控制裝置的控制輸出方式的製作方法

2023-05-27 13:39:41

專利名稱:控制裝置的控制輸出方式的製作方法
本發明是關於其控制輸出為脈衝寬度的佔空比的控制裝置，特別是關於能夠減少起因於脈寬度的輸出方式而發生的控制滯後現象的控制輸出方式。
以脈衝寬度的佔空比為控制輸出的控制裝置，其原理圖如圖1所示。在圖1(a)中，控制裝置11進行PID等的控制運算，從過程的目標值即設定值(SP值)和過程中所設的檢測端12的檢測值(PV值)中，算出予先所定輸出周期中的「通/斷」佔空比，然後，把這個佔空比的「通/斷」數據作為圖1(b)所示形狀的控制輸出(MV值)輸出到操作端13以進行過程控制。
以前，利用微型計算機，進行這種控制裝置的運算時，在輸出周期的1個區間即將開始時讀取SP值和PV值，並算出佔空比，以進行該區間的「通/斷」控制。但是有這樣的缺點，即使用這種方式時，雖然過程在不斷地變化，可使用的卻是輸出周期即將開始的數據來決定該輸出周期中的控制輸出，因此，控制性能不好。
本發明就是為解決以往技術所具有的這種缺點而設計出的，其目的是提供這樣的輸出方式，即在控制裝置各個輸出周期中進行多次控制運算來決定其輸出狀態，因而能夠輸出與變化的過程量最為接近的控制輸出。
圖1(a)是過去的控制裝置方框圖，
圖1(b)是從圖1(a)的裝置輸出的控制輸出波形圖。
圖2是本發明實施例的控制輸出方式原理結構圖。
圖3是工作說明圖。
圖4是其流程圖。
根據實施例，對本發明加以詳細說明如下。
圖2表示關於本發明控制裝置一實施例的原理結構圖。區間計時器1發出的脈衝由第一計數器2計數，控制運算周期判定裝置3將此計數值t和予先設定的設定個數相比較，由此確定進行控制運算的時間點。計數器2的計數值在求得控制運算時間點之後復位為零，為決定下一個控制運算時間點，繼續進行計數。控制運算時間點求出以後，控制運算裝置4用其時間點上的PV值，SP值進行PID等控制運算，計算出操作量(MV值)。而此MV值為了對照係數，由計數手段7進行線性變換後，輸入到比較判定裝置8中。此值以MVC值表示。這個MVC值一直保持到下一個控制運算時間點上的MVC值求出為止。另一方面，第2計數器5將由區間計時器1發來的脈衝進行計數後，將隨時間一起增加的計數值送到此較判定裝置8。這個計數器5的計數值r在輸出周期判定裝置7中和表示輸出周期的設定個數相比較，在每個輸出周期的終了時間點處皆復位為零。比較判定裝置8比較MVC值與r值的大小關係，在MVC≥r時向輸出電路9送出「通」(OИ)的輸出，而在MVC＜r時對輸出電路9送出「斷」(OFF)的輸出。
圖3為本發明的工作說明圖。圖中橫軸表示時間，ti表示由控制運算周期判定裝置3決定的進行控制運算時間點。縱軸表示由控制運算求得的操作量，在100%時其控制輸出將一周期全表示為通路，在0%時其控制輸出將一周期全表示為斷路的狀態。r表示為計數器5的計數值，由輸出周期判定裝置6的功能形成鋸齒狀函數。
下面用對於時間來說，其理想的操作量變化成直線關係的例子，具體說明本發明的有效性。此處所說的理想操作量是指假定其控制運算周期為無限小時的操作量，用這個理想的操作量來操作其操作端時，就能得到理想的控制特性。在圖3中將這個直線變化的操作量用mV表示。如圖2所示，根據本發明在離散的時刻t0，t1，t2……tn，使用各個時刻的PV值及SP值，進行控制運算，求出操作量MV0，MV1……MVn，再變換成計數值後得出MVC0，MVC1……MVCn。然後將MVCi值與計數器5的計數值r每次都加以比較，在MVCir時，其輸出為「通」，在MVCi＜r時，其輸出為「斷」。如此例表示的，在t0至t5的輸出周期中，由時刻t0至T1成為通路，由T1至t5成為斷路。如圖所示，將各個區間的時間定為A、B時，則
(A)/(A+B) ×100%
和在t1時所求得的操作量MV1%相等。並且在隨後的由t5至t10的輸出周期中，由t5至T2為通路，由T2至t410為斷路，這個輸出周期中的操作量是和在t7時所求得的操作量MV7%相等。對於這一點，過去的方式則是如上所述，由t0至t5的輸出周期中，使用的是在t0所求得的操作量MV0%，由t5至t10的輸出周期中使用的是在t5所求得的操作量MV5%。即與過去的方式相比較時，本發明的方式能夠選用和輸出周期中操作量平均值相近的操作量，因此，能夠隨過程狀態變化作出適當的對應。
圖4是本發明原理結構的流程圖。此流程圖是每當區間計時器發出脈衝時所實行的。
如上所述，使用本發明的方式時，和過去的技術相比較，對於操作量的變化可得到更為正確的跟隨性。即本發明能有效地使用輸出周期中間的控制運算數據，所以能夠加快輸出的響應，促使控制性能提高。
權利要求
1、控制裝置的輸出方式，對予先設定的控制設定值和過程中檢測端的檢測值，進行控制運算，並根據這個控制運算數據，決定輸出周期區間的「通/斷」(ON/OFF)輸出的佔空比，其特徵為具備在上述輸出周期區間中設置一個以上進行周期控制運算的時間點的裝置和在上述輸出周期區間產生鋸齒波函數的裝置，將在上述控制運算進行時間點上求得的控制運算數據與上述鋸齒狀函數值的大小相比較，以決定出上述輸出周期區間的「通/斷」輸出的佔空比。
專利摘要
本發明涉及以脈衝幅度的佔空比為控制輸出的控制裝置。根據本發明，在規定的輸出周期區間內，周期地由SP值和PV值求出控制運算值，將此值與隨輸出周期時間按比例變化的鋸齒波函數值比較，決定輸出周期區間的「通/斷」(ON/OFF)輸出的佔空比。由此結構，能夠減少起因於脈衝幅度輸出方式而造成的控制延遲。
文檔編號G05B11/28GK85103951SQ85103951
公開日1986年11月19日 申請日期1985年5月22日
發明者最上丈夫 申請人:山武霍尼韋爾株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan