JPH07152405A - Control device - Google Patents
Control deviceInfo
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- JPH07152405A JPH07152405A JP32343893A JP32343893A JPH07152405A JP H07152405 A JPH07152405 A JP H07152405A JP 32343893 A JP32343893 A JP 32343893A JP 32343893 A JP32343893 A JP 32343893A JP H07152405 A JPH07152405 A JP H07152405A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、線形系の制御が可能
な制御で非線形系の制御対象を制御する制御装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for controlling a non-linear controlled object by control capable of controlling a linear system.
【0002】[0002]
【従来の技術】制御の対象となる変化量を測定検出し、
これを予め設定されている目標値と比較し、両者の違い
を用いて制御の対象となる量に訂正動作を自動的に行わ
せるようにする自動制御では、制御対象が非線形系であ
ることが多い。例えば、クーラーなどで室内の温調を行
うときなど、制御対象の空気の温度は非線形系である。
従って、空調対象の空気と冷却水もしくは温水との熱交
換により空調制御を行うビルの室内空調などでは、線形
系の制御は可能であるPI制御などを用いているので、
完全な空調を行えず、ある操業点近傍における線形に近
似できる範囲でPI制御パラメータをチューニング(設
定)し、これにより空調制御を行うようにしている。2. Description of the Related Art The amount of change to be controlled is measured and detected,
In an automatic control that compares this with a preset target value and uses the difference between the two to automatically perform the correction operation on the amount to be controlled, the controlled object may be a non-linear system. Many. For example, the temperature of the air to be controlled is a non-linear system when the temperature inside the room is controlled by a cooler or the like.
Therefore, in the indoor air conditioning of a building or the like in which air conditioning is controlled by exchanging heat between the air to be air-conditioned and the cooling water or the hot water, PI control or the like capable of linear system control is used.
The PI control parameters are tuned (set) within a range that can be linearly approximated to a certain operating point without complete air conditioning, thereby performing air conditioning control.
【0003】図3は、このような空調システムの概略構
成を示す構成図である。同図において、1は空調対象の
部屋、2は熱交換機、3は冷水供給パイプ、4は空気循
環ダクト、5は空気循環ダクトの吸入口、6は空気循環
ダクトの排出口、7は排出口6付近に設置されている温
度センサ、8は冷水供給パイプ3の冷水供給量を可変す
るバルブ、9は温度センサ7が検出した温度によりPI
制御を行ってバルブ8の開度を調節する制御部である。FIG. 3 is a block diagram showing a schematic structure of such an air conditioning system. In the figure, 1 is a room to be air-conditioned, 2 is a heat exchanger, 3 is a cold water supply pipe, 4 is an air circulation duct, 5 is an inlet of the air circulation duct, 6 is an outlet of the air circulation duct, and 7 is an outlet. 6 is a temperature sensor installed near 6, 6 is a valve for changing the amount of cold water supplied to the cold water supply pipe 3, and 9 is PI depending on the temperature detected by the temperature sensor 7.
It is a control unit that controls the opening of the valve 8.
【0004】制御部9は、予め設定されている温度と温
度センサ7が検出する温度とが同じになるように、バル
ブ8の開度を調節する。空気循環ダクト4を循環する空
気は、熱交換機2において冷却水供給パイプ3と接触し
て冷やされる。そして、冷却水供給パイプ3中の冷却水
の流量を変化させることで、熱交換機2における循環通
過する空気の冷却の度合い(能力)が変化する。従っ
て、バルブ8の開度を調節することで、熱交換機2を通
過して排出口6より部屋1に排出される空気の温度は変
化する。The control unit 9 adjusts the opening of the valve 8 so that the preset temperature and the temperature detected by the temperature sensor 7 become the same. The air circulating in the air circulation duct 4 comes into contact with the cooling water supply pipe 3 in the heat exchanger 2 to be cooled. Then, by changing the flow rate of the cooling water in the cooling water supply pipe 3, the degree of cooling (capacity) of the air circulating in the heat exchanger 2 changes. Therefore, by adjusting the opening degree of the valve 8, the temperature of the air passing through the heat exchanger 2 and discharged from the discharge port 6 to the room 1 changes.
【0005】ここで、室内の空気の温度制御などはその
系が非線形である。ところが、PI制御などでは、その
制御対象が線形でないとそれに対応した制御ができな
い。しかし、制御対象が非線形な系であっても、この系
の一部分を対象として制御を行えば、制御対象を線形系
と近似することができる。Here, the system for controlling the temperature of the indoor air is non-linear. However, in PI control or the like, if the controlled object is not linear, the corresponding control cannot be performed. However, even if the controlled object is a non-linear system, the controlled object can be approximated to a linear system by controlling a part of this system.
【0006】このため、制御部9は、制御対象の非線形
系のある操業点近傍における一部の領域だけを制御対象
とし、PI制御パラメータがチューニングされ設定され
ている。例えば、制御部9は、夏の昼間は外気温度が3
0℃で、室温としては25℃付近が設定される時を想定
して、PI制御パラメータのチューニングを25〜30
℃付近において行い、これらが設定されている。For this reason, the control unit 9 sets only a partial region in the vicinity of an operating point of the controlled non-linear system as the control target, and the PI control parameters are tuned and set. For example, the control unit 9 controls the outside air temperature to be 3 during the daytime in summer.
Assuming that the room temperature is set to about 25 ° C at 0 ° C, the PI control parameter is tuned to 25 to 30.
These are set by carrying out at around ℃.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来は以上のように構
成されていたので、環境全てに適した制御ができないと
言う問題があった。上述した熱交換による空調制御で
は、前述したように制御対象の系が非線形であるので、
環境条件が異なると設定温度が同一でも制御量が異な
る。例えば、昼は外気も暑く窓から日も射し込むので、
設定温度にまで5℃温度を下げるのには、制御部9がバ
ルブ8の開度が80%になるような制御が適している。
しかし、同様の制御を夜に行なったり、もとの温度がよ
り低い状態から5℃下げるようにする場合、このままで
は冷却能力が高すぎ、オーバーシュートやハンチングを
起こしてしまう。Since the conventional configuration is as described above, there is a problem that the control suitable for all environments cannot be performed. In the air conditioning control by heat exchange described above, since the system to be controlled is non-linear as described above,
When the environmental conditions are different, the control amount is different even if the set temperature is the same. For example, the outside air is hot during the day and the sunlight shines through the window.
In order to lower the temperature of 5 ° C. to the set temperature, the control by the control unit 9 such that the opening degree of the valve 8 becomes 80% is suitable.
However, if the same control is performed at night, or if the original temperature is lowered by 5 ° C., the cooling capacity is too high and overshooting or hunting occurs as it is.
【0008】このため、従来では、夜に合わせてPI制
御のパラメータを設定し、これによりバルブ制御量を決
定していたので、昼間では空調があまり効き難い状態で
あった。すなわち、夜の環境に制御量を合わせると、例
えば前述したように、5℃温度を下げるのに、バルブ8
の開度を60%になるように制御する状態とするが、こ
れを昼間に行うと、今度は、なかなか室温が設定値にな
らない。For this reason, conventionally, the PI control parameter is set in accordance with the night, and the valve control amount is determined by this, so that the air conditioning is not so effective in the daytime. That is, if the control amount is adjusted to the night environment, for example, as described above, the valve 8
However, if this is performed during the daytime, then the room temperature does not easily reach the set value.
【0009】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、制御対象の系の状態に適
合した制御ができるようにすることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable control suitable for the state of the system to be controlled.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明の制御装置は、
制御対象の状態を変化させる操作部と、制御対象の状態
を検出する検出部と、予め設定されている制御パラメー
タを用いて検出部が検出した状態を予め設定してある設
定値となるように操作部を動作させて制御対象を制御す
る制御部と、所定の範囲内における操作部の操作量を変
化させる制御量と、この制御量による制御の結果として
検出部が検出する制御対象の状態変化とにより、その制
御量の範囲における制御パラメータを算出するパラメー
タ算出部と、パラメータ算出部が算出した制御パラメー
タを格納し、制御部の制御量の範囲に対応させて、格納
している制御パラメータを制御部に設定するパラメータ
変更部とを有することを特徴とする。The control device of the present invention comprises:
An operation unit that changes the state of the control target, a detection unit that detects the state of the control target, and a state detected by the detection unit using preset control parameters so that the preset values are set. A control unit that operates the operation unit to control the control target, a control amount that changes the operation amount of the operation unit within a predetermined range, and a state change of the control target that the detection unit detects as a result of control by this control amount. The parameter calculation unit for calculating the control parameter in the range of the control amount, and the control parameter calculated by the parameter calculation unit are stored, and the stored control parameter is stored in association with the control amount range of the control unit. And a parameter changing unit set in the control unit.
【0011】[0011]
【作用】制御部が行う操作部の制御における制御量に対
応して、制御パラメータが変更され、これが新たに制御
部に設定される。The control parameter is changed according to the control amount in the control of the operation unit performed by the control unit, and this is newly set in the control unit.
【0012】[0012]
【実施例】以下この発明の1実施例を図を参照して説明
する。図1は、この発明の1実施例である制御装置を空
調制御システムに応用した場合の構成を示す構成図であ
る。同図において、10はバルブ8(操作部)の開度と
そのときの温度センサ7(検出部)が検出した部屋1内
の温度(制御対象)の制御状態とから、所定の温度範囲
における制御部9の制御パラメータを算出するパラメー
タ算出部、11はパラメータ算出部10が算出したパラ
メータを用い、バルブ8の開度により制御部9の制御パ
ラメータを変更するパラメータ変更部、12はパラメー
タ算出部10がパラメータを算出するための試験温度信
号を出力するテスト信号発生部であり、他は図3と同様
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration when a control device according to an embodiment of the present invention is applied to an air conditioning control system. In the figure, reference numeral 10 indicates control in a predetermined temperature range based on the opening degree of the valve 8 (operation unit) and the control state of the temperature (control target) in the room 1 detected by the temperature sensor 7 (detection unit) at that time. A parameter calculation unit for calculating the control parameter of the unit 9, 11 is a parameter change unit for changing the control parameter of the control unit 9 according to the opening of the valve 8 using the parameter calculated by the parameter calculation unit 10, and 12 is the parameter calculation unit 10 Is a test signal generator that outputs a test temperature signal for calculating parameters, and is otherwise similar to FIG.
【0013】以下、この空調制御システムの動作につい
て説明する。まず、制御条件の初期設定を行う。始め
に、テスト信号発生部12が、図2に示すように、開度
20%刻みで一定時間保持しているテスト信号21を送
りだし、バルブ8の開度を制御する。この時、パラメー
タ算出部10は入力したテスト信号により、バルブ開度
を0%の状態であったものから20%の状態とし、所定
時間バルブ8の開度を20%のまま保持する。The operation of this air conditioning control system will be described below. First, the control conditions are initialized. First, as shown in FIG. 2, the test signal generator 12 sends out a test signal 21 which is held for 20% of opening for a certain period of time to control the opening of the valve 8. At this time, the parameter calculation unit 10 changes the valve opening degree from the 0% state to the 20% state by the input test signal, and maintains the valve opening degree of 20% for a predetermined time.
【0014】そして、この間の温度センサ7から得られ
る温度変化情報22により、まず、ARモデル同定など
を行って、このステップにおける一次遅れと無駄時間の
和に近似したモデルを同定する。そして、この同定した
モデルを用いてチェーン・ホロネス・レスウィック法
(Chen−Hrones−Reswick法)により
制御部9の制御における最適なPI制御パラメータを算
出する。Then, based on the temperature change information 22 obtained from the temperature sensor 7 during this period, AR model identification or the like is first performed to identify a model approximated to the sum of the first-order lag and the dead time in this step. Then, using the identified model, the optimum PI control parameter in the control of the control unit 9 is calculated by the Chain-Holones-Reswick method (Chen-Hrones-Reswick method).
【0015】次いで、同様にバルブ開度を20%から4
0%としてこれを所定時間保持して温度変化情報23を
拾得し、上述のことと同様にして制御部9の制御におけ
る最適なPI制御パラメータを算出する。同様にして、
以下の表1に示す、開度60,80%の状態で温度変化
情報24,25をそれぞれ拾得し、それぞれの制御量に
おける制御部9でのPI制御パラメータを算出する。Then, similarly, the valve opening is changed from 20% to 4
The temperature change information 23 is picked up by setting it to 0% for a predetermined time and the optimum PI control parameter in the control of the control unit 9 is calculated in the same manner as described above. Similarly,
The temperature change information 24, 25 shown in Table 1 below is acquired at the opening of 60% and 80%, respectively, and the PI control parameter in the control unit 9 for each control amount is calculated.
【0016】 [0016]
【0017】以上のように、バルブ8の開度と制御部9
におけるPI制御パラメータが求められると、これがパ
ラメータ変更部11に設定される。以上のことで、制御
条件の初期設定が終了し、この後、制御動作を開始す
る。制御動作をしているときは、パラメータ変更部11
が制御部9の出力を監視し、これにより記憶してあるバ
ルブ開度とPI制御パラメータとの関係を用い、これら
を内挿/外挿するなどして、制御部9におけるPI制御
パラメータの変更を行う。As described above, the opening of the valve 8 and the control unit 9
When the PI control parameter in is obtained, it is set in the parameter changing unit 11. With the above, the initial setting of the control condition is completed, and thereafter the control operation is started. During the control operation, the parameter changing unit 11
Changes the PI control parameter in the control unit 9 by monitoring the output of the control unit 9 and using the stored relationship between the valve opening degree and the PI control parameter to interpolate / extrapolate these. I do.
【0018】例えば、制御部9が現在バルブ8の開度を
50%になるようにしているとき、パラメータ変更部1
1は、表1に示した値を用い、バルブ開度40%と60
%におけるP(比例帯),I(積分時間)それぞれの値
を内挿し、この時のPを4.5,Iを6.5とする。そ
して、パラメータ変更部11はこの値を制御部9のPI
制御パラメータとして設定する。制御部9はこれにより
温度センサ7から得られた温度情報が設定されている室
温となるように、バルブ8の開度を制御する。For example, when the control unit 9 is currently controlling the opening of the valve 8 to be 50%, the parameter changing unit 1
1 uses the values shown in Table 1, and the valve opening is 40% and 60%.
The values of P (proportional band) and I (integration time) in% are interpolated, and P at this time is 4.5 and I is 6.5. Then, the parameter changing unit 11 uses this value as the PI of the control unit 9.
Set as a control parameter. The control unit 9 controls the opening degree of the valve 8 so that the temperature information obtained from the temperature sensor 7 is set to the room temperature.
【0019】なお、上記実施例では、バルブ8の開度を
0%より20%ステップで増加させて、制御部9におけ
るPI制御パラメータを算出するようにしていたが、バ
ルブ8の開度を80%より20%ステップで絞り、これ
によりPI制御パラメータを算出するようにしても良
く、またこれらの平均を用いるようにしても良い。ま
た、このテスト信号発生部12の発生信号のステップの
幅をより細かくしても良い。ステップの幅が細かいと、
より正確な制御が可能となる。なおまた、上記実施例で
は、ビル内の空気調節に関し、かつ、これをPI制御す
る場合を対象としたが、これに限るものではない。制御
対象が非線形系であるのに、制御部が線形系の制御しか
できない制御装置であるなら同様に対応することが可能
であり、同様の効果を奏する。In the above embodiment, the opening of the valve 8 is increased from 0% in 20% steps to calculate the PI control parameter in the control unit 9. However, the opening of the valve 8 is set to 80%. The PI control parameters may be calculated by narrowing the value in 20% steps from%, and the average of these may be used. Further, the step width of the signal generated by the test signal generator 12 may be made smaller. If the step width is small,
More accurate control is possible. In addition, although the above embodiment is directed to the air conditioning in the building and the PI control of the air conditioning, the present invention is not limited to this. Even if the control target is a non-linear system, if the control unit is a control device capable of controlling only a linear system, it is possible to deal with it in the same manner, and the same effect is achieved.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、PI制御など線形系の制御しかできない場合でも、
非線形系の制御対象の制御が可能になると言う効果があ
る。このため、空調など、非線形系の制御を安価な制御
装置を用いて行うことができる。As described above, according to the present invention, even when only linear control such as PI control can be performed,
There is an effect that it becomes possible to control the controlled object of the nonlinear system. Therefore, the control of a non-linear system such as air conditioning can be performed using an inexpensive control device.
【図1】この発明の1実施例である制御装置を空調制御
システムに応用した場合の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration when a control device according to an embodiment of the present invention is applied to an air conditioning control system.
【図2】図1におけるテスト信号発生部12が出力する
テスト信号の状態を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing a state of a test signal output from a test signal generator 12 in FIG.
【図3】従来の制御装置を用いた空調システムの概略構
成を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an air conditioning system using a conventional control device.
1 部屋 2 熱交換機 3 冷水供給パイプ 4 空気循環ダクト 5 吸入口 6 排出口 7 温度センサ 8 バルブ 9 制御部 10 パラメータ算出部 11 パラメータ変更部 12 テスト信号発生部 1 room 2 heat exchanger 3 cold water supply pipe 4 air circulation duct 5 intake port 6 exhaust port 7 temperature sensor 8 valve 9 control unit 10 parameter calculation unit 11 parameter change unit 12 test signal generation unit
Claims (1)
が検出した状態を予め設定してある設定値となるように
前記操作部を動作させて前記制御対象を制御する制御部
と、 所定の範囲内における前記操作部の操作量を変化させる
制御量と、この制御量による制御の結果として前記検出
部が検出する制御対象の状態変化とにより、前記制御部
の前記制御量の範囲における制御パラメータを算出する
パラメータ算出部と、 前記パラメータ算出部が算出した制御パラメータを格納
し、前記制御部の制御量の範囲に対応させて、格納して
いる制御パラメータを制御部に設定するパラメータ変更
部とを有することを特徴とする制御装置。1. An operation unit for changing the state of a controlled object, a detection unit for detecting the state of the controlled object, and a preset state for the state detected by the detecting unit using preset control parameters. As a result of control by the control unit that operates the operation unit to control the controlled object so as to have a certain set value, the control amount that changes the operation amount of the operation unit within a predetermined range, and the control by this control amount. A parameter calculation unit that calculates a control parameter in the range of the control amount of the control unit according to a change in the state of the control target detected by the detection unit, and a control parameter stored by the parameter calculation unit, and the control unit And a parameter changing unit that sets the stored control parameters in the control unit in correspondence with the range of the control amount.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32343893A JPH07152405A (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32343893A JPH07152405A (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07152405A true JPH07152405A (en) | 1995-06-16 |
Family
ID=18154676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32343893A Pending JPH07152405A (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07152405A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011090405A (en) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Hitachi Metals Ltd | Flow rate controller |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP32343893A patent/JPH07152405A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011090405A (en) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Hitachi Metals Ltd | Flow rate controller |
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