[go: up one dir, main page]

CN105988487B - 控制装置及控制方法 - Google Patents

控制装置及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105988487B
CN105988487B CN201610149854.5A CN201610149854A CN105988487B CN 105988487 B CN105988487 B CN 105988487B CN 201610149854 A CN201610149854 A CN 201610149854A CN 105988487 B CN105988487 B CN 105988487B
Authority
CN
China
Prior art keywords
desired value
generation
target value
track
value
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610149854.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105988487A (zh
Inventor
本桥勇人
高桥敦
平山博文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Publication of CN105988487A publication Critical patent/CN105988487A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105988487B publication Critical patent/CN105988487B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • G05B13/045Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance using a perturbation signal
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/36Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/32Operator till task planning
    • G05B2219/32065Synchronise set points of processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

本发明提供一种控制装置及控制方法,其抑制控制量的超调,并即使在应用于设定目标值被重复变更或干扰被重复施加的控制对象的情况下,也获得控制响应的再现性。控制装置包括:时机检测部(3),其将发生了事态的时机作为生成目标值SP的轨道的生成开始时机进行检测,所述事态是表示设定目标值SP+的变更的事态或表示施加干扰的事态;目标值轨道生成部(4),其在判定为生成目标值SP的轨道的生成开始时机时,决定生成目标值SP的轨道,并在每个控制周期,将与决定了的轨道相应的生成目标值SP输出;以及控制运算部(5),其将控制量PV和生成目标值SP作为输入,在每个控制周期,通过控制运算来计算出操作量MV。

Description

控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及在温度控制等的通用性的领域中被利用的控制装置及控制方法,尤其涉及生成目标值轨道,以抑制由于施加干扰时、目标值变更时的控制导致的超调的技术。
背景技术
过去,作为对由于施加干扰时、目标值变更时的控制而导致的超调进行抑制的技术,有专利文献1中所公开的技术。专利文献1中所公开的技术是为了沿赋予控制量PV的特性的相位面上的特性曲线,使控制量PV调整为用户指定的设定目标值SP,将生成目标值轨道SLSP提供给PID控制运算部的技术。具体来说,使用偏差(SP-PV)或控制量PV的变化率ΔPV和特性曲线的斜率k,将生成目标值轨道SLSP设为SLSP=SP+ΔPV/k。
又,作为其他的技术,有一般的调节器中具备的目标值斜坡功能。目标值斜坡功能是在用户变更设定目标值时,将提供给PID控制运算部的生成目标值轨道达到设定目标值的期间由用户指定,由此生成直线(斜坡)的目标值轨道的功能。被输入到PID控制运算部的生成目标值的变化成为斜坡状而变得缓和,因此对于设定目标值变更时的超调抑制有效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4310804号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1所公开的技术中,在每个控制运算周期使用偏差、控制量的变化率来生成目标值轨道,会在目标值轨道的生成中使用混入了不确定要因(控制对象的运动特性、测定噪声、环境要因等)的控制量,因此存在无法预先指定生成目标值达到设定目标值的时间这一问题。
因此,如果将专利文献1中公开的技术应用于以预先确定的时间间隔重复变更设定目标值,或重复施加干扰的控制对象,则在生成目标值未达到设定目标值的时候,就发生下一次的设定目标值变更、施加干扰。作为设定目标值被重复变更的状况,例如在药品的制造装置中,存在设定目标值(温度目标值)被重复变更这一状况。又,作为干扰被重复施加的状况,例如在设定目标值(温度目标值)一定的回流焊炉中,存在由于定期投入成为焊接对象的印刷基板而引起温度变动这一状况。
图7的(A)、图7的(B)是对专利文献1所公开的技术的问题点进行说明的图,图7的(A)是示出设定目标值变更时的控制响应的例子的图,图7的(B)是示出施加干扰时的控制响应的例子的图。图7的(A)、图7的(B)中的SP+是用户指定的设定目标值,PV是控制量、ΔSP是生成目标值相对于设定目标值SP+的的整形量(设定目标值SP+与生成目标值的差)。
根据模拟中求出的图7的(A)的结果可知,专利文献1所公开的现有技术中,对于设定目标值SP+的初次变更,虽然得到抑制了控制量PV的超调的所希望的控制响应,但随着设定目标值SP+的变更被重复而再现性降低。又,根据模拟中求出的图7的(B)的结果可知,对于初次施加干扰,虽然得到抑制了超调的控制响应,但随着施加干扰被重复而再现性降低。
专利文献1中虽未明示,为了应对上述问题而考虑如下的处理。
(I)由前一次的生成目标值的最终值,接着导出下一次的生成目标值轨道的处理。
(II)在下一次的生成目标值轨道开始时进行某些初始化,让前一次的生成目标值难以对下一次的生成目标值轨道造成影响的处理。
在(I)的情况下,前一次的生成目标值会对下一次的生成目标值轨道造成影响,对于各次的设定目标值变更、施加干扰的控制响应的再现性会大幅受损。
在采用(II)的情况下,通过生成目标值的初始化而在偏差中产生不连续点,因此利用该偏差的控制中也出现不连续的动作,会扰乱控制响应。该控制响应的扰乱根据前一次的生成目标值的最终值而不同,因此无法保证生成目标值轨道在指定时间后变成什么样的值,从而无法得到各次的控制的再现性。
又,如果通过一般的调节器所具备的目标值斜坡功能,生成提供给PID控制运算部的目标值,则在斜坡结束时会为生成目标值变化急剧地变为0这一不连续的举动,因此一旦应用于有微分补偿的控制器,就会扰乱控制响应,在斜坡结束时向使控制输出降低的方向发挥作用,所以存在控制量的调整变迟这一问题。又,该目标值斜坡功能是与设定目标值变更对应的功能,而无法抑制施加扰乱时的超调。
本发明是为解决上述技术问题而做出的,其目的在于,提供能够抑制控制量的超调,并即使在应用于设定目标值被重复变更或干扰被重复施加的控制对象的情况下,也可获得控制响应的再现性的控制装置及控制方法。
用于解决技术问题的手段
本发明的控制装置的特征在于,包括:时机检测单元,其将发生了事态的时机作为生成目标值的轨道的生成开始时机进行检测,所述事态是表示设定目标值的变更的事态或表示施加干扰的事态;目标值轨道生成单元,其在判定为所述生成目标值的轨道的生成开始时机时,决定生成目标值的轨道,并在每个控制周期,将与决定了的轨道相应的生成目标值输出;以及控制运算单元,其将控制量和所述生成目标值作为输入,在每个控制周期,通过控制运算来计算出操作量,并输出至控制对象,所述目标值轨道生成单元以如下方式决定所述生成目标值的轨道,即,所述生成目标值以预先指定的目标值达到时间达到所述设定目标值,且所述生成目标值以曲线轨道变化,所述生成目标值的变化量逐渐变为0。
又,本发明的控制装置的一个构成例中,所述目标值轨道生成单元将所述生成目标值的轨道设为椭圆弧轨道。
又,本发明的控制装置的一个构成例中,所述目标值轨道生成单元将所述生成目标值的初始值设为预先指定的值。
又,本发明的控制装置的一个构成例中,所述目标值轨道生成单元基于所述设定目标值、预先指定的系数、所述生成开始时机下设定目标值与控制量的偏差或所述生成开始时机前后的设定目标值的变化量,决定所述生成目标值的初始值。
又,本发明的控制装置的一个构成例中,所述目标值轨道生成单元将所述设定目标值与预先指定的值相加减而得的结果设为所述生成目标值的初始值。
又,本发明的控制方法的特征在于,包括:时机检测步骤,将发生了事态的时机作为生成目标值的轨道的生成开始时机进行检测,所述事态是表示设定目标值的变更的事态或表示施加干扰的事态;生成目标值轨道决定步骤,在判定为所述生成目标值的轨道的生成开始时机时,决定生成目标值的轨道;生成目标值输出步骤,在每个控制周期,将与该生成目标值轨道决定步骤中决定了的轨道相应的生成目标值输出;以及控制运算步骤,将控制量和所述生成目标值作为输入,在每个控制周期,通过控制运算来计算出操作量,并输出至控制对象,所述生成目标值轨道决定步骤以如下方式决定所述生成目标值的轨道,即,所述生成目标值以预先指定的目标值达到时间达到所述设定目标值,且所述生成目标值以曲线轨道变化,所述生成目标值的变化量逐渐变为0。
发明效果
根据本发明,按如下方式决定生成目标值的轨道,即,生成目标值以预先指定的目标值达到时间达到设定目标值,且生成目标值以曲线轨道变化,生成目标值的变化量逐渐变为0,由此,能够抑制控制量的超调,并即使在将本发明应用于设定目标值被重复变更或干扰被重复施加的控制对象的情况下,也可获得控制响应的再现性。又,本发明与现有技术相比,可使由于施加干扰而导致的控制量的下降变小,因此,可降低干扰的影响,并可使控制的响应性提高。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施形态所涉及的控制装置的构成的框图。
图2是示出本发明的第一实施形态所涉及的控制装置的动作的流程图。
图3是对本发明的第一实施形态中的目标值轨道的决定处理进行说明的图。
图4是示出本发明的第一实施形态的控制响应的例子的图。
图5是对本发明的第二实施形态中的目标值轨道的决定处理进行说明的图。
图6是对本发明的第三实施形态中的目标值轨道的决定处理进行说明的图。
图7是对现有技术的问题点进行说明的图。
具体实施方式
[发明的原理]
本发明中,生成具有以下特征的目标值轨道,抑制由于施加干扰时、设定值变更时的控制引起的超调。
(A)生成目标值以预先指定的目标值达到时间达到设定目标值。
(B)生成目标值以曲线轨道变化,且生成目标值的变化量随着时间流逝而逐渐变为0。
根据特征(A),即使在将本发明应用于以控制对象的运行上的条件所确定的时间间隔来重复变更设定目标值或重复施加干扰的控制对象的情况下,通过将目标值达到时间设定为控制对象的运行上的条件所确定的时间间隔以下的值,就能够保持生成目标值以目标值达到时间达到设定目标值,因此能够解决专利文献1所公开的现有技术的问题点。
又,根据特征(B),在生成目标值达到设定目标值时也为连续的举动,因此即使在将本发明应用于有微分补偿的控制器的情况下,也能够成为扰乱较少的流畅的控制响应,从而能够解决一般的调节器中具备的目标值斜坡功能的问题点。
作为满足(A)、(B)那样的特征的轨道的例子,例举出椭圆弧轨道。在以椭圆弧轨道实现生成目标值轨道的情况下,能够用上述的目标值达到时间和强度的两个参数设定来生成轨道,其中,关于目标值达到时间,通过将该值设定为控制对象的运行上的条件所确定的时间间隔以下的值,即使在将本发明应用于设定目标值被重复变更或扰乱被重复施加的控制对象的情况下,也能够保证生成目标值以指定的恰好的时机达到设定目标值,因此与前一次的设定目标值变更、施加干扰对应的生成目标值不对下一次的生成目标值轨道造成影响,从而在各次的设定目标值变更、施加干扰中保证控制响应的再现性。
强度是用于确定生成目标值的初始值的参数。将生成目标值的初始值设为越接近控制量的值则控制响应越迟,但能够抑制超调。将生成目标值的初始值设为越接近设定目标值的值则超调量越增加,但能加快控制响应。
[第一实施形态]
下面,参照附图对本发明的实施形态进行说明。图1是示出本发明的第一实施形态所涉及的控制装置的构成的框图。控制装置包括控制量输入部1、设定目标值输入部2、时机检测部3、目标值轨道生成部4、控制运算部5和操作量输出部6,其中,控制量输入部1输入用计测器计测的控制量PV,设定目标值输入部2输入控制装置的用户指定的设定目标值SP+,时机检测部3将生成了表示设定目标值SP+的变更的事态或表示施加干扰的事态的时机作为生成目标值SP的轨道的生成开始时机检测出,目标值轨道生成部4在判定为生成目标值SP的轨道的生成开始时机时,决定生成目标值SP的轨道,并针对各控制周期输出与决定了的轨道相应的生成目标值SP,控制运算部5将控制量PV和生成目标值SP作为输入,并针对各控制周期计算出操作量MV,操作量输出部6将操作量MV输出至控制对象。
下面,参照图2对本实施形态的控制装置的动作进行说明。图2是示出控制装置的动作的流程图。
控制量PV由计测器、传感器(例如温度传感器)等被提供,经由控制量输入部1输入至控制运算部5和时机检测部3(图2步骤S1)。此外,在后述的生成开始时机的检测中不使用控制量PV的情况下,不需要将控制量PV输入至时机检测部3。
设定目标值SP+由用户设定,经由设定目标值输入部2被输入至目标值轨道生成部4和时机检测部3(图2步骤S2)。此外,在后述的生成开始时机的检测中不使用设定目标值SP+的情况下,不需要将设定目标值SP+输入至时机检测部3。
时机检测部3判定是否是生成目标值SP的轨道的生成开始时机(图2步骤S3)。作为生成目标值SP的轨道的生成开始时机,使用以一般的工业计量仪器检测出的事件、警报等的触发时机。作为例子考虑如下情况。
(a)控制量PV为规定的控制量上限值以上时。
(b)设定目标值SP+为规定的目标值上限值以上时。
(c)偏差(SP+-PV)为规定的偏差上限值以上时。
(d)控制量PV为规定的控制量下限值以下时。
(e)设定目标值SP+为规定的目标值下限值以下时。
(f)偏差(SP+-PV)为规定的偏差下限值以下时。
(g)从外部设备接收到通知时机的信号时。
(h)设定目标值SP+被变更后经过了指定时间T时。
时机检测部3在发生了(a)~(h)中的至少1个事态时,判断为设定目标值变更或被施加干扰,并判定为是生成目标值SP的轨道的生成开始时机。此外,使用(a)~(h)的一个或多个事态中的哪个,根据本实施形态的控制装置的应用对象而决定。
目标值轨道生成部4在判定为不是生成目标值SP的轨道的生成开始时机的情况下(步骤S3中的否),将与已决定的轨道相应的生成值SP输出至控制运算部5(图2步骤S4)。
又,目标值轨道生成部4在判定为是生成目标值SP的轨道的生成开始时机的情况下(步骤S3中的是),决定生成目标值SP的轨道(图2步骤S5)。
本实施形态中,认为以椭圆弧轨道来实现生成目标值SP的轨道,并认为以上述的强度直接设定生成目标值SP的初始值。
如图3的(A)、图3的(B)所示,如果将从生成目标值SP的轨道的生成开始时机开始到生成目标值SP达到设定目标值SP+为止的时间、即目标值达到时间设为a,将用于确定生成目标值SP的初始值的值、即强度设为b,并将从生成目标值SP的轨道的生成开始时机开始的经过时间设为t[0≦t≦a],则t的生成目标值SP(t)以如下的椭圆弧轨道的算式被给出。此外,图3的(A)表示施加干扰的情况,图3(的B)表示设定目标值变更的情况。
[算式1]
本实施形态中,因为用强度b直接设定生成目标值SP的初始值SP(0),所以SP(0)=b。目标值达到时间a越长或强度b越大,超调抑制效果就越强,但控制的响应性会受损。另一方面,目标值达到时间a越短或强度b越小,超调抑制效果就越弱,但控制的响应性会提高。
对于强度b,施加干扰时的强度b和设定目标值变更时的强度b被预先分别设定。例如,虽然设定目标值SP+没有被变更,但在发生了上述的(a)、(c)、(d)、(f)中的任一事态的情况下,或者从外部设备接收到通知施加干扰的信号的情况下(上述的(g)),目标值轨道生成部4使用为了施加干扰之时而预先设定的强度b的值。例如将本实施形态应用于控制回流焊炉的温度(控制量PV)的控制装置的情况下,控制印刷基板的搬运的控制装置(外部设备)能够在印刷基板被投入到回流焊炉中的时机,对本实施形态的控制装置发送通知施加干扰的信号。强度b的值能够由预先进行的模拟或者在生产现场进行的试验来决定。
又,在从外部设备接收到通知设定目标值变更的信号的情况下(上述的(g)),或者设定目标值SP+被变更后经过了指定时间T的情况下(上述的(h)),目标值轨道生成部4使用对应于变更后的设定目标值SP+而被预先设定的强度b的值。例如在将本实施形态应用于控制药品制造的炉的温度(控制量PV)的控制装置的情况下,因为预先知道如何变更设定目标值SP+,所以可针对每个设定目标值SP+,预先设定强度b的值。
此外,根据控制对象的运行上的条件等,有指定时间T为0的情况,也有大于0的情况。又,有从外部设备接收通知的情况,也有相对于施加干扰、设定目标值变更而在通知上产生延迟时间的情况。因而,需要预先考虑这些时间来设定目标值达到时间a。
接下来,目标值轨道生成部4将与步骤S5中决定的轨道(式(1))相应的生成目标值SP(t)输出至控制运算部5(图2步骤S6)。在生成目标值SP的轨道的生成开始时机中,如上所述,SP(0)=b被输出。
控制运算部5基于从控制量输入部1输入的控制量PV和从目标值轨道生成部4输入的生成目标值SP(t),以控制量PV与生成目标值SP(t)一致的方式计算出操作量MV(图2步骤S7)。作为反馈控制运算算法,有PID。PID控制运算是众所周知的技术,因此省略说明。
操作量输出部6将通过控制运算部5计算出的操作量MV输出至控制对象(图2步骤S8)。操作量MV的实际的输出目标是操作阀等的操作器、操作加热器等的继电器(relay)、电力调整器(晶闸管单元)等。
在每个控制周期重复实行如上的步骤S1~S8的处理,直到根据例如来自于用户的指令而结束为止(图2步骤S9中的是)。
各控制周期中,通过算式(1)计算出的生成目标值SP(t)从目标值轨道生成部4被输出(步骤S4)。又,如果从生成目标值SP(t)的轨道的生成开始时机(t=0)开始的经过时间t到达目标值达到时间a,则生成目标值SP(t)达到设定目标值SP+,但以后,直到变为下一生成目标值SP(t)的轨道的生成开始时机为止,目标值轨道生成部4都不使用算式(1),而是维持生成目标值SP(t)=SP+
图4的(A)是示出本实施形态的设定目标值变更时的控制响应的例子的图,图4的(B)是示出本实施形态的施加扰乱时的控制响应的例子的图。与图7的(A)、图7的(B)同样地,ΔSP是生成目标值SP(t)相对于设定目标值SP+的整形量(设定目标值SP+与生成目标值SP(t)的差)。
根据模拟中求出的图4的(A)的结果可知,本实施形态中,能够得到抑制了控制量PV的超调的所希望的控制响应,且能够得到高的再现性。同样地,根据模拟中求出的图4的(B)的结果可知,能够得到抑制了超调的控制响应,且能够得到高的再现性。
一般的PID控制的魅力之处在于,即使不知道控制对象的模型,也能够凭感觉地进行调整。作为应用于这种控制的目标值轨道的生成技术,比起重视了物理模型的整合性的严密性,更多的是希望在应用环境的灵活性、控制的再现性上优异。本实施形态中,通过以椭圆弧轨道来实现生成目标值SP的轨道,能够抑制控制量PV的超调,即使在将本实施形态应用于设定目标值SP+被重复变更或干扰被重复施加的控制对象的情况下,也能够获得控制响应的再现性。根据图7的(B)与图4的(A)的比较结果可明白,本实施形态中,与专利文献1所公开的现有技术相比,因为能够使由于施加干扰而导致的控制量PV的降低变小,所以能够减低干扰的影响,并能够使控制的响应性提高。
[第二实施形态]
接下来,对本发明的第二实施形态进行说明。在本实施形态中,因为控制装置的构成及处理的流程与第一实施形态相同,所以使用图1、图2的符号进行说明。本实施形态与第一实施形态中不同之处是,生成目标值SP(t)的轨道的决定处理(图2步骤S5)和生成目标值SP(t)的输出处理(图2步骤S4、S6)。
第一实施形态中,用强度b直接设定生成目标值SP(t)的初始值SP(0),与此相对,本实施形态中,利用设定目标值SP+、强度b和生成目标值SP(t)的轨道的生成开始时机的偏差I=SP+-PV或生成开始时机前后的设定目标值SP+的变化量I=SP+(t)-SP+(t-1)来决定SP(t)的初始值SP(0)。
如图5的(A)、图5的(B)所示,如果将目标值达到时间设为a,将从生成目标值SP的轨道的生成开始时机开始的经过时间设为t[0≦t≦a],则t的生成目标值SP(t)以如下的椭圆弧轨道的算式被给出。此外,图5的(A)表示施加干扰的情况,图5的(B)表示设定目标值变更的情况。
[算式2]
如上所述,算式(2)的I是生成目标值SP(t)的轨道的生成开始时机的偏差(SP+-PV)或生成开始时机前后的设定目标值SP+的变化量SP+(t)-SP+(t-1)(SP+(t)是变更后的设定目标值,SP+(t-1)是变更前的设定目标值)。本实施形态中,强度b作为与偏差(或设定目标值SP+的变化量)I相乘的系数(固定值)而被预先设定。
本实施形态中,生成目标值SP的初始值SP(0)=SP+-b×I。与第一实施形态同样地,目标值达到时间a越长或强度b越大,超调抑制效果就越强,但控制的响应性会受损。另一方面,目标值达到时间a越短或强度b越小,超调抑制效果就越弱,但控制的响应性会提高。
在生成目标值SP的轨道的生成开始时机,初始值SP(0)从目标值轨道生成部4被输出(图2步骤S6)。在以后的各控制周期中,通过算式(2)计算出的生成目标值SP(t)从目标值轨道生成部4被输出(图2步骤S4)。又,如果从生成目标值SP(t)的轨道的生成开始时机(t=0)开始的经过时间t到达目标值达到时间a,则生成目标值SP(t)达到设定目标值SP+,但以后,直到变为下一生成目标值SP(t)的轨道的生成开始时机为止,目标值轨道生成部4都不使用算式(2),而维持生成目标值SP(t)=SP+
其他的构成是如第一实施形态中已说明的那样的。这样一来,本实施形态中,能够得到与第一实施形态相同的效果。又,第一实施形态中,每次设定目标值SP+被重复变更都需要改变强度b,但在本实施形态中,不需要改变强度b。
[第三实施形态]
接下来,对本发明的第三实施形态进行说明。在本实施形态中,因为控制装置的构成及处理的流程也与第一实施形态相同,所以使用图1、图2的符号进行说明。本实施形态与第一实施形态中不同之处是,生成目标值SP(t)的轨道的决定处理(图2步骤S5)和生成目标值SP(t)的输出处理(图2步骤S4、S6)。
第一实施形态中,用强度b直接设定生成目标值SP(t)的初始值SP(0),与此相对,本实施形态中,将设定目标值SP+和作为预先指定的值的强度b相加减的结果设为SP(t)的初始值SP(0)。
如图6的(A)、图6的(B)所示,如果将目标值达到时间设为a,将从生成目标值SP的轨道的生成开始时机开始的经过时间设为t[0≦t≦a],则t的生成目标值SP(t)以如下的椭圆弧轨道的算式被给出。此外,图6的(A)表示施加干扰的情况,图6的(B)表示设定目标值变更的情况。
[算式3]
关于算式(3)中的“±”,是由于施加控制量PV下降的干扰、设定目标值SP+的上升而引起的初始值SP(0)在设定目标值SP+以下并使生成目标值SP(t)上升的状况即SP(0)≦SP+时为“-”,是由于施加控制量PV上升的干扰、设定目标值SP+的下降而引起的初始值SP(0)大于设定目标值SP+并使生成目标值SP(t)下降的状况即SP(0)>SP+时为“+”。
在生成目标值SP的轨道的生成开始时机,初始值SP(0)=SP+±b从目标值轨道生成部4被输出(图2步骤S6)。以后的各控制周期中,通过算式(3)计算出的生成目标值SP(t)从目标值轨道生成部4被输出(图2步骤S4)。又,如果从生成目标值SP(t)的轨道的生成开始时机(t=0)开始的经过时间t到达目标值达到时间a,则生成目标值SP(t)达到设定目标值SP+,但以后,直到变为下一生成目标值SP(t)的轨道的生成开始时机为止,目标值轨道生成部4都不使用算式(3),而维持生成目标值SP(t)=SP+
其他的构成是如第一实施形态中已说明的那样的。这样一来,本实施形态中,能够得到与第一实施形态相同的效果。又,第一实施形态中,每次设定目标值SP+被重复变更都需要改变强度b,但在本实施形态中,与第二实施形态同样地,不需要改变强度b。
第一~第三实施形态的控制装置可通过具备CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)、存储装置及接口的计算机、控制这些硬件资源的程序来实现。CPU根据存储装置中储存的程序,实行在第一~第三实施形态中说明了的处理。
产业上的可利用性
本发明可应用于温度控制等通用性的控制。
符号说明
1…控制量输入部、2…设定目标值输入部、3…时机检测部、4…目标值轨道生成部、5…控制运算部、6…操作量输出部。

Claims (10)

1.一种控制装置,其特征在于,包括:
时机检测单元,其将发生了事态的时机作为生成目标值的轨道的生成开始时机进行检测,所述事态是表示设定目标值的变更的事态或表示施加干扰的事态;
目标值轨道生成单元,其在判定为所述生成目标值的轨道的生成开始时机时,决定生成目标值的轨道,并在每个控制周期,将与决定了的轨道相应的生成目标值输出;以及
控制运算单元,其将控制量和所述生成目标值作为输入,在每个控制周期,通过控制运算来计算出操作量,并输出至控制对象,
所述目标值轨道生成单元以如下方式决定所述生成目标值的轨道,即,所述生成目标值以预先指定的目标值达到时间达到所述设定目标值,且所述生成目标值以曲线轨道变化,所述生成目标值的变化量逐渐变为0。
2.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,
所述目标值轨道生成单元将所述生成目标值的轨道设为椭圆弧轨道。
3.如权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,
所述目标值轨道生成单元将所述生成目标值的初始值设为预先指定的值。
4.如权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,
所述目标值轨道生成单元基于所述设定目标值、预先指定的系数、所述生成开始时机下设定目标值与控制量的偏差,或者基于所述设定目标值、预先指定的系数、所述生成开始时机前后的设定目标值的变化量,决定所述生成目标值的初始值。
5.如权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,
所述目标值轨道生成单元将所述设定目标值与预先指定的值相加减而得的结果设为所述生成目标值的初始值。
6.一种控制方法,其特征在于,包括:
时机检测步骤,将发生了事态的时机作为生成目标值的轨道的生成开始时机进行检测,所述事态是表示设定目标值的变更的事态或表示施加干扰的事态;
生成目标值轨道决定步骤,在判定为所述生成目标值的轨道的生成开始时机时,决定生成目标值的轨道;
生成目标值输出步骤,在每个控制周期,将与该生成目标值轨道决定步骤中决定了的轨道相应的生成目标值输出;以及
控制运算步骤,将控制量和所述生成目标值作为输入,在每个控制周期,通过控制运算来计算出操作量,并输出至控制对象,
所述生成目标值轨道决定步骤以如下方式决定所述生成目标值的轨道,即,所述生成目标值以预先指定的目标值达到时间达到所述设定目标值,且所述生成目标值以曲线轨道变化,所述生成目标值的变化量逐渐变为0。
7.如权利要求6所述的控制方法,其特征在于,
所述生成目标值轨道决定步骤将所述生成目标值的轨道设为椭圆弧轨道。
8.如权利要求6或7所述的控制方法,其特征在于,
所述生成目标值轨道决定步骤将所述生成目标值的初始值设为预先指定的值。
9.如权利要求6或7所述的控制方法,其特征在于,
所述生成目标值轨道决定步骤基于所述设定目标值、预先指定的系数、所述生成开始时机下设定目标值与控制量的偏差,或者基于所述设定目标值、预先指定的系数、所述生成开始时机前后的设定目标值的变化量,决定所述生成目标值的初始值。
10.如权利要求6或7所述的控制方法,其特征在于,
所述生成目标值轨道决定步骤将所述设定目标值与预先指定的值相加减而得的结果设为所述生成目标值的初始值。
CN201610149854.5A 2015-03-17 2016-03-16 控制装置及控制方法 Expired - Fee Related CN105988487B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015053075A JP6383309B2 (ja) 2015-03-17 2015-03-17 制御装置および制御方法
JP2015-053075 2015-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105988487A CN105988487A (zh) 2016-10-05
CN105988487B true CN105988487B (zh) 2018-05-18

Family

ID=56923809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610149854.5A Expired - Fee Related CN105988487B (zh) 2015-03-17 2016-03-16 控制装置及控制方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10120349B2 (zh)
JP (1) JP6383309B2 (zh)
CN (1) CN105988487B (zh)
TW (1) TWI578122B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102441054B1 (ko) * 2016-11-23 2022-09-06 현대자동차주식회사 차량의 경로 제어 장치 및 방법
CN110209217B (zh) * 2018-09-28 2021-05-11 华帝股份有限公司 一种基于不定周期的pid的蒸箱温度的控制方法
CN113406880A (zh) * 2021-03-23 2021-09-17 山东新马制药装备有限公司 基于模糊pid的流化床物料水分开放式智能控制系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1293395A (zh) * 1999-10-18 2001-05-02 株式会社山武 控制运算设备和方法
CN1641497A (zh) * 2004-01-14 2005-07-20 横河电机株式会社 控制器
CN102654750A (zh) * 2011-02-16 2012-09-05 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法
CN102880201A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 阿自倍尔株式会社 控制装置以及方法
CN104214891A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0792701B2 (ja) * 1984-09-06 1995-10-09 富士通株式会社 ディジタルサーボ装置の制御方法
JPH04310804A (ja) 1991-04-10 1992-11-02 Techno Washino:Kk レーザマイクロメータの計測位置確認装置
JPH05265514A (ja) * 1992-03-23 1993-10-15 Yokogawa Electric Corp プロセス制御装置
JPH07200083A (ja) 1993-12-28 1995-08-04 Ngk Insulators Ltd 静止形無効電力補償装置
JPH07200063A (ja) * 1993-12-29 1995-08-04 Sony Corp 数値制御装置及びその方法
JP3501304B2 (ja) * 1994-08-05 2004-03-02 株式会社安川電機 軌跡追従位置決め制御方法
JP3611165B2 (ja) * 1997-08-01 2005-01-19 東海ゴム工業株式会社 周期性信号の適応制御方法
US5909370A (en) * 1997-12-22 1999-06-01 Honeywell Inc. Method of predicting overshoot in a control system response
US6114670A (en) * 1999-07-01 2000-09-05 Voyan Technology Nonlinear feedforward control for ramp following and overshoot minimization
JP4443208B2 (ja) * 2003-12-12 2010-03-31 日立ビアメカニクス株式会社 スキャナ装置
US7184847B2 (en) * 2004-12-17 2007-02-27 Texaco Inc. Method and system for controlling a process in a plant
JP4709827B2 (ja) * 2005-02-28 2011-06-29 東芝ストレージデバイス株式会社 記憶装置のトラックピッチ検査方法、プログラム及び記憶装置
JP2007041947A (ja) * 2005-08-04 2007-02-15 Okano Electric Wire Co Ltd 温度制御システムおよびその温度制御システムに適用される温度制御装置
EP2128977A4 (en) * 2007-03-27 2018-01-24 Panasonic Corporation Motor control device, its control method, and motor device
JP2008273634A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 A & D Co Ltd 粉粒体の定量供給システム
US8559282B2 (en) * 2008-03-20 2013-10-15 Mediatek Inc. Average servo control method and system, and target level determination method applied in thereof
JP2012079385A (ja) * 2010-10-04 2012-04-19 Sony Corp データ検出装置、再生装置、データ検出方法
KR101849509B1 (ko) * 2012-12-07 2018-05-28 오므론 가부시키가이샤 조절기, 제어 방법 및 제어 프로그램이 기록된 기록 매체

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1293395A (zh) * 1999-10-18 2001-05-02 株式会社山武 控制运算设备和方法
CN1641497A (zh) * 2004-01-14 2005-07-20 横河电机株式会社 控制器
CN102654750A (zh) * 2011-02-16 2012-09-05 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法
CN102880201A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 阿自倍尔株式会社 控制装置以及方法
CN104214891A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201640238A (zh) 2016-11-16
JP6383309B2 (ja) 2018-08-29
US20160274567A1 (en) 2016-09-22
TWI578122B (zh) 2017-04-11
CN105988487A (zh) 2016-10-05
JP2016173708A (ja) 2016-09-29
US10120349B2 (en) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105988487B (zh) 控制装置及控制方法
KR20020039316A (ko) 디지털 유량 조절기용 시스템 및 방법
JP2015018388A (ja) 制御パラメータ調整システム
JP2019101847A (ja) 制御装置および制御方法
TWI579665B (zh) Control device and control method
TW202036187A (zh) 控制裝置以及控制方法
WO2019193678A1 (ja) 制御装置の調整支援装置及び制御装置の調整装置
JP7275492B2 (ja) 制御装置、制御方法及びプログラム
JP6222234B2 (ja) 制御装置及び制御方法
JP6600854B2 (ja) 圧力式流量制御装置、その流量算出方法および流量制御方法
JP4417915B2 (ja) 状態判定装置および状態判定方法
JP5865138B2 (ja) 制御パラメータの決定方法及び装置
JP6922224B2 (ja) 制御装置、制御方法、制御プログラム
JP2005202537A (ja) 調節計
JP2016191981A (ja) フィードバック制御装置、フィードバック制御方法、およびフィードバック制御プログラム
TW201629651A (zh) 控制裝置及控制方法
JP4119358B2 (ja) 制御方法および制御装置
JP2005196558A (ja) 制御方法および制御装置
JP5395763B2 (ja) 位相予測装置、方法、プログラム及びその記録媒体
JP2007020267A (ja) システム同定装置
JP5961422B2 (ja) スライディングモード制御装置
JP6091003B2 (ja) 疲労試験機の振動制御装置
CN113655716A (zh) 非线性球杆系统有限时间稳定的控制方法、系统及介质
JPH0231205A (ja) ディジタル適応制御方法及び装置
JP2006166591A (ja) モータ制御装置とその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180518

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee