JPS6144324B2 - - Google Patents
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- Publication number
- 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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- JP
- Japan
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- feedback control
- disturbance
- control
- feedback
- control unit
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- Expired
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
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
Landscapes
- 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(1) したがつて、制御出力Ｍo（Ｓ）は次式で表わ
される。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- １ 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。
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 (ja) | 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 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112220A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-17 | Mazda Motor Corp | ４輪駆動車のトランスフア構造 |
| CN103560658A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 哈尔滨工业大学 | 直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动抑制方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2685169B2 (ja) * | 1985-10-15 | 1997-12-03 | 松下電器産業株式会社 | 制御装置 |
| JPS6289120A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 制御装置 |
-
1980
- 1980-09-30 JP JP13817880A patent/JPS5762406A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112220A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-17 | Mazda Motor Corp | ４輪駆動車のトランスフア構造 |
| CN103560658A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 哈尔滨工业大学 | 直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动抑制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5762406A (en) | 1982-04-15 |
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