JPH0814762B2 - プロセス制御装置 - Google Patents

プロセス制御装置

Info

Publication number
JPH0814762B2
JPH0814762B2 JP22140887A JP22140887A JPH0814762B2 JP H0814762 B2 JPH0814762 B2 JP H0814762B2 JP 22140887 A JP22140887 A JP 22140887A JP 22140887 A JP22140887 A JP 22140887A JP H0814762 B2 JPH0814762 B2 JP H0814762B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
disturbance
signals
selecting means
output
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP22140887A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6464002A (en
Inventor
和男 広井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP22140887A priority Critical patent/JPH0814762B2/ja
Publication of JPS6464002A publication Critical patent/JPS6464002A/ja
Publication of JPH0814762B2 publication Critical patent/JPH0814762B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、フィードバック制御系とフィードフォワー
ド制御系とを組合せたプロセス制御装置に係わり、特に
外乱補償手段を改良したプロセス制御装置に関する。
(従来の技術) 従来、フィードバック制御系とフィードフォワード制
御系を組合せた第5図に示すようなプロセス制御装置が
開発されている。この装置のフィードバック制御系は、
偏差演算手段1,PID調節演算手段2および加算手段3等
からなり、制御対象4からフィードバックされたプロセ
ス値PVと目標値SVとを偏差演算手段1に導入して偏差信
号eを求めた後、PID調節演算手段2にてPID調節演算を
行い、得られた演算結果を加算手段3を経由し操作信号
として制御対象4に印加する構成である。
一方、フィードフォワード制御系は、外乱信号Dを検
出して係数乗算手段5に導入し、ここで外乱信号Dにフ
ィードフォワード制御モデルのゲインkを乗算し、得ら
れたゲイン乗算信号Dnを進み/遅れ演算手段6に導入
し、ここで進み/遅れ演算後その出力信号を前記加算手
段3に与えて前記PID調節演算手段2の出力と加算合成
し操作信号MVを得る構成である。
ところで、以上のようなプロセス制御装置において
は、実際に外乱が入ったとき進み/遅れ演算手段6では
外乱増加方向と外乱減少方向に対し動特性補償の方向性
を持たせられない。また、外乱増加方向と外乱減少方向
に対し静特性補償のゲインの方向性を持たせることがで
きない。
(発明が解決しようとする問題点) 従って、以上のような従来装置は、外乱の増減に対し
動特性および静特性補償の方向性を持たせることができ
ず、このためゲイン補償ならびに応答性に欠け、プラン
トのフレキシブル化に対処できない問題がある。
実際のプロセス例えば蒸留塔の塔頂温度制御系や塔底
低音制御系等においては、外乱である供給原料流量が増
加したとき、塔頂温度に影響を及ぼすまでの時間とその
影響の大きさは供給原料流量が減少したときのそれぞれ
の大きさと大きく異なってくる。従って、フィードフォ
ワード制御の効果を最大限に引出すためには供給原料流
量の増減方向に応じて動特性補償の時間特性および静特
性補償のゲインの大きさを適切に定めることが非常に重
要なことであり、その早朝の実現が望まれていた。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、フィード
フォワード制御の動特性補償分および静特性補償分につ
いてそれぞれ独立した方向性を任意に設定し得、フィー
ドフォワード制御の利点を充分に発揮させ得るプロセス
制御装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明によるプロセス制御装置は、フィードフォワー
ド制御系として、外乱信号を2分岐し少なくとも一方の
分岐信号を遅れまたは進み/遅れ要素を通した後、これ
ら両信号から高位または低位信号を選択して出力する第
1の信号選択手段と、この第1の信号選択手段で選択さ
れた信号を速度形信号とした後2分岐し少なくとも一方
の分岐信号に係数を乗算した後、これら両信号から高位
または低位の信号を選択して出力する第2の信号選択手
段とを備え、この第2の信号選択手段で得られた外乱補
償信号を前記速度形調節演算手段の出力に加算合成する
ものである。
(作用) 従って、本発明は、以上のような手段とすることによ
り、第1の信号選択手段により検出された外乱信号を2
分岐し少なくとも一方の分岐信号を遅れまたは進み/遅
れ演算手段を通した後両信号から高位または低位の信号
を選択し、また第2の信号選択手段により前記選択され
た信号を速度形信号に変換した後2分岐し少なくとも一
方の信号に係数を乗算し両信号から高位または低位の信
号を選択し外乱補償信号を得、この外乱補償信号をフィ
ードバック制御系の速度形調節演算出力に加算合成し、
しかる後位置形信号化して操作信号を得ることにより、
外乱の増減に応じて動特性補償特性および静特性補償の
ゲインを独立して設定できるものである。
(実施例) 以下、本発明装置の一実施例について第1図を参照し
て説明する。このプロセス制御装置はフィードバック制
御系とフィードフォワード制御系で構成され、そのうち
前者のフィードバック制御系は偏差演算手段11,速度形P
ID調節演算手段12,加算手段13および位置形信号変換手
段14等からなり、この位置形信号変換手段14で位置形信
号化された操作信号MVを制御対象15に印加する構成であ
る。
一方、フィードフォワード制御系は、制御対象15に外
乱が加わった時、制御量(プロセス値)PVにその影響が
現われる前に外乱を検出してその影響を予測し、その予
測に基づいてその影響を打ち消すように補償するもの
で、外乱信号を検出しこの検出外乱信号をフィードフォ
ワード制御モデルに入れ、その出力をフィードバック制
御系に与えるものである。このフィードフォワード制御
モデルは、一般的にゲインのみ、1次遅れ要素、進み/
遅れ要素が用いられるが、以下、進み/遅れ要素を用い
た場合について述べる。
すなわち、フィードフォワード制御系は第1の信号選
択手段20および第2の信号選択手段30からなり、そのう
ち第1の信号選択手段20は、2つの進み/遅れ演算手段
21,22および高位信号選択手段23等で構成され、検出さ
れた前記外乱信号を2分岐した後各進み/遅れ演算手段
21,22に導入しここで進み/遅れ演算を行った後、これ
ら両信号のうち高位信号選択手段23で高レベルの信号を
選択出力する。また、第2の信号選択手段30は、第1の
信号選択手段20の出力の差分をとって速度形信号ΔHnに
変換する差分演算手段31,この速度形信号を2分岐し各
信号に係数k1,k2を乗算する係数乗算手段32,33、これ
ら係数乗算手段32,33の出力のうち高レベルの信号を選
択出力する高位信号選択手段34等で構成されている。
次に、以上のように構成された装置の動作を説明す
る。フィードバック制御系の動作は従来と特に変わらな
いのでここではその説明は省略し、以下、フィードフォ
ワード制御系における外乱補償動作,外乱信号Dの増減
方向に対する動特性および静動特性補償について説明す
る。先ず、動特性補償を行う第1の信号選択手段20は、
進み/遅れ演算手段21,22および高位信号選択手段23の
組合せで実現する。すなわち、外乱信号Dが第2図に示
すようにステップ状に急激に変化したとき、進み/遅れ
演算手段21および22では設定した時定数に基づいて進み
/遅れ演算を行って第2図に示すような信号Eおよび信
号Fを出力するが、そのうち高位信号選択手段23では高
レベルの信号を選択し、信号H,つまり高位信号Eを出力
する。また、外乱信号Dが急減した場合にも信号E,Fの
うち高レベルの信号を選択して出力する。
以上のように外乱信号Dが増加方向のとき進み/遅れ
演算手段21,22のうち応答の速い方の信号が選択され、
一方、減少方向のとき進み/遅れ演算手段21,22のうち
応答の遅い方の信号が選択され、つまり外乱信号Dの増
減方向に応じて動作特性補償の方向性を持たせることが
できる。なお、高位信号選択信号23に代えて低位信号選
択手段を設ければ、逆の方向性を持たせて信号を選択出
力できる。
次に、静特性補償を行う第2の信号選択手段30は、差
分演算手段31,係数乗算手段32,33および高位信号選択手
段34等の組合せで実現する。第1の信号選択信号20の出
力Hは差分演算手段31により差分信号ΔHnとして出力さ
れるが、この差分信号ΔHnはそれぞれ係数乗算手段32,3
3に導入され、ここで係数k1,k2を乗算して出力信号L,M
を得た後、高位信号選択手段34を介して信号Nとして出
力される。具体的には、外乱信号Dの変化に基づいて差
分演算手段31の出力ΔHnが増減したとき、係数乗算手段
32,33からは第3図に示すような挙動をもった信号L,Mが
出力され、また、高位信号選択手段34から斜線を施した
信号Nが出力される。つまり、ΔHnが正の領域で、高い
方つまり係数乗算手段32の出力信号L=k1・ΔHnが選択
され、ΔHnが負の領域で、低い方つまり係数乗算手段33
の出力信号M=k2・ΔHnが選択されることになり、外乱
信号Dの増減方向に応じて静特性補償の方向性を持たせ
ることができる。なお、高位信号選択手段34の代りに低
位信号選択手段を設ければ、外乱信号Dが増加したとき
にはゲインの小さい方が選択され、減少方向のときには
ゲインの大きい方が選択されることになる。
従って、以上のような実施例の構成によれば、動特性
補償機能を持つ第1の信号選択手段20と静特性補償機能
を持つ第2の信号選択手段30とをシリアルに接続し、外
乱信号Dの増減に応じて適宜信号を選択し方向性を持た
せて取り出り外乱補償信号とするので、動特性補償の方
向性によって方向の速度を可変でき、また静特性補償の
方向性によってゲインの大小を適宜可変できる。このこ
とは例えば外乱信号として原料供給流量を用いて蒸溜塔
頂温度制御や蒸溜塔塔低温度制御に適宜すれば、蒸溜塔
の持っている非線形特性により適応することができ、温
度制御性を大きく改善することができる。
特に、プロセスでは外乱信号の増減方向に応じて異な
る特性を持つものが多いが、これらの制御性を改善させ
ることができ、品質の安定性および高度化さらには省資
源省エネルギープラント運転のフレキシブル化等に大き
く貢献することができる。
なお、上記実施例では第1の信号選択手段20に進み/
遅れ演算手段21,22を用いたが、これらに代えて遅れ演
算手段を設けてもよく、あるいは進み/遅れ演算手段あ
るいは遅れ演算手段をそれぞれ2つ設けることなく何れ
か1つだけ設けてもよい。また、係数乗算手段32および
33についても何れか一方に設けてもよいものである。ま
た、静特性補償としての第2の信号選択手段30は第4図
(a)のような構成としたが、例えば差分信号ΔHnに応
じて所定の信号を出力する折線手段41を用いたものでも
よい。つまり、折線手段41を用いても、外乱信号の方向
性,つまりΔHnの方向性(正負)によって補償ゲインの
強さを設定することができる。その他、本発明はその要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
[発明の効果] 以上詳記したように本発明によれば、フィードフォワ
ード制御の動特性補償分および静特性補償分についてそ
れぞれ独立した方向性を任意に設定でき、フィードフォ
ワード制御の利点を充分に発揮させてプロセスを制御で
きるプロセス制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明に係わるプロセス制御装置
の一実施例を説明するために示したもので、第1図は本
発明装置の一実施例としての構成図、第2図は第1の信
号選択手段の動作を説明する動作特性図、第3図は第2
の信号選択手段の動作を説明する特性図、第4図は第2
の信号選択手段の他の実施例を示す構成図、第5図は従
来装置の構成図である。 12……変速形PID調節演算手段、13……加算手段、14…
…位置形信号変換手段、15……制御対象、20……第1の
信号選択手段、21,22……進み/遅れ演算手段、23……
高位信号選択手段、30……第2の信号選択手段、31……
差分演算手段、32,33……係数乗算手段、34……高位信
号選択手段、41……折線手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御対象からのプロセス値と目標値との偏
    差信号を速度形調節演算手段で調節演算しその演算結果
    を位置形信号化して出力するフィードバック制御系と前
    記制御対象への外乱の影響を補償するフィードフォワー
    ド制御系とを組合せて操作信号を得るプロセス制御装置
    において、 前記外乱信号を2分岐し少なくとも一方の分岐信号を遅
    れまたは進み/遅れ要素を通した後、これら両信号から
    高位または低位信号を選択して出力する第1の信号選択
    手段と、この第1の信号選択手段で選択された信号を速
    度形信号とした後2分岐し少なくとも一方の分岐信号に
    係数を乗算した後、これら両信号から高位または低位信
    号を選択して出力する第2の信号選択手段とを備え、こ
    の第2の信号選択手段で得られた外乱補償信号と前記速
    度形調節演算手段の出力とを加算合成することを特徴と
    するプロセス制御装置。
JP22140887A 1987-09-04 1987-09-04 プロセス制御装置 Expired - Lifetime JPH0814762B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22140887A JPH0814762B2 (ja) 1987-09-04 1987-09-04 プロセス制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22140887A JPH0814762B2 (ja) 1987-09-04 1987-09-04 プロセス制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6464002A JPS6464002A (en) 1989-03-09
JPH0814762B2 true JPH0814762B2 (ja) 1996-02-14

Family

ID=16766274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22140887A Expired - Lifetime JPH0814762B2 (ja) 1987-09-04 1987-09-04 プロセス制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0814762B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2507613B2 (ja) * 1989-07-05 1996-06-12 株式会社東芝 フィ―ドフォワ―ド制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6464002A (en) 1989-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4195337A (en) Control method utilizing a model control scheme
US4563735A (en) Process controlling method and system involving separate determination of static and dynamic compensation components
ATE190139T1 (de) Modellgestützte prädiktive regelungsvorrichtung und -verfahren
US5384525A (en) Method of controlling a servomotor
JPS646481B2 (ja)
JPH07104681B2 (ja) プロセス制御装置
KR0135586B1 (ko) 프로세스제어방법 및 그 장치
US4268784A (en) Control method and apparatus with reset windup prevention
JPH0814762B2 (ja) プロセス制御装置
US5200681A (en) Process control system
JPS63262703A (ja) 制御系の汎用性時間差比較補償方法及び装置
JPH0769723B2 (ja) プロセス制御装置
JPH03259301A (ja) 2自由度調節装置
JPS6121505A (ja) プロセス制御装置
JPS629406A (ja) プロセス制御装置
JPS59163604A (ja) プロセス制御装置
JP2521259B2 (ja) 制御系補完装置
JPS61190602A (ja) 調節装置
SU1173390A1 (ru) Самонастраивающа с система автоматического управлени дл объектов с запаздыванием
JPS631603B2 (ja)
JP2005190153A (ja) フィードフォワード制御装置、フィードフォワード制御方法、サーボ機構、フィードフォワード制御プログラムおよび記録媒体
JPS6117445Y2 (ja)
JP2645112B2 (ja) ゲイン適応形制御装置
JPH0527804A (ja) 最適プロセスコントローラ
JPS6391403A (ja) ボイラの制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080214

Year of fee payment: 12