JPH10326101A - Ｐｉｄ制御方法及びその装置 - Google Patents
Ｐｉｄ制御方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH10326101A JPH10326101A JP13484097A JP13484097A JPH10326101A JP H10326101 A JPH10326101 A JP H10326101A JP 13484097 A JP13484097 A JP 13484097A JP 13484097 A JP13484097 A JP 13484097A JP H10326101 A JPH10326101 A JP H10326101A
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- JP
- Japan
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- control
- pid control
- deviation
- pid
- control signal
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＩＤ制御演算後に適切な条件判断を行なわ
せて動作量の行き過ぎを防いで、不要な発振に伴うハン
チング現象などを発生することなく、安定した水位制御
を行なえるようにする。 【解決手段】 配水池１から検出された現在水位ＰＶと
目標となる水位設定値ＳＶとの偏差Ｅに応じてＰＩＤ制
御演算を行なった後に、１回の制御信号出力に対し一定
の周期内に現在水位ＰＶが安定したか否かの条件判断を
行なって、安定していないと判断されたとき、ＰＩＤ制
御演算値に所定の係数を乗じて制御信号を可変し出力さ
せるようにしている。
せて動作量の行き過ぎを防いで、不要な発振に伴うハン
チング現象などを発生することなく、安定した水位制御
を行なえるようにする。 【解決手段】 配水池１から検出された現在水位ＰＶと
目標となる水位設定値ＳＶとの偏差Ｅに応じてＰＩＤ制
御演算を行なった後に、１回の制御信号出力に対し一定
の周期内に現在水位ＰＶが安定したか否かの条件判断を
行なって、安定していないと判断されたとき、ＰＩＤ制
御演算値に所定の係数を乗じて制御信号を可変し出力さ
せるようにしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水道用バル
ブの開度を調整することにより配水池の保有水量を所定
範囲内に保持する水位制御などのように、時間遅れのあ
る制御対象の制御に適用されるＰＩＤ制御方法及びその
装置に関するものである。
ブの開度を調整することにより配水池の保有水量を所定
範囲内に保持する水位制御などのように、時間遅れのあ
る制御対象の制御に適用されるＰＩＤ制御方法及びその
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来一般の制御方法において
は、一定の周期ごとに制御対象の現在値を検出し、その
検出した現在値と目標値として予め設定されている設定
値との偏差を演算し、その演算された偏差に応じてＰＩ
Ｄ制御演算を行ない、偏差が一定の許容範囲を越えてい
る場合は、それが許容範囲内に収束されるように制御手
段に対して常に一定の動作時間（例えばバルブの場合で
あれば、全開から全閉までに要する時間）を基準に決め
られた制御信号を出力させるという制御方法が採用され
ていた。
は、一定の周期ごとに制御対象の現在値を検出し、その
検出した現在値と目標値として予め設定されている設定
値との偏差を演算し、その演算された偏差に応じてＰＩ
Ｄ制御演算を行ない、偏差が一定の許容範囲を越えてい
る場合は、それが許容範囲内に収束されるように制御手
段に対して常に一定の動作時間（例えばバルブの場合で
あれば、全開から全閉までに要する時間）を基準に決め
られた制御信号を出力させるという制御方法が採用され
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のＰＩＤ制御方法によれば、水道用バルブの
開度調整による水位制御のごとく、制御対象に時間遅れ
等がある場合、常に一定の動作時間を基準に決められた
制御信号を出力すると、バルブ等の制御手段となる機器
の単位動作あたりの制御対象の変化率が一定でない限
り、動作に行き過ぎ（オーバーシュート）が生じて、ハ
ンチング現象の発生など制御が安定せず、不要に発振し
てしまうといった問題があった。
ような従来のＰＩＤ制御方法によれば、水道用バルブの
開度調整による水位制御のごとく、制御対象に時間遅れ
等がある場合、常に一定の動作時間を基準に決められた
制御信号を出力すると、バルブ等の制御手段となる機器
の単位動作あたりの制御対象の変化率が一定でない限
り、動作に行き過ぎ（オーバーシュート）が生じて、ハ
ンチング現象の発生など制御が安定せず、不要に発振し
てしまうといった問題があった。
【０００４】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、ＰＩＤ制御演算後に適切な条件判断を行なわ
せることで動作量の行き過ぎを防ぎ、不要に発振するこ
となく、安定した制御を行なうことができるＰＩＤ制御
方法及びその装置を提供することを目的としている。
たもので、ＰＩＤ制御演算後に適切な条件判断を行なわ
せることで動作量の行き過ぎを防ぎ、不要に発振するこ
となく、安定した制御を行なうことができるＰＩＤ制御
方法及びその装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るＰＩＤ制御方法は、一定の周期ごとに
制御対象から検出される現在値と目標となる設定値との
偏差を演算し、その偏差に応じてＰＩＤ制御演算を行な
って偏差が一定の許容範囲内に保たれるように制御信号
を出力するＰＩＤ制御方法であって、上記ＰＩＤ制御演
算後、１回の制御信号出力に対し上記一定の周期内に現
在値が安定したか否かを判断して、安定しないときは上
記ＰＩＤ制御演算値に所定の係数を乗じた制御信号を出
力することを特徴とするものである。
に、本発明に係るＰＩＤ制御方法は、一定の周期ごとに
制御対象から検出される現在値と目標となる設定値との
偏差を演算し、その偏差に応じてＰＩＤ制御演算を行な
って偏差が一定の許容範囲内に保たれるように制御信号
を出力するＰＩＤ制御方法であって、上記ＰＩＤ制御演
算後、１回の制御信号出力に対し上記一定の周期内に現
在値が安定したか否かを判断して、安定しないときは上
記ＰＩＤ制御演算値に所定の係数を乗じた制御信号を出
力することを特徴とするものである。
【０００６】また、本発明に係るＰＩＤ制御装置は、制
御対象の現在値を検出する手段と、目標となる設定値を
予め設定する手段と、一定の周期ごとに制御対象から検
出される現在値と予め設定された設定値との偏差を演算
する手段と、演算された偏差に応じて制御対象を比例的
に制御して偏差が一定の許容範囲内に保たれるような制
御信号を出力するＰＩＤ制御演算手段とを備えてなるＰ
ＩＤ制御装置であって、上記ＰＩＤ制御演算手段による
制御演算後、１回の制御信号出力に対し上記一定の周期
内に現在値が安定したか否かを判断して、安定しないと
きは上記ＰＩＤ制御演算値に所定の係数を乗じた制御信
号を出力する条件判断手段を備えていることを特徴とす
るものである。
御対象の現在値を検出する手段と、目標となる設定値を
予め設定する手段と、一定の周期ごとに制御対象から検
出される現在値と予め設定された設定値との偏差を演算
する手段と、演算された偏差に応じて制御対象を比例的
に制御して偏差が一定の許容範囲内に保たれるような制
御信号を出力するＰＩＤ制御演算手段とを備えてなるＰ
ＩＤ制御装置であって、上記ＰＩＤ制御演算手段による
制御演算後、１回の制御信号出力に対し上記一定の周期
内に現在値が安定したか否かを判断して、安定しないと
きは上記ＰＩＤ制御演算値に所定の係数を乗じた制御信
号を出力する条件判断手段を備えていることを特徴とす
るものである。
【０００７】上記のような構成の本発明によれば、検出
された制御対象の現在値と予め設定されている設定値と
の偏差に応じたＰＩＤ制御演算が行なわれる。そして、
このＰＩＤ制御演算後、１回の制御信号出力に対し一定
の周期内に現在値が安定したか否かの条件判断を行な
い、安定したときは一定の動作時間を基準に決められた
制御信号を出力し、安定しないときはＰＩＤ制御演算値
に所定の係数を乗じて制御信号を可変して出力させるこ
とによって、制御手段となるバルブなどの機器の動作量
の行き過ぎを防いで、時間遅れのある制御対象であって
も、不要に発振することなく、安定よい制御が可能とな
る。
された制御対象の現在値と予め設定されている設定値と
の偏差に応じたＰＩＤ制御演算が行なわれる。そして、
このＰＩＤ制御演算後、１回の制御信号出力に対し一定
の周期内に現在値が安定したか否かの条件判断を行な
い、安定したときは一定の動作時間を基準に決められた
制御信号を出力し、安定しないときはＰＩＤ制御演算値
に所定の係数を乗じて制御信号を可変して出力させるこ
とによって、制御手段となるバルブなどの機器の動作量
の行き過ぎを防いで、時間遅れのある制御対象であって
も、不要に発振することなく、安定よい制御が可能とな
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係るＰＩＤ制御方
法を適用した水位制御装置の概略構成図である。
に基づいて説明する。図１は本発明に係るＰＩＤ制御方
法を適用した水位制御装置の概略構成図である。
【０００９】図１において、１は水流入用配管２および
水流出用配管３が接続された配水池であり、上記水流入
用配管２には、制御手段となる水道用バルブ４が介在さ
れており、このバルブ４にはそれの開度を駆動調整する
モータ９が連結されている。５は上記バルブ４の現在開
度を検出する開度検出器、６は制御対象となる上記配水
池１の現在水位（現在値）ＰＶを検出する水位検出器で
ある。７はバルブ用コントローラであり、上記開度検出
器５からの開度信号および水位検出器６により検出され
る現在水位ＰＶが入力されるとともに、制御目標値とし
て予め設定器８に設定入力されている水位設定値ＳＶが
入力されており、このコントローラ７は所定の周期ごと
に制御動作するものである。
水流出用配管３が接続された配水池であり、上記水流入
用配管２には、制御手段となる水道用バルブ４が介在さ
れており、このバルブ４にはそれの開度を駆動調整する
モータ９が連結されている。５は上記バルブ４の現在開
度を検出する開度検出器、６は制御対象となる上記配水
池１の現在水位（現在値）ＰＶを検出する水位検出器で
ある。７はバルブ用コントローラであり、上記開度検出
器５からの開度信号および水位検出器６により検出され
る現在水位ＰＶが入力されるとともに、制御目標値とし
て予め設定器８に設定入力されている水位設定値ＳＶが
入力されており、このコントローラ７は所定の周期ごと
に制御動作するものである。
【００１０】つぎに、上記構成の水位制御装置の動作
を、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
制御周期にあるとき、まず、コントローラ７に水位設定
値ＳＶが読み込まれるとともに、その時点で水位検出器
６により検出された現在水位ＰＶが読み込まれ、それら
読み込まれた水位設定値ＳＶと現在水位ＰＶとの偏差Ｅ
の絶対値が演算される（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。次
いで、その演算された偏差Ｅの絶対値に応じてＰＩＤ制
御演算が行なわれて（ステップＳ２５）、偏差Ｅの絶対
値が一定の許容範囲である不感帯範囲ＮＳ内に保たれる
ように上記バルブ４のモータ９に対して開度制御信号を
出力するが、ここで、本発明においては、上記ＰＩＤ制
御演算後における後述の条件判断を行ない（ステップＳ
２６）、その条件判断の結果に基づいて互いに異なる制
御出力を演算して制御信号を出力する（ステップＳ２７
〜Ｓ２９）。
を、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
制御周期にあるとき、まず、コントローラ７に水位設定
値ＳＶが読み込まれるとともに、その時点で水位検出器
６により検出された現在水位ＰＶが読み込まれ、それら
読み込まれた水位設定値ＳＶと現在水位ＰＶとの偏差Ｅ
の絶対値が演算される（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。次
いで、その演算された偏差Ｅの絶対値に応じてＰＩＤ制
御演算が行なわれて（ステップＳ２５）、偏差Ｅの絶対
値が一定の許容範囲である不感帯範囲ＮＳ内に保たれる
ように上記バルブ４のモータ９に対して開度制御信号を
出力するが、ここで、本発明においては、上記ＰＩＤ制
御演算後における後述の条件判断を行ない（ステップＳ
２６）、その条件判断の結果に基づいて互いに異なる制
御出力を演算して制御信号を出力する（ステップＳ２７
〜Ｓ２９）。
【００１１】すなわち、上記ステップＳ２６で判断され
る条件は、上記ＰＩＤ制御演算後、１回の制御信号出力
に対して上記制御周期内に現在水位ＰＶが安定したか否
かであり、その条件判断の結果、１回の制御信号出力に
対して上記制御周期内に現在水位ＰＶが安定したと判断
される場合は、上記バルブ４の全開から全閉までに要す
る一定の開閉（動作）時間を基準に制御出力を演算す
る。即ち、 制御出力（秒）＝ＰＩＤ制御演算値（％）×開閉時間
（秒） を求めて制御信号を出力する（ステップＳ２６，Ｓ２
８，Ｓ２９）。一方、上記ステップＳ２６での条件判断
の結果、１回の制御信号出力に対して上記制御周期内に
現在水位ＰＶが安定しないと判断される場合は、上記Ｐ
ＩＤ制御演算値に所定の係数を乗じた上で制御出力を演
算する。即ち、 制御出力（秒）＝ＰＩＤ制御演算値（％）×係数（％）
×開閉時間（秒） を求めて制御信号を出力する（ステップＳ２６，Ｓ２
７，Ｓ２８，Ｓ２９）。
る条件は、上記ＰＩＤ制御演算後、１回の制御信号出力
に対して上記制御周期内に現在水位ＰＶが安定したか否
かであり、その条件判断の結果、１回の制御信号出力に
対して上記制御周期内に現在水位ＰＶが安定したと判断
される場合は、上記バルブ４の全開から全閉までに要す
る一定の開閉（動作）時間を基準に制御出力を演算す
る。即ち、 制御出力（秒）＝ＰＩＤ制御演算値（％）×開閉時間
（秒） を求めて制御信号を出力する（ステップＳ２６，Ｓ２
８，Ｓ２９）。一方、上記ステップＳ２６での条件判断
の結果、１回の制御信号出力に対して上記制御周期内に
現在水位ＰＶが安定しないと判断される場合は、上記Ｐ
ＩＤ制御演算値に所定の係数を乗じた上で制御出力を演
算する。即ち、 制御出力（秒）＝ＰＩＤ制御演算値（％）×係数（％）
×開閉時間（秒） を求めて制御信号を出力する（ステップＳ２６，Ｓ２
７，Ｓ２８，Ｓ２９）。
【００１２】なお、上記制御出力（秒）の演算に用いら
れる係数（％）は、制御手段となる水道用バルブ４の単
位動作あたりの制御対象の変化率に見合った値に設定さ
れていることが望ましい。
れる係数（％）は、制御手段となる水道用バルブ４の単
位動作あたりの制御対象の変化率に見合った値に設定さ
れていることが望ましい。
【００１３】以上のような動作フローによって、バルブ
４の動作量に行き過ぎが非常に少なくなり、時間遅れの
ある制御対象の水位制御であっても、不要に発振するこ
となく、配水池１内の水位を不感帯範囲ＮＳ内に安定よ
く制御することが可能となる。
４の動作量に行き過ぎが非常に少なくなり、時間遅れの
ある制御対象の水位制御であっても、不要に発振するこ
となく、配水池１内の水位を不感帯範囲ＮＳ内に安定よ
く制御することが可能となる。
【００１４】なお、上記実施の形態では、制御対象が配
水池１内の水位である場合について説明したが、これ以
外に、時間遅れのある制御対象の制御に適用することに
よって、上記と同様な効果を奏するものである。
水池１内の水位である場合について説明したが、これ以
外に、時間遅れのある制御対象の制御に適用することに
よって、上記と同様な効果を奏するものである。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、検出さ
れた制御対象の現在値と予め設定されている設定値との
偏差に応じたＰＩＤ制御演算後に、１回の制御信号出力
に対し一定の周期内に現在値が安定したか否かの条件判
断を行なって、安定していないと判断されたときはＰＩ
Ｄ制御演算値に所定の係数を乗じて制御信号を可変して
出力させるようにしているので、制御手段となるバルブ
などの機器の単位動作あたりの変化率が一定でないとし
ても、機器の動作量の行き過ぎを防いで、時間遅れのあ
る制御対象であっても、不要に発振に伴うハンチング現
象などを生じることなく、所定の制御を安定よく行なう
ことができるという効果を奏する。
れた制御対象の現在値と予め設定されている設定値との
偏差に応じたＰＩＤ制御演算後に、１回の制御信号出力
に対し一定の周期内に現在値が安定したか否かの条件判
断を行なって、安定していないと判断されたときはＰＩ
Ｄ制御演算値に所定の係数を乗じて制御信号を可変して
出力させるようにしているので、制御手段となるバルブ
などの機器の単位動作あたりの変化率が一定でないとし
ても、機器の動作量の行き過ぎを防いで、時間遅れのあ
る制御対象であっても、不要に発振に伴うハンチング現
象などを生じることなく、所定の制御を安定よく行なう
ことができるという効果を奏する。
【図１】本発明に係るＰＩＤ制御方法を水位制御装置に
適用した実施の形態を示す概略構成図である。
適用した実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】同上実施の形態における水位制御装置の動作を
説明するフローチャートである。
説明するフローチャートである。
１ 配水池 ４ バルブ（制御手段の例） ５ 開度検出器 ６ 水位検出器 ７ バルブ用コントローラ ＰＶ 現在水位（現在値） ＳＶ 水位設定値（設定値） Ｅ 偏差 ＮＳ 不感帯範囲
Claims (2)
- 【請求項１】 一定の周期ごとに制御対象から検出され
る現在値と目標となる設定値との偏差を演算し、その偏
差に応じてＰＩＤ制御演算を行なって偏差が一定の許容
範囲内に保たれるように制御信号を出力するＰＩＤ制御
方法であって、 上記ＰＩＤ制御演算後、１回の制御信
号の出力に対し上記一定の周期内に現在値が安定したか
否かを判断して、安定しないときは上記ＰＩＤ制御演算
値に所定の係数を乗じた制御信号を出力することを特徴
とするＰＩＤ制御方法。 - 【請求項２】 制御対象の現在値を検出する手段と、 目標となる設定値を予め設定する手段と、 一定の周期ごとに制御対象から検出される現在値と予め
設定された設定値との偏差を演算する手段と、 演算された偏差に応じて制御対象を比例的に制御して偏
差が一定の許容範囲内に保たれるような制御信号を出力
するＰＩＤ制御演算手段とを備えてなるＰＩＤ制御装置
であって、 上記ＰＩＤ制御演算手段による制御演算後、１回の制御
信号出力に対し上記一定の周期内に現在値が安定したか
否かを判断して、安定しないときは上記ＰＩＤ制御演算
値に所定の係数を乗じた制御信号を出力する条件判断手
段を備えていることを特徴とするＰＩＤ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13484097A JPH10326101A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Ｐｉｄ制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13484097A JPH10326101A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Ｐｉｄ制御方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326101A true JPH10326101A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15137700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13484097A Pending JPH10326101A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Ｐｉｄ制御方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10326101A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111624302A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-09-04 | 汉威科技集团股份有限公司 | 自动标定方法、气体检测装置、终端及可读存储介质 |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP13484097A patent/JPH10326101A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111624302A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-09-04 | 汉威科技集团股份有限公司 | 自动标定方法、气体检测装置、终端及可读存储介质 |
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