JPH0679243B2 - 調節計 - Google Patents
調節計Info
- Publication number
- JPH0679243B2 JPH0679243B2 JP14419886A JP14419886A JPH0679243B2 JP H0679243 B2 JPH0679243 B2 JP H0679243B2 JP 14419886 A JP14419886 A JP 14419886A JP 14419886 A JP14419886 A JP 14419886A JP H0679243 B2 JPH0679243 B2 JP H0679243B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- set value
- value signal
- processing means
- pseudo
- startup
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
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セルフチューニング機能
を有した調節計に関し、更に詳しくは、スタートアップ
時において、オペレータの操作を軽減するスタートアッ
プ処理手段を有する調節計に関するものである。
を最適な値に自動的に調整するセルフチューニング機能
を有した調節計に関し、更に詳しくは、スタートアップ
時において、オペレータの操作を軽減するスタートアッ
プ処理手段を有する調節計に関するものである。
（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。
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。
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定数を決定するもの（昭和45年計測自動制御学会論
文集Vol6.No.6P55〜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
算定数を決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60−248451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。
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定数を決定するもの（昭和45年計測自動制御学会論
文集Vol6.No.6P55〜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
算定数を決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60−248451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。
（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
れもスタートアップ時において、プロセスからの信号が
無い状態でオペレータがPI演算定数を定め、制御量の変
化等を見ながらオペレータの経験、あるいは試行錯誤に
よってPI演算定数を変えて最適な値になるように設定す
るようにしている。このため、最適なPI演算定数に設定
されるまで、長時間を要する。このことは、複数個の制
御ループを一度に立上げる場合等において特に問題とな
る。
れもスタートアップ時において、プロセスからの信号が
無い状態でオペレータがPI演算定数を定め、制御量の変
化等を見ながらオペレータの経験、あるいは試行錯誤に
よってPI演算定数を変えて最適な値になるように設定す
るようにしている。このため、最適なPI演算定数に設定
されるまで、長時間を要する。このことは、複数個の制
御ループを一度に立上げる場合等において特に問題とな
る。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、スタートアップ処理手段を設けることによ
り、スタートアップ時において、短時間で適なPI演算定
数を自動的に求め、自動的に最適なPI演算定数による自
動制御状態に移行する調節計を実現しようとするもので
ある。
その目的は、スタートアップ処理手段を設けることによ
り、スタートアップ時において、短時間で適なPI演算定
数を自動的に求め、自動的に最適なPI演算定数による自
動制御状態に移行する調節計を実現しようとするもので
ある。
（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、プロセスよりのプ
ロセス量と設定値信号に少なくとも比例，積分演算を行
ない、得られた操作量を前記プロセスに出力するPI制御
手段と、プロセス量と設定値信号を入力しプロセス量の
過渡応答に応じて前記PI制御手段に設定されている比例
定数，積分定数を最適値に設定する適応制御処理手段
と、スタートアップ時において設定値信号を入力し当該
設定値より小さい範囲内でステップ状に変化する疑似設
定値信号を出力するスタートアップ処理手段とを備え、
前記適応制御処理手段及びPI制御手段はスタートアップ
時において、前記スタートアップ処理手段からの疑似設
定値信号を入力して稼動し、最適制御処理手段はその時
のプロセス量の過渡応答を観測しPI制御手段におけるPI
演算定数を徐々に設定，変更し、疑似設定信号が設定値
信号になり、プロセス量が望ましい過渡応答を示すよう
になった時点でスタートアップモードを解除し、適応制
御処理手段及びPI制御手段に設定値信号を入力するよう
にしたものである。
ロセス量と設定値信号に少なくとも比例，積分演算を行
ない、得られた操作量を前記プロセスに出力するPI制御
手段と、プロセス量と設定値信号を入力しプロセス量の
過渡応答に応じて前記PI制御手段に設定されている比例
定数，積分定数を最適値に設定する適応制御処理手段
と、スタートアップ時において設定値信号を入力し当該
設定値より小さい範囲内でステップ状に変化する疑似設
定値信号を出力するスタートアップ処理手段とを備え、
前記適応制御処理手段及びPI制御手段はスタートアップ
時において、前記スタートアップ処理手段からの疑似設
定値信号を入力して稼動し、最適制御処理手段はその時
のプロセス量の過渡応答を観測しPI制御手段におけるPI
演算定数を徐々に設定，変更し、疑似設定信号が設定値
信号になり、プロセス量が望ましい過渡応答を示すよう
になった時点でスタートアップモードを解除し、適応制
御処理手段及びPI制御手段に設定値信号を入力するよう
にしたものである。
（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はスタートアップ時において機能するスタートア
ップ処理手段、３はこのスタートアップ処理手段２から
出力される設定値SVと、プロセス１からのプロセス量PV
との偏差εを入力するPI制御手段で、偏差信号εに少な
くともP,I演算を行ない、得られた操作量MVをプロセス
１に出力する。４はプロセス１からのプロセス量PV,ス
タートアップ処理手段２からの設定値SV及び必要に応じ
てプロセス１への操作量MVを入力、プロセス量PVの変化
等に応じて、PI制御手段３に設定されているＰ演算定
数,I演算定数を最適値に設定する適応制御処理手段であ
る。
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はスタートアップ時において機能するスタートア
ップ処理手段、３はこのスタートアップ処理手段２から
出力される設定値SVと、プロセス１からのプロセス量PV
との偏差εを入力するPI制御手段で、偏差信号εに少な
くともP,I演算を行ない、得られた操作量MVをプロセス
１に出力する。４はプロセス１からのプロセス量PV,ス
タートアップ処理手段２からの設定値SV及び必要に応じ
てプロセス１への操作量MVを入力、プロセス量PVの変化
等に応じて、PI制御手段３に設定されているＰ演算定
数,I演算定数を最適値に設定する適応制御処理手段であ
る。
スタートアップ処理手段２において、21は設定値信号SV
を入力し、この設定値信号SVより小さい範囲でステップ
状に変化する疑似設定値信号SVDを出力する設定値変更
部、SW1は接点a,bを有する第１のスイッチで、設定値信
号SVと、疑似設定値信号SVDとを選択して、適応制御処
理手段４に与える。SW2は、第１のスイッチSW1と同期し
て駆動される第２のスイッチで、接点a,bを有し、設定
値信号SVと、疑似設定値信号SVDとを選択し、PI制御手
段３に与える。この第1,第２のスイッチSW1,SW2は、ス
タートアップモードスイッチを構成しており、スタート
アップモード状態で、接点ｂ側に、通常のPI制御中（ス
タートアップ以外）は接点ａ側に接続される。
を入力し、この設定値信号SVより小さい範囲でステップ
状に変化する疑似設定値信号SVDを出力する設定値変更
部、SW1は接点a,bを有する第１のスイッチで、設定値信
号SVと、疑似設定値信号SVDとを選択して、適応制御処
理手段４に与える。SW2は、第１のスイッチSW1と同期し
て駆動される第２のスイッチで、接点a,bを有し、設定
値信号SVと、疑似設定値信号SVDとを選択し、PI制御手
段３に与える。この第1,第２のスイッチSW1,SW2は、ス
タートアップモードスイッチを構成しており、スタート
アップモード状態で、接点ｂ側に、通常のPI制御中（ス
タートアップ以外）は接点ａ側に接続される。
このように構成した装置の動作を、次に第２図のタイム
チャートを参照しながら説明する。
チャートを参照しながら説明する。
まず、はじめに、オペレータは電源を投入後、スタート
アップモード開始の操作を行なう。このスタートアップ
モードでは、第1,第２のスイッチSW1,SW2は、接点ｂ側
に接続され、PI制御手段３及び適応制御処理部４は、い
ずれも設定値変更部21から出力される疑似設定値信号SV
Dを入力する。次に、オペレータは、調節計を動作させ
るための設定、例えば設定値信号SVを（イ）の実線に示
すように設定する。また、適応制御処理部４には、過渡
応答の好ましいダンピング値DMP,好ましいオーバーシュ
ート値OVRが設定される。
アップモード開始の操作を行なう。このスタートアップ
モードでは、第1,第２のスイッチSW1,SW2は、接点ｂ側
に接続され、PI制御手段３及び適応制御処理部４は、い
ずれも設定値変更部21から出力される疑似設定値信号SV
Dを入力する。次に、オペレータは、調節計を動作させ
るための設定、例えば設定値信号SVを（イ）の実線に示
すように設定する。また、適応制御処理部４には、過渡
応答の好ましいダンピング値DMP,好ましいオーバーシュ
ート値OVRが設定される。
このような設定終了後、オート状態（自動調節状態）に
切換える。続いて、スタートアップ処理手段２における
設定値変更部21は、（イ）の破線に示すように設定値信
号SVより小さい範囲で所定量S1だけステップ状に変化す
る疑似設定値信号SVDを出力する。PI制御手段３は、こ
の疑似設定値信号SVDを受け、プロセス１に操作信号MV
を出力する。プロセス１はこの操作信号MVによって制御
され、ここからは、（ロ）に示すようにプロセス１の性
質に従ったプロセス量PVを出力する。
切換える。続いて、スタートアップ処理手段２における
設定値変更部21は、（イ）の破線に示すように設定値信
号SVより小さい範囲で所定量S1だけステップ状に変化す
る疑似設定値信号SVDを出力する。PI制御手段３は、こ
の疑似設定値信号SVDを受け、プロセス１に操作信号MV
を出力する。プロセス１はこの操作信号MVによって制御
され、ここからは、（ロ）に示すようにプロセス１の性
質に従ったプロセス量PVを出力する。
適応制御処理部４は、プロセス１からのプロセス量PVを
受け、その過渡応答を観測して、好ましいダンピング値
と、好ましいオーバシュート値を実現するためのPI制御
手段３のPI演算定数を計算し、これを設定，変更する。
受け、その過渡応答を観測して、好ましいダンピング値
と、好ましいオーバシュート値を実現するためのPI制御
手段３のPI演算定数を計算し、これを設定，変更する。
ここで、プロセス量PVの過渡応答を観測し、どのような
PI演算定数を設定するためのアルゴリズム等は、例えば
前述した特願昭60−248451号で提案したものが使用可能
である。
PI演算定数を設定するためのアルゴリズム等は、例えば
前述した特願昭60−248451号で提案したものが使用可能
である。
続いて、再び設定値変更部21は、（イ）の破線に示すよ
うに疑似設定値信号SVDを、更に所定量だけステップ状
に変化させ、本来の設定値信号SVに近づける。適応制御
処理部４は、これに基づく過渡応答を観測して、PI制御
手段３のPI演算定数を再び計算結果に基づいて設定，変
更する。
うに疑似設定値信号SVDを、更に所定量だけステップ状
に変化させ、本来の設定値信号SVに近づける。適応制御
処理部４は、これに基づく過渡応答を観測して、PI制御
手段３のPI演算定数を再び計算結果に基づいて設定，変
更する。
以後、同じようにして、設定値変更部21は、（イ）の破
線に示すように疑似設定値信号SVDを、更に、本来の設
定値信号SVに一致するまでステップ状に変化させ、PI制
御手段３のPI演算定数を計算結果に基づいて設定，変更
する。
線に示すように疑似設定値信号SVDを、更に、本来の設
定値信号SVに一致するまでステップ状に変化させ、PI制
御手段３のPI演算定数を計算結果に基づいて設定，変更
する。
なお、第２図では疑似設定値信号SVDを３回繰返して変
更する例を示しているが、その理由は、適応制御処理部
４は、一般に、１回の疑似設定値変更だけでは、好まし
いダンピング値と、好ましいオーバーシュート値になる
ように、PI演算定数を計算することが困難なことによる
もので、繰返し回数は３回に限定されない。
更する例を示しているが、その理由は、適応制御処理部
４は、一般に、１回の疑似設定値変更だけでは、好まし
いダンピング値と、好ましいオーバーシュート値になる
ように、PI演算定数を計算することが困難なことによる
もので、繰返し回数は３回に限定されない。
ここで、適応制御処理部４は、常に、プロセス１からの
プロセス量PVの過渡応答を観測しており、この過渡応答
のダンピング値DMPと、オーバシュート値OVRとが、目標
のダンピング値とオーバシュート値にほぼ一致するとと
もに、プロセス量PVと疑似設定値SVDとの偏差DVがほぼ
零となるのを検出し、スタートアップ処理手段２は、疑
似設定値信号SVDと設定値信号SVとが等しくなった時点
で、第1,第２のスイッチSW1,SW2を接点ａ側に接続し、
スタートアップモードを終了し、チューニングによるPI
自動制御モードに移行する。この状態では、設定値信号
SVがPI制御手段3,適応制御処理部４に印加され、PI制御
手段３は、そのPI演算定数が適応制御処理部４から与え
られる信号に従ってセルフチューニングされ、プロセス
１を自動制御する。
プロセス量PVの過渡応答を観測しており、この過渡応答
のダンピング値DMPと、オーバシュート値OVRとが、目標
のダンピング値とオーバシュート値にほぼ一致するとと
もに、プロセス量PVと疑似設定値SVDとの偏差DVがほぼ
零となるのを検出し、スタートアップ処理手段２は、疑
似設定値信号SVDと設定値信号SVとが等しくなった時点
で、第1,第２のスイッチSW1,SW2を接点ａ側に接続し、
スタートアップモードを終了し、チューニングによるPI
自動制御モードに移行する。この状態では、設定値信号
SVがPI制御手段3,適応制御処理部４に印加され、PI制御
手段３は、そのPI演算定数が適応制御処理部４から与え
られる信号に従ってセルフチューニングされ、プロセス
１を自動制御する。
なお、第２図において、ステップNo.(1)〜(3)はオペレ
ータによる操作であり、(4)〜(10)はスタートアップ処
理手段２及び適応制御処理部４（STC）による動作であ
る。
ータによる操作であり、(4)〜(10)はスタートアップ処
理手段２及び適応制御処理部４（STC）による動作であ
る。
なお、上記の説明では、PI制御手段を用いたものである
が、PID制御手段を用いるようにしてもよい。
が、PID制御手段を用いるようにしてもよい。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の装置は、スタートアップ
モードにおいて、設定値変更部からステップ状に出力さ
れる疑似設定値信号に基づいて稼動し、最適制御処理部
はその時のプロセス量の過渡応答を観測してPI演算定数
を徐々に設定，変更し、最終的に疑似設定信号SVDが本
来の設定値信号SVになり、プロセス量が望ましい過渡応
答を示すようになった時点で、スタートアップモードを
解除し、自動制御運転に移行するようにしたものであ
る。従って、本発明によれば、これまでスタートアップ
時にオペレータが行なっていたPI演算定数の設定の手間
が省け、スタートアップが迅速に、かつ容易に行なえる
調節計が実現できる。
モードにおいて、設定値変更部からステップ状に出力さ
れる疑似設定値信号に基づいて稼動し、最適制御処理部
はその時のプロセス量の過渡応答を観測してPI演算定数
を徐々に設定，変更し、最終的に疑似設定信号SVDが本
来の設定値信号SVになり、プロセス量が望ましい過渡応
答を示すようになった時点で、スタートアップモードを
解除し、自動制御運転に移行するようにしたものであ
る。従って、本発明によれば、これまでスタートアップ
時にオペレータが行なっていたPI演算定数の設定の手間
が省け、スタートアップが迅速に、かつ容易に行なえる
調節計が実現できる。
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図はその動作を説明するためのタイムチャート
である。 １……プロセス、２……スタートアップ処理手段、３…
…PI制御手段、４……適応制御処理手段、21……設定値
変更部、SW1,SW2……スイッチ。
図，第２図はその動作を説明するためのタイムチャート
である。 １……プロセス、２……スタートアップ処理手段、３…
…PI制御手段、４……適応制御処理手段、21……設定値
変更部、SW1,SW2……スイッチ。
Claims (1)
- 【請求項１】プロセスよりのプロセス量と設定値信号に
少なくとも比例，積分演算を行ない、得られた操作量を
前記プロセスに出力するPI制御手段と、プロセス量と設
定値信号を入力しプロセス量の過渡応答に応じて前記PI
制御手段に設定されている比例定数，積分定数を最適値
に設定する適応制御処理手段と、スタートアップ時にお
いて設定値信号を入力し当該設定値より小さい範囲内で
ステップ状に変化する疑似設定値信号を出力するスター
トアップ処理手段とを備え、 前記適応制御処理手段及びPI制御手段はスタートアップ
時において、前記スタートアップ処理手段からの疑似設
定値信号を入力して稼動し、最適制御処理手段はその時
のプロセス量の過渡応答を観測しPI制御手段におけるPI
演算定数を徐々に設定，変更し、疑似設定信号が設定値
信号になり、プロセス量が望ましい過渡応答を示すよう
になった時点でスタートアップモードを解除し、適応制
御処理手段及びPI制御手段に設定値信号を入力するよう
にした調節計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14419886A JPH0679243B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 調節計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14419886A JPH0679243B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 調節計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63704A JPS63704A (ja) | 1988-01-05 |
| JPH0679243B2 true JPH0679243B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=15356495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14419886A Expired - Lifetime JPH0679243B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 調節計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679243B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3143630B2 (ja) * | 1988-09-08 | 2001-03-07 | 相互薬工株式会社 | 自動化反応装置 |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP14419886A patent/JPH0679243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63704A (ja) | 1988-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4663703A (en) | Predictive model reference adaptive controller | |
| US4882526A (en) | Adaptive process control system | |
| KR100188830B1 (ko) | 프로세스 제어 시스템의 적응 제어 장치 및 그 방법 | |
| JP2003167605A (ja) | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 | |
| JPH11513149A (ja) | 多変数予測コントローラにおけるプロセスコントローラ最適化の方法 | |
| US20030216823A1 (en) | Control apparatus | |
| JP2002527804A (ja) | 多くの結合された制御量を有する制御対象を調節するための調節装置 | |
| JPH0679243B2 (ja) | 調節計 | |
| SU1578696A2 (ru) | Адаптивна система управлени | |
| JPS62108306A (ja) | 調節計 | |
| US3965684A (en) | Device for controlling speed of turbine | |
| EP0685082B1 (en) | Control network with on-line iteration and adaptive filtering | |
| JP7347291B2 (ja) | ２自由度制御システムの制御器設定方法 | |
| JP3608302B2 (ja) | 疲労試験機 | |
| SU1659980A1 (ru) | Адаптивна система управлени с переменной структурой | |
| US20050288801A1 (en) | Partitioned control system and method | |
| KR100206914B1 (ko) | 멀티-프리셋 임피던스 정합장치 | |
| JPH07104807A (ja) | Ｐｖ切替式２自由度ｐｉｄ制御装置 | |
| Ranger et al. | Improved backstepping-based adaptive PID control | |
| RU2172857C1 (ru) | Система автоматического регулирования газотурбинного двигателя | |
| JPH061403B2 (ja) | カスケ−ド調節装置 | |
| JPS6217762B2 (ja) | ||
| JP2002236502A (ja) | プロセス制御方法およびプロセス制御装置 | |
| JPH1130108A (ja) | タービン制御装置 | |
| KR100221474B1 (ko) | 다수 기기의 일괄제어장치 |