JPH07261803A - 多変数干渉系プロセスの制御方法 - Google Patents
多変数干渉系プロセスの制御方法Info
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- JPH07261803A JPH07261803A JP4623094A JP4623094A JPH07261803A JP H07261803 A JPH07261803 A JP H07261803A JP 4623094 A JP4623094 A JP 4623094A JP 4623094 A JP4623094 A JP 4623094A JP H07261803 A JPH07261803 A JP H07261803A
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- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000004886 process control Methods 0.000 abstract description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多変数干渉系のプロセスにおいて最適な自動
チューニングを行える制御方法を提供する。 【構成】 プロセスの出力のハンチング状況を、設定値
を境にした各出力波形の最大偏差値と設定値をクロスす
るゼロクロス時間の三角形の面積で近似し、この近似値
と前記最大偏差値とゼロクロス時間の比の収束状況によ
り、プロセスの安定状況をファジィ推論し、ＰＩＤ制御
のパラメータをチューニングする。 【作用】 プロセスの出力のハンチング状況の近似値と
前記最大偏差値とゼロクロス時間の比の収束状況によ
り、ファジィ推論され、ＰＩＤ制御のパラメータがチュ
ーニングされることによって、多変数の干渉がマクロ的
に捉えられ、プロセスの出力は設定値に安定する方向に
収束され、最適なプロセス制御を行うことができる。
チューニングを行える制御方法を提供する。 【構成】 プロセスの出力のハンチング状況を、設定値
を境にした各出力波形の最大偏差値と設定値をクロスす
るゼロクロス時間の三角形の面積で近似し、この近似値
と前記最大偏差値とゼロクロス時間の比の収束状況によ
り、プロセスの安定状況をファジィ推論し、ＰＩＤ制御
のパラメータをチューニングする。 【作用】 プロセスの出力のハンチング状況の近似値と
前記最大偏差値とゼロクロス時間の比の収束状況によ
り、ファジィ推論され、ＰＩＤ制御のパラメータがチュ
ーニングされることによって、多変数の干渉がマクロ的
に捉えられ、プロセスの出力は設定値に安定する方向に
収束され、最適なプロセス制御を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多変数干渉系のプロセ
スの制御方法に関するものである。
スの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のプロセスの制御方法としてＰＩＤ
制御が使用されており、これらＰＩＤのパラメータのチ
ューニング方法として、図５に示すように、プロセスの
出力（ＰＶ）の設定値（ＳＶ）を境にした各出力波形の
面積の総和（斜線部分）を最小にするようにチューニン
グする方法や、プロセスの出力の設定値を境にした各出
力波形の振幅Ｅの減衰比を１／４にするチューニング方
法（ジグラー・ニコラス法）が知られている。
制御が使用されており、これらＰＩＤのパラメータのチ
ューニング方法として、図５に示すように、プロセスの
出力（ＰＶ）の設定値（ＳＶ）を境にした各出力波形の
面積の総和（斜線部分）を最小にするようにチューニン
グする方法や、プロセスの出力の設定値を境にした各出
力波形の振幅Ｅの減衰比を１／４にするチューニング方
法（ジグラー・ニコラス法）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＰＩＤ制御は
基本的に１ループの制御であり、多変数干渉系のプロセ
スでは使用が難しいという問題があり、さらに従来のチ
ューニング方法では実際にチューニングすることは非常
に難しいことから、熟練者のノウハウによるチューニン
グに頼らざるを得ないという問題があった。
基本的に１ループの制御であり、多変数干渉系のプロセ
スでは使用が難しいという問題があり、さらに従来のチ
ューニング方法では実際にチューニングすることは非常
に難しいことから、熟練者のノウハウによるチューニン
グに頼らざるを得ないという問題があった。
【０００４】本発明は上記問題を解決するものであり、
多変数干渉系のプロセスにおいて最適なＰＩＤ制御のパ
ラメータの自動チューニングを行える制御方法を提供す
ることを目的とするものである。
多変数干渉系のプロセスにおいて最適なＰＩＤ制御のパ
ラメータの自動チューニングを行える制御方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の多変数干渉系の制御方法は、多変数干渉系
のプロセスの制御方法であって、前記プロセスの出力の
ハンチング状況を、設定値を境にした各出力波形の最大
偏差値と設定値をクロスするゼロクロス時間の三角形の
面積、またはこれら三角形の面積の和で近似し、この近
似値と前記最大偏差値とゼロクロス時間の比の収束状況
により、プロセスの安定状況をファジィ推論し、ＰＩＤ
制御のパラメータをチューニングすることを特徴とする
ものである。
め、本発明の多変数干渉系の制御方法は、多変数干渉系
のプロセスの制御方法であって、前記プロセスの出力の
ハンチング状況を、設定値を境にした各出力波形の最大
偏差値と設定値をクロスするゼロクロス時間の三角形の
面積、またはこれら三角形の面積の和で近似し、この近
似値と前記最大偏差値とゼロクロス時間の比の収束状況
により、プロセスの安定状況をファジィ推論し、ＰＩＤ
制御のパラメータをチューニングすることを特徴とする
ものである。
【０００６】
【作用】上記発明によれば、プロセスの出力のハンチン
グ状況が、各出力波形の最大偏差値と設定値をクロスす
るゼロクロス時間の三角形の面積、またはこれら三角形
の面積の和で近似され、この近似値と前記最大偏差値と
ゼロクロス時間の比の収束状況により、プロセスの安定
状況がファジィ推論され、ＰＩＤ制御のパラメータがチ
ューニングされる。よって、多変数の干渉がマクロ的に
捉えられ、最適なチューニングが可能となる。
グ状況が、各出力波形の最大偏差値と設定値をクロスす
るゼロクロス時間の三角形の面積、またはこれら三角形
の面積の和で近似され、この近似値と前記最大偏差値と
ゼロクロス時間の比の収束状況により、プロセスの安定
状況がファジィ推論され、ＰＩＤ制御のパラメータがチ
ューニングされる。よって、多変数の干渉がマクロ的に
捉えられ、最適なチューニングが可能となる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例におけるプロセスの制
御系の構成図である。
明する。図１は本発明の一実施例におけるプロセスの制
御系の構成図である。
【０００８】図１において、１は、多変数干渉系のプロ
セス、たとえばごみ焼却炉であり、２は多変数の干渉を
受けるプロセス１の１出力、たとえばごみ焼却炉内温度
を一定に維持するように、１入力、たとえばごみ焼却炉
内で燃焼する化石燃料の流量を制御するマイクロコンピ
ュータからなるコントローラである。
セス、たとえばごみ焼却炉であり、２は多変数の干渉を
受けるプロセス１の１出力、たとえばごみ焼却炉内温度
を一定に維持するように、１入力、たとえばごみ焼却炉
内で燃焼する化石燃料の流量を制御するマイクロコンピ
ュータからなるコントローラである。
【０００９】コントローラ２は、基本的にはＰＩＤ制御
を行っており、設定器11と、この設定器11から出力され
る目標の設定値（ＳＶ）からプロセス１の出力値（Ｐ
Ｖ）を減算して偏差値Ｐを出力する減算器12と、減算器
12から出力された偏差値Ｐに応じてプロセス１へ制御信
号（ＣＶ）を出力するＰＩＤ制御部13と、減算器12から
出力される偏差値Ｐを順に記憶してＰＩＤ制御部13のＰ
ＩＤパラメータを調節するチューナ14から構成されてい
る。
を行っており、設定器11と、この設定器11から出力され
る目標の設定値（ＳＶ）からプロセス１の出力値（Ｐ
Ｖ）を減算して偏差値Ｐを出力する減算器12と、減算器
12から出力された偏差値Ｐに応じてプロセス１へ制御信
号（ＣＶ）を出力するＰＩＤ制御部13と、減算器12から
出力される偏差値Ｐを順に記憶してＰＩＤ制御部13のＰ
ＩＤパラメータを調節するチューナ14から構成されてい
る。
【００１０】上記チューナ14によるＰＩＤパラメータの
調整原理をＰ（比例）のパラメータを例にとって説明す
る。まず、プロセスの出力値（ＰＶ）のハンチング状
況、すなわち比例制御による設定値（ＳＶ）からのずれ
量ａP を、図２に示すように、所定時間Δｔにおける、
設定値（ＳＶ）を境にした上下の各出力波形の最大偏差
値（Ｐmax ，Ｐmin ）と設定値をクロスするゼロクロス
時間（ｔmax ，ｔmin ）の三角形の面積の総和で近似す
る。
調整原理をＰ（比例）のパラメータを例にとって説明す
る。まず、プロセスの出力値（ＰＶ）のハンチング状
況、すなわち比例制御による設定値（ＳＶ）からのずれ
量ａP を、図２に示すように、所定時間Δｔにおける、
設定値（ＳＶ）を境にした上下の各出力波形の最大偏差
値（Ｐmax ，Ｐmin ）と設定値をクロスするゼロクロス
時間（ｔmax ，ｔmin ）の三角形の面積の総和で近似す
る。
【００１１】 ａP ＝Σ｛Ｐmax （ｔn ）×ｔmax （ｔn ）／２｝＋ Σ｛Ｐmin （ｔn ）×ｔmin （ｔn ）／２｝ ｎ＝1,2,3,.. …(1) 次に収束状況の評価量ｂを、最大偏差値とゼロクロス時
間の比の減衰量で表す。
間の比の減衰量で表す。
【００１２】 ｂ＝（Ｐmax ／ｔmax ）÷（Ｐmin ／ｔmin ） …(2) そして、上記設定値（ＳＶ）からのずれ量ａP と評価量
ｂによりＰパラメータのファジィ推論を行う。
ｂによりＰパラメータのファジィ推論を行う。
【００１３】ずれ量ａP と評価量ｂのファジィ集合は図
３に示すように、いずれも３個の集合、すなわちＺ０
（ゼロ付近である）、ＰＭ（中間である）、ＰＢ（大き
い）としている。また、これらずれ量ａP と評価量ｂの
ファジィ集合によるＰパラメータのファジィ制御ルール
を表１に示す。表１において、空白部はＰパラメータを
変更しないことを示す。
３に示すように、いずれも３個の集合、すなわちＺ０
（ゼロ付近である）、ＰＭ（中間である）、ＰＢ（大き
い）としている。また、これらずれ量ａP と評価量ｂの
ファジィ集合によるＰパラメータのファジィ制御ルール
を表１に示す。表１において、空白部はＰパラメータを
変更しないことを示す。
【００１４】
【表１】 上記ずれ量ａP と評価量ｂがそれぞれ式(1),(2) により
求められると、図３により所属するファジィ集合が判断
され、表１のルールによりＰパラメータに対する”やや
少なく”などの指令信号が出力される。ＰＩＤ制御部13
ではこの指令信号に応じて、予め設定された所定量によ
りＰパラメータを変更して、比例制御を実行する。
求められると、図３により所属するファジィ集合が判断
され、表１のルールによりＰパラメータに対する”やや
少なく”などの指令信号が出力される。ＰＩＤ制御部13
ではこの指令信号に応じて、予め設定された所定量によ
りＰパラメータを変更して、比例制御を実行する。
【００１５】なお、Ｉ（積分）のパラメータの場合に
は、設定値（ＳＶ）からのずれ量ａIは下記の式で演算
する。 ａI ＝絶対値〔Σ｛Ｐmax （ｔn ）×ｔmax （ｔn ）／２｝− Σ｛Ｐmin （ｔn ）×ｔmin （ｔn ）／２｝〕 ｎ＝1,2,3,.. …(3) またＤ（微分）のパラメータの場合には、設定値（Ｓ
Ｖ）からのずれ量ａD は下記の式で演算する。
は、設定値（ＳＶ）からのずれ量ａIは下記の式で演算
する。 ａI ＝絶対値〔Σ｛Ｐmax （ｔn ）×ｔmax （ｔn ）／２｝− Σ｛Ｐmin （ｔn ）×ｔmin （ｔn ）／２｝〕 ｎ＝1,2,3,.. …(3) またＤ（微分）のパラメータの場合には、設定値（Ｓ
Ｖ）からのずれ量ａD は下記の式で演算する。
【００１６】 ａD ＝Ｐmax （ｔ1 ）×ｔmax （ｔ1 ）／２ …(4) 上記ＰＩＤパラメータの調整原理を実行するチューナ14
の動作フローチャートを図４に示す。
の動作フローチャートを図４に示す。
【００１７】チューナ14は、まず所定時間Δｔの間、減
算器12から出力される偏差値Ｐを順に記憶し（ステップ
−１）、所定時間Δｔが経過すると、記憶した偏差値Ｐ
から、設定値（ＳＶ）を境にした上下、すなわち（＋）
側と（−）側の各出力波形の最大偏差値（Ｐmax ，Ｐ
min ）と、設定値をクロスするゼロクロス時間
（ｔmax，ｔmin ）を求める（ステップ−２）。次に、
設定値（ＳＶ）からのずれ量ａP，ａI ，ａD をそれぞ
れ式(1),(3),(4) により演算し（ステップ−３）、評価
量ｂを式(2) により演算する（ステップ−４）。そし
て、これらずれ量ａP ，ａI，ａD と評価量ｂから上記
ファジィ推論を行い（ステップ−５）、その各指令信号
をＰＩＤ制御部13へ出力する（ステップ−６）。上記ス
テップは順に繰り返し行われる。
算器12から出力される偏差値Ｐを順に記憶し（ステップ
−１）、所定時間Δｔが経過すると、記憶した偏差値Ｐ
から、設定値（ＳＶ）を境にした上下、すなわち（＋）
側と（−）側の各出力波形の最大偏差値（Ｐmax ，Ｐ
min ）と、設定値をクロスするゼロクロス時間
（ｔmax，ｔmin ）を求める（ステップ−２）。次に、
設定値（ＳＶ）からのずれ量ａP，ａI ，ａD をそれぞ
れ式(1),(3),(4) により演算し（ステップ−３）、評価
量ｂを式(2) により演算する（ステップ−４）。そし
て、これらずれ量ａP ，ａI，ａD と評価量ｂから上記
ファジィ推論を行い（ステップ−５）、その各指令信号
をＰＩＤ制御部13へ出力する（ステップ−６）。上記ス
テップは順に繰り返し行われる。
【００１８】このように、設定値（ＳＶ）からのずれ量
ａP ，ａI ，ａD を三角形の面積、あるいは三角形の面
積の総和で近似し、収束状況の評価量ｂを、最大偏差値
とゼロクロス時間の比の減衰量で表してファジィ推論を
行うことにより、ＰＩＤの各パラメータは、多変数の干
渉をうけるプロセスの出力値（ＰＶ）を設定値（ＳＶ）
に安定させる方向に収束され、すなわち最適な自動チュ
ーニングを行うことができ、最適なプロセス制御を行う
ことができる。
ａP ，ａI ，ａD を三角形の面積、あるいは三角形の面
積の総和で近似し、収束状況の評価量ｂを、最大偏差値
とゼロクロス時間の比の減衰量で表してファジィ推論を
行うことにより、ＰＩＤの各パラメータは、多変数の干
渉をうけるプロセスの出力値（ＰＶ）を設定値（ＳＶ）
に安定させる方向に収束され、すなわち最適な自動チュ
ーニングを行うことができ、最適なプロセス制御を行う
ことができる。
【００１９】また、比例制御による設定値（ＳＶ）から
のずれ量ａP を、各出力波形の最大偏差値（Ｐmax ，Ｐ
min ）とゼロクロス時間（ｔmax ，ｔmin ）の三角形の
面積の総和で近似することにより、従来のように出力波
形の全面積を求める方法と比較して、ノイズに強く、か
つ演算を簡単にすることができる。
のずれ量ａP を、各出力波形の最大偏差値（Ｐmax ，Ｐ
min ）とゼロクロス時間（ｔmax ，ｔmin ）の三角形の
面積の総和で近似することにより、従来のように出力波
形の全面積を求める方法と比較して、ノイズに強く、か
つ演算を簡単にすることができる。
【００２０】なお、本実施例では、ずれ量ａP ，ａI ，
ａD の演算式(1),(3),(4) においてそれぞれ２で割って
いるが、ファジィ演算上はメンバシップ関数で調整でき
るので必ずしも２で割る必要がない。
ａD の演算式(1),(3),(4) においてそれぞれ２で割って
いるが、ファジィ演算上はメンバシップ関数で調整でき
るので必ずしも２で割る必要がない。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、プロセス
の出力のハンチング状況が各出力波形の最大偏差値と設
定値をクロスするゼロクロス時間の三角形の面積、ある
いは三角形の面積の和で近似され、この近似値と前記最
大偏差値とゼロクロス時間の比の収束状況により、ファ
ジィ推論され、ＰＩＤ制御のパラメータがチューニング
されることによって、多変数の干渉がマクロ的に捉えら
れ、パラメータはプロセスの出力を設定値に安定させる
方向に収束され、よって最適なプロセス制御を行うこと
ができる。
の出力のハンチング状況が各出力波形の最大偏差値と設
定値をクロスするゼロクロス時間の三角形の面積、ある
いは三角形の面積の和で近似され、この近似値と前記最
大偏差値とゼロクロス時間の比の収束状況により、ファ
ジィ推論され、ＰＩＤ制御のパラメータがチューニング
されることによって、多変数の干渉がマクロ的に捉えら
れ、パラメータはプロセスの出力を設定値に安定させる
方向に収束され、よって最適なプロセス制御を行うこと
ができる。
【図１】本発明の一実施例における多変数干渉系プロセ
スの制御構成図である。
スの制御構成図である。
【図２】同コントローラのチューナのＰＩＤパラメータ
のチューニング原理を説明する図である。
のチューニング原理を説明する図である。
【図３】同コントローラのチューナのメンバシップ関数
図である。
図である。
【図４】同コントローラのチューナの動作フローチャー
トである。
トである。
【図５】従来のＰＩＤパラメータのチューニング原理を
説明する図である。
説明する図である。
１ プロセス ２ コントローラ 11 設定器 12 減算器 13 ＰＩＤ制御部 14 チューナ
Claims (1)
- 【請求項１】 多変数干渉系のプロセスの制御方法にお
いて、 前記プロセスの出力のハンチング状況を、設定値を境に
した各出力波形の最大偏差値と設定値をクロスするゼロ
クロス時間の三角形の面積、またはこれら三角形の面積
の和で近似し、この近似値と前記最大偏差値とゼロクロ
ス時間の比の収束状況により、プロセスの安定状況をフ
ァジィ推論し、ＰＩＤ制御のパラメータをチューニング
することを特徴とする多変数干渉系プロセスの制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4623094A JPH07261803A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 多変数干渉系プロセスの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4623094A JPH07261803A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 多変数干渉系プロセスの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07261803A true JPH07261803A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12741322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4623094A Pending JPH07261803A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 多変数干渉系プロセスの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07261803A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001079943A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Omron Corporation | Controller, temperature regulator, and heat treatment apparatus |
| JP2010066852A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Omron Corp | 制御パラメータのチューニング方法 |
| JP2010238259A (ja) * | 2010-06-24 | 2010-10-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Ｐｉｄ制御装置 |
| CN107037842A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-11 | 济南大学 | 一种基于模糊控制和pid控制的焓差实验室温度切换控制的方法 |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP4623094A patent/JPH07261803A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001079943A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Omron Corporation | Controller, temperature regulator, and heat treatment apparatus |
| WO2001079942A1 (fr) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Omron Corporation | Unite de commande, regulateur de temperature et appareil de traitement thermique |
| US6951998B2 (en) * | 2000-04-14 | 2005-10-04 | Omron Corporation | Controller, temperature regulator and heat treatment apparatus |
| JP2010066852A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Omron Corp | 制御パラメータのチューニング方法 |
| JP2010238259A (ja) * | 2010-06-24 | 2010-10-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Ｐｉｄ制御装置 |
| CN107037842A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-11 | 济南大学 | 一种基于模糊控制和pid控制的焓差实验室温度切换控制的方法 |
| CN107037842B (zh) * | 2017-05-15 | 2019-08-30 | 济南大学 | 一种基于模糊控制和pid控制的焓差实验室温度切换控制的方法 |
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