JPS6022217A - 定水位制御方法 - Google Patents
定水位制御方法Info
- Publication number
- JPS6022217A JPS6022217A JP58130472A JP13047283A JPS6022217A JP S6022217 A JPS6022217 A JP S6022217A JP 58130472 A JP58130472 A JP 58130472A JP 13047283 A JP13047283 A JP 13047283A JP S6022217 A JPS6022217 A JP S6022217A
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- Japan
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- proportional
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D9/00—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
- G05D9/12—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
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】
本発明は定水位制御方法に関し、特に自動制御系に比例
要素、微分要素、比例積分要素を設けて定水位制御を実
現するようにした定水位制御方法に関する。
要素、微分要素、比例積分要素を設けて定水位制御を実
現するようにした定水位制御方法に関する。
例えば、水車発電機の出方を上位水槽の水位制御を行う
ことにょシ、水槽への水の流れ込み量（自流ｉ）に応じ
て発電機出力を制御する制御システムにおいては、従来
は水位調定率運転が行われていた。この水位調定率運転
とは、第１図の特性図においてＨｒで示すように、水位
の変化に応じて出力を変化させる運転である。なお、第
１図において、Ｒｈは高水位リミット、匂は低水位リミ
ットである。
ことにょシ、水槽への水の流れ込み量（自流ｉ）に応じ
て発電機出力を制御する制御システムにおいては、従来
は水位調定率運転が行われていた。この水位調定率運転
とは、第１図の特性図においてＨｒで示すように、水位
の変化に応じて出力を変化させる運転である。なお、第
１図において、Ｒｈは高水位リミット、匂は低水位リミ
ットである。
このような水位調定率運転によれば、水槽へ流れ込む自
流量が少ない場合は、発電機出力を下げると同時に水位
も低いところで運転することになる。この場合、発電機
の出力特性は、 Ｐ−η・Ｑ−ＨＸ９．８（Ｗ） ・・・・・・・・・・
・・（１）で示されるので、水位■が低下する分出力Ｐ
も低下することになる。なお、（１）式においてηは運
転効率、Ｑは流量である。
流量が少ない場合は、発電機出力を下げると同時に水位
も低いところで運転することになる。この場合、発電機
の出力特性は、 Ｐ−η・Ｑ−ＨＸ９．８（Ｗ） ・・・・・・・・・・
・・（１）で示されるので、水位■が低下する分出力Ｐ
も低下することになる。なお、（１）式においてηは運
転効率、Ｑは流量である。
次に、第２図と共に従来の水位制御系の一例を説明する
。同図において、１０は目標水位と水位メジャーループ
Ｉ！、Ｍに設けられた水位検出手段２弘の検出水位およ
びサーボ開度検出手段ｎの検出開度とを図の極性でつき
合せる第１のつき合せ手段である。また、／２はこの第
１のつき合せ手段ｉｏからの偏差出力を増幅するゲイン
を有する増幅器、ｌダはこの増幅器に所定の比例操作を
施す偏差比例サーボ手段、／６はこの偏差比例サーボ手
段／タノ出カに基づき動作するサーボモータ、／ざはこ
のサーボモーター乙の出力と自流量Ｄｓとをつき合せる
第２のつき合せ手段１．２０はこの第２のつき合せ手段
／Ｓからの出力に応じて水位が制御される水槽である。
。同図において、１０は目標水位と水位メジャーループ
Ｉ！、Ｍに設けられた水位検出手段２弘の検出水位およ
びサーボ開度検出手段ｎの検出開度とを図の極性でつき
合せる第１のつき合せ手段である。また、／２はこの第
１のつき合せ手段ｉｏからの偏差出力を増幅するゲイン
を有する増幅器、ｌダはこの増幅器に所定の比例操作を
施す偏差比例サーボ手段、／６はこの偏差比例サーボ手
段／タノ出カに基づき動作するサーボモータ、／ざはこ
のサーボモーター乙の出力と自流量Ｄｓとをつき合せる
第２のつき合せ手段１．２０はこの第２のつき合せ手段
／Ｓからの出力に応じて水位が制御される水槽である。
ここで、ｌダ、 ／６ 、 ／ｌによシサーボ開度調節
機構が構成される。なお第２図において各構成要素を示
すブロック内の表示は伝達関数を夫々示している。
機構が構成される。なお第２図において各構成要素を示
すブロック内の表示は伝達関数を夫々示している。
上述したように、従来の水位制御系の構成では、サーボ
モータの出力（もしくは発電機の出方）に相当するサー
ボ開度マイナル−ブーからの剛性復元を示す只 のフィ
ードバックがないと、制御系の前向きゲイン伝達関数ａ
（Ｓ）は、Ｋ、 Ｋ。
モータの出力（もしくは発電機の出方）に相当するサー
ボ開度マイナル−ブーからの剛性復元を示す只 のフィ
ードバックがないと、制御系の前向きゲイン伝達関数ａ
（Ｓ）は、Ｋ、 Ｋ。
Ｇ（Ｓ） −ＫｌＸ ｘ、 ｘ −Ｘ −・・・・・＝
・（２） Ｓ となり、２組積分形で不安定制御系となる。従って、Ｈ
□の剛性復元をかけることによって系の安定化を計る必
要があシ、このＨｌの量が水位の調定率となる。しかし
ながら、従来装置のものは、水位の変化に対して応答性
、すなわち追従性が悪かった。
・（２） Ｓ となり、２組積分形で不安定制御系となる。従って、Ｈ
□の剛性復元をかけることによって系の安定化を計る必
要があシ、このＨｌの量が水位の調定率となる。しかし
ながら、従来装置のものは、水位の変化に対して応答性
、すなわち追従性が悪かった。
一方、第１図の特性図において、Ｈで示す定水位運転に
よる制御では、自流量の変化に関係なく、一定水位の高
水位で制御することが可能なので、サーボモータや発電
機等の出力も増加し、有効である。従って、一定水位制
御の方が同じ自流量変化に対しても効率が上シ、エネル
ギーの有効利用となる。
よる制御では、自流量の変化に関係なく、一定水位の高
水位で制御することが可能なので、サーボモータや発電
機等の出力も増加し、有効である。従って、一定水位制
御の方が同じ自流量変化に対しても効率が上シ、エネル
ギーの有効利用となる。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、開度マイナ
ーループを設けて開度制御系を１次遅れ系とすると共に
、比例、比例−積分および微分要素を開度制御系の前段
に設けるとことによシ、系の安定性、制御性の向上およ
び連応性を計って、定水位制御を可能にした定水位制御
方法を提供することを目的とする。
ーループを設けて開度制御系を１次遅れ系とすると共に
、比例、比例−積分および微分要素を開度制御系の前段
に設けるとことによシ、系の安定性、制御性の向上およ
び連応性を計って、定水位制御を可能にした定水位制御
方法を提供することを目的とする。
本発明では、この目的を達成するために、水位メジャル
ープの制御指令に所定の比例操作を施した値と検出水位
に所定の微分操作を施した値とをつき合せて第１の偏差
量をめ、この第１の偏差量に所定の比例−積分操作を施
した値と開度検出値とをつき合せて第２の偏差蓋をめ、
この第２の偏差量を開度マイナールーズの制御指令とし
て水位一定制御を行うように構成している。
ープの制御指令に所定の比例操作を施した値と検出水位
に所定の微分操作を施した値とをつき合せて第１の偏差
量をめ、この第１の偏差量に所定の比例−積分操作を施
した値と開度検出値とをつき合せて第２の偏差蓋をめ、
この第２の偏差量を開度マイナールーズの制御指令とし
て水位一定制御を行うように構成している。
以下、本発明の一実施例を添付された図面と共に説明す
る。
る。
第３図は本発明に係る定水位制御方法による制御系の一
実施例を示すブロック図で、同図において第２図と同一
符号は同一物を示しその説明を省略する。
実施例を示すブロック図で、同図において第２図と同一
符号は同一物を示しその説明を省略する。
第８図において、ムは目標水位と水位検出手段Ｊからの
検出水位とをつき合せるつき合せ手段、２ｇはこのつき
合せ手段、２Ａの出力に所定の比例操作を施す比例要素
、３０はこの比例要素−ｇと検出水位に微分要素３２に
より微分操作を施した値とをつき合せるつき合せ手段で
ある。３ｔはこのつき合せ手段３０の出力に所定の比例
積分操作を施す比例積分要素である。３６は比例積分要
素の出力と開度検出手段Ｕからの開度検出値等をつき合
せるつき合せ手段であり、このつき合せ手段３６の出力
が開度マイナールーズの制御指令となる。なお、各構成
要素を示すスロック中の表示は伝達関数である。
検出水位とをつき合せるつき合せ手段、２ｇはこのつき
合せ手段、２Ａの出力に所定の比例操作を施す比例要素
、３０はこの比例要素−ｇと検出水位に微分要素３２に
より微分操作を施した値とをつき合せるつき合せ手段で
ある。３ｔはこのつき合せ手段３０の出力に所定の比例
積分操作を施す比例積分要素である。３６は比例積分要
素の出力と開度検出手段Ｕからの開度検出値等をつき合
せるつき合せ手段であり、このつき合せ手段３６の出力
が開度マイナールーズの制御指令となる。なお、各構成
要素を示すスロック中の表示は伝達関数である。
従って、つき合せ手段Ｊからの目標水位と検出水位との
偏差出力に、比例要素、２Ｊによシ所定の比例操作が施
されると共に、検出水位に微分要素３２によシ所定の微
分操作が施される。またこれらを偏差入力とするつき合
せ手段３０からのつき合せ出力に比例積分要素３弘によ
シ所定の比例積分操作が成される。このようにして得ら
れた比例積分要素３弘の出力と開度検出手段ｎからの開
度検出値とがつき合せ手段３６に入力される。従って、
開度マイナーループｉ工を設けることによ９１次遅れ系
に形成された開度制御系の制御指令として前記つき合せ
手段３乙の出力が与えられサーボモータｌ乙の出力が自
流量Ｄ（Ｓ）に応じて制御され水槽２Ｑの水位が一定に
なるように制御される。なお、第３図の制御系の応答性
を第４図に示す。ここでＲ（〜）メジャーループの応答
、Ｒ（Ａ、ρは微分マイナールーズの応答を示す。
偏差出力に、比例要素、２Ｊによシ所定の比例操作が施
されると共に、検出水位に微分要素３２によシ所定の微
分操作が施される。またこれらを偏差入力とするつき合
せ手段３０からのつき合せ出力に比例積分要素３弘によ
シ所定の比例積分操作が成される。このようにして得ら
れた比例積分要素３弘の出力と開度検出手段ｎからの開
度検出値とがつき合せ手段３６に入力される。従って、
開度マイナーループｉ工を設けることによ９１次遅れ系
に形成された開度制御系の制御指令として前記つき合せ
手段３乙の出力が与えられサーボモータｌ乙の出力が自
流量Ｄ（Ｓ）に応じて制御され水槽２Ｑの水位が一定に
なるように制御される。なお、第３図の制御系の応答性
を第４図に示す。ここでＲ（〜）メジャーループの応答
、Ｒ（Ａ、ρは微分マイナールーズの応答を示す。
本発明は以上述べてきたように、水位制御系において開
度マイナールーズを設けて開度制御系を１次遅れ系とす
ると共に、比例、比例−積分および微分要素を開度制御
系の前段に設けるようにしたので系の安定性、制御性の
向上および連応性を計り定水位制御が可能となる。
度マイナールーズを設けて開度制御系を１次遅れ系とす
ると共に、比例、比例−積分および微分要素を開度制御
系の前段に設けるようにしたので系の安定性、制御性の
向上および連応性を計り定水位制御が可能となる。
第１図は水位制御における水位調定率運転と定水位運転
の各特性を示す特性図、第２図は従来の水位制御系の一
例を示すブロック、第３図は本発明に係る定水位制御方
法を適用した制御系の一実施例を示すブロック図、第４
図は第８図の制御系の応答′特性を示す特性図である。 ′ Ｊ・・・水槽、ｎ・・・開度検出手段、Ｊ・・・水
位検出手段、Ｍ、３０．３６・・・つき合せ手段、２ｇ
・・・比例要素、３２・・・微分要素、３弘・・・比例
積分要素、λ工・・・開度マイナーループ、Ｄ（Ｓ）・
・・自流量。
の各特性を示す特性図、第２図は従来の水位制御系の一
例を示すブロック、第３図は本発明に係る定水位制御方
法を適用した制御系の一実施例を示すブロック図、第４
図は第８図の制御系の応答′特性を示す特性図である。 ′ Ｊ・・・水槽、ｎ・・・開度検出手段、Ｊ・・・水
位検出手段、Ｍ、３０．３６・・・つき合せ手段、２ｇ
・・・比例要素、３２・・・微分要素、３弘・・・比例
積分要素、λ工・・・開度マイナーループ、Ｄ（Ｓ）・
・・自流量。
Claims (1)
- （１） 目標水位と検出水位との偏差出力に対応した値
を水位メジャーループの制御指令とし、この制御指令に
基づく開度調節機構の出力を水槽へ流れ込む自流量に応
じて制御する制御系において、前記水位メジャーループ
の制御指令に所定の比例操作を施した値と検出水位に所
定の微分操作を施した値とをつき合せて第１の偏差量を
め、この第１の偏差量に所定の比例−積分操作を施した
値と開度検出値とをつき合せて第２の偏差量をめ、この
第２の偏差量を開度マイナーループの制御指令として、
水位一定制御を行うようにしたことを特徴とする定水位
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58130472A JPS6022217A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 定水位制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58130472A JPS6022217A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 定水位制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022217A true JPS6022217A (ja) | 1985-02-04 |
| JPH0554133B2 JPH0554133B2 (ja) | 1993-08-11 |
Family
ID=15035058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58130472A Granted JPS6022217A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 定水位制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022217A (ja) |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP58130472A patent/JPS6022217A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0554133B2 (ja) | 1993-08-11 |
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