JPS62281003A - 制御系補完装置 - Google Patents
制御系補完装置Info
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- JPS62281003A JPS62281003A JP12492286A JP12492286A JPS62281003A JP S62281003 A JPS62281003 A JP S62281003A JP 12492286 A JP12492286 A JP 12492286A JP 12492286 A JP12492286 A JP 12492286A JP S62281003 A JPS62281003 A JP S62281003A
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- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 235000005338 Allium tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000003377 Allium tuberosum Species 0.000 description 1
- 101100136092 Drosophila melanogaster peng gene Proteins 0.000 description 1
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- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
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- 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】
３、発明の詳細な説明
［産業上の利用分野］
本発明は、ＰｒＤ制御系に適用される制御系補完装置に
関する。
関する。
［従来の技術］
第５図は従来のＰＩＤ制御系を示すブロック図である。
１は目標値ｒと制御量ｙの偏差を求める減算器、２は補
償器、３はＰＩＤ調節器、４は負荷２を与えられる制御
対象である。なお、補償器２の内容は一次遅れ進み特性
等で、一般的に伝達関数で表わすと次式になる。
償器、３はＰＩＤ調節器、４は負荷２を与えられる制御
対象である。なお、補償器２の内容は一次遅れ進み特性
等で、一般的に伝達関数で表わすと次式になる。
（１＋ａ１ ｇ）／（ｂＯ＋ ｂ、ｓ ）従来は上式の
パラメータ”Ｉ Ｔ ｂＯｌ ｂ、を試行錯誤的に探索
することによって、制御性能の改善を図っていた。ここ
で、Ｓはラグラス演算子である。
パラメータ”Ｉ Ｔ ｂＯｌ ｂ、を試行錯誤的に探索
することによって、制御性能の改善を図っていた。ここ
で、Ｓはラグラス演算子である。
［発明が解決しようとする問題点コ
上記従来のＰＩＤ制御系においては次のような問題があ
った。
った。
■ 補償器の内容が（１＋ １１ ｇ ）／ （ｂｏ−
１−ｂｌｓ ）であるため、ノヤラメータ＆１ 、 ｂ
ｏ、 ｂｌを試行錯誤的に決める必要があり、最適な・
母うメータを設定するまでに長時間を要する。
１−ｂｌｓ ）であるため、ノヤラメータ＆１ 、 ｂ
ｏ、 ｂｌを試行錯誤的に決める必要があり、最適な・
母うメータを設定するまでに長時間を要する。
□ ■ 補償器２の構造が制限されているために制
御性能の向上に限界がある。
御性能の向上に限界がある。
そこで本発明は、試行錯誤的に探索する必要のある／４
’ラメータが単一のものとなり、短時間内にパラメータ
を設定することができる上、目標値と負荷変化に対する
制御偏差を大幅に減少でき、制御性能の向上をはかり得
る、制御系補完装置を提供することを目的とする。
’ラメータが単一のものとなり、短時間内にパラメータ
を設定することができる上、目標値と負荷変化に対する
制御偏差を大幅に減少でき、制御性能の向上をはかり得
る、制御系補完装置を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、ＰＩＤ制御系におけ
る制御偏差と制御対象の負荷の値を補完器に取込み、補
償のための演算を実施後、その演算結果と制御偏差とを
加算器で加算し、その加算結果をＰＩＤ調節器の入力と
する補完装置であって、前記補完器を、負荷とＰＩＤ制
御系の目標値を一定にした状態にて補完器の出力ｕｉを
突変させたときの制御偏差６１を取込み、上記出力Ｊと
制御偏差６ との関係を伝達関数Ｇｉｊ（ｓ）で表現で
きる部分または上記出力ｕｉを攬似ノイズにして統計的
処理により上記伝達関数Ｇｉｊ（ｓ）を求める手段と、
負荷の値によって前記伝達関数Ｇｔｊ（ｓ）を切換える
手段と、前記制御偏差６１に対する補完器の出力ｕ１を
下記関係式により求め、その演算結果を時々刻刻出力す
る手段とを備えたものとした。
のような手段を講じた。すなわち、ＰＩＤ制御系におけ
る制御偏差と制御対象の負荷の値を補完器に取込み、補
償のための演算を実施後、その演算結果と制御偏差とを
加算器で加算し、その加算結果をＰＩＤ調節器の入力と
する補完装置であって、前記補完器を、負荷とＰＩＤ制
御系の目標値を一定にした状態にて補完器の出力ｕｉを
突変させたときの制御偏差６１を取込み、上記出力Ｊと
制御偏差６ との関係を伝達関数Ｇｉｊ（ｓ）で表現で
きる部分または上記出力ｕｉを攬似ノイズにして統計的
処理により上記伝達関数Ｇｉｊ（ｓ）を求める手段と、
負荷の値によって前記伝達関数Ｇｔｊ（ｓ）を切換える
手段と、前記制御偏差６１に対する補完器の出力ｕ１を
下記関係式により求め、その演算結果を時々刻刻出力す
る手段とを備えたものとした。
Ｊ ＝ ＫＩＧｉ ｊ−’ （ｓ）εｉ（ただし、Ｓニ
ラプラス演算子、ｌ：制御系の第１ループ、ｊ：数点の
負荷（ｊ＝１．２．・・・）、Ｋｉ：任意定数） ［作用コ このような手段を講じたことにより、試行錯誤的に探索
する）４ラメータはに１のみとなり、目標値と負荷変化
に対して制御偏差ｅ １／（１＋Ｋ ）に減少でき、制
御性能が向上する。
ラプラス演算子、ｌ：制御系の第１ループ、ｊ：数点の
負荷（ｊ＝１．２．・・・）、Ｋｉ：任意定数） ［作用コ このような手段を講じたことにより、試行錯誤的に探索
する）４ラメータはに１のみとなり、目標値と負荷変化
に対して制御偏差ｅ １／（１＋Ｋ ）に減少でき、制
御性能が向上する。
［実施例コ
第１図は本発明の第１実施例の構成を示すブロック図で
ある。第１図に示すように本実施例は、従来のＰＩＤ制
御系の補償器２に代えて補完器５、加算器６を設けたも
のである。補完器５は第２図の流れ図にＡ、Ｂ、Ｃで示
すように ｕ ＝Ｋ Ｇ −’ （ａ）−（ｔｔｔ ｉｊ の演算を実行し、ｕｉを出力することによって制御性能
の向上を図るものである。まず第１段階として、負荷２
と目標値ｒｉを一定にしておいて補完装置５から出力可
をステップ状に出力し、その時に得られる制御偏差εｌ
の応答波形から伝達関数Ｇｌ（８）ヲ求める。そして、
数点の負荷２における同様の伝達関数Ｇｌ（ｓ）をＧ１
ｊ（ｓ）と表わし、これらの関数を準備する。ここで
添字ｊは、ある負荷Ｚｊにおける特性を示す。以上述べ
た部分は以下の演算を実行するための準備であって、一
度実施すればその後は不要である。そしてオンラインで
は負荷２がｚｊを通過する毎に対応するＧｌｊ（ｓ）に
切換える機能を持たせ、ここで得られたＧＩＪ（ＩＩ）
と任意に設定可能なＫｉによシ ｕｉ＝ＫＩＧｉｊ＋１（ｓ）Ｉｌε の演算を時々刻々と行ないｕｌを出力する。
ある。第１図に示すように本実施例は、従来のＰＩＤ制
御系の補償器２に代えて補完器５、加算器６を設けたも
のである。補完器５は第２図の流れ図にＡ、Ｂ、Ｃで示
すように ｕ ＝Ｋ Ｇ −’ （ａ）−（ｔｔｔ ｉｊ の演算を実行し、ｕｉを出力することによって制御性能
の向上を図るものである。まず第１段階として、負荷２
と目標値ｒｉを一定にしておいて補完装置５から出力可
をステップ状に出力し、その時に得られる制御偏差εｌ
の応答波形から伝達関数Ｇｌ（８）ヲ求める。そして、
数点の負荷２における同様の伝達関数Ｇｌ（ｓ）をＧ１
ｊ（ｓ）と表わし、これらの関数を準備する。ここで
添字ｊは、ある負荷Ｚｊにおける特性を示す。以上述べ
た部分は以下の演算を実行するための準備であって、一
度実施すればその後は不要である。そしてオンラインで
は負荷２がｚｊを通過する毎に対応するＧｌｊ（ｓ）に
切換える機能を持たせ、ここで得られたＧＩＪ（ＩＩ）
と任意に設定可能なＫｉによシ ｕｉ＝ＫＩＧｉｊ＋１（ｓ）Ｉｌε の演算を時々刻々と行ないｕｌを出力する。
第１図において負荷２に対する制御量ｙ１の関係を表わ
す伝達関係をＷｌ（ｓ）とし、ＰＩＤ調節器３の入力×
ｌと制御量Ｆｌの関係を表わす伝達関数をＧｐ １（ｓ
）とすれば、補完器５が付加されたときの関係式は次の
ようになる。
す伝達関係をＷｌ（ｓ）とし、ＰＩＤ調節器３の入力×
ｌと制御量Ｆｌの関係を表わす伝達関数をＧｐ １（ｓ
）とすれば、補完器５が付加されたときの関係式は次の
ようになる。
ｙｉ−Ｇ、１ （ｓ）
・（１＋に、 Ｇ、ｊ”” （鵬））
・ｇ １＋ Ｗｉ（ｓ）Ｚ ””・（１）１ｉ１
・・・・・・・・・（２）であるから（
１） ｅ （２）式より １１＝ｒＬ−Ｇｐｌ（ｓ） ・（１＋Ｋｌａ、 ｊ−’ （ｓ） ）−ｔ １− Ｗ
ｌ （１） ｚ ・・・・・・・・・（３）が
得られる。
・・・・・・・・・（２）であるから（
１） ｅ （２）式より １１＝ｒＬ−Ｇｐｌ（ｓ） ・（１＋Ｋｌａ、 ｊ−’ （ｓ） ）−ｔ １− Ｗ
ｌ （１） ｚ ・・・・・・・・・（３）が
得られる。
次にＧｌｊ（ｓ）とＧｐ １ （ａ）の間には、ある関
係があって第３図に示すように以下のとおりとなる。
係があって第３図に示すように以下のとおりとなる。
Ｇｌｊ（ｓ）を求めたときは２とｒｉを一定にしたので
、同じ条件のもとに ８１ ＝ −ｏ、ｉ （ｓ） ・（ｕｌ ＋ １１）−
（４）が得られ、（４）式を整理すると εＨ＝ （−ｃｐ、 （ｓ）／ １ ＋ Ｇ、１ （ｓ
） ）・ｕＩ ・・曲（５）となって、前述の ε１ ＝ Ｃ−１ｊ（ｇ） ・Ｊ 旧Ｈ＋ （６）
との関係により Ｇｌ ｊ（ｓ）＝ ｃｐ、 （ｓ）／ （１千Ｇ、ｔ
（ｓ） ） 曲直７）が得られる。また、（７
）式は（８）式でも表わせる。
、同じ条件のもとに ８１ ＝ −ｏ、ｉ （ｓ） ・（ｕｌ ＋ １１）−
（４）が得られ、（４）式を整理すると εＨ＝ （−ｃｐ、 （ｓ）／ １ ＋ Ｇ、１ （ｓ
） ）・ｕＩ ・・曲（５）となって、前述の ε１ ＝ Ｃ−１ｊ（ｇ） ・Ｊ 旧Ｈ＋ （６）
との関係により Ｇｌ ｊ（ｓ）＝ ｃｐ、 （ｓ）／ （１千Ｇ、ｔ
（ｓ） ） 曲直７）が得られる。また、（７
）式は（８）式でも表わせる。
ａｐｌ （ｓ）＝０１ｊ（ｓ）／ （１−ＧＩｊ（ｓ）
） 旧・４８）したがって、（８）式を（３
）式に代入し、整理すると（９）式が得られる。
） 旧・４８）したがって、（８）式を（３
）式に代入し、整理すると（９）式が得られる。
ε＋ ＝ （１−Ｇｌｊ（ｓ））／ （１＋Ｋｉ）・（
ｒｉ−Ｗｌ （ｓ）Ｚ ） ・・曲
（９）すなわち、Ｋ、＝Ｑの場合に比べてＫＩヲ大きく
することによって、ｒｌおよびＺに対する制御偏差ε１
を小さくすることが可能である。なお、Ｋ、は本 、大
きくすればよいが、対象の特性Ｇ＋ ｔ （ｓ）が補完
装置を構成したときの値となんらかの原因でずれたとき
に、制御系の安定性が損われないようにするために適当
な値に設定する必要がある。
ｒｉ−Ｗｌ （ｓ）Ｚ ） ・・曲
（９）すなわち、Ｋ、＝Ｑの場合に比べてＫＩヲ大きく
することによって、ｒｌおよびＺに対する制御偏差ε１
を小さくすることが可能である。なお、Ｋ、は本 、大
きくすればよいが、対象の特性Ｇ＋ ｔ （ｓ）が補完
装置を構成したときの値となんらかの原因でずれたとき
に、制御系の安定性が損われないようにするために適当
な値に設定する必要がある。
上記した実施例によれば、次のような作用効果を奏する
。
。
１）試行錯誤的に探索する・母うメータはＫｉのみであ
る。
る。
２）第１図の回路構成をとることによって、目標値と負
荷変化に対して制御偏差は１／（１＋Ｋ）に減少でき、
制御性能が向上する。
荷変化に対して制御偏差は１／（１＋Ｋ）に減少でき、
制御性能が向上する。
第４図は本発明を多変数制御系（本例では二変数）に適
用した第２実施例の構成を示すブロック図である。本実
施例においては制御量ｙ１、制御量ｙ２に対する同目標
値をｒｌとｒ２にする。減算器１１と１２は上記ｙ１と
ｒｌおよびｙ２とｒ２とからそれぞれ制御偏差ε、とε
２を求める。そして第１ループの補完器５１と第２ルー
プの補完器５２に、それぞれの制御偏差６．と８２なら
びに負荷２を入力し、各補完器５１．５２の出力ｕ１
、 ＋１２を各ＰＩＤ調節器３１と３２の入力側に設け
た加算器６１と６２にて各制御偏差ε１．りとそれぞれ
加算するようにしている。
用した第２実施例の構成を示すブロック図である。本実
施例においては制御量ｙ１、制御量ｙ２に対する同目標
値をｒｌとｒ２にする。減算器１１と１２は上記ｙ１と
ｒｌおよびｙ２とｒ２とからそれぞれ制御偏差ε、とε
２を求める。そして第１ループの補完器５１と第２ルー
プの補完器５２に、それぞれの制御偏差６．と８２なら
びに負荷２を入力し、各補完器５１．５２の出力ｕ１
、 ＋１２を各ＰＩＤ調節器３１と３２の入力側に設け
た加算器６１と６２にて各制御偏差ε１．りとそれぞれ
加算するようにしている。
次に上記構成の補完装置の動作を説明する。まず、補完
器に使用するＧＩＪ（Ｓ）の特性を求める。それには負
荷２をｚｊの一定値にして、目標値ｒ１およびｒ、をス
テップ状に変化させて制御量ｙ、とｙ２が望ましい応答
になるようにＰＩＤ調節器、９１ 、３２の比例ダイン
、リセット率、微分時間を調整する。
器に使用するＧＩＪ（Ｓ）の特性を求める。それには負
荷２をｚｊの一定値にして、目標値ｒ１およびｒ、をス
テップ状に変化させて制御量ｙ、とｙ２が望ましい応答
になるようにＰＩＤ調節器、９１ 、３２の比例ダイン
、リセット率、微分時間を調整する。
以上の準備のもとに、次にｒ、とｙｌの間の伝達関数Ｇ
、ｊ（Ｓ）を例えばステップ応答とか榎似白色ノイズを
加えて統計処理を行なうことにより求める。
、ｊ（Ｓ）を例えばステップ応答とか榎似白色ノイズを
加えて統計処理を行なうことにより求める。
同様にｒ２とｙ２の間の伝達関数Ｇ ２ ｊ（ｓ）を求
める。
める。
そして、得られたＧ、４（ｓ）とＧ２ｊ（ｓ）の各逆関
数に係数に１とに２を乗じたものを、それぞれの補完器
５１．５２の演算内容とする。すなわち、ｕ１＝に１０
１ｊ−１（＄１） ’ Ｅ１ｕ２”’ Ｋ２ Ｇ２ｊ−
１（８） ・１２の演算ができるようにする。
数に係数に１とに２を乗じたものを、それぞれの補完器
５１．５２の演算内容とする。すなわち、ｕ１＝に１０
１ｊ−１（＄１） ’ Ｅ１ｕ２”’ Ｋ２ Ｇ２ｊ−
１（８） ・１２の演算ができるようにする。
以上の説明では、あるｚｊの時のＧ １ ｊ（ｓ）とＧ
２ｊ（８）を使用したが、ｚＪＯ値によってＧｌｊ（ｓ
）およびＧ２ｊ（、）が異なる場合には、数点のｊ−１
，２，・・・によってＧｌｊ（ｇ）とＧ２ｊ（ｓ）を求
めて、２の値によって各ｚｊを通過する毎にＧ 、ｔ
（＋＋）とＧ、（１）を選択して使用すればよい。
２ｊ（８）を使用したが、ｚＪＯ値によってＧｌｊ（ｓ
）およびＧ２ｊ（、）が異なる場合には、数点のｊ−１
，２，・・・によってＧｌｊ（ｇ）とＧ２ｊ（ｓ）を求
めて、２の値によって各ｚｊを通過する毎にＧ 、ｔ
（＋＋）とＧ、（１）を選択して使用すればよい。
上述した本実施例においても前記実施例と同様の作用効
果を奏する。
果を奏する。
なお本発明は前記各実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であ
るのは勿論である。
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であ
るのは勿論である。
［発明の効果］
本発明によれば、試行錯誤的釦探索する必要のある・ぐ
ラメータが単一のものとなり、短時間内に・やラメータ
を設定することができる上、目標値と負荷変化に対する
制御偏差を大幅に減少でき制御性能の向上をはかり得る
制御系の補完装置を提供できる。
ラメータが単一のものとなり、短時間内に・やラメータ
を設定することができる上、目標値と負荷変化に対する
制御偏差を大幅に減少でき制御性能の向上をはかり得る
制御系の補完装置を提供できる。
第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示す図で、第１
図は構成を示すブロック図、第２図は補完器の内部機能
を示す流れ図、第３図は補完器を付加しないときの各信
号の伝達特性を示す図である。第４図は本発明を二変数
制御系に適用した第２実施例の構成を示すブロック図で
ある。第５図は従来例を示すブロック図である。 １．１１．１２・・・減算器、２・・・補償器、３゜３
１．３２・・・ＰＩＤ調節器、４・・・制御対象、５゜
５１．５２・・・補完器、６，６１．６２・・・加算器
。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦手続ネｒｌ
ｉ正書 暗箱６１年７．留日 特許庁長官 学費 道ｆＳ 殿 １、事ｆ１の表示 特願昭６１−１２４９２２号 ２、発明の名称 制御系補完装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （６２（））三菱重工業株式会社 ４、復代理人 東京都港区虎ノ門１丁目２６番５号第１７森ビル浄書・
別紙のとおり（内容に変更なし）−／ｌ−
図は構成を示すブロック図、第２図は補完器の内部機能
を示す流れ図、第３図は補完器を付加しないときの各信
号の伝達特性を示す図である。第４図は本発明を二変数
制御系に適用した第２実施例の構成を示すブロック図で
ある。第５図は従来例を示すブロック図である。 １．１１．１２・・・減算器、２・・・補償器、３゜３
１．３２・・・ＰＩＤ調節器、４・・・制御対象、５゜
５１．５２・・・補完器、６，６１．６２・・・加算器
。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦手続ネｒｌ
ｉ正書 暗箱６１年７．留日 特許庁長官 学費 道ｆＳ 殿 １、事ｆ１の表示 特願昭６１−１２４９２２号 ２、発明の名称 制御系補完装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （６２（））三菱重工業株式会社 ４、復代理人 東京都港区虎ノ門１丁目２６番５号第１７森ビル浄書・
別紙のとおり（内容に変更なし）−／ｌ−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＰＩＤ制御系における制御偏差と制御対象の負荷の値と
を補完器に取込み、補償のための演算を実施後、その演
算結果と前記制御偏差とを加算器で加算し、その加算結
果をＰＩＤ調節器の入力とする補完装置であって、前記
補完器は、負荷とＰＩＤ制御系の目標値とを一定にした
状態で補完器の出力を突変させたときの制御偏差を取込
み、上記出力と制御偏差との関係を伝達関数で表現でき
る部分または上記出力を擬似ノイズにして統計的処理に
より上記伝達関数を求める手段と、負荷の値によって前
記伝達関数を切換える手段と、前記制御偏差に対する補
完器の出力を下記関係式により求め、その演算結果を時
々刻々出力する手段とを備えたものであることを特徴と
する制御系補完装置。 ｕ＿ｉ＝Ｋ＿ｉＧ＿ｉ＿ｊ＾−＾１（ｓ）ε＿ｉ（ただ
し、ｓ：ラプラス演算子、１：制御系の第１ループ、ｊ
：数点の負荷（ｊ＝１、２、…）、Ｋ＿ｉ：任意定数）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124922A JP2521259B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 制御系補完装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124922A JP2521259B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 制御系補完装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62281003A true JPS62281003A (ja) | 1987-12-05 |
| JP2521259B2 JP2521259B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=14897462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61124922A Expired - Lifetime JP2521259B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 制御系補完装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2521259B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04315202A (ja) * | 1991-04-12 | 1992-11-06 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 等価外乱補償方法 |
-
1986
- 1986-05-30 JP JP61124922A patent/JP2521259B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04315202A (ja) * | 1991-04-12 | 1992-11-06 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 等価外乱補償方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2521259B2 (ja) | 1996-08-07 |
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