JPH09134203A - 分布制御装置 - Google Patents
分布制御装置Info
- Publication number
- JPH09134203A JPH09134203A JP29412095A JP29412095A JPH09134203A JP H09134203 A JPH09134203 A JP H09134203A JP 29412095 A JP29412095 A JP 29412095A JP 29412095 A JP29412095 A JP 29412095A JP H09134203 A JPH09134203 A JP H09134203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- value
- state quantity
- deviation
- gains
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複数のプロセスの各状態量の変動を均等化し、
同時に制御性能を向上する。 【解決手段】PID制御の運転状態で各プロセス1a〜
1cの状態量の整定状態と既知外乱(d)を対応させた
関数発生器12〜14をそれぞれに設け、その関数発生
器12〜14の出力を目標値として、各状態量状態量
(x1 )4〜状態量(x3 )6との偏差を微分器49,
50,51で微分して乗算器20,33,38で2乗し
た後、積分器21,34,39で積分した値を3種類求
める。そして、各積分値をそれらの積分値の総和で割算
した値によりゲインの配分を決める。このゲインの配分
値を決めた後、各状態量と目標値の偏差の値にゲインの
配分値を掛けて得られる値をすべて加算した値に更に係
数器でゲインを掛ける。そして、その値とPID調節器
10の出力と加算して得られる値を操作量(u)とす
る。
同時に制御性能を向上する。 【解決手段】PID制御の運転状態で各プロセス1a〜
1cの状態量の整定状態と既知外乱(d)を対応させた
関数発生器12〜14をそれぞれに設け、その関数発生
器12〜14の出力を目標値として、各状態量状態量
(x1 )4〜状態量(x3 )6との偏差を微分器49,
50,51で微分して乗算器20,33,38で2乗し
た後、積分器21,34,39で積分した値を3種類求
める。そして、各積分値をそれらの積分値の総和で割算
した値によりゲインの配分を決める。このゲインの配分
値を決めた後、各状態量と目標値の偏差の値にゲインの
配分値を掛けて得られる値をすべて加算した値に更に係
数器でゲインを掛ける。そして、その値とPID調節器
10の出力と加算して得られる値を操作量(u)とす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロセス等に適用
される分布制御装置に関する。
される分布制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プロセス等に適用される従来の分布制御
装置は、図3に示すように構成されている。図3は、複
数例えば3台のプロセス1a〜1cから構成されている
場合を例として示しているが、2台以上であれば何台で
もよい。プロセス1a〜1cは、既知外乱(d)2と操
作量(u)3が入力され、状態量(x1 )4、状態量
(x2 )5および状態量(x3 )6を出力する。
装置は、図3に示すように構成されている。図3は、複
数例えば3台のプロセス1a〜1cから構成されている
場合を例として示しているが、2台以上であれば何台で
もよい。プロセス1a〜1cは、既知外乱(d)2と操
作量(u)3が入力され、状態量(x1 )4、状態量
(x2 )5および状態量(x3 )6を出力する。
【0003】ここで、状態量(x3 )6は制御量にな
り、制御量は設定値7の出力8に追従させる必要がある
ため、減算器9で設定値7の出力8と状態量(x3 )6
を比較し、PID調節器10で、制御偏差(e)11を
小さくできる操作量(u)3が決まる。
り、制御量は設定値7の出力8に追従させる必要がある
ため、減算器9で設定値7の出力8と状態量(x3 )6
を比較し、PID調節器10で、制御偏差(e)11を
小さくできる操作量(u)3が決まる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の分布制御装
置では、状態量(x3 )6に着目した制御が行なわれる
ため、上流の状態量(x1 )4および状態量(x2 )5
の変動が大きくなり、場合によっては危険な状態におち
いることがある。
置では、状態量(x3 )6に着目した制御が行なわれる
ため、上流の状態量(x1 )4および状態量(x2 )5
の変動が大きくなり、場合によっては危険な状態におち
いることがある。
【0005】また、状態量(x1 )4、状態量(x2 )
5および状態量(x3 )6の変動幅(偏差)をほぼ均等
になるようにPID調節器10のパラメータを調整する
と、状態量(x3 )の制御性能が劣化するという問題が
ある。
5および状態量(x3 )6の変動幅(偏差)をほぼ均等
になるようにPID調節器10のパラメータを調整する
と、状態量(x3 )の制御性能が劣化するという問題が
ある。
【0006】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、複数のプロセスの各状態量の変動を均等化
でき、同時に制御性能を向上し得る分布制御装置を提供
することを目的とする。
れたもので、複数のプロセスの各状態量の変動を均等化
でき、同時に制御性能を向上し得る分布制御装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る分布制御装
置は、複数のプロセスのうちの最後のプロセスにおける
制御量と所定の設定値との偏差を基に前記各プロセスへ
の操作量を演算するPID制御器を備えた分布制御装置
において、既知外乱の値を基に前記各プロセスの状態量
を各目標値を出力する関数発生器と、前記各プロセスの
所望の時点における各状態量と対応する前記各目標値と
の偏差を求める演算器と、この演算器で求められた各偏
差をそれぞれ微分する微分器と、この微分器の各出力を
それぞれ自乗する乗算器と、この乗算器の各出力を積分
する積分器と、この積分器のすべての出力の総和に対す
る前記積分器の各出力値をそれぞれ前記各プロセスにお
けるゲインとして求め、対応する前記各偏差と乗算演算
をする第1のゲイン乗算器と、この第1のゲイン乗算器
のすべての出力を加算する第1の加算器と、この第1の
加算器の出力に前記複数のプロセスすべてに係るゲイン
を乗算演算する第2のゲイン乗算器と、前記PID制御
器の出力に前記第2のゲイン乗算器の出力を加える第2
の加算器とを備えたことを特徴とする。
置は、複数のプロセスのうちの最後のプロセスにおける
制御量と所定の設定値との偏差を基に前記各プロセスへ
の操作量を演算するPID制御器を備えた分布制御装置
において、既知外乱の値を基に前記各プロセスの状態量
を各目標値を出力する関数発生器と、前記各プロセスの
所望の時点における各状態量と対応する前記各目標値と
の偏差を求める演算器と、この演算器で求められた各偏
差をそれぞれ微分する微分器と、この微分器の各出力を
それぞれ自乗する乗算器と、この乗算器の各出力を積分
する積分器と、この積分器のすべての出力の総和に対す
る前記積分器の各出力値をそれぞれ前記各プロセスにお
けるゲインとして求め、対応する前記各偏差と乗算演算
をする第1のゲイン乗算器と、この第1のゲイン乗算器
のすべての出力を加算する第1の加算器と、この第1の
加算器の出力に前記複数のプロセスすべてに係るゲイン
を乗算演算する第2のゲイン乗算器と、前記PID制御
器の出力に前記第2のゲイン乗算器の出力を加える第2
の加算器とを備えたことを特徴とする。
【0008】(作用)PID制御の運転状態で各プロセ
スの状態量の整定状態と既知外乱(d)を対応させた関
数発生器をそれぞれに設けて、その関数発生器の出力を
目標値として、各状態量との偏差を微分して2乗した
後、積分した値を3種類求める。そして、各積分値をそ
れらの積分値の総和で割算した値によりゲインの配分を
決める。このゲインの配分値を決めた後、各状態量と目
標値の偏差の値にゲインの配分値を掛けて得られる値を
すべて加算した値に更にゲインを掛ける。そして、その
値とPID調節器の出力と加算して得られる値を操作量
(u)とする。その結果、各状態量の変動幅が均等化さ
れ、かつ制御性能が向上する。
スの状態量の整定状態と既知外乱(d)を対応させた関
数発生器をそれぞれに設けて、その関数発生器の出力を
目標値として、各状態量との偏差を微分して2乗した
後、積分した値を3種類求める。そして、各積分値をそ
れらの積分値の総和で割算した値によりゲインの配分を
決める。このゲインの配分値を決めた後、各状態量と目
標値の偏差の値にゲインの配分値を掛けて得られる値を
すべて加算した値に更にゲインを掛ける。そして、その
値とPID調節器の出力と加算して得られる値を操作量
(u)とする。その結果、各状態量の変動幅が均等化さ
れ、かつ制御性能が向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。本発明の一実施形態に係る分布制
御装置の構成を図1、図2にブロック線図で示す。ここ
では、従来装置と異なる点を説明する。
実施形態を説明する。本発明の一実施形態に係る分布制
御装置の構成を図1、図2にブロック線図で示す。ここ
では、従来装置と異なる点を説明する。
【0010】図1に示すように既知外乱(d)2は、関
数発生器12,13,14に入力され、関数発生器12
の出力はプロセス1の状態量(x1 )4の目標値(x1
r)15、関数発生器13の出力はプロセス2の状態量
(x2 )5の目標値(x2r)16ならびに関数発生器1
4の出力はプロセス3の状態量(x3 )6の目標値(x
3r)17になる。ここで、各関数発生器12〜14は既
知外乱(d)2に対するプロセス1の整定状態における
状態量を設定する。実質的には既知外乱(d)2を数点
選び、その状態値を内挿することで既知外乱(d)2の
すべてをカバーさせる。
数発生器12,13,14に入力され、関数発生器12
の出力はプロセス1の状態量(x1 )4の目標値(x1
r)15、関数発生器13の出力はプロセス2の状態量
(x2 )5の目標値(x2r)16ならびに関数発生器1
4の出力はプロセス3の状態量(x3 )6の目標値(x
3r)17になる。ここで、各関数発生器12〜14は既
知外乱(d)2に対するプロセス1の整定状態における
状態量を設定する。実質的には既知外乱(d)2を数点
選び、その状態値を内挿することで既知外乱(d)2の
すべてをカバーさせる。
【0011】上記目標値(x1r)15と状態量(x1 )
4を減算器18で減算して偏差(e1 )19を得る。こ
の偏差(e1 )19は微分器49を介して乗算器20で
自乗されて、積分器21に入力される。積分器21の出
力(J1 )22は加算器23に入力されると共に除算器
24の分子に入力される。そして、加算器23の出力
(J)は除算器24,25,26のそれぞれの分母に入
力される。除算器24の出力が偏差(e1 )19をフィ
ードバックする際のゲイン(η1 )27となる。なお、
積分器21の初期値は零とし、積分の時間区間はプロセ
スの整定時間程度とする。
4を減算器18で減算して偏差(e1 )19を得る。こ
の偏差(e1 )19は微分器49を介して乗算器20で
自乗されて、積分器21に入力される。積分器21の出
力(J1 )22は加算器23に入力されると共に除算器
24の分子に入力される。そして、加算器23の出力
(J)は除算器24,25,26のそれぞれの分母に入
力される。除算器24の出力が偏差(e1 )19をフィ
ードバックする際のゲイン(η1 )27となる。なお、
積分器21の初期値は零とし、積分の時間区間はプロセ
スの整定時間程度とする。
【0012】同様にして、偏差(e2 )28および偏差
(e3 )29のフィードバックゲイン(η2 )30と
(η3 )31を算出する手順を以下に述べる。目標値
(x2r)16と状態量(x2 )5を減算器32で偏差
(e2 )28を得る。偏差(e2 )28は微分器50を
介して乗算器33で自乗されて、積分器34に入力され
る。積分器34の出力(J2 )35は加算器36に入力
されると共に除算器25の分子に入力される。加算器3
6の出力は加算器23に入力される。除算器25の出力
がゲイン(η2 )30となる。
(e3 )29のフィードバックゲイン(η2 )30と
(η3 )31を算出する手順を以下に述べる。目標値
(x2r)16と状態量(x2 )5を減算器32で偏差
(e2 )28を得る。偏差(e2 )28は微分器50を
介して乗算器33で自乗されて、積分器34に入力され
る。積分器34の出力(J2 )35は加算器36に入力
されると共に除算器25の分子に入力される。加算器3
6の出力は加算器23に入力される。除算器25の出力
がゲイン(η2 )30となる。
【0013】目標値(x3r)17と状態量(x3 )6を
減算器37で減算して偏差(e3 )29を得る。偏差
(e3 )29は微分器51を介して乗算器38で自乗さ
れて、積分器39に入力される。積分器39の出力(J
3 )40は加算器36に入力されると共に除算器26の
分子に入力される。そして、除算器26の出力がゲイン
(η3 )31となる。
減算器37で減算して偏差(e3 )29を得る。偏差
(e3 )29は微分器51を介して乗算器38で自乗さ
れて、積分器39に入力される。積分器39の出力(J
3 )40は加算器36に入力されると共に除算器26の
分子に入力される。そして、除算器26の出力がゲイン
(η3 )31となる。
【0014】以上でゲインη1 〜η3 を求める回路の説
明をしたが、これらの使い方は以下の通りである。既知
外乱(d)2としては、例えば負荷信号がある。この負
荷信号を増減させることにより状態量を変動させる。そ
の結果、得られたゲインη1 〜η3 の整定値をフィード
バック制御のためのゲインとして採用する。なお、フィ
ードバック制御の回路説明を図2で行なう。但し、図1
と同一の回路については同一番号を付して詳細な説明は
省略する。
明をしたが、これらの使い方は以下の通りである。既知
外乱(d)2としては、例えば負荷信号がある。この負
荷信号を増減させることにより状態量を変動させる。そ
の結果、得られたゲインη1 〜η3 の整定値をフィード
バック制御のためのゲインとして採用する。なお、フィ
ードバック制御の回路説明を図2で行なう。但し、図1
と同一の回路については同一番号を付して詳細な説明は
省略する。
【0015】減算器18で求めた偏差(e1 )19は、
係数器41(η1 の値が設定された)を介して加算器4
2に入力される。減算器32で求めた偏差(e2 )28
は、係数器43(η2 の値が設定された)を介して加算
器44に入力される。減算器37で求めた偏差(e3 )
29は、係数器45(η3 の値が設定された)に入力さ
れ、その出力が加算器44に入力される。この加算器4
4の出力は、加算器42に入力される。加算器42の出
力は係数器46に入力され、その出力は加算器48に供
給され、PID調節器10の出力と加算されて操作量
(u)3になる。
係数器41(η1 の値が設定された)を介して加算器4
2に入力される。減算器32で求めた偏差(e2 )28
は、係数器43(η2 の値が設定された)を介して加算
器44に入力される。減算器37で求めた偏差(e3 )
29は、係数器45(η3 の値が設定された)に入力さ
れ、その出力が加算器44に入力される。この加算器4
4の出力は、加算器42に入力される。加算器42の出
力は係数器46に入力され、その出力は加算器48に供
給され、PID調節器10の出力と加算されて操作量
(u)3になる。
【0016】上記のようにプロセス1a〜1cの状態量
(x1 )4〜状態量(x3 )6のすべてに目標値を設定
して、それとの偏差をすべてフィードバックさせること
により、上流の状態量(x1 )4および状態量(x2 )
5の変動を抑え、かつ制御量である状態量(x3 )6の
変動を抑える。そのときのフィードバックゲインの分配
は運転時の観測データにより決められる。具体的には、
各偏差を微分して2乗した値を積分して得られた値でゲ
インの配分を行ない、状態量(x1 )4〜状態量(x3
)6の変動幅の均等化を図っている。ここで、各偏差
を微分して2乗した値を積分するようにしたのは、各偏
差に定常偏差が生じた場合のゲインの配分計算の精度を
向上させるためである。
(x1 )4〜状態量(x3 )6のすべてに目標値を設定
して、それとの偏差をすべてフィードバックさせること
により、上流の状態量(x1 )4および状態量(x2 )
5の変動を抑え、かつ制御量である状態量(x3 )6の
変動を抑える。そのときのフィードバックゲインの分配
は運転時の観測データにより決められる。具体的には、
各偏差を微分して2乗した値を積分して得られた値でゲ
インの配分を行ない、状態量(x1 )4〜状態量(x3
)6の変動幅の均等化を図っている。ここで、各偏差
を微分して2乗した値を積分するようにしたのは、各偏
差に定常偏差が生じた場合のゲインの配分計算の精度を
向上させるためである。
【0017】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、複
数のプロセスの各状態量の変動を均等化でき、同時に制
御性能の向上を図ることができる。
数のプロセスの各状態量の変動を均等化でき、同時に制
御性能の向上を図ることができる。
【図1】本発明の一実施形態に係る分布制御装置のブロ
ック図。
ック図。
【図2】同実施形態におけるフィードバック制御を説明
するための分布制御装置のブロック図。
するための分布制御装置のブロック図。
【図3】従来の分布制御装置の構成例を示すブロック
図。
図。
1…プロセス、2…既知外乱(d)、3…操作量
(u)、4…状態量(x1 )、5…状態量(x2 )、6
…状態量(x3 )、7…設定値、8…設定値7の出力、
9,18,32,37…減算器、10…PID調節器、
11…制御偏差(e)、12,13,14…関数発生
器、15…目標値(x1r)、16…目標値(x2r)、1
7…目標値(x2r)、19…偏差(e1 )、20,3
3,38…乗算器、21,34,39…積分器、22…
出力(J1 )、23,36,42,44,48…加算
器、24,25,26…除算器、27…ゲイン(η1
)、28…偏差(e2 )、29…偏差(e3 )、30
…ゲイン(η2 )、31…ゲイン(η3 )、35…出力
(J2 )、40…出力(J3 )、41,43,45,4
6…係数器、49,50,51…微分器。
(u)、4…状態量(x1 )、5…状態量(x2 )、6
…状態量(x3 )、7…設定値、8…設定値7の出力、
9,18,32,37…減算器、10…PID調節器、
11…制御偏差(e)、12,13,14…関数発生
器、15…目標値(x1r)、16…目標値(x2r)、1
7…目標値(x2r)、19…偏差(e1 )、20,3
3,38…乗算器、21,34,39…積分器、22…
出力(J1 )、23,36,42,44,48…加算
器、24,25,26…除算器、27…ゲイン(η1
)、28…偏差(e2 )、29…偏差(e3 )、30
…ゲイン(η2 )、31…ゲイン(η3 )、35…出力
(J2 )、40…出力(J3 )、41,43,45,4
6…係数器、49,50,51…微分器。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数のプロセスのうちの最後のプロセス
における制御量と所定の設定値との偏差を基に前記各プ
ロセスへの操作量を演算するPID制御器を備えた分布
制御装置において、 既知外乱の値を基に前記各プロセスの状態量を各目標値
を出力する関数発生器と、 前記各プロセスの所望の時点における各状態量と対応す
る前記各目標値との偏差を求める演算器と、 この演算器で求められた各偏差をそれぞれ微分する微分
器と、 この微分器の各出力をそれぞれ自乗する乗算器と、 この乗算器の各出力を積分する積分器と、 この積分器のすべての出力の総和に対する前記積分器の
各出力値をそれぞれ前記各プロセスにおけるゲインとし
て求め、対応する前記各偏差と乗算演算をする第1のゲ
イン乗算器と、 この第1のゲイン乗算器のすべての出力を加算する第1
の加算器と、 この第1の加算器の出力に前記複数のプロセスすべてに
係るゲインを乗算演算する第2のゲイン乗算器と、 前記PID制御器の出力に前記第2のゲイン乗算器の出
力を加える第2の加算器と、 を備えたことを特徴とする分布制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29412095A JPH09134203A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 分布制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29412095A JPH09134203A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 分布制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09134203A true JPH09134203A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17803557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29412095A Withdrawn JPH09134203A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 分布制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09134203A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8032237B2 (en) * | 2001-06-05 | 2011-10-04 | Elverson Hopewell Llc | Correction signal capable of diminishing a future change to an output signal |
-
1995
- 1995-11-13 JP JP29412095A patent/JPH09134203A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8032237B2 (en) * | 2001-06-05 | 2011-10-04 | Elverson Hopewell Llc | Correction signal capable of diminishing a future change to an output signal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4634946A (en) | Apparatus and method for predictive control of a dynamic system | |
JP2771929B2 (ja) | ディジタル・サーボ制御システム | |
JPH09134203A (ja) | 分布制御装置 | |
JPH0916203A (ja) | 分布制御装置 | |
JPS60218105A (ja) | 制御装置 | |
JPH0378003A (ja) | ファジイコントローラ | |
EP1164448A2 (en) | Control apparatus | |
JPH08314503A (ja) | 適応制御装置 | |
JPH0612102A (ja) | 適応制御装置 | |
JPH05341806A (ja) | 適応制御装置 | |
JPH05313704A (ja) | 適応制御装置 | |
JPH0272404A (ja) | メンバーシップ関数決定方法 | |
JP2000020104A (ja) | 速度制御ゲイン調整方法および装置 | |
JP2791011B2 (ja) | プラント制御系の制御定数設定装置 | |
CN118012151A (zh) | 一种工程最速控制***的过程给定信号修正方法及装置 | |
RU2058576C1 (ru) | Адаптивная система управления | |
JPH0659706A (ja) | 適応制御装置 | |
JP2001298979A (ja) | モータ速度制御装置 | |
JPH05250039A (ja) | ディジタルサーボ制御装置 | |
CN118012152A (zh) | 一种工程最速控制***的过程给定信号校正方法及装置 | |
JPH03202902A (ja) | 2自由度調節装置 | |
JP2805821B2 (ja) | 調節計 | |
JP2809849B2 (ja) | 2自由度調節装置 | |
JPH06124102A (ja) | 適応制御装置 | |
CN117873004A (zh) | 一种闭环控制***的工程模型构建方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |