JP5673766B2 - Feedforward amount adjustment support device and feedforward amount adjustment support program - Google Patents
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Description
本発明は、フィードフォワード制御における操作量や目標値の補正量であるフィードフォワード量の調整を支援する装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an apparatus and a program for supporting adjustment of a feedforward amount that is a correction amount of an operation amount or a target value in feedforward control.
PID制御などによるフィードバック制御だけでは、例えば、予測可能な外乱が印加されたときには、それによって制御量が変化してからでないと操作量が調整されないために、応答の遅れは回避することはできず、制御量に乱れが生じることになる。 With only feedback control such as PID control, for example, when a predictable disturbance is applied, the manipulated variable is not adjusted unless the controlled variable is changed by that, so a delay in response cannot be avoided. Therefore, the control amount is disturbed.
このため、所望の制御応答を得られるように、フィードフォワード制御を追加する場合がある。(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, feedforward control may be added so as to obtain a desired control response. (For example, refer to Patent Document 1).
かかるフィードフォワード制御においては、制御部からの操作量に、上記予測可能な外乱の影響をキャンセルするように、フィードフォワード量である補正操作量を加えるようにしているが、この補正操作量と制御量との関係が、直感的でないために、補正操作量の調整は、容易ではなく、特に高精度な制御では、補正操作量が時間関数となるために、調整要素が多くなり、調整が一層困難となる。 In such feedforward control, a correction operation amount that is a feedforward amount is added to the operation amount from the control unit so as to cancel the influence of the predictable disturbance. Since the relationship with the amount is not intuitive, adjustment of the correction operation amount is not easy. Especially in high-accuracy control, the correction operation amount becomes a time function. It becomes difficult.
また、補正操作量を調整するために、実際の装置を繰り返し動作させると、調整に時間がかかるとともに、材料などを消費してしまうので、実際の装置を動作させる回数は、できる限り少なくする必要がある。 Also, if the actual device is operated repeatedly to adjust the correction operation amount, it takes time to adjust and consumes materials, etc., so the number of times that the actual device is operated needs to be reduced as much as possible. There is.
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、容易にフィードフォワード量を調整できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to easily adjust the feedforward amount.
(1)本発明のフィードフォワード量調整支援装置は、制御対象からの制御量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御部を備え、前記目標値および前記操作量の少なくとも一方を、フィードフォワード量によって補正する制御装置における前記フィードフォワード量の調整を支援する装置であって、前記フィードフォワード量または前記制御量の調整に応じて、前記制御対象モデルおよび前記制御装置モデルを用いて制御量またはフィードフォワード量の波形をシミュレーション演算するシミュレーション演算部と、前記フィードフォワード量または前記制御量の調整波形を表示するとともに、シミュレーション演算された制御量またはフィードフォワード量のシミュレーション波形を表示する表示部とを備えている。 (1) The feedforward amount adjustment support device of the present invention includes a control unit that outputs an operation amount for the control target based on a deviation between the control amount from the control target and the target value, and includes the target value and the operation A device that supports the adjustment of the feedforward amount in a control device that corrects at least one of the amounts by a feedforward amount, wherein the control target model and the control are controlled according to the adjustment of the feedforward amount or the control amount. A simulation calculation unit that performs a simulation calculation of a waveform of a control amount or a feedforward amount using a device model, and displays a control waveform of the control amount or the feedforward amount calculated by simulation while displaying an adjustment waveform of the feedforward amount or the control amount. The display unit that displays the waveform Eteiru.
シミュレーション演算部では、フィードフォワード量の調整に応じて、制御対象モデルおよび制御装置モデルを用いて制御量の波形をシミュレーション演算し、また、制御量の調整に応じて、制御対象モデルおよび制御装置モデルを用いてフィードフォワード量の波形をシミュレーション演算する。 The simulation calculation unit performs a simulation calculation of the control amount waveform using the control target model and the control device model according to the adjustment of the feedforward amount, and the control target model and the control device model according to the control amount adjustment. Is used to perform a simulation calculation on the waveform of the feedforward amount.
本発明のフィードフォワード量調整支援装置によると、フィードフォワード量の調整に応じて制御量がどのように変化するか、あるいは、制御量の調整に応じてフィードフォワード量がどのように変化するかが、シミュレーション演算されて表示部に表示されるので、所望の制御応答が得られるように、フィードフォワード量を調整するのが容易となる。しかも、シミュレーション演算によってフィードフォワード量を調整するので、フィードフォワード量の調整のために実際に制御装置を動作させる必要はなく、制御対象モデルなどを生成するのに必要にデータを収集するために動作させればよい。 According to the feedforward adjustment support device of the present invention, how the control amount changes according to the adjustment of the feedforward amount, or how the feedforward amount changes according to the adjustment of the control amount. Since the simulation is calculated and displayed on the display unit, it is easy to adjust the feedforward amount so that a desired control response can be obtained. Moreover, since the feedforward amount is adjusted by simulation calculation, it is not necessary to actually operate the control device to adjust the feedforward amount, and it is necessary to collect data necessary to generate the control target model etc. You can do it.
(2)本発明のフィードフォワード量調整支援装置の一つの実施形態では、前記フィードフォワード量または前記制御量の調整量を、手動で設定する設定部を備えている。設定部では、フィードフォワード量または制御量を、複数の区間に分けて複数のレベルで調整できるのが好ましい。 (2) In one embodiment of the feedforward amount adjustment support device of the present invention, the feedforward amount adjustment support device includes a setting unit that manually sets the feedforward amount or the adjustment amount of the control amount. In the setting unit, it is preferable that the feedforward amount or the control amount can be adjusted at a plurality of levels divided into a plurality of sections.
この実施形態によると、フィードフォワード量または制御量の調整量を設定することにより、その調整量に応じた制御量またはフィードフォワード量のシミュレーション波形が表示されるので、所望の制御応答が得られる調整量の設定が容易となる。 According to this embodiment, by setting an adjustment amount of the feedforward amount or the control amount, a simulation waveform of the control amount or the feedforward amount corresponding to the adjustment amount is displayed, so that an adjustment that obtains a desired control response is obtained. The amount can be set easily.
(3)本発明のフィードフォワード量調整支援装置の他の実施形態では、前記制御量の制御応答の評価指標を選択する選択部を備え、前記シミュレーション演算部は、選択された評価指標に対応する前記制御量の調整量に応じて、前記制御対象モデルおよび前記制御装置モデルを用いて前記フィードフォワード量の波形をシミュレーション演算する。 (3) In another embodiment of the feedforward amount adjustment support device of the present invention, the feedforward amount adjustment support device includes a selection unit that selects an evaluation index of the control response of the control amount, and the simulation calculation unit corresponds to the selected evaluation index. According to the adjustment amount of the control amount, a simulation calculation is performed on the waveform of the feedforward amount using the control target model and the control device model.
制御量の制御応答の評価指標としては、例えば、制御量のオーバーシュート量、制御量の目標値への復帰時間、制御量の目標値への到達時間、目標値と制御量とで囲まれた領域の面積などを用いることができる。 The evaluation index of the control response of the control amount is, for example, surrounded by the overshoot amount of the control amount, the return time of the control amount to the target value, the arrival time of the control amount to the target value, the target value and the control amount The area of the region can be used.
この実施形態によると、手動で調整量を設定しなくても、評価指標を選択して制御量の制御応答を指定することによって、選択された制御応答になるように制御量が調整され、それに応じたフィードフォワード量のシミュレーション波形が得られることになる。 According to this embodiment, the control amount is adjusted to be the selected control response by selecting the evaluation index and specifying the control response of the control amount without manually setting the adjustment amount. A simulation waveform with a corresponding feed forward amount is obtained.
(4)本発明のフィードフォワード量調整支援装置は、前記シミュレーション演算部は、前記制御対象によって間接的に制御される間接制御対象モデルを有し、前記フィードフォワード量の調整に応じて、前記制御対象モデル、前記制御装置モデルおよび間接制御対象モデルを用いて制御量または前記間接制御対象の間接制御量の波形をシミュレーション演算し、前記表示部は、前記フィードフォワード量の調整波形を表示するとともに、シミュレーション演算された前記制御量または前記間接制御量のシミュレーション波形を表示する。 (4) In the feedforward amount adjustment support device of the present invention, the simulation calculation unit includes an indirect control target model that is indirectly controlled by the control target, and the control is performed according to the adjustment of the feedforward amount. The target model, the control device model and the indirectly controlled object model are used to perform a simulation calculation of the waveform of the controlled variable or the indirectly controlled variable of the indirectly controlled object, and the display unit displays the adjustment waveform of the feedforward amount, A simulation waveform of the control amount or the indirect control amount calculated by simulation is displayed.
この実施形態では、制御対象の制御量、例えば、熱板の温度のみではなく、制御対象によって間接的に制御される間接制御対象、例えば、熱板によって加熱処理されるウェハなどのワークの温度をシミュレーション演算するので、ワークなどの間接制御対象の制御量が所望の応答になるようにフィードフォワード量を調整することができる。 In this embodiment, not only the control amount of the controlled object, for example, the temperature of the hot plate, but also the temperature of the workpiece such as a wafer to be heated by the hot plate, for example, an indirectly controlled object that is indirectly controlled by the controlled object. Since the simulation calculation is performed, the feedforward amount can be adjusted so that the control amount of the indirect control target such as the workpiece has a desired response.
(5)本発明のフィードフォワード量調整支援プログラムは、制御対象からの制御量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御部を備え、前記目標値および前記操作量の少なくとも一方を、フィードフォワード量によって補正する制御装置における前記フィードフォワード量の調整を支援するプログラムであって、前記フィードフォワード量または前記制御量の調整に応じて、前記制御対象モデルおよび前記制御装置モデルを用いて制御量またはフィードフォワード量の波形をシミュレーション演算する演算ステップと、前記フィードフォワード量または前記制御量の調整波形を表示するとともに、シミュレーション演算された制御量またはフィードフォワード量のシミュレーション波形を表示する表示ステップとをコンピュータに実行させるものである。
このフィードフォワード量調整支援プログラムは、光ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等の記録媒体に記録してもよい。
(5) The feedforward amount adjustment support program of the present invention includes a control unit that outputs an operation amount for the control target based on a deviation between the control amount from the control target and the target value, and includes the target value and the operation A program for supporting adjustment of the feedforward amount in a control device that corrects at least one of the amounts by a feedforward amount, wherein the control target model and the control are controlled according to the adjustment of the feedforward amount or the control amount. A calculation step for performing a simulation calculation of a waveform of a control amount or a feedforward amount using an apparatus model, and a simulation waveform of the control amount or the feedforward amount calculated by simulation while displaying the adjustment waveform of the feedforward amount or the control amount. Is displayed. It is intended to execute the up to the computer.
The feedforward amount adjustment support program may be recorded on a recording medium such as an optical disk, a flexible disk, a hard disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, or a ROM.
本発明のフィードフォワード量調整支援プログラムを、コンピュータに実行させることにより、フィードフォワード量の調整に応じて制御量がどのように変化するか、あるいは、制御量の調整に応じてフィードフォワード量がどのように変化するかが、シミュレーション演算されて表示部に表示されるので、所望の制御応答が得られるようにフィードフォワード量を調整するのが容易となる。しかも、シミュレーション演算によってフィードフォワード量を調整するので、フィードフォワード量の調整のために実際に制御装置を動作させる必要はない。 By causing the computer to execute the feedforward amount adjustment support program of the present invention, how the control amount changes according to the adjustment of the feedforward amount, or what the feedforward amount corresponds to the adjustment of the control amount Since the simulation is calculated and displayed on the display unit, it is easy to adjust the feedforward amount so as to obtain a desired control response. In addition, since the feedforward amount is adjusted by simulation calculation, it is not necessary to actually operate the control device for adjusting the feedforward amount.
本発明によれば、フィードフォワード量の調整に応じて制御量がどのように変化するか、あるいは、制御量の調整に応じてフィードフォワード量がどのように変化するかが、シミュレーション演算されて表示部に表示されるので所望の制御応答が得られるようにフィードフォワード量を調整するのが容易となる。 According to the present invention, how the control amount changes in accordance with the adjustment of the feedforward amount, or how the feedforward amount changes in accordance with the adjustment of the control amount is calculated and displayed. It is easy to adjust the feedforward amount so that a desired control response can be obtained.
しかも、シミュレーション演算によってフィードフォワード量を調整するので、フィードフォワード量の調整のために実際に制御装置を動作させる必要はなく、これによって、フィードフォワード量の調整時間を短縮できるとともに、材料などを消費することもない。 Moreover, since the feedforward amount is adjusted by simulation calculation, it is not necessary to actually operate the control device to adjust the feedforward amount, which can shorten the adjustment time of the feedforward amount and consume materials and the like. I don't have to.
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態に係るフィードフォワード量調整支援装置およびこのフィードフォワード量調整支援装置によってフィードフォワード量が調整される温度調節器を含むシステムの構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a system including a feedforward amount adjustment support device according to an embodiment of the present invention and a temperature controller in which the feedforward amount is adjusted by the feedforward amount adjustment support device.
温度調節器1は、予測可能な定型の外乱が印加される制御対象2の温度を制御するものであり、制御対象2としては、例えば、ウェハを熱処理する熱板を想定し、定型の外乱としては、定期的に熱板に載置されて熱板の熱を奪う前記ウェハを想定することができる。
The
温度調節器1は、制御対象2からの制御量PVと設定された目標値SPとの偏差に基づいて、PID演算等を行って操作量を出力する制御部3と、この制御部3からの操作量に、フィードフォワード量調整支援装置4によって、後述のようにして調整されたフィードフォワード量である補正操作量(FFMV)を、外乱の印加のタイミングに応じて生成して加算する操作量補正部5とを備えており、この加算された操作量MVに基づいて、制御対象2の温度を制御するものであり、前記補正操作量によって、外乱の影響をキャンセルするようにしている。
The
この実施形態のフィードフォワード量調整支援装置4は、外乱の影響をキャンセルするためのフィードフォワード量である補正操作量FFMVの調整を支援するものである。
The feedforward amount
このフィードフォワード量調整支援装置4は、例えば、パーソナルコンピュータで構成されており、予め、目標値(SP)、操作量(MV)、制御量(PV)、外乱信号などのデータを収集するデータ収集部6と、収集したデータを格納するデータ記憶部7と、制御対象2のモデル、制御部3のモデルおよび操作量補正部5のモデルを有してシミュレーション演算を行うシミュレーション演算部8と、ユーザの調整操作に応じて制御量(PV)の変更を行うPV変更部9と、それに応じた表示を行うPV表示部10と、ユーザの調整操作に応じて目標値(SP)の変更を行うSP変更部11と、それに応じた表示を行うSP表示部12と、ユーザの調整操作に応じてフィードフォワード量である補正操作量(FFMV)の変更を行うFFMV変更部13と、それに応じた表示を行うFFMV表示部14と、所望の制御応答を得るための最適計算の評価指標を選択する評価指標選択部15と、評価指標の計算結果と順番を表示する表示部16と、評価指標の計算部17と、表示するデータの選択部18と、シミュレーションによって得られたフィードフォワード量である補正操作量(FFMV)の生成用データを温度調節器1に対して送信するデータ送信部19とを備えている。
The feedforward amount
シミュレーション演算部8における制御対象2のモデルは、数学モデルとして、例えば、「一次遅れ+無駄時間」などの伝達関数を想定して、制御対象2へ与えられる操作量MVの時系列データと、それに応じて制御対象2から出力される制御量PVの時系列データとを使って、その伝達関数の持つパラメータを同定することで、制御対象モデルを生成し、これを、定型外乱が印加されている状態において、予め、データ収集部6で収集した制御データを使って実施する。
The model of the
また、制御部3のモデルおよび操作量補正部5のモデルは、温度調節器1によって構造は決まっており、温度調節器1から通信で読み出すことで、モデルを生成することができる。
Further, the structure of the model of the
このシミュレーション演算部8は、後述のように、補正操作量(FFMV)を調整することによって、その補正操作量に対応する制御量(PV)をシミュレーション演算するものであり、具体的には、勾配法やGA遺伝的アルゴリズムなどの最適化手法を用いて、選択した評価指標に対応した目的関数を最小(または最大)にするような補正操作量(FFMV)の生成用データを算出する。
As will be described later, the
また、このシミュレーション演算部8は、逆に、制御量PVを調整することによって、その制御量に対応する補正操作量(FFMV)をシミュレーション演算することもでき、具体的には、勾配法やGA遺伝的アルゴリズムなどの最適化手法を用いて、入力された希望の制御量(PV)を満足するような補正操作量(FFMV)の生成用データを算出する。
In contrast, the
このシミュレーション演算部8では、制御部3のモデルや操作量補正部5のモデル、制御対象2のモデルを利用して、実機で行われることと同様のことをシミュレーションする。その際、補正操作量(FFMV)の生成用データを、操作量補正部5のモデルに設定して、補正操作量(FFMV)と制御量(PV)とを演算する。
In the
図2は、この実施形態のシミュレーションの操作画面例を示すものであり、この例は、フィードフォワード量である補正操作量(FFMV)の手動調整によって、制御量(PV)がどのように変化するかをシミュレーションする場合の画面例である。 FIG. 2 shows an example of the operation screen of the simulation of this embodiment. This example shows how the control amount (PV) changes by manual adjustment of the correction operation amount (FFMV) that is the feedforward amount. It is an example of a screen when simulating.
下段の矩形の第1の波形表示領域20には、ユーザが手動で調整する補正操作量(FFMV)が表示され、上段の矩形の第2の波形表示領域21には、補正操作量の調整によって変化する制御量(PV)のシミュレーション波形が、目標値(SP)と共に表示される。
The lower rectangular first
第1の波形表示領域20の左方には、補正操作量のレベルを、4つの各区間で調整するための第1〜第4のレベル調整用スライダバー22〜25が表示され、第1の波形表示領域20の下方には、補正操作量の調整区間を規定する開始時間調整用スライダバー26および終了時間調整用スライダバー27が表示される。
Displayed on the left side of the first
この実施形態では、ユーザは、各スライダバー22〜27を操作することによって、第1の波形表示領域20に表示されるフィードフォワード量である補正操作量を、4つの区間および4つのレベルで調整することができ、調整した補正操作量によって、制御量がどのように変化するかのシミュレーション波形が、第2の波形表示領域21に表示される。
In this embodiment, the user operates the slider bars 22 to 27 to adjust the correction operation amount that is the feedforward amount displayed in the first
なお、この実施形態では、補正操作量を、4つの区間および4つのレベルで調整したけれども、4つでなくてもよく、また、矩形状に限らず、三角形状やその他の形状であってもよい。 In this embodiment, the correction operation amount is adjusted in four sections and four levels. However, the correction operation amount is not limited to four, and is not limited to a rectangular shape but may be a triangular shape or other shapes. Good.
ユーザは、第2の波形表示領域21に表示される制御量のシミュレーション波形の、例えば、制御量のオーバーシュート量、制御量の目標値への復帰時間などを目視確認しながら所望の応答波形が得られるように、補正操作量を調整する。
The user can obtain a desired response waveform while visually confirming, for example, the overshoot amount of the control amount, the return time of the control amount to the target value, etc. of the simulation waveform of the control amount displayed in the second
なお、調整した補正操作量では、操作量が飽和して動作限界を越えるような場合には、シミュレーション波形の表示色を、例えば、赤色に変えて表示したり、警告音などによってユーザに知らせる。 When the adjusted operation amount is saturated and the operation limit is exceeded, the simulation waveform display color is changed to, for example, red, or the user is notified by a warning sound or the like.
以上は、手動で調整する場合の例であるが、自動で補正操作量を調整することもできる。 The above is an example of manual adjustment, but the correction operation amount can be automatically adjusted.
すなわち、ユーザが、所望の応答特性を、評価指標、例えば、オーバーシュート量、目標値への復帰時間、目標値と制御量とで囲まれた領域の面積などの評価指標を、キーボード等に入力手段で選択することにより、最適となる補正操作量を決定するとともに、制御量の波形を表示するものである。 That is, the user inputs a desired response characteristic into an evaluation index, for example, an evaluation index such as an overshoot amount, a return time to a target value, an area of a region surrounded by the target value and the control amount, etc. By selecting by means, the optimum correction operation amount is determined and the waveform of the control amount is displayed.
また、補正操作量と制御量のデータを保存し、制御応答の良い順、すなわち、評価指標が良好な順にソートして表示することもできる。 It is also possible to store data of the correction operation amount and the control amount and sort and display them in the order of good control response, that is, the evaluation index is good.
図3は、以上の処理の手順を説明するためのフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the procedure of the above processing.
先ず、データ収集部6で、温度調節器1で実際に制御を行って、目標値、操作量、制御量、外乱信号などの制御データを取得し(ステップn1)、制御対象2、制御部3および補正量操作部5のモデルを生成する(ステップn2)。
First, the
次に、ユーザによって手動調整または自動調整のいずれが選択されたかを判断し(ステップn3)、手動調整が選択された場合には、ユーザが、上述の図2のスライダバー22〜27を操作して補正操作量(FFMV)を調整変更する(ステップn4)。また、ステップn3で、自動調整が選択されたときには、ユーザが、所望の応答特性に対応する評価指標を選択し(ステップn5)、選択された評価指標に対応する補正操作量(FFMV)を算出する(ステップn6)。 Next, it is determined whether manual adjustment or automatic adjustment is selected by the user (step n3). When manual adjustment is selected, the user operates the slider bars 22 to 27 in FIG. Then, the correction operation amount (FFMV) is adjusted and changed (step n4). When automatic adjustment is selected in step n3, the user selects an evaluation index corresponding to a desired response characteristic (step n5), and calculates a correction operation amount (FFMV) corresponding to the selected evaluation index. (Step n6).
次に、補正操作量に基づいて、シミュレーション演算を実行し(ステップn7)、操作量が飽和している区間を計算し(ステップn8)、評価指標を計算し(ステップn9)、評価指標の計算値と記憶済みのシミュレーション結果から制御応答の順番を計算し(ステップn10)、シミュレーション結果を記憶し(ステップn11)、シミュレーション結果を表示する(ステップn12)。 Then, based on the correction manipulated variable, run the simulation calculation (step n 7), calculates a section operation amount is saturated (step n8), the evaluation index calculated (step n9), the evaluation index the order of the control response from the calculated values and the simulation result of the already stored only calculated (step n10), and stores the simulation result (step n11), and displays the simulation result (step n12).
次に、記憶済みのシミュレーション結果を表示するか否かを判断し(ステップn13)、表示するデータを選択し(ステップn14)、選択したシミュレーション結果を表示し(ステップn15)、確定の指示があったか否かを判断し(ステップn16)、あったときには、決定した補正操作量を温度調節器1に設定して終了する(ステップn17)。
Next, it is determined whether or not to display the stored simulation results (Step n 13), select the data to be displayed (step n14), and displays the simulation result of the selection (step n15), the instruction of the confirmation It is determined whether or not there is (step n16). If there is, the determined correction operation amount is set in the
この実施形態では、補正操作量を調整し、補正操作量に応じた制御量のシミュレーション波形を表示したけれども、本発明の他の実施形態として、制御量を所望の応答が得られるように調整し、補正操作量のシミュレーション波形を表示してもよい。 In this embodiment, the correction operation amount is adjusted and the simulation waveform of the control amount corresponding to the correction operation amount is displayed. However, as another embodiment of the present invention, the control amount is adjusted to obtain a desired response. A simulation waveform of the correction operation amount may be displayed.
図4は、この場合のシミュレーションの操作画面例を示すものであり、上述の図2に対応する図である。制御量(PV)が表示される矩形の第2の波形表示領域21の左方には、オーバーシュートの最大幅を調整するオーバーシュート調整用のスライダバー28が表示され、第2の波形表示領域21の上方には、制御量が目標値に復帰して安定するまでの時間を調整する時間調整用スライダバー29が表示される。
FIG. 4 shows an example of a simulation operation screen in this case, and corresponds to FIG. 2 described above. On the left side of the rectangular second
ユーザは、これらスライダバー28,29を操作して制御量の応答波形が所望の応答になるように調整し、これによって、第1の波形表示領域20には、調整された制御量の応答が得られる補正操作量のシミュレーション波形が表示される。
The user operates these slider bars 28 and 29 to adjust the response waveform of the control amount so that it becomes a desired response, whereby the response of the adjusted control amount is displayed in the first
図5は、この場合の処理の手順を説明するためのフローチャートであり、上述の図3に対応するフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing procedure in this case, and is a flowchart corresponding to FIG. 3 described above.
ステップn3において、上述のようにスライダバー28,29を操作して制御量を調整変更し、ステップn4において、補正操作量を算出する以外は、上述の図3と同様である。 In step n3, the control amount is adjusted and changed by operating the slider bars 28 and 29 as described above, and the same as in FIG. 3 described above except that the correction operation amount is calculated in step n4.
(実施形態2)
図6は、本発明の他の実施形態のフィードフォワード量調整支援装置4−1を備えるシステムの構成図であり、図1に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a configuration diagram of a system including a feedforward amount adjustment support device 4-1 according to another embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIG.
上述の実施形態1では、制御対象2の制御量、例えば、熱板の温度の外乱応答を所望の応答にするために補正操作量を調整したけれども、この実施形態では、更に、制御対象2によって処理される被処理物、例えば、熱板によって熱処理されるウェハ等のワークを間接的な間接制御対象30とし、この間接制御対象30の制御量(ワーク温度)の応答を所望の応答にするように補正操作量を調整するものである。
In the above-described first embodiment, the control operation amount is adjusted in order to make the control amount of the
この実施形態のフィードフォワード量調整支援装置4−1のシミュレーション演算部8−1は、この間接制御対象のモデルを有しており、また、フィードフォワード量調整支援装置4−1は、間接制御対象30であるワークの制御量(WPV)を調整変更するWPV変更部31と、それに応じた表示を行うWPV表示部32とを備えており、データ収集部6では、上述の目標値、操作量、制御量、外乱信号などのデータに加えて、間接制御対象30の制御量であるワークの温度(WPV)のデータを収集する。このワークの温度は、ワークに温度センサを取り付けて計測することにより、収集する。その他の構成は、上述の実施形態1と同様である。
The simulation calculation unit 8-1 of the feedforward amount adjustment support device 4-1 of this embodiment has the model of the indirect control target, and the feedforward amount adjustment support device 4-1 30 includes a
図7は、この実施形態のシミュレーションの操作画面例を示すものであり、上述の図2に対応する図である。 FIG. 7 shows an example of a simulation operation screen according to this embodiment, and corresponds to FIG. 2 described above.
制御対象2の制御量(PV)のシミュレーション波形が表示される第2の波形表示領域21の上方には、矩形の第3の波形表示領域33が設けられ、第1の波形表示領域20に表示される補正操作量の調整に応じた間接制御対象30の制御量(WPV)のシミュレーション波形が表示される。
A rectangular third
したがって、ユーザは、各スライダバー22〜27を操作して調整した補正操作量によって、制御対象2の制御量および間接制御対象30の制御量がどのように変化するかを把握することができ、所望の応答波形が得られるように、補正操作量を調整することができる。
Therefore, the user can grasp how the control amount of the
その他の構成は、上述の実施形態1と同様である。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
(実施形態3)
上述の各実施形態では、外乱応答に適用したけれども、本発明の他の実施形態として、図8に示すように、目標値応答にも適用であるものである。
(Embodiment 3)
In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a disturbance response. However, as another embodiment of the present invention, it is also applicable to a target value response as shown in FIG.
図8は、フィードフォワード量調整支援装置4−2およびこのフィードフォワード量調整支援装置4−2によってフィードフォワード量である補正目標値が調整される温度調節器1−2を含むシステムの構成図である。 FIG. 8 is a configuration diagram of a system including a feedforward amount adjustment support device 4-2 and a temperature regulator 1-2 in which a correction target value that is a feedforward amount is adjusted by the feedforward amount adjustment support device 4-2. is there.
この温度調節器1−2は、設定された目標値(SP)と、目標値補正部34で生成したフィードフォワード量調整支援装置4−2によって調整された補正目標値(FFSP)とを加算し、加算した目標値と、制御対象2からの制御量PVとの偏差に基づいて、PID演算等を行って操作量を出力する制御部3を備えている。
The temperature regulator 1-2 adds the set target value (SP) and the corrected target value (FFSP) adjusted by the feedforward amount adjustment support device 4-2 generated by the target
この実施形態のフィードフォワード量調整支援装置4−2は、フィードフォワード量である補正目標値FFSPの調整を支援するものであり、シミュレーション演算部8−2は、目標値補正部34のモデルを有しており、また、このフィードフォワード量調整支援装置4−2は、補正目標値(FFSP)を調整変更するFFSP変更部35と、それに応じた表示を行うFFSP表示部36とを備えている。その他の構成は、上述の実施形態1と同様である。
The feedforward amount adjustment support device 4-2 of this embodiment supports adjustment of the correction target value FFSP that is the feedforward amount, and the simulation calculation unit 8-2 has a model of the target
図9は、この実施形態のシミュレーションの操作画面例を示すものであり、この例は、フィードフォワード量である補正目標値(FFSP)の手動調整によって、制御量(PV)がどのように変化するかをシミュレーションする場合の画面例である。 FIG. 9 shows an example of the operation screen of the simulation of this embodiment. This example shows how the control amount (PV) changes by manual adjustment of the correction target value (FFSP) that is the feedforward amount. It is an example of a screen when simulating.
下段の矩形の第1の波形表示領域37には、ユーザが手動で調整する補正目標値(FFSP)が表示され、上段の矩形の第2の波形表示領域38には、補正目標値の調整によって変化する制御量(PV)のシミュレーション波形が、目標値(SP)と共に表示される。
The lower rectangular first
第1の波形表示領域37の左方には、補正目標値のレベルを、4つの各区間で調整するための第1〜第4のレベル調整用スライダバー39〜42が表示され、第1の波形表示領域37の下方には、補正目標値の調整区間を規定する開始時間調整用スライダバー43および終了時間調整用スライダバー44が表示される。
On the left side of the first
この実施形態では、ユーザは、各スライダバー39〜44を操作することによって、第1の波形表示領域37に表示されるフィードフォワード量である補正目標値を、4つの区間および4つのレベルで調整することができ、調整した補正目標値によって、制御量がどのように変化するかのシミュレーション波形が、第2の波形表示領域38に表示される。
In this embodiment, the user operates the slider bars 39 to 44 to adjust the correction target value, which is the feedforward amount displayed in the first
したがって、ユーザは、第2の波形表示領域38に表示される制御量のシミュレーション波形の、例えば、制御量のオーバーシュート量、制御量の目標値への到達時間などを目視確認しながら所望の応答波形が得られるように、補正目標値を調整する。
Therefore, the user can make a desired response while visually confirming, for example, the overshoot amount of the control amount, the arrival time of the control amount to the target value, etc. of the simulation waveform of the control amount displayed in the second
その他は、上述の実施形態1と同様である。 Others are the same as those of the first embodiment.
(実施形態4)
図10は、本発明の他の実施形態のフィードフォワード量調整支援装置4−3を備えるシステムの構成図であり、図8に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
(Embodiment 4)
FIG. 10 is a configuration diagram of a system including a feedforward amount adjustment support device 4-3 according to another embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIG.
上述の実施形態3では、制御対象2の制御量、例えば、熱板の温度が所望の応答にするために補正目標値を調整したけれども、この実施形態では、更に、制御対象2によって処理される被処理物、例えば、熱板によって熱処理されるウェハ等のワークを間接的な間接制御対象30とし、この間接制御対象30の制御量(ワーク温度)の応答を所望の応答にするように補正目標値を調整するものである。
In the above-described third embodiment, the control target value is adjusted so that the control amount of the
この実施形態のフィードフォワード量調整支援装置4−3のシミュレーション演算部8−3は、この間接制御対象30のモデルを有しており、また、フィードフォワード量調整支援装置4−3は、間接制御対象30であるワークの制御量(WPV)を調整変更するWPV変更部31と、それに応じた表示を行うWPV表示部32とを備えており、データ収集部6では、上述の目標値、操作量、制御量などのデータに加えて、間接制御対象30の制御量のデータを収集する。
The simulation calculation unit 8-3 of the feedforward amount adjustment support device 4-3 of this embodiment has a model of the
図11は、この実施形態のシミュレーションの操作画面例を示すものであり、上述の図9に対応する図である。 FIG. 11 shows an example of a simulation operation screen according to this embodiment, and corresponds to FIG. 9 described above.
制御対象2の制御量(PV)のシミュレーション波形が表示される第2の波形表示領域38の上方には、矩形の第3の波形表示領域45が設けられ、第1の波形表示領域37に表示される補正目標値の調整に応じた間接制御対象30の制御量(WPV)のシミュレーション波形が表示される。
A rectangular third
したがって、ユーザは、各スライダバー39〜44を操作して調整した補正目標値によって、制御対象2の制御量および間接制御対象30の制御量がどのように変化するかを把握することができ、所望の応答波形が得られるように、補正目標値を調整することができる。
Therefore, the user can grasp how the control amount of the
その他の構成は、上述の実施形態3と同様である。 Other configurations are the same as those of the third embodiment.
本発明は、制御装置のフィードフォワード量の調整に有用である。 The present invention is useful for adjusting the feedforward amount of the control device.
1,1−2 温度調節器
2 制御対象
4,4−1,4−2,4−3 フィードフォワード量調整支援装置
3 制御部
8,8−1,8−2 シミュレーション演算部
20,37 第1の波形表示領域
21,38 第2の波形表示領域
30 間接制御対象
33,45 第3の波形表示領域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記フィードフォワード量または前記制御量の調整に応じて、制御対象モデルおよび制御装置モデルを用いて制御量またはフィードフォワード量の波形をシミュレーション演算するシミュレーション演算部と、
前記フィードフォワード量または前記制御量の調整波形を表示するとともに、シミュレーション演算された制御量またはフィードフォワード量のシミュレーション波形を表示する表示部と、
前記フィードフォワード量または前記制御量の調整量を、手動で設定する設定部とを備え、
前記設定部は、複数の異なる時間の区間についてそれぞれ前記フィードフォワード量の調整レベルを調整するレベル調整部を有し、
前記表示部は、前記区間について調整されたフィードフォワード量に応じて変化する前記制御量のシミュレーション波形が前記目標値と共に表示される、
ことを特徴とするフィードフォワード量調整支援装置。 A control device that includes a control unit that outputs an operation amount for the control object based on a deviation between a control amount from the control object and a target value, and that corrects at least one of the target value and the operation amount by a feedforward amount A device for supporting the adjustment of the feedforward amount in
In accordance with the adjustment of the feedforward amount or the control amount, a simulation calculation unit that performs a simulation calculation of the waveform of the control amount or the feedforward amount using the control target model and the control device model;
A display unit that displays the adjustment waveform of the feedforward amount or the control amount, and displays a simulation waveform of the control amount or the feedforward amount calculated by simulation,
A setting unit for manually setting the feedforward amount or the adjustment amount of the control amount;
The setting unit includes a level adjustment unit that adjusts the adjustment level of the feedforward amount for each of a plurality of different time intervals,
The display unit displays a simulation waveform of the control amount that changes in accordance with the feedforward amount adjusted for the section, together with the target value.
A feedforward amount adjustment support device characterized by that.
請求項1に記載のフィードフォワード量調整支援装置。 The display unit displays the waveform indicating the adjustment level for each section of the time and the simulation waveform in association with time;
The feedforward amount adjustment support apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載のフィードフォワード量調整支援装置。 The setting unit further includes a start time adjusting unit that defines a start time for adjusting the feedforward amount, and an end time adjusting unit that defines an end time.
The feedforward amount adjustment support device according to claim 1 or 2.
前記表示部は、前記フィードフォワード量の調整波形を表示するとともに、シミュレーション演算された前記制御量または前記間接制御量のシミュレーション波形を表示する請求項1から3に記載のフィードフォワード量調整支援装置。 The simulation calculation unit has an indirect control target model that is indirectly controlled by the control target, and uses the control target model, the control device model, and the indirect control target model according to the adjustment of the feedforward amount. Calculating the control amount or the waveform of the indirectly controlled variable of the indirect control target,
The feedforward amount adjustment support device according to claim 1, wherein the display unit displays the adjustment waveform of the feedforward amount, and also displays the simulation waveform of the control amount or the indirect control amount that is calculated by simulation.
前記フィードフォワード量または前記制御量の調整に応じて、制御対象モデルおよび制御装置モデルを用いて制御量またはフィードフォワード量の波形をシミュレーション演算する演算ステップと、
前記フィードフォワード量または前記制御量の調整波形を表示するとともに、シミュレーション演算された制御量またはフィードフォワード量のシミュレーション波形を表示する表示ステップと、
前記フィードフォワード量または前記制御量の調整量を、手動で設定する設定ステップとをコンピュータに実行させ、
前記設定ステップは、複数の異なる時間の区間についてそれぞれ前記フィードフォワード量の調整レベルを調整し、
前記表示ステップは、前記フィードフォワード量の調整によって変化する前記制御量のシミュレーション波形を前記目標値と共に表示する、
ことを特徴とするフィードフォワード量調整支援プログラム。 A control device that includes a control unit that outputs an operation amount for the control object based on a deviation between a control amount from the control object and a target value, and that corrects at least one of the target value and the operation amount by a feedforward amount A program for supporting adjustment of the feedforward amount in
A calculating step according to the adjustment of the feedforward amount or the control amount, the simulation operation of the control amount or feed forward amount of waveform using a controlled object model and control device model,
A display step of displaying the adjustment waveform of the feedforward amount or the control amount, and displaying a simulation waveform of the control amount or the feedforward amount calculated by the simulation;
Causing the computer to execute a setting step of manually setting the feedforward amount or the adjustment amount of the control amount;
The setting step adjusts the adjustment level of the feedforward amount for each of a plurality of different time intervals,
The display step displays a simulation waveform of the control amount that changes by adjusting the feedforward amount together with the target value.
A feedforward amount adjustment support program characterized by that.
請求項5に記載のフィードフォワード量調整支援プログラム。 The display step displays a waveform indicating the adjustment level for each section of the time and the simulation waveform in association with time.
The feedforward amount adjustment support program according to claim 5 .
請求項5または6に記載のフィードフォワード量調整支援プログラム。 The setting step further defines a time interval for adjusting the feedforward amount by a start time adjustment and an end time adjustment.
The feedforward amount adjustment support program according to claim 5 or 6 .
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