JP2016118877A - Pid制御装置、および、pid制御方法、ならびに、pid制御装置を備えた試験装置 - Google Patents
Pid制御装置、および、pid制御方法、ならびに、pid制御装置を備えた試験装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
周波数を連続的に変化させる周波数スイープ発振器から構成される発振器と、
前記発振器からの周波数に応じて、制御対象に対して、操作量を演算処理して制御対象を制御するPID制御部と、
前記発振器の波形に対する制御対象の制御量の位相と振幅を検出する第1の振幅検出器と、
前記PID制御部の操作量の位相と振幅を検出する第2の振幅検出器とを備え、
前記発振器により周波数を小さい周波数から大きな周波数に連続的に変化させ、
前記PID制御部において、比例制御により、前記発振器からの周波数に応じて、制御対象に対して、操作量を演算処理して制御対象を制御するとともに、
前記第1の振幅検出器によって検出した、前記制御対象の制御量の位相と振幅データから、
前記第2の振幅検出器によって検出した、前記PID制御部の操作量の位相と振幅データを減じることによって、
前記制御対象の特性である位相と振幅データの差分データを得て、
前記差分データに基づいて、限界ゲインと限界周波数を得て、
前記限界ゲインと限界周波数に基づいて、PIDのパラメータを設定し、
前記設定されたPIDのパラメータに基づいて、PID制御部により制御対象を制御するように構成されていることを特徴とする。
周波数を連続的に変化させる周波数スイープ発振器から構成される発振器と、
前記発振器からの周波数に応じて、制御対象に対して、操作量を演算処理して制御対象を制御するPID制御部と、
前記発振器の波形に対する制御対象の制御量の位相と振幅を検出する第1の振幅検出器と、
前記PID制御部の操作量の位相と振幅を検出する第2の振幅検出器とを備えたPID制御装置を用いて、
前記発振器により周波数を小さい周波数から大きな周波数に連続的に変化させ、
前記PID制御部において、比例制御により、前記発振器からの周波数に応じて、制御対象に対して、操作量を演算処理して制御対象を制御するとともに、
前記第1の振幅検出器によって検出した、前記制御対象の制御量の位相と振幅データから、
前記第2の振幅検出器によって検出した、前記PID制御部の操作量の位相と振幅データを減じることによって、
前記制御対象の特性である位相と振幅データの差分データを得て、
前記差分データに基づいて、限界ゲインと限界周波数を得て、
前記限界ゲインと限界周波数に基づいて、PIDのパラメータを設定し、
前記設定されたPIDのパラメータに基づいて、PID制御部により制御対象を制御することを特徴とする。
前記数式により、前記PID制御部の操作量と、前記制御対象の制御量について、それぞれのゲインと位相を計算し、
前記制御量のゲインと位相から、前記操作量のゲインと位相を減じることにより、制御対象の位相とゲインを求めるように構成されていることを特徴とする。
前記選択した制御量の数に応じた数の、第1の振幅検出器が設けられていることを特徴とする。
(実施例1)
(実施例2)
(実施例3)
11a、11b 加算器
12 発振器
14 PID制御部
16 制御対象
18 試験体
20、20a、20b、20c 第1の振幅検出器
22 第2の振幅検出器
24 制御部
100 PID制御装置
102 制御部
104 制御対象
106 加算器
108 試験体
Claims (12)
- 周波数を連続的に変化させる周波数スイープ発振器から構成される発振器と、
前記発振器からの周波数に応じて、制御対象に対して、操作量を演算処理して制御対象を制御するPID制御部と、
前記発振器の波形に対する制御対象の制御量の位相と振幅を検出する第1の振幅検出器と、
前記PID制御部の操作量の位相と振幅を検出する第2の振幅検出器とを備え、
前記発振器により周波数を小さい周波数から大きな周波数に連続的に変化させ、
前記PID制御部において、比例制御により、前記発振器からの周波数に応じて、制御対象に対して、操作量を演算処理して制御対象を制御するとともに、
前記第1の振幅検出器によって検出した、前記制御対象の制御量の位相と振幅データから、
前記第2の振幅検出器によって検出した、前記PID制御部の操作量の位相と振幅データを減じることによって、
前記制御対象の特性である位相と振幅データの差分データを得て、
前記差分データに基づいて、限界ゲインと限界周波数を得て、
前記限界ゲインと限界周波数に基づいて、PIDのパラメータを設定し、
前記設定されたPIDのパラメータに基づいて、PID制御部により制御対象を制御するように構成されていることを特徴とするPID制御装置。 - 前記差分データに基づいて、位相データをモニターし、位相が−180度に達した時のゲインを限界ゲインとし、その時の発振器の周波数を限界周波数とするように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のPID制御装置。
- 前記発振器からの発振波形の1周期終了毎のデータを、下記の数式に基づいて、加算して、
前記数式により、前記PID制御部の操作量と、前記制御対象の制御量について、それぞれのゲインと位相を計算し、
前記制御量のゲインと位相から、前記操作量のゲインと位相を減じることにより、制御対象の位相とゲインを求めるように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のPID制御装置。 - 前記制御対象の制御量が、変位、荷重、速度から選択した、少なくとも1つの制御量であって、
前記選択した制御量の数に応じた数の、第1の振幅検出器が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のPID制御装置。 - 前記発振器と制御対象との間に、前記制御対象の制御量の計測振幅により、前記発振器の発振波形の振幅を調整し、前記制御対象の制御量の振幅が一定になるように制御するAGC(Automatic Gain Control)制御部が接続されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のPID制御装置。
- 周波数を連続的に変化させる周波数スイープ発振器から構成される発振器と、
前記発振器からの周波数に応じて、制御対象に対して、操作量を演算処理して制御対象を制御するPID制御部と、
前記発振器の波形に対する制御対象の制御量の位相と振幅を検出する第1の振幅検出器と、
前記PID制御部の操作量の位相と振幅を検出する第2の振幅検出器とを備えたPID制御装置を用いて、
前記発振器により周波数を小さい周波数から大きな周波数に連続的に変化させ、
前記PID制御部において、比例制御により、前記発振器からの周波数に応じて、制御対象に対して、操作量を演算処理して制御対象を制御するとともに、
前記第1の振幅検出器によって検出した、前記制御対象の制御量の位相と振幅データから、
前記第2の振幅検出器によって検出した、前記PID制御部の操作量の位相と振幅データを減じることによって、
前記制御対象の特性である位相と振幅データの差分データを得て、
前記差分データに基づいて、限界ゲインと限界周波数を得て、
前記限界ゲインと限界周波数に基づいて、PIDのパラメータを設定し、
前記設定されたPIDのパラメータに基づいて、PID制御部により制御対象を制御することを特徴とするPID制御方法。 - 前記差分データに基づいて、位相データをモニターし、位相が−180度に達した時のゲインを限界ゲインとし、その時の発振器の周波数を限界周波数とするように構成されていることを特徴とする請求項6に記載のPID制御方法。
- 前記発振器からの発振波形の1周期終了毎のデータを、下記の数式に基づいて、加算して、
前記数式により、前記PID制御部の操作量と、前記制御対象の制御量について、それぞれのゲインと位相を計算し、
前記制御量のゲインと位相から、前記操作量のゲインと位相を減じることにより、制御対象の位相とゲインを求めるように構成されていることを特徴とする請求項6から7のいずれかに記載のPID制御方法。 - 前記制御対象の制御量が、変位、荷重、速度から選択した、少なくとも1つの制御量であって、
前記選択した制御量の数に応じた数の、第1の振幅検出器が設けられていることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載のPID制御方法。 - 前記発振器と制御対象との間に、前記制御対象の制御量の計測振幅により、前記発振器の発振波形の振幅を調整し、前記制御対象の制御量の振幅が一定になるように制御するAGC(Automatic Gain Control)制御部が接続されていることを特徴とする請求項6から9のいずれかに記載のPID制御方法。
- 請求項1から5のいずれかに記載のPID制御装置を備えたことを特徴とする試験装置。
- 前記制御対象が、試験対象物であることを特徴とする請求項11に記載の試験装置。
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