控制装置以及控制方法制造方法及图纸

具有：控制运算部(101)，其基于控制增益和对指令值和控制量进行减法运算而计算出的控制偏差，生成操作量；调整执行指令生成部(102)，其生成表示ON或者OFF的调整执行指令值；二值输出部(103)，其在调整执行指令值为ON的期间，基于控制偏差和滞后幅度设定值而生成调整时相加值；标准偏差推定部(106)，其在调整执行指令值为OFF的期间，对将控制量或者控制偏差的低频分量去除后的低频分量去除信号进行计算，对标准偏差推定值进行计算，该标准偏差推定值是标准偏差的推定值；以及滞后幅度运算部(107)，其基于标准偏差推定值而对滞后幅度运算值进行计算，将二值输出部(103)的滞后幅度设定值变更为滞后幅度运算值。通过适当地设定滞后的大小，从而能够将噪声的影响去除而高精度地计算出控制增益。

Control device and control method

Has a control unit (101), which is based on the control gain and subtracting the instruction value and the control quantity and the calculated control deviation, generating operation; adjust execution generating part (102), the instruction that generates ON or OFF value adjustment instructions; two output value (103), the Ministry of in the adjustment of execution instruction value for the period of ON, the control deviation and lag amplitude setting value is generated based on the adjusted added value; standard deviation estimation section (106), in the adjustment of execution instruction value for the period of OFF, calculate the frequency components of low frequency control or control the deviation amount after the removal of the removal of the signal the standard deviation of the presumption, value calculation, the standard deviation value is the presumed value of standard deviation and lag; amplitude calculator (107), the standard deviation value based on hysteresis amplitude operation are calculated, the The hysteresis amplitude setting value of the two value output unit (103) is changed to a hysteresis amplitude operation value. By properly setting the size of the hysteresis, the effect of noise can be removed and the control gain can be calculated with a high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制装置以及控制方法
本专利技术涉及一种通过反馈控制进行对象装置的控制的控制装置以及控制方法。
技术介绍
在工业用装置中，为了实现所需的动作而利用反馈控制。在反馈控制中，需要对控制增益进行调整，该控制增益是为了根据所检测的控制量计算出操作量而使用的。作为用于适当地调整控制增益的方法之一，存在极限循环法。极限循环法是，通过进行称作二值控制的从2个操作量之中选择1个而输出的控制，从而使控制量以恒定或者视为恒定的周期进行振动，基于振动波形而对控制对象的动特性进行辨识，计算控制增益(非专利文献1)。振动波形被称作极限循环波形。对于极限循环法，为了对控制对象的动特性进行辨识，需要基于控制偏差的正负的符号而选择二值控制的操作量之一，使控制量以恒定或者视为恒定的周期进行振动，产生极限循环波形。然而，对于极限循环法，在所检测的控制量包含噪声，控制偏差的正负的符号由于噪声的影响而反转的情况下，有时通断控制会与控制对象的动特性无关地进行动作，发生震颤而得不到恒定或者视为恒定的周期的极限循环波形，无法对控制对象的动特性进行辨识。专利文献1记载了即使在所检测的控制量包含噪声的情况下，也产生恒定或者视为恒定的周期的极限循环波形。专利文献1记载了通过对控制偏差的正负的符号的判定设置滞后特性，从而防止因在所检测的控制量中包含的噪声的影响引起的二值控制的震颤。专利文献1记载了在所检测的控制量包含噪声的情况下也对控制对象的动特性进行辨识而计算控制增益。专利文献1：日本特开昭61-279901号公报非专利文献1：須田信英、“PID制御”、システム制御情報ライブラリー、朝倉書店、pp162-167
技术实现思路
然而，在对比文件1所公开的技术中，如果不对在控制偏差的正负的符号的判定中设置的滞后特性的滞后的大小进行适当设定，则无法得到高精度的极限循环波形，难以高精度地进行控制增益的计算。在所设定的滞后的大小较小而不恰当的情况下，无法将在所检测的控制量中包含的噪声的影响去除，二值控制会与控制对象的动特性无关地进行动作，从而发生震颤，无法得到恒定或者视为恒定的周期的极限循环波形，无法高精度地进行控制增益的计算。另外，在所设定的滞后的大小过大而不恰当的情况下，即使能够将噪声的影响去除，也存在下述可能性，无法高精度地进行控制增益的计算，上面提及的可能性是指，控制量的振动振幅变大，控制量饱和，极限循环波形成为与控制对象的动特性无关的形状，或者控制对象受到损伤。因此，在基于对比文件1而实施极限循环法的情况下，操作者需要预先观测所检测的控制量中包含的噪声的大小，将滞后的大小设定为能够将噪声的影响去除且不使控制量的振动振幅过度地增大的程度。因而，专利文献1存在为了设定适当的滞后的大小而需要大量的时间以及劳力的问题。另外，在由操作者对滞后的大小进行设定这样的结构的情况下，需要在控制装置设置下述功能，即：为了使得操作者能够从外部详细地观测控制量而对控制量进行显示的功能；以及用于从外部对滞后的大小进行设定的功能。因而，专利文献1还存在使控制装置的生产成本增加的问题。并且，在某个特定的动作环境中，即使由操作者适当地设定滞后的大小，也会产生下述情况，即，控制量所包含的噪声的大小伴随着控制量的大小的变化而增大，或者控制量所包含的噪声的大小根据在控制装置以及控制对象的周边设置的电子机械以及电子仪器的动作状况而增大，无法将噪声的影响去除，无法高精度地进行控制增益的计算。在这种情况下，需要基于控制量的大小、或者基于在控制装置以及控制对象的周边设置的电子机械以及电子仪器的动作状态的影响，由操作者对滞后的大小进行变更。另外，还需要操作者对控制量所包含的噪声的大小进行调查。因而，专利文献1还存在下述问题，即，需要操作者持续性地对滞后的大小的设定进行变更，花费大量时间以及劳力。本专利技术就是鉴于上述内容而提出的，目的在于提供一种控制装置以及控制方法，该控制装置以及控制方法能够通过适当地设定滞后的大小，从而将噪声的影响去除，高精度地计算出控制增益。为了解决上述课题，实现目的，本专利技术涉及的控制装置的特征在于，具有：减法器，其通过对从外部输入的指令值和从控制对象装置输入的控制量进行减法运算而计算出控制偏差；控制运算部，其基于所述控制偏差和控制增益而生成操作量，将所述操作量输出；调整执行指令生成部，其生成表示ON或者OFF的调整执行指令值，将所述调整执行指令值输出；二值输出部，其在从所述调整执行指令生成部输出的所述调整执行指令值为ON的期间，基于所述控制偏差和滞后幅度设定值而生成调整时相加值，将所述调整时相加值输出；标准偏差推定部，其在从所述调整执行指令生成部输出的所述调整执行指令值为OFF的期间，计算出将所述控制量或者所述控制偏差的低频分量去除后的低频分量去除信号，计算出标准偏差推定值，该标准偏差推定值是所述低频分量去除信号的标准偏差的推定值；以及滞后幅度运算部，其基于所述标准偏差推定值而对滞后幅度运算值进行计算，将所述二值输出部的滞后幅度设定值变更为所述滞后幅度运算值。专利技术的效果根据本专利技术，实现下述效果，即，通过适当地设定滞后的大小，从而将噪声的影响去除而高精度地计算出控制增益。附图说明图1是实施方式1涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。图2是示意性地表示实施方式1涉及的二值输出部的动作的图。图3是实施方式1涉及的标准偏差推定部的结构图。图4是实施方式2涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。图5是实施方式2涉及的标准偏差推定部的结构图。图6是实施方式3涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。图7是实施方式3涉及的标准偏差推定部的结构图。图8是实施方式4涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。图9是实施方式4涉及的标准偏差推定部的结构图。图10是实施方式5涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。图11是实施方式5涉及的标准偏差推定部的结构图。图12是实施方式6涉及的控制装置以及控制对象装置的结构图。具体实施方式下面，基于附图详细地说明本专利技术的实施方式涉及的控制装置。此外，本专利技术并不限定于本实施方式。实施方式1.图1是实施方式1涉及的控制装置100以及控制对象装置10的结构图，图2是示意性地表示实施方式1涉及的二值输出部103的动作的图，图3是实施方式1涉及的标准偏差推定部106的结构图。如图1所示，控制对象装置10具有：辊间输送机构11，其对输送材料12进行输送、卷绕；张力轴速度控制器21，其对张力轴电动机13的转速进行控制；速度轴速度控制器22，其对速度轴电动机15的转速进行控制；以及加法器23，其进行加法运算。控制对象装置10被从控制装置100输入张力轴速度相加值Vadd，被从外部输入基准速度指令值Vr0。辊间输送机构11具有在多个辊之间对带状或者线状的输送材料12进行输送的机构。作为输送材料12，例示有纸、树脂、金属或者纤维。辊间输送机构11具有：张力轴电动机13，其具有驱动机构；张力轴辊14，其具有旋转机构；速度轴电动机15，其具有驱动机构；速度轴辊16，其具有旋转机构；以及张力检测器20，其对张力检测值Yfb进行计算。辊间输送机构11通过对张力轴电动机13以及速度轴电动机15进行驱动而使张力轴辊14以及速度轴辊16旋转，从而对输送材料12进行卷绕。假设张力轴辊14和输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置，其特征在于，具有：减法器，其基于从外部输入的指令值和从控制对象装置输入的控制量而计算出控制偏差；控制运算部，其基于所述控制偏差和控制增益而生成操作量，将所述操作量输出；调整执行指令生成部，其生成表示ON或者OFF的调整执行指令值，将所述调整执行指令值输出；二值输出部，其在从所述调整执行指令生成部输出的所述调整执行指令值为ON的期间，基于所述控制偏差和滞后幅度设定值而生成调整时相加值，将所述调整时相加值输出；标准偏差推定部，其在从所述调整执行指令生成部输出的所述调整执行指令值为OFF的期间，计算出将所述控制量或者所述控制偏差的低频分量去除后的低频分量去除信号，计算出标准偏差推定值，该标准偏差推定值是所述低频分量去除信号的标准偏差的推定值；以及滞后幅度运算部，其基于所述标准偏差推定值而对滞后幅度运算值进行计算，将所述二值输出部的滞后幅度设定值变更为所述滞后幅度运算值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.09 JP 2014-2081461.一种控制装置，其特征在于，具有：减法器，其基于从外部输入的指令值和从控制对象装置输入的控制量而计算出控制偏差；控制运算部，其基于所述控制偏差和控制增益而生成操作量，将所述操作量输出；调整执行指令生成部，其生成表示ON或者OFF的调整执行指令值，将所述调整执行指令值输出；二值输出部，其在从所述调整执行指令生成部输出的所述调整执行指令值为ON的期间，基于所述控制偏差和滞后幅度设定值而生成调整时相加值，将所述调整时相加值输出；标准偏差推定部，其在从所述调整执行指令生成部输出的所述调整执行指令值为OFF的期间，计算出将所述控制量或者所述控制偏差的低频分量去除后的低频分量去除信号，计算出标准偏差推定值，该标准偏差推定值是所述低频分量去除信号的标准偏差的推定值；以及滞后幅度运算部，其基于所述标准偏差推定值而对滞后幅度运算值进行计算，将所述二值输出部的滞后幅度设定值变更为所述滞后幅度运算值。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述标准偏差推定部对预先确定的期间的所述低频分量去除信号的值进行提取、保持，对所述提取、保持的值的标准偏差进行计算，将计算出的预先确定的期间的标准偏差作为所述标准偏差推定值。3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述标准偏差推定部计算出将所述低频分量去除信号进行平方而得到的信号，对所述计算出的信号实施低通滤波而计算出将高频分量去除后的信号，对计算出的信号的平方根进行计算，由此计算出所述标准偏差推定值。4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村将哉，池田英俊，米谷史雄，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP