JPS5991503A - 制御増幅器 - Google Patents

制御増幅器

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JPS5991503A
JPS5991503A JP20114482A JP20114482A JPS5991503A JP S5991503 A JPS5991503 A JP S5991503A JP 20114482 A JP20114482 A JP 20114482A JP 20114482 A JP20114482 A JP 20114482A JP S5991503 A JPS5991503 A JP S5991503A
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JP
Japan
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amplifier
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control
proportional
integral
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JP20114482A
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JPS6322324B2 (ja
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Ryoichi Kurosawa
黒沢 良一
Toshiaki Kudo
工藤 俊明
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS5991503A publication Critical patent/JPS5991503A/ja
Publication of JPS6322324B2 publication Critical patent/JPS6322324B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/36Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は制御増幅器に係り、峙にフィードバック制御に
用いる制御増幅器に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
フィードバック制御の基本的な構成を第1図に示す。指
令値(目標値)eiと制御対象2の出力値(制御値)e
oが制御増幅器1により比較増幅され、その出力(操作
値)eCにより制御対象20入力が制御され、出力値e
oが指令値eiに近い値となるように制御される。
第2図にフィードバック制イ卸の例として電動機の速度
制御の場合を示す。以下、この速度制御を例に説明する
。この速度制御系では電動機4の速度noを制御するの
が目的であり、指令値は速度指令、値旧で与えられる。
速度指令値niと速度検出器5により検出された速度n
oは制御増幅器lにより比較増幅され、その出力ecは
電力増幅器3に入力される。電力増幅器3はその人力e
cに応じた電流1を電動機4に流すために電力増幅を行
なう。電動機は電流に比例したトルクを発生し、このト
ルクに応じて速度が増減して、速度偏差(ni−no)
が小さくガるように制御される。
電動機に負荷が加わった場合、電動機の速度n。
が減少し、速度偏差が増加するとともに、制御増幅器の
出力ec、電動機電流監が増加し、電動機の発生トルク
が増加し、結局速度noが変化しない様に制御される。
第3図に制御増幅器としてもつとも簡単寿比例増幅器を
示す。6は減算器、7は増幅器で入力をKp倍に増幅す
る。指令値旧と出力の検出値noとの偏差が減算器6に
より求められ、これを単にKp倍に増幅するだけである
。制御増幅器lの出力ecがある値を持つためには必ず
偏差がなければならず、電動機がトルクを発生している
場合、速度指令や負荷トルクが一定の定常状態でも速度
は指令値に対して偏差(定常偏差)を持つことになる。
定常偏差をなくすために使用される?[tt制御増幅器
として第4図に示す比例積分増幅器がある。8は比例積
分増幅器で、偏差をKp倍した鎗と、偏差の積分量に比
例した童の和が出力される。比例積分増幅器の入9−K
、対゛する出力の伝達関係数o、、(−p ニー )は
(1)式で示される KI G(PI)=Kp+−・・・・・・・・・(1ンただし
Kp、に工は比例定数 Sはラプラス演算子 定常偏差が生じようとすると、この偏差が積分されて、
制御増幅器1の゛出力ecが増減し、結局、定常的な偏
差を発生することがない。定常状j線では速度指令値旧
と速度noは一致することになる。
しかしながら比例積分増幅器を用いた場合は、第5図に
示すように、速度指令値旧の変化に対して速度が一度指
令値を越えるいわゆるオーバーシュートを生ずる。フィ
ードバック制御においては、必らず制御の遅れがあり、
この遅れの間に積分される債(図示のAの面積に比例)
とオーバーシュートした部分で負に積分されるt(図示
のBの面積に比例)が等しくなくてはならないことから
生ずる。
このオーバーシュートを防止するために、第6図に示す
ように比例積分増幅器にオーバーシュート防止補償回N
I9が付加される。これは、フィードバラ、り回路に一
種の微分回路(−次進み回路)を付加し、11ilJ御
の遅れにより積分される量を検出値の変化分で打消させ
るものである。オーバーシュート防止補償回路の入力に
対する出力の伝達関数G(A)は(2)式で示される ただしKAは比例定数 0人は定数 Sはラプラス演算子 第7図にオーバーシュート防止補償付比例積分増幅器を
用いた場合の速度指令値niに対する各部の応答を示す
。斜線で示した部分がオーバーシュート防止補償回路に
よって発生さiする信号Naの大きさである。この斜線
部の面積と制御の遅れにより積分されz量(図示のAの
面積)が等しくなるように定数KA、ω人を調整するこ
とによって速度n。
のオーバーシュートを防止できる′。この制御増幅器は
定常偏差もなくオーバーシュートも発生せず非常にすぐ
れた特性を持つ。
しかしオーバーシュート防止補償付比例積分増幅器は調
督しなければならない定数がKp 、KI 、KA 。
0人の4つあり、調整がやっかいである。
また従来、これらの制御増幅器は演算増幅器を用いたア
ナログ回路で構成されていたため、理論的には定潜S差
を生じない積分要素を持つ制御増幅器でも演算増幅器の
誤差に起因する定常偏差を生じていた。
これに対して最近は、マイクロコンピュータなどを使用
してデジタル的にこれらの制御層1@を行なって精度の
改善が行なわれ始めた。デジタル的な積分は誤差のない
積分が行なえ比例積分増幅器の場合、定常偏差を全った
く無くすことができる。
しかしオーバーシュート防止補償を付加して微分演算を
行なう場合、定常状態に近くなると微分量は無限に小さ
くなり、デジタル演算では演算の打切りを行なわざるを
得ない。このためオーバーシュート防止補償付比例積分
増幅ではデジタル演算L算を行なっても定常偏屋を完全
に無くすことができない。制御の高性能、^精度化のた
めデジタル化に適した制御増幅器の開発が望まれていた
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、オーバーシ
ュート防止補償付比例積分増幅器を容易にし、デジタル
化した場合に定常偏差を完−全に無くす浸れた特性の制
御増幅器を得ることを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は制御対象の出力に対する指令値と前記制御対象
の出力の検出値を入力して比軟増幅し、前記制御序数の
入力を制御する制御増幅器に於て、前記指令値と前記検
出値との偏差値に比例した量に前記偏差値を積分した量
を加えた比例積分値を得る第1の演算手段と、前記比例
積分値から前記検出値に比例した補償量を減じた値を出
力して前記制−御対象の入力を制御する第2の演算手段
を設は調整が容易で優れた応答特性が得られる様にした
制御増幅器である。
〔発明の実施例〕
第8図に本発明の実施例を示す。11. 、14は減算
器、12は比例積分増幅器、13は比例増幅器であり、
これらによって制御増幅器lOが構成されている。
指令値n1とフィードバック値noは減算器11に人力
され偏差(ni−no)が求められる。この偏差は比例
積分増幅器12に入力される。−万、フィードバック値
noは比例増幅器13にも入力される。減算器14によ
り比例積分増幅器12の出力から比例増幅器13の出力
が減算されて制御増幅器1oの出力としてのecが求め
られる。
指令値niに対する制御増幅器出力ecの伝達関数Gc
iは(3)式で示され、第6図に示した従来例と全った
く同一である。
一方、フィードバック値noに対する制御増幅器出力e
cの伝達関数Gcoは(4)式で示される。
第6図に示した従来例の場合のフィードバック値・・に
対する制御増幅器出力・・の伝達関数捧・・は(5)式
で示される。
しかしながら従来例の場合、一般に(Kr /Kp )
とωAをほぼ等しく選ぶと良い特性となることが経験的
に知られている。ωAに(K工/Kp)を代入すると(
6)式となる。
KI Gco’ = −(KP +−+KPKA)   ・・
・・・・・・・(6)したがってKaをKPKA と等
しく選べば従来例と同一の伝達関数となり、全ったく同
一の特性の制御増幅器とすることができ、調整が必要な
定数は従来例のKp 、’KI 、KA 、0人の4つ
からKA 、KI、KBの3つに減少させることができ
る−8 また、第8図から容易にわかるようにデンタル演算にお
いて演算打切り誤差を生ずる微分演算を必要とせず、デ
ジタル化した場合には定常偏差を完全になくしたオーバ
ーシュート防止補償付比例積分増幅が行々える。
第9図に演算増幅器を用いた場合の具体的な本発明の構
成を示す。15〜22は抵抗器、乙はコンデンサ、潤〜
局は演算増幅器である。抵抗器15 、17〜2】の抵
抗値をRとした時の定5 Kp 、KI 、Kaに対す
る抵抗器16 、22の値をKpLも、几/KBコンデ
ンサnの値を1 /K r Rとすれば同様の伝達関数
が得られる。一般的に広く使われている演算増幅器の基
本的な構成を組合せたものなので詳しい説明は省略する
が、抵抗器19 、20−、演算増幅器劇で構成される
部分は信号の極性反転を行ない、抵抗器15 、16゜
21、コンデンサお、演算増幅器5で構成される部分(
グ加算と比例積分増幅を行ない、抵抗器17 、18゜
22、演昇増幅器扉で構成される部分は加算を行なって
いる。演算増幅器の入力と出力との間で信号の極性が反
転されることに注意すれば第8図に示した実施例と同一
の伝達関数となることがわかる。
第10図に本発明の制(fitl増幅をマイクロコンピ
ュータで実現したーアルコリズムを示すフローチャート
の例を示す。ステップnで割込みが入るとステップ28
で指令1直旧、フィードバック値no、定111Kp 
Kx 、Ksを読み込む。この割込は所定の時間(例え
ば1m5)ごとに実行する。次にステップ四で指令値n
iとフィードバック値noの偏差値X、を引き算によっ
て求める。ステップ力で論点!直入と定数Kpを采算し
て比例分へを求める。ステップ31で偏差値X、を割込
みによるサンプリング周期に応じた領(例えば1000
)で割り算してX3を求め、これにステップ32で定数
に工を乗算して1回のサンプリング尚りの積分世人を求
める。ステップおで前回に積分された値均に入を加えて
新しい積分値淘が積分分として求まる。ステップあて積
分分&と比例分視を加えて比例積分分淘を求める。次に
ステップ35でフィードバック値nOK定数KBを乗算
してオーバーシュート防止補償分へを求める。ステップ
あて比列積分分入からオーバーシュート防止補償分へを
減じてX8を求め、ステップ37でこの人を制御増幅出
力ecとして出力する。ステップ38で一連の割込みプ
ログラムを終える。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によればフィードバック制御に
おいて調整箇所が少なくなり、調整が容易となる。また
デジタル化した場合、定常偏差を完全になくすことがで
き、従来にない精度の高い制御が行なえる。電動機の速
度制御を例に説明したが、フィードバック制御は広くあ
らゆる分野に利用されており、本発明の効果は絶大での
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はフィードベック厚」御を説明するため
のブロック図、第3図、第4図、第6図は従来の制御増
幅器の例、第5図、第7図は制御応答を説−明する図、
第8図は本発明の制御増幅器の一実施例、第9図は本発
明の制御増幅器の具体的な回路構成図、第10図は本発
明をマイクロコンピュ、−夕で実施したアルゴリズムを
示すフローチャートである。 1.10・・・制御増幅器   2・・・制御対象3・
・・電力増幅器    4・・・電動機5・・・速度検
出器    6,11.14・・・減算器7.13・・
・比例増幅器  8,12・・・比例積分増幅器9・・
・オーバーシュート防止補償回路15〜22・・・抵抗
器    η・・・コンデンサ24〜26・・・演算増
幅器 (7317)代理人 弁理士  則近廠佑(ほか1名)
第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 裏IC !−ルθ XX/ /10o。 XJ r”X4 5+X2 Bx7!σ −X7 二し2ボ乃 ′r′38 ]〜29 ト30 ト31 N2 ト33 ト34 ト3..5 ト3乙 −37

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御対象の出力に対する指令値と前記制御対象の出力の
    検出値を入力して比較増幅し前記制御対象の入力を制御
    する制御増幅器に於て、前記指令値と前記検中値との偏
    差値に比例−した量に前記偏差値を積分した量を加えた
    比例積分値を得る第1の演算手段と、前記比例積分値か
    ら前記検出値に比例した量を減じた値を出力して前記制
    御対象の入力を制御する第2の演算手段を設けたことを
    特徴とする制御増幅器。
JP20114482A 1982-11-18 1982-11-18 制御増幅器 Granted JPS5991503A (ja)

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JP20114482A JPS5991503A (ja) 1982-11-18 1982-11-18 制御増幅器

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JP20114482A JPS5991503A (ja) 1982-11-18 1982-11-18 制御増幅器

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JPS5991503A true JPS5991503A (ja) 1984-05-26
JPS6322324B2 JPS6322324B2 (ja) 1988-05-11

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ID=16436124

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JP20114482A Granted JPS5991503A (ja) 1982-11-18 1982-11-18 制御増幅器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011036061A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Yaskawa Electric Corp モータ制御装置及びモータ制御システム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5543647A (en) * 1978-09-21 1980-03-27 Toshiba Corp Plant control system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5543647A (en) * 1978-09-21 1980-03-27 Toshiba Corp Plant control system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011036061A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Yaskawa Electric Corp モータ制御装置及びモータ制御システム

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