JPS6326401B2 - - Google Patents

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JPS6326401B2
JPS6326401B2 JP55151900A JP15190080A JPS6326401B2 JP S6326401 B2 JPS6326401 B2 JP S6326401B2 JP 55151900 A JP55151900 A JP 55151900A JP 15190080 A JP15190080 A JP 15190080A JP S6326401 B2 JPS6326401 B2 JP S6326401B2
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JP
Japan
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value
output
time
control device
decrease
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Application number
JP55151900A
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Japanese (ja)
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JPS5775306A (en
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Toshikatsu Fujiwara
Hitotsugu Maruyama
Hirokazu Myagawa
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6326401B2 publication Critical patent/JPS6326401B2/ja
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive 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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  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は制御装置の最適パラメータ探索装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optimal parameter searching device for a control device.

制御装置のパラメータ(比例ゲイン、積分時
間、微分時間等)の最適値を探索する手段とし
て、従来から制御偏差の絶対値を積分した値の極
値を求める手段がある。これは第1図に示すよう
に例えば、比例ゲインKPをX印なる点(KP0
TI0)から出発して、積分時間TIを一定(TI0)に
保つたまま、一定ピツチで変更し、制御偏差の絶
対値の積分値Gの値が減少状態から増加状態に移
行するときのKPの値KP1をKPで探索したときの谷
とし、次にKPをこの値KP1に保つたままでTIを一
定ピツチで変更して同様にTI方向の谷TI1を求め
るという探索を繰返して極小点を見出す手段であ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as means for searching for optimal values of parameters (proportional gain, integral time, differential time, etc.) of a control device, there is a means for finding the extreme value of a value obtained by integrating the absolute value of a control deviation. For example, as shown in Figure 1, this means that the proportional gain K P is set to the point marked X (K P0
Starting from T I0 ), the integral time T I is kept constant (T I0 ) and changed at a constant pitch, and when the value of the integral value G of the absolute value of the control deviation changes from a decreasing state to an increasing state. Let the value K P1 of K P be the valley when searching with K P , then change T I at a constant pitch while keeping K P at this value K P1 , and similarly find the valley T I1 in the T I direction. This is a means of finding the minimum point by repeating the search.

しかしながら、このような手段では、第1図に
示すような小数のパラメータの場合ですら相当数
のステツプを踏まなければならず、パラメータ数
が増えるとステツプ数も著増するので、到底実用
には供し難い。
However, with such a method, a considerable number of steps must be taken even in the case of a decimal number of parameters as shown in Figure 1, and as the number of parameters increases, the number of steps also increases significantly, so it is far from practical. It's difficult to serve.

ところで近年、制御系の設計及び制御性能の予
測にデジタルシミユレーシヨンが広く採用されて
いるが、制御系の最適調整には多大の日数および
計算費がかかつているのが現状である。また、現
地試運転段階での制御装置のパラメータ最適値探
索においても相当の日数を要している。
Incidentally, in recent years, digital simulation has been widely adopted for designing control systems and predicting control performance, but the current situation is that optimal adjustment of control systems requires a large amount of time and calculation costs. Furthermore, it takes a considerable number of days to search for optimal parameter values for the control device during the on-site trial run stage.

本発明は、このような事情に鑑み提案されたも
ので、上記従来技術の問題点を解決し、探索時間
を大巾に短縮する制御装置の最適パラメータ探索
装置を提供することを目的とし、制御装置の制御
偏差εをそれぞれ入力し下記の時間積分値ξ1
ξ2,λ,η; ξ1=∫t maxt nid|ε|dt/∫t mid0|ε|dt ,ξ2=∫t max 0|ε|dt λ=∫t max t nid|ε|dt ,η=∫t max 0ε2dt をそれぞれ出力する第1,第2,第3,第4の演
算器と、上記第1および第2の演算器の出力ξ1
よびξ2を入力し上記制御装置の比例ゲインを評価
する評価関数値γ1を出力する第5の演算器と、上
記第3の演算器の出力λを入力するとともに上記
第5の演算器の出力γ1を入力して上記制御装置の
積分時間を評価する評価関数値γ2を出力する第6
の演算器と、上記第4の演算器の出力ηを入力す
るとともに上記第5の演算器の出力γ1を入力して
上記制御装置の微分時間を評価する評価関数値γ3
を出力する第7の演算器と、それぞれ上記第5,
第6,第7の演算器の出力γ1,γ2,γ3を入力しそ
れぞれの入力値を記憶して次回の入力値と比較し
その大小関係によつてあらかじめ設定されたパラ
メータを増減してそれぞれ出力とする第1,第
2,第3のパラメータ増減探索器と、それぞれ上
記第1,第2,第3のパラメータ増減探索器の出
力を入力し各評価関数値γ1,γ2,γ3の前回と今回
の比がすべて指定した値以内にある条件を満たす
か否かを判断し、満たす場合は上記各パラメータ
増減探索器の出力を表示し、探索を終了させ、満
たさない場合は第1のパラメータ増減探索器の出
力の値になるように制御装置の比例ゲインを設定
し、同様に第2のパラメータ増減探索器で積分時
間を、そして第3のパラメータ増減探索器で微分
時間の値を設定する操作を同期をとつて行う機能
を備えた選択回路とを具えたことを特徴とする
(ただしtは時間、t maxは制御系整定時間の
推定値、t midはt max以内の任意の時間)。
The present invention was proposed in view of the above circumstances, and aims to provide an optimal parameter search device for a control device that solves the problems of the prior art described above and greatly shortens the search time. Input the control deviation ε of the device and calculate the following time integral value ξ 1 ,
ξ 2 , λ, η; ξ 1 =∫ t max / t nid |ε|dt/∫ t mid / 0 |ε|dt ,ξ 2 =∫ t max 0 |ε|dt λ=∫ t max t nid | The first, second, third, and fourth arithmetic units that respectively output ε|dt , η=∫ t max 0 ε 2 dt and the outputs ξ 1 and ξ 2 of the first and second arithmetic units are a fifth computing unit that inputs and outputs an evaluation function value γ 1 for evaluating the proportional gain of the control device; and a fifth computing unit that inputs the output λ of the third computing unit and outputs the output γ 1 of the fifth computing unit; a sixth input and output an evaluation function value γ 2 for evaluating the integration time of the control device;
and an evaluation function value γ 3 for evaluating the differential time of the control device by inputting the output η of the fourth computing unit and inputting the output γ 1 of the fifth computing unit.
a seventh arithmetic unit that outputs
The outputs γ 1 , γ 2 , γ 3 of the sixth and seventh arithmetic units are input, each input value is memorized and compared with the next input value, and the preset parameters are increased or decreased depending on the magnitude relationship. The outputs of the first, second, and third parameter increase/decrease searchers, respectively, are input as outputs, and the evaluation function values γ 1 , γ 2 , Determine whether or not the previous and current ratios of γ 3 are all within the specified value. If the condition is met, display the output of each parameter increase/decrease searcher above and terminate the search. If not, The proportional gain of the control device is set to the value of the output of the first parameter increase/decrease searcher, and the second parameter increase/decrease searcher similarly controls the integral time, and the third parameter increase/decrease searcher controls the differential time. The present invention is characterized by comprising a selection circuit having a function of synchronizing the operation of setting values (where t is time, t max is an estimated value of the control system settling time, and t mid is a value within t max). any time).

本発明の一実施例を図面について説明すると、
第2図はその回路構成を示すブロツク線図であ
る。
An embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block diagram showing the circuit configuration.

上図において、1は制御装置で、制御対象2に
加えられた外乱7により制御量8が設定値からず
れるので、その制御偏差εが小になるような操作
量9を出力してこれを制御対象2に与える。3,
4,5,6はそれぞれ第1,第2,第3,第4の
演算器で、いずれも上記制御装置1の制御偏差ε
を入力し、それぞれ下記ξ1,ξ2,λ,ηの演算を
施してこれらをそれぞれ出力する。
In the figure above, 1 is a control device, and since the controlled variable 8 deviates from the set value due to the disturbance 7 applied to the controlled object 2, it controls this by outputting a manipulated variable 9 that reduces the control deviation ε. Give to target 2. 3,
4, 5, and 6 are first, second, third, and fourth computing units, respectively;
are input, and the following calculations are performed on ξ 1 , ξ 2 , λ, and η, respectively, and these are output.

ξ1=∫t maxt nid|ε|dt/∫t mid0|ε|dt ,ξ2=∫t max 0|ε|dt λ=∫t max t nid|ε|dt ,η=∫t max 0ε2dt ここで、tは時間、t maxは制御系整定時
間の推定値、t midは制御系整定時間の推定値
以内の任意の時間である。
ξ 1 =∫ t max / t nid |ε|dt/∫ t mid / 0 |ε|dt ,ξ 2 =∫ t max 0 |ε|dt λ=∫ t max t nid |ε|dt ,η=∫ t max 0 ε 2 dt Here, t is time, t max is the estimated value of the control system settling time, and t mid is any time within the estimated value of the control system settling time.

10は第1の演算器3の出力ξ1と第2の演算器
4の出力ξ2とを入力し、評価関数値γ1=f(ξ1
又はξ2を出力する第5の演算器で、第5の演算器
10の出力γ1は第1の演算器3の出力ξ1を横軸に
とつたとき単調に増加する関数値f(ξ1)又は第
2の演算器4の出力ξ2でξ1を監視しつつこれが指
定値以下になるとξ2を、それ以外はf(ξ1)を出
力する。11は第3の演算器5の出力λと第5の
演算器10の出力γ1とを入力し、評価関数値γ2
(1+γ1)λを出力する第6演算器、12は第4
の演算器6の出力ηと第5の演算器10の出力γ1
とを入力し、評価関数値γ3=(1+γ1)ηを出力
する第7の演算器、19は第5の演算器10の出
力する評価関数値γ1を入力し制御装置1の比例ゲ
インの値KPの増減量および方向を決定する第1
のパラメータ増減探索器、20は第6の演算器1
1の出力する評価関数値γ2を入力し制御装置の積
分時間T1の増減量および方向を決定する第2の
パラメータ増減探索器、21は第7の演算器12
の出力する評価関数値γ3を入力し制御装置の微分
時間TDの増減量および方向を決定する第3のパ
ラメータ増減探索器、22は第1,第2,第3の
パラメータ増減探索器19,20,21の出力を
入力し制御装置1のパラメータすなわち比例ゲイ
ンKP、積分時間TI、微分時間TDを出力する選択
回路である。
10 inputs the output ξ 1 of the first arithmetic unit 3 and the output ξ 2 of the second arithmetic unit 4, and calculates the evaluation function value γ 1 = f(ξ 1 )
or ξ 2 , the output γ 1 of the fifth calculator 10 is a function value f(ξ 1 ) or the output ξ 2 of the second arithmetic unit 4 while monitoring ξ 1 and outputs ξ 2 when it becomes less than a specified value, otherwise outputs f(ξ 1 ). 11 inputs the output λ of the third arithmetic unit 5 and the output γ 1 of the fifth arithmetic unit 10, and calculates the evaluation function value γ 2 =
The sixth arithmetic unit outputs (1+γ 1 )λ, 12 is the fourth
The output η of the arithmetic unit 6 and the output γ 1 of the fifth arithmetic unit 10
A seventh arithmetic unit inputs the evaluation function value γ 3 = (1+γ 1 )η and outputs the evaluation function value γ 3 =(1+γ 1 )η. The first step that determines the amount and direction of increase in the value K P
parameter increase/decrease searcher, 20 is the sixth arithmetic unit 1
A second parameter increase/decrease searcher inputs the evaluation function value γ 2 outputted by the controller 1 and determines the amount and direction of increase in the integral time T 1 of the control device; 21 is the seventh computing unit 12;
A third parameter increase/decrease searcher inputs the evaluation function value γ 3 outputted by the controller and determines the amount and direction of increase in the differential time T D of the control device; 22 is the first, second, and third parameter increase/decrease searcher 19 , 20, and 21, and outputs the parameters of the control device 1, that is, the proportional gain K P , the integral time T I , and the differential time T D.

次に、このような装置の作用について述べる
と、まず要求負荷信号等外乱7を決める。例え
ば、ステツプ状外乱とすれば、そのステツプ巾を
決め、探索時同一パターンで外乱7を加える。決
められたパターンの外乱7を制御対象2に加え、
その結果生ずる設定値と制御量の差、すなわち制
御偏差εを第1,第2,第3,第4の演算器3,
4,5,6で指定された時間まで積分し、評価関
数値γ1,γ2,γ3を計算するための中間変数ξ1
ξ2,λ,ηを求める。
Next, to describe the operation of such a device, first, the disturbance 7 such as the required load signal is determined. For example, if a step-like disturbance is used, the step width is determined, and the disturbance 7 is added in the same pattern during the search. Adding a disturbance 7 of a determined pattern to the controlled object 2,
The resulting difference between the set value and the controlled amount, that is, the control deviation ε, is calculated by the first, second, third, and fourth computing units 3,
Intermediate variable ξ 1 for integrating up to the time specified in 4, 5, and 6 and calculating the evaluation function values γ 1 , γ 2 , γ 3 ,
Find ξ 2 , λ, and η.

第1の演算器3の出力ξ1は制御偏差の減衰比
を、第2の演算器4の出力ξ2は制御偏差の誤差面
積の絶対値をそれぞれ表わしているので、これら
の数値により比例ゲインKPの探索を行なう。第
3の演算器5の出力λは制御偏差量の絶対値を積
分区間の最大(0〜t max)のほぼ半分のt
midからt maxまでを積分した値で定常偏差
を代表している。したがつて、第3の演算器5の
出力は積分時間TIの値を探索する際に使用する。
第4の演算器6の出力ηは制御偏差の自乗面積を
表わしており、制御性能の総合評価として利用で
き、ここでは微分時間TDの探索に使用する。
The output ξ 1 of the first calculator 3 represents the damping ratio of the control deviation, and the output ξ 2 of the second calculator 4 represents the absolute value of the error area of the control deviation, so these values are used to calculate the proportional gain. Search for K P. The output λ of the third arithmetic unit 5 is the absolute value of the control deviation amount at t, which is approximately half of the maximum (0 to t max) of the integration interval.
The value integrated from mid to t max represents the steady-state deviation. Therefore, the output of the third arithmetic unit 5 is used when searching for the value of the integration time T I.
The output η of the fourth arithmetic unit 6 represents the square area of the control deviation, and can be used as a comprehensive evaluation of control performance, and is used here to search for the differential time TD .

これらの積分値ξ1,ξ2,λ,ηをもとに、次の
段階で評価関数値γ1,γ2,γ3を作るのであるが、
第5の演算器10では比例ゲイン設定用の評価関
数値γ1を、第6の演算器11では積分時間設定用
の評価関数値γ2を、第7の演算器12では微分時
間設定用の評価関数値γ3をそれぞれ出力し、各評
価関数値γ1,γ2,γ3が最小に向かうようなパラメ
ータの探索をそれぞれ第1,第2,第3のパラメ
ータ増減探索器19,20,21で実行する。
Based on these integral values ξ 1 , ξ 2 , λ, η, evaluation function values γ 1 , γ 2 , γ 3 are created in the next step.
The fifth calculator 10 calculates the evaluation function value γ 1 for setting the proportional gain, the sixth calculator 11 calculates the evaluation function value γ 2 for setting the integral time, and the seventh calculator 12 calculates the evaluation function value γ 2 for setting the differential time. The first, second, and third parameter increase/decrease searchers 19, 20, respectively output the evaluation function value γ 3 and search for parameters such that each evaluation function value γ 1 , γ 2 , γ 3 tends to the minimum. Execute on 21.

すなわち、各パラメータ増減探索器19,2
0,21はそれぞれ入力された評価関数値γ1
γ2,γ3を記憶してこれを次回の入力と比較し、各
評価関数値が最小に向かうように、パラメータを
順次増減修正して出力するもので、増減の割合
は、例えば増大するときはμ倍、減少するときは
1/μ倍とし、μの数値は任意に指定できるものと する。
That is, each parameter increase/decrease searcher 19, 2
0 and 21 are the input evaluation function values γ 1 and
γ 2 and γ 3 are memorized and compared with the next input, and the parameters are sequentially increased or decreased so that each evaluation function value approaches the minimum, and the output is output. is multiplied by μ, and when it decreases, it is multiplied by 1/μ, and the value of μ can be specified arbitrarily.

まず、探索第1回目は適当に設定したパラメー
タKP0,TI0,TD0のもとに制御対象2に外乱7を
加えて求められた各評価関数値γ1,γ2,γ3をパラ
メータ増減探索器19,20,21に記憶してお
く。探索2回目はあらかじめ指定した方向にパラ
メータを増減させて、同様に制御対象2に外乱7
を加え、各評価関数値を求める。そして、探索第
3回目からのパラメータの増減方向は下記(1)〜(4)
に従つてこれを行う。
First, in the first search, each evaluation function value γ 1 , γ 2 , γ 3 obtained by adding disturbance 7 to the controlled object 2 based on appropriately set parameters K P0 , T I0 , T D0 is used as a parameter. It is stored in the increase/decrease searchers 19, 20, and 21. In the second search, the parameters are increased or decreased in the direction specified in advance, and disturbance 7 is applied to controlled object 2 in the same way.
and calculate each evaluation function value. The direction of increase/decrease in parameters from the third search is as follows (1) to (4)
Do this according to.

(1) 評価関数値が前回の値とほとんど変わらない
ときは、現時点の値を採用する。すなわち|1
―(今回の評価関数値)/(前回の評価関数
値)|<αならばパラメータの変更は行なわな
い(以下パラメータが変更されない状態をホー
ルドという)。ここでαは精度を表わす。
(1) If the evaluation function value is almost the same as the previous value, use the current value. That is, |1
- (Current evaluation function value)/(Previous evaluation function value) | If <α, the parameter is not changed (hereinafter, the state in which the parameter is not changed is referred to as hold). Here α represents accuracy.

(2) 評価関数値が減少方向に向かつているとき
は、パラメータの増減方向は前回と同様とす
る。また評価関数値が増大したときはパラメー
タの増減方向を反転させる。
(2) When the evaluation function value is decreasing, the direction of parameter increase/decrease is the same as last time. Further, when the evaluation function value increases, the direction of increase/decrease of the parameter is reversed.

(3) パラメータが指定した制限値に引かかつてお
り、かつ評価関数値が前回より減少しておれば
制御値を採用し、評価関数値が増大しておれば
制限範囲内の値に戻りパラメータの増減を行な
う。
(3) If the parameter is close to the specified limit value and the evaluation function value has decreased from the previous time, the control value is adopted, and if the evaluation function value has increased, the value returns to within the limit range and the parameter is changed. Increase or decrease.

(4) 評価関数値の変動が少なくパラメータをホー
ルドしたときのホールド解除時点のパラメータ
増減の方向付けは、パラメータをホールドした
直前のパラメータの増減方向を記憶しておい
て、評価関数値がホールド範囲を越え、かつ減
少の状態にあれば、次回のパラメータ変更はホ
ールド直前の増減方向に従い、逆の場合は反転
させるのである。
(4) When the evaluation function value has little variation and the parameter is held, the direction of parameter increase/decrease when the hold is released is determined by remembering the direction of increase/decrease of the parameter immediately before the parameter was held, and keeping the evaluation function value within the hold range. If the value exceeds this value and is in a decreasing state, the next parameter change will follow the direction of increase or decrease immediately before the hold, and if the opposite is the case, it will be reversed.

次に、選択回路22では、パラメータ増減探索
器19,20,21が各評価関数γ1,γ2,γ3の前
回と今回との比がすべて指定した値以内にあるか
否かを監視判断し、満足している場合は探索は打
切られ、満足されていない場合は次回のパラメー
タを選択回路22で出力される。また本装置と制
御装置1との間でサンプリング周期ごとに同期を
とつて自動的に制御装置1のパラメータを変更す
ることも可能である。
Next, in the selection circuit 22, the parameter increase/decrease searchers 19, 20, and 21 monitor and judge whether the ratios of the previous and current evaluation functions γ 1 , γ 2 , and γ 3 are all within specified values. However, if the parameters are satisfied, the search is terminated; if the parameters are not satisfied, the selection circuit 22 outputs the next parameter. It is also possible to synchronize between this device and the control device 1 every sampling period and automatically change the parameters of the control device 1.

こうして、すべてのパラメータが最適値となつ
たら、繰返し操作は打切られその最適値KP′,
TI′,TD′を表示装置に表示する。
In this way, when all parameters have reached their optimal values, the iterative operation is terminated and the optimal value K P ′,
Display T I ′ and T D ′ on the display device.

このように本装置では、パラメータ増減探索器
及び選択回路により、制御偏差の1つの値をもと
に3種類の評価関数値を設定し、制御装置の3種
類のパラメータ、比例ゲイン、積分時間、微分時
間をそれぞれ対応させて、各パラメータを同時に
決定する。すなわち、制御装置のパラメータの1
つに対し評価関数値1つを対応させ、3種類のパ
ラメータを並行して独立に探索し、その結果を同
時に変更する手段を採るので、従来のものと比較
して探索回数が非常に少なくなり、探索時間を大
巾に短縮することができる。
In this way, in this device, three types of evaluation function values are set based on one value of control deviation by the parameter increase/decrease searcher and selection circuit, and three types of parameters of the control device, proportional gain, integral time, Each parameter is determined simultaneously by making the differentiation times correspond to each other. That is, one of the parameters of the control device
Since the method uses a method of associating one evaluation function value with one evaluation function value, searching three types of parameters in parallel and independently, and changing the results at the same time, the number of searches is significantly reduced compared to conventional methods. , the search time can be drastically reduced.

本実施例では、全パラメータが最適値であるか
否かを選択回路22で判定し、否ならばそのとき
のパラメータをそのまま制御装置1にフイードバ
ツクして同制御装置のパラメータを修正するとい
う動作を、同期をとつて自動的に繰返すのである
が、選択回路22の判定結果をプリントアウト
し、プリントアウトされた値に基づいて運転員が
制御装置1のパラメータを設定し直し、再度所定
パターンの外乱を制御対象2に加えるという動作
を繰返し実施してもよい。
In this embodiment, the selection circuit 22 determines whether or not all parameters are at optimum values, and if not, the parameters at that time are fed back to the control device 1 as is, and the parameters of the control device are corrected. , the judgment result of the selection circuit 22 is printed out, the operator resets the parameters of the control device 1 based on the printed value, and then repeats the disturbance of the predetermined pattern again. You may repeatedly perform the operation of adding this to the controlled object 2.

要するに、本発明によれば、制御装置の制御偏
差εをそれぞれ入力し下記の時間積分値ξ1,ξ2
λ,η; ξ1=∫t maxt nid|ε|dt/∫t mid0|ε|dt ,ξ2=∫t max 0|ε|dt λ=∫t max t nid|ε|dt ,η=∫t max 0ε2dt をそれぞれ出力する第1,第2,第3,第4の演
算器と、上記第1および第2の演算器の出力ξ1
よびξ2を入力し上記制御装置の比例ゲインを評価
する評価関数値γ1を出力する第5の演算器と、上
記第3の演算器の出力λを入力するとともに上記
第5の演算器の出力γ1を入力して上記制御装置の
積分時間を評価する評価関数値γ2を出力する第6
の演算器と、上記第4の演算器の出力ηを入力す
るとともに上記第5の演算器の出力γ1を入力して
上記制御装置の微分時間を評価する評価関数値γ3
を出力する第7の演算器と、それぞれ上記第5,
第6,第7の演算器の出力γ1,γ2,γ3を入力しそ
れぞれの入力値を記憶して次回の入力値と比較し
その大小関係によつてあらかじめ設定されたパラ
メータを増減してそれぞれ出力とする第1,第
2,第3のパラメータ増減探索器と、それぞれ上
記第1,第2,第3のパラメータ増減探索器の出
力を入力し各評価関数値γ1,γ2,γ3の前回と今回
の比がすべて指定した値以内にあるか否かを判断
し、満たす場合は上記各パラメータ増減探索器の
出力を表示し、探索を終了させ、満たさない場合
は第1のパラメータ増減探索器の出力の値になる
ように制御装置の比例ゲインを設定し、同様に第
2のパラメータ増減探索器で積分時間を、そして
第3のパラメータ増減探索器で微分時間の値を設
定する操作を同期をとつて行う機能を備えた選択
回路とを具えたこと(ただしtは時間、t
maxは制御系整定時間の推定値、t midはt
max以内の任意の時間)により探索時間を大巾
に短縮する制御装置の最適パラメータ探索装置を
得るから、本発明は産業上極めて有益なものであ
る。
In short, according to the present invention, the control deviation ε of the control device is inputted and the following time integral values ξ 1 , ξ 2 ,
λ, η; ξ 1 =∫ t max / t nid |ε|dt/∫ t mid / 0 |ε|dt ,ξ 2 =∫ t max 0 |ε|dt λ=∫ t max t nid |ε|dt , η=∫ t max 0 ε 2 dt , respectively, and the outputs ξ 1 and ξ 2 of the first and second arithmetic units are input, and the above a fifth computing unit that outputs an evaluation function value γ 1 for evaluating the proportional gain of the control device; inputting the output λ of the third computing unit; and inputting the output γ 1 of the fifth computing unit; A sixth device that outputs an evaluation function value γ 2 for evaluating the integration time of the control device.
and an evaluation function value γ 3 for evaluating the differential time of the control device by inputting the output η of the fourth computing unit and inputting the output γ 1 of the fifth computing unit.
a seventh arithmetic unit that outputs
The outputs γ 1 , γ 2 , γ 3 of the sixth and seventh arithmetic units are input, each input value is memorized and compared with the next input value, and the preset parameters are increased or decreased depending on the magnitude relationship. The outputs of the first, second, and third parameter increase/decrease searchers, respectively, are input as outputs, and the evaluation function values γ 1 , γ 2 , It is determined whether the ratios of the previous and current values of γ 3 are all within the specified value, and if they are, the output of each parameter increase/decrease searcher is displayed and the search is terminated, and if not, the first Set the proportional gain of the control device to match the output value of the parameter increase/decrease searcher, similarly set the integral time value with the second parameter increase/decrease searcher, and set the value of the differential time with the third parameter increase/decrease searcher. (where t is time, t
max is the estimated value of the control system settling time, t mid is t
The present invention is industrially extremely useful because it provides an optimal parameter search device for a control device that greatly shortens the search time by (any time within max).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の制御装置の最適パラメータ探索
手段を示す説明図、第2図は本発明の一実施例の
回路構成を示すブロツク線図である。 1…制御装置、2…制御対象、3…第1の演算
器、4…第2の演算器、5…第3の演算器、6…
第4の演算器、7…外乱、8…制御量、9…操作
量、10…第5の演算器、11…第6の演算器、
12…第7の演算器、19…第1のパラメータ増
減探索器、20…第2のパラメータ増減探索器、
21…第3のパラメータ増減探索器、22…選択
回路、ξ1…第1の演算器の出力、ξ2…第2の演算
器の出力、λ…第3の演算器の出力、η…第4の
演算器の出力、γ1…第5の演算器の出力、γ2…第
6の演算器の出力、γ3…第7の演算器の出力、
KP…比例ゲイン巾、TI…積分時間、TD…微分時
間、ε…制御偏差。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing optimal parameter searching means of a conventional control device, and FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Control device, 2... Controlled object, 3... First computing unit, 4... Second computing unit, 5... Third computing unit, 6...
4th arithmetic unit, 7...disturbance, 8...controlled amount, 9...manipulated amount, 10...5th arithmetic unit, 11...6th arithmetic unit,
12... Seventh arithmetic unit, 19... First parameter increase/decrease searcher, 20... Second parameter increase/decrease searcher,
21... Third parameter increase/decrease searcher, 22... Selection circuit, ξ 1 ... Output of first computing unit, ξ 2 ... Output of second computing unit, λ... Output of third computing unit, η... Third computing unit. 4 arithmetic unit output, γ1 ...5th arithmetic unit output, γ2 ...6th arithmetic unit output, γ3 ...7th arithmetic unit output,
K P ...Proportional gain width, T I ...Integral time, T D ...Differential time, ε...Control deviation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 制御装置の制御偏差εをそれぞれ入力し下記
の時間積分値ξ1,ξ2,λ,η; ξ1=∫t maxnid|ε|dt/∫t max0|ε|dt ξ2=∫t max 0|ε|dt, λ=∫t max t nid|ε|dt, η=∫t max 0ε2dt をそれぞれ出力する第1,第2,第3,第4の
演算器と、上記第1および第2の演算器の出力ξ1
およびξ2を入力し上記制御装置の比例ゲインを評
価する評価関数値γ1を出力する第5の演算器と、
上記第3の演算器の出力λを入力するとともに上
記第5の演算器の出力γ1を入力して上記制御装置
の積分時間を評価する評価関数値γ2を出力する第
6の演算器と、上記第4の演算器の出力ηを入力
するとともに上記5の演算器の出力γ1を入力して
上記制御装置の微分時間を評価する評価関数値γ3
を出力する第7の演算器と、それぞれ上記第5,
第6,第7の演算器の出力γ1,γ2,γ3を入力しそ
れぞれの入力値を記憶して次回の入力値と比較し
その大小関係によつてあらかじめ設定されたパラ
メータを増減してそれぞれ出力とする第1,第
2,第3のパラメータ増減探索器と、それぞれ上
記第1,第2,第3のパラメータ増減探索器の出
力を入力し各評価関数値γ1,γ2,γ3の前回と今回
の比がすべて指定した値以内にある条件を満たす
か否かを判断し、満たす場合は上記各パラメータ
増減探索器の出力を表示し、探索を終了させ、満
たさない場合は第1のパラメータ増減探索器の出
力の値になるように制御装置の比例ゲインを設定
し、同様に第2のパラメータ増減探索器で積分時
間を、そして第3のパラメータ増減探索器で微分
時間の値を設定する操作を同期をとつて行う機能
を備えた選択回路とを具えたことを特徴とする制
御装置の最適パラメータ探索装置(ただしtは時
間、t maxは制御系整定時間の推定値、t
midはt max以内の任意の時間)。
[Claims] 1. Input the control deviation ε of the control device and obtain the following time integral values ξ 1 , ξ 2 , λ, η; ξ 1 =∫ t max / nid | ε | dt / ∫ t max / 0 The first , second , third , and _ _ _ _ Output ξ 1 of the fourth arithmetic unit and the first and second arithmetic units
and ξ 2 and outputs an evaluation function value γ 1 for evaluating the proportional gain of the control device;
a sixth computing unit that inputs the output λ of the third computing unit and inputs the output γ 1 of the fifth computing unit and outputs an evaluation function value γ 2 for evaluating the integration time of the control device; , an evaluation function value γ 3 for evaluating the differential time of the control device by inputting the output η of the fourth computing unit and inputting the output γ 1 of the fifth computing unit.
a seventh arithmetic unit that outputs
The outputs γ 1 , γ 2 , γ 3 of the sixth and seventh arithmetic units are input, each input value is memorized and compared with the next input value, and the preset parameters are increased or decreased depending on the magnitude relationship. The outputs of the first, second, and third parameter increase/decrease searchers, respectively, are input as outputs, and the evaluation function values γ 1 , γ 2 , Determine whether or not the previous and current ratios of γ 3 are all within the specified value. If the condition is met, display the output of each parameter increase/decrease searcher above and terminate the search. If not, The proportional gain of the control device is set to the value of the output of the first parameter increase/decrease searcher, and the second parameter increase/decrease searcher similarly controls the integral time, and the third parameter increase/decrease searcher controls the differential time. An optimal parameter search device for a control device, characterized by comprising a selection circuit having a function of synchronizing a value setting operation (where t is time, t max is an estimated value of control system settling time, t
mid is any time within tmax).
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JPS6242202A (en) * 1985-08-20 1987-02-24 Idemitsu Petrochem Co Ltd Method for controlling internal temperature of reactor
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