Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7190828B2 - Control device, air conditioning system, control method and program - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7190828B2 - Control device, air conditioning system, control method and program - Google Patents

Control device, air conditioning system, control method and program Download PDF

Info

Publication number
JP7190828B2
JP7190828B2 JP2018121669A JP2018121669A JP7190828B2 JP 7190828 B2 JP7190828 B2 JP 7190828B2 JP 2018121669 A JP2018121669 A JP 2018121669A JP 2018121669 A JP2018121669 A JP 2018121669A JP 7190828 B2 JP7190828 B2 JP 7190828B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
tuning
control
time
hunting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018121669A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020003991A (en
Inventor
守 濱田
潤一 萩谷
哲郎 吉岡
治夫 大津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp, Mitsubishi Electric Building Solutions Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2018121669A priority Critical patent/JP7190828B2/en
Publication of JP2020003991A publication Critical patent/JP2020003991A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7190828B2 publication Critical patent/JP7190828B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

本発明は、制御装置、空調システム、制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a control device, an air conditioning system, a control method and a program.

PID(Proportional-Integral-Differential: 比例積分微分)制御において、制御パラメータをチューニングして応答性、安定性などの制御性を改善する技術が知られている。 In PID (Proportional-Integral-Differential) control, there is known a technique of tuning control parameters to improve controllability such as responsiveness and stability.

例えば、特許文献1には、操作量を一定の振幅で振動させる特殊運転を実行し、当該特殊運転中に取得した制御量に基づいて制御パラメータをチューニングする技術が開示されている。 For example, Patent Literature 1 discloses a technique of executing a special operation in which an operation amount is oscillated with a constant amplitude, and tuning a control parameter based on a control amount obtained during the special operation.

特開2009-151521号公報JP 2009-151521 A

しかし、制御パラメータのチューニングのために特殊運転を実行する場合、特殊運転時における制御量が通常運転時における制御量と異なるという問題がある。 However, when performing special operation for tuning control parameters, there is a problem that the control amount during special operation differs from the control amount during normal operation.

例えば、空調機をPID制御により制御し、吹き出し温度を制御量とし、設定温度を制御量の目標値とする場合を考える。この場合、特殊運転時における制御量、すなわち吹き出し温度は設定温度と異なるものとなる。そのため、空調対象となる室内にいる者の快適性が低下するおそれがある。 For example, consider a case in which an air conditioner is controlled by PID control, the blowout temperature is set as a controlled variable, and the set temperature is set as a target value of the controlled variable. In this case, the controlled variable during the special operation, that is, the blowing temperature is different from the set temperature. Therefore, there is a possibility that the comfort of a person in the room to be air-conditioned may be reduced.

本発明の目的は、上記の事情に鑑み、特殊運転を行うことなく制御パラメータをチューニングする制御装置等を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device and the like that tunes control parameters without performing special operation in view of the above circumstances.

上記の目的を達成するため、本発明に係る制御装置は、
比例ゲインと積分時間と微分時間とを制御パラメータとする比例積分微分制御により制御対象を制御する制御装置であって、
前記制御対象の制御量を取得する制御量取得手段と、
前記制御量の目標値を取得する目標値取得手段と、
前記制御対象の起動運転時における前記制御量のオーバーシュート量を取得するオーバーシュート量取得手段と、
前記制御対象の起動時から前記制御量が前記目標値に到達するまでの到達時間を取得する到達時間取得手段と、
前記制御対象の安定運転時における前記制御量のハンチング量を取得するハンチング量取得手段と、
前記オーバーシュート量が予め定められたオーバーシュート上限値より大きいこと、前記到達時間が予め定められた目標時間より長いこと、及び前記ハンチング量が予め定められたハンチング上限値より大きいこと、の少なくとも1つを満たすとき、制御パラメータをチューニングするチューニング手段と、
前記制御量と前記目標値と前記制御パラメータとに基づいて操作量を決定し、前記操作量に基づいて前記制御対象を制御する制御手段と、
を備え、
前記チューニング手段は、前記ハンチング量が前記ハンチング上限値より大きく、前記安定運転時に前記制御量が前記目標値に到達してから前記制御量と前記目標値との差が前記ハンチング量と等しくなるまでの時間が閾値以下であるとき、比例ゲインを小さくするチューニングを行う。
In order to achieve the above object, the control device according to the present invention includes:
A control device for controlling a controlled object by proportional-integral-derivative control using a proportional gain, an integral time, and a derivative time as control parameters ,
a controlled variable acquiring means for acquiring a controlled variable of the controlled object;
target value acquisition means for acquiring a target value of the controlled variable;
an overshoot amount acquiring means for acquiring an overshoot amount of the control amount during start-up operation of the controlled object;
an arrival time acquiring means for acquiring an arrival time from when the controlled object is activated until the controlled variable reaches the target value;
Hunting amount acquisition means for acquiring a hunting amount of the control amount during stable operation of the controlled object;
At least one of: the amount of overshoot is greater than a predetermined upper limit of overshoot; the arrival time is longer than a predetermined target time; and the amount of hunting is greater than a predetermined upper limit of hunting. a tuning means for tuning the control parameters when satisfying
control means for determining a manipulated variable based on the controlled variable, the target value, and the control parameter, and controlling the controlled object based on the manipulated variable;
with
The tuning means adjusts the hunting amount until the hunting amount is greater than the hunting upper limit value and the control amount reaches the target value during the stable operation until the difference between the control amount and the target value becomes equal to the hunting amount. is less than or equal to the threshold, tuning is performed to reduce the proportional gain.

本発明によれば、起動運転時及び安定運転時、つまり通常運転時の情報に基づいて制御パラメータをチューニングするので、特殊運転を行うことなく制御パラメータをチューニングできる。 According to the present invention, the control parameters are tuned based on the information during start-up operation and stable operation, that is, during normal operation, so the control parameters can be tuned without special operation.

本発明の実施の形態に係る空調システムの構成を示す図A diagram showing the configuration of an air conditioning system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る空調機及び空調制御装置の機能的構成を示す図1 is a diagram showing the functional configuration of an air conditioner and an air conditioning control device according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る空調制御装置のハードウェア構成の一例を示す図1 is a diagram showing an example of a hardware configuration of an air conditioning control device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態に係る空調システムにおける、制御量の変化のパターンを示す図。(a)は、チューニングが不要なパターンと、オーバーシュート量を減少させるチューニングを要するパターンとを比較した図。(b)は、チューニングが不要なパターンと、到達時間を減少させるチューニングを要するパターンとを比較した図。(c)は、チューニングが不要なパターンと、オーバーシュート量及び到達時間を減少させるチューニングを要するパターンとを比較した図The figure which shows the pattern of the change of the control amount in the air conditioning system which concerns on embodiment of this invention. (a) is a diagram comparing a pattern that does not require tuning and a pattern that requires tuning to reduce the amount of overshoot. (b) is a diagram comparing a pattern that does not require tuning and a pattern that requires tuning to reduce the arrival time. (c) is a diagram comparing a pattern that does not require tuning and a pattern that requires tuning to reduce the amount of overshoot and arrival time. 本発明の実施の形態に係る空調システムにおける、目標値到達時の操作量と安定時の操作量とを比較した図。(a)は、目標値到達時の操作量が安定時の操作量より大きい場合を示す図。(b)は、目標値到達時の操作量が安定時の操作量より小さい場合を示す図The figure which compared the operation amount at the time of target value attainment, and the operation amount at the time of stability in the air-conditioning system which concerns on embodiment of this invention. (a) is a diagram showing a case where the manipulated variable at the time of reaching the target value is larger than the manipulated variable at the time of stability. (b) is a diagram showing a case where the manipulated variable when reaching the target value is smaller than the manipulated variable when stable; 本発明の実施の形態に係る空調システムにおける、オーバーシュート量と変化速度との関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of overshoot and the rate of change in the air conditioning system according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る空調システムにおける、到達時間と変化速度との関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing the relationship between arrival time and change speed in the air conditioning system according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る空調システムにおける、ハンチング量と変化速度との関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of hunting and the rate of change in the air conditioning system according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る空調制御装置における、起動運転のチューニングの動作を示すフローチャート4 is a flow chart showing the operation of starting operation tuning in the air conditioning control device according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る空調制御装置における、起動運転のチューニングの動作を示すフローチャート4 is a flow chart showing the operation of starting operation tuning in the air conditioning control device according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る空調制御装置における、起動運転のチューニングの動作を示すフローチャート4 is a flow chart showing the operation of starting operation tuning in the air conditioning control device according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る空調制御装置における、安定運転のチューニングの動作を示すフローチャート3 is a flow chart showing operation of tuning for stable operation in the air conditioning control device according to the embodiment of the present invention;

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る空調システムについて説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。 Hereinafter, air conditioning systems according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same code|symbol is attached|subjected to the same or equivalent part.

(実施の形態)
図1を参照しながら、実施の形態に係る空調システム1について説明する。空調システム1は、水方式を採用した空調システムである。空調システム1は、熱源機2と、一次ポンプ3と、二次ポンプ4と、空調機6と、空調制御装置10と、を備える。また、一次ポンプ3、熱源機2、二次ポンプ4及び空調機6は、水配管5によって接続されている。なお、水配管5に記された矢印は、水流の向きを示している。また、空調制御装置10は、通信線により空調機6と接続されている。
(Embodiment)
An air conditioning system 1 according to an embodiment will be described with reference to FIG. The air conditioning system 1 is an air conditioning system that employs a water system. The air conditioning system 1 includes a heat source device 2 , a primary pump 3 , a secondary pump 4 , an air conditioner 6 and an air conditioning control device 10 . Also, the primary pump 3 , the heat source device 2 , the secondary pump 4 and the air conditioner 6 are connected by a water pipe 5 . An arrow marked on the water pipe 5 indicates the direction of the water flow. Also, the air conditioning control device 10 is connected to the air conditioner 6 via a communication line.

熱源機2は、一次ポンプ3及び二次ポンプ4により循環される水から、冷水あるいは温水を生成する。熱源機2は、例えばヒートポンプ式の熱源機である。 The heat source machine 2 generates cold water or hot water from water circulated by the primary pump 3 and the secondary pump 4 . The heat source device 2 is, for example, a heat pump type heat source device.

一次ポンプ3及び二次ポンプ4は、水方式による空調システム1において、水を循環させるために使用される。なお、二次ポンプ4は必須ではない。 A primary pump 3 and a secondary pump 4 are used to circulate water in the water-based air conditioning system 1 . Note that the secondary pump 4 is not essential.

空調機6は、例えば室内に設置され、当該室内を空調する空調機である。空調機6は、例えばエアハンドリングユニットである。 The air conditioner 6 is, for example, an air conditioner that is installed indoors and air-conditions the room. The air conditioner 6 is, for example, an air handling unit.

空調制御装置10は、空調機6の吹き出し空気温度を制御する制御装置である。 The air conditioning control device 10 is a control device that controls the temperature of air blown out from the air conditioner 6 .

空調システム1は、本発明に係る空調システムの一例である。空調機6は、本発明に係る制御対象の一例である。空調制御装置10は、本発明に係る制御装置の一例である。 The air conditioning system 1 is an example of an air conditioning system according to the present invention. The air conditioner 6 is an example of a controlled object according to the present invention. The air conditioning control device 10 is an example of a control device according to the present invention.

以下、理解を容易にするため、空調システム1による空調の概要、空調制御装置10による制御の概要及び空調制御装置10による制御パラメータのチューニングの概要について説明する。 To facilitate understanding, an outline of air conditioning by the air conditioning system 1, an outline of control by the air conditioning control device 10, and an outline of tuning of control parameters by the air conditioning control device 10 will be described below.

詳細は後述するが、図2に示すとおり、空調機6は、冷温水コイル61と、バルブ62と、送風機63と、温度センサ64と、を備える。また、二次ポンプ4と冷温水コイル61、冷温水コイル61とバルブ62、及びバルブ62と一次ポンプ3は、それぞれ水配管5により接続されている。 Although the details will be described later, as shown in FIG. 2 , the air conditioner 6 includes a cold/hot water coil 61 , a valve 62 , an air blower 63 , and a temperature sensor 64 . Further, the secondary pump 4 and the cold/hot water coil 61, the cold/hot water coil 61 and the valve 62, and the valve 62 and the primary pump 3 are connected by the water pipe 5, respectively.

空調システム1では、熱源機2により冷水あるいは温水を生成し、一次ポンプ3及び二次ポンプ4により水を循環させ、冷温水コイル61に冷水あるいは温水を流し、送風機63が冷温水コイル61に空気を吹き付け、冷温水コイル61周辺の空気を吹き出すことにより空調を行う。熱源機2により生成される水が冷水であれば冷房となり、熱源機2により生成される水が温水であれば暖房となる。以下、説明の簡略のため、空調は冷房であるものとし、熱源機2が生成する水は冷水であるものとして説明する。 In the air conditioning system 1, cold water or hot water is generated by the heat source device 2, water is circulated by the primary pump 3 and the secondary pump 4, cold water or hot water is supplied to the cold/hot water coil 61, and air is supplied to the cold/hot water coil 61 by the blower 63. is blown, and the air around the cold/hot water coil 61 is blown out to perform air conditioning. If the water generated by the heat source device 2 is cold water, cooling is performed, and if the water generated by the heat source device 2 is hot water, heating is performed. For the sake of simplicity, the following description assumes that the air conditioning is cooling and that the water generated by the heat source device 2 is cold water.

温度センサ64は、吹き出された空気の温度である吹き出し空気温度を検出する。空調制御装置10は、バルブ62を制御することにより冷温水コイル61に流れる水量を変化させる。冷温水コイル61に流れる水量が変化すると、冷温水コイル61周辺の空気温度も変化するため、吹き出し空気温度も変化する。吹き出し空気温度には目標値が設定されており、空調制御装置10は、吹き出し空気温度を目標値と等しくするための制御を行う。空調制御装置10は、温度センサ64により検出された吹き出し空気温度を制御量として取得し、PID制御によりバルブ62を制御する。このとき、バルブ62の開度を操作量としてPID制御を行う。 A temperature sensor 64 detects the blown air temperature, which is the temperature of the blown air. The air conditioning control device 10 changes the amount of water flowing through the cold/hot water coil 61 by controlling the valve 62 . When the amount of water flowing through the cold/hot water coil 61 changes, the temperature of the air around the cold/hot water coil 61 also changes, so the blown air temperature also changes. A target value is set for the blown air temperature, and the air conditioning control device 10 performs control to make the blown air temperature equal to the target value. The air conditioning control device 10 acquires the blowing air temperature detected by the temperature sensor 64 as a control amount, and controls the valve 62 by PID control. At this time, PID control is performed using the degree of opening of the valve 62 as the manipulated variable.

PID制御は、比例ゲイン、積分時間及び微分時間の3つの制御パラメータに基づくフィードバック制御である。操作量をu(t)、制御量と目標値との差である偏差をe(t)、比例ゲインをK、積分時間Ti、微分時間Tdとすると、u(t)とe(t)との関係は式(1)で示される。なお、以下の説明において、微分動作は、比例動作及び積分動作に比べて影響が小さいものとする。 PID control is feedback control based on three control parameters: proportional gain, integral time, and derivative time. If u(t) is the manipulated variable, e(t) is the deviation between the controlled variable and the target value, K is the proportional gain, Ti is the integral time , and Td is the derivative time, then u(t) and e(t ) is given by equation (1). In the following description, it is assumed that differential action has less influence than proportional action and integral action.

Figure 0007190828000001
Figure 0007190828000001

空調制御装置10は、式(1)に基づいて、制御量と目標値との偏差から操作量を決定する。上述の通り、制御量は吹き出し空気温度であり、操作量はバルブ62の開度である。 The air-conditioning control device 10 determines the manipulated variable from the deviation between the controlled variable and the target value based on Equation (1). As described above, the controlled variable is the blowing air temperature, and the manipulated variable is the opening of the valve 62 .

一方、上記の制御パラメータは、例えば経験則により定められたものであるため、適切でない場合がある。制御パラメータが適切でない場合、例えば、制御量が大きく振動するため安定性に欠ける、制御量が目標値に到達するまで長時間を要するので応答性が悪い、などの問題が生じる。 On the other hand, the control parameters described above are determined based on empirical rules, for example, and may not be appropriate. If the control parameters are not appropriate, for example, the control amount oscillates greatly, resulting in a lack of stability, and it takes a long time for the control amount to reach the target value, resulting in poor responsiveness.

そこで、空調制御装置10は、上述の制御パラメータをより適切な値に調整するチューニングを行う。空調制御装置10は、チューニングを行うことにより、制御の安定性及び応答性を改善することができる。 Therefore, the air conditioning control device 10 performs tuning to adjust the above control parameters to more appropriate values. The air conditioning control device 10 can improve control stability and responsiveness by tuning.

なお、以下、空調機6の起動時から制御量が目標値に初めて到達するまでの時間を到達時間という。 Hereinafter, the time from when the air conditioner 6 is started until the control amount reaches the target value for the first time is referred to as an arrival time.

次に、図2を参照しながら、空調機6及び空調制御装置10の機能的構成を説明する。なお、上述のとおり、空調は冷房であるものとし、熱源機2が生成する水は冷水であるものとして説明する。 Next, functional configurations of the air conditioner 6 and the air conditioning control device 10 will be described with reference to FIG. It should be noted that, as described above, it is assumed that the air conditioning is cooling, and the water generated by the heat source device 2 is cold water.

上述のとおり、空調機6は、冷温水コイル61と、バルブ62と、送風機63と、温度センサ64と、を備える。 As described above, the air conditioner 6 includes the cold/hot water coil 61 , the valve 62 , the blower 63 and the temperature sensor 64 .

冷温水コイル61には、熱源機2が生成した冷水が流れる。冷温水コイル61に冷水が流れると、冷温水コイル61周辺の空気が冷却される。冷温水コイル61に流れる水量は、バルブ62により調整される。流れる水量が多いほど、冷水が冷温水コイル61周辺の空気から熱を多く奪うので、冷温水コイル61周辺の空気温度は下がりやすくなる。 Cold water generated by the heat source device 2 flows through the cold/hot water coil 61 . When the cold water flows through the cold/hot water coil 61, the air around the cold/hot water coil 61 is cooled. The amount of water flowing through the cold/hot water coil 61 is adjusted by a valve 62 . As the amount of flowing water increases, the cold water takes more heat from the air around the cold/hot water coil 61, so the temperature of the air around the cold/hot water coil 61 tends to drop.

バルブ62は、空調制御装置10の制御により開度を調整される。バルブ62は、例えば、アクチュエータを備え、空調制御装置10から送信される電気信号によりアクチュエータが制御され、開度を調整される。以下、これらの事象を単に「バルブ62は、空調制御装置10により開度を制御される」などと表記することがある。 The opening degree of the valve 62 is adjusted under the control of the air conditioning control device 10 . The valve 62 has an actuator, for example, and the actuator is controlled by an electric signal transmitted from the air conditioning control device 10 to adjust the degree of opening. Hereinafter, these phenomena may simply be described as "the opening degree of the valve 62 is controlled by the air conditioning control device 10".

送風機63は、空調機6外の空気を吸入し、冷温水コイル61に吹き付ける。冷温水コイル61に空気が吹き付けられると、冷温水コイル61周辺の空気が、図示しない吹き出し口を通り抜けて空調機6外に吹き出される。冷温水コイル61周辺の空気は冷却されているので、送風機63の送風により冷房をすることができる、といえる。 The blower 63 draws in air from outside the air conditioner 6 and blows it onto the cold/hot water coil 61 . When the air is blown onto the cold/hot water coil 61 , the air around the cold/hot water coil 61 is blown out of the air conditioner 6 through an air outlet (not shown). Since the air around the cold/hot water coil 61 is cooled, it can be said that cooling can be performed by blowing air from the blower 63 .

温度センサ64は、吹き出し空気温度を検出する。温度センサ64は、例えば吹き出し口近辺に設けられている。温度センサ64は、検出した吹き出し空気温度を示す温度情報を空調制御装置10に送信する。 A temperature sensor 64 detects the blown air temperature. The temperature sensor 64 is provided, for example, near the outlet. The temperature sensor 64 transmits temperature information indicating the detected blown air temperature to the air conditioning control device 10 .

空調制御装置10は、制御量取得部100と、記憶部110と、チューニング部120と、バルブ制御部130と、を備える。また、チューニング部120は、目標値取得部121と、オーバーシュート量取得部122と、到達時間取得部123と、ハンチング量取得部124と、を備える。 The air conditioning control device 10 includes a controlled variable acquisition section 100 , a storage section 110 , a tuning section 120 and a valve control section 130 . Tuning unit 120 also includes target value acquisition unit 121 , overshoot amount acquisition unit 122 , arrival time acquisition unit 123 , and hunting amount acquisition unit 124 .

制御量取得部100は、空調機6の温度センサ64から吹き出し空気温度を取得する。吹き出し空気温度は、空調制御装置10の制御における制御量であるため、温度センサ64から吹き出し空気温度を取得することは、制御量を取得することである、といえる。以下、温度センサ64から吹き出し空気温度を取得することを、単に「制御量を取得する」などと表記することがある。制御量取得部100は、本発明に係る制御量取得手段の一例である。 The controlled variable acquisition unit 100 acquires the blown air temperature from the temperature sensor 64 of the air conditioner 6 . Since the blown air temperature is a controlled variable in the control of the air conditioning control device 10, it can be said that acquiring the blown air temperature from the temperature sensor 64 is to acquire the controlled variable. Hereinafter, obtaining the blowing air temperature from the temperature sensor 64 may be simply referred to as "obtaining the controlled variable". The controlled variable acquisition unit 100 is an example of controlled variable acquisition means according to the present invention.

また、制御量取得部100は、取得した制御量をバルブ制御部130に出力する。バルブ制御部130は、現在の制御量と目標値との偏差に基づいてPID制御を行うので、バルブ制御部130には現在の制御量が必要となる。 In addition, the control amount acquisition unit 100 outputs the acquired control amount to the valve control unit 130 . Since the valve control unit 130 performs PID control based on the deviation between the current control amount and the target value, the valve control unit 130 needs the current control amount.

また、制御量取得部100は、取得した制御量を、取得時刻と紐付けて時系列的に記憶部110に格納する。記憶部110に格納された制御量は、後述のチューニング部120による制御パラメータのチューニングの際に必要となる。 In addition, the control amount acquisition unit 100 stores the acquired control amount in the storage unit 110 in chronological order in association with the acquisition time. The control variables stored in the storage unit 110 are required when tuning control parameters by the tuning unit 120, which will be described later.

記憶部110には、上述のとおり、制御量取得部100が取得した制御量が取得時刻と紐付けられて時系列的に格納される。 As described above, the control amount acquired by the control amount acquisition unit 100 is stored in the storage unit 110 in chronological order in association with the acquisition time.

また、記憶部110には、後述のとおり、バルブ制御部130の操作量が時系列的に格納される。 Further, the operation amount of the valve control unit 130 is stored in the storage unit 110 in chronological order, as will be described later.

また、記憶部110には、吹き出し空気温度の目標値が格納されている。吹き出し空気温度の目標値は、制御量の目標値であるともいえる。以下、吹き出し空気温度の目標値あるいは制御量の目標値を単に目標値と記載することがある。 The storage unit 110 also stores a target value of the blowing air temperature. It can also be said that the target value of the blown air temperature is the target value of the control amount. Hereinafter, the target value of the blown air temperature or the target value of the controlled variable may be simply referred to as the target value.

また、記憶部110には、空調機6の起動時から制御量が目標値に到達するまでの時間の上限を定める目標時間を示す値が格納されている。この目標時間は、例えば、チューニングの必要性を判定するときに用いられる。例えば、起動時から制御量が目標値に到達するまでの時間が目標時間より長いときは、応答性が悪いと判定し、チューニングを行うことが考えられる。 The storage unit 110 also stores a target time value that determines the upper limit of the time from when the air conditioner 6 is started until the controlled variable reaches the target value. This target time is used, for example, when determining the need for tuning. For example, if the time required for the controlled variable to reach the target value after startup is longer than the target time, it may be determined that the responsiveness is poor, and tuning may be performed.

また、記憶部110には、オーバーシュート量の上限を定めるオーバーシュート上限値及びハンチング量の上限を定めるハンチング上限値が格納されている。これらの上限値は、例えば、チューニングの必要性を判定するときに用いられる。例えば、オーバーシュート量がオーバーシュート上限値を超えるとき、あるいはハンチング量がハンチング上限値を超えるとき、安定性が悪いと判定し、チューニングを行うことが考えられる。なお、以下、これらの上限値を単に「上限値」と記載することがある。 The storage unit 110 also stores an overshoot upper limit value that determines the upper limit of the overshoot amount and a hunting upper limit value that determines the upper limit of the hunting amount. These upper limits are used, for example, when determining the need for tuning. For example, when the overshoot amount exceeds the overshoot upper limit value, or when the hunting amount exceeds the hunting upper limit value, it is considered that the stability is judged to be poor and tuning is performed. In addition, hereinafter, these upper limits may be simply referred to as "upper limits".

目標値、目標時間、オーバーシュート上限値及びハンチング上限値は、例えば、予め空調制御装置10の出荷時に定められた値であってもよいし、空調システム1の管理者が設定可能なものであってもよい。なお、目標値、目標時間、オーバーシュート上限値及びハンチング上限値を設定するための構成については、説明及び図示を省略する。 The target value, target time, overshoot upper limit value, and hunting upper limit value may be, for example, values determined in advance when the air conditioning control device 10 is shipped, or may be set by the administrator of the air conditioning system 1. may Description and illustration of the configuration for setting the target value, the target time, the overshoot upper limit value, and the hunting upper limit value are omitted.

また、記憶部110には、制御パラメータ、つまり比例ゲインK、積分時間Ti及び微分時間Tdを示す値が格納されている。これらの制御パラメータは、後述のチューニング部120によるチューニングにより更新されうる。チューニングが行われるまでは、例えば、経験則に基づく値が制御パラメータの初期値として記憶部110に格納されている。 The storage unit 110 also stores control parameters, that is, values indicating the proportional gain K, the integral time Ti, and the derivative time Td. These control parameters can be updated by tuning by the tuning unit 120, which will be described later. Until tuning is performed, for example, values based on empirical rules are stored in the storage unit 110 as initial values of the control parameters.

チューニング部120は、目標値取得部121が取得した目標値と、オーバーシュート量取得部122が取得したオーバーシュート量と、到達時間取得部123が取得した到達時間と、ハンチング量取得部124が取得したハンチング量と、記憶部110に格納された操作量と、に基づいて、記憶部110に格納された制御パラメータのチューニングを行う。チューニング部120は、制御パラメータをチューニングしたら、記憶部110に格納された各パラメータを、チューニング後の値に更新する。チューニングの詳細については後述する。チューニング部120は、本発明に係るチューニング手段の一例である。 The tuning unit 120 acquires the target value acquired by the target value acquisition unit 121, the overshoot amount acquired by the overshoot amount acquisition unit 122, the arrival time acquired by the arrival time acquisition unit 123, and the hunting amount acquisition unit 124. The control parameters stored in the storage unit 110 are tuned based on the hunting amount obtained and the operation amount stored in the storage unit 110 . After tuning the control parameters, the tuning unit 120 updates each parameter stored in the storage unit 110 to the value after tuning. Details of tuning will be described later. The tuning section 120 is an example of tuning means according to the present invention.

なお、オーバーシュート量及び到達時間は起動運転における値であるのに対し、ハンチング量は安定運転時における値である。ここで、起動運転とは、空調機6の起動時から安定時までにおける運転である。安定時とは、制御量が変化しない、あるいは制御量が変化するけども変化がおおよそ周期的であるなど、制御量の変化が安定しているときである。安定運転とは、安定時における空調機6の運転である。例えば、起動運転は当然、安定運転とはいえない。また、起動運転ではなくとも、チューニング直後、大きな外乱の発生直後など、制御量の変化が安定していないときの運転も、安定運転とはいえない。 The amount of overshoot and the arrival time are the values during start-up operation, while the amount of hunting is the value during stable operation. Here, the start-up operation is the operation from when the air conditioner 6 is started to when it stabilizes. The stable time is when the change in the control amount is stable, such as when the control amount does not change, or when the control amount changes but the change is roughly periodic. Stable operation is the operation of the air conditioner 6 during stable operation. For example, start-up operation cannot be said to be stable operation. Moreover, even if the operation is not start-up operation, operation when the change in the control amount is not stable, such as immediately after tuning or immediately after the occurrence of a large disturbance, cannot be said to be stable operation.

目標値取得部121は、記憶部110に格納された目標値を取得する。目標値取得部121は、本発明に係る目標値取得手段の一例である。 The target value acquisition unit 121 acquires target values stored in the storage unit 110 . The target value acquiring unit 121 is an example of target value acquiring means according to the present invention.

オーバーシュート量取得部122は、目標値取得部121が取得した目標値及び記憶部110に時系列的に格納された制御量に基づいて、オーバーシュート量を取得する。本実施の形態においては、空調機6の起動後に初めて制御量が目標値に到達した後に、制御量が最大でどのくらい超過したかを示す量がオーバーシュート量となる。オーバーシュート量取得部122は、本発明に係るオーバーシュート量取得手段の一例である。 The overshoot amount acquisition unit 122 acquires the overshoot amount based on the target value acquired by the target value acquisition unit 121 and the control amount stored in the storage unit 110 in time series. In the present embodiment, the overshoot amount is an amount indicating how much the control amount exceeds the maximum after the control amount reaches the target value for the first time after the air conditioner 6 is started. The overshoot amount acquisition unit 122 is an example of overshoot amount acquisition means according to the present invention.

到達時間取得部123は、目標値取得部121が取得した目標値及び記憶部110に時系列的に格納された制御量に基づいて、到達時間を取得する。記憶部110に格納された制御量及び取得時刻から、制御量が目標値に初めて到達したときの時刻がわかるので、当該時刻と空調機6の起動時刻との差が到達時間となる。到達時間取得部123は、本発明に係る到達時間取得手段の一例である。 The arrival time acquisition unit 123 acquires the arrival time based on the target value acquired by the target value acquisition unit 121 and the control amount stored in the storage unit 110 in time series. Since the time when the controlled variable reaches the target value for the first time can be known from the controlled variable and the acquisition time stored in the storage unit 110, the difference between this time and the startup time of the air conditioner 6 is the arrival time. The arrival time obtaining unit 123 is an example of the arrival time obtaining means according to the present invention.

ハンチング量取得部124は、記憶部110に時系列的に格納された制御量に基づいて、空調機6の安定運転時におけるハンチング量を取得する。本実施の形態においては、安定運転時において、制御量が目標値に到達した後に、制御量が最大でどのくらい超過したかを示す量がハンチング量となる。また、ハンチング量取得部124は、安定運転時において、制御量が目標値に到達してから制御量と目標値との差がハンチング量と等しくなるまでの時間も取得する。ハンチング量取得部124は、本発明に係るハンチング量取得手段の一例である。 The hunting amount acquisition unit 124 acquires the hunting amount during stable operation of the air conditioner 6 based on the control amount stored in the storage unit 110 in time series. In the present embodiment, the hunting amount is an amount indicating how much the controlled variable exceeds the target value after the controlled variable reaches the target value during stable operation. The hunting amount acquisition unit 124 also acquires the time from when the controlled variable reaches the target value to when the difference between the controlled variable and the target value becomes equal to the hunting amount during stable operation. The hunting amount acquisition unit 124 is an example of hunting amount acquisition means according to the present invention.

バルブ制御部130は、制御量取得部100が取得した現在の制御量と、記憶部110に格納された目標値と、記憶部110に格納された制御パラメータとに基づいて、バルブ62の開度を操作量としたPID制御を行う。バルブ制御部130は、制御量取得部100から現在の制御量を取得する。バルブ制御部130は、記憶部110から目標値を取得する。バルブ制御部130は、記憶部110から制御パラメータを取得する。バルブ制御部130は、現在の制御量と目標値との偏差e(t)と、制御パラメータである比例ゲインK、積分時間Ti及び微分時間Tdと、に基づいて、式(1)により操作量u(t)を決定する。バルブ制御部130は、操作量u(t)に基づいてバルブ62の開度を調整することにより空調機6を制御対象として制御する。バルブ制御部130は、本発明に係る制御手段の一例である。 The valve control unit 130 determines the opening degree of the valve 62 based on the current control amount acquired by the control amount acquiring unit 100, the target value stored in the storage unit 110, and the control parameter stored in the storage unit 110. is the manipulated variable, and PID control is performed. The valve control unit 130 acquires the current controlled variable from the controlled variable acquisition unit 100 . Valve control unit 130 acquires the target value from storage unit 110 . Valve control unit 130 acquires control parameters from storage unit 110 . The valve control unit 130 calculates the manipulated variable by equation (1) based on the deviation e(t) between the current controlled variable and the target value, and the proportional gain K, the integral time Ti, and the derivative time Td, which are control parameters. Determine u(t). The valve control unit 130 controls the air conditioner 6 as a control target by adjusting the opening degree of the valve 62 based on the manipulated variable u(t). Valve control unit 130 is an example of control means according to the present invention.

また、バルブ制御部130は、現在の操作量を現在時刻と紐付けて、時系列的に記憶部110に格納する。 Further, the valve control unit 130 associates the current operation amount with the current time and stores it in the storage unit 110 in chronological order.

次に、空調制御装置10のハードウェア構成の一例について、図3を参照しながら説明する。図3に示す空調制御装置10は、例えばパーソナルコンピュータ、マイクロコントローラなどのコンピュータにより実現される。 Next, an example of the hardware configuration of the air conditioning control device 10 will be described with reference to FIG. 3 . The air conditioning control device 10 shown in FIG. 3 is implemented by a computer such as a personal computer or a microcontroller.

空調制御装置10は、バス1000を介して互いに接続された、プロセッサ1001と、メモリ1002と、インタフェース1003と、二次記憶装置1004と、を備える。 Air conditioning control device 10 includes processor 1001 , memory 1002 , interface 1003 , and secondary storage device 1004 , which are interconnected via bus 1000 .

プロセッサ1001は、例えばCPU(Central Processing Unit: 中央演算装置)である。プロセッサ1001が、二次記憶装置1004に記憶された専用プログラムをメモリ1002に読み込んで実行することにより、空調制御装置10の各機能が実現される。 The processor 1001 is, for example, a CPU (Central Processing Unit). Each function of the air conditioning control device 10 is realized by the processor 1001 reading the dedicated program stored in the secondary storage device 1004 into the memory 1002 and executing the program.

メモリ1002は、例えば、RAM(Random Access Memory)により構成される主記憶装置である。メモリ1002は、プロセッサ1001が二次記憶装置1004から読み込んだ専用プログラムを記憶する。また、メモリ1002は、プロセッサ1001が専用プログラムを実行する際のワークメモリとして機能する。 The memory 1002 is, for example, a main memory configured by RAM (Random Access Memory). The memory 1002 stores a dedicated program read by the processor 1001 from the secondary storage device 1004 . The memory 1002 also functions as a work memory when the processor 1001 executes the dedicated program.

インタフェース1003は、例えばシリアルポート、USB(Universal Serial Bus)ポートなどのI/O(Input/Output)ポートである。インタフェース1003に温度センサ64が接続されることにより、制御量取得部100の機能が実現され、インタフェース1003にバルブ62が接続されることによりバルブ制御部130の機能が実現される。 The interface 1003 is an I/O (Input/Output) port such as a serial port or a USB (Universal Serial Bus) port. By connecting the temperature sensor 64 to the interface 1003, the function of the controlled variable acquisition unit 100 is realized, and by connecting the valve 62 to the interface 1003, the function of the valve control unit 130 is realized.

二次記憶装置1004は、例えば、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)である。二次記憶装置1004は、プロセッサ1001が実行する専用プログラムを記憶する。また、二次記憶装置1004により、記憶部xの機能が実現される。 The secondary storage device 1004 is, for example, a flash memory, HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive). A secondary storage device 1004 stores a dedicated program executed by the processor 1001 . Also, the function of the storage unit x is realized by the secondary storage device 1004 .

図3に示すハードウェア構成においては、空調制御装置10が二次記憶装置1004を備えている。しかし、これに限らず、二次記憶装置1004を空調制御装置10の外部に設け、インタフェース1003を介して空調制御装置10と二次記憶装置1004とが接続される形態としてもよい。この形態においては、USBフラッシュドライブ、メモリカードなどのリムーバブルメディアも二次記憶装置1004として使用可能である。 In the hardware configuration shown in FIG. 3, the air conditioning control device 10 has a secondary storage device 1004 . However, the configuration is not limited to this, and the secondary storage device 1004 may be provided outside the air conditioning control device 10 and the air conditioning control device 10 and the secondary storage device 1004 may be connected via the interface 1003 . In this form, removable media such as USB flash drives, memory cards, etc. can also be used as the secondary storage device 1004 .

また、図3に示すハードウェア構成に代えて、ASIC(Application Specific Integrated Circuit: 特定用途向け集積回路)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などを用いた専用回路により空調制御装置10を構成してもよい。また、図3に示すハードウェア構成において、空調制御装置10の機能の一部を、例えばインタフェース1003に接続された専用回路により実現してもよい。例えば、空調制御装置10の機能のうち、チューニング部120の機能及び記憶部110の機能をコンピュータにより実現し、他の機能は専用回路により実現してもよい。 Further, instead of the hardware configuration shown in FIG. 3, the air conditioning control device 10 may be configured with a dedicated circuit using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like. good. Moreover, in the hardware configuration shown in FIG. 3, part of the functions of the air conditioning control device 10 may be implemented by a dedicated circuit connected to the interface 1003, for example. For example, among the functions of the air conditioning control device 10, the function of the tuning unit 120 and the function of the storage unit 110 may be implemented by a computer, and the other functions may be implemented by dedicated circuits.

次に、図4(a)、図4(b)及び図4(c)を参照しながら、起動運転時の制御量の変化に基づくチューニングについて説明する。図4(a)、図4(b)、図4(c)のいずれも、制御量の時系列的変化を、チューニングが不要な場合とチューニングが必要な場合とで比較した図である。 Next, referring to FIGS. 4(a), 4(b), and 4(c), tuning based on changes in the control amount during start-up operation will be described. 4(a), 4(b), and 4(c) are diagrams comparing time-series changes in the control amount between cases in which tuning is not required and cases in which tuning is required.

図4(a)、図4(b)、図4(c)のいずれについても、(ア)で示される実線のグラフは、チューニングが不要な場合の制御量の変化を示すものである。以下、この変化を「パターン(ア)」と呼ぶ。また、(イ)(ウ)(エ)で示される点線、一点鎖線、破線で示されるそれぞれのグラフは、チューニングが必要な場合の制御量の変化を示すものである。以下、これらの変化をそれぞれ「パターン(イ)」「パターン(ウ)」「パターン(エ)」と呼ぶ。 In all of FIGS. 4A, 4B, and 4C, the solid line graph indicated by (a) shows changes in the controlled variable when tuning is unnecessary. This change is hereinafter referred to as "pattern (a)". Graphs indicated by dotted lines (a), (c), and (d), dashed-dotted lines, and broken lines indicate changes in the control amount when tuning is necessary. These changes are hereinafter referred to as "pattern (a)," "pattern (c)," and "pattern (d)," respectively.

パターン(ア)においては、到達時間が目標時間t_lim以下であり、かつオーバーシュート量がオーバーシュート上限値Ov_lim以下である。この場合、パターン(ア)における制御は応答性、安定性ともに良好であるといえるため、チューニングが不要である。 In pattern (a), the arrival time is equal to or less than the target time t_lim, and the overshoot amount is equal to or less than the overshoot upper limit value Ov_lim. In this case, it can be said that the control in pattern (a) has good responsiveness and stability, so tuning is unnecessary.

図4(a)に示すパターン(イ)においては、到達時間は目標時間t_lim以下であるものの、オーバーシュート量が上限値Ov_limより大きい。したがって、安定性に欠けるといえるため、オーバーシュート量を上限値Ov_lim以下にするためのチューニングが必要となる。 In pattern (b) shown in FIG. 4(a), the arrival time is equal to or less than the target time t_lim, but the overshoot amount is greater than the upper limit value Ov_lim. Therefore, since it can be said that the stability is lacking, tuning is required to keep the overshoot amount below the upper limit value Ov_lim.

この場合、図5(a)及び図5(b)に示すとおり、目標値到達時の操作量Mv0と安定時の操作量Mv1との大小関係に応じて、さらに2つの場合に分類される。図5(a)に示す場合、つまりMv0がMv1より大きい場合、積分動作が強すぎるために大きなオーバーシュートが発生していると考えられる。したがって、積分動作を弱める、つまり積分時間を長くするチューニングを行えばよい。 In this case, as shown in FIGS. 5(a) and 5(b), there are two cases according to the magnitude relationship between the manipulated variable Mv0 at the time of reaching the target value and the manipulated variable Mv1 at the time of stability. In the case shown in FIG. 5(a), that is, when Mv0 is greater than Mv1, it is considered that a large overshoot occurs due to excessive integral action. Therefore, tuning should be performed to weaken the integral action, that is, to lengthen the integral time.

具体的な例を挙げる。目標値到達時において操作量がMv1と等しくなれば、そのまま安定し、オーバーシュートがなくなると考えられる。したがって、目標値到達時における操作量がMv1と等しくなるチューニングを行うことが考えられる。 Here are some specific examples. It is considered that if the manipulated variable becomes equal to Mv1 when the target value is reached, it will remain stable and no overshoot will occur. Therefore, it is conceivable to perform tuning so that the manipulated variable at the time of reaching the target value is equal to Mv1.

初期偏差をe0、到達時間をt0、チューニング前の積分時間Ti0、チューニング後の積分時間Ti1とし、式(1)に目標到達時の各値を代入すると、式(2)及び式(3)が成り立つ。なお、上述のとおり、微分動作の影響は比例動作及び積分動作に比べて小さいため、以下では微分動作が0であるものとして扱っている。
K/Ti0×1/2×e0×t0=Mv0 式(2)
K/Ti1×1/2×e0×t0=Mv1 式(3)
Let the initial deviation be e0, the arrival time t0, the integration time before tuning Ti0, and the integration time after tuning Ti1. ) holds. As described above, since the influence of the differential action is smaller than that of the proportional action and the integral action, the differential action is assumed to be 0 below.
K/Ti0×1/2×e0×t0=Mv0 Formula (2)
K/Ti1×1/2×e0×t0=Mv1 Formula (3)

そして、式(2)及び式(3)から、式(4)が成り立つ。
Ti1=Mv0/Mv1 式(4)
Equation (4) holds from equations (2) and (3).
Ti1=Mv0/Mv1 Formula (4)

したがって、パターン(イ)において、Mv0がMv1より大きい場合、例えば式(4)に基づいて積分時間Ti1をチューニングすればよい。 Therefore, in pattern (b), when Mv0 is greater than Mv1, the integration time Ti1 may be tuned based on equation (4), for example.

次に、図5(b)に示す場合、つまりMv0がMv1以下である場合について説明する。この場合、比例動作が強すぎるために大きなオーバーシュートが発生していると考えられる。したがって、この場合、比例動作を弱める、つまり比例ゲインを小さくするチューニングを行う必要がある。ただし、比例ゲインを小さくした場合、積分動作も小さくなるため、比例ゲインをチューニングしたあと、さらに積分時間もチューニングすることが好ましい。 Next, the case shown in FIG. 5B, that is, the case where Mv0 is less than or equal to Mv1 will be described. In this case, it is considered that a large overshoot occurs because the proportional action is too strong. Therefore, in this case, it is necessary to perform tuning to weaken the proportional action, that is, to reduce the proportional gain. However, if the proportional gain is decreased, the integral action also decreases, so it is preferable to tune the integral time after tuning the proportional gain.

具体的な例を、図6を参照しながら説明する。まず、起動時からオーバーシュート量が最大値Ovとなるまでの時間Taまでにおける、偏差の平均的な変化速度aを、式(5)により求める。
a=(e0+Ov)/Ta 式(5)
A specific example will be described with reference to FIG. First, the average change speed a of the deviation from the time of startup until the time Ta until the overshoot amount reaches the maximum value Ov is obtained by equation (5).
a=(e0+Ov)/Ta Equation (5)

次に、オーバーシュート量がOv_lim以下となる変化速度bを考える。また、オーバーシュート量がOv_limに等しくなる時間であるときの時間をTbとする。図6のグラフにおいて、変化速度aは座標(0,e0)と座標(Ta,-Ov)とを結ぶ線分に対応し、変化速度bは座標(0,e0)と座標(Tb,-Ov_lim)とを結ぶ線分に対応する。これらの線分の長さを等しくするTbを、式(6)に基づいて求める。これは、制御量の変化距離が等しいままチューニングを行うことに相当する。
Ta2+(e0+Ov)2=Tb2+(e0+Ov_lim)2 式(6)
Next, consider the change speed b at which the amount of overshoot is equal to or less than Ov_lim. Also, let Tb be the time when the amount of overshoot is equal to Ov_lim. In the graph of FIG. 6, the change speed a corresponds to the line segment connecting the coordinates (0, e0) and the coordinates (Ta, -Ov), and the change speed b corresponds to the coordinates (0, e0) and the coordinates (Tb, -Ov_lim). ) corresponds to the line segment connecting Tb that makes the lengths of these line segments equal is obtained based on equation (6). This corresponds to performing tuning while the change distance of the control amount is the same.
Ta 2 +(e0+Ov) 2 =Tb 2 +(e0+Ov_lim) 2 Formula (6)

そして、式(7)により、変化速度bを求める。
b=(e0+Ov_lim)/Tb 式(7)
Then, the change speed b is obtained from the equation (7).
b=(e0+Ov_lim)/Tb Formula (7)

チューニング前の比例ゲインをK0、チューニング後の比例ゲインをK1とすると、式(8)によりK1を求めることができる。
K1=K0×b/a 式(8)
Assuming that the proportional gain before tuning is K0 and the proportional gain after tuning is K1, K1 can be obtained from equation (8).
K1=K0×b/a Formula (8)

次に、積分時間Tiもチューニングする。Mv0がMv1より大きい場合と同様に、目標値到達時の操作量を安定時の操作量Mv1と等しくするためのチューニングを行う。比例ゲインチューニング前の目標値到達時間をt0、比例ゲインチューニング後の目標値到達時間をt1とすると、式(9)が成り立つことに注意する。
t1=t0×Tb/Ta 式(9)
Next, the integration time Ti is also tuned. As in the case where Mv0 is greater than Mv1, tuning is performed so that the manipulated variable when reaching the target value is equal to the manipulated variable Mv1 when stable. Note that equation (9) holds when the target value reaching time before proportional gain tuning is t0 and the target value reaching time after proportional gain tuning is t1.
t1=t0×Tb/Ta Equation (9)

そして、積分時間チューニング後の積分時間Ti1については、式(10)が成り立つ。
K1/Ti1×1/2×e0×t1=Mv1 式(10)
Equation (10) holds for the integration time Ti1 after integration time tuning.
K1/Ti1×1/2×e0×t1=Mv1 Formula (10)

式(9)及び式(10)より、Ti1を式(11)にて求めることができる。
Ti1=K1×e0/2×Tb/Ta×t0/Mv1 式(11)
From equations (9) and (10), Ti1 can be obtained by equation (11).
Ti1=K1×e0/2×Tb/Ta×t0/Mv1 Formula (11)

したがって、パターン(イ)において、Mv0がMv1以下である場合、例えば式(8)に基づいて比例ゲインK1をチューニングし、式(11)に基づいて積分時間Ti1をチューニングすればよい。 Therefore, in pattern (a), when Mv0 is less than or equal to Mv1, the proportional gain K1 may be tuned based on equation (8), and the integral time Ti1 may be tuned based on equation (11).

次に、図4(b)に示すパターン(ウ)の場合及び図4(c)に示すパターン(エ)の場合について説明する。詳細は後述するが、結論を先に述べると、パターン(ウ)及びパターン(エ)のいずれの場合も、比例ゲインを大きくするチューニングを行い、さらに積分時間を長くするチューニングを行う。 Next, the case of pattern (c) shown in FIG. 4(b) and the case of pattern (d) shown in FIG. 4(c) will be described. The details will be described later, but to state the conclusion first, in both cases of pattern (c) and pattern (d), tuning is performed to increase the proportional gain, and further tuning is performed to lengthen the integration time.

パターン(ウ)においては、オーバーシュート量は上限値Ov_lim以下であるものの、到達時間が目標時間t_limより長い。したがって、応答性が悪いといえるため、到達時間をt_lim以下にするためのチューニングが必要になる。 In pattern (c), the overshoot amount is equal to or less than the upper limit value Ov_lim, but the arrival time is longer than the target time t_lim. Therefore, it can be said that the responsiveness is poor, so tuning is required to reduce the arrival time to t_lim or less.

パターン(エ)においては、到達時間が目標時間t_limより長く、オーバーシュート量が上限値Ov_limより大きい。したがって、安定性に欠け、応答性が悪いといえるため、到達時間をt_lim以下にし、オーバーシュート量をOv_lim以下にするためのチューニングが必要になる。 In pattern (d), the arrival time is longer than the target time t_lim, and the overshoot amount is greater than the upper limit value Ov_lim. Therefore, it can be said that stability is lacking and responsiveness is poor, so tuning is required to keep the arrival time below t_lim and the amount of overshoot below Ov_lim.

まず、到達時間をt_lim以下にするためのチューニングについて考える。到達時間がt_limより長くなるのは、比例動作が弱いためと考えられる。そのため、比例ゲインを大きくするチューニングを行う必要がある。ただし、比例ゲインを大きくした場合、積分動作も大きくなるため、比例ゲインをチューニングしたあと、さらに積分時間もチューニングすることが好ましい。 First, consider tuning to reduce the arrival time to t_lim or less. The reason why the arrival time is longer than t_lim is that the proportional action is weak. Therefore, it is necessary to perform tuning to increase the proportional gain. However, if the proportional gain is increased, the integral action also increases, so it is preferable to tune the integral time after tuning the proportional gain.

比例ゲインのチューニングの具体例について、図7を参照しながら説明する。チューニング前の比例ゲインをK0、チューニング後の比例ゲインをK1、初期偏差をe0、チューニング前の到達時間をt0とする。チューニング後の到達時間がt_limに等しくなるチューニングを考える。チューニング前とチューニング後のそれぞれにおける変化速度a及び変化速度bに着目する。変化速度a及び変化速度bはそれぞれ式(12)及び式(13)に示すものとなる。
a=e0/t0 式(12)
b=e0/t_lim 式(13)
A specific example of proportional gain tuning will be described with reference to FIG. Assume that the proportional gain before tuning is K0, the proportional gain after tuning is K1, the initial deviation is e0, and the arrival time before tuning is t0. Consider tuning such that the arrival time after tuning is equal to t_lim. Focus on the change speed a and the change speed b before and after tuning. The rate of change a and the rate of change b are given by equations (12) and (13), respectively.
a=e0/t0 Formula (12)
b=e0/t_lim Equation (13)

変化速度と比例ゲインとの関係については、上記の式(8)が成り立つので、式(14)によりチューニング後の比例ゲインK1を求めることができる。
K1=t0/t_lim 式(14)
Regarding the relationship between the rate of change and the proportional gain, since the above equation (8) holds, the proportional gain K1 after tuning can be obtained from the equation (14).
K1=t0/t_lim Equation (14)

次に、積分時間をチューニングすることを考える。このチューニングにおいて、例えば、パターン(イ)の場合と同様に目標値到達時における操作量を安定時の操作量Mv0と等しくするチューニングを行うことによって、パターン(エ)の場合においてもオーバーシュート量をOv_lim以下とすることができる。したがって、パターン(ウ)及びパターン(エ)のいずれの場合についても、同様のチューニングを行うことが可能である。 Next, consider tuning the integration time. In this tuning, for example, by tuning the manipulated variable when the target value is reached to be equal to the manipulated variable Mv0 when the target value is reached, as in the case of pattern (a), the amount of overshoot can be reduced even in the case of pattern (d). It can be less than or equal to Ov_lim. Therefore, similar tuning can be performed for both pattern (c) and pattern (d).

具体例については、パターン(イ)における、Mv0がMv1より大きい場合と同様の考え方を採用できる。チューニング前の積分時間をTi0、チューニング後の積分時間をTi0とする。上記の式(3)と同様に、式(15)が成り立つ。そして、式(15)を変形した式(16)によりTi1を求めることができる。
K1/Ti1×1/2×e0×t_lim=Mv1 式(15)
Ti1=K1×e0/2×t_lim/Mv1 式(16)
As for a specific example, the same way of thinking as in the case where Mv0 is greater than Mv1 in pattern (b) can be adopted. Let Ti0 be the integration time before tuning, and Ti0 be the integration time after tuning. Similar to Equation (3) above, Equation (15) holds. Then, Ti1 can be obtained by Equation (16), which is a modified Equation (15).
K1/Ti1×1/2×e0×t_lim=Mv1 Formula (15)
Ti1=K1×e0/2×t_lim/Mv1 Formula (16)

したがって、パターン(ウ)及びパターン(エ)においては、例えば、式(14)に基づいて比例ゲインをチューニングし、式(16)に基づいて積分時間をチューニングすればよい。 Therefore, in pattern (c) and pattern (d), for example, the proportional gain may be tuned based on equation (14), and the integration time may be tuned based on equation (16).

以上、起動運転時の制御量の変化に基づくチューニングについて説明した。次に、図8を参照しながら、安定運転時の制御量の変化に基づくチューニングについて説明する。安定運転時の制御量の変化に基づくチューニングは、安定運転時に発生しているハンチングを抑えるために行われる。ハンチング量が大きすぎると、吹き出し温度の変化が大きいといえるため、室内にいる者の快適性を損なう。そのため、ハンチング量は、ハンチング上限値Ha_lim以下であることが好ましいといえる。 So far, the tuning based on the change in the control amount at the time of starting operation has been explained. Next, referring to FIG. 8, tuning based on changes in the controlled variable during stable operation will be described. Tuning based on changes in the control amount during stable operation is performed to suppress hunting that occurs during stable operation. If the amount of hunting is too large, it can be said that the change in the blowing temperature is large, which impairs the comfort of the people in the room. Therefore, it can be said that the hunting amount is preferably equal to or less than the hunting upper limit value Ha_lim.

図8は、ハンチング量Haが上限値Ha_limを超えていることを示している。この場合においては、ハンチング量HaをHa_lim以下とするためのチューニングが必要となる。 FIG. 8 shows that the hunting amount Ha exceeds the upper limit Ha_lim. In this case, tuning is required to keep the hunting amount Ha below Ha_lim.

具体例として、チューニング後のハンチング量をHa_limとするためのチューニングの一例を挙げる。目標値到達時から制御量の変化がHaとなるまでの時間をHfとする。また、チューニング後における、目標値到達時から制御量の変化がHa_limとなるまでの時間をHf1とする。 As a specific example, an example of tuning for setting the hunting amount after tuning to Ha_lim will be given. Let Hf be the time from when the target value is reached until the change in the controlled variable reaches Ha. Also, let Hf1 be the time from when the target value is reached until the change in the control amount reaches Ha_lim after tuning.

チューニング前の場合において、目標値到達時から制御量の変化がHaとなるまでにおける比例動作及び積分動作については、式(17)及び式(18)によって表される。
比例動作=K0×Ha 式(17)
積分動作=K0/Ti0×Ha×Hf/2 式(18)
In the case before tuning, the proportional action and integral action from the time when the target value is reached until the change in the control amount reaches Ha are represented by equations (17) and (18).
Proportional action = K0 x Ha Equation (17)
Integral action = K0/Ti0×Ha×Hf/2 Formula (18)

比例動作と積分動作との大小を比較し、大きい方を小さくするチューニングをすればよい。式(17)及び式(18)から、Hfと2Ti0との大小を比較することにより、比例動作と積分動作との大小を比較することができる。Hf<2Ti0であれば比例動作のほうが大きく、Hf>2Ti0であれば積分動作のほうが大きい。 Comparing the size of the proportional action and the integral action, tuning should be performed to reduce the larger one. From equations (17) and (18), it is possible to compare the magnitudes of proportional action and integral action by comparing the magnitudes of Hf and 2Ti0. If Hf<2Ti0, the proportional action is larger, and if Hf>2Ti0, the integral action is larger.

まず、比例動作が積分動作より大きい、つまりHf<2Ti0である場合を考える。この場合、まず比例ゲインを小さくするチューニングを行う。そして、その後に積分時間もチューニングすることが好ましい。 First, consider the case where the proportional action is greater than the integral action, ie Hf<2Ti0. In this case, tuning is first performed to reduce the proportional gain. Then, after that, it is preferable to tune the integration time as well.

具体例を挙げる。チューニング前後における変化速度c及び変化速度dに注目する。ここでいう変化速度とは、目標値到達時から制御量の変化がHaあるいはHa_limとなるまでの間における平均的な変化速度である。変化速度c及び変化速度dは、それぞれ式(19)及び式(20)により表される。
c=Ha/Hf 式(19)
d=Ha_lim/Hf1 式(20)
I will give a specific example. Pay attention to the change speed c and the change speed d before and after tuning. The rate of change referred to here is the average rate of change from when the target value is reached until the control amount changes to Ha or Ha_lim. The rate of change c and the rate of change d are represented by equations (19) and (20), respectively.
c=Ha/Hf Formula (19)
d=Ha_lim/Hf1 Formula (20)

そして、図6に示す場合と同様に、変化速度cに対応する線分の長さと変化速度dに対応する線分の長さとを等しくすることを考える。すると、式(21)が成り立つので、式(21)からHf1を求めることができる。そして、式(20)よりdも求めることができる。
Hf2+Ha2=Hf12+Ha_lim2 式(21)
Then, as in the case shown in FIG. 6, consider equalizing the length of the line segment corresponding to the change speed c and the length of the line segment corresponding to the change speed d. Then, since equation (21) holds, Hf1 can be obtained from equation (21). Then, d can also be obtained from equation (20).
Hf2+ Ha2 =Hf12 + Ha_lim 2 formula (21)

そして、チューニング後の比例ゲインK1は、式(22)により求めることができる。
K1=K0×d/c 式(22)
Then, the proportional gain K1 after tuning can be obtained by equation (22).
K1=K0×d/c Formula (22)

そして、比例ゲインのチューニングにより変動した積分動作を元に戻すために、積分時間を式(23)に基づいてチューニングする。
Ti1=K1/K0×Ti0 式(23)
Then, in order to restore the integral action changed by the tuning of the proportional gain, the integral time is tuned based on the equation (23).
Ti1=K1/K0×Ti0 formula (23)

したがって、比例動作が積分動作より大きい場合においては、例えば、式(22)に基づいて比例ゲインをチューニングし、式(23)に基づいて積分時間をチューニングすればよい。 Therefore, when the proportional action is greater than the integral action, for example, the proportional gain may be tuned based on equation (22), and the integral time may be tuned based on equation (23).

次に、積分動作が比例動作より大きい場合、つまりHf>2Ti0である場合を考える。この場合、積分時間を長くするチューニングを行う。 Next, consider the case where the integral action is greater than the proportional action, ie Hf>2Ti0. In this case, tuning is performed to lengthen the integration time.

具体例を挙げる。上記の場合と同様に、チューニング前後における変化速度c及び変化速度dに注目する。なお、c及びdはこの場合、積分動作をd/c倍とすればよいので、式(24)が成り立つ。したがって、式(25)によりチューニング後の積分時間Ti1を求めることができる。
K0/Ti1=K0/Ti0×d/c 式(24)
Ti1=c/d×Ti0 式(25)
I will give a specific example. As in the above case, attention is focused on the change speed c and the change speed d before and after tuning. In this case, c and d should be multiplied by d/c, so equation (24) holds. Therefore, the post-tuning integration time Ti1 can be obtained from equation (25).
K0/Ti1=K0/Ti0×d/c Formula (24)
Ti1=c/d×Ti0 Formula (25)

したがって、積分動作が比例動作より大きい場合においては、例えば、式(25)に基づいて積分時間をチューニングすればよい。 Therefore, when the integral action is larger than the proportional action, the integral time can be tuned based on Equation (25), for example.

以上、安定運転時の制御量の変化に基づくチューニングについて説明した。次に、図9、図10及び図11を参照しながら、空調制御装置10による、起動運転のチューニングの動作について説明する。なお、起動運転のチューニングを行うタイミングについては、チューニングに必要な情報がそろっている限り任意に選択しうる。例えば、起動運転中に行ってもよいし、安定運転中に行ってもよいし、運転終了時に行ってもよい。例えば、起動運転中に行う場合は、前回の起動運転時に取得した情報に基づいてチューニングを行うことが考えられる。 The tuning based on the change in the control amount during stable operation has been described above. Next, referring to FIGS. 9, 10 and 11, the tuning operation of the startup operation by the air conditioning control device 10 will be described. It should be noted that the timing for tuning the start-up operation can be arbitrarily selected as long as the information necessary for tuning is available. For example, it may be performed during start-up operation, during stable operation, or at the end of operation. For example, when tuning is performed during start-up operation, tuning may be performed based on information obtained during the previous start-up operation.

まず、図9を参照しながら、チューニングの全体的な動作の流れを説明する。空調制御装置10のチューニング部120は、記憶部110に時系列的に格納された、制御量の履歴を取得する(ステップS101)。なお、ここでいう制御量の履歴とは、起動運転時における制御量の履歴である。例えば、起動時から、制御量の変化が安定するまでの間における制御量の履歴が該当する。 First, referring to FIG. 9, the overall operation flow of tuning will be described. The tuning unit 120 of the air conditioning control device 10 acquires the history of controlled variables stored in the storage unit 110 in time series (step S101). It should be noted that the history of the amount of control referred to here is the history of the amount of control during the start-up operation. For example, this corresponds to the history of the controlled variable from the time of startup until the change in the controlled variable stabilizes.

チューニング部120の目標値取得部121は、記憶部110に格納された目標値を取得する(ステップS102)。オーバーシュート量取得部122は、制御量の履歴及び目標値に基づいて、オーバーシュート量を取得する(ステップS103)。到達時間取得部123は、制御量の履歴及び目標値に基づいて、到達時間を取得する(ステップS104)。 The target value acquisition unit 121 of the tuning unit 120 acquires the target value stored in the storage unit 110 (step S102). The overshoot amount acquisition unit 122 acquires the overshoot amount based on the history and target value of the control amount (step S103). The arrival time acquisition unit 123 acquires the arrival time based on the history of the controlled variable and the target value (step S104).

チューニング部120は、記憶部110から操作量の履歴を取得し、操作量の履歴、制御量の履歴及び目標値に基づいて、目標値に到達したときの操作量と、安定時の操作量とを取得する(ステップS105)。チューニング部120は、記憶部110から目標時間を取得し、到達時間が目標時間以下であるか否かを判定する(ステップS106)。 The tuning unit 120 acquires the history of the manipulated variable from the storage unit 110, and based on the history of the manipulated variable, the history of the controlled variable, and the target value, determines the manipulated variable when reaching the target value and the manipulated variable when stable. (step S105). The tuning unit 120 acquires the target time from the storage unit 110 and determines whether or not the arrival time is equal to or less than the target time (step S106).

到達時間が目標時間より長い場合(ステップS106:No)、上述のパターン(ウ)あるいはパターン(エ)に当てはまるので、チューニング部120は、パターン(ウ)及びパターン(エ)の場合のチューニングを行い(ステップS107)、チューニングの動作を終了する。 If the arrival time is longer than the target time (step S106: No), the above pattern (c) or pattern (d) applies, so the tuning unit 120 performs tuning for pattern (c) and pattern (d). (Step S107), the tuning operation is terminated.

到達時間が目標時間以下である場合(ステップS106:Yes)、チューニング部120は、記憶部110に格納されたオーバーシュート上限値を取得し、オーバーシュート量が上限値以下であるか否かを判定する(ステップS108)。 If the arrival time is equal to or less than the target time (step S106: Yes), the tuning unit 120 acquires the overshoot upper limit value stored in the storage unit 110, and determines whether or not the overshoot amount is equal to or less than the upper limit value. (step S108).

オーバーシュート量が上限値より大きい場合(ステップS108:No)、上述のパターン(イ)に当てはまるので、チューニング部120は、パターン(イ)の場合のチューニングを行い(ステップS109)、チューニングの動作を終了する。オーバーシュート量が上限値以下である場合(ステップS108:Yes)、上述のパターン(ア)、つまりチューニングが不要な場合に当てはまるので、チューニングすることなく動作を終了する。 If the overshoot amount is greater than the upper limit value (step S108: No), the above pattern (a) applies, so the tuning unit 120 performs tuning for pattern (a) (step S109), and performs the tuning operation. finish. If the overshoot amount is equal to or less than the upper limit value (step S108: Yes), the pattern (a) described above, that is, the case where tuning is unnecessary, is applied, so the operation ends without tuning.

図10を参照しながら、図9のステップS109における、パターン(イ)の場合のチューニングの動作について説明する。 Referring to FIG. 10, the operation of tuning in the case of pattern (a) in step S109 of FIG. 9 will be described.

チューニング部120は、目標値到達時の操作量Mv0が、安定時の操作量Mv1以下であるか否かを判定する(ステップS901)。 The tuning unit 120 determines whether or not the manipulated variable Mv0 at the time of reaching the target value is equal to or less than the manipulated variable Mv1 at the time of stability (step S901).

Mv0がMv1より大きい場合(ステップS901:No)、チューニング部120は、積分時間を長くするチューニングを行い(ステップS902)、チューニングの動作を終了する。積分時間のチューニングは、例えば、上述の式(4)に基づいて行う。 If Mv0 is greater than Mv1 (step S901: No), the tuning unit 120 performs tuning to lengthen the integration time (step S902), and ends the tuning operation. Tuning of the integration time is performed, for example, based on the above equation (4).

Mv0がMv1以下である場合(ステップS901:Yes)、チューニング部120は、まず、比例ゲインを小さくするチューニングを行う(ステップS903)。比例ゲインのチューニングは、例えば、上述の式(8)に基づいて行う。続いて、チューニング部120は、積分時間を短くするチューニングを行い(ステップS904)、チューニングの動作を終了する。積分時間のチューニングは、例えば、上述の式(11)に基づいて行う。 If Mv0 is less than or equal to Mv1 (step S901: Yes), the tuning unit 120 first performs tuning to reduce the proportional gain (step S903). Tuning of the proportional gain is performed, for example, based on the above equation (8). Subsequently, the tuning unit 120 performs tuning to shorten the integration time (step S904), and ends the tuning operation. Tuning of the integration time is performed, for example, based on the above equation (11).

図11を参照しながら、図9のステップS107における、パターン(ウ)及びパターン(エ)の場合のチューニングの動作について説明する。 Referring to FIG. 11, the tuning operation for pattern (c) and pattern (d) in step S107 of FIG. 9 will be described.

チューニング部120は、まず、比例ゲインを大きくするチューニングを行う(ステップS701)。比例ゲインのチューニングは、例えば、上述の式(14)に基づいて行う。続いて、チューニング部120は、積分時間を長くするチューニングを行い(ステップS702)、チューニングの動作を終了する。積分時間のチューニングは、例えば、上述の式(16)に基づいて行う。 The tuning unit 120 first performs tuning to increase the proportional gain (step S701). Tuning of the proportional gain is performed, for example, based on the above equation (14). Subsequently, the tuning unit 120 performs tuning to lengthen the integration time (step S702), and ends the tuning operation. Tuning of the integration time is performed, for example, based on the above equation (16).

以上、起動運転のチューニングについて説明した。次に、図12を参照しながら、安定運転のチューニングの動作について説明する。なお、安定運転のチューニングを行うタイミングについても、チューニングに必要な情報がそろっている限り任意に選択しうる。ただし、起動運転のチューニングを行うと記憶部110に格納された制御パラメータが更新されるので、起動運転のチューニング後に安定運転となるまで運転をし続け、当該安定運転となってから取得した情報に基づいてチューニングを行うことが好ましい。 The tuning of the start-up operation has been described above. Next, the operation of tuning for stable operation will be described with reference to FIG. The timing of tuning for stable operation can also be arbitrarily selected as long as the information necessary for tuning is available. However, since the control parameters stored in the storage unit 110 are updated when the start-up tuning is performed, the operation is continued until the stable operation is achieved after the start-up operation tuning, and the information acquired after the stable operation is obtained. It is preferable to tune based on

空調制御装置10のチューニング部120は、記憶部110に格納された制御量の履歴、目標値を取得し、チューニング部120のハンチング量取得部124は、制御量の履歴と目標値とに基づいてハンチング量を取得する(ステップS201)。なお、ここでいう制御量の履歴とは、安定運転時における制御量の履歴である。例えば、制御量の変化が安定してから一定時間経過後までの制御量の履歴が該当する。 The tuning unit 120 of the air conditioning control device 10 acquires the control amount history and the target value stored in the storage unit 110, and the hunting amount acquisition unit 124 of the tuning unit 120 acquires the control amount history and the target value based on the control amount history and target value. A hunting amount is obtained (step S201). It should be noted that the history of the controlled variable referred to here is the history of the controlled variable during stable operation. For example, it corresponds to the history of the controlled variable from when the change in the controlled variable is stabilized to when a certain period of time has elapsed.

チューニング部120は、記憶部110に格納されたハンチング上限値を取得し、ハンチング量が上限値より大きいか否かを判定する(ステップS202)。ハンチング量が上限値以下である場合(ステップS202:No)、チューニングが不要であるため、チューニングの動作を終了する。 The tuning unit 120 acquires the upper limit value of hunting stored in the storage unit 110, and determines whether or not the amount of hunting is greater than the upper limit value (step S202). If the hunting amount is equal to or less than the upper limit value (step S202: No), the tuning operation is terminated because tuning is unnecessary.

ハンチング量が上限値より大きい場合(ステップS202:Yes)、チューニング部120は、制御量が目標値に到達してから制御量と目標値との偏差がハンチング量と等しくなるまでの時間Hfが閾値以下であるか否かを判定する(ステップS203)。この閾値としては、例えば、上述の式(17)及び式(18)を根拠に、2Ti0を採用する。なお、Ti0は、チューニング前における積分時間である。 If the hunting amount is greater than the upper limit value (step S202: Yes), the tuning unit 120 sets the time Hf from when the controlled variable reaches the target value to when the deviation between the controlled variable and the target value becomes equal to the hunting amount as a threshold value. It is determined whether or not (step S203). As this threshold value, for example, 2Ti0 is adopted based on the above equations (17) and (18). Note that Ti0 is the integration time before tuning.

Hfが閾値より長い場合(ステップS203:No)、チューニング部120は、積分時間を長くするチューニングを行い(ステップS204)、チューニングの動作を終了する。積分時間のチューニングは、例えば、上述の式(25)に基づいて行う。 If Hf is longer than the threshold (step S203: No), the tuning unit 120 performs tuning to lengthen the integration time (step S204), and ends the tuning operation. Tuning of the integration time is performed, for example, based on the above equation (25).

Hfが閾値以下である場合(ステップS203:Yes)、チューニング部120は、まず、比例ゲインを小さくするチューニングを行う(ステップS205)。比例ゲインのチューニングは、例えば、上述の式(22)に基づいて行う。続いて、チューニング部120は、積分時間を短くするチューニングを行い(ステップS206)、チューニングの動作を終了する。積分時間のチューニングは、例えば、上述の式(23)に基づいて行う。 If Hf is equal to or less than the threshold (step S203: Yes), the tuning unit 120 first performs tuning to decrease the proportional gain (step S205). Tuning of the proportional gain is performed, for example, based on the above equation (22). Subsequently, the tuning unit 120 performs tuning to shorten the integration time (step S206), and ends the tuning operation. Tuning of the integration time is performed, for example, based on the above equation (23).

以上、実施の形態に係る空調システム1について説明した。空調システム1によれば、特殊運転を行うことなく制御パラメータのチューニングを行うことができる。そのため、例えば、空調対象となる室内にいる者の快適性を損なうことなくチューニングを行うことができる。 The air conditioning system 1 according to the embodiment has been described above. According to the air conditioning system 1, control parameters can be tuned without performing special operation. Therefore, for example, tuning can be performed without impairing the comfort of a person in the room to be air-conditioned.

また、空調システム1によれば、実際の運転時の情報に基づいてチューニングを行うので、シミュレータを別途用意することなく簡易にチューニングを行うことができる。 Further, according to the air conditioning system 1, tuning is performed based on information obtained during actual operation, so tuning can be easily performed without separately preparing a simulator.

また、空調システム1によれば、起動運転の場合と安定運転の場合の双方を考慮したチューニングを行うので、精度よく制御パラメータのチューニングを行うことができる。 Further, according to the air conditioning system 1, since tuning is performed in consideration of both the startup operation and the stable operation, control parameters can be tuned with high accuracy.

(変形例)
上述の実施の形態は、空調制御装置10により、空調機6を制御対象としたPID制御を行うものであった。しかし、制御対象は、空調機に限られない。例えば、エレベータを制御対象とした制御装置についても、本発明が適用可能である。この場合、例えば、エレベータに搭載されたモータの回転数を操作量とし、エレベータの位置を制御量として制御することが考えられる。
(Modification)
In the above-described embodiment, the air conditioning control device 10 performs PID control with the air conditioner 6 as the control target. However, the controlled object is not limited to air conditioners. For example, the present invention can also be applied to a control device that controls an elevator. In this case, for example, it is conceivable to control the number of revolutions of a motor mounted on an elevator as an operation amount and the position of the elevator as a control amount.

上述の実施の形態では、微分時間については何らチューニングを行っていない。そのため、上述の実施の形態は、微分時間が0の場合、つまりPI(Proportional-Integral: 比例積分)制御の場合についても適用可能である。したがって、本発明における比例積分微分制御には、比例積分制御も当然に含まれる。 In the above-described embodiments, no tuning is performed on the derivative time. Therefore, the above-described embodiment can also be applied to the case where the derivative time is 0, that is, to the case of PI (Proportional-Integral) control. Accordingly, proportional-integral-derivative control in the present invention naturally includes proportional-integral control.

上述の実施の形態におけるチューニングはあくまで一例であり、本発明におけるチューニングは、これらに限定されるものではない。例えば、微分時間も考慮したチューニングを行ってもよい。また、実施の形態に記載された全ての場合においてチューニングを必ず行う必要もない。例えば、積分時間を長くするチューニングのみを行う、到達時間は考慮しない、などの形態も採用しうる。 The tuning in the above embodiment is merely an example, and the tuning in the present invention is not limited to these. For example, tuning may be performed in consideration of derivative time. Moreover, it is not always necessary to perform tuning in all the cases described in the embodiments. For example, it is also possible to employ a form in which only tuning for lengthening the integration time is performed, and the arrival time is not considered.

1 空調システム、2 熱源機、3 一次ポンプ、4 二次ポンプ、5 水配管、6 空調機、10 空調制御装置、61 冷温水コイル、62 バルブ、63 送風機、64 温度センサ、100 制御量取得部、110 記憶部、120 チューニング部、121 目標値取得部、122 オーバーシュート量取得部、123 到達時間取得部、124 ハンチング量取得部、130 バルブ制御部、1000 バス、1001 プロセッサ、1002 メモリ、1003 インタフェース、1004 二次記憶装置。 1 air conditioning system, 2 heat source device, 3 primary pump, 4 secondary pump, 5 water pipe, 6 air conditioner, 10 air conditioning control device, 61 cold/hot water coil, 62 valve, 63 blower, 64 temperature sensor, 100 control amount acquisition unit , 110 storage unit, 120 tuning unit, 121 target value acquisition unit, 122 overshoot amount acquisition unit, 123 arrival time acquisition unit, 124 hunting amount acquisition unit, 130 valve control unit, 1000 bus, 1001 processor, 1002 memory, 1003 interface , 1004 secondary storage.

Claims (10)

比例ゲインと積分時間と微分時間とを制御パラメータとする比例積分微分制御により制御対象を制御する制御装置であって、
前記制御対象の制御量を取得する制御量取得手段と、
前記制御量の目標値を取得する目標値取得手段と、
前記制御対象の起動運転時における前記制御量のオーバーシュート量を取得するオーバーシュート量取得手段と、
前記制御対象の起動時から前記制御量が前記目標値に到達するまでの到達時間を取得する到達時間取得手段と、
前記制御対象の安定運転時における前記制御量のハンチング量を取得するハンチング量取得手段と、
前記オーバーシュート量が予め定められたオーバーシュート上限値より大きいこと、前記到達時間が予め定められた目標時間より長いこと、及び前記ハンチング量が予め定められたハンチング上限値より大きいこと、の少なくとも1つを満たすとき、制御パラメータをチューニングするチューニング手段と、
前記制御量と前記目標値と前記制御パラメータとに基づいて操作量を決定し、前記操作量に基づいて前記制御対象を制御する制御手段と、
を備え、
前記チューニング手段は、前記ハンチング量が前記ハンチング上限値より大きく、前記安定運転時に前記制御量が前記目標値に到達してから前記制御量と前記目標値との差が前記ハンチング量と等しくなるまでの時間が閾値以下であるとき、比例ゲインを小さくするチューニングを行う、
制御装置。
A control device for controlling a controlled object by proportional-integral-derivative control using a proportional gain, an integral time, and a derivative time as control parameters ,
a controlled variable acquiring means for acquiring a controlled variable of the controlled object;
target value acquisition means for acquiring a target value of the controlled variable;
an overshoot amount acquiring means for acquiring an overshoot amount of the control amount during start-up operation of the controlled object;
an arrival time acquiring means for acquiring an arrival time from when the controlled object is activated until the controlled variable reaches the target value;
Hunting amount acquisition means for acquiring a hunting amount of the control amount during stable operation of the controlled object;
At least one of: the amount of overshoot is greater than a predetermined upper limit of overshoot; the arrival time is longer than a predetermined target time; and the amount of hunting is greater than a predetermined upper limit of hunting. a tuning means for tuning the control parameters when satisfying
control means for determining a manipulated variable based on the controlled variable, the target value, and the control parameter, and controlling the controlled object based on the manipulated variable;
with
The tuning means adjusts the hunting amount until the hunting amount is greater than the hunting upper limit value and the control amount reaches the target value during the stable operation until the difference between the control amount and the target value becomes equal to the hunting amount. When the time of is less than or equal to the threshold, perform tuning to decrease the proportional gain
Control device.
前記チューニング手段は、前記オーバーシュート量が前記オーバーシュート上限値より大きく、前記到達時間が前記目標時間以下であり、前記制御量が前記目標値に到達したときの操作量が安定運転時の操作量よりも大きいとき、積分時間を長くするチューニングを行う、
請求項1に記載の制御装置。
The tuning means is configured such that the overshoot amount is larger than the overshoot upper limit value, the reaching time is equal to or shorter than the target time, and the manipulated variable when the controlled variable reaches the target value is the manipulated variable during stable operation. Tuning to lengthen the integration time when greater than
A control device according to claim 1 .
前記チューニング手段は、前記オーバーシュート量が前記オーバーシュート上限値より大きく、前記到達時間が前記目標時間以下であり、前記制御量が前記目標値に到達したときの操作量が安定運転時の操作量よりも小さいとき、比例ゲインを小さくするチューニングを行う、
請求項1または2に記載の制御装置。
The tuning means is configured such that the overshoot amount is larger than the overshoot upper limit value, the reaching time is equal to or shorter than the target time, and the manipulated variable when the controlled variable reaches the target value is the manipulated variable during stable operation. Tuning to reduce the proportional gain when less than
3. A control device according to claim 1 or 2.
前記チューニング手段は、前記到達時間が前記目標時間より長いとき、比例ゲインを大きくするチューニングを行う、
請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置。
The tuning means performs tuning to increase the proportional gain when the arrival time is longer than the target time.
A control device according to any one of claims 1 to 3.
前記チューニング手段は、前記比例ゲインを大きくするチューニングを行ったあとさらに、積分時間を長くするチューニングを行う、
請求項4に記載の制御装置。
The tuning means performs tuning to increase the integral time after performing tuning to increase the proportional gain.
5. A control device according to claim 4.
前記チューニング手段は、前記比例ゲインを小さくするチューニングを行ったあとさらに、積分時間を短くするチューニングを行う、
請求項1に記載の制御装置。
The tuning means performs tuning to decrease the integral time after performing tuning to decrease the proportional gain.
A control device according to claim 1 .
前記チューニング手段は、前記ハンチング量が前記ハンチング上限値より大きく、前記安定運転時に前記制御量が前記目標値に到達してから前記制御量と前記目標値との差が前記ハンチング量と等しくなるまでの時間が閾値より長いとき、積分時間を長くするチューニングを行う、
請求項1から6のいずれか1項に記載の制御装置。
The tuning means adjusts the hunting amount until the hunting amount is greater than the hunting upper limit value and the control amount reaches the target value during the stable operation until the difference between the control amount and the target value becomes equal to the hunting amount. is longer than the threshold, perform tuning to lengthen the integration time,
A control device according to any one of claims 1 to 6.
空調機と、請求項1から7のいずれか1項に記載の制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記空調機を前記制御対象とし、
前記制御量取得手段は、前記空調機の吹き出し空気温度を前記制御量として取得し、
前記制御手段は、前記操作量に基づいて前記空調機のアクチュエータを制御することにより前記空調機を制御する、
空調システム。
An air conditioner and the control device according to any one of claims 1 to 7,
The control device controls the air conditioner,
The controlled variable acquisition means acquires the blown air temperature of the air conditioner as the controlled variable,
The control means controls the air conditioner by controlling an actuator of the air conditioner based on the operation amount.
air conditioning system.
比例ゲインと積分時間と微分時間とを制御パラメータとする比例積分微分制御により制御対象を制御する制御方法であって、
前記制御対象の制御量を取得する制御量取得ステップと、
前記制御量の目標値を取得する目標値取得ステップと、
前記制御対象の起動運転時における前記制御量のオーバーシュート量を取得するオーバーシュート量取得ステップと、
前記制御対象の起動時から前記制御量が前記目標値に到達するまでの到達時間を取得する到達時間取得ステップと、
前記制御対象の安定運転時における前記制御量のハンチング量を取得するハンチング量取得ステップと、
前記オーバーシュート量が予め定められたオーバーシュート上限値より大きいこと、前記到達時間が予め定められた目標時間より長いこと、及び前記ハンチング量が予め定められたハンチング上限値より大きいこと、の少なくとも1つを満たすとき、制御パラメータをチューニングするチューニングステップと、
前記制御量と前記目標値と前記制御パラメータとに基づいて前記制御対象を制御する制御ステップと、
を備え、
前記チューニングステップでは、前記ハンチング量が前記ハンチング上限値より大きく、前記安定運転時に前記制御量が前記目標値に到達してから前記制御量と前記目標値との差が前記ハンチング量と等しくなるまでの時間が閾値以下であるとき、比例ゲインを小さくするチューニングを行う、
制御方法。
A control method for controlling a controlled object by proportional-integral-derivative control using a proportional gain, an integral time, and a derivative time as control parameters ,
a controlled variable obtaining step of obtaining a controlled variable of the controlled object;
a target value obtaining step of obtaining a target value of the controlled variable;
an overshoot amount acquiring step of acquiring an overshoot amount of the control amount during start-up operation of the controlled object;
an arrival time acquisition step of acquiring an arrival time from when the controlled object is activated until the controlled variable reaches the target value;
a hunting amount acquiring step of acquiring a hunting amount of the control amount during stable operation of the controlled object;
At least one of: the amount of overshoot is greater than a predetermined upper limit of overshoot; the arrival time is longer than a predetermined target time; and the amount of hunting is greater than a predetermined upper limit of hunting. a tuning step for tuning the control parameters when satisfying
a control step of controlling the controlled object based on the controlled variable, the target value, and the control parameter;
with
In the tuning step, the hunting amount is greater than the hunting upper limit value, and from when the controlled variable reaches the target value during the stable operation until the difference between the controlled variable and the target value becomes equal to the hunting amount. When the time of is below the threshold, perform tuning to decrease the proportional gain,
control method.
コンピュータに、比例ゲインと積分時間と微分時間とを制御パラメータとする比例積分微分制御により制御対象を制御させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記制御対象の制御量を取得する制御量取得ステップと、
前記制御量の目標値を取得する目標値取得ステップと、
前記制御対象の起動運転時における前記制御量のオーバーシュート量を取得するオーバーシュート量取得ステップと、
前記制御対象の起動時から前記制御量が前記目標値に到達するまでの到達時間を取得する到達時間取得ステップと、
前記制御対象の安定運転時における前記制御量のハンチング量を取得するハンチング量取得ステップと、
前記オーバーシュート量が予め定められたオーバーシュート上限値より大きいこと、前記到達時間が予め定められた目標時間より長いこと、及び前記ハンチング量が予め定められたハンチング上限値より大きいこと、の少なくとも1つを満たすとき、制御パラメータをチューニングするチューニングステップと、
前記制御量と前記目標値と前記制御パラメータとに基づいて前記制御対象を制御する制御ステップと、
を実行させ、
前記チューニングステップでは、前記ハンチング量が前記ハンチング上限値より大きく、前記安定運転時に前記制御量が前記目標値に到達してから前記制御量と前記目標値との差が前記ハンチング量と等しくなるまでの時間が閾値以下であるとき、比例ゲインを小さくするチューニングを行う、
プログラム。
A program that causes a computer to control a controlled object by proportional-integral-derivative control using a proportional gain, an integral time, and a derivative time as control parameters ,
to the computer;
a controlled variable obtaining step of obtaining a controlled variable of the controlled object;
a target value obtaining step of obtaining a target value of the controlled variable;
an overshoot amount acquiring step of acquiring an overshoot amount of the control amount during start-up operation of the controlled object;
an arrival time acquisition step of acquiring an arrival time from when the controlled object is activated until the controlled variable reaches the target value;
a hunting amount acquiring step of acquiring a hunting amount of the control amount during stable operation of the controlled object;
At least one of: the amount of overshoot is greater than a predetermined upper limit of overshoot; the arrival time is longer than a predetermined target time; and the amount of hunting is greater than a predetermined upper limit of hunting. a tuning step for tuning the control parameters when satisfying
a control step of controlling the controlled object based on the controlled variable, the target value, and the control parameter;
and
In the tuning step, the hunting amount is greater than the hunting upper limit value, and from when the controlled variable reaches the target value during the stable operation until the difference between the controlled variable and the target value becomes equal to the hunting amount. When the time of is less than or equal to the threshold, perform tuning to decrease the proportional gain
program.
JP2018121669A 2018-06-27 2018-06-27 Control device, air conditioning system, control method and program Active JP7190828B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018121669A JP7190828B2 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Control device, air conditioning system, control method and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018121669A JP7190828B2 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Control device, air conditioning system, control method and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020003991A JP2020003991A (en) 2020-01-09
JP7190828B2 true JP7190828B2 (en) 2022-12-16

Family

ID=69100055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018121669A Active JP7190828B2 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Control device, air conditioning system, control method and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7190828B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113864971B (en) * 2021-09-16 2022-08-12 珠海格力电器股份有限公司 Adjusting method, device and equipment of air conditioning system and air conditioning system
JP7661209B2 (en) * 2021-12-10 2025-04-14 株式会社Nttファシリティーズ Air conditioning equipment
CN117366800B (en) * 2023-10-16 2024-03-19 北京绿卡科技有限公司 Transcritical carbon dioxide refrigerating system based on fuzzy PID control

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026054A1 (en) 2015-08-11 2017-02-16 三菱電機株式会社 Air conditioning system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05173605A (en) * 1991-05-15 1993-07-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Gain control device for rotating speed pid controller of internal combustion engine
JPH0736504A (en) * 1993-07-19 1995-02-07 Komatsu Ltd Control constant adjusting device for PID control device
JPH0926803A (en) * 1995-07-11 1997-01-28 Daidan Kk Fuzzy adaptive controller
JP3905949B2 (en) * 1997-05-29 2007-04-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 PID tuning method and apparatus
JP5579409B2 (en) * 2009-08-03 2014-08-27 日本信号株式会社 Temperature control apparatus and temperature control method
JP2013047577A (en) * 2011-08-29 2013-03-07 Hitachi Ltd Information processing system and data center
JP6836045B2 (en) * 2015-11-19 2021-02-24 清水建設株式会社 Operating room air conditioning system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026054A1 (en) 2015-08-11 2017-02-16 三菱電機株式会社 Air conditioning system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020003991A (en) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6494763B2 (en) Method and non-transitory computer readable medium for controlling a heated ventilation air conditioning (HVAC) unit
JP7190828B2 (en) Control device, air conditioning system, control method and program
EP3190348B1 (en) Air conditioning system control device and air conditioning system control method
JP5629189B2 (en) Control apparatus and method
JP6531605B2 (en) Temperature control device and auto tuning method
CN103185387B (en) Air-conditioner and leaving air temp control method thereof
JP6706197B2 (en) Heat exchange system, controller, and method for constructing neural network
CN113701303A (en) Control method and device for improving heating comfort and air conditioner
JP2018109494A (en) Air conditioning control device, air conditioning control method, and computer program
CN107429958A (en) Expansion valve control
JP6877213B2 (en) VAV unit control device and VAV unit control method
KR102485329B1 (en) System for controlling Air-Conditioner
JP2011094937A (en) Primary pump system heat source variable flow rate control system and method
JP7112037B2 (en) Air conditioners and air conditioning systems
JP7051671B2 (en) Air conditioning control device and program
JP4704677B2 (en) Air conditioning controller
US11125453B2 (en) Calibration of an actuator
WO2023114135A1 (en) Systems and methods for reducing temperature overshoot of a heating, ventilation, and air conditioning system
JP6987715B2 (en) Air conditioner
JP6498538B2 (en) Air conditioning control device and air conditioning control method
CN114517936A (en) Anti-blow-out control method and device, air conditioner and storage medium
CN111578479A (en) Method and device for air conditioner cleaning control, air conditioner
CN118816354B (en) Control method, control device, air conditioner and storage medium
CN110762737B (en) Cold air prevention frequency control method and device for air conditioner and air conditioner
JP6576265B2 (en) Control apparatus and method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180627

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210624

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220531

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220704

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221028

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7190828

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150