JPH0610762B2 - Controller - Google Patents
ControllerInfo
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- JPH0610762B2 JPH0610762B2 JP61036558A JP3655886A JPH0610762B2 JP H0610762 B2 JPH0610762 B2 JP H0610762B2 JP 61036558 A JP61036558 A JP 61036558A JP 3655886 A JP3655886 A JP 3655886A JP H0610762 B2 JPH0610762 B2 JP H0610762B2
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- value
- waveform
- self
- control means
- damping
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、少なくとも比例(P)、積分(I)演算定数
を最適な値に自動的に調整する調節計に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a controller that automatically adjusts at least proportional (P) and integral (I) operation constants to optimum values.
(従来の技術) フィードバック制御に用いられるプロセス用PI調節計
において、PI演算定数の設定は、プロセス運転者ある
いは計装エンジニアの長年の知識と経験に基づいて手動
によって行なわれているのが現状である。しかしなが
ら、手動設定によるものは、プロセスのスタートアップ
時、負荷変動時、予期しない外乱混入時、あるいは非線
形ゲイン特性を持つ系等の状況の下では、一時的あるい
は定常的にプロセス運転の乱れを生じ、状況によっては
経済的損失を及ぼすことがあった。(Prior Art) In the process PI controller used for feedback control, the PI calculation constant is currently set manually based on the long-term knowledge and experience of the process driver or instrumentation engineer. is there. However, the manual setting causes temporary or steady process disturbances during process startup, load fluctuations, unexpected disturbances, or systems with nonlinear gain characteristics. In some circumstances, it may have caused economic losses.
そこで、PI演算定数をセルフチューニングするように
した調節計が提案されている。これまで提案されている
セルフチューニング調節計は、補助コントローラを主コ
ントローラに対して並列的に接続し、補助コントローラ
のゲインをあげ、振動を起させ、その振幅,周波数か
ら、Ziegler,Nicholsによる所謂Z・N限界感度法に基
づいてPI定数を同定するもの(昭和45年計測自動制御
学会論文集Vol6.No.6.P55〜P60限界感度法を利用し
た適応制御系の研究,北森俊行)、オン,オフ発生器を
使用してリミットサイクルを発生させ、その振幅等から
最適なPI演算定数を同定するようにしたもの(昭和48
年計測自動制御学会第12回学術講演会予稿集P617〜P624
PID自動設定形アダプティブ・コントローラ須見,福
田)等がある。また、出願人は、先に、特願昭60-24845
1号にて、プロセスに外乱を与えることなく、ランダム
に発生する外乱等による制御量の変化をみて、最適の応
答となるようにPI演算定数を調整するセルフチューニ
ング調節計を提案している。Therefore, a controller in which the PI operation constant is self-tuned has been proposed. The self-tuning controllers that have been proposed so far have an auxiliary controller connected in parallel with the main controller, increase the gain of the auxiliary controller, cause vibration, and from the amplitude and frequency, the so-called Z by Ziegler, Nichols. -Identification of PI constants based on N-limit sensitivity method (1965, Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers Vol. 6, No. 6. P55-P60 Adaptive control system using limit sensitivity method, Toshiyuki Kitamori), ON , The off-generator is used to generate a limit cycle, and the optimum PI operation constant is identified from its amplitude (Showa 48
Proceedings of the 12th Academic Lecture Meeting of the Society of Instrument and Control Engineers P617-P624
PID automatic setting type adaptive controller Sumi, Fukuda) etc. In addition, the applicant previously filed Japanese Patent Application No. 60-24845.
No. 1 proposes a self-tuning controller that adjusts the PI operation constant so as to obtain an optimum response by observing changes in the control amount due to disturbances that occur randomly without giving disturbances to the process.
(発明が解決しようとする問題点) ところで、これらのセルフチューニング調節計は、いず
れのものも自動運転の下で、セルフチューニングが行な
えるようになっている。それ故に、例えば、pH値を制御
するようなプロセスにおいて、pHセンサーを定期的に洗
浄するため、あるいはバッチ・オフの場合等、自動運転
を中断すると、一時的にプロセスが乱れることがあり、
セルフチューニングをすることがかえって制御性を悪化
させるという問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, any of these self-tuning controllers can perform self-tuning under automatic operation. Therefore, for example, in a process such as controlling a pH value, when the pH sensor is regularly cleaned, or when the automatic operation is interrupted in the case of batch off, the process may be temporarily disturbed,
However, there is a problem that self-tuning rather deteriorates controllability.
本考案は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、自動運転の中断が発生した場合、セルフチ
ューニングの制御動作を停止するようにした調節計を実
現しようとするものである。The present invention has been made in view of these problems,
The purpose is to realize a controller that stops the control operation of self-tuning when the interruption of the automatic operation occurs.
(問題点を解決するための手段) 前記した問題点を解決する本発明は、 少なくとも比例,積分演算を行うPI制御手段と、 制御量の変化をみてこの制御量が最適の応答となるよう
に前記PI制御手段におけるPI演算定数を調整するセ
ルフチューニング制御手段と、 この調節計による自動運転の中断を検出する検出手段と
を設け、 前記セルフチューニング制御手段は、 プロセス量またはプロセス量と設定値との偏差信号の波
形を観測し当該信号が所定の値以上となった場合その波
形パターンのピーク情報(E1,E2,E3)及び当該
ピークが発生する時刻情報(t1,t2,t3)に基づ
いてオーバーシュート量OVS(=−E2/E1)、ダ
ンピング値DMP{=(E3−E2)/(E1−E
2)}及び振動周期Tp(=t3−t1)を求める波形
観測手段と、 前記プロセスの制御性の目標となる少なくともオーバー
シュート量とダンピング値とを設定する目標設定手段
と、 前記波形観測手段から得られたオーバーシュート量(O
VS)、ダンピング値(DMP)及び振動周期(TP)
と、前記目標設定手段で設定された目標値とをそれぞれ
入力し、前記PI制御手段に設定するパラメータを演算
するパラメータ演算手段とを備え、 前記パラメータ演算手段は、 前記波形観測手段で得られたダンピング値(DMP)が
所定の値より大きいか否かによって2つの区分に区分け
すると共に、この区分の一方を更に前記PI制御手段に
設定されている積分定数(TI)と波形観測手段で得ら
れた振動周期(TP)との比R(=TI/TP)の大き
さによって複数の演算区分に区分けし、 前記各区分毎に前記目標設定手段から与えられたオーバ
シュートの目標値と波形観測手段で得られたオーバシュ
ート量との間の差で示される誤差オーバーシュート量
(Eovr),前記目標設定手段から与えられたダンピ
ング値の目標値と波形観測手段で得られたダンピング値
との間の差で示される誤差ダンピング値(Edmp),
前記積分時間(TI)と振動周期(TP)との比(R)
の少なくとも一つを用いた異なる演算式を適用して、少
なくとも比例、積分定数を演算するものであり、 前記セルフチューニング制御手段は、前記検出手段が自
動運転の中断を検出した際にセルフチューニング動作を
停止することを特徴とする調節計である。(Means for Solving Problems) According to the present invention for solving the above-mentioned problems, at least PI control means for performing proportional and integral operations and a change in the control amount are checked so that the control amount has an optimum response. Self-tuning control means for adjusting the PI calculation constant in the PI control means and detection means for detecting interruption of automatic operation by the controller are provided, and the self-tuning control means includes a process amount or a process amount and a set value. When the waveform of the deviation signal of is observed and the signal becomes a predetermined value or more, based on the peak information (E1, E2, E3) of the waveform pattern and the time information (t1, t2, t3) at which the peak occurs, Overshoot amount OVS (= -E2 / E1), damping value DMP {= (E3-E2) / (E1-E)
2)} and a vibration period Tp (= t3−t1), a waveform observing unit, a target setting unit that sets at least an overshoot amount and a damping value that are targets of controllability of the process, and the waveform observing unit. The amount of overshoot (O
VS), damping value (DMP) and vibration period (TP)
And a target value set by the target setting means, respectively, and a parameter calculating means for calculating a parameter to be set in the PI control means, wherein the parameter calculating means is obtained by the waveform observing means. According to whether the damping value (DMP) is larger than a predetermined value or not, it is divided into two sections, and one of the sections is further obtained by the integral constant (TI) set in the PI control means and the waveform observing means. It is divided into a plurality of calculation sections according to the magnitude of the ratio R (= TI / TP) to the vibration period (TP), and the target value of the overshoot given from the target setting section and the waveform observing section for each section. The error overshoot amount (Eovr) indicated by the difference between the overshoot amount obtained in step 1, the target value of the damping value given from the target setting means, and the waveform view. Error damping value indicated by the difference between the damping values obtained by means (EDMP),
Ratio (R) of the integration time (TI) and the vibration period (TP)
Is used to calculate at least proportional and integral constants, and the self-tuning control means is configured to perform self-tuning operation when the detection means detects interruption of automatic operation. It is a controller characterized by stopping.
(実施例) 第1図は、本発明に係る装置の一例を示す機能ブロック
図である。図において、1はプロセス対象を示すブロッ
クで、運転対象によってその動特性が変化するものとす
る。2は設定値SVとプロセス1からのプロセス量PV
との偏差εを入力信号とするPI制御ブロックで、PI
演算定数は、破線で囲んだセルフチューニングブロック
3からの信号によって自動設定される。このPI制御ブ
ロック2からの出力信号MVは、プロセス1に印加され
る。(Example) FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of an apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a block showing a process target, and its dynamic characteristics are assumed to change depending on the driving target. 2 is set value SV and process amount PV from process 1
In the PI control block whose input signal is the deviation ε from
The arithmetic constant is automatically set by a signal from the self-tuning block 3 surrounded by a broken line. The output signal MV from the PI control block 2 is applied to the process 1.
セルフチューニングブロック3において、31は設定値S
V,プロセス量PVをそれぞれ入力し、SVとPVの偏
差信号εの波形観測を行なう波形観測手段で、偏差信号
εのオーバーシュート量OVS,ダンピング値DMP,
振動周期Tpを求める機能を有している。32は制御性の
目標となる目標値を設定する目標設定手段で、ここには
少なくともプロセス1における理想的なオーバーシュー
ト量OVSと、ダンピング値DMPとが設定される。33
はPI演算定数を演算によって求めるパラメータ演算手
段で、波形観測手段31から得られるオーバーシュート量
とダンピング値とが、目標設定手段32で設定された目標
値に近づくようにPI演算手段を演算する。これらの各
手段31,32,33は、いずれも調節計内に搭載されたマイク
ロコンピュータによるプログラムによって実現されるも
のとする。4は調節計による自動運転の中断を検出する
検出手段で、例えばpHセンサーの洗浄を指示する信号、
バッチオフを指示する信号等(リレー等の接点入力,電
圧レベル信号等)を入力するディジタル入力回路で構成
されている。この検出手段4からの信号は、セルフチュ
ーニングブロック3に印加され、ここでのセルフチュー
ニングの動作,停止を指示する。In the self-tuning block 3, 31 is the set value S
V and process amount PV are input respectively, and the waveform observing means for observing the waveform of the deviation signal ε of SV and PV is used by the waveform observing means OVS of the deviation signal ε, the damping value DMP,
It has a function of obtaining the vibration cycle Tp. Reference numeral 32 is a target setting means for setting a target value which is a target of controllability, and at least an ideal overshoot amount OVS in the process 1 and a damping value DMP are set therein. 33
Is a parameter calculation means for calculating a PI calculation constant, and calculates the PI calculation means so that the overshoot amount and the damping value obtained from the waveform observing means 31 approach the target value set by the target setting means 32. Each of these means 31, 32, 33 is realized by a program by a microcomputer installed in the controller. 4 is a detection means for detecting the interruption of the automatic operation by the controller, for example, a signal instructing the washing of the pH sensor,
It is composed of a digital input circuit for inputting a signal for instructing batch off (contact input of relay, voltage level signal, etc.). The signal from the detecting means 4 is applied to the self-tuning block 3 to instruct the self-tuning operation or stop here.
このように構成した装置の動作を次に説明する。The operation of the device configured as described above will be described below.
第2図は波形観測手段31における波形観測手法の説明図
である。波形観測手段31は、はじめに、設定値SVとプ
ロセス量PVの偏差εを求め、この偏差εが、予じめ目
標設定手段32に設定した所定の値ΔEより大きくなった
時、波形観測を開始する。いま、この偏差εが図示する
ように時間とともに変化するものとすれば、この偏差ε
がΔEより大きくなった時点より波形観測を始め、波形
のピーク値E1,E2,E3を検出するとともに、この
ピーク値になるまでの時間t1,t2,t3を測定す
る。これらの値を用いて、オーバーシュート量OVS,
ダンピング値DMP,振動周期Tpを次の演算式によっ
て求め、演算結果をパラメータ演算手段33に与える。FIG. 2 is an explanatory diagram of a waveform observation method in the waveform observation means 31. The waveform observing means 31 first obtains a deviation ε between the set value SV and the process amount PV, and when the deviation ε becomes larger than a predetermined value ΔE set in the preliminary target setting means 32, the waveform observation is started. To do. Assuming that this deviation ε changes with time as shown in the figure, this deviation ε
The waveform observation is started at a time when is larger than ΔE, the peak values E1, E2, E3 of the waveform are detected, and the times t1, t2, t3 until the peak values are reached are measured. Using these values, the overshoot amount OVS,
The damping value DMP and the vibration period Tp are obtained by the following arithmetic expression, and the arithmetic result is given to the parameter arithmetic means 33.
なお、第2図の例では、波形観測手段31で観測する波
形のパターンとして、0レベルを中心として振動する場
合を示しているが、ある値(例えば設定値)を中心とし
て変動する場合もあり、観測波形のピーク情報E1〜E
3は、以下の計算ではその絶対値を用いることとなる。
また、波形観測手段31は、観測波形の各ピーク値を検
出するものであるが、波形の観測を開始後所定の時間経
過しても、ピークが検出されない場合(例えば非振動系
の場合)、所定の時間経過した時点での値を、ピーク値
E1として取り込んだり、また、第2番目,第3番目に
相当するピーク値E2,E3は、0として扱うなどの設
計上の処理が行われるものとする。In the example of FIG. 2, the pattern of the waveform observed by the waveform observing means 31 oscillates around the 0 level, but it may fluctuate around a certain value (for example, a set value). , Observation waveform peak information E1 to E
3 will use the absolute value in the following calculation.
Further, the waveform observing means 31 detects each peak value of the observed waveform, but if no peak is detected even after a predetermined time has elapsed after starting the observation of the waveform (for example, in the case of a non-oscillating system), The value at the time when a predetermined time has elapsed is taken in as the peak value E1, and the peak values E2 and E3 corresponding to the second and third peaks are treated as 0. And
ここで、オーバーシュート量OVSやダンピング値DM
Pを、以下の演算式によって定義することの意義は、波
形のピーク値情報E1,E2,E3だけで、それらの値
が得られるという点である。Here, the overshoot amount OVS and the damping value DM
The significance of defining P by the following arithmetic expression is that those values can be obtained only by the peak value information E1, E2, E3 of the waveform.
Tp=t3−t1 パラメータ演算手段33は、波形観測手段31によって得ら
れた演算結果に基づいて、PI制御ブロック2に設定さ
れている現在の比例定数,積分定数が、目標設定手段32
で設定されているオーバーシュート量とダンピング値と
を実現するための目標となる比例定数,積分定数に対し
て、どんな関係にあるかを認識し、それぞれの関係によ
って決まるいくつかの区分に応じて、それぞれ異なった
演算式を適用し、少なくとも新しい比例定数と積分定数
(現在値からの変更量)を演算する。このようにして得
られた新しい比例定数と積分定数は、PI制御ブロック
2に再設定され、PI制御ブロック2は、次に、この新
しく設定された定数に基づいてPI演算を行ない、操作
信号をプロセス1に出力する。 The Tp = t3−t1 parameter calculation means 33 uses the target setting means 32 to calculate the current proportional constant and integration constant set in the PI control block 2 based on the calculation result obtained by the waveform observing means 31.
Recognize the relationship between the proportional constant and the integral constant, which are the targets for realizing the overshoot amount and damping value set in, and according to some categories determined by each relationship. , And apply different arithmetic expressions to calculate at least a new proportional constant and integral constant (change amount from the current value). The new proportional constant and integral constant thus obtained are reset in the PI control block 2, and the PI control block 2 then performs PI calculation based on the newly set constant and outputs the operation signal. Output to process 1.
第3図は、パラメータ演算手段33の動作の一例を示すフ
ローチャートである。ここでは4つの区分を決めたもの
を例示する。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the parameter calculation means 33. Here, an example in which four divisions are determined is illustrated.
はじめに、波形観測手段31で得られたダンピング値DM
Pが「0」より小さいか判断する(ステップ1)。これ
によって、PI制御ブロック2に現在設定されている
P,I定数が後述するA区分にあるかどうか判断する。
すなわち、ダンピング値DMPが「0」より小さい場
合、非振動的な応答特性を示しており、現在のP,I演
算定数による制御性はA区分にあるものと判断し、目標
設定手段32に設定した目標値に近ずくようにP,I演算
定数を変更する演算を行なう(ステップ2)。ダンピン
グ値DMP≧0の場合(ステップ1で“No”の場合)、
(積算演算定数TI)/(振動周期TP)の値Rを演算
し(ステップ3)、この値Rの大きさを判断する(ステ
ップ4)、すなわち、R<0.2であれば、現在設定され
ているPI演算定数は、B区分にあるものと判断し、ス
テップ5に移る。また、0.2≦R≦0.4であれば、C区分
にあるものと判断し、ステップ6に、R>0.4であれ
ば、D区分にあるものと判断し、ステップ7にそれぞれ
移る。このように、ダンピング値,振動周期,Rの大き
さによって、A,B,C,Dの4区分に分けたのは、こ
れまでの経験則に基づくもので、各区分の概念と、各区
分における演算式を第4図に示す。第4図において、横
軸はRの値である縦軸は、ダンピング値DMPをとって
ある。この図でハッチングを施した付近(ダンピング値
DMP=0.2,R=0.2付近)が目標値となる領域で、各
区分ごとに示してある比例演算定数PB,積分演算定数
Tiを求めるための所定の演算を行なうことによって、
どの区分からも制御性が目標値に向かうような、P演算
定数,I演算定数が求められる。なお、本発明は、微分
(D)演算をも含む調節計にも同様に適用できるもので
あって、第4図には、微分演算定数Tdを得るための演
算式についても参考までに示してある。First, the damping value DM obtained by the waveform observation means 31
It is determined whether P is smaller than "0" (step 1). As a result, it is determined whether the P and I constants currently set in the PI control block 2 are in the A section described later.
That is, when the damping value DMP is smaller than “0”, it shows a non-oscillating response characteristic, and it is determined that the current controllability by the P and I operation constants is in the A category, and is set in the target setting means 32. A calculation for changing the P and I calculation constants is performed so as to approach the target value (step 2). If the damping value DMP ≧ 0 (if “No” in step 1),
The value R of (cumulative calculation constant T I ) / (vibration period T P ) is calculated (step 3), and the magnitude of this value R is judged (step 4), that is, if R <0.2, the current setting is made. It is determined that the PI calculation constants that are stored are in the B category, and the process proceeds to step 5. If 0.2 ≦ R ≦ 0.4, it is determined to be in the C category, and if R> 0.4, it is determined to be in the D category, and the process proceeds to step 7. In this way, according to the damping value, the vibration period, and the size of R, the four divisions of A, B, C, and D are based on the empirical rule so far. The arithmetic expression in is shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis is the value of R and the vertical axis is the damping value DMP. In the area where the target values are in the hatched area (near the damping value DMP = 0.2, R = 0.2) in this figure, the predetermined values for obtaining the proportional operation constant PB and the integral operation constant Ti shown for each section are set. By performing the calculation,
The P operation constant and the I operation constant are obtained from any of the sections so that the controllability approaches the target value. Note that the present invention can be similarly applied to a controller including a differential (D) operation, and FIG. 4 also shows, for reference, an arithmetic expression for obtaining a differential operation constant Td. is there.
第4図に示す各演算式において、PB1,PB2は今回,次回
の比例演算定数,Ti1,Ti2は今回,次回の積分演算定数
(積分時間)、Eovrは誤差オーバーシュート、Edmpは誤
差ダンピングである。In each equation shown in FIG. 4, PB1 and PB2 are the current and next proportional computation constants, Ti1 and Ti2 are the current and next integral computation constants (integration time), Eovr is the error overshoot, and Edmp is the error damping. .
ここで、誤差オーバシュートEovrは、波形観測手段
31から与えられるオーバシュート量OVSと、目標設
定手段32に設定されている理想的なオーバシュート量
OVSとの差であり、誤差ダンピングEdmpは、波形
観測手段31から与えられるダンピング値DMPと、目
標設定手段32に設定されている理想的なダンピング値
DMPとの差であり、いずれも観測波形のパターンが理
想的な応答を示していれば、これらの各誤差値Eov
r,Edmpは共に0となる。Here, the error overshoot Eovr is the difference between the overshoot amount OVS given from the waveform observing means 31 and the ideal overshoot amount OVS set in the target setting means 32, and the error damping Edmp is the waveform. It is the difference between the damping value DMP given from the observing means 31 and the ideal damping value DMP set in the target setting means 32. If the observed waveform pattern shows an ideal response, these are the differences. Each error value Eov
Both r and Edmp are zero.
区分Aにおける(1A)式,(2A)式は、ステップ2
において適用され、比例演算定数PB2,積分演算定数Ti2
は、誤差ダンピングEdmp,誤差オーバーシュートEovrの
値に応じてそれぞれ今回の定数よりいずれも増大するよ
うな値が求められる。Edmp,Eovrが0であれば、PB2,Ti
2は、今回のPB1,Ti1と同じ値となる。The formulas (1A) and (2A) in the category A are the same as the step 2
Applied in, proportional calculation constant PB2, integral calculation constant Ti2
Is required to be a value that increases from the current constant according to the values of the error damping Edmp and the error overshoot Eovr. If Edmp and Eovr are 0, PB2 and Ti
2 is the same value as PB1 and Ti1 this time.
区分Bにおける(1B)式,(2B)式は、ステップ5
において適用され、比例演算定数PB2,積分演算定数Ti2
は、R/0.2(ここではRは0.2より小さい)の割合でそ
れぞれ今回の定数より減少するような値が求められる。The equations (1B) and (2B) in the section B are the same as those in step 5
Applied in, proportional calculation constant PB2, integral calculation constant Ti2
Are required to be values that decrease from the current constant at a ratio of R / 0.2 (here, R is smaller than 0.2).
以下、同じように、区分Cにおける(1C)式,(2
C)式は、ステップ6において適用され、区分Dにおけ
る(1D)式,(2D)式は、ステップ7において適用
される。Hereinafter, similarly, in the same way, the formula (1C) in the section C, (2
The equation (C) is applied in step 6, and the equations (1D) and (2D) in the section D are applied in step 7.
ステップ8では、ステップ2,5,6,7のいずれかに
おいて得られた比例演算定数,積分演算定数を、PI制
御ブロックに再設定する。In step 8, the proportional operation constant and the integral operation constant obtained in any of steps 2, 5, 6 and 7 are reset in the PI control block.
以上のような動作によって、PI制御ブロック2には、
そこに設定されている比例演算定数,積分演算定数がど
のような値であっても、最終的に制御性が最適な目標値
になるように自動的に調整されることになる。By the above operation, the PI control block 2
Whatever value the proportional calculation constant and integral calculation constant are set to, the controllability will be automatically adjusted so as to finally reach the optimum target value.
ここで、検出手段4が調節計の自動運転の中断を検出す
ると、セルフチューニングブロック3にその旨を示す信
号を出力する。セルフチューニングブロック3は、この
信号を受けると、セルフチューニングの動作を停止す
る。これによって、一時的にプロセスが乱れても、その
後のセルフチューニング動作に影響のないようにしてい
る。Here, when the detecting means 4 detects the interruption of the automatic operation of the controller, it outputs a signal to that effect to the self-tuning block 3. Upon receiving this signal, the self-tuning block 3 stops the self-tuning operation. As a result, even if the process is temporarily disturbed, it does not affect the subsequent self-tuning operation.
第5図は、本発明装置の他の例を示す機能ブロック図で
ある。この実施例においては、セルフチューニングブロ
ック3と、PI制御ブロック2との間に、パラメータ演
算ブロック3からの制御出力をオフとするスイッチSW
を設けるとともに、検出手段4からの信号及び外部設定
スイッチSWUからの信号によってスイッチSWを駆動
するようにしたものである。これによって、自動運転状
態のままで、スイッチSWUの操作により、外部よりセ
ルフチューニングの動作を停止させることができる。FIG. 5 is a functional block diagram showing another example of the device of the present invention. In this embodiment, a switch SW for turning off the control output from the parameter calculation block 3 is provided between the self-tuning block 3 and the PI control block 2.
And the switch SW is driven by a signal from the detecting means 4 and a signal from the external setting switch SWU. As a result, the self-tuning operation can be stopped from the outside by operating the switch SWU in the automatic operation state.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、セルフチューニ
ングの動作,停止をプロセスの自動運転の状況,中断等
に応じて自動的に行なえるセルフチューニング調節計が
実現できる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to realize a self-tuning controller capable of automatically performing a self-tuning operation and a stop according to the status of automatic operation of a process, interruption, and the like.
また、本発明によれば、セルフチューニング制御手段と
して、特に、プロセス量又はプロセス量と設定値との偏
差信号を観測していて、この偏差信号が所定値以上とな
った場合に、オーバーシュート量,ダンピング値および
振動周期を求める波形観測手段を備える構成としたもの
で、プロセスに外乱を与えることがない。また、セルフ
チューニング制御手段の中の波形観測手段は、偏差信号
が所定値を越えたときにだけ、オーバーシュート量,ダ
ンピング値および振動周期を求めるための計算を行えば
よいので、セルフチューニング制御手段での負担を軽減
させることができる。Further, according to the present invention, as the self-tuning control means, in particular, the process amount or the deviation signal between the process amount and the set value is observed, and when the deviation signal becomes a predetermined value or more, the overshoot amount , The structure is provided with a waveform observing means for obtaining a damping value and a vibration period, and no disturbance is given to the process. Further, since the waveform observing means in the self-tuning control means may perform the calculation for obtaining the overshoot amount, the damping value and the vibration period only when the deviation signal exceeds the predetermined value, the self-tuning control means It is possible to reduce the burden on.
第1図は本発明に係る装置の一例を示す機能ブロック
図、第2図は波形観測手段における波形観測手法の説明
図、第3図はパラメータ演算手段の動作の一例を示すフ
ローチャート、第4図はパラメータ演算手段において定
められる各区分の概念図、第5図は本発明装置の他の例
を示す機能ブロック図である。 1…プロセス、2…PI制御ブロック、3…パラメータ
演算ブロック、4…検出手段、31…波形観測手段、32…
目標設定手段、33…パラメータ演算手段。FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of an apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of a waveform observing method in a waveform observing means, FIG. 3 is a flow chart showing an example of operation of a parameter calculating means, and FIG. Is a conceptual diagram of each section defined by the parameter calculation means, and FIG. 5 is a functional block diagram showing another example of the device of the present invention. 1 ... Process, 2 ... PI control block, 3 ... Parameter calculation block, 4 ... Detection means, 31 ... Waveform observation means, 32 ...
Target setting means, 33 ... Parameter calculating means.
Claims (1)
手段と、 制御量の変化をみてこの制御量が最適の応答となるよう
に前記PI制御手段におけるPI演算定数を調整するセ
ルフチューニング制御手段と、 この調節計による自動運転の中断を検出する検出手段と
を設け、 前記セルフチューニング制御手段は、 プロセス量またはプロセス量と設定値との偏差信号の波
形を観測し当該信号が所定の値以上となった場合その波
形パターンのピーク情報(E1,E2,E3)及び当該
ピークが発生する時刻情報(t1,t2,t3)に基づ
いてオーバーシュート量OVS(=−E2/E1)、ダ
ンピング値DMP{=(E3−E2)/(E1−E
2)}及び振動周期Tp(=t3−t1)を求める波形
観測手段と、 前記プロセスの制御性の目標となる少なくともオーバー
シュート量とダンピング値とを設定する目標設定手段
と、 前記波形観測手段から得られたオーバーシュート量(O
VS)、ダンピング値(DMP)及び振動周期(TP)
と、前記目標設定手段で設定された目標値とをそれぞれ
入力し、前記PI制御手段に設定するパラメータを演算
するパラメータ演算手段とを備え、 前記パラメータ演算手段は、 前記波形観測手段で得られたダンピング値(DMP)が
所定の値より大きいか否かによって2つの区分に区分け
すると共に、この区分の一方を更に前記PI制御手段に
設定されている積分定数(TI)と波形観測手段で得ら
れた振動周期(TP)との比R(=TI/TP)の大き
さによって複数の演算区分に区分けし、 前記各区分毎に前記目標設定手段から与えられたオーバ
シュートの目標値と波形観測手段で得られたオーバシュ
ート量との間の差で示される誤差オーバーシュート量
(Eovr),前記目標設定手段から与えられたダンピ
ング値の目標値と波形観測手段で得られたダンピング値
との間の差で示される誤差ダンピング値(Edmp),
前記積分時間(TI)と振動周期(TP)との比(R)
の少なくとも一つを用いた異なる演算式を適用して、少
なくとも比例、積分定数を演算するものであり、 前記セルフチューニング制御手段は、前記検出手段が自
動運転の中断を検出した際にセルフチューニング動作を
停止することを特徴とする調節計。1. A PI control means for performing at least proportional and integral calculations, and a self-tuning control means for adjusting a PI calculation constant in the PI control means so that the control quantity has an optimum response by observing a change in the control quantity. The controller is provided with detection means for detecting interruption of automatic operation, and the self-tuning control means observes a waveform of a process amount or a deviation signal between the process amount and a set value, and the signal is a predetermined value or more. When it becomes, the overshoot amount OVS (= -E2 / E1) and the damping value DMP {based on the peak information (E1, E2, E3) of the waveform pattern and the time information (t1, t2, t3) when the peak occurs. = (E3-E2) / (E1-E
2)} and a vibration period Tp (= t3−t1), a waveform observing unit, a target setting unit that sets at least an overshoot amount and a damping value that are targets of controllability of the process, and the waveform observing unit. The amount of overshoot (O
VS), damping value (DMP) and vibration period (TP)
And a target value set by the target setting means, respectively, and a parameter calculating means for calculating a parameter to be set in the PI control means, wherein the parameter calculating means is obtained by the waveform observing means. According to whether the damping value (DMP) is larger than a predetermined value or not, it is divided into two sections, and one of the sections is further obtained by the integral constant (TI) set in the PI control means and the waveform observing means. It is divided into a plurality of calculation sections according to the magnitude of the ratio R (= TI / TP) to the vibration period (TP), and the target value of the overshoot given from the target setting section and the waveform observing section for each section. The error overshoot amount (Eovr) indicated by the difference between the overshoot amount obtained in step 1, the target value of the damping value given from the target setting means, and the waveform view. Error damping value indicated by the difference between the damping values obtained by means (EDMP),
Ratio (R) of the integration time (TI) and the vibration period (TP)
At least proportional and integral constants are applied by applying different arithmetic expressions using at least one of the self-tuning control means and the self-tuning control means, when the detection means detects interruption of automatic operation, self-tuning operation is performed. A controller that is characterized by stopping.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036558A JPH0610762B2 (en) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | Controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036558A JPH0610762B2 (en) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | Controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62194504A JPS62194504A (en) | 1987-08-27 |
| JPH0610762B2 true JPH0610762B2 (en) | 1994-02-09 |
Family
ID=12473083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61036558A Expired - Lifetime JPH0610762B2 (en) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | Controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610762B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108696210B (en) * | 2018-05-21 | 2021-07-13 | 东南大学 | Parameter self-tuning method of DC motor current loop controller based on parameter identification |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5866107A (en) * | 1981-10-15 | 1983-04-20 | Toshiba Corp | process control equipment |
| JPS6024602A (en) * | 1983-07-21 | 1985-02-07 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | Model norm adaptive system |
-
1986
- 1986-02-21 JP JP61036558A patent/JPH0610762B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62194504A (en) | 1987-08-27 |
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