[发明专利]调节器以及操作量输出方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有自动调优（auto tuning）功能的调节器、该调节器的控制方法以及实现该调节器的控制程序。

背景技术

目前，以PID控制系统为代表的反馈控制系统被用在温度控制、速度控制、位置控制般的各种用途。如特开2006－260048号公报（专利文献1）的第2段所述，在塑料原料的温度控制等中，求出对加热器或冷却器的操作量，依据该操作量分别控制加热器以及冷却器的动作。

另外，在反馈控制系统中，为提高目标值对变更的响应性和对干扰的收敛性，使控制参数根据控制对象而达到最优是非常重要的，该控制参数例如为比例增益（gain）、积分时间、微分时间。

然而，对不具有反馈控制系统方面知识的用户而言，使控制参数达到最优是不容易做到的。因此，开发并使用了使这种控制参数自动地达到最优的自动调优功能。作为这种自动调优功能的代表例，已知的有阶跃响应法、极限灵敏度法（threshold sensitivity）（参照非专利文献1）、极限循环法（参照专利文献2以及3）等。

具体而言，日本特开平05－289704号公报（专利文献2）公开了具有加热以及冷却这两种PID运算功能的加热冷却调节器。该加热冷却调节器具有加热以及冷却自动调优功能。日本特开2004－227062号公报（专利文献3）公开了通过恰当地切换用于向加热驱动器输出操作量的加热模式（heat mode）和用于向冷却驱动器输出操作量的冷却模式，而进行温度控制的加热冷却控制技术。该加热冷却控制技术包括通过产生操作量振幅恒定的极限循环来调整控制参数的极限循环自动调优方法。

现有技术文献

专利文献：

专利文献1：日本特开2006－260048号公报

专利文献2：日本特开平05－289704号公报

专利文献3：日本特开2004－227062号公报

非专利文献：

非专利文献：J.G.Ziegler and N.B.Nichols,Optimum Settings for Automatic Controllers,TRANSACTIONS OF THE A.S.M.E.,November,1942

例如在专利文献2的第11、12段等中所述，当实施自动调优时，测定值相对于设定值的偏差ｅ的符号为负时即处于加热侧时的操作量，与偏差ｅ的符号为正时即处于冷却侧时的操作量不同。因此，如果偏差ｅ的符号发生改变，则需要改变操作量。

然而，在操作量的循环周期（cycle time）的途中，即使偏差ｅ的符号发生变化，在下一个循环周期开始之前无法变更操作量。因此，操作量的变更有可能被推迟。该推迟会对自动调优的精度产生恶劣影响。

发明内容

本发明用于解决上述问题，其目的在于，减小操作量的变更延迟。

一种调节器，向冷却装置输出第一操作量与第二操作量，冷却装置通过向成形机供给冷却介质来冷却成形机，第一操作量用于冷却成形机，第二操作量用于停止对成形机的冷却；其具备：变更单元，用于在冷却控制周期的开始点以及结束点中的任一点，变更输出至冷却装置的操作量；在成形机的温度达到冷却开始阈值时重新设定冷却控制周期的开始点的单元。在成形机的温度上升至冷却开始阈值时，在重新设定的冷却控制周期的开始点将输出至冷却装置的操作量从第二操作量变更为第一操作量。成形机可以为挤出成形机、射出成形机、压出成形机等中的某一个。冷却介质可以为水以及工作油等液体、空气等气体中的某一个。由此，当成形机的温度上升至冷却开始阈值时，就能够迅速冷却成形机。

在成形机的温度降低至冷却结束阈值时，即使在冷却控制周期的中间期间，也将输出至冷却装置的操作量从第一操作量变更为第二操作量。因此，当在冷却控制周期的中间期间成形机的温度降低至冷却结束阈值时，能够将操作量从冷却成形机的第一操作量迅速地变更为停止成形机的冷却的第二操作量。因此，能够减小操作量的变更延迟。

在成形机的温度达到冷却开始阈值时，重新设定冷却控制周期的开始点，在成形机的温度上升至冷却开始阈值时，在重新设定的冷却控制周期的开始点，将输出至冷却装置的操作量从第二操作量变更为第一操作量也可。由此，当成形机的温度上升至冷却开始阈值时，能够迅速地冷却成形机。