JPH09244703A - Ｐｉｄ制御方法 - Google Patents
Ｐｉｄ制御方法Info
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- JPH09244703A JPH09244703A JP8187996A JP8187996A JPH09244703A JP H09244703 A JPH09244703 A JP H09244703A JP 8187996 A JP8187996 A JP 8187996A JP 8187996 A JP8187996 A JP 8187996A JP H09244703 A JPH09244703 A JP H09244703A
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- pid
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御とを
切換え可能なＰＩＤ制御方法において、ＰＩＤ定数を変
更設定せずに切換え処理できるようにする。 【解決手段】 比較器１５は、設定値ＳＶと測定値ＰＶ
との偏差ｅを選択手段１７、加算器１９および比例微分
要素２１へ出力する。選択手段１７は通常のＰＩＤ時に
偏差ｅを積分要素２５へ出力し、ブレンドＰＩＤ時にリ
セット手段２３を積分要素２５へ接続する。積分要素２
５は選択手段１７の選択により偏差ｅの積分又はリセッ
トする。加算器１９は偏差ｅと積分要素２５からの出力
を加算し、この加算出力を積分要素２７が積分する。加
算器２９はこの出力と比例微分要素２１からの出力を加
算し、比例ゲイン要素３１が比例ゲインを与えて出力Ｍ
Ｖを制御対象３３へ加える。
切換え可能なＰＩＤ制御方法において、ＰＩＤ定数を変
更設定せずに切換え処理できるようにする。 【解決手段】 比較器１５は、設定値ＳＶと測定値ＰＶ
との偏差ｅを選択手段１７、加算器１９および比例微分
要素２１へ出力する。選択手段１７は通常のＰＩＤ時に
偏差ｅを積分要素２５へ出力し、ブレンドＰＩＤ時にリ
セット手段２３を積分要素２５へ接続する。積分要素２
５は選択手段１７の選択により偏差ｅの積分又はリセッ
トする。加算器１９は偏差ｅと積分要素２５からの出力
を加算し、この加算出力を積分要素２７が積分する。加
算器２９はこの出力と比例微分要素２１からの出力を加
算し、比例ゲイン要素３１が比例ゲインを与えて出力Ｍ
Ｖを制御対象３３へ加える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＰＩＤ制御方法に係
り、特に、通常のＰＩＤ制御（非ブレンドＰＩＤ制御と
する。）とブレンドＰＩＤ制御とを切換え実施可能なＰ
ＩＤ制御方法の改良に関する。
り、特に、通常のＰＩＤ制御（非ブレンドＰＩＤ制御と
する。）とブレンドＰＩＤ制御とを切換え実施可能なＰ
ＩＤ制御方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油精製工場等においては、複数の中間
製品をパイプライン中で直接混合して最終製品を製造す
る、いわゆるインライン・ブレンディング手法が採用さ
れる場合がある。このような製造手法では、各中間製品
の瞬時的な流量の正確さよりも製品出荷量全体における
成分比の正確さを求める制御が重要となる。
製品をパイプライン中で直接混合して最終製品を製造す
る、いわゆるインライン・ブレンディング手法が採用さ
れる場合がある。このような製造手法では、各中間製品
の瞬時的な流量の正確さよりも製品出荷量全体における
成分比の正確さを求める制御が重要となる。
【０００３】このような制御用途に対し、図８Ａに示す
ように、なんらかの原因で生じた制御偏差ｅを速やかに
「０」にする通常のＰＩＤ制御を行うと、製品出荷量全
体における成分比が不正確となるから、同図Ｂに示すよ
うに、中間製品量の偏差ｅの総和を所定期間において
「０」にするようなブレンドＰＩＤ制御が採用されてい
る。石油精製工場に限らず、例えば押出機からの押出量
についても所定期間内で定量化する場合、同様にブレン
ドＰＩＤ制御方法が採用される場合が多い。このブレン
ドＰＩＤ制御は、図９に示すように、比較器１で設定値
ＳＶと制御対象３からの測定値ＰＶとを比較し、その偏
差ｅを積分要素５で積分するとともに、ＰＩＤ演算要素
７にてＰＩＤ演算して得た操作量ＭＶを制御対象３へ出
力する構成となっており、偏差ｅの積分出力に対して通
常のＰＩＤ演算をするものである。
ように、なんらかの原因で生じた制御偏差ｅを速やかに
「０」にする通常のＰＩＤ制御を行うと、製品出荷量全
体における成分比が不正確となるから、同図Ｂに示すよ
うに、中間製品量の偏差ｅの総和を所定期間において
「０」にするようなブレンドＰＩＤ制御が採用されてい
る。石油精製工場に限らず、例えば押出機からの押出量
についても所定期間内で定量化する場合、同様にブレン
ドＰＩＤ制御方法が採用される場合が多い。このブレン
ドＰＩＤ制御は、図９に示すように、比較器１で設定値
ＳＶと制御対象３からの測定値ＰＶとを比較し、その偏
差ｅを積分要素５で積分するとともに、ＰＩＤ演算要素
７にてＰＩＤ演算して得た操作量ＭＶを制御対象３へ出
力する構成となっており、偏差ｅの積分出力に対して通
常のＰＩＤ演算をするものである。
【０００４】これを演算式で表現すると、 １００／ＰＢ2［（１／Ｓ）＋（１／Ｔi2Ｓ2）＋ＴD2） ＝（１００／ＰＢ2）・ＴD2［１＋（１／ＴD2Ｓ）＋（１／Ｔi2ＴD2Ｓ2）］ となる。ここで、（１００／ＰＢ2）・ＴD2は比例ゲイ
ン、ＴD2は積分時間、Ｔi2ＴD2は二重積分時間である。
ン、ＴD2は積分時間、Ｔi2ＴD2は二重積分時間である。
【０００５】しかし、制御立上げ時からブレンドＰＩＤ
制御を行うと、図８Ｃの破線に示すように、立上げ時の
大きな偏差（同図Ｃの斜線部）を打ち消す為に、大き
なオーバーシュート（同図Ｃの斜線部）を起こしてし
まい、安定するまでに時間がかかってしまう。そのた
め、一般的には、立上げ時には通常のＰＩＤ制御又はＰ
Ｉ制御（図８Ｃの実線）を行ない、ある程度偏差ｅが小
さくなってからブレンドＰＩＤ制御に切換える方法が用
いられる。
制御を行うと、図８Ｃの破線に示すように、立上げ時の
大きな偏差（同図Ｃの斜線部）を打ち消す為に、大き
なオーバーシュート（同図Ｃの斜線部）を起こしてし
まい、安定するまでに時間がかかってしまう。そのた
め、一般的には、立上げ時には通常のＰＩＤ制御又はＰ
Ｉ制御（図８Ｃの実線）を行ない、ある程度偏差ｅが小
さくなってからブレンドＰＩＤ制御に切換える方法が用
いられる。
【０００６】そこで、インライン・ブレンディング手法
によって制御対象を制御するには、図１０に示すよう
に、ＰＩＤ演算要素９からなる第１の制御系と、積分要
素５およびＰＩＤ演算要素７の直列構成からなる第２の
制御系とを選択手段１１、１３で切換え可能にし、比較
器１からの偏差ｅをＰＩＤ演算要素９又は積分要素５へ
選択的に加えるとともに、ＰＩＤ演算要素９又はＰＩＤ
演算要素７からの操作量ＭＶを選択的に制御対象３へ出
力し、第１の制御系による通常のＰＩＤ制御と第２の制
御系によるブレンドＰＩＤ制御を切換え可能にしたもの
が知られている。なお、図１０において、ＰＩＤ演算要
素７およびＰＩＤ演算要素９は、共に通常のＰＩＤ演算
要素であるが、便宜上、ＰＢ、ＴDおよびＴiのサフィッ
クス（1、2 ）を分けて示した。
によって制御対象を制御するには、図１０に示すよう
に、ＰＩＤ演算要素９からなる第１の制御系と、積分要
素５およびＰＩＤ演算要素７の直列構成からなる第２の
制御系とを選択手段１１、１３で切換え可能にし、比較
器１からの偏差ｅをＰＩＤ演算要素９又は積分要素５へ
選択的に加えるとともに、ＰＩＤ演算要素９又はＰＩＤ
演算要素７からの操作量ＭＶを選択的に制御対象３へ出
力し、第１の制御系による通常のＰＩＤ制御と第２の制
御系によるブレンドＰＩＤ制御を切換え可能にしたもの
が知られている。なお、図１０において、ＰＩＤ演算要
素７およびＰＩＤ演算要素９は、共に通常のＰＩＤ演算
要素であるが、便宜上、ＰＢ、ＴDおよびＴiのサフィッ
クス（1、2 ）を分けて示した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御を切換
える場合、偏差ｅをＰＩＤ演算要素９又は積分要素５へ
選択的に加えるＰＩＤ制御方法では、以下のような不都
合がある。
たように通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御を切換
える場合、偏差ｅをＰＩＤ演算要素９又は積分要素５へ
選択的に加えるＰＩＤ制御方法では、以下のような不都
合がある。
【０００８】すなわち、通常のＰＩＤ制御における演算
式は、 １００／ＰＢ1［１＋（１／Ｔｉ1Ｓ）＋ＴD1Ｓ］ となる一方、ブレンドＰＩＤ制御の演算式は上述したよ
うに、 １００／ＰＢ2・ＴD2［１＋（１／ＴD2Ｓ）＋（１／Ｔi
2ＴD2Ｓ2）］ となる。
式は、 １００／ＰＢ1［１＋（１／Ｔｉ1Ｓ）＋ＴD1Ｓ］ となる一方、ブレンドＰＩＤ制御の演算式は上述したよ
うに、 １００／ＰＢ2・ＴD2［１＋（１／ＴD2Ｓ）＋（１／Ｔi
2ＴD2Ｓ2）］ となる。
【０００９】ここで、通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩ
Ｄ制御について各定数を比較すると次のようになり、各
定数が明らかに異なる。 ［通常のＰＩＤ制御］ １００／ＰＢ1＝比例ゲイン Ｔi1＝積分時間 ＴD1＝微分時間 ［ブレンドＰＩＤ制御］ １００／ＰＢ2・ＴD2＝比例ゲイン ＴD2＝積分時間 Ｔi2ＴD2＝二重積分時間
Ｄ制御について各定数を比較すると次のようになり、各
定数が明らかに異なる。 ［通常のＰＩＤ制御］ １００／ＰＢ1＝比例ゲイン Ｔi1＝積分時間 ＴD1＝微分時間 ［ブレンドＰＩＤ制御］ １００／ＰＢ2・ＴD2＝比例ゲイン ＴD2＝積分時間 Ｔi2ＴD2＝二重積分時間
【００１０】そのため、通常のＰＩＤ制御とブレンドＰ
ＩＤ制御に用いるＰＩＤ定数は、予め２種類用意する必
要があり、例えば図１１に示すように、ＰＩＤ演算要素
７（９）を共通にした場合には、通常のＰＩＤ制御から
ブレンドＰＩＤ制御に切換える際、それらのＰＩＤ定数
を変更しないと正常な制御動作を確保できない。さら
に、何等かの理由により、制御途中で通常のＰＩＤ制御
とブレンドＰＩＤ制御の間を交互に切換える場合、図１
０に示す構成では積分要素が２箇所あるので、その切換
え時にそれら積分要素に設定する初期値の受渡し等が必
要となり、この点からも処理が複雑になってしまう難点
がある。
ＩＤ制御に用いるＰＩＤ定数は、予め２種類用意する必
要があり、例えば図１１に示すように、ＰＩＤ演算要素
７（９）を共通にした場合には、通常のＰＩＤ制御から
ブレンドＰＩＤ制御に切換える際、それらのＰＩＤ定数
を変更しないと正常な制御動作を確保できない。さら
に、何等かの理由により、制御途中で通常のＰＩＤ制御
とブレンドＰＩＤ制御の間を交互に切換える場合、図１
０に示す構成では積分要素が２箇所あるので、その切換
え時にそれら積分要素に設定する初期値の受渡し等が必
要となり、この点からも処理が複雑になってしまう難点
がある。
【００１１】しかも、ブレンドＰＩＤ制御では、積分時
間がＴD2で表されるように、微分項がなくなり、結局Ｐ
Ｉ制御と同様な演算制御となってしまう。本発明はこの
ような従来の欠点を解決するためになされたもので、通
常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御間の切換え処理を
簡素化して扱い易くしたＰＩＤ制御方法の提供を目的と
する。
間がＴD2で表されるように、微分項がなくなり、結局Ｐ
Ｉ制御と同様な演算制御となってしまう。本発明はこの
ような従来の欠点を解決するためになされたもので、通
常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御間の切換え処理を
簡素化して扱い易くしたＰＩＤ制御方法の提供を目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、設定値と測定値との偏差の積分に対
して比例、積分および微分演算処理するブレンドＰＩＤ
制御と、その偏差を比例、積分および微分演算処理する
非ブレンドＰＩＤ制御とを切換えてＰＩＤ制御するＰＩ
Ｄ制御方法であり、その非ブレンドＰＩＤ制御の積分要
素への入力としてその偏差と、そのブレンドＰＩＤ制御
の積分要素への入力としてその偏差およびこの偏差の積
分出力との合成出力とを、各々選択的に切換えて同一の
ＰＩＤ演算処理するものである。
るために本発明は、設定値と測定値との偏差の積分に対
して比例、積分および微分演算処理するブレンドＰＩＤ
制御と、その偏差を比例、積分および微分演算処理する
非ブレンドＰＩＤ制御とを切換えてＰＩＤ制御するＰＩ
Ｄ制御方法であり、その非ブレンドＰＩＤ制御の積分要
素への入力としてその偏差と、そのブレンドＰＩＤ制御
の積分要素への入力としてその偏差およびこの偏差の積
分出力との合成出力とを、各々選択的に切換えて同一の
ＰＩＤ演算処理するものである。
【００１３】また、本発明は、上記偏差の積分処理をリ
セット処理に切換えることにより、その偏差のみを上記
非ブレンドＰＩＤ制御の積分要素への入力とすると良
い。
セット処理に切換えることにより、その偏差のみを上記
非ブレンドＰＩＤ制御の積分要素への入力とすると良
い。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明に係るＰＩＤ制御方法
の一形態例を説明するためのブロック線図である。図１
において、比較器１５は、設定値ＳＶと後述する制御対
象［Ｇ（Ｓ）］３３からの測定値ＰＶとの偏差ｅを出力
するもので、選択手段１７の一方の選択端Ｐ１、加算器
１９および比例微分要素［１＋ＴDＳ］２１に接続され
ている。
参照して説明する。図１は本発明に係るＰＩＤ制御方法
の一形態例を説明するためのブロック線図である。図１
において、比較器１５は、設定値ＳＶと後述する制御対
象［Ｇ（Ｓ）］３３からの測定値ＰＶとの偏差ｅを出力
するもので、選択手段１７の一方の選択端Ｐ１、加算器
１９および比例微分要素［１＋ＴDＳ］２１に接続され
ている。
【００１５】選択手段１７は、積分要素［Ｋ／Ｓ］２５
に接続された切換端Ｐ３によって選択端Ｐ１、Ｐ２を選
択的に切換えるもので、選択端Ｐ２にはリセット手段２
３が接続されている。このリセット手段２３は、選択端
Ｐ２が選択されたとき後述する積分要素２５を例えば
「０」にセットしてこれをリセット（初期化）するもの
である。選択手段１７の選択端Ｐ１が選択されるとブレ
ンドＰＩＤ制御に、選択端Ｐ２が選択されると通常のＰ
ＩＤ制御（非ブレンドＰＩＤ制御）に切換えられる。
に接続された切換端Ｐ３によって選択端Ｐ１、Ｐ２を選
択的に切換えるもので、選択端Ｐ２にはリセット手段２
３が接続されている。このリセット手段２３は、選択端
Ｐ２が選択されたとき後述する積分要素２５を例えば
「０」にセットしてこれをリセット（初期化）するもの
である。選択手段１７の選択端Ｐ１が選択されるとブレ
ンドＰＩＤ制御に、選択端Ｐ２が選択されると通常のＰ
ＩＤ制御（非ブレンドＰＩＤ制御）に切換えられる。
【００１６】積分要素２５は、入力を所定の係数Ｋ倍し
て積分するもので、加算器１９に接続されている。加算
器１９は、比較器１５からの偏差ｅと積分要素２５から
の積分出力を加算するもので、積分要素［１／（Ｔｉ
Ｓ）］２７に接続されている。積分要素２７は加算器１
９からの加算出力を積分するもので、加算器２９に接続
されている。
て積分するもので、加算器１９に接続されている。加算
器１９は、比較器１５からの偏差ｅと積分要素２５から
の積分出力を加算するもので、積分要素［１／（Ｔｉ
Ｓ）］２７に接続されている。積分要素２７は加算器１
９からの加算出力を積分するもので、加算器２９に接続
されている。
【００１７】この加算器２９は、比較器１５からの偏差
ｅを比例微分する比例微分要素２１も接続されており、
これら積分要素２７および比例微分要素２１からの出力
を加算するものであり、比例ゲイン要素［１００／Ｐ
Ｂ］３１に接続されている。比例ゲイン要素３１は、加
算器２９からの出力に対して全体の比例ゲインを与える
もので、この出力ＭＶが通常のＰＩＤ制御およびブレン
ドＰＩＤ制御の操作出力となり、制御対象３３へ加えら
れるようになっている。
ｅを比例微分する比例微分要素２１も接続されており、
これら積分要素２７および比例微分要素２１からの出力
を加算するものであり、比例ゲイン要素［１００／Ｐ
Ｂ］３１に接続されている。比例ゲイン要素３１は、加
算器２９からの出力に対して全体の比例ゲインを与える
もので、この出力ＭＶが通常のＰＩＤ制御およびブレン
ドＰＩＤ制御の操作出力となり、制御対象３３へ加えら
れるようになっている。
【００１８】このようなＰＩＤ制御構成において、選択
手段１７の選択端Ｐ２が選択されて通常のＰＩＤ制御に
設定された状態では、比較器１５からの偏差ｅが加算器
１９および比例微分要素２１へ出力され、積分要素２５
へ加えられない。積分要素２５にはリセット手段２３が
接続されて出力が「０」にリセットされるから、加算器
１９は比較器１５からの偏差ｅをそのまま積分要素２７
へ出力し、ここで積分処理されて加算器２９へ出力され
る。
手段１７の選択端Ｐ２が選択されて通常のＰＩＤ制御に
設定された状態では、比較器１５からの偏差ｅが加算器
１９および比例微分要素２１へ出力され、積分要素２５
へ加えられない。積分要素２５にはリセット手段２３が
接続されて出力が「０」にリセットされるから、加算器
１９は比較器１５からの偏差ｅをそのまま積分要素２７
へ出力し、ここで積分処理されて加算器２９へ出力され
る。
【００１９】この加算器２９には比例微分要素２１から
の比例微分出力も加えられており、加算器２９からこれ
ら積分出力および比例微分出力の加算結果が比例ゲイン
要素３１へ加えられる。そして、比例ゲイン要素３１に
て全体の比例ゲイン処理されて通常のＰＩＤ制御出力Ｍ
Ｖが制御対象３３へ加えられる。
の比例微分出力も加えられており、加算器２９からこれ
ら積分出力および比例微分出力の加算結果が比例ゲイン
要素３１へ加えられる。そして、比例ゲイン要素３１に
て全体の比例ゲイン処理されて通常のＰＩＤ制御出力Ｍ
Ｖが制御対象３３へ加えられる。
【００２０】他方、選択手段１７の選択端Ｐ１が選択さ
れてブレンドＰＩＤ制御が設定された状態では、比較器
１５からの偏差ｅが加算器１９、比例微分要素２１に加
えて積分要素２５へも加えられ、積分要素２５では偏差
ｅに対して所定の係数Ｋで積分処理されて加算器１９へ
加えられ、ここで偏差ｅに加算される。そのため、偏差
ｅとこの偏差ｅの積分出力の合成出力が積分要素２７に
て積分処理されて加算器２９へ加えられ、この加算器２
９で比例微分出力が加えられ、その加算結果に対して比
例ゲイン要素３１で全体の比例ゲイン処理され、ブレン
ドＰＩＤ制御出力ＭＶが制御対象３３へ加えられる。
れてブレンドＰＩＤ制御が設定された状態では、比較器
１５からの偏差ｅが加算器１９、比例微分要素２１に加
えて積分要素２５へも加えられ、積分要素２５では偏差
ｅに対して所定の係数Ｋで積分処理されて加算器１９へ
加えられ、ここで偏差ｅに加算される。そのため、偏差
ｅとこの偏差ｅの積分出力の合成出力が積分要素２７に
て積分処理されて加算器２９へ加えられ、この加算器２
９で比例微分出力が加えられ、その加算結果に対して比
例ゲイン要素３１で全体の比例ゲイン処理され、ブレン
ドＰＩＤ制御出力ＭＶが制御対象３３へ加えられる。
【００２１】このように、本発明のＰＩＤ制御方法で
は、積分要素２７への入力、偏差ｅに加えて偏差ｅの積
分を加算したものにすることにより、ブレンドＰＩＤ制
御を可能にしており、積分要素２５と積分要素２７によ
って二重積分が形成され、 ［Ｋ／Ｓ］×［１／（ＴｉＳ）］＝Ｋ／（ＴｉＳ2） となり、二重積分時間は、Ｔｉ／Ｋとなる。
は、積分要素２７への入力、偏差ｅに加えて偏差ｅの積
分を加算したものにすることにより、ブレンドＰＩＤ制
御を可能にしており、積分要素２５と積分要素２７によ
って二重積分が形成され、 ［Ｋ／Ｓ］×［１／（ＴｉＳ）］＝Ｋ／（ＴｉＳ2） となり、二重積分時間は、Ｔｉ／Ｋとなる。
【００２２】その結果、本発明のＰＩＤ制御方法を演算
式で示すと、次のようになる。 ブレンドＰＩＤ制御時 １００／ＰＢ［１＋（１／ＴｉＳ）＋ＴDＳ＋（Ｋ／Ｔ
ｉＳ2）］ 通常のＰＩＤ制御時 １００／ＰＢ［１＋（１／ＴｉＳ）＋ＴDＳ］ ここで、１００／ＰＢ＝比例ゲイン Ｔi＝積分時間 ＴD＝微分時間 Ｔi／Ｋ＝二重積分時間 である。
式で示すと、次のようになる。 ブレンドＰＩＤ制御時 １００／ＰＢ［１＋（１／ＴｉＳ）＋ＴDＳ＋（Ｋ／Ｔ
ｉＳ2）］ 通常のＰＩＤ制御時 １００／ＰＢ［１＋（１／ＴｉＳ）＋ＴDＳ］ ここで、１００／ＰＢ＝比例ゲイン Ｔi＝積分時間 ＴD＝微分時間 Ｔi／Ｋ＝二重積分時間 である。
【００２３】このように、本発明のＰＩＤ制御方法で
は、通常のＰＩＤ制御の定数設定に二重積分の係数Ｋが
加わるだけなので、通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ
制御の切換にあたり、２種類のＰＩＤ定数を用意してこ
れらをチューニング設定したり、定数の変換を行なう必
要がなく、ブレンドＰＩＤ制御時の係数Ｋの調整だけで
よいため、操作性が向上する。さらに、主たる積分要素
が１つにまとまっているため、通常のＰＩＤ制御とブレ
ンドＰＩＤ制御の切換時に、積分演算の初期値を考慮す
る必要がなくなり、通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ
制御間の相互の切換も簡単である。
は、通常のＰＩＤ制御の定数設定に二重積分の係数Ｋが
加わるだけなので、通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ
制御の切換にあたり、２種類のＰＩＤ定数を用意してこ
れらをチューニング設定したり、定数の変換を行なう必
要がなく、ブレンドＰＩＤ制御時の係数Ｋの調整だけで
よいため、操作性が向上する。さらに、主たる積分要素
が１つにまとまっているため、通常のＰＩＤ制御とブレ
ンドＰＩＤ制御の切換時に、積分演算の初期値を考慮す
る必要がなくなり、通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ
制御間の相互の切換も簡単である。
【００２４】また、従来のブレンドＰＩＤ制御の構成で
は、通常のＰＩ制御以上の制御性が得られないのに対
し、本発明のブレンドＰＩＤ制御では、通常のＰＩＤ制
御の積分要素への入力として偏差の積分出力が加わる形
で構成されているため、通常のＰＩＤ制御の制御性を損
うことなく、ブレンドＰＩＤ制御を実現できる利点があ
る。そして、本発明に係るＰＩＤ制御方法は、同じＰＩ
Ｄ制御の積分要素２７への入力を、偏差ｅのみから偏差
ｅとこの積分との合成出力に切換える構成とすれば、図
２に示すように微分先行型のＰＩＤ制御においても実現
可能である。
は、通常のＰＩ制御以上の制御性が得られないのに対
し、本発明のブレンドＰＩＤ制御では、通常のＰＩＤ制
御の積分要素への入力として偏差の積分出力が加わる形
で構成されているため、通常のＰＩＤ制御の制御性を損
うことなく、ブレンドＰＩＤ制御を実現できる利点があ
る。そして、本発明に係るＰＩＤ制御方法は、同じＰＩ
Ｄ制御の積分要素２７への入力を、偏差ｅのみから偏差
ｅとこの積分との合成出力に切換える構成とすれば、図
２に示すように微分先行型のＰＩＤ制御においても実現
可能である。
【００２５】すなわち、図１に示した形態例に対して、
比例微分要素２１を比例要素［１］３５に変更し、比較
器１５からの偏差ｅを比例処理して加算器２９へ加える
とともに、測定値ＰＶを微分処理する微分要素［ＴD
Ｓ］３７を加算器２９に接続した構成である。他の構成
は図１と同様であるので説明を省略する。この構成にお
いても、選択手段１７の選択端Ｐ２が選択されて通常の
ＰＩＤ制御に設定された状態では、積分要素２５にリセ
ット手段２３が接続されて出力が「０」にリセットされ
るから、加算器１９は比較器１５からの偏差ｅのみをそ
のまま積分要素２７へ出力し、ここで積分処理されて加
算器２９へ出力される。
比例微分要素２１を比例要素［１］３５に変更し、比較
器１５からの偏差ｅを比例処理して加算器２９へ加える
とともに、測定値ＰＶを微分処理する微分要素［ＴD
Ｓ］３７を加算器２９に接続した構成である。他の構成
は図１と同様であるので説明を省略する。この構成にお
いても、選択手段１７の選択端Ｐ２が選択されて通常の
ＰＩＤ制御に設定された状態では、積分要素２５にリセ
ット手段２３が接続されて出力が「０」にリセットされ
るから、加算器１９は比較器１５からの偏差ｅのみをそ
のまま積分要素２７へ出力し、ここで積分処理されて加
算器２９へ出力される。
【００２６】この加算器２９では、積分要素２７、比例
要素３５および微分要素３７からの出力が加算され、加
算結果が比例ゲイン要素３１へ加えられる。他方、選択
手段１７の選択端Ｐ１が選択されてブレンドＰＩＤ制御
が設定された状態では、積分要素２５で偏差ｅに対して
所定の係数Ｋで積分処理されて加算器１９に加えられて
偏差ｅに加算され、この加算合成出力が積分要素２７に
て積分処理されて加算器２９へ加えられ、この加算器２
９で、比例要素３５および微分要素３７から出力が加算
され、加算結果が比例ゲイン要素３１へ加えられる。
要素３５および微分要素３７からの出力が加算され、加
算結果が比例ゲイン要素３１へ加えられる。他方、選択
手段１７の選択端Ｐ１が選択されてブレンドＰＩＤ制御
が設定された状態では、積分要素２５で偏差ｅに対して
所定の係数Ｋで積分処理されて加算器１９に加えられて
偏差ｅに加算され、この加算合成出力が積分要素２７に
て積分処理されて加算器２９へ加えられ、この加算器２
９で、比例要素３５および微分要素３７から出力が加算
され、加算結果が比例ゲイン要素３１へ加えられる。
【００２７】このようなＰＩＤ制御方法においても、図
１の構成と同様に、同じＰＩＤ制御の積分要素への入力
を、偏差ｅから偏差ｅとこの積分合成出力に変えるだけ
でブレンドＰＩＤ制御が実現可能となるうえ、通常のＰ
ＩＤ制御の制御性も確保できるし、ブレンドＰＩＤ制御
用定数の設定チューニング又は変換を行う必要がなく、
操作性が向上する。しかも、通常のＰＩＤ制御とブレン
ドＰＩＤ制御の切換時に積分演算の初期値を考慮する必
要がなくなり、操作が簡素化される。なお、図２の構成
において、微分要素３７を省略すると、通常のＰＩＤ制
御およびブレンドＰＩＤ制御ともにＰＩ制御として機能
させることも可能である。
１の構成と同様に、同じＰＩＤ制御の積分要素への入力
を、偏差ｅから偏差ｅとこの積分合成出力に変えるだけ
でブレンドＰＩＤ制御が実現可能となるうえ、通常のＰ
ＩＤ制御の制御性も確保できるし、ブレンドＰＩＤ制御
用定数の設定チューニング又は変換を行う必要がなく、
操作性が向上する。しかも、通常のＰＩＤ制御とブレン
ドＰＩＤ制御の切換時に積分演算の初期値を考慮する必
要がなくなり、操作が簡素化される。なお、図２の構成
において、微分要素３７を省略すると、通常のＰＩＤ制
御およびブレンドＰＩＤ制御ともにＰＩ制御として機能
させることも可能である。
【００２８】図３〜図６は、上述した図１に係る本発明
のＰＩＤ制御方法による制御シュミレーション結果を示
す図である。シュミレーション条件としては、 制御対象：１／［（１＋１００Ｓ）（１＋５Ｓ）（１＋
５Ｓ）］ を制御し、安定状態から１０％の負荷変動を与えた場合
の制御結果である。特に、図３は図１における選択手段
１７で選択端Ｐ１を選択したブレンドＰＩＤ制御の制御
結果であり、図４は選択端Ｐ２を選択した通常のＰＩＤ
制御での制御結果である。この場合の制御定数および係
数Ｋは次に示す通りである。
のＰＩＤ制御方法による制御シュミレーション結果を示
す図である。シュミレーション条件としては、 制御対象：１／［（１＋１００Ｓ）（１＋５Ｓ）（１＋
５Ｓ）］ を制御し、安定状態から１０％の負荷変動を与えた場合
の制御結果である。特に、図３は図１における選択手段
１７で選択端Ｐ１を選択したブレンドＰＩＤ制御の制御
結果であり、図４は選択端Ｐ２を選択した通常のＰＩＤ
制御での制御結果である。この場合の制御定数および係
数Ｋは次に示す通りである。
【００２９】 ＰＩＤ定数： ＰＢ＝ ７．０（％） Ｔｉ＝２７．０（秒） Ｔｄ＝ ７．０（秒） Ｋ＝０．０１５ 従来の方法によるブレンドＰＩＤ制御では、図３のよう
な制御性は望めないので、従来の方法との比較が行える
ように、図２で説明したＰＩＤ制御方法において、微分
要素［ＴDＳ］３７を省略したＰＩ制御構成での制御結
果を図５に示す。
な制御性は望めないので、従来の方法との比較が行える
ように、図２で説明したＰＩＤ制御方法において、微分
要素［ＴDＳ］３７を省略したＰＩ制御構成での制御結
果を図５に示す。
【００３０】図５は上述したＰＩ制御構成において選択
端Ｐ１を選択したブレンドＰＩＤ制御での制御結果であ
り、図６は選択端Ｐ２を選択した通常のＰＩ制御での制
御結果である。このときの制御定数および係数Ｋは次に
示す通りである。 ＰＩＤ定数： ＰＢ＝１２．５（％） Ｔｉ＝３０．０（秒） Ｔｄ＝ ０．０（秒） Ｋ＝０．０１５
端Ｐ１を選択したブレンドＰＩＤ制御での制御結果であ
り、図６は選択端Ｐ２を選択した通常のＰＩ制御での制
御結果である。このときの制御定数および係数Ｋは次に
示す通りである。 ＰＩＤ定数： ＰＢ＝１２．５（％） Ｔｉ＝３０．０（秒） Ｔｄ＝ ０．０（秒） Ｋ＝０．０１５
【００３１】図７は、従来の方法によるブレンドＰＩＤ
制御の制御結果である。このときの制御定数は、次に示
す通りである。 この制御結果は、通常のＰＩ制御定数としてチューニン
グした図６の定数を用い、ブレンドＰＩＤ制御のための
係数Ｋを調整した図５の定数での制御結果と等しくなる
ように求めた定数を用いて制御しているので、図５とほ
ぼ等しい制御結果になっている。
制御の制御結果である。このときの制御定数は、次に示
す通りである。 この制御結果は、通常のＰＩ制御定数としてチューニン
グした図６の定数を用い、ブレンドＰＩＤ制御のための
係数Ｋを調整した図５の定数での制御結果と等しくなる
ように求めた定数を用いて制御しているので、図５とほ
ぼ等しい制御結果になっている。
【００３２】しかし、制御定数としては、通常のＰＩ制
御又は本発明のブレンドＰＩＤ制御に用いた定数（図６
および図５での定数）や、通常のＰＩＤ制御又は本発明
のブレンドＰＩＤ制御に用いた定数（図４および図３で
の定数）とは明らかに異なっている。また、従来の方法
におけるＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御の場合、図４
と図７の組み合わせとなるのに対し、本発明の方法で
は、図４と図３の組み合わせとなり、ブレンドＰＩＤ制
御時の制御結果である図３と図７を比較すれば、従来の
方法に比べて本発明の方法の方が明らかに制御性が向上
していることが分かる。
御又は本発明のブレンドＰＩＤ制御に用いた定数（図６
および図５での定数）や、通常のＰＩＤ制御又は本発明
のブレンドＰＩＤ制御に用いた定数（図４および図３で
の定数）とは明らかに異なっている。また、従来の方法
におけるＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御の場合、図４
と図７の組み合わせとなるのに対し、本発明の方法で
は、図４と図３の組み合わせとなり、ブレンドＰＩＤ制
御時の制御結果である図３と図７を比較すれば、従来の
方法に比べて本発明の方法の方が明らかに制御性が向上
していることが分かる。
【００３３】ところで、上述した各形態例をブロック線
図で示したが、実際の演算処理や切換処理はＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュ
ータと、上述した演算処理や切換処理を行うプログラム
によって実施させることになるであろう。もちろん、上
述した各形態例の個々の演算処理や切換処理要素を別個
に電子回路で形成し、機械的又は電子的に切換える構成
も可能である。
図で示したが、実際の演算処理や切換処理はＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュ
ータと、上述した演算処理や切換処理を行うプログラム
によって実施させることになるであろう。もちろん、上
述した各形態例の個々の演算処理や切換処理要素を別個
に電子回路で形成し、機械的又は電子的に切換える構成
も可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＰＩＤ制御
方法では、偏差を入力する非ブレンドＰＩＤ制御処理
と、その偏差およびこの積分処理出力との合成出力を入
力するブレンドＰＩＤ制御処理とを選択的に切換える構
成としたから、通常のＰＩＤ制御の定数設定に、１個の
係数設定を加えるだけで実現でき、２種類のＰＩＤ定数
を用意して各々チューニング設定したり、定数の変換を
行なう必要がなく、通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ
制御の切換時に積分の初期値を考慮しなくてよいため、
構成が簡単で、操作性が遥かに向上する。また、従来の
ブレンドＰＩＤ制御の構成では、ブレンドＰＩＤ制御時
の制御性が通常のＰＩ制御以上にはならないのに対し、
本発明のブレンドＰＩＤ制御は、通常ＰＩＤ制御の積分
要素への入力に偏差の積分出力を加える方法を採用して
いるため、通常のＰＩＤ制御の制御性を損うことなく、
ブレンドＰＩＤ制御が実現できる利点がある。そして、
偏差の積分処理をリセット処理に切換えて非ブレンドＰ
ＩＤ制御とする方法では、偏差の積分処理に特定の定数
をセットする必要がなくなるから、一層処理が簡素化さ
れる。
方法では、偏差を入力する非ブレンドＰＩＤ制御処理
と、その偏差およびこの積分処理出力との合成出力を入
力するブレンドＰＩＤ制御処理とを選択的に切換える構
成としたから、通常のＰＩＤ制御の定数設定に、１個の
係数設定を加えるだけで実現でき、２種類のＰＩＤ定数
を用意して各々チューニング設定したり、定数の変換を
行なう必要がなく、通常のＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ
制御の切換時に積分の初期値を考慮しなくてよいため、
構成が簡単で、操作性が遥かに向上する。また、従来の
ブレンドＰＩＤ制御の構成では、ブレンドＰＩＤ制御時
の制御性が通常のＰＩ制御以上にはならないのに対し、
本発明のブレンドＰＩＤ制御は、通常ＰＩＤ制御の積分
要素への入力に偏差の積分出力を加える方法を採用して
いるため、通常のＰＩＤ制御の制御性を損うことなく、
ブレンドＰＩＤ制御が実現できる利点がある。そして、
偏差の積分処理をリセット処理に切換えて非ブレンドＰ
ＩＤ制御とする方法では、偏差の積分処理に特定の定数
をセットする必要がなくなるから、一層処理が簡素化さ
れる。
【図１】本発明に係るＰＩＤ制御方法の一形態例を説明
するためのブロック線図である。
するためのブロック線図である。
【図２】本発明に係るＰＩＤ制御方法の他の形態例を説
明するためのブロック線図である。
明するためのブロック線図である。
【図３】本発明のＰＩＤ制御方法によるブレンドＰＩＤ
制御シミレーション結果を示す図である。
制御シミレーション結果を示す図である。
【図４】本発明のＰＩＤ制御方法による非ブレンドＰＩ
Ｄ制御シミレーション結果を示す図である。
Ｄ制御シミレーション結果を示す図である。
【図５】本発明のＰＩＤ制御方法によるブレンドＰＩＤ
制御シミレーション結果を示す図である。
制御シミレーション結果を示す図である。
【図６】本発明のＰＩＤ制御方法による非ブレンドＰＩ
Ｄ制御シミレーション結果を示す図である。
Ｄ制御シミレーション結果を示す図である。
【図７】従来のＰＩＤ制御方式によるブレンドＰＩＤ制
御シュミレーション結果を示す図である。
御シュミレーション結果を示す図である。
【図８】非ブレンドＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御に
よる応答を説明する図である。
よる応答を説明する図である。
【図９】ブレンドＰＩＤ制御を説明するブロック線図で
ある。
ある。
【図１０】非ブレンドＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御
を切換える従来構成を示すブロック線図である。
を切換える従来構成を示すブロック線図である。
【図１１】非ブレンドＰＩＤ制御とブレンドＰＩＤ制御
を切換える従来構成を示すブロック線図である。
を切換える従来構成を示すブロック線図である。
１、１５ 比較器 ３、３３ 制御対象 ５、２５、２７ 積分要素 ７、９ ＰＩＤ演算要素 １１、１３、１７ 選択手段 １９、２９ 加算器 ２１ 比例微分要素 ２３ リセット手段 ３１ 比例ゲイン要素 ３５ 比例要素 ３７ 微分要素
Claims (2)
- 【請求項１】 設定値と測定値との偏差の積分に対して
比例（Ｐ）、積分（Ｉ）および微分（Ｄ）演算処理する
ブレンドＰＩＤ制御と、前記偏差を比例（Ｐ）、積分
（Ｉ）および微分（Ｄ）演算処理する非ブレンドＰＩＤ
制御とを切換えてＰＩＤ制御するＰＩＤ制御方法におい
て、 前記非ブレンドＰＩＤ制御の積分要素への入力として前
記偏差と、前記ブレンドＰＩＤ制御の積分要素への入力
として前記偏差およびこの偏差の積分出力との合成出力
とを、各々選択的に切換えて同一の前記ＰＩＤ演算処理
をすることを特徴とするＰＩＤ制御方法。 - 【請求項２】 前記偏差の積分処理をリセット処理に切
換えることにより、前記偏差のみを前記非ブレンドＰＩ
Ｄ制御の積分要素への入力としてなる請求項１記載のＰ
ＩＤ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08187996A JP3216696B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Ｐｉｄ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08187996A JP3216696B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Ｐｉｄ制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09244703A true JPH09244703A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3216696B2 JP3216696B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=13758747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08187996A Expired - Fee Related JP3216696B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Ｐｉｄ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3216696B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6847954B1 (en) | 1999-08-23 | 2005-01-25 | Fisher Rosemount Systems, Inc. | Control-loop auto-tuner with nonlinear tuning rules estimators |
| JP2010020705A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Sinfonia Technology Co Ltd | 制御装置 |
| JP2010020704A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Sinfonia Technology Co Ltd | 制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6036376B2 (ja) * | 2013-02-15 | 2016-11-30 | 三浦工業株式会社 | ボイラシステム |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP08187996A patent/JP3216696B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6847954B1 (en) | 1999-08-23 | 2005-01-25 | Fisher Rosemount Systems, Inc. | Control-loop auto-tuner with nonlinear tuning rules estimators |
| JP2010020705A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Sinfonia Technology Co Ltd | 制御装置 |
| JP2010020704A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Sinfonia Technology Co Ltd | 制御装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3216696B2 (ja) | 2001-10-09 |
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