JPS6150321B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6150321B2 JPS6150321B2 JP10103680A JP10103680A JPS6150321B2 JP S6150321 B2 JPS6150321 B2 JP S6150321B2 JP 10103680 A JP10103680 A JP 10103680A JP 10103680 A JP10103680 A JP 10103680A JP S6150321 B2 JPS6150321 B2 JP S6150321B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- output signal
- pulse width
- adder
- output
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/26—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
- G05B11/28—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、PI動作のパルス幅調節計に関するも
のであつて、精度の高い制御が行える調節計を提
供するものである。
のであつて、精度の高い制御が行える調節計を提
供するものである。
PI動作のパルス幅調節計は、電動弁を駆動する
のに適した調節計であつて、PI動作のアナログ調
節計に電々ポジシヨナを組み合わせた構成のもの
もこの種の調節計の一種として慣用されている。
のに適した調節計であつて、PI動作のアナログ調
節計に電々ポジシヨナを組み合わせた構成のもの
もこの種の調節計の一種として慣用されている。
この方式のパルス幅調節計においては、電々ポ
ジシヨナでアナログ調節計の出力と電動弁の開度
に関連した帰還信号とを比較し、その比較結果に
より弁モータをオンオフ的に駆動するためのパル
ス幅出力を発生して、アナログ調節計の入力に与
えられる制御偏差が小さくなるように電動弁の開
度を制御している。
ジシヨナでアナログ調節計の出力と電動弁の開度
に関連した帰還信号とを比較し、その比較結果に
より弁モータをオンオフ的に駆動するためのパル
ス幅出力を発生して、アナログ調節計の入力に与
えられる制御偏差が小さくなるように電動弁の開
度を制御している。
ところで、電動弁は、駆動できる最小パルス幅
および単位時間当り（たとえば１時間とか１分
間）の最大パルス数が定められている。しかし、
従来のPI動作のパルス幅調節計では、Ｉ動作にお
いて制御偏差が小さくなると出力周期は長くなる
とともにパルス幅も小さくなつてしまうという欠
点がある。このために、出力パルス幅が電動弁の
可動最小パルス幅よりも小さな値になつてしまう
と、電動弁に悪影響を及ぼすことになり、好まし
くない。
および単位時間当り（たとえば１時間とか１分
間）の最大パルス数が定められている。しかし、
従来のPI動作のパルス幅調節計では、Ｉ動作にお
いて制御偏差が小さくなると出力周期は長くなる
とともにパルス幅も小さくなつてしまうという欠
点がある。このために、出力パルス幅が電動弁の
可動最小パルス幅よりも小さな値になつてしまう
と、電動弁に悪影響を及ぼすことになり、好まし
くない。
本発明は、このような欠点を解決したものであ
つて、以下、図面を用いて詳細に説明する。
つて、以下、図面を用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を図すブロツク図
であつて、１は設定信号Esの入力端子、２は測
定信号Emの入力端子、３，６は加算器、４は比
例演算を行う演算器、５は積分演算を行う演算
器、７は比較器、８は出力端子、９は帰還回路、
１０は最小パルス幅を設定する信号Epの入力端
子、SW1〜SW3は切換スイツチである。
であつて、１は設定信号Esの入力端子、２は測
定信号Emの入力端子、３，６は加算器、４は比
例演算を行う演算器、５は積分演算を行う演算
器、７は比較器、８は出力端子、９は帰還回路、
１０は最小パルス幅を設定する信号Epの入力端
子、SW1〜SW3は切換スイツチである。
加算器３には、設定信号Esと測定信号Emとが
加えられ、制御偏差信号Eeを送出する。制御偏
差信号Eeは、演算器４を介してスイツチSW1の
一方の切換接点ａに加えられるとともに、直接ス
イツチSW2の一方の切換接点ａに加えられてい
る。スイツチSW1の他方の切換接点ｂには帰還回
路９を介して比較器７の出力信号Eoが加えら
れ、共通接点ｃは演算器５に接続されている。演
算器５の出力信号は加算器６に加えられている。
スイツチSW2の他方の切換接点ｂは共通電位点に
接続され、共通接点ｃは加算器６に接続されてい
る。スイツチSW3の一方の切換接点ａには最小パ
ルス幅設定信号Epが加えられ、他方の切換接点
ｂは共通電位点に接続され、共通接点ｃは加算器
６に接続されている。加算器６は、スイツチSW2
およびSW3から送出される信号の和と演算器５の
出力信号の差εを演算し、比較器７に加える。比
較器７は、加算器６の出力信号の大きさに応じて
オンオフ動作をするものであつて、出力端子８に
パルス幅信号Eoを送出するとともに、このパル
ス幅信号EoによりスイツチSW1〜SW3の切換制
御を行う。
加えられ、制御偏差信号Eeを送出する。制御偏
差信号Eeは、演算器４を介してスイツチSW1の
一方の切換接点ａに加えられるとともに、直接ス
イツチSW2の一方の切換接点ａに加えられてい
る。スイツチSW1の他方の切換接点ｂには帰還回
路９を介して比較器７の出力信号Eoが加えら
れ、共通接点ｃは演算器５に接続されている。演
算器５の出力信号は加算器６に加えられている。
スイツチSW2の他方の切換接点ｂは共通電位点に
接続され、共通接点ｃは加算器６に接続されてい
る。スイツチSW3の一方の切換接点ａには最小パ
ルス幅設定信号Epが加えられ、他方の切換接点
ｂは共通電位点に接続され、共通接点ｃは加算器
６に接続されている。加算器６は、スイツチSW2
およびSW3から送出される信号の和と演算器５の
出力信号の差εを演算し、比較器７に加える。比
較器７は、加算器６の出力信号の大きさに応じて
オンオフ動作をするものであつて、出力端子８に
パルス幅信号Eoを送出するとともに、このパル
ス幅信号EoによりスイツチSW1〜SW3の切換制
御を行う。
このように構成された装置の動作について説明
する。
する。
スイツチSW1〜SW3の各共通接点ｃは、比較器
７の出力信号Eoがオフの時には一方の切換接点
ａ側に接続され、比較器７の出力信号Eoがオン
の時には他方の切換接点ｂ側に接続されるもので
ある。すなわち、出力信号Eoがオフの時には、
演算器５にはスイツチSW1を介して演算器４の出
力信号が加えられる。そして、加算器６には、演
算器５の出力信号Eiが加えられるとともに、ス
イツチSW2を介して制御偏差信号Eeが加えら
れ、スイツチSW3を介して最小パルス幅設定信号
Epが加えられる。この出力信号Eoがオフの状態
は、出力信号Eiが制御偏差信号Eeと最小パルス
幅設定信号Epとの和を越えるまで接続される。
一方、出力信号Eiが制御偏差信号Eeと最小パル
ス幅設定信号Epとの和を越えると、比較器７の
出力信号Eoがオンとなり、演算器５には帰還回
路９およびスイツチSW1を介して比較器７の出力
信号Eoが加えられる。そして、加算器６には、
演算器５の出力信号Eiが加えられるが、スイツ
チSW2，SW3の共通接点ｃはそれぞれ共通電位点
に接続される。この出力信号Eoがオンの状態
は、出力信号Eiが零になるまで持続される。第
２図は、これらの関係を示す波形図であつて、ａ
は演算器５の出力信号Eiの変化の状態と比較器
７のしきい値の関係を示し、ｂは比較器７の出力
信号Eoの変化の状態を示している。
７の出力信号Eoがオフの時には一方の切換接点
ａ側に接続され、比較器７の出力信号Eoがオン
の時には他方の切換接点ｂ側に接続されるもので
ある。すなわち、出力信号Eoがオフの時には、
演算器５にはスイツチSW1を介して演算器４の出
力信号が加えられる。そして、加算器６には、演
算器５の出力信号Eiが加えられるとともに、ス
イツチSW2を介して制御偏差信号Eeが加えら
れ、スイツチSW3を介して最小パルス幅設定信号
Epが加えられる。この出力信号Eoがオフの状態
は、出力信号Eiが制御偏差信号Eeと最小パルス
幅設定信号Epとの和を越えるまで接続される。
一方、出力信号Eiが制御偏差信号Eeと最小パル
ス幅設定信号Epとの和を越えると、比較器７の
出力信号Eoがオンとなり、演算器５には帰還回
路９およびスイツチSW1を介して比較器７の出力
信号Eoが加えられる。そして、加算器６には、
演算器５の出力信号Eiが加えられるが、スイツ
チSW2，SW3の共通接点ｃはそれぞれ共通電位点
に接続される。この出力信号Eoがオンの状態
は、出力信号Eiが零になるまで持続される。第
２図は、これらの関係を示す波形図であつて、ａ
は演算器５の出力信号Eiの変化の状態と比較器
７のしきい値の関係を示し、ｂは比較器７の出力
信号Eoの変化の状態を示している。
このように構成することにより、制御偏差信号
Eeの大きさに応じて出力信号Eoのパルス幅およ
びパルス周期が変化するとともに、制御偏差信号
Eeの大きさに応じて出力信号Eoのパルス幅が最
小パルス幅に達した場合には制御偏差信号Eeが
それよりも小さくなつても最小パルス幅設定信号
Epの大きさによつて決定される最小パルス幅に
固定されることになる。したがつて、最小パルス
幅を、電動弁を駆動できる最小パルス幅になるよ
うに設定しておくことにより、制御偏差信号Ee
が小さくなつた状態においても、パルス幅が最小
パルス幅設定値以下になることはないために不感
帯を狭くすることができ、電動弁を高い精度で制
御することができる。
Eeの大きさに応じて出力信号Eoのパルス幅およ
びパルス周期が変化するとともに、制御偏差信号
Eeの大きさに応じて出力信号Eoのパルス幅が最
小パルス幅に達した場合には制御偏差信号Eeが
それよりも小さくなつても最小パルス幅設定信号
Epの大きさによつて決定される最小パルス幅に
固定されることになる。したがつて、最小パルス
幅を、電動弁を駆動できる最小パルス幅になるよ
うに設定しておくことにより、制御偏差信号Ee
が小さくなつた状態においても、パルス幅が最小
パルス幅設定値以下になることはないために不感
帯を狭くすることができ、電動弁を高い精度で制
御することができる。
ここで、比較器７のオン時間は（偏差＋最小パ
ルス幅）／帰還積分により決まり、オフ時間は
（偏差＋最小パルス幅）／積分により決まる。こ
の比較器７から出力されるパルス幅信号のオン時
間が（偏差＋最小パルス幅）に比例するという点
では比例動作とも考えられるが、パルス感覚が偏
差を積分した値で制御されていることから単純な
比例動作にはならない。すなわち、偏差が最小パ
ルス幅の設定値（偏差換算値）より充分大きい場
合にはパルス周期はほぼ一定のため単純な比例動
作と考えてもよいが、偏差が小さくなつてくると
パルス周期が逆比例してくる形になる。従つて、
偏差が存在する限り、周期は長くなるものの、パ
ルスが連続的に出力されるという点では積分動作
が含まれていると考えてもよい。
ルス幅）／帰還積分により決まり、オフ時間は
（偏差＋最小パルス幅）／積分により決まる。こ
の比較器７から出力されるパルス幅信号のオン時
間が（偏差＋最小パルス幅）に比例するという点
では比例動作とも考えられるが、パルス感覚が偏
差を積分した値で制御されていることから単純な
比例動作にはならない。すなわち、偏差が最小パ
ルス幅の設定値（偏差換算値）より充分大きい場
合にはパルス周期はほぼ一定のため単純な比例動
作と考えてもよいが、偏差が小さくなつてくると
パルス周期が逆比例してくる形になる。従つて、
偏差が存在する限り、周期は長くなるものの、パ
ルスが連続的に出力されるという点では積分動作
が含まれていると考えてもよい。
第３図は、第１図の装置の要部の具体例を示す
回路図であつて、ａは最小パルス幅設定信号Ep
を電源回路から得る例を示し、ｂは比較器の出力
信号をつき合わせて分圧して得る例を示してい
る。
回路図であつて、ａは最小パルス幅設定信号Ep
を電源回路から得る例を示し、ｂは比較器の出力
信号をつき合わせて分圧して得る例を示してい
る。
第３図ａにおいて、演算増幅器A1は、演算器
５の出力信号Eiを一方の入力信号とし、制御偏
差信号Eeと最小パルス幅設定信号Epとを他方の
入力信号として両入力信号を比較する。スイツチ
SW3は、出力信号Eoがオフの時に開離され、出
力信号Eoがオンの時に閉成される。これによ
り、演算器５の出力信号Eiは、出力信号Eoがオ
フの時には制御偏差信号Eeおよび最小パルス幅
設定信号Epの和を積分する形で変化し、出力信
号Eoがオンの時には一定の勾配で変化すること
になる。
５の出力信号Eiを一方の入力信号とし、制御偏
差信号Eeと最小パルス幅設定信号Epとを他方の
入力信号として両入力信号を比較する。スイツチ
SW3は、出力信号Eoがオフの時に開離され、出
力信号Eoがオンの時に閉成される。これによ
り、演算器５の出力信号Eiは、出力信号Eoがオ
フの時には制御偏差信号Eeおよび最小パルス幅
設定信号Epの和を積分する形で変化し、出力信
号Eoがオンの時には一定の勾配で変化すること
になる。
第３図ｂにおいて、演算器５の出力信号Ei
は、出力信号Eo1が＋Ｖの時は減少し、Eo2が＋
Ｖの時は増加し、Eo1，Eo2が共に−Ｖの時は制
御偏差信号Eeを積分する。スイツチSW2は、出
力信号Eo1あるいはEo2のいずれかが＋Ｖの時共
通電位点側に切り換えられる。ここで、０＞Ei
＞Ee＋Epとすると、Eo1，Eo2は共に−Ｖとな
り、最小パルス幅設定信号Epは負の値になる。
出力信号Eiが減少してEiEe＋Epとなると、出
力信号Eo2は＋Ｖ，Eo1は−Ｖとなり、Ee′は０，
Epも０となる。出力信号Eo2は、Ei０となるま
で＋Ｖに保持される。一方、０＜Ei＜Ee−Epの
ときは、Eo1，Eo2は共に−Ｖとなり、Epは負の
値になる。Eiが増加してEiEe−Epとなると、
Eo1は＋Ｖ，Eo2は−Ｖとなつて、Ee′は０，Ep
も０となる。出力信号Eo1は、Ei０となるまで
＋Ｖに保持される。これにより、制御偏差信号
Eeが０になつた場合でも、出力信号Eo1，Eo2の
最小パルス幅は信号Epによつて確保されること
になる。また、このような構成によれば、最小パ
ルス幅設定信号Epを、出力信号Eo1とEo2とを突
き合わせることによつて得ているために、Epの
大きさを変化させるのにあたつて切換スイツチ等
の素子を用いなくてもよいという利点もある。な
お、このような回路構成において、Epの回路に
インバータを入れて演算増幅器A2，A3の反転入
力端子に接続するようにしてもよい。また、三角
波信号と比較するように構成された装置の場合に
は、上記の最小パルス幅設定信号Epを、不感帯
設定用信号として用いることによつて、同様の機
能を得ることができる。
は、出力信号Eo1が＋Ｖの時は減少し、Eo2が＋
Ｖの時は増加し、Eo1，Eo2が共に−Ｖの時は制
御偏差信号Eeを積分する。スイツチSW2は、出
力信号Eo1あるいはEo2のいずれかが＋Ｖの時共
通電位点側に切り換えられる。ここで、０＞Ei
＞Ee＋Epとすると、Eo1，Eo2は共に−Ｖとな
り、最小パルス幅設定信号Epは負の値になる。
出力信号Eiが減少してEiEe＋Epとなると、出
力信号Eo2は＋Ｖ，Eo1は−Ｖとなり、Ee′は０，
Epも０となる。出力信号Eo2は、Ei０となるま
で＋Ｖに保持される。一方、０＜Ei＜Ee−Epの
ときは、Eo1，Eo2は共に−Ｖとなり、Epは負の
値になる。Eiが増加してEiEe−Epとなると、
Eo1は＋Ｖ，Eo2は−Ｖとなつて、Ee′は０，Ep
も０となる。出力信号Eo1は、Ei０となるまで
＋Ｖに保持される。これにより、制御偏差信号
Eeが０になつた場合でも、出力信号Eo1，Eo2の
最小パルス幅は信号Epによつて確保されること
になる。また、このような構成によれば、最小パ
ルス幅設定信号Epを、出力信号Eo1とEo2とを突
き合わせることによつて得ているために、Epの
大きさを変化させるのにあたつて切換スイツチ等
の素子を用いなくてもよいという利点もある。な
お、このような回路構成において、Epの回路に
インバータを入れて演算増幅器A2，A3の反転入
力端子に接続するようにしてもよい。また、三角
波信号と比較するように構成された装置の場合に
は、上記の最小パルス幅設定信号Epを、不感帯
設定用信号として用いることによつて、同様の機
能を得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、制御偏
差信号が０のときでも最小パルス幅が確保でき、
精度の高い制御を行う調節計が実現できる。
差信号が０のときでも最小パルス幅が確保でき、
精度の高い制御を行う調節計が実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図は第１図の動作を説明するための波形図、
第３図は第１図の要部の具体例を示す回路図であ
る。 １，２，１０…入力端子、３，６…加算器、
４，５…演算器、７…比較器、８…出力端子、９
…帰還回路、SW1〜SW3…切換スイツチ。
第２図は第１図の動作を説明するための波形図、
第３図は第１図の要部の具体例を示す回路図であ
る。 １，２，１０…入力端子、３，６…加算器、
４，５…演算器、７…比較器、８…出力端子、９
…帰還回路、SW1〜SW3…切換スイツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 設定信号と測定信号とが加えられ制御偏差信
号を送出する第１の加算器と、 制御偏差信号に対して比例演算を行う比例演算
器と、 第１の切換スイツチを介して加えられる比例演
算器の出力信号および帰還回路の出力信号に対し
て積分演算を行う積分演算器と、 第１の加算器の出力信号および共通電位点の電
位を選択的に送出する第２の切換スイツチの出力
信号と最小パルス幅設定信号および共通電位点の
電位を選択的に送出する第２の切換スイツチの出
力信号との和および積分演算器の出力信号との差
を演算する第２の加算器と、 第２の加算器の出力信号の大きさに応じてオン
オフ動作を行いパルス幅信号を出力するとともに
このパルス幅信号により各切換スイツチの切換制
御を行う比較器と、 比較器の出力信号を第１の切換スイツチを介し
て積分演算器に帰還する帰還回路、 とで構成されたことを特徴とするパルス幅調節
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10103680A JPS5725003A (en) | 1980-07-23 | 1980-07-23 | Pulse width controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10103680A JPS5725003A (en) | 1980-07-23 | 1980-07-23 | Pulse width controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5725003A JPS5725003A (en) | 1982-02-09 |
| JPS6150321B2 true JPS6150321B2 (ja) | 1986-11-04 |
Family
ID=14289931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10103680A Granted JPS5725003A (en) | 1980-07-23 | 1980-07-23 | Pulse width controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5725003A (ja) |
-
1980
- 1980-07-23 JP JP10103680A patent/JPS5725003A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5725003A (en) | 1982-02-09 |
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