JPH0934503A - Ｐｉｄコントローラの調整法 - Google Patents
Ｐｉｄコントローラの調整法Info
- Publication number
- JPH0934503A JPH0934503A JP17972495A JP17972495A JPH0934503A JP H0934503 A JPH0934503 A JP H0934503A JP 17972495 A JP17972495 A JP 17972495A JP 17972495 A JP17972495 A JP 17972495A JP H0934503 A JPH0934503 A JP H0934503A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 限界感度法によりＰＩＤコントローラのパラ
ルメータを調整する際、制御対象が複雑な特性を持つも
のであっても、最適値に容易に調整でき、安定した制御
系を設計できること。 【解決手段】 限界感度法によりＰＩＤパラメータを調
整する際、積分項のゲインをも調整対象とし２段階に調
整する。第一段階は、通常の方法で行い、持続振動の判
断基準を１番目のピークと２番目のピークの差が負とな
ることとする。第二段階は、比例ゲインを持続振動とみ
なした時の第一段階の値に設定し、積分時間を減少させ
ていく。この間における入力に対する誤差が最も小さい
時の値を積分時間とし、それにある係数を乗じた値を微
分時間とする。
ルメータを調整する際、制御対象が複雑な特性を持つも
のであっても、最適値に容易に調整でき、安定した制御
系を設計できること。 【解決手段】 限界感度法によりＰＩＤパラメータを調
整する際、積分項のゲインをも調整対象とし２段階に調
整する。第一段階は、通常の方法で行い、持続振動の判
断基準を１番目のピークと２番目のピークの差が負とな
ることとする。第二段階は、比例ゲインを持続振動とみ
なした時の第一段階の値に設定し、積分時間を減少させ
ていく。この間における入力に対する誤差が最も小さい
時の値を積分時間とし、それにある係数を乗じた値を微
分時間とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、限界感度法を用い
たＰＩＤコントローラの調整法に関する。
たＰＩＤコントローラの調整法に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、比例動作（Ｐ動作）、積
分動作（Ｉ動作）、微分動作（Ｄ動作）の三つの基本動
作を組み合わせたＰＩＤコントローラ（制御器；調節計
とも呼ばれる）は、定常特性と速応性とを同時に改善で
きるために、各種の機器・装置、プラント等に多用され
ている。その際、最良の制御性能を期待できるようにＰ
ＩＤパラメータ（比例ゲインＫｐ，積分時間ＴI，微分
時間ＴD等）を調整することが必要となる。ＰＩＤコン
トローラの調整法としては、限界感度法がよく使われて
いる。限界感度法とは、積分時間を最大値に、微分時間
を最小値にして実質的にＰ動作のみとし、比例ゲインを
徐々に大きくして、制御量の定常振動状態（持続振動）
を生じさせ、この時の比例ゲインＫｐｃと振動周期Ｔｃ
から、次の式に従ってＰＩＤパラメータを決定する方法
である。
分動作（Ｉ動作）、微分動作（Ｄ動作）の三つの基本動
作を組み合わせたＰＩＤコントローラ（制御器；調節計
とも呼ばれる）は、定常特性と速応性とを同時に改善で
きるために、各種の機器・装置、プラント等に多用され
ている。その際、最良の制御性能を期待できるようにＰ
ＩＤパラメータ（比例ゲインＫｐ，積分時間ＴI，微分
時間ＴD等）を調整することが必要となる。ＰＩＤコン
トローラの調整法としては、限界感度法がよく使われて
いる。限界感度法とは、積分時間を最大値に、微分時間
を最小値にして実質的にＰ動作のみとし、比例ゲインを
徐々に大きくして、制御量の定常振動状態（持続振動）
を生じさせ、この時の比例ゲインＫｐｃと振動周期Ｔｃ
から、次の式に従ってＰＩＤパラメータを決定する方法
である。
【０００３】Ｋｐ＝Ｋｐｃ／１．７ ＴI＝０．５Ｔｃ ＴD＝０．１２５Ｔｃ
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法でＰＩＤパラメータを決定した場合、実際にプラント
でその値を使ってみると、人が調整した場合に比べて比
例ゲインが大きな値となり、応答が振動的になることが
あった。これは、プラントが複雑な特性を持つ場合に、
どの時点で持続振動になったかの判断が難しいためであ
る。
法でＰＩＤパラメータを決定した場合、実際にプラント
でその値を使ってみると、人が調整した場合に比べて比
例ゲインが大きな値となり、応答が振動的になることが
あった。これは、プラントが複雑な特性を持つ場合に、
どの時点で持続振動になったかの判断が難しいためであ
る。
【０００５】そこで本発明は、上記課題を解決し、安定
した制御系を設計できるＰＩＤパラメータの調整法を提
供することを目的とする。
した制御系を設計できるＰＩＤパラメータの調整法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＰＩＤパラメ
ータを限界感度法を用いて決定する際、積分時間を最大
値（ＴI＝∞）に、微分時間を最小値（ＴD＝０）にし
て、比例ゲインＫｐを通常の使用範囲の最小値から最大
値まで（例えば、０．０５〜２５まで）増加させてい
き、１番目のピークと２番目のピークの差が負ならば持
続振動とみなし、比例ゲインをその時の値Ｋｐｍに決定
する第一段階と、比例ゲインを０．２Ｋｐｍに、微分時
間を最小値（ＴD＝０）にして、積分時間を通常の使用
範囲の最大値から最小値まで（例えば、２０秒から１秒
まで）減少させていき、積分時間を入力に対する誤差が
最も小さい時の値ＴIMに決定する第二段階との２段階調
整とし、微分時間ＴDをＴIMにある係数（例えば、１／
２０＝０．０５）を乗じた値に決定することを特徴とす
る。
ータを限界感度法を用いて決定する際、積分時間を最大
値（ＴI＝∞）に、微分時間を最小値（ＴD＝０）にし
て、比例ゲインＫｐを通常の使用範囲の最小値から最大
値まで（例えば、０．０５〜２５まで）増加させてい
き、１番目のピークと２番目のピークの差が負ならば持
続振動とみなし、比例ゲインをその時の値Ｋｐｍに決定
する第一段階と、比例ゲインを０．２Ｋｐｍに、微分時
間を最小値（ＴD＝０）にして、積分時間を通常の使用
範囲の最大値から最小値まで（例えば、２０秒から１秒
まで）減少させていき、積分時間を入力に対する誤差が
最も小さい時の値ＴIMに決定する第二段階との２段階調
整とし、微分時間ＴDをＴIMにある係数（例えば、１／
２０＝０．０５）を乗じた値に決定することを特徴とす
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１及び図２に本発明の一実施形
態を示す。図１はＰＩＤパラメータを求めるフローチャ
ート、図２は制御ブロック図である。図２において、１
はＰＩＤコントローラ、２は制御対象のプラント、Ｋｐ
は比例ゲイン、ＴIは積分時間、ＴDは微分時間、Ｇｐ
（ｓ）はプラント２の伝達関数である。
態を示す。図１はＰＩＤパラメータを求めるフローチャ
ート、図２は制御ブロック図である。図２において、１
はＰＩＤコントローラ、２は制御対象のプラント、Ｋｐ
は比例ゲイン、ＴIは積分時間、ＴDは微分時間、Ｇｐ
（ｓ）はプラント２の伝達関数である。
【０００８】ＰＩＤパラメータは、図１に示すフローチ
ャートの手順で求める。即ち、まず、比例ゲインＫｐを
増加させる。この時、積分時間ＴIを最大、微分時間ＴD
を最小（ＴD＝０）とする（ステップＳ１）。比例ゲイ
ンＫｐを０．０５から２５まで（通常の使用範囲の最小
値から最大値まで）増加させていく過程で持続振動にな
ったか否かを判断する（Ｓ２）。その判断基準は、図３
に示すように１番目のピークと２番目のピークの差ｙが
負になることであり、その状態を持続振動とみなしてい
る。比例ゲインＫｐは、その時の値Ｋｐｍに決定する。
ャートの手順で求める。即ち、まず、比例ゲインＫｐを
増加させる。この時、積分時間ＴIを最大、微分時間ＴD
を最小（ＴD＝０）とする（ステップＳ１）。比例ゲイ
ンＫｐを０．０５から２５まで（通常の使用範囲の最小
値から最大値まで）増加させていく過程で持続振動にな
ったか否かを判断する（Ｓ２）。その判断基準は、図３
に示すように１番目のピークと２番目のピークの差ｙが
負になることであり、その状態を持続振動とみなしてい
る。比例ゲインＫｐは、その時の値Ｋｐｍに決定する。
【０００９】この後、積分項のゲインＫIを調整する。
それには、比例ゲインＫｐを Ｋｐ＝０．２Ｋｐｍ とする（Ｓ３）。また、微分時間ＴDを最小（ＴD＝０）
とする。この状態で積分時間ＴIを２０秒から１秒まで
（通常の使用範囲の最大値から最小値まで）減少させて
いく（Ｓ４）。つまり、積分項のゲインＫIを変化させ
ている。その間における入力に対する誤差が最も小さい
時の積分時間ＴIの値をＴIMとする（Ｓ５〜Ｓ８）。
それには、比例ゲインＫｐを Ｋｐ＝０．２Ｋｐｍ とする（Ｓ３）。また、微分時間ＴDを最小（ＴD＝０）
とする。この状態で積分時間ＴIを２０秒から１秒まで
（通常の使用範囲の最大値から最小値まで）減少させて
いく（Ｓ４）。つまり、積分項のゲインＫIを変化させ
ている。その間における入力に対する誤差が最も小さい
時の積分時間ＴIの値をＴIMとする（Ｓ５〜Ｓ８）。
【００１０】２段階調整後、ＰＩＤパラメータを以下の
値に決定する（Ｓ９）。
値に決定する（Ｓ９）。
【００１１】比例ゲインＫｐ＝Ｋｐｍ 積分時間ＴI＝ＴIM 微分時間ＴD＝ＴIM・Ａ （Ａは係数であって、約１／２０＝０．０５以下に選定
する。この係数が小さい程、Ｄ動作の関与が少なくな
り、ＰＩ動作主体の制御となる。） 調整中の振動波形を図４，図５に示す。図４は比例ゲイ
ンＫｐ調整中、図５はゲインＫI調整中の場合である。
する。この係数が小さい程、Ｄ動作の関与が少なくな
り、ＰＩ動作主体の制御となる。） 調整中の振動波形を図４，図５に示す。図４は比例ゲイ
ンＫｐ調整中、図５はゲインＫI調整中の場合である。
【００１２】なお、上記手順（図１のフローチャート）
は、コンピュータによるシミュレーションで実行してい
る。つまり、自動チューニングを行っている。
は、コンピュータによるシミュレーションで実行してい
る。つまり、自動チューニングを行っている。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、限界感度
法によりＰＩＤパラメータを調整する際、積分項のゲイ
ンをも調整対象とし２段階に調整するので、パラメータ
を最適値に容易に決定できるようになり、安定した制御
系を設計できる。しかも、コンピュータ使用のシミュレ
ーションにより、自動的に調整できる。
法によりＰＩＤパラメータを調整する際、積分項のゲイ
ンをも調整対象とし２段階に調整するので、パラメータ
を最適値に容易に決定できるようになり、安定した制御
系を設計できる。しかも、コンピュータ使用のシミュレ
ーションにより、自動的に調整できる。
【図１】本発明の一実施形態を示すフローチャート。
【図２】本発明の一実施形態を示す制御ブロック図。
【図３】本発明の一実施形態における持続振動の判断基
準を説明する波形図。
準を説明する波形図。
【図４】本発明の一実施形態を示すＫｐ調整中のグラ
フ。
フ。
【図５】本発明の一実施形態を示すＫI調整中のグラ
フ。
フ。
１…ＰＩＤコントローラ ２…制御対象（プラント） Ｋｐ…比例ゲイン ＴI…積分時間 ＴD…微分時間
Claims (1)
- 【請求項１】 ＰＩＤパラメータを限界感度法を用いて
決定する際、積分時間を最大値（ＴI＝∞）に、微分時
間を最小値（ＴD＝０）にして、比例ゲインＫｐを通常
の使用範囲の最小値から最大値まで増加させていき、１
番目のピークと２番目のピークの差が負ならば持続振動
とみなし、比例ゲインをその時の値Ｋｐｍに決定する第
一段階と、比例ゲインを０．２Ｋｐｍに、微分時間を最
小値（ＴD＝０）にして、積分時間を通常の使用範囲の
最大値から最小値まで減少させていき、積分時間を入力
に対する誤差が最も小さい時の値ＴIMに決定する第二段
階との２段階調整とし、微分時間ＴDをＴIMにある係数
を乗じた値に決定することを特徴とするＰＩＤコントロ
ーラの調整法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17972495A JPH0934503A (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | Ｐｉｄコントローラの調整法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17972495A JPH0934503A (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | Ｐｉｄコントローラの調整法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0934503A true JPH0934503A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16070769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17972495A Pending JPH0934503A (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | Ｐｉｄコントローラの調整法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0934503A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001067187A1 (fr) * | 2000-03-06 | 2001-09-13 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Systeme de servocommande : technique de detection d'une valeur critique d'oscillation |
| JP2006293131A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Pentax Corp | 手ぶれ補正機能付きカメラ |
| JP2011113111A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Saginomiya Seisakusho Inc | Ｐｉｄ制御装置及びｐｉｄ制御方法 |
| CN109839819A (zh) * | 2017-11-24 | 2019-06-04 | 深圳市科比特航空科技有限公司 | 一种pid参数调节方法、无线终端及终端设备 |
-
1995
- 1995-07-17 JP JP17972495A patent/JPH0934503A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001067187A1 (fr) * | 2000-03-06 | 2001-09-13 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Systeme de servocommande : technique de detection d'une valeur critique d'oscillation |
| JP2006293131A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Pentax Corp | 手ぶれ補正機能付きカメラ |
| JP4681925B2 (ja) * | 2005-04-13 | 2011-05-11 | Ｈｏｙａ株式会社 | 手ぶれ補正機能付きカメラ |
| JP2011113111A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Saginomiya Seisakusho Inc | Ｐｉｄ制御装置及びｐｉｄ制御方法 |
| CN109839819A (zh) * | 2017-11-24 | 2019-06-04 | 深圳市科比特航空科技有限公司 | 一种pid参数调节方法、无线终端及终端设备 |
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