JPS60215207A - Pid controller - Google Patents
Pid controllerInfo
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- JPS60215207A JPS60215207A JP7226584A JP7226584A JPS60215207A JP S60215207 A JPS60215207 A JP S60215207A JP 7226584 A JP7226584 A JP 7226584A JP 7226584 A JP7226584 A JP 7226584A JP S60215207 A JPS60215207 A JP S60215207A
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- oscillation
- response
- control device
- controlled object
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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
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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- Evolutionary Computation (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は制御対象を時間的に制御するPID制御装置に
関し、特にPID定数のチューニングに特徴を有するP
ID制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a PID control device that temporally controls a controlled object, and in particular to a PID control device that is characterized by tuning of PID constants.
This relates to an ID control device.
発明の背景
各種の制御装置、例えば温度調節装置等にあっては、温
度を単−設定温度に制御する制御装置やプログラム機能
を有し、−所定の制御パターンによって°時間的に温度
制御を行うプログラム制御装置がある。これらの制御装
置は制御対象をPLD制御するためにあらかじめPID
定数を決定しておく必要がある。又制御対象が異なれば
その対象に応じたPID定数に変更する必要があり、そ
の定数を決定するためにチューニング操作が必要となる
。このチューニング法としてはステップ応答法と限界感
度法(周波数応答法)が用いられている。BACKGROUND OF THE INVENTION Various control devices, such as temperature control devices, have a control device or a program function to control the temperature to a single set temperature, and control the temperature over time according to a predetermined control pattern. There is a program control unit. These control devices use PID in advance to perform PLD control of the control target.
It is necessary to determine a constant. Furthermore, if the controlled object is different, it is necessary to change the PID constant to suit the object, and a tuning operation is required to determine the constant. As this tuning method, a step response method and a limit sensitivity method (frequency response method) are used.
ステップ応答法は第1図に示すように現在値、例えば現
在の温度が設定温度s1より充分に低い場合に100%
の操作量によって制御対象を制御したときに、その応答
が図に示す曲線で表されるものとするとその制御時にお
ける最大傾斜を応答速度Rとし、その応答速度の接線ま
での時間を無駄時間りとし、RlLの値から所定の式に
従ってPID定数をめるものである。このステップ応答
法によれば100%の操作量によって制御対象を制御す
るだけで短時間でPID定数を得ることができるが、応
答速度Rをめるために設定値s1と現在値の間にある程
度の差が必要になるという問題点があった。As shown in Figure 1, the step response method is 100% when the current value, for example, the current temperature, is sufficiently lower than the set temperature s1.
When the controlled object is controlled by the manipulated variable of The PID constant is calculated from the value of RlL according to a predetermined formula. According to this step response method, the PID constant can be obtained in a short time by simply controlling the controlled object with 100% manipulated variable, but in order to increase the response speed R, there is a certain amount of difference between the set value s1 and the current value. There was a problem that a difference between the two was required.
一方限界感度法は第2図に示す制御対象の応答曲線にお
いて、設定値で定常的に発振する限界の比例ゲインであ
る限界感度Kcとその周期TcがらPID定数をめるも
のである。この方法によれば設定値s1の近傍でPID
定数をめることが可能であり、制御中にPID定数をチ
ューニングできるため高精度のチューニングが可能とな
る。On the other hand, the limit sensitivity method calculates the PID constant from the limit sensitivity Kc, which is the limit proportional gain that oscillates steadily at a set value, and its period Tc in the response curve of the controlled object shown in FIG. According to this method, the PID near the set value s1
It is possible to set a constant, and since the PID constant can be tuned during control, highly accurate tuning is possible.
しかしながら振動を検知する際に制御装置自体の検出精
度や装置のばらつき等により実際の被測定データの振動
とは異なる振動を判定してしまう可能性がある。又定常
的な発振の有無は制御対象をセンサによって検知しその
データに基づいて確認しているが、発振が小さい場合等
に特に発振状態を見出すことは困難であり、PID定数
を得るまでに長時間を要するという問題点があった。However, when detecting vibrations, there is a possibility that vibrations different from those of the actual data to be measured may be determined due to detection accuracy of the control device itself, variations in the device, and the like. In addition, the presence or absence of steady oscillation is confirmed by detecting the controlled object with a sensor and based on the data, but it is difficult to detect the oscillation state especially when the oscillation is small, and it takes a long time to obtain the PID constant. There was a problem that it took time.
発明の目的
本発明はこのようなPID制御装置のPID定数のチュ
ーニング時の問題点に鑑みて成されたものであって、前
述したステップ応答法と限界感度法とを併用すると共に
、ステップ応答法より得られる応答速度及び無駄時間と
、限界感度法を実施したときの発振振幅との間に一定の
相関関係があることに着目して発振の変動幅を定め、正
確なPII)定数をめることができるPID制御装置を
提供するものである。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems encountered when tuning the PID constant of a PID control device. Focusing on the fact that there is a certain correlation between the response speed and dead time obtained from the method and the oscillation amplitude when implementing the limit sensitivity method, determine the oscillation fluctuation range and calculate the accurate PII) constant. The present invention provides a PID control device that can perform
発明の構成と効果
本発明は被制御対象における被測定情報を検出する検出
手段と、制御対象に制御操作を行う出力手段と、制御対
象を設定値に基づいてPID制御を行うPID制御装置
であって、出力手段を動作させ制御対象のステップ応答
により応答速度と無駄時間を測定するステップ応答手段
と、制御対象の周波数応答から限界感度と振動周期を測
定する周波数応答手段と、ステップ応答より得られる応
答速度と無駄時間に基づいて定まる周波数応答時の被測
定情報の変動幅を算出する算出手段と、を具備し、周波
数応答手段は、算出手段より得られる変動幅を越える振
動に基づいて周波数応答の限界振動を判別することを特
徴とするものである。Structure and Effects of the Invention The present invention provides a detection means for detecting measured information in a controlled object, an output means for performing a control operation on the controlled object, and a PID control device for performing PID control on the controlled object based on a set value. step response means for operating the output means and measuring the response speed and dead time from the step response of the controlled object; frequency response means for measuring the limit sensitivity and vibration period from the frequency response of the controlled object; Calculating means for calculating a fluctuation range of the measured information during frequency response determined based on response speed and dead time, and the frequency response means calculates a frequency response based on vibration exceeding the fluctuation range obtained by the calculating means. It is characterized by determining the limit vibration of.
このような特徴を有する本発明によれば、ステップ応答
による応答速度及び無駄時間と周波数応答法を実施した
ときの発振振幅とは一定の相関関係があることから、ス
テップ応答を実施したときのデータに基づいて周波数応
答実施時の変動幅を定め、その幅を越える振動を限界振
動として識別することによって発振の有無と周期を検出
するようにしている。従って制御装置自体の検出精度や
そのばらつき等によって誤った振動を検出することがな
く、正確に振動の検出と周期測定を行うことができる。According to the present invention having such features, since there is a certain correlation between the response speed and dead time due to step response and the oscillation amplitude when frequency response method is implemented, data when step response is implemented Based on this, the fluctuation range during frequency response implementation is determined, and vibrations that exceed this range are identified as limit vibrations, thereby detecting the presence or absence of oscillation and its period. Therefore, it is possible to accurately detect vibrations and measure the period without detecting erroneous vibrations due to the detection accuracy of the control device itself or variations thereof.
従って正確なPID定数をめることができ精密な制御対
象の制御が可能となる。Therefore, accurate PID constants can be determined, allowing precise control of the controlled object.
実施例の説明
第3図は本発明の一実施例を示すプログラム温度調節装
置の全体構成図である。本図において温度調節装置1は
温度の制御ステップの設定、チューニング要求等の操作
を行うキー人力部2、ステップの番号や設定温度、現在
の温度を表示する表示部3、制御対象4に設けられその
温度を検知するセンサ及びそれに得られるデータをディ
ジタル値に変換するA/D変換器を有する温度検知部5
、温度検知部5より得られるデータに基づいて所定の処
理手順に従って制御対象4を制御する制御部6、ヒータ
やモータ等から成り制御部6に接続されて制御対象4を
直接制御する出力部7が設けられる。制御部6は中央演
算装置(以下CPUという)から成り、記憶装置として
リードオンリメモリ (以下ROMという)8、及びラ
ンダムアクセスメモリ(以下RAMという)9が接続さ
れる。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 3 is an overall configuration diagram of a programmable temperature control device showing an embodiment of the present invention. In this figure, a temperature control device 1 is provided with a key manual section 2 for setting temperature control steps, requesting tuning, etc., a display section 3 for displaying step numbers, set temperatures, and current temperature, and a controlled object 4. A temperature detection unit 5 having a sensor that detects the temperature and an A/D converter that converts the data obtained from the sensor into a digital value.
, a control unit 6 that controls the controlled object 4 according to a predetermined processing procedure based on data obtained from the temperature detection unit 5, and an output unit 7 that is connected to the control unit 6 and directly controls the controlled object 4, which is made up of a heater, a motor, etc. is provided. The control unit 6 consists of a central processing unit (hereinafter referred to as CPU), and is connected to a read-only memory (hereinafter referred to as ROM) 8 and a random access memory (hereinafter referred to as RAM) 9 as storage devices.
ROM8は制御部6の演算処理手順を記憶するものであ
り、RAM9はキー人力部2より与えられる各種の制御
データ及びチューニング時に用いられるデータを記憶す
る領域を有している。The ROM 8 stores the arithmetic processing procedures of the control section 6, and the RAM 9 has an area for storing various control data given from the key manual section 2 and data used during tuning.
第4図はRAM9のチューニング時に用いる記憶領域を
示すメモリマツプである。本図においてRAM’9には
設定値を記憶する領域が設けられ、温度検知部5から得
られる現在の被測定情報を記憶する被測定データ領域、
ある制御対象に対してステップ応答によるチューニング
が実施されたときに立てられるステップ応答実施済フラ
グ、チューニング時に立てられるチューニング中フラグ
、限界感度法における振動を検知する検知時間Tを設定
する検知時間領域、検知時間を計数する検知タイマ、ス
テップ応答法からめられる変動幅であるリプル幅を記憶
するりプル幅領域、ステップ応答によって得られる応答
速度R及び無駄時間りを記憶する領域、限界感度法によ
る限界感度Kc。FIG. 4 is a memory map showing storage areas used when tuning the RAM 9. In this figure, RAM'9 is provided with an area for storing set values, a measured data area for storing current measured information obtained from the temperature detection section 5,
A step response completion flag that is set when step response tuning is performed on a certain controlled object, a tuning in progress flag that is set during tuning, a detection time area that sets a detection time T for detecting vibration in the limit sensitivity method, A detection timer that counts the detection time, a pull width area that stores the ripple width that is the fluctuation range determined by the step response method, an area that stores the response speed R and dead time obtained by the step response, and a limit sensitivity using the limit sensitivity method. Kc.
周期Tc及びこれらのチューニング法によってめた比例
定数KP+積分定数Ki、微分定数Kdを夫々記憶する
領域を有している。尚RAM9のチューニングに用いる
記憶領域は電源停止後も記憶させておくためにバッテリ
ー等によってバンクアップされたメモリを用いることが
好ましい。It has areas for storing the period Tc, proportional constant KP+integral constant Ki, and differential constant Kd determined by these tuning methods. It is preferable to use a memory banked up by a battery or the like as the storage area used for tuning the RAM 9 so that the data can be stored even after the power is turned off.
第5図はキー人力部2及び表示部3に用いられるプログ
ラム温度調節装置のフロントパネル面を示すものである
。パネル面上部のrRUNJ、rATJ 、rTIME
Jは夫々運転表示ランプ、オートチューニングランプ及
び時間値表示ランプであり、rBJはバンク表示、rs
TEPJはステップ表示の表示部、rPVJは現在値を
表示する表示部、rsVJは設定値を表示する表示部で
ある。又その下部のrcONTROLJスイッチは通常
の動作モードと時間進行を停止し制御出力を停止するス
トップモードとを切り換える出力操作スイッチ、「MO
DE」スイッチは各種プログラム内容を設定、変更する
ときに変更種類に応じて選択するスイッチ、rENDJ
スイッチは操作を中止させて現在値表示モードに戻るた
めのスイッチ、rPROGRAMJスイッチはプログラ
ムの書込みを可能にし又書込みを禁止するスイッチ、r
ATJスイッチは制御中にチューニングを実行するとき
に押下されるスイッチ、「↑」、「↓」。FIG. 5 shows the front panel surface of the program temperature control device used in the key input section 2 and display section 3. As shown in FIG. rRUNJ, rATJ, rTIME on the top of the panel surface
J is an operation display lamp, an auto tuning lamp, and a time value display lamp, rBJ is a bank display, and rs
TEPJ is a display section for step display, rPVJ is a display section for displaying current values, and rsVJ is a display section for displaying set values. The rcONTROLJ switch at the bottom is an output operation switch that switches between the normal operation mode and a stop mode that stops time progression and stops control output.
DE" switch is a switch that is selected according to the type of change when setting or changing various program contents, rENDJ
The switch is a switch to cancel the operation and return to the current value display mode, rPROGRAMJ switch is a switch that enables and prohibits program writing, r
The ATJ switch is a switch that is pressed when performing tuning during control, ``↑'' and ``↓.''
「←J、r−Jスイッチは夫々パラメータの値を上げ、
下げ1桁上げ及び桁下げする数値制御スイッチであり、
rWRI TE/NEXTJスイッチは表示データを設
定してRAM9に記憶させ、次のステップに設定動作を
移すスイッチである。``←J, r-J switches increase the parameter values,
It is a numerical control switch that lowers, raises and lowers one digit.
The rWRI TE/NEXTJ switch is a switch that sets display data, stores it in the RAM 9, and moves the setting operation to the next step.
次に本実施例のプログラム温度調節装置のPID定数算
出動作についてフローチャートを参照しつつ説明する。Next, the PID constant calculation operation of the program temperature control device of this embodiment will be explained with reference to a flowchart.
第6図のフローチャートにおいて引出線を用いて示す番
号は制御部6の処理ルーチン又は動作ステップを示すも
のである。まずチューニングを行う前にキー人力部2よ
り設定値と設定時間の書込みを行う。これはrPROG
RAMJキーをセント位置とじrMODEJキーをプロ
グラム設定とした後、設定ステップに対応した値を「↑
」、[↓J、r−J、r−Jの数値制御スイ・7チを用
いて入力し、rWRITE/NEXTJキーによって書
込むことによって行う。プログラム制御装置である場合
には各制御ステップ毎に一連の設定データを書込む。こ
こでは各制御ステップとそれに対応する一連の設定値が
RAM9のステップ領域にあらかじめ書込まれているも
のとする。In the flowchart of FIG. 6, numbers indicated using leader lines indicate processing routines or operation steps of the control section 6. First, before tuning, set values and set times are written from the key manual section 2. This is rPROG
After setting the RAMJ key to the cent position and setting the MODEJ key to the program setting, set the value corresponding to the setting step to "↑
”, [↓J, r-J, r-J numerical control switch 7] and write using the rWRITE/NEXTJ key. In the case of a program control device, a series of setting data is written for each control step. Here, it is assumed that each control step and a series of setting values corresponding thereto are written in the step area of the RAM 9 in advance.
さて第6図において動作を開始するとまずステップ21
においてその設定値を読込む。そしてステップ22にお
いて温度検知部5より制御部6を介してRAM9の被測
定データ領域に検知温度データを読込む。そしてステッ
プ23に進んでrATJキーが押下されチューニング中
フラグが立っているかどうかをチェックする。制御を開
始する場合にはチューニングを行う必要があるので、電
源投入時には自動的にこのフラグが立てられているので
ステップ24に進んでステップ応答実施済フラグが立つ
ているかどうかを更にチェックする。このフラグが立っ
ていなければステップ応答はまだ行われておらず、初め
て温度制御が行われるため制御対象のPID定数は全く
不明の状態となっている。Now, when starting the operation in Fig. 6, first step 21
Read the setting value. Then, in step 22, the detected temperature data is read from the temperature detection section 5 into the measured data area of the RAM 9 via the control section 6. Then, the process proceeds to step 23, where it is checked whether the rATJ key is pressed and the tuning flag is set. Since it is necessary to perform tuning when starting control, this flag is automatically set when the power is turned on, so proceed to step 24 and further check whether the step response execution completed flag is set. If this flag is not set, step response has not yet been performed and temperature control is being performed for the first time, so the PID constant of the controlled object is completely unknown.
そのためステップ25に進んで操作量Mを100%とし
て出力部7を介して制御対象4を制御し加熱操作を行う
。そして制御対象4から温度検知部5を介して得られる
温度データの変化を読取り、第1図に示すように無駄時
間りと温度変化の最大傾斜値である応答速度Rを算出す
る(ステップ26)。Therefore, the process proceeds to step 25, where the manipulated variable M is set to 100%, and the controlled object 4 is controlled via the output section 7 to perform a heating operation. Then, the change in temperature data obtained from the controlled object 4 via the temperature detection unit 5 is read, and as shown in FIG. 1, the dead time and the response speed R, which is the maximum slope value of the temperature change, are calculated (step 26). .
そしてステップ27においてステップ応答実施済フラグ
を立てて、ステップ28に進んでサンプリングの完了を
待ち受けた後ステップ21に戻る。この場合にはまだチ
ューニングが終了していないのでステップ24に進んで
ステップ応答が既に実施されているかどうかをチェック
する。この場合にはステップ27でこのフラグが既に立
てられているのでステップ29に進み、ステップ26で
めた無駄時間り。Then, in step 27, a step response completion flag is set, and the process proceeds to step 28, where the process waits for the completion of sampling, and then returns to step 21. In this case, since tuning has not yet been completed, the process proceeds to step 24 to check whether step response has already been performed. In this case, since this flag has already been set in step 27, the process proceeds to step 29, and the wasted time lost in step 26 is saved.
応答速度Rに基づいて限界感度法よる比例ゲインを算出
する。そして後述するルーチン30において無駄時間り
と応答速度Rに基づいて限界感度での発振振幅変動の許
容幅であるリプル幅を定め、比例ゲインの値を順次わず
かに変更しつつ発振が起こるかどうかをチェックし、限
界振動を起こさせる。そしてステップ31において限界
振動により得られるPID定数を算出してRAM9にス
トアし、チューニング中フラグをオフとする(ステップ
32)ここで理想化されたアナログPID制御装置の制
御式は次式によって与えられる。A proportional gain is calculated based on the response speed R using the limit sensitivity method. Then, in routine 30, which will be described later, a ripple width, which is the allowable range of oscillation amplitude fluctuation at the limit sensitivity, is determined based on the dead time and the response speed R, and whether or not oscillation occurs is determined by sequentially changing the value of the proportional gain slightly. Check and generate limit vibration. Then, in step 31, the PID constant obtained by the limit vibration is calculated and stored in the RAM 9, and the tuning flag is turned off (step 32). Here, the control equation of the idealized analog PID control device is given by the following equation. .
τ
=’KP en +KiΣe1
+ K d (e ne +14 ) −一−−−(1
1ここでMn:操作量+ efl”偏差(Ts −Tn
)(T:設定温度、 Tn :測定温度)Kp :比
例定数、 Ki :積分定数、 Kd :微分定数、τ
:サンプリング周期
である。そしてステップ応答によって得られる無駄時間
り、応答速度R,!:P I Dの比例定数、積分時間
、微分時間KP + TI 1 Tdとは以下のような
関係にある。τ ='KP en +KiΣe1 + K d (e ne +14) −1−−−(1
1 Here, Mn: Manipulated amount + efl” deviation (Ts - Tn
) (T: set temperature, Tn: measured temperature) Kp: proportionality constant, Ki: integral constant, Kd: differential constant, τ
: Sampling period. And the dead time obtained by step response, response speed R,! :P I D has the following relationship with its proportionality constant, integral time, and differential time KP + TI 1 Td.
Ti=2L
Td = 0.5L −−−−−−−(2)従ってステ
ップ応答法によって一応は比例定数Kpをめることがで
きるが、限界感度法によって更に詳細にPID定数を算
出している。第2図において限界感度Kcのときの比例
帯をPc (%)とするとKcとPcとは反比例の関係
にあり、そこでめた比例帯Pc (%)より次式
%式%(31
が成立ち、比例定数Kpは次式
K p = A / P −−−−−−(4)(Aは制
御装置の特性により定まる定数)となる。更に発振周期
Tcより
Ti −0,5Tc
Td = 0.125Tc −−−−−−・−(5)に
よって限界感度法によるPID定数をめる。Ti = 2L Td = 0.5L ---------- (2) Therefore, the proportionality constant Kp can be determined by the step response method, but the PID constant is calculated in more detail by the limit sensitivity method. . In Figure 2, if the proportional band at the limit sensitivity Kc is Pc (%), then Kc and Pc are inversely proportional, and from the proportional band Pc (%) obtained there, the following formula % formula % (31) holds true. , the proportionality constant Kp is expressed by the following formula: K p = A / P ------- (4) (A is a constant determined by the characteristics of the control device).Furthermore, from the oscillation period Tc, Ti -0,5Tc Td = 0. 125Tc −−−−−・− (5) is used to calculate the PID constant using the limit sensitivity method.
そしてステップ32よりステップ28に進んでサンプリ
ングの完了を待ち受ける。制御対象4より所定のA/D
変換周期で温度検知部5は温度を検知しており、そのサ
ンプリングが完了すればステップ28からステップ21
に戻って設定値と温度入力を読込み、チューニング中か
どうかをチェックする。The process then proceeds from step 32 to step 28 and waits for the completion of sampling. Predetermined A/D from controlled object 4
The temperature detection unit 5 detects the temperature in the conversion cycle, and when the sampling is completed, steps 28 to 21 are performed.
Return to , read the setpoints and temperature input, and check whether tuning is in progress.
この場合には既にチューニングが完了しているのでステ
ップ33に飛んでRAM9に保持されているPID定数
を読取り、ステップ34においてその値に基づいて出力
部7を介して制御対象4をPID制御し設定温度に保つ
。In this case, since tuning has already been completed, the process jumps to step 33 and reads the PID constant held in the RAM 9, and in step 34, the controlled object 4 is PID-controlled and set via the output unit 7 based on the value. Keep at temperature.
第7図はルーチン30の限界感度法の動作を詳細に示す
フローチャートである。このルーチンに入るとまずステ
ップ40において算出した比例ゲインにより限界振動を
開始させる。そしてステップ41においてステップ応答
で得られた応答速度R及び無駄時間りからりプル幅を算
出する。これは比例帯Pが(2)式及び(3)式からR
,Lの積に比例しているが、その比例帯の中の所定幅、
例えば1/10の幅を限界振動とはみなされないリプル
幅として定めRAM9のリプル幅領域に書込む。そして
ステップ42に進んで温度検知部5よりプロセスの状態
を検出し、ステップ43において振動が発生しているか
どうかをチェックする。振動が発生していなければステ
ップ45に進んで検知タイマを歩進し、振動が発生して
いてもリプル幅内であればステップ44を介してステッ
プ45に進んで検知タイマを歩進する。そしてステップ
46においてそのタイマが検知時間Tに達しているかど
うかをチェックし、検知時間Tに達していなければステ
ップ42に戻って同様の処理を繰り返す。そしてステッ
プ46においてタイムアンプした場合にはステップ47
に進み比例ゲインを変更すると共に、そのときのゲイン
に対応するりプル幅の値を再びめ(ステップ48)、ス
テップ42に戻って新にリプル幅を算出し直して同様の
処理を繰り返す。さてステップ44においてリプル幅を
越える振動が検出された場合には、このループを脱して
ステップ49に進んでそのときの振動周期Tcを測定し
、限界感度法の実行を終了してステップ31に戻る。こ
のときの比例ゲインKcと振動周期Tcに基づいて(3
)弐〜(5)式よりPID定数をめることができる。FIG. 7 is a flowchart detailing the operation of the limit sensitivity method of routine 30. When entering this routine, first, limit vibration is started using the proportional gain calculated in step 40. Then, in step 41, the response speed R obtained from the step response and the pull width calculated from the dead time are calculated. This means that the proportional band P is R from equations (2) and (3).
, L, but a predetermined width within the proportional band,
For example, a width of 1/10 is determined as a ripple width that is not considered to be a limit vibration and is written in the ripple width area of the RAM 9. Then, the process proceeds to step 42, where the temperature detection section 5 detects the process state, and in step 43, it is checked whether vibration is occurring. If no vibration is occurring, the process proceeds to step 45 and the detection timer is incremented, and even if vibration is occurring, if it is within the ripple width, the process proceeds to step 45 via step 44 and the detection timer is incremented. Then, in step 46, it is checked whether the timer has reached the detection time T. If the timer has not reached the detection time T, the process returns to step 42 and the same process is repeated. If time amplification is performed in step 46, step 47
The process proceeds to step 42, where the proportional gain is changed, and the value of the ripple width corresponding to the gain at that time is determined again (step 48).The process returns to step 42, where the ripple width is newly calculated and the same process is repeated. Now, if vibration exceeding the ripple width is detected in step 44, the loop is exited and the process proceeds to step 49, where the vibration period Tc at that time is measured, the execution of the limit sensitivity method is completed, and the process returns to step 31. . Based on the proportional gain Kc and vibration period Tc at this time, (3
)2 ~ The PID constant can be calculated from equation (5).
このように本発明では、PID定数が全く未知である新
な制御対象に対してステップ応答法を実行し、そこから
得られる応答速度と無駄時間に基づいて限界感度法での
発振を検知する場合のプロセス値のりプル振幅幅を設定
し、振動周期の検出に用いている。こうすれば未知の制
御対象に対してもリプル振動を限界振動と誤ることはな
く、振動を検出することができ迅速に適切な制御を行う
ことが可能となる。In this way, in the present invention, when the step response method is executed for a new controlled object whose PID constant is completely unknown, oscillation is detected using the limit sensitivity method based on the response speed and dead time obtained from the step response method. The process value of the ripple amplitude width is set and used to detect the vibration period. In this way, ripple vibrations will not be mistaken for limit vibrations even for unknown control targets, and vibrations can be detected and appropriate control can be performed quickly.
尚本実施例はプログラム温度制御装置について説明した
が、こ塾に限らず単−設定方式のPID制御装置に適用
することができ、又温度制御装置以外の種々のPID制
御装置に本発明を適用することも可能である。Although this embodiment describes a program temperature control device, the present invention can be applied not only to this cram school but also to a single setting type PID control device, and the present invention can be applied to various PID control devices other than temperature control devices. It is also possible to do so.
第1図はステップ応答法によるPID定数をめる際の操
作に追従するプロセス値を示すグラフ、第2図は限界感
度法による設定値とプロセス値の関連を示すグラフ、第
3図は本発明によるPID制御装置の一実施例を示す温
度制御装置のブロフク図、第4図はそのチューニング操
作に用いるメモリの内容を示すメモリマツプ、第5図は
設定部2と表示部3のフロントパネルを示す図、第6図
は本実施例によるプログラム温度制御装置の動作を示す
フローチャート、第7図は限界感度法を実施する際の動
作を示すフローチャートである。
1−−−−一温度調節装置 2−−−−キー人力部 3
−−−−−−一表示部 4−−−−−−一制御対象 5
−−−−−−一温度検知部 6−−−−−制御部 ?
−−−−−−一出力部 8=−ROM 9−・−RA
M
特許出願人 立石電機株式会社
代理人 弁理士 岡本宜喜(化1名)
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第7図Figure 1 is a graph showing the process values that follow the operation when determining the PID constant using the step response method, Figure 2 is a graph showing the relationship between set values and process values using the limit sensitivity method, and Figure 3 is the invention of the present invention. FIG. 4 is a memory map showing the contents of the memory used for tuning operations, and FIG. 5 is a diagram showing the front panel of the setting section 2 and display section 3. , FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the program temperature control device according to this embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing the operation when implementing the limit sensitivity method. 1-----1 Temperature control device 2-----Key human power section 3
---------1 display section 4--------1 control object 5
---------1 Temperature detection section 6-----Control section ?
---------One output section 8=-ROM 9-・-RA
M Patent Applicant Tateishi Electric Co., Ltd. Agent Patent Attorney Yoshiki Okamoto (1 person) Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7
Claims (3)
段と、制御対象に制御操作を行う出力手段と、制御対象
を設定値に基づいてPID制御を行うPID制御装置に
おいて、。 前記出力手段を動作させ制御対象のステップ応答により
応答速度と無駄時間を測定するステップ応答手段と、 制御対象の周波数応答から限界感度と振動周期を測定す
る周波数応答手段と、 前記ステップ応答より得られる応答速度と無駄時間に基
づいて定まる周波数応答時の被測定情報の変動幅を算出
する算出手段と、を具備し、前記周波数応答手段は、前
記算出手段より得られる変動幅を越える振動に基づいて
周波数応答の限界振動を判別することを特徴とするPI
D制御装置。(1) A PID control device that includes a detection means for detecting measured information in a controlled object, an output means for performing a control operation on the controlled object, and a PID control for the controlled object based on a set value. step response means for operating the output means and measuring response speed and dead time from the step response of the controlled object; frequency response means for measuring the limit sensitivity and vibration period from the frequency response of the controlled object; and frequency response means for measuring the limit sensitivity and vibration period from the frequency response of the controlled object; calculation means for calculating a fluctuation range of the measured information at the time of frequency response determined based on response speed and dead time; PI characterized by determining the limit vibration of frequency response
D control device.
れる応答速度と無駄時間の積に比例する幅を変動幅とし
て算出するものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のPID制御装置。(2) The PID according to claim 1, wherein the calculation means calculates a width proportional to the product of the response speed obtained by the step response means and dead time as the fluctuation width. Control device.
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のPI
D制御装置。(3) The PID control device according to claim 1, wherein the PID control device is a program temperature control device.
D control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7226584A JPS60215207A (en) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | Pid controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7226584A JPS60215207A (en) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | Pid controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60215207A true JPS60215207A (en) | 1985-10-28 |
Family
ID=13484279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7226584A Pending JPS60215207A (en) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | Pid controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60215207A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114585451A (en) * | 2019-09-16 | 2022-06-03 | 诺信公司 | System and method for tuning a closed loop controller of a hot melt liquid dispensing system |
-
1984
- 1984-04-10 JP JP7226584A patent/JPS60215207A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114585451A (en) * | 2019-09-16 | 2022-06-03 | 诺信公司 | System and method for tuning a closed loop controller of a hot melt liquid dispensing system |
| CN114585451B (en) * | 2019-09-16 | 2024-04-09 | 诺信公司 | System and method for regulating a closed loop controller for a hot melt liquid dispensing system |
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