[發明專利]比例積分微分控制裝置、控制方法以及計算機

有效

• 申請號: 201710996907.1
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN108375900B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 津端創;蓮井亮介;山田隆章;田中均
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

本發明提供一種比例積分微分(PID)控制裝置、PID控制方法以及執行PID控制程序的計算機，以縮短PID參數值偏離適當范圍的期間。計測值獲取功能部對計測滾筒的傳感器的傳感信號進行處理，獲取滾筒的計測值。存儲部存儲滾筒的目標值、及PID參數。操作量計算功能部使用滾筒的計測值與滾筒的目標值的偏差、及PID參數，來算出操作量。第1輸出部及第2輸出部輸出操作量計算功能部所算出的操作量。若滾筒的計測值的變動幅度大于第1幅度，則第1更新功能部以第1更新處理來更新PID參數，若滾筒的計測值的變動幅度小于第2幅度，則第2更新功能部以第2更新處理來更新PID參數。

技術領域

本發明涉及一種使用比例積分微分(Proportion Integral Derivative，PID)參數(parameter)來對溫度、壓力、速度等控制對象進行PID控制的技術。

背景技術

以往，有使用PID參數來對溫度、壓力、速度等控制對象進行PID控制的裝置。此種裝置中，有具有自動設定PID控制中所用的PID參數的自動調諧(auto tuning)功能裝置。具有自動調諧功能的裝置在用戶(user)進行按下自動調諧鍵(auto tuning key)等特定操作時，執行與PID參數的自動設定相關的處理。基于所述自動調諧功能的PID參數的自動設定包括如下處理：使操作量以規定的圖形(pattern)變化，并檢測控制對象的變化圖形；以及基于在此檢測出的控制對象的變化圖形，來算出并設定(更新)PID參數。

而且，專利文獻1所記載的裝置為如下所述的結構：當在控制對象的響應波形中檢測出紊亂時，使用響應波形的振動周期及衰減率中的至少一個特征量來更新PID參數。即，專利文獻1所記載的裝置是如下所述的結構：當因與控制對象相關的設備的周邊環境的變化、或設備自身的設定變更等，導致PID參數的值偏離適當范圍時，自動更新PID參數。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平5-108107號公報

發明內容

但是，專利文獻1是以在控制對象的響應波形中檢測出紊亂為條件來進行PID參數的更新的結構。換言之，專利文獻1是若未在控制對象的響應波形中檢測出紊亂，便不進行PID參數的更新的結構。即，專利文獻1是以PID參數的值偏離適當范圍作為觸發(trigger)來開始PID參數的更新的結構。因此，專利文獻1中，PID參數的值偏離適當范圍的期間(從在控制對象的響應波形中檢測出紊亂開始，直至PID參數的更新完成為止的期間)變長。

若生產設備的溫度、壓力、速度等為控制對象，則在PID參數的值偏離適當范圍的期間無法生產良品。因此，隨著PID參數的值偏離適當范圍的期間變長，成品率降低。而且，因在PID參數的值偏離適當范圍的期間消耗的電力等，導致運行成本(running cost)增加。

本發明的目的在于提供一種實現PID參數的值偏離適當范圍的期間縮短的技術。

本發明的PID控制裝置為了達成所述目的而以下述方式構成。

在存儲部中，存儲有控制對象的目標值及PID參數。計測值獲取部對計測控制對象的傳感器(sensor)的傳感(sensing)信號進行處理，獲取控制對象的計測值。例如，若控制對象為溫度，則傳感器為熱電偶或測溫電阻體等溫度傳感器，溫度傳感器的輸出為傳感信號。操作量計算部使用控制對象的計測值與控制對象的目標值的偏差、及PID參數，來算出操作量。并且，輸出部輸出在操作量計算部中所算出的操作量。

而且，變動幅度檢測部檢測控制對象的計測值的變動幅度。并且，更新部根據變動幅度檢測部所檢測出的控制對象的計測值的變動幅度來更新PID參數。