JPS624724B2 - - Google Patents
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- JPS624724B2 JPS624724B2 JP11251979A JP11251979A JPS624724B2 JP S624724 B2 JPS624724 B2 JP S624724B2 JP 11251979 A JP11251979 A JP 11251979A JP 11251979 A JP11251979 A JP 11251979A JP S624724 B2 JPS624724 B2 JP S624724B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、制御対象に合わせて動作特性上の
各パラメータすなわち伝達関数を自動的に最適値
に決定するようにしたPIまたはPID調節器に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a PI or PID controller that automatically determines each parameter on operating characteristics, that is, a transfer function, to an optimal value in accordance with a controlled object.
例えば電気炉の温度制御系のような多容量プロ
セスあるいはむだ時間のある多容量プロセス(1
次遅れ系)を制御対象とするフイードバツク制御
系には、周知のように、PI(比例+積分動作)調
節器あるいはPID(比例+積分+微分動作)調節
器が良く用いられている。 For example, a multi-capacity process such as the temperature control system of an electric furnace or a multi-capacity process with dead time (1
As is well known, a PI (proportional + integral action) regulator or a PID (proportional + integral + differential action) regulator is often used in a feedback control system that controls a (secondary delay system).
汎用のPI、PID調節器を具体的な制御対象の制
御系に組込む場合には、調節器の動作特性上の各
パラメータKP,Ti,Td(以下、PID定数とい
う)を制御対象のプロセス特性に合わせた最適値
に調整しなければならない。従来の調節器は上記
PID定数を可変するためのつまみ等が設けられて
いるのみで、上記の最適調整は制御対象の特性を
別途に測定して、それに応じて手動で調整、設定
しなければならない。つまり、限界感度法に従つ
て制御対象に適当な操作量を与えて系の特性を測
定し、その測定値に基づいて上記PID定数の適正
値を計算し、それを調節器に設定するのである。
このように従来は最適調整のために非常に面倒な
操作を必要であつたために、調節器が一定の制御
対称に組込まれて長期間使用される場合はそれほ
ど問題はないとしても、制御対象が度々変更され
る場合、あるいは同じ制御対象であつても周囲状
況(温度等)の変化によつて系の特性が変化する
ものの場合、その都度系の特性を測定しなおして
再調整しなければならず、実用上大いに問題があ
つた。 When incorporating a general-purpose PI or PID controller into a control system for a specific controlled object, the parameters K P , T i , T d (hereinafter referred to as PID constants) on the operating characteristics of the controller are set to the control system of the controlled object. It must be adjusted to the optimum value according to the process characteristics. Conventional regulators are as above.
Only knobs and the like are provided to vary the PID constant, and the optimum adjustment described above requires separate measurement of the characteristics of the controlled object and manual adjustment and setting accordingly. In other words, according to the limit sensitivity method, the characteristics of the system are measured by applying an appropriate amount of operation to the controlled object, and based on the measured values, the appropriate value of the above PID constant is calculated, and it is set in the controller. .
In the past, extremely troublesome operations were required for optimum adjustment, and although there would not be much of a problem if the regulator was incorporated into a certain control system and used for a long period of time, If changes are made frequently, or if the characteristics of the system change due to changes in the surrounding conditions (temperature, etc.) even if the control target is the same, the characteristics of the system must be measured and readjusted each time. However, there were many practical problems.
この問題に鑑みて、本発明者らは先に、調節器
を制御対象に組込んだ状態にて、制御対象に一定
の操作量をステツプ状に与え、そのステツプ応答
を測定してむだ時間および時定数傾斜を算出し、
この2つの値に基づいて決定したPID定数を自動
設定する機能を付加した調節器を開発し、既に特
許出願している。 In view of this problem, the present inventors first applied a constant amount of operation to the controlled object in a step manner with the regulator incorporated in the controlled object, measured the step response, and calculated the dead time and Calculate the time constant slope,
We have developed a controller with a function to automatically set the PID constant determined based on these two values, and have already applied for a patent.
制御対象がむだ時間のある多容量定位形プロセ
スである場合、上記のステツプ応答特性上のむだ
時間および時定数傾斜はプロセスの特性を非常に
良く代表した値であり、これに基づいてPID定数
を決定することにより、相当に高精度な制御が期
待できる。 When the control target is a multi-capacity localization type process with dead time, the dead time and time constant slope on the step response characteristics described above are values that very well represent the characteristics of the process, and the PID constant can be calculated based on these values. By determining this, considerably highly accurate control can be expected.
しかし、現実の多くの制御対象は理論式が完全
に当てはまるプロセスではなく、種々の非線形な
要素を含んでいる。そのため上記の既提案の調節
器にあつては、決定されたPID定数によりある目
標値に対しては最適な制御が行なえても、目標値
が変化した場合に制御精度が低下してしまうこと
が往々にして見られた。これの原因は、目標値近
くにおける制御対象の応答性は目標値によつて変
化するのに、目標値を無視してステツプ応答上の
むだ時間と時定数傾斜に基づいてPID定数を決定
していることにある。 However, many control objects in reality are not processes to which the theoretical equations perfectly apply, but instead include various nonlinear elements. Therefore, in the case of the previously proposed regulators mentioned above, even if optimal control can be performed for a certain target value using the determined PID constant, control accuracy may decrease when the target value changes. often seen. The reason for this is that although the responsiveness of the controlled object near the target value changes depending on the target value, the PID constant is determined based on the dead time and time constant slope of the step response, ignoring the target value. It lies in being.
この発明は以上の検討の上になされ、目標値に
応じて最適なPID定数が決定されるようにした調
節器を提供するものである。 The present invention has been made based on the above considerations, and provides a regulator in which an optimal PID constant is determined according to a target value.
すなわち本発明の調節器は、制御対象に対して
与えられる操作量をステツプ状に増加し、これに
伴う制御量の変化からステツプ応答特性のむだ時
間Lおよび時定数傾斜Rを求めるステツプ応答測
定手段と、制御量の増加過程で制御量がほぼ目標
値に達した時点において操作量をステツプ状に減
少させ、この減少時点からこれに応答して制御量
の変化が増加から減少へ転ずるまでの時間を補正
用むだ時間Lnとして求める補正用むだ時間測定
手段と、求められたステツプ応答のむだ時間Lの
値を補正用むだ時間Lnを用いて単純平均もしく
は加重平均処理により補正し、この補正後のむだ
時間Lsおよび前記時定数傾斜Rを用いて比例感
度Kp、積分時間Tiおよび微分時間Tdを求める
PID定数演算手段と、求められたPID定数Kp,Ti
およびTdを用いて、PIまたはPID制御により制
御量を目標値に導く主演算手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。 That is, the regulator of the present invention includes step response measuring means that increases the amount of operation given to the controlled object in a stepwise manner, and determines the dead time L and time constant slope R of the step response characteristic from the accompanying change in the amount of control. Then, in the process of increasing the controlled variable, when the controlled variable almost reaches the target value, the manipulated variable is decreased in steps, and the time from the point of decrease until the change in the controlled variable changes from increasing to decreasing in response. A correction dead time measurement means that obtains the correction dead time Ln as the correction dead time Ln, corrects the value of the obtained step response dead time L using the correction dead time Ln by simple averaging or weighted average processing, and calculates the value after this correction. Using the dead time Ls and the time constant slope R, find the proportional sensitivity Kp, integral time Ti, and differential time Td.
PID constant calculation means and the obtained PID constants Kp, Ti
and a main calculation means for guiding the controlled variable to the target value by PI or PID control using Td and Td.
第1図は本発明を適用したPID調節器のブロツ
ク図である。この調節器1はAD変換器を備えた
デジタル調節器で、その構成は、主演算部2、
PID定数演算部3、ステツプ応答測定部4、補正
用むだ時間測定部5に大きく分けられる。 FIG. 1 is a block diagram of a PID controller to which the present invention is applied. This controller 1 is a digital controller equipped with an AD converter, and its configuration is as follows: a main processing section 2;
It is roughly divided into a PID constant calculation section 3, a step response measurement section 4, and a correction dead time measurement section 5.
主演算部2には、適宜に設定される目標値rと
制御対象6から検出される制御量Cとが入力さ
れ、両者の偏差e(t)を求めるとともに、PID
定数演算部3で後述のように求められたPID定数
KP,Ti,Tdと上記の偏差e(t)により上記
(2)式の演算を行ない、その演算結果yを操作量と
して出力する。主演算部2の出力側には切換スイ
ツチ7が設けられていて、図示した通常の使用状
態では、主演算部2から出力される操作量yが制
御対象6に印加される。これにより周知のPID制
御が行なわれる。 The main calculation unit 2 receives the target value r set as appropriate and the control amount C detected from the controlled object 6, calculates the deviation e(t) between the two, and calculates the PID
The above is calculated using the PID constants K P , T i , T d obtained by the constant calculation unit 3 as described later and the above deviation e(t).
Calculate equation (2) and output the calculation result y as the manipulated variable. A changeover switch 7 is provided on the output side of the main calculation section 2, and in the illustrated normal usage state, the manipulated variable y output from the main calculation section 2 is applied to the controlled object 6. This performs well-known PID control.
PID定数KP,Ti,Tdの最適調整は、通常、制
御対象6に対する操作量yが零で、制御量Cがあ
る一定値C0に安定している状態にて行なう。電
気炉の温調を例にとると、炉に対する加熱電流が
零で、炉の温度がC0に安定している状態であ
る。このような初期安定状態にて図示しない起動
スイツチを操作して本調節器1に最適調整の起動
信号を与えると、以下のように最適調整のための
制御、演算が行なわれる。 Optimum adjustment of the PID constants K P , T i , and T d is normally performed when the manipulated variable y for the controlled object 6 is zero and the controlled variable C is stable at a certain constant value C 0 . Taking the temperature control of an electric furnace as an example, the heating current to the furnace is zero and the temperature of the furnace is stable at C 0 . When a starting switch (not shown) is operated in such an initial stable state and a starting signal for optimum adjustment is given to the regulator 1, control and calculation for optimum adjustment are performed as follows.
上記起動信号が与えられると、ステツプ応答測
定部4は、切換スイツチ7を(b)側に切換えて、こ
の測定部4から出力する所定量の操作量yAを図
示の状態にある切換スイツチ8および上記切換ス
イツチ7を介して制御対象6に印加すると同時
に、制御対象6からの制御量Cをこの測定部4に
導入する。つまり、制御対象6に対して操作量0
の状態から所定の操作量yAをステツプ状に与え
るとともに、このステツプ入力に対する制御対象
6のステツプ応答によつて変化する制御量Cを測
定部4に取込む。 When the start signal is given, the step response measuring section 4 switches the changeover switch 7 to the (b) side, and changes the predetermined amount of operation y A output from the measurement section 4 to the changeover switch 8 in the state shown in the figure. At the same time, the control amount C from the controlled object 6 is introduced into the measuring section 4 through the changeover switch 7 . In other words, the manipulated variable is 0 for the controlled object 6.
A predetermined manipulated variable y A is applied in a stepwise manner from the state of , and a controlled variable C that changes depending on the step response of the controlled object 6 to this step input is taken into the measuring section 4 .
第2a図の区間Iは制御対象6に対するステツ
プ入力のタイムチヤート、第2b図の区間Iはむ
だ時間のある多容量定位形プロセスのステツプ応
答の一般例である。制御対象6がむだ時間のある
多容量定位形プロセスである場合、測定部4に導
入される制御量Cは初期値C0から図示のごとく
S字状のカーブを描くように変化する。すなわ
ち、制御量Cは当初ゆるやかに増加し、中間点で
最大の増加率を示し、再びゆるやかに増加する。
測定部4はこのステツプ応答を測定し、むだ時間
Lおよび最大傾斜yARを検出する。 Section I in FIG. 2a is a time chart of a step input to the controlled object 6, and section I in FIG. 2b is a general example of a step response of a multicapacity localization type process with dead time. When the controlled object 6 is a multicapacity localization type process with dead time, the control amount C introduced into the measuring section 4 changes from the initial value C 0 so as to draw an S-shaped curve as shown in the figure. That is, the control amount C increases slowly at first, shows the maximum rate of increase at the middle point, and then increases slowly again.
The measuring section 4 measures this step response and detects the dead time L and the maximum slope yAR .
周知のとおり、最大傾斜yARとは、ステツプ
応答特性の変化率が最大となる変曲点の変化率で
あつて、これはステツプ操作量yAに比例した値
となるが、その比例定数Rを時定数傾斜と呼んで
いる。またむだ時間Lは、第2a図に示すよう
に、ステツプ入力が加わつた時点から、ステツプ
応答曲線の上記変曲点に引いた接線が初期値C0
を通る時間軸に平行な直線に交わる点までの時間
である。 As is well known, the maximum slope y A R is the rate of change at the inflection point where the rate of change of the step response characteristic is maximum, and this is a value proportional to the step operation amount y A , but its proportional constant R is called the time constant slope. Furthermore, as shown in Fig. 2a, the dead time L is determined by the tangent line drawn to the above inflection point of the step response curve from the time when the step input is applied to the initial value C0.
is the time to the point where it intersects a straight line parallel to the time axis passing through .
ステツプ応答測定部4は、ステツプ操作量yA
の印加後、制御量Cを極く少さな一定周期でサン
プリングするとともにその変化率を逐次調べ、変
化率の最大値yARを検出する。また同時に、そ
の最大値yARを生じるまでの時間T1と、そのと
きの制御量C1を検出する。そして、検出された
yARから時定数傾斜Rを算出するとともに、検
出されたyAR,T1およびC0から、
C1/T1−L=yAR
なる関係にある上記むだ時間Lを算出する。さら
に、その結果得られた時定数傾斜Rおよびむだ時
間LをPID定数演算部3へ供給する。 The step response measurement unit 4 measures the step operation amount y A
After the application of , the control amount C is sampled at a very small constant period, and its rate of change is sequentially checked to detect the maximum value yAR of the rate of change. At the same time, the time T 1 until the maximum value y A R is generated and the control amount C 1 at that time are detected. Then, the time constant slope R is calculated from the detected y A R, and from the detected y A R, T 1 and C 0 , the above dead time which has the relationship of C 1 /T 1 -L=y A R is calculated. Calculate L. Furthermore, the time constant slope R and dead time L obtained as a result are supplied to the PID constant calculation section 3.
一方、補正用むだ時間測定部5は、測定部4に
よつて上述のようにRおよびLが検出された後、
さらに増加していく制御量Cを導入して目標値r
と逐次比較しており、制御量Cが目標値rより所
定値だけ小さい値r−αまで増加したとき(第2
a図、第2b図の時点t1)、切換スイツチ8を(b)
側に切換えて、この測定部5から出力される操作
量yB(≪yA)をスイツチ8および7を介して制
御対象6に印加する。つまり、制御対象6への操
作量をyAからyBにステツプ状に減少させる。な
おこの操作量yBは、制御対象6にyBを長時間印
加して系が安定した状態での制御量をC2とする
と、C2≪r−αとなるような値であつて、yB=
0でも良い。 On the other hand, after R and L are detected by the measuring section 4 as described above, the correction dead time measuring section 5
Introducing the control amount C that increases further, the target value r
When the control amount C increases to a value r-α that is smaller than the target value r by a predetermined value (second
( b )
The operation amount y B (≪y A ) output from the measuring section 5 is applied to the controlled object 6 via the switches 8 and 7. In other words, the amount of operation applied to the controlled object 6 is decreased stepwise from yA to yB . Note that this manipulated variable y B is a value such that C 2 ≪r−α, where C 2 is the controlled variable when y B is applied to the controlled object 6 for a long time and the system is stable. y B =
0 is also fine.
したがつて、操作量がyAからyBに減少したこ
とに応答し、第2b図に示すように、制御対象6
の特性による一定の遅れ時間を経て、制御量Cの
変化が増加から減少に反転する。そして、このよ
うな制御量Cの変化は目標値rの近傍で表われ
る。 Therefore, in response to the decrease in the manipulated variable from y A to y B , as shown in FIG. 2b, the controlled object 6
After a certain delay time due to the characteristics of , the change in the control amount C reverses from increasing to decreasing. Such a change in the control amount C appears near the target value r.
測定部5は、操作量をyBに変更した時点t1か
ら、制御量Cの変化が反転する時点t2、すなわち
制御量Cのピーク値が表われる時点t2までの時間
Loを、補正用のむだ時間Loとして検出する。す
なわち測定部5は、時点t1から時間カウント動作
を開始するとともに制御量Cのピーク検出動作を
開始し、制御量Cのピーク値が検出された時点t2
で時間カウント動作を停止する。この結果得られ
るのがむだ時間Loであつて、測定部5は検出さ
れたむだ時間LoをPID定数演算部3に供給す
る。 The measuring unit 5 calculates the time L o from the time t 1 when the manipulated variable is changed to y B to the time t 2 when the change in the controlled variable C is reversed, that is, the time t 2 when the peak value of the controlled variable C appears. Detected as dead time L o for correction. That is, the measurement unit 5 starts a time counting operation from time t 1 and also starts a peak detection operation of the controlled amount C, and reaches the time t 2 when the peak value of the controlled amount C is detected.
to stop the time counting operation. What is obtained as a result is the dead time L o , and the measuring section 5 supplies the detected dead time L o to the PID constant calculation section 3 .
このようにして測定され検出されたむだ時間L
oは、後述するように、補正されたむだ時間LSを
算出するための要素となるが、このむだ時間Lo
は目標値r近辺における制御対象6の応答遅れを
示すものであり、これは目標値rの大小あるいは
高低に応じて変動する。換言すれば、このむだ時
間Loは制御対象6の各目標値における特性を反
映した数値となる。これがむだ時間Loを求める
第1の狙いである。また、このむだ時間Loは、
先に求めたむだ時間Lが操作量を大きくした場合
における応答遅れを表わすのに対し、操作量を小
さくした場合における応答遅れを表わす。すなわ
ち、一般に制御対象6をON・OFF制御する場
合、制御対象6は操作量を増加させるいわばON
制御状態と、これとは逆のいわばOFF制御状態
とでは系としての特性が異つているのが普通であ
り、従つて先のようにして第2のむだ時間Loを
求めると、これは制御対象6の冷却時の特性を反
映したデータが得られることになる。これがむだ
時間Loを求める第2の狙いである。 The dead time L measured and detected in this way
As described later, o is an element for calculating the corrected dead time L S , and this dead time L o
indicates the response delay of the controlled object 6 near the target value r, and this varies depending on the magnitude or height of the target value r. In other words, this dead time L o is a value that reflects the characteristics of the controlled object 6 at each target value. This is the first aim of finding the dead time L o . Also, this dead time L o is
The previously determined dead time L represents the response delay when the manipulated variable is increased, whereas it represents the response delay when the manipulated variable is decreased. In other words, in general, when controlling the controlled object 6 on and off, the controlled object 6 is turned on to increase the amount of operation.
Normally, the characteristics of the system are different between the control state and the OFF control state, which is the opposite. Therefore, if you calculate the second dead time L o as described above, this is the control state. Data reflecting the characteristics of the object 6 during cooling will be obtained. This is the second aim of finding the dead time L o .
以上のようにむだ時間Lにつづいてむだ時間L
oが求まると、本調節器1は、目標値に応じた、
さらに加熱・冷却を繰返すという、採用する制御
手法に応じたきめ細い制御を行う準備が整うので
ある。 As mentioned above, following the dead time L, the dead time L
When o is determined, the controller 1 calculates the
Furthermore, by repeating heating and cooling, preparations are made for fine-grained control depending on the control method adopted.
次にPID定数演算部3において、測定部4から
与えられたむだ時間Lと、測定部5から与えられ
たむだ時間Loとの平均値LS=L+Ln/2を演算し、
これを補正されたむだ時間LSとする。さらに演
算部3では、むだ時間LSと上記時定数傾斜Rと
から次の式で表わされるPID定数KP,Ti,Tdを
算出する。 Next, the PID constant calculation section 3 calculates the average value L S =L+Ln/2 of the dead time L given from the measurement section 4 and the dead time L o given from the measurement section 5, and this is corrected. Let the dead time L S be. Furthermore, the calculation unit 3 calculates PID constants K P , T i , T d expressed by the following equations from the dead time L S and the above-mentioned time constant slope R.
KP=a/R・LS、Ti=b・LS、Td=c・LS……(
3)
この式(3)はステツプ応答のむだ時間と時定数傾
斜からPID定数の最適値を算出する理論式として
知られたもので、定数a、b、cはジ−グラニコ
ルスの公式などより与えられる値である。K P =a/R・L S , T i =b・L S , T d =c・L S ……(
3) This formula (3) is known as a theoretical formula for calculating the optimal value of the PID constant from the dead time of the step response and the slope of the time constant. is the value given.
演算部3で上述のように算出されたPID定数K
P,Ti,Tdは主演算部2に供給され、上述した
ように偏差e(t)から操作量yを算出するパラ
メータとしてセツトされ、また切換スイツチ7お
よび8は図示した通常状態に復帰される。以上で
最適調整の制御が終了する。 PID constant K calculated as described above in calculation unit 3
P , T i and T d are supplied to the main calculation section 2 and set as parameters for calculating the manipulated variable y from the deviation e(t) as described above, and the changeover switches 7 and 8 are returned to the normal state shown. be done. This completes the optimal adjustment control.
以上のように、上記PID調節器1にあつては、
実際の制御対象6について、ステツプ応答のむだ
時間Lと時定数傾斜Rだけでなく、目標値近くに
おける応答遅れを補正用のむだ時間Loとして検
出し、LとLoの平均値LSと、時定数傾斜Rとに
基づいてPID定数を算出するので、制御対象6が
非線形要素を含んでいても、実際の目標値近くで
の制御に最適なPID定数が求まり、これにより高
精度なPID制御が実現できるのである。しかも、
PID定数の最適調整は単に所定の起動スイツチ等
を操作するだけで自動的に行なわれるので、目標
値がしばしば変更されても、常に最適な制御が実
現できるのである。 As mentioned above, in the case of the PID controller 1,
Regarding the actual controlled object 6, not only the dead time L and time constant slope R of the step response but also the response delay near the target value are detected as the dead time L o for correction, and the average value L S of L and L o is detected. Since the PID constant is calculated based on the time constant slope R, even if the controlled object 6 includes nonlinear elements, the optimal PID constant for control near the actual target value can be determined, and this allows highly accurate PID Control can be realized. Moreover,
Optimal adjustment of the PID constant is automatically performed simply by operating a predetermined start switch, etc., so even if the target value is frequently changed, optimal control can always be achieved.
なお、上記実施例では上記LとLoの平均値を
補正されたむだ時間LSとしているが、LとLoの
適宜な加重平均をLSとしても良い。 In the above embodiment, the average value of L and Lo is the corrected dead time L S , but an appropriate weighted average of L and Lo may be used as L S .
また、主演算部2にて上記(1)式の演算を行なう
PI制御の場合は、微分時間Tdのデータが不要と
なるだけで、上記PID制御の場合とほとんど同じ
であるので、説明を省略する。 In addition, the main calculation unit 2 performs the calculation of equation (1) above.
In the case of PI control, the data on the differential time T d is not required, and the process is almost the same as the above-mentioned PID control, so the explanation will be omitted.
さらに付言すると、上記実施例では、主演算部
2、PID定数演算部3、ステツプ応答測定部4、
補正用むだ時間測定部5がそれぞれ独立した回路
ブロツクのように示してあるが、これは説明の便
のためであり、本調節器の場合複雑な演算操作を
伴うものであるから、LSI化されたプロセツサ、
いわゆるマイクロプロセツサを中心に調節器1を
構成するのが装置価格の面からは望しい。すなわ
ち、マイクロプロセツサを使用した場合には、マ
イクロプロセツサに対する主メモリの一部である
RAM(ランダムアクセスメモリ)の必要個所を
やはり主メモリの一部であるROM(リードオン
リメモリ)中に格納されたプログラムで操作する
ことにより、上記各部2,3,4,5がはたして
いるものと実質上等価な機能が得られるのである
が、このことはいわゆる当業者にとつて自明の事
項である。しかしながら、マイクロコンピユータ
によつた場合の構成を理解しやすくするため、第
3図に、先のむだ時間Loを測定するためのプロ
グラムを中心とするフローチヤートを示してお
く。すなわち、このフローチヤートは、操作量を
yAからyBに変更の後、制御量Cがピークとなる
までの間の時間を、サンプリング・タイミングパ
ルスがこの間に何回到来するかを計数することに
より測定し、この測定結果を先述のLoとするこ
とによりLSを求め、このLSに基づいてPID定数
を決定し、その後本来のPID制御に移行すること
を示している。なお、上にカウンタと記したもの
はRAM中の一部が割当てられるのであるが、こ
のカウンタとこのカウンタを操作するプログラム
が格納されている部分とが協動して、先の補正用
むだ時間測定部を形成しているのであるが、これ
は先の説明と符合するものである。 Furthermore, in the above embodiment, the main calculation section 2, the PID constant calculation section 3, the step response measurement section 4,
The correction dead time measuring sections 5 are shown as independent circuit blocks, but this is for the convenience of explanation, and since this controller involves complex calculation operations, it is not implemented as an LSI. processor,
From the viewpoint of device cost, it is desirable to configure the regulator 1 mainly using a so-called microprocessor. That is, if a microprocessor is used, it is part of the main memory for the microprocessor.
By manipulating the necessary parts of RAM (Random Access Memory) with a program stored in ROM (Read Only Memory), which is also a part of main memory, each of the above parts 2, 3, 4, and 5 can perform the functions described above. Substantially equivalent functionality is obtained, which is obvious to those skilled in the art. However, in order to make it easier to understand the configuration when using a microcomputer, FIG. 3 shows a flowchart centered on the program for measuring the dead time L o . In other words, this flowchart calculates the time from when the manipulated variable is changed from y A to y B until the controlled variable C reaches its peak by counting how many times the sampling timing pulse arrives during this time. This shows that L S is obtained by setting this measurement result to the above-mentioned L o , the PID constant is determined based on this L S , and then the original PID control is performed. Note that a part of the RAM is allocated to the counter described above, and this counter and the part that stores the program that operates this counter work together to calculate the dead time for correction mentioned above. This forms a measuring section, which is consistent with the previous explanation.
さらに先の実施例では制御量Cが目標値rより
一定値α低い値になつたとき操作量をyAからyB
に変化させるようにしたが、制御量Cが目標値を
大きくオーバーすることが予想される場合には、
この不具合を除くため、制御量Cの変化の様子を
最大傾斜yARの検出後も測定することにより制
御量Cが目標値rに対するタイミングを予測し、
これにあわせて加熱から冷却に切替えるようにす
ればよい。 Furthermore, in the previous embodiment, when the controlled variable C becomes a value lower than the target value r by a constant value α, the manipulated variable is changed from y A to y B
However, if the control amount C is expected to greatly exceed the target value,
In order to eliminate this problem, the timing of the control amount C relative to the target value r is predicted by measuring the change in the control amount C even after the maximum slope y A R is detected.
What is necessary is just to switch from heating to cooling in accordance with this.
第1図は本発明の一実施例のブロツク図、第2
a図および第2b図はPID定数の最適調整の動作
を説明するタイミングチヤート、第3図は本発明
をマイクロプロセツサ制御によつて実現する場合
の基本動作プログラムを示すフローチヤートであ
る。
1……調節器、2……主演算部、6……制御対
象、C……制御量、r……目標値、y……操作
量。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG.
Figures a and 2b are timing charts for explaining the operation of optimal adjustment of PID constants, and Figure 3 is a flow chart showing a basic operation program when the present invention is realized by microprocessor control. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Adjuster, 2...Main calculation unit, 6...Controlled object, C...Controlled amount, r...Target value, y...Manipulated amount.
Claims (1)
プ状に増加し、これに伴う制御量の変化からステ
ツプ応答特性のむだ時間Lおよび時定数傾斜Rを
求めるステツプ応答測定手段と、 制御量の増加過程で制御量がほぼ目標値に達し
た時点において操作量をステツプ状に減少させ、
この減少時点からこれに応答して制御量の変化が
増加から減少へ転ずるまでの時間を補正用むだ時
間Lnとして求める補正用むだ時間測定手段と、 求められたステツプ応答のむだ時間Lの値を補
正用むだ時間Lnを用いて単純平均もしくは加重
平均処理により補正し、この補正後のむだ時間
Lsおよび前記時定数傾斜Rを用いて比例感度
Kp、積分時間Tiおよび微分時間Tdを求めるPID
定数演算手段と、 求められたPID定数Kp,TiおよびTdを用い
て、PIまたはPID制御により制御量を目標値に導
く主演算手段と、 を具備することを特徴とするPIまたはPID調節
器。[Scope of Claims] 1. A step response measuring means for increasing a manipulated variable given to a controlled object in a stepwise manner and determining a dead time L and a time constant slope R of a step response characteristic from the accompanying change in the controlled variable. , during the process of increasing the controlled variable, when the controlled variable almost reaches the target value, the manipulated variable is decreased in steps,
A correction dead time measuring means for determining the time from the point of decrease until the change in the controlled variable shifts from increase to decrease in response to this as the correction dead time Ln, and a value of the determined step response dead time L. Corrected by simple averaging or weighted average processing using correction dead time Ln, and the dead time after this correction
Proportional sensitivity using Ls and the time constant slope R
PID to find Kp, integral time Ti and derivative time Td
A PI or PID controller comprising: a constant calculation means; and a main calculation means for guiding a controlled variable to a target value through PI or PID control using the determined PID constants Kp, Ti, and Td.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11251979A JPS5636701A (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | Pi or pid regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11251979A JPS5636701A (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | Pi or pid regulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5636701A JPS5636701A (en) | 1981-04-10 |
| JPS624724B2 true JPS624724B2 (en) | 1987-01-31 |
Family
ID=14588669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11251979A Granted JPS5636701A (en) | 1979-09-03 | 1979-09-03 | Pi or pid regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5636701A (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59231615A (en) * | 1983-06-13 | 1984-12-26 | Fanuc Ltd | Controlling method of position loop gain |
| JPS6175402A (en) * | 1984-09-20 | 1986-04-17 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Adjusting method of process control system |
| JPH0798208B2 (en) * | 1985-02-06 | 1995-10-25 | 株式会社日立製作所 | Optimal control device for rolling mill |
| JPH0619681B2 (en) * | 1985-04-08 | 1994-03-16 | 日精樹脂工業株式会社 | Automatic tuning device for temperature controller |
| JPS62194506A (en) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Yokogawa Electric Corp | Controller |
| JPS62280903A (en) * | 1986-05-30 | 1987-12-05 | Fuji Electric Co Ltd | Auto-tuning system for handy controller |
| JPS6375801A (en) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Yokogawa Electric Corp | Controller |
| JPS63173101A (en) * | 1987-01-12 | 1988-07-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Optimum controller for compensating dead time |
| JPS6426203A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Sekisui Chemical Co Ltd | Pid controller |
| JP5559724B2 (en) * | 2011-02-24 | 2014-07-23 | 株式会社アドバンテスト | Power supply device for test apparatus and test apparatus using the same |
-
1979
- 1979-09-03 JP JP11251979A patent/JPS5636701A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5636701A (en) | 1981-04-10 |
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