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PID制御装置及びPID制御方法

シーズコード S090003667
掲載日 2010年3月30日
研究者
  • 山本 透
技術名称 PID制御装置及びPID制御方法
技術概要 制御対象のシステムを「一次遅れ+むだ時間」系として記述する。制御モデルは時定数、システムゲイン、むだ時間をシステムパラメータとして記述される。比例ゲイン、積分時間、微分時間、サンプリング間隔、制御誤差から構成される比例・微分先行型PID制御則を用いる。重み係数を含む一般化最小分散制御に基づき、PIDパラメータ調整法を用いてPIDパラメータを調整する。重み係数は、制御性能(即応性、安定性、定常特性等)に大きな影響を与える。重み係数を以下のように調整する。重み係数毎にPIDパラメータを算出する。制御誤差の分散と入力の差分の分散との2軸のグラフ上に両分散の計算値をプロットし、トレードオフ曲線を描く。要求される制御性能を考慮して、制御誤差と入力の差分の分散のレベル条件を予め設定しておく。対応する重み係数及びPIDパラメータを求める。予め設定された制御性能が得られることになる。システムパラメータの推定は、制御対象への過去の入出力データに対して、逐次型最小2乗法を適用して行う。
画像

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研究分野
  • サーボ機構
展開可能なシーズ 一般化最小分散制御に基づくPIDパラメータ決定方法では、重み係数を適当に決定しているので、所望の制御性能を確実に得ることは困難である。化学プロセスにおいては、入力の振れが大きくなる場合がある。予測モデルに基づいて、入力の差分に対する重み係数を含む制御則を用いて、PIDパラメータを決定する。重み係数を適切に、容易に設定して、所望の制御性能が確実に得られるようにする。
制御誤差の分散とPID制御への入力の差分の分散とに関するトレードオフ曲線を描く。トレードオフ曲線上において、予め設定された所定の条件を満足する位置を求めその位置に対応する重み係数及びPIDパラメータを求める。それを制御PIDパラメータとして決定するようにする。PID制御対象への入力の差分に対する重み係数を適切にかつ容易に設定できるので、所望の制御性能が確実に得られるようになる。
用途利用分野 化学プロセス制御システム,石油精製プロセス制御システム
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立大学法人広島大学, . 山本 透, . PID制御装置及びPID制御方法. 特開2008-186113. 2008-08-14
  • G05B  13/04     
  • G06Q  10/00     

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