JPH0410101A - 周期性外乱補償式プロセス制御装置 - Google Patents
周期性外乱補償式プロセス制御装置Info
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- JPH0410101A JPH0410101A JP2114023A JP11402390A JPH0410101A JP H0410101 A JPH0410101 A JP H0410101A JP 2114023 A JP2114023 A JP 2114023A JP 11402390 A JP11402390 A JP 11402390A JP H0410101 A JPH0410101 A JP H0410101A
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- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 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
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
-
- 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
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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- G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
- G05B13/021—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance
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- G05B13/0225—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance using a perturbation of the variable being a periodic perturbation
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、プロセス制御装置に関し、特に周期性外乱を
与えられる制御システムに適用する周期性外乱補償式プ
ロセス制御装置に関するものである。
与えられる制御システムに適用する周期性外乱補償式プ
ロセス制御装置に関するものである。
(従来の技術)
各種産業機械のためのプロセス制御装置として、PID
制御装置の如く、制御目標値と制御量との制御偏差に対
応した操作量を決定する線形の自動制御装置はよく知ら
れており、これは温度等を所定の制御目標値に保つ定値
制御に用いられている。
制御装置の如く、制御目標値と制御量との制御偏差に対
応した操作量を決定する線形の自動制御装置はよく知ら
れており、これは温度等を所定の制御目標値に保つ定値
制御に用いられている。
(発明が解決しようとする課題)
プラスチックの成形機、包装機等に於ては、成形型、シ
ール用電気こでの温度制御にPID制御が用いられてい
るが、これらに於ては成形品の射出、包装ビニールのシ
ール等の奪熱行為が行われる毎に温度降下が生じること
が知られている。この温度降下に対して、PID制御装
置は制御偏差が大きくなったことに基いて温度を制御目
標値に戻すべく操作量を増大するが、しかしこれは、通
常のゲイン特性のもとに、更には同一アルゴリズムにて
行われることから、温度が制御目標値に戻るまで時間が
掛かる。これは上述の如き産業機械のサイクルタイムの
短縮を阻害する原因になる。
ール用電気こでの温度制御にPID制御が用いられてい
るが、これらに於ては成形品の射出、包装ビニールのシ
ール等の奪熱行為が行われる毎に温度降下が生じること
が知られている。この温度降下に対して、PID制御装
置は制御偏差が大きくなったことに基いて温度を制御目
標値に戻すべく操作量を増大するが、しかしこれは、通
常のゲイン特性のもとに、更には同一アルゴリズムにて
行われることから、温度が制御目標値に戻るまで時間が
掛かる。これは上述の如き産業機械のサイクルタイムの
短縮を阻害する原因になる。
本発明は、従来のプロセス制御装置に於ける上述の如き
問題点に着目してなされたものであり、周期性外乱に対
して所要の補償を行うことにより、周期性外乱に対する
制御性能の向上を図った周朋性外乱補償式プロセス制御
装置を提供することを目的としている。
問題点に着目してなされたものであり、周期性外乱に対
して所要の補償を行うことにより、周期性外乱に対する
制御性能の向上を図った周朋性外乱補償式プロセス制御
装置を提供することを目的としている。
(課題を解決するための手段)
上述の如き目的は、本発明によれば、制御目標値と制御
量との制御偏差に対応した操作量を決定する主操作量決
定部と、周期性外乱を検出する周期性外乱検出部と、前
記周期性外乱検出部により検出される周期性外乱に対応
して操作量を発生する補助操作量決定部とを有している
ことを特徴とする周期性外乱補償式プロセス制御装置に
よって達成される。
量との制御偏差に対応した操作量を決定する主操作量決
定部と、周期性外乱を検出する周期性外乱検出部と、前
記周期性外乱検出部により検出される周期性外乱に対応
して操作量を発生する補助操作量決定部とを有している
ことを特徴とする周期性外乱補償式プロセス制御装置に
よって達成される。
(作用)
上述の如き構成によれば、周期性外乱に対応して操作量
が修正されるようになる。
が修正されるようになる。
(実施例)
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
第1図は本発明による周期性外乱補償式プロセス制御装
置の基本的構成を示している。本発明による周期性外乱
補償式プロセス制御装置は、主操作量決定部としてのP
ID制御部10と、周期性外乱検出部12と、補助操作
量決定部としてのファジィ操作量発生部14とを有して
いる。
置の基本的構成を示している。本発明による周期性外乱
補償式プロセス制御装置は、主操作量決定部としてのP
ID制御部10と、周期性外乱検出部12と、補助操作
量決定部としてのファジィ操作量発生部14とを有して
いる。
PID制御部10は、周知の構成のものであってよく、
制御対象(プラント)16よりの制御量Yと制御目標値
Rとの制御偏差eを加え合せ点18より与えられ、これ
に基いて比例操作量と積分操作量と微分操作量とを演算
し、その合計の操作量Up i dを加え合せ点20へ
出力するようになっている。
制御対象(プラント)16よりの制御量Yと制御目標値
Rとの制御偏差eを加え合せ点18より与えられ、これ
に基いて比例操作量と積分操作量と微分操作量とを演算
し、その合計の操作量Up i dを加え合せ点20へ
出力するようになっている。
周期性外乱検出部12は、制御偏差eの経時的変化より
外乱サイクル時間と外乱の大きさとを検出し、今回の外
乱サイクル時間(T、−T、−1)と前回の外乱サイク
ル時間(To−I T、、−2)との差Tと、今回の
外乱大きさM。と前回の外乱大きさM。−1との差Mと
を算出し、外乱性周期の可能性Pと、その外乱周期Sと
、外乱大きさGとを各々ファジィ推論によって決定し、
これらの情報をファジィ操作量発生部14へ出力するよ
うになっている。
外乱サイクル時間と外乱の大きさとを検出し、今回の外
乱サイクル時間(T、−T、−1)と前回の外乱サイク
ル時間(To−I T、、−2)との差Tと、今回の
外乱大きさM。と前回の外乱大きさM。−1との差Mと
を算出し、外乱性周期の可能性Pと、その外乱周期Sと
、外乱大きさGとを各々ファジィ推論によって決定し、
これらの情報をファジィ操作量発生部14へ出力するよ
うになっている。
周期性外乱の可能性Pのファジィ推論は、周期性外乱サ
イクル時間差Tと外乱大きさの差Mとを入力要件として
、第3図に示されている如きファジィルールと第4図に
示されている如きメンバーシップ関数とに基いて行われ
るようになっている。
イクル時間差Tと外乱大きさの差Mとを入力要件として
、第3図に示されている如きファジィルールと第4図に
示されている如きメンバーシップ関数とに基いて行われ
るようになっている。
第3図に示されたファジィルールによれば、外乱サイク
ル時間の差Tと外乱大きさの差Mとの変化が少なければ
、外乱性周期の可能性Pが大きいと推論される。但し、
外乱の大きさは、ファジィ操作量(外乱補償操作量)が
与えられると、小さくなるから、第3図に示されたファ
ジィルールに於ては、外乱サイクル時間差Tが重視され
ている。
ル時間の差Tと外乱大きさの差Mとの変化が少なければ
、外乱性周期の可能性Pが大きいと推論される。但し、
外乱の大きさは、ファジィ操作量(外乱補償操作量)が
与えられると、小さくなるから、第3図に示されたファ
ジィルールに於ては、外乱サイクル時間差Tが重視され
ている。
尚、第3図、後述の第5図〜第7図に示されたファジィ
ルールに於ては、言語情報として、NB、NMSNSS
ZR,PSSPM、PBが用いられており、NBは負に
大きい、NMは負で中位、NSは負に小さい、ZRはお
よそ零、PSは正に小さい、PMは正で中位、PBは正
に大きいことを示すファジィラベルである。
ルールに於ては、言語情報として、NB、NMSNSS
ZR,PSSPM、PBが用いられており、NBは負に
大きい、NMは負で中位、NSは負に小さい、ZRはお
よそ零、PSは正に小さい、PMは正で中位、PBは正
に大きいことを示すファジィラベルである。
上述の如きファジィルールによる周期性外乱の可能性推
論の出力は周期性外乱の可能性Pの所定単位時間に於け
る変化分を示すものであり、ファジィ操作量発生部14
へ出力する今回の周期性外乱の可能性Pに関する情報は
前回の周期性外乱の可能性(パーセント)に今回の周期
性外乱の可能性の変化分を加算したものであり、これは
0〜100%の範囲の数値情報である。
論の出力は周期性外乱の可能性Pの所定単位時間に於け
る変化分を示すものであり、ファジィ操作量発生部14
へ出力する今回の周期性外乱の可能性Pに関する情報は
前回の周期性外乱の可能性(パーセント)に今回の周期
性外乱の可能性の変化分を加算したものであり、これは
0〜100%の範囲の数値情報である。
外乱周期Sのファジィ推論は、外乱サイクル時間差Tを
入力要件として、第5図に示されている如きファジィル
ールと第4図に示されたメンバーシップ関数と同等のメ
ンバーシップ関数とによ−ノて行われ、所定単位時間に
於ける外乱周期の変化分を推論結果として出力するよう
になっている。
入力要件として、第5図に示されている如きファジィル
ールと第4図に示されたメンバーシップ関数と同等のメ
ンバーシップ関数とによ−ノて行われ、所定単位時間に
於ける外乱周期の変化分を推論結果として出力するよう
になっている。
この推論によってファジィ操作部14へ出力する今回の
外乱周期Sは前回の外乱周期に今回の外乱周期の変化分
を加算したものである。但し、前回の外乱周期の初期値
はT1−Toと定められている。
外乱周期Sは前回の外乱周期に今回の外乱周期の変化分
を加算したものである。但し、前回の外乱周期の初期値
はT1−Toと定められている。
周期性外乱の大きさGの推論は、外乱大きさの差Mと周
期性外乱の可能性Pとを入力要件として、第6図に示さ
れている如きファジィルールと第4図に示されたメンバ
ーシップ関数と同等のメンノく一シップ関数とに基いて
行われ、所定単位時間に於ける外乱大きさの変化分を推
論結果として出力するようになっている。第6図に示さ
れたファジィルールに於ては、ファジィ操作量が与えら
れると、外乱大きさが小さくなるので、その分の補正が
考慮されている。
期性外乱の可能性Pとを入力要件として、第6図に示さ
れている如きファジィルールと第4図に示されたメンバ
ーシップ関数と同等のメンノく一シップ関数とに基いて
行われ、所定単位時間に於ける外乱大きさの変化分を推
論結果として出力するようになっている。第6図に示さ
れたファジィルールに於ては、ファジィ操作量が与えら
れると、外乱大きさが小さくなるので、その分の補正が
考慮されている。
この推論によりファジィ操作量発生部14へ出力する今
回の外乱大きさGは前回の外乱大きさに今回の外乱大き
さの変化分を加算したものである。
回の外乱大きさGは前回の外乱大きさに今回の外乱大き
さの変化分を加算したものである。
但し、前回の加算大きさの初期値はM。とされていれば
よい。
よい。
ファジィ操作量発生部14は、今回の外乱周期Sと今回
の外乱大きさGと今回の外乱周期の可能性Pとに関する
情報を与えられ、今回の外乱周期Sの情報に基いてファ
ジィ操作量の計算タイミングを決定し、今回の外乱大き
さGと今回の周期性外乱Pとを人力要件として、第7図
に示されている如きファジィルールと第3図に示された
メンノく−シップ関数と同等のメンバーシップ関数とに
基いて今回のファジィ操作量(周期性外乱補償操作量)
Ufを決定するようになっている。第7図に示されたフ
ァジィルールに於ては、外乱の大きさGに対応してファ
ジィ操作量Ufが設定される。
の外乱大きさGと今回の外乱周期の可能性Pとに関する
情報を与えられ、今回の外乱周期Sの情報に基いてファ
ジィ操作量の計算タイミングを決定し、今回の外乱大き
さGと今回の周期性外乱Pとを人力要件として、第7図
に示されている如きファジィルールと第3図に示された
メンノく−シップ関数と同等のメンバーシップ関数とに
基いて今回のファジィ操作量(周期性外乱補償操作量)
Ufを決定するようになっている。第7図に示されたフ
ァジィルールに於ては、外乱の大きさGに対応してファ
ジィ操作量Ufが設定される。
但し、周期性外乱の可能性Pが少ない場合には、その操
作量Ufが減少される。
作量Ufが減少される。
ファジィ操作量発生部14が発生するファジィ操作量U
fは、加え合せ点20にてPID制御部10よりの操作
量Upidと加算され、総合的な操作量Uとして制御対
象16に与えられる。
fは、加え合せ点20にてPID制御部10よりの操作
量Upidと加算され、総合的な操作量Uとして制御対
象16に与えられる。
上述の如き構成によれば、制御開始時には、PID制御
部10の作用によって通常のPID制御と同等の操作量
が制御対象16に与えられる。この時には外乱か生じて
も周期性外乱の可能性が少ないので、ファジィ操作量U
fは殆ど生じない。
部10の作用によって通常のPID制御と同等の操作量
が制御対象16に与えられる。この時には外乱か生じて
も周期性外乱の可能性が少ないので、ファジィ操作量U
fは殆ど生じない。
周期性外乱が入り始めると、周期性外乱検出部12によ
って、上述の如く、その周期Sと大きさGと可能性Pと
がファジィ推論され、これに基いてファジィ操作量発生
部14にてファジィ操作量Ufが生じ、これがPID制
御部10による操作量Upidと共に制御対象16に与
えられるようになる。そして周期性外乱の回数が増え、
周期性外乱の可能性Pが大きくなると、それに応じてフ
ァジィ操作量Ufが増大する。
って、上述の如く、その周期Sと大きさGと可能性Pと
がファジィ推論され、これに基いてファジィ操作量発生
部14にてファジィ操作量Ufが生じ、これがPID制
御部10による操作量Upidと共に制御対象16に与
えられるようになる。そして周期性外乱の回数が増え、
周期性外乱の可能性Pが大きくなると、それに応じてフ
ァジィ操作量Ufが増大する。
周期性外乱を丁度打消すだけのファジィ操作量Ufが与
えられると、定常状態になり、この後に外乱の周期S、
大きさGが変化しても、自動的に調整されたファジィ操
作量Ufによって周期性外乱補償が行われるようになる
。
えられると、定常状態になり、この後に外乱の周期S、
大きさGが変化しても、自動的に調整されたファジィ操
作量Ufによって周期性外乱補償が行われるようになる
。
尚、上述の実施例に於ては、ファジィ推論を用いてファ
ジィ操作量、即ち周期性外乱補償操作量を決定したが、
これは、ファジィ推論に依存せず、−船釣な数式による
演算により決定されてもよく、この場合も同様の作用効
果が得られる。
ジィ操作量、即ち周期性外乱補償操作量を決定したが、
これは、ファジィ推論に依存せず、−船釣な数式による
演算により決定されてもよく、この場合も同様の作用効
果が得られる。
(発明の効果)
以上の説明から明らかな如く、本発明による開部性外乱
補償式プロセス制御装置に於ては、周期性外乱に対応し
た操作量か与えられることから、周期性外乱に対する制
御性能がPID制御のみによる場合に比して大幅に向上
し、制御量の波形の乱れは最小限に抑えられるようにな
る。また外乱の周期、大きさかオペレータにて認識され
ていなくても制御装置の学習効果により自動的に最適な
制御状態へ到達し、面倒な解析作業等を必要とすること
がない。尚、外乱の周期、大きさが認識されている場合
には、それに関する情報が制御装置に設定されることに
より、制御開始時点から最適な制御が実現される。
補償式プロセス制御装置に於ては、周期性外乱に対応し
た操作量か与えられることから、周期性外乱に対する制
御性能がPID制御のみによる場合に比して大幅に向上
し、制御量の波形の乱れは最小限に抑えられるようにな
る。また外乱の周期、大きさかオペレータにて認識され
ていなくても制御装置の学習効果により自動的に最適な
制御状態へ到達し、面倒な解析作業等を必要とすること
がない。尚、外乱の周期、大きさが認識されている場合
には、それに関する情報が制御装置に設定されることに
より、制御開始時点から最適な制御が実現される。
第1図は本発明による周期性外乱補償式プロセス制御装
置の一つの実施例を示す概略構成図、第2図は周期性外
乱が発生している状態下に於ける制御偏差の波形を示す
波形図、第3図は周期性外乱の可能性推論のファジィル
ールの一例を示すルールテーブル図、第4図はメンバー
シップ関数を示すグラフ、第5図は外乱周期推論のファ
ジィルールの一例を示すルールテーブル図、第6図は外
乱大きさ推論のファジィルールの一例を示すルールテー
ブル図、第7図はファジィ操作量決定のためのファジィ
ルールの一例を示すルールテーブル図である。 10・・・PID制御部 12・・・周期外乱検出部 14・・・ファジィ操作量発生部 16・・・制御対象 特許出願人 オムロン株式会社
置の一つの実施例を示す概略構成図、第2図は周期性外
乱が発生している状態下に於ける制御偏差の波形を示す
波形図、第3図は周期性外乱の可能性推論のファジィル
ールの一例を示すルールテーブル図、第4図はメンバー
シップ関数を示すグラフ、第5図は外乱周期推論のファ
ジィルールの一例を示すルールテーブル図、第6図は外
乱大きさ推論のファジィルールの一例を示すルールテー
ブル図、第7図はファジィ操作量決定のためのファジィ
ルールの一例を示すルールテーブル図である。 10・・・PID制御部 12・・・周期外乱検出部 14・・・ファジィ操作量発生部 16・・・制御対象 特許出願人 オムロン株式会社
Claims (1)
- 1、制御目標値と制御量との制御偏差に対応した操作量
を決定する主操作量決定部と、周期性外乱を検出する周
期性外乱検出部と、前記周期性外乱検出部により検出さ
れる周期性外乱に対応して操作量を発生する補助操作量
決定部とを有していることを特徴とする周期性外乱補償
式プロセス制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2114023A JP2982209B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 周期性外乱補償式プロセス制御装置 |
EP91106719A EP0454132A1 (en) | 1990-04-27 | 1991-04-25 | Periodic disturbance compensating process control device |
KR1019910006639A KR910018871A (ko) | 1990-04-27 | 1991-04-25 | 주기성 외란 보상식 프로세스 제어 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2114023A JP2982209B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 周期性外乱補償式プロセス制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0410101A true JPH0410101A (ja) | 1992-01-14 |
JP2982209B2 JP2982209B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=14627107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2114023A Expired - Fee Related JP2982209B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 周期性外乱補償式プロセス制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0454132A1 (ja) |
JP (1) | JP2982209B2 (ja) |
KR (1) | KR910018871A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7991486B2 (en) | 2007-02-15 | 2011-08-02 | Yokogawa Electric Corporation | Process control apparatus rejecting disturbance applied to feedback loop |
CN104155875A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-11-19 | 武汉滨湖电子有限责任公司 | 一种主从轴控制方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5408406A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-18 | Honeywell Inc. | Neural net based disturbance predictor for model predictive control |
EP0737331B1 (en) * | 1994-10-28 | 2001-12-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Control system and control means for controlling a quantity of such a control system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD82586A (ja) * | ||||
US4563735A (en) * | 1982-03-26 | 1986-01-07 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Process controlling method and system involving separate determination of static and dynamic compensation components |
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