阶跃跟随时的过冲抑制用前馈项的自动调谐方法及装置制造方法及图纸

具备自动调谐装置(1)，能输入在上游侧具备FF控制块(5)的反馈控制系统(2)的控制对象(4)的响应。在使FF控制块(5)无效的状态下，求出对阶跃目标值X的阶跃响应，根据值最大的过冲顶点与所提供的阶跃目标值的大小，求出过冲率α。另外，根据提供阶跃目标值之后、至到达过冲顶点的时间，求出阶跃响应的上升时间T1。向FF控制块(5)提供指令，输出将输入的阶跃目标值X施以系数（时间常数的倒数）设为log(α/(1+α))/T1的一阶延迟后的信号S。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及阶跃跟随(^ ^ '7 7°追従、step following)时的过冲(overshoot)抑制用前馈项的自动调谐方法及装置，用于对具备在对阶跃目标值的阶跃跟随时产生过冲后、收敛于阶跃目标值的特性的系统，使用前馈控制来抑制来自阶跃目标值的过冲时，自动调谐前馈项。
技术介绍
通常，控制系统大致分为反馈控制和前馈控制。其中，对于多用作反馈控制的PID(比例、积分、微分)控制，已知各种自动调谐方法(例如参照专利文献I)。另一方面，就前馈控制而言，以前提案有在二自由度控制系统中特定控制对象，使用控制对象的详细模型(詳細々^ 来自动调谐前馈项的方法(例如参照专利文献2)。 此外，通常知道在反馈控制系统或具备以流体圧动作的部件这样的振动部件的控制对象中，若输入(提供)某个阶跃目标值作为控制目标，则当对阶跃目标值进行阶跃跟随时，一时发生过冲，之后，示出收敛于与阶跃目标值相应的固定值的阶跃跟随特性。专利文献I :日本特开平11-161301号公报； 专利文献2 :日本特许第3545006号公报。
技术实现思路
但是，根据专利文献I所示的方法，可不使用控制对象的详细模型而进行自动调谐。但其对象限于作为反馈控制的PID控制。另一方面，专利文献2所示的是与前馈控制关联的自动调谐方法。但是，该方法中，因为必需控制对象的详细模型，所以为了制作该控制对象的详细模型，必需在设计阶段特定控制对象的物理特性，因而实际上费力费时。因此，本专利技术人等对在具备在上述对构成控制目标的某个阶跃目标值的输入的阶跃跟随时，一时发生过冲后，示出收敛于对应于阶跃目标值的固定值的特性的阶跃跟随特性的系统中，每当执行用于使得能够抑制过冲的前馈控制，无需详细模型就能够实施所用前馈项的自动调谐进行钻研、研究，其结果，着眼于很多机械设备或机械系统等的控制系统中近似成立的线性与时间不变性这2个基本性质，做出本专利技术。因此，本专利技术的目的在于提供阶跃跟随时的过冲抑制用前馈项的自动调谐方法及装置，用于在具备在对构成控制目标的阶跃目标值的输入的阶跃跟随时产生过冲后、收敛于阶跃目标值的阶跃跟随特性的系统中，使用前馈控制，抑制来自阶跃目标值的过冲的情况下，仅使用上述系统的响应与线性及时间不变性这2个基本性质，就能够自动调谐前馈项。本专利技术为了解决上述课题，对应于权利要求1，提供阶跃跟随时的过冲抑制用前馈项的自动调谐方法，在具备在对阶跃目标值的输入的阶跃跟随时产生过冲后、收敛于阶跃目标值的阶跃跟随特性的系统的上游侧，具备前馈控制块的构成中，其特征在于，在使前馈控制块无效的状态下，求出对上述系统的阶跃目标值的阶跃响应， 接着，将上述阶跃响应值最大的点设定为过冲顶点，根据顶点值与阶跃目标值的大小，决定过冲率α，并且，对于阶跃响应，以近似响应来近似，所述近似响应为将提供阶跃目标值之后、至到达过冲顶点的经过时间设为阶跃响应的无用时间与上升时间T1，且用与上升时间T1相等的收敛时间从过冲顶点直线地收敛于阶跃目标值， 之后，自动调谐前馈控制块，以输出对作为控制目标而输入前馈控制块的阶跃目标值施以系数设为log ( α / (1+ a )) /T1的一时延迟后的信号。另外，向对上述系统的阶跃目标值的阶跃响应施以二阶微分滤波，将其值为最大的点作为响应上升的点，将向上述系统提供阶跃目标值至响应上升的点的时间设为阶跃响应的无用时间，将响应上升的点至阶跃响应的过冲顶点的时间设定为阶跃响应的上升时间。 而且，将上述系统设为反馈控制系统或控制对象自身。或者，对应于权利要求4，提供阶跃跟随时的过冲抑制用前馈项的自动调谐装置，在具备在对阶跃目标值的输入的阶跃跟随时产生过冲后、收敛于阶跃目标值的阶跃跟随特性的系统的上游侧，具备前馈控制块的构成中，其特征在于，具备如下功能， 在使前馈控制块无效的状态下，求出对上述系统的阶跃目标值的阶跃响应； 将阶跃响应值最大的点设定为过冲顶点，根据顶点值与阶跃目标值的大小，决定过冲率α，并且，对于阶跃响应，以近似响应来近似，所述近似响应为将提供阶跃目标值之后、至到达过冲顶点的经过时间设为阶跃响应的无用时间与上升时间T1，且用与上升时间T1相等的收敛时间从过冲顶点直线地收敛于阶跃目标值；和 向前馈控制块提供指令，以输出对作为控制目标而输入前馈控制块的阶跃目标值施以系数设为Iog(CiAha)VT1的一时延迟后的信号，自动调谐前馈控制块。专利技术效果 根据本专利技术，发挥如下好的效果。(I)因为作为阶跃跟随时的过冲抑制用前馈项的自动调谐方法及装置，在具备在对阶跃目标值的输入的阶跃跟随时产生过冲后、收敛于阶跃目标值的阶跃跟随特性的系统的上游侧，具备前馈控制块的构成中， 在使前馈控制块无效的状态下，求出对上述系统的阶跃目标值的阶跃响应， 接着，将阶跃响应值最大的点设定为过冲顶点，根据顶点值与阶跃目标值的大小，决定过冲率α，并且，对于阶跃响应，以近似响应来近似，所述近似响应为将提供阶跃目标值之后、至到达过冲顶点的经过时间设为阶跃响应的无用时间与上升时间T1，且用与上升时间T1相等的收敛时间从过冲顶点直线地收敛于阶跃目标值， 之后，自动调谐前馈控制块，以输出对作为控制目标而输入前馈控制块的阶跃目标值施以系数设为log ( α / (1+ a )) /T1的一阶延迟后的信号， 所以在具备在对阶跃目标值的输入的阶跃跟随时产生过冲后、收敛于阶跃目标值的阶跃跟随特性的系统的上游侧的前馈控制块中，无需上述系统的详细模型就能够仅使用该响应与线性及时间不变性这2个基本性质来自动调谐作为其控制内容的前馈项。(2)并且，能够利用从自动调谐的前馈控制块输出的、包含既定系数的一阶延迟的信号，进行前馈控制，以在抑制过冲的状态下，使上述系统的响应快速跟随阶跃目标值。附图说明图1是表示基于本专利技术的自动调谐方法及装置的第I实施方式的框图。图2是表示在使基于图1的自动调谐装置的FF控制块无效的状态下从反馈控制系统得到阶跃响应的状态的框图。图3是表示图2的阶跃响应的时间变化的图。图4是表示近似设定图3的阶跃响应的近似响应的图。图5是表示为了消除对阶跃目标值的过冲、由FF控制块输入对阶跃目标值施以一时延迟后的信号的反馈控制系统的控制对象响应的图。图6是表示基于本专利技术的自动调谐方法及装置的第2实施方式的框图。符号说明 I自动调谐装置；2反馈控制系统(系统)；3反馈控制块(FB控制块)；4、4A控制对象；5前馈控制块(FF控制块)；α 过冲率；A过冲顶点；B响应上升点；X阶跃目标值；Ya阶跃响应；Yb近似响应；S信号；1；阶跃响应的无用时间；Ti阶跃响应的上升时间；Τ2收敛时间。具体实施例方式下面，参照附图来说明用于实施本专利技术的方式。图1至图5是表示基于本专利技术的自动调谐方法及装置的第I实施方式的图。在本实施方式中，示出将具备在对阶跃目标值的输入的阶跃跟随时产生过冲后、收敛于阶跃目标值的阶跃跟随特性的系统设为反馈控制系统，对反馈控制系统使用前馈控制，抑制来自阶跃目标值的过冲时的适用例的概要。本实施方式如下所示。即，应用本专利技术的阶跃跟随时的过冲抑制用前馈项的自动调谐方法及装置的控制系统如图1所示，构成为在串联连接反馈控制块(以下记作FB控制块)3与控制对象4而构成的反馈控制系统2的上游侧，具备设为基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林阳，藤田穣，铃木俊太郎，高桥毅，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：
国别省市：