれも大とする。
【００１５】そして、たとえば測定値ＰＶと設定値ＳＶ
との偏差Ｅが＋５、偏差の変化率ΔＥ＝＋１、目標値変
更を小とする。図５で示すように、ファジイ演算では、
各メンバーシップ関数についての度合を求め、一致した
小さい部分の度合を求め、これら前件部の結果から貢献
部の係数の度合とする。各ルールについての後件結論部
の度合を合成し、重心を求め、係数α、β、γの値とす
る。
との偏差Ｅが＋５、偏差の変化率ΔＥ＝＋１、目標値変
更を小とする。図５で示すように、ファジイ演算では、
各メンバーシップ関数についての度合を求め、一致した
小さい部分の度合を求め、これら前件部の結果から貢献
部の係数の度合とする。各ルールについての後件結論部
の度合を合成し、重心を求め、係数α、β、γの値とす
る。
【００１６】まずルール（１）では、各メンバーシップ
関数から、偏差Ｅが５なので度合Ｗは１、偏差変化率Δ
Ｅは１なので度合Ｗは０、目標値変更Ｃは小なので度合
Ｗは１でこれらの最小の度合Ｗは０なので、係数α、
β、γの度合Ｗも０である（図５（ａ）参照）。
関数から、偏差Ｅが５なので度合Ｗは１、偏差変化率Δ
Ｅは１なので度合Ｗは０、目標値変更Ｃは小なので度合
Ｗは１でこれらの最小の度合Ｗは０なので、係数α、
β、γの度合Ｗも０である（図５（ａ）参照）。
【００１７】次にルール（２）では、各メンバーシップ
関数から、偏差Ｅが５なので度合Ｗは０、偏差の変化率
ΔＥは１なので度合Ｗは０．６、目標値変更Ｃは小なの
で度合Ｗは１で、これら最小の度合Ｗ＝０．６で係数
α、β、γの度合Ｗは０．６となる（図５（ｂ）参
照）。
関数から、偏差Ｅが５なので度合Ｗは０、偏差の変化率
ΔＥは１なので度合Ｗは０．６、目標値変更Ｃは小なの
で度合Ｗは１で、これら最小の度合Ｗ＝０．６で係数
α、β、γの度合Ｗは０．６となる（図５（ｂ）参
照）。
【００１８】これら係数α、β、γについての度合Ｗは
０．６なのでその重心を横軸に向かって垂直に下し、係
数０．７５が求まる。
０．６なのでその重心を横軸に向かって垂直に下し、係
数０．７５が求まる。
【００１９】この係数α＝β＝γ＝０．７５に基いてＰ
ＩＤ定数を求めるようにする。
ＩＤ定数を求めるようにする。
【００２０】なお、ルールの例、ルール数は上記に限ら
ず、また、α、β、γの係数は最適であればよく必ずし
も一致させる必要もない。
ず、また、α、β、γの係数は最適であればよく必ずし
も一致させる必要もない。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は、目標値
追従形ＰＩＤ定数から外乱抑制形ＰＩＤ定数へと移行さ
せてＰＩＤ定数を定めるようにしているので、両ＰＩＤ
定数の長所が生かせ、応答が早く、しかもオーバーシュ
ート、アンダーシュートも少く、安定的に目標値への制
御が可能となる。
追従形ＰＩＤ定数から外乱抑制形ＰＩＤ定数へと移行さ
せてＰＩＤ定数を定めるようにしているので、両ＰＩＤ
定数の長所が生かせ、応答が早く、しかもオーバーシュ
ート、アンダーシュートも少く、安定的に目標値への制
御が可能となる。
【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
【図３】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
【図４】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
【図５】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
１ 制御対象 ２ ＰＩＤ制御手段 ３ ＰＩＤ選定手段
Claims (1)
- 【請求項１】目標値変更時または偏差が大きいときは目
標値追従形ＰＩＤ定数とし、測定値が目標値に近づくに
つれ所定の関係で外乱抑制形ＰＩＤ定数とするＰＩＤ選
定手段と、このＰＩＤ選定手段のＰＩＤ定数を用いて偏
差信号についてＰＩＤ演算を行い制御対象に操作量を出
力するＰＩＤ制御手段とを備えたことを特徴とする制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17368993A JPH0713607A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17368993A JPH0713607A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0713607A true JPH0713607A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15965288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17368993A Pending JPH0713607A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713607A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10197412A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Horiba Ltd | 車両自動運転装置の制御方法およびエンジン自動運転装置の制御方法 |
| JP2018112858A (ja) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | オムロン株式会社 | 制御装置、制御方法、制御プログラム |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP17368993A patent/JPH0713607A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10197412A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Horiba Ltd | 車両自動運転装置の制御方法およびエンジン自動運転装置の制御方法 |
| JP2018112858A (ja) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | オムロン株式会社 | 制御装置、制御方法、制御プログラム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5247432A (en) | Feedback control apparatus and method | |
| RU2185649C2 (ru) | Способ включения независимого управления с прогнозированием в плюривариантном прогнозируемом контроллере | |
| US5159660A (en) | Universal process control using artificial neural networks | |
| JPH0774961B2 (ja) | オートチユーニングｐｉｄ調節計 | |
| JPH07104681B2 (ja) | プロセス制御装置 | |
| US5706193A (en) | Control system, especially for a non-linear process varying in time | |
| JPH0713607A (ja) | 制御装置 | |
| JPH0235501A (ja) | ファジィ制御方式 | |
| JPS61109104A (ja) | Ｐｉｄ調節計 | |
| JPS59139404A (ja) | Ｐｉｄ制御方法 | |
| US5737213A (en) | Controlling system for determining a system deviation | |
| JPS62241002A (ja) | オ−ト・チユ−ニング・コントロ−ラ | |
| JPH0378003A (ja) | ファジイコントローラ | |
| JPS6346503A (ja) | Ｐｉｄ調節装置 | |
| JPS62241006A (ja) | オ−ト・チユ−ニング・コントロ−ラ | |
| JPH05127910A (ja) | フアジイコントローラのチユーニング方法 | |
| JP3494772B2 (ja) | ファジィ制御装置 | |
| JP2781886B2 (ja) | 制御装置及び制御方法 | |
| Tristán-Rodrígueza et al. | Optimization of a state feedback controller using a PSO algorithm | |
| JPH0556522B2 (ja) | ||
| JP2915220B2 (ja) | プロセス制御装置 | |
| JPH03268103A (ja) | オートチューニングコントローラ | |
| JP2772059B2 (ja) | ２自由度ｐｉｄ制御装置 | |
| JP2828768B2 (ja) | ファジィ知識構築装置 | |
| AU621254B2 (en) | Process control system |