JPS58154002A - フイ−ドフオワ−ド制御装置 - Google Patents
フイ−ドフオワ−ド制御装置Info
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- JPS58154002A JPS58154002A JP3564382A JP3564382A JPS58154002A JP S58154002 A JPS58154002 A JP S58154002A JP 3564382 A JP3564382 A JP 3564382A JP 3564382 A JP3564382 A JP 3564382A JP S58154002 A JPS58154002 A JP S58154002A
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- signal
- control
- gain
- disturbance
- component
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B5/00—Anti-hunting arrangements
- G05B5/01—Anti-hunting arrangements electric
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、速度形制御演算装置を備えたフイードパツク
プ四七ス制御系におけるフィードフォワード制御装置に
関する。
プ四七ス制御系におけるフィードフォワード制御装置に
関する。
［発明の技術的背景］
フィードフォワード制御方式というのは、目標値に変化
を及ぼす外乱を直接検出し、奇の検出信号により制御対
象に適蟲な操作を加えて制御量の変化を抑制するもので
ある。このフィードフォワード制御方式はいわゆる予測
制御とも称され、予想される急激な外乱に対して有効に
作用する。一方、フィードフォワード制御方式に対する
ものとしてよく知られているフィードバック制御がある
。
を及ぼす外乱を直接検出し、奇の検出信号により制御対
象に適蟲な操作を加えて制御量の変化を抑制するもので
ある。このフィードフォワード制御方式はいわゆる予測
制御とも称され、予想される急激な外乱に対して有効に
作用する。一方、フィードフォワード制御方式に対する
ものとしてよく知られているフィードバック制御がある
。
このフィードバック制御は制御特性ＪＩｃおける定常特
性と動特性の向上に効果がある。したがって、一般的に
はこれらの制御方式な相補的に併用してより有利な制御
特性を得るようＫしたプ豐セス制御系が用いられる。本
発明は、かかる併用制御系における前記フィードフォワ
ード制御装置の改襄に関するものである。
性と動特性の向上に効果がある。したがって、一般的に
はこれらの制御方式な相補的に併用してより有利な制御
特性を得るようＫしたプ豐セス制御系が用いられる。本
発明は、かかる併用制御系における前記フィードフォワ
ード制御装置の改襄に関するものである。
第１図に従来のフィードフォワード制御装置を會むブー
七ス制御系のプレツタ図を示す。目標値１は加算＊２に
与えられ、加算部２において制御量（フィードバッタ検
出量）３と比較される。その結果出力される偏差量４は
制御演算部５に与えられる。制御演算ｓ５は入力されな
偏差量４を零に修正すべく制御１号６ｔ−出力する。Ｇ
ｃは制御演算ｓＩ＋の伝達関数である。この制御信号６
には加算部７ＫｊＩＰいて外乱補償信号Ｄｃが加えられ
る。
七ス制御系のプレツタ図を示す。目標値１は加算＊２に
与えられ、加算部２において制御量（フィードバッタ検
出量）３と比較される。その結果出力される偏差量４は
制御演算部５に与えられる。制御演算ｓ５は入力されな
偏差量４を零に修正すべく制御１号６ｔ−出力する。Ｇ
ｃは制御演算ｓＩ＋の伝達関数である。この制御信号６
には加算部７ＫｊＩＰいて外乱補償信号Ｄｃが加えられ
る。
ここで、外乱補償信号系（すなわちフィードフォード制
御装置）の伝達関数は、操作量〜制御量間の伝達関数を ｉ ＋ Ｔｐ ＆ とし・外ｔＤ″″制御量関″讐関数を に１ １＋ＴＢ＆ とすると、 １＋Ｔ８ に・□ １＋ＴＢＳ となる。ここに、 である。
御装置）の伝達関数は、操作量〜制御量間の伝達関数を ｉ ＋ Ｔｐ ＆ とし・外ｔＤ″″制御量関″讐関数を に１ １＋ＴＢ＆ とすると、 １＋Ｔ８ に・□ １＋ＴＢＳ となる。ここに、 である。
したが？て、外乱補償信号系は位相進み遅れ伝達で構成
される。
される。
加算部７で得られに操作信号１０は制御対象プロセス１
１に与えられる。Ｇｐはこのブツセスの伝達関数である
。
１に与えられる。Ｇｐはこのブツセスの伝達関数である
。
このように、従来のフィードフォワード制御装置は、制
御演算部５の出力制御演算値６に位相瀧み遅れ伝達要素
８およ、び比例伝達要素９ｔ−経た外乱補償信号Ｄｃを
加算□して行うようになっており。
御演算部５の出力制御演算値６に位相瀧み遅れ伝達要素
８およ、び比例伝達要素９ｔ−経た外乱補償信号Ｄｃを
加算□して行うようになっており。
その加算は位置形あるいは速度形により行ってｔまたＯ
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、実際のブー１スにおいてはその応答伸性
′に１次系て完全に近似することはできず、非直線性の
特性を有するとと、あるいは各種の制限′・制約条件が
存在すること・などの塩山により、従来のフィーＦフオ
ツード制御方式では次のような問題があった。
′に１次系て完全に近似することはできず、非直線性の
特性を有するとと、あるいは各種の制限′・制約条件が
存在すること・などの塩山により、従来のフィーＦフオ
ツード制御方式では次のような問題があった。
（ｌ）フィーＦ７オ７−Ｆする信号の進み分と遅れ分に
対するそれぞれのゲインを対象ブ田七スの特性に合わせ
て個別的Ｋｌｌ！１設定することができない。
対するそれぞれのゲインを対象ブ田七スの特性に合わせ
て個別的Ｋｌｌ！１設定することができない。
＠ アイーＦ７オワード量に不感帯を設けることにより
、外乱が微少変動である場合にフィードフォラ−Ｔをか
けないようにすることができない。
、外乱が微少変動である場合にフィードフォラ−Ｔをか
けないようにすることができない。
口） フィーγフオワーＹ量のある特定方向（増又は滅
）に対して、不感帯あるいはフィードフォワードの強ｔ
！（ゲイン）の変化を与えることができない。
）に対して、不感帯あるいはフィードフォワードの強ｔ
！（ゲイン）の変化を与えることができない。
こ九らは、アイードフォワード制御を円滑に行わしめる
ための実用上の致命的な欠陥といいうる。
ための実用上の致命的な欠陥といいうる。
ｃｌ＆明の目的〕
そこで、本発明は上記従来の問題点を解消し、対象プロ
セスを円滑かつ過正に制御しうるフィードフォワード制
御装置を提供することを目的とするＯ 〔発明の概要〕 一上記目的を達成するために、本発明のフィード７オツ
ード制御装置は、外乱信号を不完全微分信号と一次遅れ
信号とに分離し、分離しな一次遅れ信号に制御演算値信
号に加え、加算された結果出力される制御信号は速度形
であり、これを位置形制御信号Ｋｆ換したのち前記不完
全微分信号も加−算することによって操作信号を作るよ
うにした点に４１黴を有する。
セスを円滑かつ過正に制御しうるフィードフォワード制
御装置を提供することを目的とするＯ 〔発明の概要〕 一上記目的を達成するために、本発明のフィード７オツ
ード制御装置は、外乱信号を不完全微分信号と一次遅れ
信号とに分離し、分離しな一次遅れ信号に制御演算値信
号に加え、加算された結果出力される制御信号は速度形
であり、これを位置形制御信号Ｋｆ換したのち前記不完
全微分信号も加−算することによって操作信号を作るよ
うにした点に４１黴を有する。
すなわち、外を信号を不完全微分信号と一次遅れ信号と
に分離することは、外乱信号を位相進み成分と位相遅れ
成分とに分離することである。進み成分の応答波形は外
乱が変形したとき零レベルを中心として過液的に変化し
、外乱が一定のと龜は零ジベルを維持する。一方、遅れ
成分は位置形の信号であるため外乱が変動したとき零レ
ベルを中心として変化し、外乱が一定のときは変化して
上昇した状ｍを維持するので、これを差分演算により遮
ｊ［形とし、外乱が変動したとき変化し、外乱一定のと
倉は零レベルになるように変換される。
に分離することは、外乱信号を位相進み成分と位相遅れ
成分とに分離することである。進み成分の応答波形は外
乱が変形したとき零レベルを中心として過液的に変化し
、外乱が一定のと龜は零ジベルを維持する。一方、遅れ
成分は位置形の信号であるため外乱が変動したとき零レ
ベルを中心として変化し、外乱が一定のときは変化して
上昇した状ｍを維持するので、これを差分演算により遮
ｊ［形とし、外乱が変動したとき変化し、外乱一定のと
倉は零レベルになるように変換される。
このように、外乱が変動したときは進み成分、遅れ成分
のいずれも零レベルを中心として変化し、また、外乱が
一定のときは零レベルに維持されるよう構成壜れる。
のいずれも零レベルを中心として変化し、また、外乱が
一定のときは零レベルに維持されるよう構成壜れる。
したがって、かかる構成を有する本発明によれば次のよ
うな効果を得ることができる。
うな効果を得ることができる。
（１） 進み成分、遅れ成分について個別にフイード
アオツーＦの強さくゲイン）が設定できることとをし、
実際のプｗ−１１！スの特性に適合させることができる
ため、限界制御を行うことが可能となる。
アオツーＦの強さくゲイン）が設定できることとをし、
実際のプｗ−１１！スの特性に適合させることができる
ため、限界制御を行うことが可能となる。
（２）進み成分、遅れ成分について個別に不感帯を設け
ることができることとなるめで、外乱の変動が小さいＩ
ＩＩＩＫＴｏる場合はフィードフォワード制御を中止し
、プｖＩ−ｗ：スヤ機器に無駄な変化を与えないように
することができる。
ることができることとなるめで、外乱の変動が小さいＩ
ＩＩＩＫＴｏる場合はフィードフォワード制御を中止し
、プｖＩ−ｗ：スヤ機器に無駄な変化を与えないように
することができる。
（３ン 折線によるゲイン設定をすることＫより。
フィードフォワードのゲインの強弱を調節することがで
きる。このことは特に燃焼制御における空気流量系のフ
ィードフォワード制御に特に偉力を発揮しうる。すなわ
ち、燃焼負荷の上昇時に空気流量制御系へのフィードフ
ォワードを強（、低下時にはほとんど零とする必要があ
るからである。
きる。このことは特に燃焼制御における空気流量系のフ
ィードフォワード制御に特に偉力を発揮しうる。すなわ
ち、燃焼負荷の上昇時に空気流量制御系へのフィードフ
ォワードを強（、低下時にはほとんど零とする必要があ
るからである。
以下、本発明を図示する実施例１１に基づいて説明する
。第２図は本発明によるフィードフォワード制御装置ｔ
−備えたプｗ−ｔス制御系のプ冒ツク図である。第２図
においてフィードバック制御系の構成は第１１！！ｌｌ
に示すものと同であり、したがって同一部分には同一の
符号を付し、その説明は省略する。
。第２図は本発明によるフィードフォワード制御装置ｔ
−備えたプｗ−ｔス制御系のプ冒ツク図である。第２図
においてフィードバック制御系の構成は第１１！！ｌｌ
に示すものと同であり、したがって同一部分には同一の
符号を付し、その説明は省略する。
第２図において、アイードフォワード制御装置１１
には外乱信号りを不完全微分信号（以下、進み成分とい
う。）と、−次遅れ信号（以下、遅れ成分という。）と
に分離するために、不完全微分伝達１！１１０Ｇと一次
遅れ伝達要素１０１が設けられている。
う。）と、−次遅れ信号（以下、遅れ成分という。）と
に分離するために、不完全微分伝達１！１１０Ｇと一次
遅れ伝達要素１０１が設けられている。
まず、遅れ成分ムｎは差分演算要素１０２に送られ、位
置１＃信号から速ｒ形信号に変換される。
置１＃信号から速ｒ形信号に変換される。
差分演算は
ムｎ−ムｎ−１
で表わされる。ここに、
である。遅れ成分（ムｎＡｎ−ｉ）は比例ゲインＩ！＄
１０３に送られ、所定のゲインに１が乗ぜられる。この
ゲインに１は単なるゲインではな（、不感帯を有する折
線ゲインも含むものとする。その結果比例要素１０３か
らは外乱補償信号ΔＢｎが第１の加算５１０４が送られ
る。第１の加算部１０４では制御演算ＳＳからの制御信
号ΔＣｎに外乱補償信号ΔＢｍが加えられ、速度針の制
御信号ΔＭＶｎとして次の速度形−位置影信号変換部１
０＄に送られる。この変換のための演算は、Ｍ；ＶｎＷ
ΔＭＶｎ−１＋ ΔＭＶｎで表わされる。ここにＭＶ
ｎは位置形制御信号を意味する。この位置形制御信号Ｍ
Ｖｎは次の第２の加算部７に送られる。
１０３に送られ、所定のゲインに１が乗ぜられる。この
ゲインに１は単なるゲインではな（、不感帯を有する折
線ゲインも含むものとする。その結果比例要素１０３か
らは外乱補償信号ΔＢｎが第１の加算５１０４が送られ
る。第１の加算部１０４では制御演算ＳＳからの制御信
号ΔＣｎに外乱補償信号ΔＢｍが加えられ、速度針の制
御信号ΔＭＶｎとして次の速度形−位置影信号変換部１
０＄に送られる。この変換のための演算は、Ｍ；ＶｎＷ
ΔＭＶｎ−１＋ ΔＭＶｎで表わされる。ここにＭＶ
ｎは位置形制御信号を意味する。この位置形制御信号Ｍ
Ｖｎは次の第２の加算部７に送られる。
一方、進み成分Ｄｎは比例ゲイン要素１Ｇ６に送られ、
所定のゲインに８が乗ぜられる。このゲインに、は単な
るゲインではなく、不感帯を有する折線ゲインも含むも
のとする。その結果比例要素１０ｇからは外乱補償信号
ΔＥｎが次のＷｃ２の加算部７に送られる。
所定のゲインに８が乗ぜられる。このゲインに、は単な
るゲインではなく、不感帯を有する折線ゲインも含むも
のとする。その結果比例要素１０ｇからは外乱補償信号
ΔＥｎが次のＷｃ２の加算部７に送られる。
そして、第２の加算部７では位置形制御信号ＭＶｎに外
乱補償信号ΔＥｎが加算され、加算出力は対象ブ田セス
Ｕに対する操作信号１０として送られ、対象プ四七ス１
１は制御される。
乱補償信号ΔＥｎが加算され、加算出力は対象ブ田セス
Ｕに対する操作信号１０として送られ、対象プ四七ス１
１は制御される。
次に作用を説明する。第３図は外乱信号りに対する進み
成分の信号Ｄｎと遅れ成分の信号Ａｎの厄答波形を示し
たものである。
成分の信号Ｄｎと遅れ成分の信号Ａｎの厄答波形を示し
たものである。
いま、外乱信号りが１ステップ分上昇したとすると、進
み成分Ｄｎは零レベルを中心として立上り、外乱信号り
が一定値になると立下がり、零レベルに維持される。逆
の場合も同様である。一方、遅れ成分Ａｎは図に示すよ
うに位置形の信号であるため外を信号りの上昇とともＫ
ｉ＆的に立上り、外乱信号りが一定になるとそのまま保
持する応答波形となる。しかし差分演算部１０２によっ
て速度形に変換されるため、外！Ｌ信号りの上昇により
瞬時に立下り、Ｄが一定になると零レベルを維持する波
形となる。
み成分Ｄｎは零レベルを中心として立上り、外乱信号り
が一定値になると立下がり、零レベルに維持される。逆
の場合も同様である。一方、遅れ成分Ａｎは図に示すよ
うに位置形の信号であるため外を信号りの上昇とともＫ
ｉ＆的に立上り、外乱信号りが一定になるとそのまま保
持する応答波形となる。しかし差分演算部１０２によっ
て速度形に変換されるため、外！Ｌ信号りの上昇により
瞬時に立下り、Ｄが一定になると零レベルを維持する波
形となる。
かくして、本発明によるフィードバック制御装置によれ
ば、外ｍ１（１号りを遅れ成分と進み成分とに分離し、
外乱信号りが変動したとき両成分ともに零レベルを中心
として上下に変動し、かつ、外乱信号りが一定のと亀は
零レベルを維持する補償信号を作るよう構成し、逼らに
は両成分が零レベルを維持する部分において不感帯を有
する折線可変ゲインを設定することにより、次のような
効果を奏することがで龜る。
ば、外ｍ１（１号りを遅れ成分と進み成分とに分離し、
外乱信号りが変動したとき両成分ともに零レベルを中心
として上下に変動し、かつ、外乱信号りが一定のと亀は
零レベルを維持する補償信号を作るよう構成し、逼らに
は両成分が零レベルを維持する部分において不感帯を有
する折線可変ゲインを設定することにより、次のような
効果を奏することがで龜る。
（１） 進み成分、遅れ成分について個別に？イーＦ
７オ’７−Ｆの強さくす逐わち、ゲインに１＃に１）を
設定することができるため、実際に制御しない対象ブー
七スの特性に適合した限界制御を行うことがて會る。
７オ’７−Ｆの強さくす逐わち、ゲインに１＃に１）を
設定することができるため、実際に制御しない対象ブー
七スの特性に適合した限界制御を行うことがて會る。
■） 進み成分、ｉＩれ成分について個別に不感帯を設
定することがで禽るので、外乱が小さい範囲にある場合
はフィードフォワード制御を停止１せ、それによってプ
冒七スヤ各機器に無駄な変動状態を与えることを防止で
きる。
定することがで禽るので、外乱が小さい範囲にある場合
はフィードフォワード制御を停止１せ、それによってプ
冒七スヤ各機器に無駄な変動状態を与えることを防止で
きる。
０） また、フィーＦ７オワーＦの強畜を可変とするこ
とが”ｃすることから、折線によるゲイン設定によって
制御することが容易となるＯこのように、ｔわめて自由
度の高いアイードフオワーＹ制御装置を提供することが
できる。
とが”ｃすることから、折線によるゲイン設定によって
制御することが容易となるＯこのように、ｔわめて自由
度の高いアイードフオワーＹ制御装置を提供することが
できる。
ｊｌｌｍｌは従来のアイーＦフォワード制御装置を含む
プｗ七ス制御系を示すブーツク図、ｍｇｓａは重置−に
よるアイ−ドアオワ−Ｆ制御装置を含むブ′ａ七ス制御
系を示すプ騨ツタ図、第３図は外乱信□）４に対する進
み成分および遅れ成分の応答波形を示す波形図である。 ５−制御演算装置、７−第３の加算要素、 ＺＧ。 −不完全微分要素、１０１−−次遅れ要素、１０４−菖
１の加算１！＊、１０５−速度形一位置形変換費素、Δ
Σ鳳−進み成分外乱補償信号、ΔＢｎ −遅九成分ｇｔ
補償信号、Ｄ−外を信号、Ｄａ−過み成分、ム１−遥九
成分、ΔＣｍ−制御演算値信号、ΔＷＬ−遭Ｊ［形制御
信号、ＭＶｎ−位置形制御信号。 出願人代理人 鍮 ＊＊
プｗ七ス制御系を示すブーツク図、ｍｇｓａは重置−に
よるアイ−ドアオワ−Ｆ制御装置を含むブ′ａ七ス制御
系を示すプ騨ツタ図、第３図は外乱信□）４に対する進
み成分および遅れ成分の応答波形を示す波形図である。 ５−制御演算装置、７−第３の加算要素、 ＺＧ。 −不完全微分要素、１０１−−次遅れ要素、１０４−菖
１の加算１！＊、１０５−速度形一位置形変換費素、Δ
Σ鳳−進み成分外乱補償信号、ΔＢｎ −遅九成分ｇｔ
補償信号、Ｄ−外を信号、Ｄａ−過み成分、ム１−遥九
成分、ΔＣｍ−制御演算値信号、ΔＷＬ−遭Ｊ［形制御
信号、ＭＶｎ−位置形制御信号。 出願人代理人 鍮 ＊＊
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 外１ｍ償信号をフィードフォワード制御装置を介して適
度形制御演算装置の出方制御演算値に加算してプＩＩＩ
七ス制御を行なうブＷ１ス制御系において。 位相進み遅れ伝達関数で表わ畜れる外乱信号を不完全微
分信号と一次遅れ信号に分離するための不完金黴分畳素
および一次遅れ要素と、前記−次遅れ信号を前記制御演
算値信号に加算して速を形制御信号を出方する第１加算
：ｇＩ票と、前記速度形制御信号を位置形制御信号に変
換する速度形−位置Ｎ変換要素と、 前記位置形制御信号に前記不完全微分信号を加算して操
作信号を出方する第２の加算要素と、を備えたこと′ｋ
ｑ＃黴とするフィードフォワード制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3564382A JPS58154002A (ja) | 1982-03-06 | 1982-03-06 | フイ−ドフオワ−ド制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3564382A JPS58154002A (ja) | 1982-03-06 | 1982-03-06 | フイ−ドフオワ−ド制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154002A true JPS58154002A (ja) | 1983-09-13 |
| JPS631603B2 JPS631603B2 (ja) | 1988-01-13 |
Family
ID=12447548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3564382A Granted JPS58154002A (ja) | 1982-03-06 | 1982-03-06 | フイ−ドフオワ−ド制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58154002A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04205603A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-27 | Toshiba Corp | 制御装置 |
-
1982
- 1982-03-06 JP JP3564382A patent/JPS58154002A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04205603A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-27 | Toshiba Corp | 制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS631603B2 (ja) | 1988-01-13 |
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