[发明专利]控制装置以及控制方法

说明书

本发明提供一种控制装置以及控制方法，无需物理现象的建模，防止在FF操作量的施加中持续输出过剩的输出端操作量。控制装置包括：PID控制运算部，通过PID控制运算来算出操作量；操作量限制器，将操作量限制为操作量下限值以上且操作量上限值以下的值；FF操作量生成部，根据在扰乱的施加时间点之前开始且在施加扰乱后结束的通知信号的输入，输出矩形波状的操作量，以消除扰乱；操作量相加部，将输出端操作量输出，所述输出端操作量为将由操作量限制器输出的操作量与操作量相加的结果；上下限值变更部，根据操作量变更PID控制运算部的抗积分饱和功能的上下限值；以及上下限值变更部，根据操作量变更操作量限制器的上下限值。

技术领域

本发明涉及一种并用反馈控制与前馈控制的控制装置以及控制方法。

背景技术

一直以来，为了抵消扰乱对控制量PV的影响，提出了将比例积分微分(ProportionIntegration Differentiation，PID)控制所代表的反馈(Feedback，FB)控制与前馈(Feedforward，FF)控制并用的方法(参照专利文献1)。

专利文献1所公开的方法中，大致区分提出了以下的(I)、(II)两种方法。

(I)基于试行时(仅PID控制下施加扰乱时)的控制量PV和PID控制的操作量MV的轨道、由事先的知识或分析所获取的控制对象的物理模型式、以及由实验数据所得的物理模型的参数鉴定结果，以逻辑方式求出FF控制的操作量的波形和量的方法。

(II)根据试行时(仅PID控制下施加扰乱时)的控制量PV的轨道求出最大偏差、最大偏差的产生时间及扰乱恢复的到达时间等测量值，求出阶梯状等特定形状的FF操作量的方法。

(I)的方法中，需要由事先的知识或分析来获取控制对象的物理模型式，还需要根据实验数据来鉴定物理模型的参数，无论对于用户还是制造控制器的厂商而言均存在难易度高的前提。

当正输出将扰乱对控制量PV的影响完全抵消的、最优的FF操作量时，FB操作量成为一定值。可认为，(I)的方法中的FF操作量的输出中的FB操作量成为接近正输出最优的FF操作量时的变动少的操作量。

另一方面，(II)的方法中，由于实际输出的FF操作量的波形形状与最优的FF操作量的波形形状的偏离，FF操作量的输出中的FB操作量成为变动的行为。因此，在给予由(II)的方法所得的FF操作量的期间中，FB操作量成为变动的行为。

在并用FB控制与FF控制的方法(FB控制+FF控制)中，对FB操作量加上FF操作量，因此将这些操作量相加所得的输出端操作量无法成为FF操作量以下(其原因在于，对仅FB操作量的情况下输出端可动域0％～100％的范围加上FF操作量部分)。因此，(II)的方法中，有在FF操作量的施加时机错开时、或未施加扰乱时等持续输出过剩的输出端操作量的可能性。

另外，(I)的方法中，最优的FF操作量的峰值也大多超过输出端操作量的上限(其原因在于，因高通滤波器(high-pass filter)效果而变得明显)，此时也有下述可能性，即：因仪表上的限制而产生实际输出的FF操作量的波形形状与最优的FF操作量的波形形状的偏离，持续输出过剩的输出端操作量。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第3760682号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明是为了解决所述问题而成，其目的在于提供一种控制装置以及控制方法，所述控制装置以及控制方法无需对于用户或厂商而言难易度高的物理现象的建模(modeling)，能够防止在FF操作量的施加中持续输出过剩的输出端操作量。

[解决问题的技术手段]