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PID制御装置及びPID制御方法

国内特許コード P08P005999
掲載日 2008年8月15日
出願番号 特願2007-012848
公開番号 特開2008-181221
登録番号 特許第4474555号
出願日 平成19年1月23日(2007.1.23)
公開日 平成20年8月7日(2008.8.7)
登録日 平成22年3月19日(2010.3.19)
発明者
  • 山本 透
  • 高尾 健司
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 PID制御装置及びPID制御方法
発明の概要

【課題】PID制御対象を制御するためのPIDパラメータを決定して、該PIDパラメータを用いて、上記制御対象を制御する場合に、予測モデルを構築しないで最適なPIDパラメータを容易に決定できるようにして、制御の信頼性を向上させる。
【解決手段】時刻tの時点での制御対象への入力、該制御対象からの出力及び目標値をそれぞれu(t)、y(t)及びr(t)とし、上記入力の差分に対する重み係数をλとし、むだ時間をkとし、差分演算子をΔとしたとき、
φ(t+k)=y(t+k)-r(t)+λΔu(t)
で表される一般化出力φ(t+k)が小さくなるように、上記PIDパラメータを決定する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、産業界においては、資源高騰の煽りを受けて、生産性の向上や省エネルギー・省力化、品質向上、生産コストの低減がより一層進められている。このような現状において、制御システムが果たす役割はこれまで以上に重要視されてきている。とりわけ化学プロセスや石油精製プロセス等においては、操業条件の変更(製品銘柄の変更等)、原料及び環境の変化、又はシステムそのものが持つ非線形性等により、対象とするシステムの特性が変化することが往々にして存在する。そのようなシステムに対して高精度な制御性を得るためには、本来、システムの特性に対応して制御システム(PIDパラメータ)が自己調整されることが望ましい。その一つのアプローチとしてセルフチューニング制御法があり、非特許文献1には、この考え方に基づいたセルフチューニングPID制御法が開示されている。この非特許文献1のセルフチューニングPID制御法は、一般化最小分散制御(GMVC)に基づくPIDパラメータ調整法であって、評価規範の最小化に基づいて制御則(GMVC則)を導出する。そして、PID制御対象への入力と該入力に対する該制御対象からの出力(モデル化誤差)とに基づいて構築した予測モデルに基づいて、上記制御則(GMVC則)を用いてPIDパラメータを決定する。

【非特許文献1】山本、兼田,「一般化最小分散制御則に基づくセルフチューニングPID制御器の一設計」,システム制御情報学会論文誌,1998年,第11巻,第1号,p.1-9

産業上の利用分野


本発明は、PID制御対象を制御するためのPIDパラメータを決定して、このPIDパラメータを用いて上記制御対象を制御するPID制御装置及びPID制御方法に関する技術分野に属する。

特許請求の範囲 【請求項1】
PID制御対象を制御するためのPIDパラメータを決定するPIDパラメータ決定手段と、該PIDパラメータ決定手段により決定されたPIDパラメータを用いて、上記制御対象を制御する制御手段とを備えたPID制御装置であって、
上記PIDパラメータ決定手段は、時刻tの時点での上記制御対象への入力、該制御対象からの出力及び目標値をそれぞれu(t)、y(t)及びr(t)とし、上記入力の差分に対する重み係数をλとし、むだ時間をkとし、差分演算子をΔとしたとき、
φ(t+k)=y(t+k)-r(t)+λΔu(t)
で表される一般化出力φ(t+k)が小さくなるように、上記PIDパラメータを決定するよう構成されていることを特徴とするPID制御装置。

【請求項2】
PID制御対象を制御するためのPIDパラメータを決定するPIDパラメータ決定ステップと、該PIDパラメータ決定ステップで決定されたPIDパラメータを用いて、上記制御対象を制御する制御ステップとを備えたPID制御方法であって、
上記PIDパラメータ決定ステップは、時刻tの時点での上記制御対象への入力、該制御対象からの出力及び目標値をそれぞれu(t)、y(t)及びr(t)とし、上記入力の差分に対する重み係数をλとし、むだ時間をkとし、差分演算子をΔとしたとき、
φ(t+k)=y(t+k)-r(t)+λΔu(t)
で表される一般化出力φ(t+k)が小さくなるように上記PIDパラメータを決定するステップであることを特徴とするPID制御方法。
産業区分
  • 制御調整
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007012848thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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