JPS58165105A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
- Publication number
- JPS58165105A JPS58165105A JP4734982A JP4734982A JPS58165105A JP S58165105 A JPS58165105 A JP S58165105A JP 4734982 A JP4734982 A JP 4734982A JP 4734982 A JP4734982 A JP 4734982A JP S58165105 A JPS58165105 A JP S58165105A
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- control
- disturbance
- feedforward
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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〕
この発明は、フィードバック制御系にフィードフォワー
ド制御を付加したプロセス制御装置における、フィード
バック制御とフィードフォワード制御０組み合せ制−に
関する。
ド制御を付加したプロセス制御装置における、フィード
バック制御とフィードフォワード制御０組み合せ制−に
関する。
第１図には従来のフィードフォワード制御装置を示す。
設定値ｌと制御量２との差を加算器３で取り、偏差４を
取り出す。この偏差信号を調節演算部６が入力し、ＰＩ
Ｄ演算して得られた調節信号を加算器２１ Ｋ出力する
。
取り出す。この偏差信号を調節演算部６が入力し、ＰＩ
Ｄ演算して得られた調節信号を加算器２１ Ｋ出力する
。
外乱信号１１は係数器１２で係数Ｋが剰じられたのち、
進み／遥れ伝−関数２２を経て、外乱補償用として前記
加算器２１に加えられる。
進み／遥れ伝−関数２２を経て、外乱補償用として前記
加算器２１に加えられる。
加算器２１から得られる外電補償信号の加わった調節信
号を操作信号９としてプロセス１０に印加してプロセス
を制御して制御量２を得る＠ このようにしてフィードバック制御系に外１補償信号を
フィードフォワードして、外乱による影響を抑制するも
のである。
号を操作信号９としてプロセス１０に印加してプロセス
を制御して制御量２を得る＠ このようにしてフィードバック制御系に外１補償信号を
フィードフォワードして、外乱による影響を抑制するも
のである。
制御Ｖステムにおける外１補償の伝達関数は、操作量→
制御量間の伝達関数をＫｐ／１＋６−ｂ １、外乱→制
御量間の伝′違関数を ／１＋ＴＤ−８とす但しにニゲ
イン、Ｔ：時定数、８ニラプラス演算子となる。
制御量間の伝達関数をＫｐ／１＋６−ｂ １、外乱→制
御量間の伝′違関数を ／１＋ＴＤ−８とす但しにニゲ
イン、Ｔ：時定数、８ニラプラス演算子となる。
従来、このフィードフォワード制御とフィードバック制
御を組み合せる場合は、フィードバック制御系に、その
ままツイードフォワード制御信号を加算をしているのみ
である。
御を組み合せる場合は、フィードバック制御系に、その
ままツイードフォワード制御信号を加算をしているのみ
である。
フィードバック制御系に、そのままフィードフォワード
制御信号！加算するプロセス制御装置にあっては、理論
、的に見ても、おかし１ い。フィードフォワードｌ制御は、フィードバック制御
系で、定常制御□中に、外乱が急変した場合、フィード
バック！御系が応答する前に外乱の変化をとらえて、外
乱による影響を予測して先まわりして、制御量が外ｔＫ
よって変動しないように抑制するものである。
制御信号！加算するプロセス制御装置にあっては、理論
、的に見ても、おかし１ い。フィードフォワードｌ制御は、フィードバック制御
系で、定常制御□中に、外乱が急変した場合、フィード
バック！御系が応答する前に外乱の変化をとらえて、外
乱による影響を予測して先まわりして、制御量が外ｔＫ
よって変動しないように抑制するものである。
従って、ツイードフォワード制−によって、最適な予調
補償を行なっている関に、フィードバック制御系のＰ（
比例）、■（積分）、Ｄ（微分）調節演算量が加算され
て、折角のフィードフォワード制御の最適補正が乱され
ることになる。
補償を行なっている関に、フィードバック制御系のＰ（
比例）、■（積分）、Ｄ（微分）調節演算量が加算され
て、折角のフィードフォワード制御の最適補正が乱され
ることになる。
つまり、従来の、フィードバック制御ループに、単純に
フィードフォワード制御を加算するプロセス制御装置で
は、折角のフィードフォワード制御の効果を大きく滅す
るという飲会的欠陥があった。
フィードフォワード制御を加算するプロセス制御装置で
は、折角のフィードフォワード制御の効果を大きく滅す
るという飲会的欠陥があった。
この発明は従来Ｏ欠点を除去したフィードバック制御ル
ープとツイードフォワード制御ループの組着、せからな
ゐプロセス制御装置を提供するとε：″・にある。
ープとツイードフォワード制御ループの組着、せからな
ゐプロセス制御装置を提供するとε：″・にある。
！・。
〔発明の概要〕−・、
この発明は、フィードフォワードＯ進み／遅れ伝達関数
を比例部と、応答速度の補正を行なう不完全微分部に分
離し、各区信号が、この不完全微分部を通過した信号の
大きさが、所定範囲を越えた領域では一フィードバック
制御を休止して、フィードフォワード制御のみを生かし
て制御するようにして、従来の欠陥をすべて解消したプ
ロセス制御装置を提供することを目的としている。
を比例部と、応答速度の補正を行なう不完全微分部に分
離し、各区信号が、この不完全微分部を通過した信号の
大きさが、所定範囲を越えた領域では一フィードバック
制御を休止して、フィードフォワード制御のみを生かし
て制御するようにして、従来の欠陥をすべて解消したプ
ロセス制御装置を提供することを目的としている。
以下と４の発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 。
る。 。
第３図はこの発明の一実施例を示す構成図である。
なお以下０図ｉ１においては第１図に示したと同様の構
成部分は同一符号を用いて示してあゐ。
成部分は同一符号を用いて示してあゐ。
本発明の詳細な説明する１ｐＪＫＪＩ！図によっとを証
明する。
明する。
第２図（ａ）と′ｓ２図伽）が等価となるためにはＴｘ
は 左右両辺が等しくなるためには ＴＰ＝ＴＤ＋Ｔ１ 、°、−Ｔｘ ＝ （ＴＰ、−ＴＤ ）つまり：比例部
と速度補正を行なう不完全できることを踏まえて、本発
明の実施例は第３図のような構成となる。
は 左右両辺が等しくなるためには ＴＰ＝ＴＤ＋Ｔ１ 、°、−Ｔｘ ＝ （ＴＰ、−ＴＤ ）つまり：比例部
と速度補正を行なう不完全できることを踏まえて、本発
明の実施例は第３図のような構成となる。
設定値１と制御量２との差を加算器３で取り出し、この
差、つまり偏差４をＰ（比例）。
差、つまり偏差４をＰ（比例）。
Ｉ（積分）、Ｄ（微分）の組み合せＫよる調節演算部ｌ
ｓＫ導入して、速度形出力を取り出す。この調節演算部
５の速度形出力はスイッチ１６を経て、加算器６を通っ
たのち、速度形→位置形（ぎ号変換部７で、位置形信号
化され、のち不完全微分部１４の出力、つまり速度補正
を行なうフィードフォワード信号を入力する、加算器８
に加えられる。そしてこの加算器８の出力は操作信号９
となりプロセスｌＯに加えて、制ａｍを調節する。
ｓＫ導入して、速度形出力を取り出す。この調節演算部
５の速度形出力はスイッチ１６を経て、加算器６を通っ
たのち、速度形→位置形（ぎ号変換部７で、位置形信号
化され、のち不完全微分部１４の出力、つまり速度補正
を行なうフィードフォワード信号を入力する、加算器８
に加えられる。そしてこの加算器８の出力は操作信号９
となりプロセスｌＯに加えて、制ａｍを調節する。
一方、外乱信号１１は、係数器１２で、係数Ｋを乗じた
のち、過み／遅れ伝達関数の比例部および不完全微分部
にその一方の比例部となる、差分演算部１３は、与えら
れた入力信号を速度影信号にしたのち、加算器６で前記
調節演算部５の出力を入力す゛・：る加算器６に出力す
る。 ・ 算器８に出力する。また不完全微分部１４ の出力は
ハイ／ロー設定部１５に与えられる。
のち、過み／遅れ伝達関数の比例部および不完全微分部
にその一方の比例部となる、差分演算部１３は、与えら
れた入力信号を速度影信号にしたのち、加算器６で前記
調節演算部５の出力を入力す゛・：る加算器６に出力す
る。 ・ 算器８に出力する。また不完全微分部１４ の出力は
ハイ／ロー設定部１５に与えられる。
このハイ／ロー設定部１５は上限（ハイ）、下＠（ロー
）の値を越えた領域ではスイッチ１６を非導通として、
前記調節演算部５の出力を零として、フィードフォワー
ド制御（以下Ｆ−Ｐと称す。）のみとし、上下限範囲内
に入ったときはスイッチ１６を導通として、前記調節演
算部５の出力を生かして、フィードバック制御（以下Ｆ
−Ｂと称す。）とフィードフォワード制御（Ｆ−１ｉ’
）の組み合せで制御する。
）の値を越えた領域ではスイッチ１６を非導通として、
前記調節演算部５の出力を零として、フィードフォワー
ド制御（以下Ｆ−Ｐと称す。）のみとし、上下限範囲内
に入ったときはスイッチ１６を導通として、前記調節演
算部５の出力を生かして、フィードバック制御（以下Ｆ
−Ｂと称す。）とフィードフォワード制御（Ｆ−１ｉ’
）の組み合せで制御する。
次に第４図を参照しながら第３図の本発明のプロセス制
御装置の作動を説明する。
御装置の作動を説明する。
外乱信号１１が単位量だけ変化したときの不完全做分部
１４０出力信号Ｅｎの応答波′形と、出力信号Ｅ膳Ｏ上
・下限レベルに対する スイツｆ１６の開閉状態表フィ
ードバック制御系およびフィードフォワード制御系の動
作はそれぞれ１１１４ａｌｌＫ示讐゛−き通りとなる。
１４０出力信号Ｅｎの応答波′形と、出力信号Ｅ膳Ｏ上
・下限レベルに対する スイツｆ１６の開閉状態表フィ
ードバック制御系およびフィードフォワード制御系の動
作はそれぞれ１１１４ａｌｌＫ示讐゛−き通りとなる。
□外乱信号１１が、第４図のように単位量だ号Ｋｎの波
形は第４に示す通り、零を中心とした波形となる。
形は第４に示す通り、零を中心とした波形となる。
この信号Ｅｎをハイ／ロー設定部１５ に導びき、Ｅｎ
がｈ（ハイ）より大きいか、−１＜ロー）より小さい場
合にはスイッチ１６を非導通（第４図）とし、フィード
バック制御ＦＢは休止して、フィードフォワード制御Ｆ
Ｆのみとし、Ｅｎが−ｊ≦Ｅｎ（ｈのときには第４図
に示すようにスイッチ１６を導通として、ＦＢとＦＦを
共に生かして制御する。
がｈ（ハイ）より大きいか、−１＜ロー）より小さい場
合にはスイッチ１６を非導通（第４図）とし、フィード
バック制御ＦＢは休止して、フィードフォワード制御Ｆ
Ｆのみとし、Ｅｎが−ｊ≦Ｅｎ（ｈのときには第４図
に示すようにスイッチ１６を導通として、ＦＢとＦＦを
共に生かして制御する。
つまり、速度補償が効いているときは、フィードフォワ
ード制御のみとし、速度補償が効かない領域では、フィ
ードバック制御とフィードフォワード制御を併用する。
ード制御のみとし、速度補償が効かない領域では、フィ
ードバック制御とフィードフォワード制御を併用する。
次に第５図を参照しながら本願発明の他のプロセス制御
装置の実施例を説明する。
装置の実施例を説明する。
他の実施例のプロセス制御装置と第４図のプロセス制御
装置との異いは％Ｈ／Ｌ設定部の出力となる接点をもう
１個追加し、とのＨ／Ｌ設定部１５の入力端と位置影信
号変換部７０出力側の加算器８との間の不完全微分部１
４の出力信号を追加した接点によって断続するようにし
てもよい。この場合、不完全微分部１４の出力信号Ｅｎ
の大きさが、所定範囲内になると、スイッチ１６を導通
させて、フィードバック制御を生かすとともに、スイッ
チ１７を非導通とし、 フィードフォワードの速度補償
分の信号を零とするものである。
装置との異いは％Ｈ／Ｌ設定部の出力となる接点をもう
１個追加し、とのＨ／Ｌ設定部１５の入力端と位置影信
号変換部７０出力側の加算器８との間の不完全微分部１
４の出力信号を追加した接点によって断続するようにし
てもよい。この場合、不完全微分部１４の出力信号Ｅｎ
の大きさが、所定範囲内になると、スイッチ１６を導通
させて、フィードバック制御を生かすとともに、スイッ
チ１７を非導通とし、 フィードフォワードの速度補償
分の信号を零とするものである。
この他の本願の実施例によるプロセス制御装置における
効果は、外乱の変動が小さい場合はフィードバック制御
とフィードフォワード制御の比例部のみで充分高制御性
が得られ、不完全微分部の無駄な便化をプロセスに与え
ない特徴がある。
効果は、外乱の変動が小さい場合はフィードバック制御
とフィードフォワード制御の比例部のみで充分高制御性
が得られ、不完全微分部の無駄な便化をプロセスに与え
ない特徴がある。
なおスイッチ１１は不感帯域をもつ関数発生器に置き換
えてもよい。この関数発生器の特性は、スイッチ１７が
非導通状態のとき零出力信号とし、スイッチ１７が導通
状態のとき不完全微分部の出力を生ずるような特性とす
る。
えてもよい。この関数発生器の特性は、スイッチ１７が
非導通状態のとき零出力信号とし、スイッチ１７が導通
状態のとき不完全微分部の出力を生ずるような特性とす
る。
この発明はフィードフォワード制御Ｏ伝達に分解し、比
例部と不完全微分による速縦袖償部に完全に分離して定
性的、定皺的意味を明確にし、１ｓｉＩ！贅をしやすく
するとともに、フィードフォワード制御に不感帯を持た
せたり、方向性を持たせたりすることが容易となり、汎
用性の制卸装置となっている。
例部と不完全微分による速縦袖償部に完全に分離して定
性的、定皺的意味を明確にし、１ｓｉＩ！贅をしやすく
するとともに、フィードフォワード制御に不感帯を持た
せたり、方向性を持たせたりすることが容易となり、汎
用性の制卸装置となっている。
また分離した信号のうち、不完全微分部を通過した信号
の大きさが、所定の範囲を越えた！域では、フィートノ
でツク制御を伸圧して、フィードフォワード劃−のみを
生かして制御するようにしたことにジノ、外弊信啼が急
変して、フイードフオワ寸、、ド制御によって最適ｆｘ
＋＠ｊｒｆａ＊ｔｎｆｚ°ｚ、、ｙ＋、、、、、ｂ ｎ
ｓ ＜・７（−ＩＦ′＜ツク制御の、Ｐ（比例）、Ｉ（
積分）、Ｄ＠分）の組み合せによる調節演算量が加算今
れて、折角のフィードフォワード制御の最適補正が糺さ
れることを完全に除去した高い制御性のプロセス制御装
置を提供できる。
の大きさが、所定の範囲を越えた！域では、フィートノ
でツク制御を伸圧して、フィードフォワード劃−のみを
生かして制御するようにしたことにジノ、外弊信啼が急
変して、フイードフオワ寸、、ド制御によって最適ｆｘ
＋＠ｊｒｆａ＊ｔｎｆｚ°ｚ、、ｙ＋、、、、、ｂ ｎ
ｓ ＜・７（−ＩＦ′＜ツク制御の、Ｐ（比例）、Ｉ（
積分）、Ｄ＠分）の組み合せによる調節演算量が加算今
れて、折角のフィードフォワード制御の最適補正が糺さ
れることを完全に除去した高い制御性のプロセス制御装
置を提供できる。
ｎｓ１図は従来のフィードフォワード制御装置の構成を
ブロック構成にして示す図、第２図はフィードフォワー
ド成分を比例部と不完全微分部に分離するための説明図
、第３図は本願発明のプロセス制御装置の構成をブロッ
ク構成にして示す図、第４９は第３図の作動を説明する
ための図、９５図は、本願発明の他Ｏプロセス制御装置
Ｏ構虞をブロック構成にして示す図であゐ０ ５・・・調節演算部 ７・・・遭ＩＩ廖→位置形信号変換部 １０・・プａ傘ス 、１ １２・・・係数口 １３・・・差分諌濃部 １４・・・不完全微分部 １５・・・へイ／ロー設定部 １６・・・スイッチ 第１図 第２図 □ 第３図 第４図
ブロック構成にして示す図、第２図はフィードフォワー
ド成分を比例部と不完全微分部に分離するための説明図
、第３図は本願発明のプロセス制御装置の構成をブロッ
ク構成にして示す図、第４９は第３図の作動を説明する
ための図、９５図は、本願発明の他Ｏプロセス制御装置
Ｏ構虞をブロック構成にして示す図であゐ０ ５・・・調節演算部 ７・・・遭ＩＩ廖→位置形信号変換部 １０・・プａ傘ス 、１ １２・・・係数口 １３・・・差分諌濃部 １４・・・不完全微分部 １５・・・へイ／ロー設定部 １６・・・スイッチ 第１図 第２図 □ 第３図 第４図
Claims (1)
- 設定値と制御量との偏差値を速度形調節演算部で調節演
算した結果を位置形信号化し、この位置形信号を操作信
号として出力するフィードバック−節装置に、外乱補償
信号を加算してフィードフォワード制御、を付加したプ
ロセス制御装置において、フィードフォワード成分の外
乱補償伝達関数を比例部と不完金黴分部と、に分離し、
不完全、倣夛部を通事した外１信号が所定範囲を越えた
領域で前記フィードバック調節装置のｉ変形調節出力信
号を零としてツイードフオワ、、−ド制御を主体・とし
たことを特徴とするプロセス制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4734982A JPS58165105A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | プロセス制御装置 |
| US06/477,384 US4563735A (en) | 1982-03-26 | 1983-03-21 | Process controlling method and system involving separate determination of static and dynamic compensation components |
| DE3311048A DE3311048C2 (de) | 1982-03-26 | 1983-03-25 | Einrichtung zur Verfahrensregelung |
| FR8304921A FR2524169B1 (fr) | 1982-03-26 | 1983-03-25 | Procede et systeme de conduite de processus |
| US06/698,791 US4714988A (en) | 1982-03-26 | 1985-02-06 | Feedforward feedback control having predictive disturbance compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4734982A JPS58165105A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | プロセス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58165105A true JPS58165105A (ja) | 1983-09-30 |
| JPH0245201B2 JPH0245201B2 (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=12772667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4734982A Granted JPS58165105A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58165105A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0996011A (ja) * | 1995-09-30 | 1997-04-08 | Shigeo Nakao | 耐震性支柱基台 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56124906A (en) * | 1980-03-07 | 1981-09-30 | Showa Denko Kk | Digital type automatic control method and its equipment |
| JPS5750024A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-24 | Hitachi Ltd | Advance water-level controller for hygroscopic moisture separator drain tank |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP4734982A patent/JPS58165105A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56124906A (en) * | 1980-03-07 | 1981-09-30 | Showa Denko Kk | Digital type automatic control method and its equipment |
| JPS5750024A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-24 | Hitachi Ltd | Advance water-level controller for hygroscopic moisture separator drain tank |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0245201B2 (ja) | 1990-10-08 |
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