控制装置的调整辅助装置以及控制装置的调整装置制造方法及图纸

确定PID控制装置中的针对调整对象的参数以及参数的调整方向。控制装置的调整辅助装置(10)对PID控制装置(20)的比例要素、积分要素以及微分要素的各参数的调整进行辅助。通知部(12)以用户能够检测到的方式输出参数调整指南。波形测定部(11)求出PID控制装置的比例输出与微分输出的相位差相比于比例输出或微分输出的1/4周期而得到的第一比率，在第一比率小于预先确定的第一阈值的情况下，波形测定部从通知部输出表示微分要素较强的参数调整指南，在第一比率为预先确定的第一阈值以上且第二阈值以下的情况下，波形测定部从通知部输出表示比例要素较强的参数调整指南，在第一比率大于预先确定的第二阈值的情况下，波形测定部从通知部输出表示比例要素较弱或积分要素较强的参数调整指南。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制装置的调整辅助装置以及控制装置的调整装置
本专利技术涉及控制装置的调整辅助装置以及控制装置的调整装置，尤其涉及提供用于对PID控制装置的参数进行调整的指南的控制装置的调整辅助装置以及自动地对PID控制装置的参数进行调整的控制装置的调整装置。
技术介绍
作为对控制对象进行控制的控制装置，已知存在具有比例(P)、积分(I)、微分(D)的各要素的PID控制装置。通过将针对PID控制装置的比例、积分、微分的各要素的参数设定为适当的值，从而使来自控制对象的输出波形成为期望的波形。另外，在专利文献1中，公开了如下内容：PID常数计算部在测定值发生振动时，根据测定值、操作量的峰值，对测定值、操作量的振动周期、振动振幅、相位差进行测定，并基于它们计算出抑制上述振动的修正PID常数，对上述PID控制运算部的PID常数进行替换。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-105201号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题作为PID控制装置的参数调整方法，使用了各种方法。但是，即使在使用这样的方法对参数进行了设定的情况下，来自控制对象的输出(测定值：PV)有时也会发生振动，换言之，产生波动。在这样的情况下，对针对PID控制装置的比例、积分、微分的各要素的参数进行调整来减小测定值的振动。但是，在以手动对针对PID控制装置的比例、积分、微分的各要素的参数进行调整的情况下，没有得知应当调整哪个参数的技术。另外，即使能够确定参数，也没有得知是应当增大该参数的值还是减小该参数的值的技术(以下，称为参数的调整方向)。即使是在自动地对针对PID控制装置的比例、积分、微分的各要素的参数进行调整的情况下，只要知道调整对象的参数以及参数的调整方向，就能够有效地进行调整。鉴于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种确定PID控制装置中的调整对象的参数以及参数的调整方向的、控制装置的调整辅助装置以及控制装置的调整装置。用于解决问题的手段根据本专利技术的第一解决手段，提供一种控制装置的调整辅助装置，所述调整辅助装置对设定有针对比例要素、积分要素以及微分要素的各参数而对控制对象进行控制的PID控制装置的所述参数的调整进行辅助，其中，所述调整辅助装置具备：(a)通知部，所述通知部以用户能够检测到的方式输出参数调整指南；以及(b)波形测定部，所述波形测定部输入所述PID控制装置的至少比例输出和微分输出，并求出比例输出与微分输出的相位差相比于比例输出或微分输出的周期或周期的规定倍而得到的第一比率，在该第一比率小于预先确定的第一阈值的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示微分要素较强或减弱微分要素的参数调整指南，在该第一比率为预先确定的第一阈值以上且第二阈值以下的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示比例要素较强或减弱比例要素的参数调整指南，在该第一比率大于预先确定的第二阈值的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示比例要素较弱或积分要素较强、或者加强比例要素或减弱积分要素的参数调整指南。根据本专利技术的第二解决手段，提供一种控制装置的调整装置，所述调整装置对设定有针对比例要素、积分要素以及微分要素的各参数而对控制对象进行控制的PID控制装置的所述参数进行调整，其中，所述调整装置具备：(A)调整部，所述调整部按照所指示的参数调整指南，对所述PID控制装置的所述参数进行调整；以及(B)波形测定部，所述波形测定部输入所述PID控制装置的至少比例输出和微分输出，并求出比例输出与微分输出的相位差相比于比例输出或微分输出的周期或周期的规定倍而得到的第一比率，在该第一比率小于预先确定的第一阈值的情况下，所述波形测定部对所述调整部指示减弱微分要素的参数调整指南，在该第一比率为预先确定的第一阈值以上且第二阈值以下的情况下，所述波形测定部对所述调整部指示减弱比例要素的参数调整指南，在该第一比率大于预先确定的第二阈值的情况下，所述波形测定部对所述调整部指示加强比例要素或减弱积分要素的参数调整指南。专利技术效果根据本专利技术，能够提供确定PID控制装置中的调整对象的参数以及参数的调整方向的、控制装置的调整辅助装置以及控制装置的调整装置。附图说明图1是第一实施方式中的控制系统的框图。图2是基于微分输出与比例输出的相位差的参数调整指南的说明图。图3是表示微分输出与比例输出的相位差同各参数的关系的说明图。图4是基于比例输出和操作量的相位差的参数调整指南的说明图。图5表示按照第一实施方式中的参数调整指南对PID控制装置的参数进行了调整时的模拟结果。图6表示按照第一实施方式中的参数调整指南对PID控制装置的参数进行了调整时的模拟结果。图7是第一实施方式的变形例中的控制系统的框图。图8是第二实施方式中的控制系统的框图。图9是第二实施方式的变形例中的控制系统的框图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。1、第一实施方式首先，对辅助PID控制装置的参数的调整的调整辅助装置(控制装置的调整辅助装置)进行说明。(系统构成)图1是本实施方式中的控制系统的框图。控制系统1具备调整辅助装置10、PID控制装置20以及控制对象40。控制系统1还可以具备限制器30。调整辅助装置10具有波形测定部11和通知部12。如图1所示，控制系统1构成反馈控制系统。PID控制装置20设定有比例要素(P)20a、积分要素(I)20b以及微分要素(D)20c的各参数，对控制对象40进行控制。例如，PID控制装置20将从控制对象40输出并由适当的测定器测定的测定值(PV)控制为所赋予的目标值(SV)。限制器30对向控制对象40输入的操作量进行限制。例如，限制器30在从PID控制装置20输出的操作量超过预先设定的上限值的情况下，对控制对象40输出该上限值，在操作量低于下限值的情况下，对控制对象40输出该下限值。控制对象40是由PID控制装置20进行控制的对象。例如，可以对控制对象40的所期望的部分的温度进行控制。作为控制对象40可以使用适当的装置，被控制的测定值(PV)可以是适当的物理量。调整辅助装置10例如在PID控制装置20的用户对PID控制装置20的参数进行调整时，通过将参数调整指南通知给用户来辅助参数的调整。在此，参数调整指南包括对比例要素(P)20a、积分要素(I)20b以及微分要素(D)20c中的哪个参数进行调整、以及表示是增大参数的值还是减小参数的值的参数调整方向。此外，参数调整指南的通知对象除了用户以外，还可以是PID控制装置20的维护者等。在本说明书中，作为用户来进行说明。调整辅助装置10的波形测定部11决定参数调整指南，并对通知部12指示参数调整指南。关于参数调整指南的决定方法，在后文中进行详细叙述。通知部12以PID控制装置20的用户能够检测到的方式输出从调整辅助装置10提供的参数调整指南。例如，通知部12将参数调整指南显示在显示器等显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置的调整辅助装置，所述调整辅助装置对设定有针对比例要素、积分要素以及微分要素的各参数而对控制对象进行控制的PID控制装置的所述参数的调整进行辅助，其特征在于，/n所述调整辅助装置具备：/n通知部，所述通知部以用户能够检测到的方式输出参数调整指南；以及/n波形测定部，所述波形测定部输入所述PID控制装置的至少比例输出和微分输出，并求出比例输出与微分输出的相位差相比于比例输出或微分输出的周期或周期的规定倍而得到的第一比率，在该第一比率小于预先确定的第一阈值的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示微分要素较强或减弱微分要素的参数调整指南，在该第一比率为预先确定的第一阈值以上且第二阈值以下的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示比例要素较强或减弱比例要素的参数调整指南，在该第一比率大于预先确定的第二阈值的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示比例要素较弱或积分要素较强、或者加强比例要素或减弱积分要素的参数调整指南。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制装置的调整辅助装置，所述调整辅助装置对设定有针对比例要素、积分要素以及微分要素的各参数而对控制对象进行控制的PID控制装置的所述参数的调整进行辅助，其特征在于，
所述调整辅助装置具备：
通知部，所述通知部以用户能够检测到的方式输出参数调整指南；以及
波形测定部，所述波形测定部输入所述PID控制装置的至少比例输出和微分输出，并求出比例输出与微分输出的相位差相比于比例输出或微分输出的周期或周期的规定倍而得到的第一比率，在该第一比率小于预先确定的第一阈值的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示微分要素较强或减弱微分要素的参数调整指南，在该第一比率为预先确定的第一阈值以上且第二阈值以下的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示比例要素较强或减弱比例要素的参数调整指南，在该第一比率大于预先确定的第二阈值的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示比例要素较弱或积分要素较强、或者加强比例要素或减弱积分要素的参数调整指南。


2.根据权利要求1所述的控制装置的调整辅助装置，其特征在于，
在第一比率为预先确定的第二阈值以上的情况下，所述波形测定部进一步输入针对所述控制对象的操作量，并求出比例输出与操作量的相位差相比于比例输出或操作量的周期或该周期的规定倍而得到的第二比率，
在该第二比率小于预先确定的第三阈值的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示积分要素较强或减弱积分要素的参数调整指南，在该第二比率为预先确定的第三阈值以上的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示比例要素较弱或加强比例要素的参数调整指南。


3.根据权利要求1所述的控制装置的调整辅助装置，其特征在于，
在第一比率为预先确定的第二阈值以上、且对来自所述控制对象的输出进行测定而得到的测定值的振幅没有以规定的衰减率以上衰减的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示积分要素较强或减弱积分要素的参数调整指南，
在第一比率为预先确定的第二阈值以上、且对来自控制对象的输出进行测定而得到的测定值以规定的衰减率以上衰减的情况下，所述波形测定部进一步输入针对所述控制对象的操作量，并求出比例输出与操作量的相位差相比于比例输出或操作量的周期或该周期的规定倍而得到的第二比率，
在该第二比率小于预先确定的第三阈值的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示积分要素较强或减弱积分要素的参数调整指南，在该第二比率为预先确定的第三阈值以上的情况下，所述波形测定部从所述通知部输出表示比例要素较弱或加强比例要素的参数调整指南。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置的调整辅助装置，其特征在于，
使用比例输出与微分输出的相位差相比于比例输出或微分输出的1/4周期而得到的比率作为所述第一比率，
使用0.50～0.70的范围内的值作为所述第一阈值，
使用0.75～0.95的范围内的值作为所述第二阈值。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制装置的调整辅助装置，其特征在于，
使用比例输出与操作量的相位差相比于比例输出或操作量的1/4周期而得到的比率作为所述第二比率，
使用0.20～0.40的范围内的值作为所述第三阈值。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制装置的调整辅助装置，其特征在于，
所述调整辅助装置还具备滤波处理部，所述滤波处理部对所述PID控制装置的比例输出和微分输出中的任一方或双方进行滤波处理，并向所述波形处理部输出，
所述波形处理部输入对比例输出和微分输出中的任一方或双方进行滤波处理后的比例输出和微分输出并求出第一比率。


7.根据权利要求2或3所述的控制装置的调整辅助装置，其特征在于，
所述调整辅助装置还具备滤波处理部，所述滤波处理部对针对所述控制对象的操作量进行滤波处理，并向所述波形处理部输出，
所述波形处理部输入滤波处理后的操作量并求出第二比率。


8.一种控制装置的调整装置，所述调整装置对设定有针对比例要素、积分要素以及微分要素的各参数而对控制对象进行控制的PID控制装置的所述参数进行调整，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：井崎胜敏，矢野坚嗣，木原健，
申请(专利权)人：理化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP