JPH0863202A - Controller for compensating idle time - Google Patents
Controller for compensating idle timeInfo
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- JPH0863202A JPH0863202A JP19445694A JP19445694A JPH0863202A JP H0863202 A JPH0863202 A JP H0863202A JP 19445694 A JP19445694 A JP 19445694A JP 19445694 A JP19445694 A JP 19445694A JP H0863202 A JPH0863202 A JP H0863202A
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- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、むだ時間を有する制御
対象のフィードバック制御においてむだ時間を補償して
任意の目標の応答を設定できるアルゴリズムを使ったむ
だ時間を補償した制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dead time compensated control device using an algorithm capable of compensating for a dead time and setting an arbitrary target response in feedback control of a controlled object having a dead time.
【0002】[0002]
【従来の技術】むだ時間を有する制御対象に対する制御
方式として2つの方法が挙げられる。2. Description of the Related Art There are two control methods for a control target having a dead time.
【0003】(1)図2に示すようにむだ時間入り制御
対象25をPIDコントローラ22で振動しないように
その比例ゲインPを小さく設計してフィードバック制御
する方法。(1) A method in which the proportional gain P is designed to be small so that the PID controller 22 does not vibrate the dead time controlled object 25 as shown in FIG. 2 and feedback control is performed.
【0004】(2)図3に示すように、PIDコントロ
ーラ22で制御対象25のむだ時間系を含まない制御を
行い、このコントローラ22にスミスのむだ時間補償モ
デル23を付加してその補償量cにより偏差検出器21
からの動作信号eをe′に補正してむた時間入り制御対
象25の制御を行うスミス法。(2) As shown in FIG. 3, the PID controller 22 performs control not including the dead time system of the controlled object 25, and a Smith dead time compensation model 23 is added to this controller 22 to compensate for it. Deviation detector 21
Smith method for controlling the time-delayed controlled object 25 by correcting the operation signal e from E to e '.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記(1)のPID制
御によるフィードバック制御系は、PIDコントローラ
22の伝達関数がG(S)、制御対象13の伝達関数が、
e-LS・(A/(1+TPS))(ただし、e-ls→L(S)
のむだ時間、A,TP→制御対象のパラメータ)の場
合、入力から出力までの伝達関数は、(1)式となる。In the feedback control system based on the PID control described in (1) above, the transfer function of the PID controller 22 is G (S) and the transfer function of the controlled object 13 is
e -LS・ (A / (1 + T P S)) (however, e -ls → L (S)
In the case of dead time, A, T P → parameter to be controlled), the transfer function from the input to the output is given by equation (1).
【0006】[0006]
【数1】 [Equation 1]
【0007】しかし、(1)式の分母の中にむだ時間e
-LSが入っているために応答時間を決めることができな
い。また、むだ時間系による位相遅れが大きいので、閉
ループ系の安定性から開ループゲインを大きくとれな
い。このため初期の制御特性を得ることが困難であり、
指令値に対する出力の応答設計をコントローラのP(比
例ゲイン),I(積分ゲイン),D(微分ゲイン)で行
うことができない。また、むだ時間が入っていない状態
の応答時間と比べ3倍程度の応答時間にしないと出力値
が振動してしまう。However, the dead time e in the denominator of equation (1)
-The response time cannot be determined because the LS is included. Further, since the phase delay due to the dead time system is large, the open loop gain cannot be made large from the stability of the closed loop system. Therefore, it is difficult to obtain the initial control characteristics,
The output response design to the command value cannot be performed by P (proportional gain), I (integral gain), and D (differential gain) of the controller. Also, the output value will oscillate unless the response time is about three times as long as the response time in the state where no dead time is included.
【0008】また、上記(2)のスミス法は、指令値に
対する出力の応答設計は、コントローラのP,I,Dで
行うことができるが、P,I,Dと設定すべき項が多い
ため手間がかかる。更に、目標の応答時間が表に表され
ていないためP,I,Dから目標応答時間を計算する必
要がある。In the Smith method (2), the response design of the output with respect to the command value can be performed by P, I, D of the controller, but there are many terms to be set as P, I, D. It takes time and effort. Further, since the target response time is not shown in the table, it is necessary to calculate the target response time from P, I and D.
【0009】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、応答
時間に対する制御設計が簡単になるむだ時間を補償した
制御装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a control device which compensates for dead time so that control design for response time is simplified. It is in.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるむだ時間を補償した制御装置は、制
御系の入力と出力との偏差を動作信号とするコントロー
ラでむだ時間入り制御対象を制御するものにおいて、コ
ントローラを、制御対象のむだ時間を除いた伝達関数の
逆数を1次遅れ分で割った伝達関数の応答設計部と、こ
の応答設計部からの出力にむだ時間補償を加える、むだ
時間を前記と同じ1次遅れ分で割った伝達関数のむだ時
間補償部とにより構成したものである。In order to achieve the above object, a control device for compensating for the dead time according to the present invention is a dead time control target in a controller which uses an deviation between an input and an output of a control system as an operation signal. In the controller for controlling the control function, the controller adds a dead time compensation to the response design part of the transfer function obtained by dividing the reciprocal of the transfer function excluding the dead time of the controlled object by the first-order delay and the output from this response design part. , A dead time compensating unit for a transfer function obtained by dividing the dead time by the same first-order delay as described above.
【0011】[0011]
【作用】制御系の入力から出力までの閉ループの伝達関
数が前記1次遅れ分とむだ時間で表すことができるよう
になる。このため、制御対象のむだ時間を補償できると
共に、応答時間に対する制御設計が簡単になる。The closed loop transfer function from the input to the output of the control system can be expressed by the first-order delay and the dead time. Therefore, the dead time of the controlled object can be compensated and the control design for the response time becomes simple.
【0012】[0012]
【実施例】本発明の実施例について図1を参照して説明
する。図1はフィールドバック制御において制御対象部
のむだ時間を補償し任意の目標応答時間を設定するアル
ゴリズムのブロック線図を示すもので、11は制御指令
と制御対象13出力からのフィールドバック値との偏差
を検出する偏差検出部、12はこの偏差を動作信号とし
て制御対象13を制御するコントローラで、偏差を増幅
する応答設計部121と、この出力に制御対象部のむだ
時間補償を加えるむだ時間補償部122及びその補償量
を加算する加算器123とから構成されている。Embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a block diagram of an algorithm for compensating the dead time of the controlled object part in the field back control and setting an arbitrary target response time. Reference numeral 11 denotes a control command and a field back value from the output of the controlled object 13. deviation detector for detecting a deviation 12 in the controller for controlling the controlled object 13 as an operation signal to the deviation, the response design portion 12 1 that amplifies the deviation, dead time adding the dead time compensation of the controlled portions in the output The compensation unit 12 2 and the adder 12 3 that adds the compensation amount are included.
【0013】制御対象13の伝達関数が、e-LS・(A
/(1+TPS)(ただし、e-LS→L(S)のむだ時間、
A,TP→制御対象のパラメータ)の場合、コントロー
ラ12の応答設計部121の伝達関数は制御対象13の
1次遅れ分の逆数(1+TPS)/Aを1次遅れ分(1
+TS)で割ったものとし、また、むだ時間補償部の伝
達関数は制御対象のむだ時間e-LSを1次遅れ分(1+
TS)で割ったものとする。しかして、図1の回路の入
力から出力までの閉ループ伝達関数G(S)は(2)式で
表される。The transfer function of the controlled object 13 is e −LS · (A
/ (1 + T P S) (However, the dead time of e -LS → L (S) ,
In the case of A, T P → parameter to be controlled), the transfer function of the response designing unit 12 1 of the controller 12 uses the reciprocal (1 + T P S) / A of the first-order lag of the controlled target 13 as the first-order lag (1
+ TS), and the transfer function of the dead time compensator determines the dead time e -LS of the control target by the first-order delay (1+
It should be divided by TS). Then, the closed loop transfer function G (S) from the input to the output of the circuit of FIG. 1 is expressed by the equation (2).
【0014】[0014]
【数2】 [Equation 2]
【0015】即ち、閉ループ伝達関数が、1次遅れ分
(1+TS)とむだ時間e-LSで表され分母にe-LSが入
っていない。従って、入力に対し、目標の応答(63%
応答)となる応答時間T(S)になるように簡単に設計す
ることができる。That is, the closed-loop transfer function is represented by the first-order delay (1 + TS) and the dead time e- LS , and e- LS is not included in the denominator. Therefore, the response to the target (63%
The response time T (S) can be easily designed.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【0017】(1)むだ時間を有する制御対象に対し、
むだ時間を補償し、更に簡単に目標の応答を設計するこ
とができる。(1) For a controlled object having a dead time,
The dead time can be compensated, and the target response can be designed more easily.
【0018】(2)従来のPID制御系に比し、応答時
間を短くすることができ、応答時間に対する制御設計が
可能となった。(2) Compared with the conventional PID control system, the response time can be shortened and the control design for the response time becomes possible.
【0019】(3)従来のPID制御系にスミス法を付
加したものに比し、PIDゲインが表面化しないため応
答時間に対する制御設計が簡単になる。(3) Compared to the conventional PID control system to which the Smith method is added, the PID gain is not exposed, so that the control design for the response time is simplified.
【図1】本発明の実施例を示すブロック線図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】従来例を示すブロック線図。FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example.
【図3】他の従来例を示すブロック線図。FIG. 3 is a block diagram showing another conventional example.
11,21…偏差検出部 12…コントローラ 121…応答設計部 122…むだ時間補償部 123,24…加算器 13,25…むだ時間入り制御装置 22…PIDコントローラ 23…スミスのむだ時間補償モデル。11, 21 ... Deviation detection unit 12 ... Controller 12 1 ... Response design unit 12 2 ... Dead time compensation unit 12 3 , 24 ... Adder 13, 25 ... Dead time control device 22 ... PID controller 23 ... Smith dead time compensation model.
Claims (1)
とするコントローラでむだ時間入り制御対象を制御する
ものにおいて、 コントローラを、 制御対象のむだ時間を除いた伝達関数の逆数を1次遅れ
分で割った伝達関数の応答設計部と、 この応答設計部からの出力にむだ時間補償を加える、む
だ時間を前記と同じ1次遅れ分で割った伝達関数のむだ
時間補償部と、により構成し、制御系の入力から出力ま
での閉ループの伝達関数を前記1次遅れ分とむだ時間で
表すことができるようにしたことを特徴とするむだ時間
を補償した制御装置。1. In a controller for controlling a dead time-controlled object by a controller using an deviation between an input and an output of a control system as an operation signal, the controller has a reciprocal of a transfer function excluding the dead time of the controlled object to a first order. By the response design unit of the transfer function divided by the delay amount and the dead time compensation unit of the transfer function obtained by adding the dead time compensation to the output from this response design unit and dividing the dead time by the same first-order delay amount as described above. A control device for compensating for dead time, characterized in that the transfer function of the closed loop from the input to the output of the control system can be represented by the first-order delay and the dead time.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19445694A JPH0863202A (en) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Controller for compensating idle time |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19445694A JPH0863202A (en) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Controller for compensating idle time |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0863202A true JPH0863202A (en) | 1996-03-08 |
Family
ID=16324874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19445694A Pending JPH0863202A (en) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Controller for compensating idle time |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0863202A (en) |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP19445694A patent/JPH0863202A/en active Pending
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