控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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
技术实现思路
专利技术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。本专利技术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专利技术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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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。专利技术效果根据本专利技术，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，并即使在将本专利技术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，本专利技术与现有技术相比，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是示出本专利技术的第一实施形态所涉及的控制装置的构成的框图。图2是示出本专利技术的第一实施形态所涉及的控制装置的动作的流程图。图3是对本专利技术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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
2015.03.17 JP 2015-0530751.一种控制装置，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：本桥勇人，高桥敦，平山博文，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP