JPS6144324B2 - - Google Patents
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- JPS6144324B2 JPS6144324B2 JP13817880A JP13817880A JPS6144324B2 JP S6144324 B2 JPS6144324 B2 JP S6144324B2 JP 13817880 A JP13817880 A JP 13817880A JP 13817880 A JP13817880 A JP 13817880A JP S6144324 B2 JPS6144324 B2 JP S6144324B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B5/00—Anti-hunting arrangements
- G05B5/01—Anti-hunting arrangements electric
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control By Computers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プロセス制御方法の改良に関するも
のである。さらに詳しくは、フイードバツク制御
とフイードフオワード制御の組合わせによつてプ
ロセス制御を行う場合に、フイードフオワード制
御に改良を加え、外乱に対する整定能力を高めた
プロセス制御方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to improvements in process control methods. More specifically, the present invention relates to a process control method that improves the ability to settle against disturbances by improving the feedback control when the process is controlled by a combination of feedback control and feedforward control.
プロセスの種類によつては、発生する外乱に繰
り返し性があり、しかも外乱の傾向が毎回似てい
るプロセスがある。そのようなプロセスの例とし
ては、外部から周期的にバツチ的な操作が加えら
れるプロセスがあげられる。このようなプロセス
においては、毎回のバツチ操作の開始が外乱とし
てプロセスに影響を与える。この場合、外乱の大
きさを予測することは困難であるが、外乱発生の
タイミングは比較的容易に検出できる。
Depending on the type of process, there are processes in which the disturbances that occur are repetitive and the tendency of the disturbances is similar every time. An example of such a process is a process in which batch operations are periodically applied from the outside. In such a process, the start of each batch operation affects the process as a disturbance. In this case, although it is difficult to predict the magnitude of the disturbance, the timing of the occurrence of the disturbance can be detected relatively easily.
このようなプロセスを制御する場合、従来は、
外乱がそれほど大きくないときはフイードバツク
制御だけで対処し、外乱が大きいときはフイード
バツク制御をあきらめてオープンループ制御をす
るようにするか、あるいは、フイードバツク制御
にフイードフオワード制御を組合わせ、予め想定
した外乱量に基づいて求めたフイードフオワード
制御信号を外乱発生のたびにフイードバツク制御
信号に重畳するようにしている。 When controlling such processes, traditionally,
When the disturbance is not that large, use only feedback control, and when the disturbance is large, give up on feedback control and use open-loop control, or combine feedback control with feedback control and make assumptions in advance. The feedback control signal obtained based on the amount of disturbance is superimposed on the feedback control signal every time a disturbance occurs.
しかし、フイードバツク制御のみあるいはオー
プンループ制御によつては充分に満足のゆく制御
はできず、また上記のようなフイードフオワード
制御によれば、想定された外乱量に基づく一定な
フイードフオワード制御信号が用いられるので、
外乱の大きさがいつも想定どおりの大きさでない
限り充分に満足のゆく制御は行えないという問題
点があつた。
However, it is not possible to achieve fully satisfactory control using only feedback control or open-loop control, and according to the above-mentioned feedback control, constant feedback based on the assumed amount of disturbance cannot be achieved. Since a control signal is used,
There was a problem in that fully satisfactory control could not be achieved unless the magnitude of the disturbance was always as expected.
本発明は上述した問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、外乱が繰り返して
発生するプロセスをフイードバツク制御ユニツト
とフイードフオワード制御ユニツトの組合わせに
よつて制御する場合に、フイードフオワード制御
信号を自動的に適応修正するプロセス制御方法を
提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to control a process in which disturbances repeatedly occur by a combination of a feedback control unit and a feedback control unit. An object of the present invention is to provide a process control method that automatically adaptively modifies a feedforward control signal.
本発明は、外乱が繰り返して発生するプロセス
をフイードバツク制御とフイードフオワード制御
の組合せによつて制御する場合に、外乱に応じて
プロセスに制御出力が与えられるたびに、その制
御出力を記憶し、次の回の外乱発生時にはこの記
憶値をフイードフオワード制御信号として次の回
のフイードバツク制御信号に加算して制御出力と
したことを特徴とするプロセス制御方法である。
In the present invention, when a process in which disturbances repeatedly occur is controlled by a combination of feedback control and feedback control, each time a control output is given to the process in response to the disturbance, the control output is memorized. This process control method is characterized in that when a disturbance occurs the next time, this stored value is added as a feedback control signal to the next time's feedback control signal to provide a control output.
以下、図面によつて本発明を詳細に説明する。
第１図は、本発明を実施したプロセス系の概念的
構成図である。第１図において、１はフイードバ
ツク制御ユニツト、２はフイードフオワード制御
ユニツト、３は制御対象のプロセスである。フイ
ードバツク制御ユニツト１は、プロセス３から与
えられる測定値とその設定値との偏差について、
例えば、比例・積分・微分（PID）等の演算を行
つてフイードバツク制御信号を求めるものであ
る。外乱が発生していないときは、このフイード
バツク制御信号がプロセス３に制御出力として与
えられ、フイードバツク制御のみが行われる。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a process system in which the present invention is implemented. In FIG. 1, 1 is a feedback control unit, 2 is a feedback control unit, and 3 is a process to be controlled. The feedback control unit 1 determines the deviation between the measured value given from the process 3 and its set value.
For example, the feedback control signal is obtained by performing proportional, integral, and differential (PID) calculations. When no disturbance occurs, this feedback control signal is given to process 3 as a control output, and only feedback control is performed.
外乱が発生しているときは、フイードバツク制
御ユニツト１のフイードバツク制御信号にフイー
ドフオワード制御ユニツト２のフイードフオワー
ド制御信号が加算され、これが制御出力としてプ
ロセス３に与えられて、フイードバツクとフイー
ドフオワードの両方による制御が行われる。フイ
ードフオワード制御ユニツト２には前回の外乱時
の制御出力が記憶されており、それが今回のフイ
ードフオワード制御信号として利用されている。
また今回の制御出力はフイードフオワード制御ユ
ニツト２に記憶され、次の外乱発生時のフイード
フオワード制御信号として利用される。外乱が繰
り返し性のものである場合、その発生のタイミン
グは比較的容易に検出できるから、それに従つて
フイードフオワード制御ユニツト２の入出力端の
開閉を制御することができ、これによつて外乱発
生時のフイードフオワード制御信号の印加と制御
出力の記憶が行える。 When a disturbance is occurring, the feedback control signal of the feedback control unit 2 is added to the feedback control signal of the feedback control unit 1, and this is given to the process 3 as a control output to combine the feedback and feedback. Control is provided by both the yield and the yield. The feedforward control unit 2 stores the control output at the time of the previous disturbance, and is used as the current feedforward control signal.
Further, the current control output is stored in the feedforward control unit 2 and used as a feedforward control signal when the next disturbance occurs. If the disturbance is repetitive, the timing of its occurrence can be detected relatively easily, so the opening and closing of the input and output terminals of the feedforward control unit 2 can be controlled accordingly. It is possible to apply a feedforward control signal and store the control output when a disturbance occurs.
また、フイードバツク制御ユニツト１、フイー
ドフオワード制御ユニツト２およびその入出力端
開閉機構は、それぞれ専用のハードウエアで実現
してもよいが、それに限られるものではなく、電
子計算機のソフトウエアで実現するようにしても
よい。 Further, the feedback control unit 1, the feedback control unit 2, and their input/output terminal opening/closing mechanisms may be realized by dedicated hardware, but are not limited to this, and may be realized by computer software. You may also do so.
このように構成された装置の外乱発生時の動作
は次のとおりである。動作説明を第２図に示す。
第２図は第１図のプロセス系について信号の変化
分に着目したときのブロツクダイヤグラムであ
る。第２図において、
Ｃ（Ｓ）…フイードバツク制御ユニツトの伝達
関数
Ｇ（Ｓ）…プロセスの伝達関数
Ｕo（Ｓ）…今回の外乱
Ｍo（Ｓ）…今回の外乱に対する制御出力
Ｍo-1（Ｓ）…前回の外乱に対する制御出力
（今回のフイードフオワード制御信号）
である。
The operation of the device configured as described above when a disturbance occurs is as follows. An explanation of the operation is shown in FIG.
FIG. 2 is a block diagram of the process system shown in FIG. 1, focusing on changes in signals. In Fig. 2, C(S)...transfer function of the feedback control unit G(S)...transfer function of the process U o (S)... current disturbance M o (S)... control output for the current disturbance M o-1 (S)...Control output for the previous disturbance (current feedforward control signal).
第ｎ回目の外乱が発生し、それに対応してフイ
ードバツク制御とフイードフオワード制御が行わ
れると、次式の関係が成立する。 When the n-th disturbance occurs and feedback control and feedback control are performed in response, the following relationship holds true.
Ｍo(S)
＝Ｍo-1(S)−｛Ｍo(S)・Ｇ(S)＋Ｕo（Ｓ）｝Ｃ(S)
(1)
したがつて、制御出力Ｍo（Ｓ）は次式で表わ
される。 M o (S) = M o-1 (S) − {M o (S)・G(S) + U o (S)} C(S)
(1) Therefore, the control output M o (S) is expressed by the following equation.
Ｍo（Ｓ）＝Ｍｏ−１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）−Ｃ（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）・Ｕo（Ｓ） (2)
これより制御出力を各回の外乱について求める
と、
M1（Ｓ）＝Ｃ（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）・U1（Ｓ） （〓M0（Ｓ）＝Ｏ）
M2（Ｓ）＝Ｍ１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）−Ｃ（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）・U2
…… …… ……
Ｍo-1（Ｓ）＝Ｍｏ−２（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）−Ｃ（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）・Ｕo-1（Ｓ）
Ｍo（Ｓ）＝Ｍｏ−１（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）−Ｃ（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）・Ｕo（Ｓ）
いま、説明を簡単にするために、外乱の大きさ
が毎回同じであるとし、第ｎ回目の制御出力とそ
の前の回の制御出力との差を求めると、
Ｍo（Ｓ）−Ｍo-1（Ｓ）＝１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）｛Ｍo-1（Ｓ）−Ｍo-2（Ｓ）｝
＝｛１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）｝２｛Ｍo-2（Ｓ）−Ｍo-3（Ｓ）｝
……
＝｛１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）｝n-2｛M2−M1｝
＝｛１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）｝n-1・−Ｃ（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ） ・Ｕ（Ｓ） (3)
となる。すなわち、外乱の大きさが毎回同じであ
るとき、制御出力は毎回(3)式で与えられる値だけ
変化することになるから、第ｎ回目の制御出力Ｍ
o（Ｓ）は、(3)式で与えられる値をｎ＝１からｎ
まで積算したものとして表わすことができる。 M o (S) = M o-1 /1+G(S)・C(S)−C(S)/1+G(S)・C(S)・U o (S) (2) From this, the control output is calculated each time. When calculating the disturbance of /1+G(S)・C(S)−C(S)/1+G(S)・C(S)・U 2 …… …… …… M o-1 (S) = M o-2 (S)/ 1+G(S)・C(S)−C(S)/1+G(S)・C(S)・U o-1 (S) M o (S)=M o-1 (S)/1+G(S)・C(S)−C(S)/1+G(S)・C(S)・U o (S) Now, to simplify the explanation, assume that the magnitude of the disturbance is the same each time, and the nth Calculating the difference between the control output of )−M o-2 (S)} = {1/1+G(S)・C(S)} 2 {M o-2 (S)−M o-3 (S)} ... = {1/1+G( S)・C(S)} n-2 {M 2 −M 1 } = {1/1+G(S)・C(S)} n-1・−C(S)/1+G(S)・C(S ) ・U(S) (3). In other words, when the magnitude of the disturbance is the same each time, the control output changes by the value given by equation (3) each time, so the nth control output M
o (S) is the value given by equation (3) from n=1 to n
It can be expressed as the sum of up to
したがつて、
Ｍo（Ｓ）＝〓｛１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）｝i-1・−Ｃ（Ｓ）／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）・Ｕ（Ｓ） (4)
＝〔１−｛１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）｝n〕・−１／Ｇ（Ｓ）・Ｕ（Ｓ） (5)
となり、これを整理すれば
Ｍo（Ｓ）・Ｇ（Ｓ）＋Ｕ（Ｓ）
＝｛１／１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）｝n・Ｕ（Ｓ）(6)
を得る。この(6)式はフイードバツク制御ユニツト
１に入力されるプロセスの測定値（の変化分）を
表わすが、ここで、フイードバツク制御の性格上
｛１＋Ｇ（Ｓ）・Ｃ（Ｓ）｝-1は１よりも小さいた
め、(6)式の値はｎが大きくなるほど零に近づく。 Therefore, M o (S) = {1/1+G(S)・C(S)} i-1・−C(S)/1+G(S)・C(S)・U(S) (4 ) = [1-{1/1+G(S)・C(S)} n ]・-1/G(S)・U(S) (5) If we rearrange this, we get M o (S)・G (S)+U(S) = {1/1+G(S)・C(S)} n・U(S)(6) is obtained. This equation (6) expresses (the change in) the measured value of the process input to the feedback control unit 1, but here, due to the nature of feedback control, {1+G(S)・C(S)} -1 is 1. Since n is smaller than , the value of equation (6) approaches zero as n becomes larger.
すなわち、外乱の大きさが毎回同じであるとき
は、フイードフオワード制御ユニツト２の学習効
果により、回を重ねるにつれて制御が適切にな
り、やがてプロセスは外乱が印加されても即時に
整定するようになる。このような学習効果は、外
乱の大きさが毎回次第に変化してゆく場合にも有
効であり、フイードフオワード制御信号は常に外
乱の大きさに応じて適応修正されてゆく。このた
め良好なプロセス制御が行える。 In other words, when the magnitude of the disturbance is the same every time, the learning effect of the feedforward control unit 2 will allow the control to become more appropriate over time, and eventually the process will settle down immediately even when the disturbance is applied. become. Such a learning effect is effective even when the magnitude of the disturbance gradually changes each time, and the feedforward control signal is always adaptively corrected according to the magnitude of the disturbance. Therefore, good process control can be achieved.
以上のように、本発明は、外乱が繰り返して発
生するプロセスをフイードバツク制御ユニツトと
フイードフオワード制御ユニツトの組合わせによ
つて制御する場合に、フイードフオワード制御信
号を自動的に適応修正するプロセス制御方法が実
現できる。
As described above, the present invention automatically and adaptively corrects a feedback control signal when a process in which disturbances repeatedly occur is controlled by a combination of a feedback control unit and a feedback control unit. A process control method can be realized.
第１図は、本発明を実施したプロセス系の概念
的構成図、第２図は、第１図のプロセス系の動作
説明図である。
１……フイードバツク制御ユニツト、２……フ
イードフオワード制御ユニツト、３……プロセ
ス。
FIG. 1 is a conceptual block diagram of a process system in which the present invention is implemented, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the process system shown in FIG. 1... Feedback control unit, 2... Feedback control unit, 3... Process.
Claims (1)
ドバツク制御とフイードフオワード制御の組合せ
によつて制御する場合に、外乱に応じてプロセス
に制御出力が与えられるたびに、その制御出力を
記憶し、次の回の外乱発生時にはこの記憶値をフ
イードフオワード制御信号として次の回のフイー
ドバツク制御信号に加算して制御出力としたこと
を特徴とするプロセス制御方法。1. When controlling a process in which disturbances occur repeatedly by a combination of feedback control and feedback control, each time a control output is given to the process in response to a disturbance, that control output is memorized and the next 1. A process control method characterized in that when a disturbance occurs for the first time, this stored value is added as a feedback control signal to the next time's feedback control signal to provide a control output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13817880A JPS5762406A (en) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | Process control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13817880A JPS5762406A (en) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | Process control system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5762406A JPS5762406A (en) | 1982-04-15 |
| JPS6144324B2 true JPS6144324B2 (en) | 1986-10-02 |
Family
ID=15215866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13817880A Granted JPS5762406A (en) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | Process control system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5762406A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112220A (en) * | 1986-10-30 | 1988-05-17 | Mazda Motor Corp | Transfer structure of four-wheel drive car |
| CN103560658A (en) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 哈尔滨工业大学 | Method for restraining periodic fluctuation of photovoltaic power generation system current in DC micro-grid |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2685169B2 (en) * | 1985-10-15 | 1997-12-03 | 松下電器産業株式会社 | Control device |
| JPS6289120A (en) * | 1985-10-15 | 1987-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Control device |
-
1980
- 1980-09-30 JP JP13817880A patent/JPS5762406A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112220A (en) * | 1986-10-30 | 1988-05-17 | Mazda Motor Corp | Transfer structure of four-wheel drive car |
| CN103560658A (en) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 哈尔滨工业大学 | Method for restraining periodic fluctuation of photovoltaic power generation system current in DC micro-grid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5762406A (en) | 1982-04-15 |
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