TWI284791B - Control method and apparatus - Google Patents
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Description
1284791 九、發明說明： I[發明所屬之技抽^領域2 發明領域 本發明係有關於一種製程控制技術者，特別是有關於 5 一種以至少具有2個控制環路之控制系統之狀態量差等之 相對量作為控制對象的控制方法及控制裝置。 C先前技術3 發明背景 於弟53A圖顯示作為習知控制裝置之溫度調節計之結 10 構。此溫度調節計如日本專利公開公報特開平8-095647號 所揭示。火爐1001内可搬入熱處理工作件1〇16，並配設有 加熱器1011、用以檢測控制溫度TC1之檢測機構1〇12、用以 檢測工作件1016之表面溫度TC2之檢測機構1013、用以檢測 工作件1016之最深溫度TC3之檢測機構1 〇 14。1002係顯示電 15力調整器。控制部1003具有比較控制溫度TC1及執行程式圖 形設定值1033之比較器1031、根據比較器1031之輸出而控 制之PID等控制運算部1032、檢測工作件1016之表面溫度T C2及最深溫度TC3之差之溫度差檢測器1〇34、設定預定之 溫度差之溫度差設定器1035、比較溫度差檢測器1034之輸 20出與溫度差設定器1035之輸出之比較器1036、檢測最深溫 度TC3之溫度變化率之變化率檢測器1〇38、比較變化率檢測 器1038之輸出及設定預定之溫度變化率之變化率輸出器1〇 39之輸出之比較器1040、依比較器1036之輸出與比較器104 0之輸出進行傾斜運算，以控制執行程式圖形設定值1033之 5 1284791 傾斜運算器1037。 於溫度差設定器1035設定可容許之最大溫度差，且於 變化率設定器1039設定可容許之最大溫度變化率。根據第5 3A圖之結構，經常修正執行程式圖形設定值1〇33中之傾 5 斜，俾使熱處理工作件1016内之溫度差、溫度變化率兩者 或其中之一在指定之溫度容許值以内。
留意在第53A圖中以虛線包圍之部份，可了解依測出之 多數溫度TCI、TC2、TC3進行算出溫度差（TC2-TC3)及溫 度變化率dTC3/dt之狀態量轉換。即，第53A圖之溫度調節 10 計具有算出溫度差（TC2-TC3)及溫度變化率dTC3/dt之狀態 量轉換部1041(第53B圖）。 於第54A圖顯示作為習知另一控制裝置之溫度調整裝 置之結構。此溫度調整裝置如日本專利公開公報特開平9-1 9941號所揭示。圖中之2002為直立式熱處理裝置2020之反 15 應管，此反應管2002之内部設有用以檢測搭載於晶舟2〇21 之半導體晶圓附近之溫度的溫度感測器A，同時亦設有檢測 反應管2002之外面溫度之溫度感測器B。偏差電路部2031 輸出從溫度感測A之目標值減去後述之修正值之偏差，即 溫度感測器B之偏差。偏差電路部2032將從溫度感測器b之 20目標值減去溫度感測器B之檢測值之偏差輸出至pid調節部 2004。PID調節部2004依所輸入之偏差，進行I>ID運算，將 該運算結果輸出至電力控制部2005，電力控制部2005依PI D調節部2004之輸出值，控制對直立式熱處理裝置2020之加 熱源之加熱器2006的電力供給量。另一方面，修正值輸出 6 1284791 部2007於溫度感測器B之檢測值收斂為目標值時，令此收斂 之時間點之溫度感測器A之檢測值與溫度感測器B之檢測 器之檢測值之差（A-B)為修正值，而將溫度感測B之目標值 僅修正修正值。藉第54A圖之結構，溫度感測器A之檢測值 5 可收斂為目標值。 留意在第54A圖中以虛線包圍之部份，可了解依所測出 之多數溫度A、B，進行算出溫度差(A-B)之狀態量轉換。即， 第54A圖之溫度調整裝置具有算出溫度差(A_B)之狀態量轉 換部2008(第54B圖）。 10 如上述，不僅是實際之狀態量，亦將狀態量差放入控 制系統從過去便已致力執行，特別是以狀態量差作為控制 對象而構成控制系統之情形時，於控制系統設置前述狀態 量轉換部。 在此’在2個控制環路中，並非以狀態量pvi、pv2為 15控制對象，而是考量以狀態量平均值PV1，及狀態量差PV2, 為控制對象。於第55圖顯示此時之控制裝置。第55圖之控 制裝置具有輸出對應狀態量平均值PV1 ’之設定值SP1，與狀 悲S平均值PV1’之差之減法器3001、輸出對狀態量差pV2, 之設定值SP2’與狀態量差PV2,之差之減法器3〇〇2、依減法 20态3001、3002之輸出，分別算出操作量MV1、MV2之控制 器Cl、C2、對控制對象製程P1、P2進行依操作量MV1、M V2之操作之致動态A1、A2及狀態量轉換部3003。 狀態量轉換部3003由對控制對象製程pi、p2i狀態量p VI、PV2分別乘上0.5之乘法器3004、3005、對狀態量PV1、 7 1284791 PV2分別乘上-l、1之乘法器3006、3007、將乘法器3004與3 〇〇5之輸出相加之加法器3008及將乘法器3006、3007之輸出 相加之加法器3009構成。藉此狀態量轉換部3003，狀態量 平均值PV1’及狀態量差PV2,便如下式。 5 PVr=0.5PVl+0.5PV2 ...(1) PV2，=PV2-PV1 ...(2) 又’若將狀態量轉換部3003之輸入輸出之關係以矩陣 表不’則如下。 >vr， _0.5 0.5~ 广 ， PV1 PV25 ;ι·ο ι·〇- PV2_ …(3) 10 控制器C1以狀態量平均值PV1，為對象，控制器C2以狀 態量差PV2’為對象。控制器ci依設定值SP1，與狀態量平均 值PV1’之偏差，算出操作量MV1，控制器C2依設定值SP2, 與狀態量差PV2’之偏差，算出操作量訄乂二。此時，為成為 可分別控制狀態量平均值PV1，與狀態量差PV2,之狀態，乃 15構成將以控制器C1算出之操作量MV1送至致動器A1，將以 控制器C2算出之操作量MV2送至致動器A2。藉此，致動器 A1運作以控制狀態量平均值ρνι，，致動器A2運作以控制 狀態量差PV2’ 。如此，僅應用與第53B圖或第54B圖所示 者相同之狀態量轉換部3003，即可構成包含直接控制狀態 20里平均值PV1’之控制器C1及直接控制狀態量差PV2,之控 制器C2之多環路控制系統，而可將狀態量平均值ρνι，與狀 態量差PV2’控制在所期之值。 然而，當因致動器A1之動作而使狀態量PV1產生變化 1284791 時，此變化因狀態量轉換部3〇〇3之作用亦對狀態量差PV2, 造成影響。同樣地，當因致動器A2之動作而使狀態量PV2產 生變化時，此變化因狀態量轉換部3〇〇3之作用亦對狀態量平 均值PV1’造成影響。即，第55圖所示之控制裝置因狀態量轉 5換部3003，而成為產生人為之環路間之干涉的結構。 由於為算出狀態量平均值PV1，而與狀態量PV1、PV2 相乘之係數皆為〇·5，故當假設控制對象製程打之製程增益 與控制對象製程Ρ2之製程增益為相同程度時，因致動器八丄 運作對狀態量平均值PV1，之影響度及因致動器A2運作對 1〇狀態量平均值PV1，之影響度（因致動器A2擾亂狀態量平均 值PV1’之影響度）為相同程度。同樣地，由於為算出狀態量 差PV2’而與狀態量PV1、PV2相乘之係數之絕對值皆為工， 故因致動器A2運作對狀態量差PV2,之影響度及因致動器a 1運作時之環路間干涉對狀態量差PV2，之影響度（因致動器 15 A1擾亂狀態量平均值PV2,之影響度）為相同程度。因而，只 要單純應用狀態量轉換部，本質上人為之環路間之干涉有 增強之傾向，而產生控制性易惡化之問題。 因此，為實現環路間之非干涉化，可輕易想到應用文 獻「廣井和男，’’數位儀器配置控制系統之基礎與應用”，工業 技術社，1987年 1〇月，ρ·152心56，ISBN4_9〇5957 〇〇 i」所揭示 之橫式控制器。於第56圖顯示此文獻所揭示之控制裝置之 結構。第56圖之控制裳置具有輸出設定值SP1與狀態量PV1 之差之減法器4001、輸出設定值sp2與狀 法器棚f請卜败❹，靖 9 1284791 MVl、MV2之控制器働3、4004、分別輸出轉換了操作量 MV1、MV2之操作量MV1’、MV2,之橫式控制器4005。 橫式控制器4005係對操作量MV1、MV2進行預先否定 環路間之干涉之影響的處理者，其係由於操作量厘¥1乘上 5係數M12之乘法器4007、於操作量MV2乘上係數M21之乘法 器4008、將操作量MV1與乘法器4008之輸出之差作為操作 i MV1而輸出之減法器4〇〇9、將操作量MV2與乘法器4007 之輸出之差作為操作量MV2,而輸出之減法器4〇1〇構成。在 此為簡單說明，乃忽略製程時間常數或製程浪費之時間等 10變動特性。當令對操作量MV1，、MV2,之控制對象製程40 06之製程增益分別為Kpl、Kp2時，根據文獻「廣井和男，，， 數位儀器配置控制系統之基礎與應用，，，工業技術社，1987年 10月，p.l52_156，ISBN4-905957-00-l」，非干涉化用橫式控制 器4005可設計如下。 MVr=MVl+(-0.5Kp2/0.5Kpl)MV2 …⑷
MV2’=(Kpl/Kp2)MVl+MV2 ·· · (5) 又’當將橫式控制器4005之輸入輸出之關係以矩陣表 示時，便如下。 ’MV1，’ 1.0 0,5Κρ2~ 0.5Kpl •MVf >4V2，_ Kpl 1.0 MV2^ 一 _ …(6) 即，前述之係數M12為-Kpl/Kp2，係數M21為〇·5Κρ2/ 〇·5Κρ1。藉控制器4003算出之操作量MV1藉橫式控制器4〇 〇5轉換成操作量MV1，後，藉由圖中未示之致動器傳送至控 1284791 2象^程4006 ’且藉控制器撕算出之操作量體藉橫 ^空制器娜轉換成操作4MV2，後，藉由致動賴送至控 制對象製程4006。
⑨第57®顯tf將第56圖所示之橫式控制器應用於第^ 圖^控制裝置之結構。藉使用狀態量轉換部3003與橫型控 制器4005，可貫現具有以僅專門控制狀態量平均值pw，之 控制器C1為中心之第1控制環路及以僅專門控制狀態量差P 於之控制紅2為中心之第2控制環路之多環路控制系統。 若將僅專門控制狀態量平均值PV1，之控制器C1之回應特性 10調整為重視穩定性之方向（低靈敏感），將僅專門控制狀態量 差PV2,之控制器C2之回應特性調整為重視適應性之方向 時，由於在狀態量平均值pV1，隨設定值SP1，變動之前，狀 悲里差PV2 P过5又疋值SP2’變動，故可進行一面將狀態量差 PV2維持在所期之值，一面將狀態量平均值ρνι，變更為所 15 期之值。 第1課題 實際之致動器有輸出之上下限，因而控制器必須算出 有考慮此上下限之操作量。換言之，在致動器之輸出達上 限值或下限值而於狀態量之變化產生界限之狀態下，控制 2〇 器無法進一步提高或降低操作量之算出結果。當PID等控制 器不考慮致動器之物理性上下限時，便產生積分終結之問 題。 以下，就此積分終結具體說明。舉例言之，當狀態量 為溫度，致動器為加熱器時，一般而言，加熱器輸出有下 11 1284791 限值〇%、上限值100%之限制。當以控制器算出之操作量μ V上^而達到100%時，加熱器輸出亦達到100%。此時，溫 度測里值PV相對於溫度設定值sp較低時，假設控制器忽視 加=器輸出之上限值100%時，控制器便算出大於100%之操 5作量MV:然而，由於加熱器輸出在1〇〇%便已飽和，故隨 加熱器輸出之上升之溫度測量值pv之上升達界限，結果， 控制器將操作量MV提高至更大之值。 然後，假設在操作量MV之算出值持續上升而達5〇〇% 之時間黑占，溫度设定值51>已變更為較溫度測量值pv低之 10值。根據溫度設定值SP之變更，控制器將操作量鮮從5〇〇 %下降，故至從控制器輸出較加熱器之上限值觸％低之操 作畺MV為止需花費很長之時間。因而，儘管將溫度設定值 SPk更為較溫度測量值Pv低之值，但從控制器需經過很長 之時間方可輸出操作量細％，結果，開始溫度下降便大幅 15延遲。如上述，當需進一步提高操作量MV之算出結果，而 將設定值SP變更為較小之值時，操作量MVi下降延遲之現 象便為稱為積分終結之現象，這是起因於控制器未考慮致 動器之物理性上下限而算出操作量之故。 在第57圖所示之控制裝置中，在控制器C1、C2算出之 20操作量MV1、MV2藉橫式控制器4005轉換為操作量MV1，、 MV2。換吕之’將控制器C1、C2算出之操作量mV1、mv 2作為多數致動器Al、A2之合成操作量而算出，而使控制 器Cl、C2之操作量MV1、MV2與致動器Al、A2之輸出不 是1對1對應。因而，控制器C1、C2即使算出考慮致動器A1、 12 1284791 A2之輸出上下限之操作量經}、Mv2，實際輸出至致動器 Al、A2者仍為合成了操作量MV1、MV2i操作量、 MV2’ ’故結果有對致動器A1、A2進行不考慮致動器ai、 A2之輸出上下限之操作量輸出的可能性。因此，第57圖所 5不之控制農置便有產生與前述之PID控制器同樣之積分終 結之問題點。 第2課題 又，在一般之控制器中，必須配合控制對象之特性， 進行參數之調整。參數調整之例有piD控制器之piD參數。 10以往有提出用以實現此參數調整之調整方法或自動調整功 能等，此調整方法或自動調整功能基本上以控制器、致動 、控制對象及測量機構為物理性對應為必要條件。 以下，就習知之參數調整具體地說明。舉例言之，狀 態量為溫度，致動器為加熱器，控制對象為火爐，測量機 15構為熱電偶等之溫度感測器。此時，如第58圖所示，假設2 個控制環路，並具有控制器5〇〇3、5〇〇4、為致動器之加熱 器5005、5006、為控制對象之火爐5〇〇7、5〇〇8、為測量機 構之溫度感測器5009、5010。在第58圖中，5001為輸出溫 度設定值spi與溫度測量值PV1之差之減法器、5〇〇2為輸出 20 ’凰度设疋值與溫度測量值pv2之差之減法器。 在第58圖之結構中，雖然容許一些環路間之干涉，但 須進行控制運算，俾使控制器5〇〇3將操作量MV1輸出至加 熱态5005，加熱器5005主要將火爐5〇〇7加熱，溫度感測器5 009測量火爐5007附近之溫度，控制器5〇〇3控制溫度測量值 13 1284791 pvi。同樣地’雜行控制運算俾使控㈣娜惰操作量 MV2輸出至加熱器5_ ’加熱器獅5^要將火爐$麵加 熱，溫度感測器501〇測量火爐侧附近之溫度，控制器5〇〇
4控制溫度測量值PV2。如此，控制器5003、5004、加熱器5 005 5006、火爐5〇〇7、5008、溫度感測器5〇〇9、5〇1〇為物 理性對應便成為應用習知所提出之調整方法或自動調整功 月t*等之必要條件。就另一方面而言控制器獅^將以同等 程度分配至加熱器5005與5006之操作量應、廳冰為丄 個合成操作量而算出，控制器5004同樣地將以同等程度分 配至加熱器5〇〇5與5006之操作量⑽、^作為⑽合成操 作量而算出，便無法適用習知所提出之調整方法或自動調 整功能等。 在第57圖所示之控制裝置中，在控制器ci、c2算出之 操作量MV1、MV2藉橫式控制器4〇〇5轉換為操作量刪、 15 MV2。換言之，㈣⑽、C2算出之操作量㈣、體作
Φ $多數致動之合成操作量而算出，而使控制器C 1、C2之操作量MV1、MV2與致動器乂、A2之輸出不是工 對1對應。即，控制器、致動器、控制對象、測量機構為物 ‘ 雜對應之基本條件不成立。_，在第5頂所示之控制 k 2G I置中，便無法適用習知所提出之調整方法或自動調整功 能等，而有PID參數調整等控制器之參數調整非常困難之問 題點。 C發明内容：| 發明概要 14
1284791 本發明即是為解決上述課題而發明者，其目的在於提 供一種在進行—面將多數狀態量狀相對量維持在所期之 值，一面將多數狀態量之平均值等之絕對量變更為所期之 值的控制之控制系統中，可防止積分終結，且可適用習知 所提出之參數調整方法或自動調整功能等之㈣方法及 制裝置。 ' 圖式簡單說明 第1圖係就本發明之狀態量内部設定值之控制器的回 應特性變化者作說明者。 10 第2圖係就本發明之狀態量内部設定值之控制器的回 應特性變化者作說明者。 第3圖係顯示本發明第工實施例之控制裝置之結構的塊 圖。 第4圖係本發明第1實施例之控制系統之塊線圖。 15 第5圖係顯示本發明第1實施例之控制裝置之動作之流 程圖。 第6A圖係顯示在本發明第i實施例之控制裝置中，變更 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第6B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系统的干擾 20 回應者。 第7A圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第7B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 回應者。 15
1284791 第8A圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第8B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 回應者。 5 第9A圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第9B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 回應者。 第10圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 10 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第10B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 回應者。 第11圖係顯示本發明第2實施例之控制裝置之結構的 塊圖。 15 第12圖係顯示本發明第2實施例之控制系統之塊線圖。 第13圖係顯示本發明第2實施例之控制裝置之動作之 流程圖。 第14A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第14B 20 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第15A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第15B 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 16 1284791 控制系統的干擾回應者。 第16A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第16B 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 5控制系統的干擾回應者。 第17A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第17B 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 10 第18A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第18B 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第19圖係就本發明之狀態量内部設定值之控制器之回 15 應特性變化作說明者。
第20圖係就本發明之狀態量内部設定值之控制器之回 應特性變化作說明者。 第21圖係顯示本發明第3實施例之控制裝置之結構之 塊圖。 20 第22圖係顯示本發明第3實施例之控制系統之塊線圖。 第2 3圖係顯示本發明第3實施例之控制裝置之動作之 流程圖。
第24A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第24B 17 1284791 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第25A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第25B 5 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 • 第26A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變
φ 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第26B 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 10 控制系統的干擾回應者。 第27A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第27B 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 15 第28A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變
φ 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第28B 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 • 第29圖係顯示本發明第4實施例之控制裝置之結構的 • 20 塊圖。 第3〇圖係本發明第4實施例之控制系統之塊線圖。 第31圖係顯示本發明第4實施例之控制裝置之動作的 流程圖。 第32A圖係顯不在本發明第*實施例之控制裝置中，變 18 1284791 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第32B 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第33A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 5 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第33B 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第34A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第34B 10 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第35A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第35B 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 15 控制系統的干擾回應者。 第36A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第36B 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 20 第37圖係顯示本發明第5實施例之控制裝置之結構的 塊圖。 第38圖係本發明第5實施例之控制系統之塊線圖。 第39圖係顯示本發明第5實施例之控制裝置之動作的 流程圖。 19 1284791 第40A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第4〇B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 5 第41A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裳置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第41B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第42A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 10更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第42B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第43A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第43B 15圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第44A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第44B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 20控制系統的干擾回應者。 第45圖係顯示本發明第6實施例之控制裝置之結構的 塊圖。 第46圖係本發明第6實施例之控制系統之塊線圖。 第47圖係顯示本發明第6實施例之控制裝置之動作的 1284791 流程圖。 第48A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第48B 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 5 控制系統的干擾回應者。 第49A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第49B 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 10 第50A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第50B 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第51A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 15 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第51B 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第52A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第52B 20 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第53A圖係顯示習知控制裝置之結構之塊圖。第53B圖 係顯示第53A圖之控制裝置之狀態量轉換部者。 第54A圖係顯示習知另一控制裝置之結構之塊圖。第5 21 1284791 4B圖係顯不第54A圖之控制裝置之狀態量轉換部者。 第5 5圖係顯示以狀態量平均值及狀態量差作為控制對 象之習知控制裝置之結構的塊圖。 第56圖係顯示使用橫式控制器之習知控制裝置之結構 5 的塊圖。 第57圖係顯示將第56圖之橫式控制器應用於第55圖之 控制裝置之結構的塊圖。
第58圖係就習知之參數調整作說明者。 C實施方式;3 10用以實施發明之最佳形態 以下，參照圖式，就本發明詳細說明。 (20040009:2004-128227) 第1實施例及第2實施例之原理 以下，在第1實施例、第2實施例中，將作為如狀態量 平均值之基準之絕對狀態量稱為基準狀態量，予以控制以 、、隹持已預疋與基準狀態量相對之相對量（例如狀態量差）的 值之狀悲里無為隨動狀態量。又，將對應基準狀態量之設 疋值稱為基準狀態量設定值，將基準狀態量之測量值稱為 〜準狀L里測里值，對應隨動狀態量之設定值稱為隨動狀 態量設定值，將隨動狀態量之測量值稱為隨動狀態量測量 值，將對應基準狀態量及隨動狀態量之相對量之設定值稱 為隨，狀態量相對設定值，將基準絲量與_狀態量之 相對里之射值稱為隨動狀態量相制量值，將相對於美 準狀態量而設定於控㈣㈣之㈣設定值稱為基準㈣ 22 1284791 置内部設定值，將相對於隨動狀態量而設定於控制器内部 之内部設定值稱為隨動狀態量内部設定值。狀態量有諸如 溫度、壓力、流量等。
在第1實施例、第2實施例中，不是使用從外部給予之 5狀態量設定值SP，而是使用設定於控制器内部之狀態量内 部设定值SP’，算出操作量Mv。此時，狀態量内部設定值 SP分離成對應基準狀態量之要素spm及對應基準狀態量 與隨動狀態量之相對量之要又，在 第1實施例、第2實施例中，根據狀態量測量值之内插外插 10運异(SP’=ASP+(1-A)PV)，相較於直接應用實際給予之設 定值证域續，可實質地著重於使控制器轉移至低靈敏度 或轉移至高靈敏度，而轉換成可將基準狀態量之靈敏度及 基準狀悲里與動狀態量之相對量之靈敏度個別轉移之狀 態量内部設定值SP，。 5 如此在第U知例、第2實施例中之結構為將狀態量 内。又疋值SP分離為對應基準狀態量之要素spm及對應 基準狀I、里與k動狀恶量之相對量之要素ASP，藉狀態量設 定值sm狀態量測量值Pv之内插外插運算，求出此狀態量 而將之用於操作量MV之算出。藉此，在 内部設定值SP， 20第1實施例、第2實施例中，若有關狀態量平均值之基準狀 態量，使回應特性轉移至低靈敏度，有關如狀態量差之基 準狀態量與隨動狀態量之相對量，使回應特性轉移至高靈 敏度時，於基準狀態量剩量值pVm隨基準狀態量設定值sp 變動前，隨動狀態量相對測量值卿隨基準狀態量設定值 23 1284791 SPm變動，故可進行一面將基準狀態量與隨動狀態量之相 對ϊ維持在所期之值，一面將基準狀態量變更為所期之值 之控制。 又’按’第1實施例、第2實施例之結構，與一般之控制 5系統之不同點僅在於狀態量設定值SP轉換成狀態量内部設 定值SP’。即，可提供一種以控制器之操作量與實際之致動 器之輸出為1對1對應之形式，優先控制基準狀態量與隨動狀 態量之相對量，亦同時控制基準狀態量之控制方法。 在此，在上述2個重點中，就根據狀態量設定值sp及狀 1〇態量測量值PV之内插外插運算出狀態量内部設定值卯，之 情形（以下稱為第1重點)作說明。參照狀態量設定值sp與狀 態量測量值PV，使用特定之係數，並根據以下之算式，轉 換成ό又疋於控制器内部之狀態量内部設定值sp，。 SP，=ASP+(1-A)PV …⑺ 15八中係數A為大於〇之實數。此時，若A=1，貝ijSP，=SP， 意指狀態量設定值SP未完全轉換。 在式(7)中，若令係數A之值為0<A<1，則業經轉換之狀 恶量内部設定值SP，為原本之狀態量設定值§1>與狀態量測 里值PV間之數值（内插關係）。因而，以諸如PID控制器等算 20出偏差時，如第1圖所示，狀態量内部設定值SP，與狀態量 測里值PV之偏差Er，= sp，-pv之絕對值為小於狀態量設定 值SP與狀態量測量值pV之偏差Er=sp_pv之絕對值之值。結 果，相較於控制器依偏差玢算出操作量，依偏差Er，算出操 作里MV ^，其操作量之變化趨緩。即，令係數A之值為〇 24 1284791 <A<1時’控制器之回應特性轉移至重視穩定性之方向（低靈 敏度)之特性。 另一方面，若令係數A之值為a>1，則業經轉換之狀態 篁内部設定值SP，為較原本之狀態量設定值更偏離狀態量 5測置值PV之數值（外插關係）。因而，以諸如PID控制器等算 出偏差時’如第2圖所示，狀態量内部設定值sp，與狀態量 測I值PV之偏差Er’= SP，-PV之絕對值為大於狀態量設定 值sp與狀態量測量值PV之偏差Er=sp_pv之絕對值之值。結 果，相較於控制器依偏差玢算出操作量，依偏差扮，算出操 1〇作HMV’時，其操作量之變化較激烈。即，令係數A之值為 A>1時，控制器之回應特性轉移至重視適應性之方向（高靈 敏度)之特性。 接著，就上述2個重點中，將狀態量内部設定值处，分 離為對應基準狀態量之要素及對應基準狀態量與隨動狀態 15量之相對量之要素之點作說明（以下稱為第2重點）。當同時 控制基準狀態量及基準狀態量與隨動狀態量之相對量時， 狀態量設定值sp如下式可分離為對應基準狀態量之要素sp m及對應基準狀態量與隨動狀態量之相對量之要素。 SP=SPm+ASPm 20 又，配合狀態量設定值SP，狀態量測量值PV如下式可 分離為基準狀態量測量值PVm及隨動狀態量相對測量值Δρ Vm 〇 PV=PVm+APVm 在此，匯整第1重點及第2重點，則式(7)〜式(9)如下。 25 1284791 SI>，=A(SPm+ASPm)+( 1 -A)(PVm+APVm) =ASPm+(l.A)PVm+AASPm+(l-A)APVm …（10)
此時，式（10)中之ASPm+(l-A)PVm為有關基準狀態量 5之要素，AASpm+(l-A) ΔΡνιη為有關基準狀態量與隨動狀 態量之相對量之要素。即，由於兩者呈分離為個別給予内 插關係與外插關係之線性結合式之形式，故如下，根據個 別之係數A、Β，可給予内插關係與外插關係。 SP?=ASPm+(l.A)PVm+BASPm+(l-B)APVm 10 κ 在式(11)中’ Α為有關基準狀態量之係數，Β為有關基 準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數。當有多數之控制 環路時，有關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數Β 宜個別給予各控制環路，此時，有關多數控制之第i(i為1、 15 2、3···)隨動狀態量，實施以下之狀態量設定值SPi之轉換即 〇
SPi?=AmSPm+(l-Am)PVm+BiASPim +(l-Bi)APVim ...(12) 在式（12)中，SPi’係對應第i隨動狀態量之内部設定 20 值，ASPim係作為基準狀態量與第i隨動狀態量之相對量之 設定值的隨動狀態量相對設定值，APVim係作為基準狀$ 量與第i隨動狀態量之相對量之測量值的隨動狀態量相對 測量值，Bi係有關基準狀態量與第i隨動狀態量之相對量< 係數。此外，有關基準狀態量之係數Am可共同給予各控制 26 1284791 環路，亦可個別給予各控制環路。 又，在式（12)中，ASPim=SPi-SPm、△PVim=Pvi_PVm 是不須贅言的，且可輕易進行如下之等價置換。 SPi?=AmSPm+(l-Am)PVm+BiASPim 5 +(l-Bi)(Pvi-PVm) …(13) SPi’=AmSPm+(l-Am)PVm+Bi(SPi-SPm) +(l-Bi)(PVi-PVm) …(14) 此外，在採用隨動狀態量相對測量值△PVim時及採用 隨動狀態量測量值Pvi與基準狀態量測量值pvm之差Pvi- P 10 Vm時，單純僅控制裝置内部之處理不同。相對於此，採用 隨動狀態量相對設定值Δ8Ρίιη時，運算子經由使用者介面 設定基準狀態量設定值SPm及隨動狀態量相對設定值ASPi m，另一方面，採用隨動狀態量設定值SPi與基準狀態量設 定值SPm之差SPi- SPm時，運算子經由使用者介面設定基 15 準狀態量設定值SPm及隨動狀態量設定值SPi，因此兩者有 不同處，故特意作為不同之結構來處理。 又，式（13)、式（14)亦可簡單整理成如下之等價算式。 SPi’= Pvi+Am(SPm-PVm) +Bi{ASPim-(Pvi-PVm)} ...(15) 20 SPi，= Pvi+Am(SPm-PVm) +Bi{(SPi-SPm)-(Pvi-PVm)} …（16) 4)亦可簡單地進行如下之等價轉換。 SPi?=AmSPm+(l-Am)PVm+Bi(SPi-SPm) 27 1284791 +〇Bi)(Pvi-PVm) =AmSPm+(l-Am)PVm+Bi(SPi”+ASPi，，-SPm) +(l-Bi)(Pvi”+APVi，、PVm) =AmSPm+(l-Am)PVm+Bi(SPi，，- SPm”） 5 +(l-Bi)(Pvi”-PVm”） …(17)
在式（17)中，SPi”、ASPi”為對應將隨動狀態量設定值S Pi分離為其他之絕對量及相對量時之絕對量之要素SPi，，及 對應相對量之要素ASPi”，同樣地，Pvi”、APVi”為對應將 隨動狀態量測量值Pvi分離成其他之絕對量及相對量時之 10 絕對量之要素Pvi”及對應相對量之要素APVi”。在此，SPm” =SPm_ASPi”、PVm”=PVm-APVi”。即，在關於基準狀態量 與隨動狀態量之相對量之要素中，將SPm或PVm置換成其 他之SPm”或PVm”只要兩者之關係明確，便為等價之線性結 合式，實質上並非脫離第1實施例、第2實施例之基本技術 15 思想之範圍。
根據以上之原理，可獲得可將基準狀態量之靈敏度、 基準狀態篁與隨動狀態量之相對量之靈敏度個別位移之狀 態量内部設定值SP’。 接著，就優先控制基準狀態量與隨動狀態量之相對量 2〇之原理作說明。在式（14)中，令有關基準狀態量之係數Am 與有關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數B i之關係 為Am=Bi=l，則SPi’=SPi。此時之狀態量内部設定值spi， 未從狀態量設定值SPi完全變化，靈敏度亦與一般之控制變 化相同。 28
1284791 在此，特別重要的是有關基準狀態量與隨動狀態量之 相對量之係數Bi，令Bi>l，基準狀態量與隨動狀態量之相 對量特別提高靈敏度，故使控制裝置運作以優先控制相對 量。因而，有關基準狀態量之係數Am即使平常時Am=l， 5 仍可達成本發明之課題解決，故轉換如下之狀態量内部設 定值SPi’亦可。 SPi,=SPm+BiASPim+(l-Bi)(Pvi-PVm) --(18) SPi’=SPm+Bi(SPi-SPm)+(l-Bi)(Pvi-PVm) …(19) 10 SPi?= Pvi+(SPm-PVm)+Bi{ASPim-(Pvi-PVm)} …(20) SPi’= Pvi+(SPm-PVm) +Bi{(SPi-SPm)-(Pvi.pvm)} …（21) 其中，僅使基準狀態量與隨動狀態量之相對量提高靈 15敏度，在相對量獲得足夠之控制特性前，便呈高靈敏度化 過度之狀態，而使控制系統亦不穩定化。此時，並非使有 關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數B i回復至較小 之值’藉令有關基準狀態量之係數Am為Am<l，亦可解決 不穩定化，且亦可避免犠牲基準狀態量與隨動狀態量之相 20對量之優先度。因而，採用有關基準狀態量之係數Am可調 整之轉換式更佳。 第1實施例 以下，就本發明第1實施例，一面參照圖式，一面詳細 說明。第3圖係顯示本發明第χ實施例之控制裝置之結構之 29 1284791 塊圖。本實施例之例係控制環路為3個，採用3個控制環路 之狀態量平均值作為基準狀態量，採用3個控制環路之各狀 態量作為隨動狀態量，只要是2個以上之控制環路皆為相同 之原理，且可構成相同之控制系統。 第3圖之控制裝置作為有關第χ隨動狀態量之第丄控制 系統之結構具有隨動狀態量設定值SP1輸入部^、隨動狀 態量測量值PV1輸入部24、操作量MV1輸出部3 i、piD控 制運算部(PID控制器)4-1、係數B1記憶部5巧、作為内部輸 入值算出部之隨動狀態量内部設定值SP1，算出部6-1。又， 第3圖之控制裝置作為有關第2隨動狀態量之第2控制系統 之結構具有隨動狀態量設定值SP2輸人部u、隨動狀態量 ，量值PV2輸入部2-2、操作量MV2輸出部3·2、pm控制運 =部(PID控制器）4-2、係數B2記憶部5-2、作為内部輸入值 异出部之隨動狀態量内部設定值SP2,算出部6-2。又，第3 圖之控制裝置作為有關第3隨動狀態量之第3控制系之結構 具有隨動狀態量設定值SP3輸入部W、隨動狀態量測量值p V3輪入部2_3、操作量MV3輸出部3_3、piD控制運算部(ρι D控制器）4_3、係數B3記憶部5·3、作為内部輸入值算出部 之隨動狀態量内部設定值SP3,算出部6_3。 —再者，第3圖之控制裝置作為有關基準狀態量之結構具 有算出^動狀態量設定值SP1、隨動狀態量設定值SP2、隨 動狀怨里设定值SP3之平均值作為基準狀態 量設定值SPm 之基準狀態量設紐SPm算出部7、算出隨動狀態量測量值 PVl、隨動狀態量測量值PV2、隨動狀態量測量值pv3之平 30 1284791 均值作為基準狀態量測量值PVm之基準狀態量測量值pVm 算出部8及係數Am記憶部9。 第4圖係本實施例之控制系統之塊線圖。在第4圖中，E rl’係第1隨動狀態量之内部設定值SP1，與第i隨動狀態量之 5測量值ρνΐ之偏差，Er2,係第2隨動狀態量之内部設定值sp 2’與第2隨動狀態量之測量值PV2之偏差，Εγ3,係第3隨動狀 態量之内部設定值SP3’與第3隨動狀態量之測量值PV3之偏 差，Am係有關基準狀態量之係數，B1係有關第”遺動狀態 量與基準狀態量之狀態量差之係數，B2係有關第2隨動狀態 1〇量與基準狀態量之狀態量差之係數，B3係有關第3隨動狀態 I與基準狀悲篁之狀態量差之係數，A1係控制第1隨動狀態 篁之致動态，A2係控制第2隨動狀態量之致動器，A3係控 制第3隨動狀態量之致動器，P1係有關第”遺動狀態量之控 制對象製程，P2係有關第2隨動狀態量之控制對象製程，p 15 3係有關第3隨動狀態量之控制對象製程，Gpl係包含致動器 A1與製程P1之區塊之轉移函數，Gp2係包含致動器A2與製 程P2之區塊之轉移函數，Gp3係包含致動器A3與製程P3之 區塊之轉移函數。 隨動狀態量設定值SP1輸入部1-1、隨動狀態量測量值p 2〇 V1輸入部2-1、操作量MV1輸出部3-1、PID控制運算部‘I、 隨動狀態量内部設定值SP1，算出部64、致動器八1、製程P 1構成第1控制糸統（弟1控制環路）。隨動狀態量設定值Sp2 輸入部1 -2、隨動狀態量測量值pV2輸入部2-2、操作量MV2 輸出部3-2、PID控制運算部4-2、隨動狀態量内部設定值sp 31 128479] 2异出部6-2、致動器A2、製程P2構成第2控制系統（第2控 制環路）。然後，隨動狀態量設定值SP3輸入部1-3、隨動狀 態量測量值PV3輸入部2-3、操作量訄¥3輸出部3_3、pID控 制運算部4-3、隨動狀態量内部設定值sp3,算出部6_3、致動 5 器A3、製程P3構成第3控制系統（第3控制環路）。 • 接著，使用第5圖，說明本實施例之控制裝置之動作。 首先，隨動狀態量設定值SP1藉控制裝置之運算子予以設定 隹 後，藉由隨動狀態量設定值SP1輸入部1-1輸入至隨動狀態 Μ里内部设定值SP1’算出部6-1及基準狀態量設定值SPm算出 (第5圖之步驟S101)。隨動狀態量設定值SP2藉控制裝置 之運算子予以設定後，藉由隨動狀態量設定值SP2輸入部^ 輸入至蚣動狀悲$内部設定值SP2，算出部6_2及基準狀態 里《又疋值SPm异出部7(步驟S102)。隨動狀態量設定值SP3 藉控制裝置之運算子予以設定後，藉由隨動狀態量設定值S 5 P3輸入部u輸入至隨動狀態量内部設定值算出部w φ 及基準狀態量設定值SPm算出部7(步驟sl〇3)。 隨動狀態量測量值P V !藉圖中未示之第i檢測機構檢 測出後’藉㈣動狀態量測量值ρνι輸人部2]輸入至邮 • 控制運异部4小隨動狀態量内部設定值SP1，算出部6-1及基 • 2〇準狀態1測量值PVm算出部8(步驟S104)。隨動狀態量測量 fPV2藉圖中未示之第2檢測機構檢測出後，藉由隨動狀離 里測里值pv2輸入部Μ輪入至pm控制運算部心2、隨動狀 f量内部設定值SP2,算出部6-2及基準狀態量測量值PVm 斤出48(步驟S105)。隨動狀態量測量值pv3藉圖中未示之 32 1284791
第3檢測機構檢測出後，藉由隨動狀態量測量值pv3輸入部2 -3輸入至PID控制運异部4-3、隨動狀態量内部設定值SP3, 算出部6-3及基準狀態量測量值pVm算出部8(步驟S106)。 接著，基準狀態量設定值SPm算出部7如下式算出隨動 5狀態量設定值SP1、隨動狀態量設定值SP2、隨動狀態量設 定值SP3之平均值作為基準狀態量設定值SPm，將此基準狀 態量設定值SPm輸出至隨動狀態量内部設定值SP1，算出部 6-1、隨動狀態量内部設定值5]?2,算出部6_2及隨動狀態量内 部設定值SP3’算出部6-3(步驟S107)。 10 SPm=(SPl+SP2+SP3)/3 ·· · (22) 基準狀態量測量值PVm算出部8如下式算出隨動狀態 量測量值PV1、隨動狀態量測量值PV2、隨動狀態量測量值 PV3之平均值作為基準狀態量測量值pVrn，將此基準狀態量 测量值P V m輸出至隨動狀態量内部設定值s P }，算出部6 _ 15 1、隨動狀態量内部設定值SP2,算出部6-2及隨動狀態量内 部設定值SP3,算出部6-3(步驟S108)。 PVm=(PVl+PV2+PV3)/3 ...(23) 係數Am ό己憶部9預先§己憶有有關基準狀態量之係數a m’係數B1記憶部5-1預先記憶有有關第丄隨動狀態量與基準 20狀態量之狀態量差之係數。隨動狀態量内部設定值spi， 算出部6-1依係數Am、B1、基準狀態量設定值SPm、基準 狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP1及隨動狀態量測 量值pvi，如下式算出隨動狀態量内部設定值SP1，（步驟31 09)。 33 1284791 SPl?=AmSPm+(l-Am)PVm+Bl(SPl-SPm) +(l-Bl)(PVl-PVm) …(24) 係數B2記憶部5-2預先記憶有有關第2隨動狀態量與基 準狀態量之狀態量差之係數B2。隨動狀態量内部設定值SP 2’算出部6-2依係數Am、B2、基準狀態量設定值SPm、基準 狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP2及隨動狀態量測 量值PV2，如下式算出隨動狀態量内部設定值SP2,(步驟S1 10)。 SP2’=AmSPm+(l-Am)PVm+B2(SP2-SPm) 10 15 20 +(1-B2)(PV2- PVm) ...(25) 係數B3記憶部5-3預先記憶有有關第3隨動狀態量與基 準狀態量之狀態量差之係數B3。隨動狀態量内部設定值sp 3’异出部6-3依係數Am、B3、基準狀態量設定值spm、基準 狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP3及隨動狀態量測 量值PV3，如下式算出隨動狀態量内部設定值sp3,(步驟S1 11)。 SP3’=AmSPm+(l-Am)PVm+B3(SP3-SPm) +(l-B3)(PV3.PVm) ...(26) 接著，PID控制運算部4-1進行如下式之轉移函數式之p ID控制運算，以算出操作量mvi(步驟S112)。 MVl=(l〇〇/Pbl){l+(i/Tils)+Tdls}(spi、pvi) …(27) 在式(27)中’ Pbl為比例帶，Til為積分時間，Tdl為微分時 間，s為拉普拉斯運算符。此外，PID控制運算部4-1進行操 34 1284791 作量上下限處理來作為積分終結之對策，即，於所算出之 知作篁MV1較致動sA1之輸出之下限值沉丄小時，令操作 里MV1=0L1 ’所算出之操作量MV1較致動器A1之輸出之上 限值0H1大時，令操作量mvi=〇hi。 5 PID控制運算部4-2進行如下式之轉移函數式之PID控 制運算，以算出操作量MV2(步驟S113)。 MV2=(100/Pb2){l+(l/Ti2s)+Td2s}(SP2?-PV2) …(28) 在式(28)中，Pb2為比例帶，Ti2為積分時間，Td2為微分時 10間。此外，PID控制運算部4_2進行操作量上下限處理來作 為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV2較致動器A 2之輸出之下限值0L2小時，令操作量MV2=OL2,所算出之 操作量MV2較致動器A2之輸出之上限值〇H2大時，令操作 量 MV2=OH2。 15 PID控制運算部4-3進行如下式之轉移函數式之pid控 制運算，以算出操作量MV3(步驟S114)。 MV3=(100/Pb3){l+(l/Ti3s)+Td3s}(SP3，-PV3) •••(29) 在式(29)中，Pb3為比例帶，Ti3為積分時間，Td3為微分時 20 間。此外，PID控制運算部4-3進行操作量上下限處理來作 為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV3較致動器A 3之輸出之下限值OL3小時，令操作量MV3=OL3,所算出之 操作量MV3較致動器A3之輸出之上限值OH3大時，令操作 量 MV3=OH3 〇 35 1284791 操作量MV1輸出部3-1將藉HD控制運算部4-1算出之 操作量MV1輸出至致動器A1(步驟S115)。致動器A1依操作 量MV1運作，以控制第i隨動狀態量。 操作量MV2輸出部3-2將藉PID控制運算部4-2算出之 5操作量MV2輸出至致動器A2(步驟S116)。致動器A2依操作 量MV2運作，以控制第2隨動狀態量。 操作量MV3輸出部3-3將藉PID控制運算部4-3算出之 φ 操作量MV3輸出至致動器A3(步驟S117)。致動器A3依操作 量MV3運作，以控制第3隨動狀態量。 1〇 在藉運算子指示控制之結束完成前（步驟S118中為YES) ’依每一控制週期重複執行上述步驟S101-S117之處理。 第6A圖、第7A圖、第8A圖、第9A圖、第10A圖係顯示 將隨動狀態量設定值SP1、SP2、SP3變更為30.0時之控制系 統之步驟回應，第6B圖、第7B圖、第8B圖、第9B圖、第1 15 0B圖係顯示在以SP1=30.0、SP2=30.0、SP3=30.0穩定運算 φ 之狀態施加干擾時之控制系統之干擾回應。模擬之條件如 下述。 首先，將包含致動菇A1與製程pi之區塊之轉移函數 1、包含致動器A2與製程P2之區塊之轉移函數Gp2、包含致 20動态A3與製程P3之區塊之轉移函數Gp3設定如下式。在 此，無控制環路間之干涉。 …(30) …(31) …（32)
Gpl=1.2exp(-2.0s)/{(l+70.〇s)(l+l〇.〇s)} Gp2=1.6exp(.2.0s)/{(l+60.0s)(l+l〇.〇s)} Gp3=2.0exp(-2.0s)/{(l+50.0s)(l + l〇.〇s)} 36 1284791 依操作量MV1、MV2、MV3， 隨動狀態量測量值PVI PV2、PV3訂定如下式。 PVl=GplMVl …(33) PV2=Gp2MV2 …(34) PV3=Gp3MV3 …（35) 令為PID控制運算部4-1之PID參數之比例帶Pbl為50. 〇，令積分時間Til為35.0，令微分時間Tdl為20.0，令為PI D控制運算部4-2之PID參數之比例帶Pb2為66.7，令積分時 間Ti2為35.0，令微分時間Td2為20.0，令為HD控制運算部4 10 -3之HD參數之比例帶Pb3為100.0，令積分時間Ti3為35.0， 令微分時間Td3為20.0。 由於第6A圖、第6B圖所示之模擬結果為與一般之控制 等價之設定(Am=l.〇、Β1 = 1·0、Β2=1·0、Β3=1·0)，而未控 制相對之狀態量（狀態量差），故隨動狀態量測量值PV1、ρ 15 V2、PV3並未一致。 由於第7A圖、第7B圖所示之模擬結果為本實施例之效 果呈中專知度之没定（Am=l.〇、Β1=1·5、Β2=1·5、Β3=1·5)， 而控制一些相對之狀態量（狀態量差），故相較於第6α圖、 第6Β圖之情形，隨動狀態量測量值pvi、Pv2、PV3—致。 20 由於第8Α圖、第8Β圖所示之模擬結果為本實施例之效 果顯著之設定（Am=l.〇、Β1=3 〇、Β2=3·〇、Β3=3·0)，而可 充份控制相對之狀態量（狀態量差），故較第6八圖、第6B圖 所不之情形，隨動狀態量測量值PVi、pv2、PV3相當一致。 由於第9A圖、第9B圖所示之模擬結果為本實施例效果 37 1284791 過度之設定(Am=1·0、Β1=4·〇、Β2=4·0、Β3=4·0)，而於步 驟回應時，發生控制之不穩定化，故相較於第8Α圖、第8Β 圖之情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2、PV3便不一致。 由於第10Α圖、第10Β圖所示之模擬結果為避免本實施 5 例過度效果之設定(Am=0.7、Bl=4.0、Β2=4.0、Β3=4.〇)， 而使基準狀態量低靈敏度化，故較第8Α圖、第8Β圖之情 形，隨動狀態量測量值PV1、PV2、PV3更一致。 在第6Α圖、第6Β圖〜第10Α圖、第10Β圖之模擬結果中， 藉令SP1=SP2=SP3=30.0，而使第1隨動狀態量與第2隨動狀 10態量之差、第2隨動狀態量與第3隨動狀態量之差及第3隨動 狀態量與第1隨動狀態量之差皆為〇。 另一方面，若將隨動狀態量設定值SP1、SP2、SP3設 定為不同之值，則對應各狀態量設定值SPi、SP2、SP3之 差’ PV1、PV2、PV3產生變化而使各狀態量測量值pvi、p 15 V2、PV3之差保持一定。舉例言之，若設定Spl=2〇 〇、sp2 =30·0' SP3=40.0時，則為如維持狀態量差PV3-PV2=10e 〇、 狀態量差PV2-PVl = l〇.〇及狀態量差PV3-PV1=20.0之步驟 回應、干擾抑制回應。 按’本實施例，在具有至少2個控制環路之控制系統 20中’當以作為特定之基準之狀態量為基準狀態量，以予以 控制以使與此基準狀態量相對之相對量維持在預定之值之 狀·喊量為隨動狀態量時，在輸入至控制隨動狀態量之控制 器之多數控制運算用輸入值中，執行將隨動狀態量設定值S Pi轉換成隨動狀態量内部設定值spi，後，將之輸入至控制器 38 1284791 之异出程序，在此算出程序中，藉算出隨動狀態量内部設 疋值SPi’作為對應基準狀態量之第]^要素與對應相對量之第 2要素之和，可實現一面將基準狀態量與隨動狀態量之狀態 量差等之相對量維持在所期之值，一面將狀態量平均值等 5之基準狀態量變更成所期之值之控制。又，在本實施例中， 由於可構成控制器之操作量與實際之致動器之輸出為1對1 對應之控制系統，故可防止積分終結，而可適用習知所提 出之參數調整方法或自動調整功能等，而可調整控制器。 又，藉使用於對應相對量之控制運算用輸入值之要素乘上 10第1係數之值作為内部輸入值之第2要素，可優先控制相對 量，亦同時控制基準狀態量。 又，藉使用於對應基準狀態量之控制運算用輸入值之 要素乘上第2係數之值作為隨動狀態量内部設定值gpi，之第 1要素，可避免因依前述第1係數之控制之高靈敏度化之控 15制不穩定化，且亦可避免犧牲基準狀態量與隨動狀態量之 相對量的優先度。 以下，就本發明第2實施例作說明。第n圖係顯示本發 明第2實施例之控制裝置之結構之塊圖。本實施例之例係控 制環路為3個，採用代表性之2個控制環路之狀態量作為基 20準狀態量，採用另外2個控制環路之各狀態量作為隨動狀態 量，只要是2個以上之控制環路皆為相同之原理，且可構成 相同之控制系統。 第11圖之控制裝置作為有關第i隨動狀態量之第1控制 系統之結構具有隨動狀態量相對設定值Δ8Ρ1ηι輸入部n_ 39
1284791 1、隨動狀態量測量值PV1輸入部12-1、操作量MV1輸出部1 3-1、PID控制運算部(PID控制器）14-1、係數B1記憶部15-1、 作為内部輸入值算出部之隨動狀態量内部設定值SPi，算出 部16-1。又，第11圖之控制裝置作為有關第2隨動狀態量之 5第2控制系統之結構具有隨動狀態量設定值ΔΒΡ]!!!輸入部1 1-2、隨動狀態量測量值PV2輸入部12-2、操作量MV2輸出 部13-2、PID控制運算部(PID控制器）14-2、係數Β2記憶部1 5-2、作為内部輸入值算出部之隨動狀態量内部設定值jgp2, 算出部16-2。 10 再者，第11圖之控制裝置作為有關基準狀態量之第3控 制糸統之結構具有基準狀態量設定值SPm輸入部17、基準 狀態量測量值PVm輸入部18、操作量MV3輸出部19、PID 控制運算部20、係數Am記憶部21及基準狀態量内部設定值 SPm’算出部22。 15 第12圖係本實施例之控制系統之塊線圖。在第12圖 中，Erl’係第1隨動狀態量之内部設定值SP1，與第1隨動狀態 量之測量值PV1之偏差，Er2’係第2隨動狀態量之内部設定 值SP2’與第2隨動狀態量之測量值PV2之偏差，Er3,係基準 狀態量之内部設定值SPm’與基準狀態量之測量值pvm之偏 20差，Am係有關基準狀態量之係數，B1係有關第1隨動狀態 量與基準狀態量之狀態量差之係數，B2係有關第2隨動狀態 量與基準狀態量之狀態量差之係數，All係控制第1隨動狀 態量之致動器，A12係控制第2隨動狀態量之致動器，A13 係控制基準狀態量之致動器，P11係有關第！隨動狀態量之 40 1284791 控制對象製程，p12係有關第2隨動狀態量之控制對象製 私’ P13係有關基準狀態量之控制對象製程，係包含致 動為All與製程P11之區塊之轉移函數，邮2係包含致動器 A12與製程P12之區塊之轉移函數，Gpi3係包含致動器Ai3 5與製私P13之區塊之轉移函數，Gp31係表示第丄控制環路與 第3控制％路間之干涉之轉移函數，Gp32係表示第2控制環 路與第3控制環路間之干涉之轉移函數。
Ik動狀態量相對設定值ASPim輸入部11-：1、隨動狀態 畺測I值PV1輸入部12-1、操作量mvi輸出部13-1、PID控 10制運算部144、隨動狀態量内部設定值SP1，算出部16-1、致 動器All、製程pii構成第1控制系統（第1控制環路）。隨動 狀態量相對設定值ASP2m輸入部11-2、隨動狀態量測量值p V2輸入部12-2、操作量MV2輸出部13-2、PID控制運算部1 4-2、隨動狀態量内部設定值卯2,算出部16-2、致動器A12、 ^製私P12構成第2控制糸統（第2控制環路）。然後，基準狀態 量設定值SPm輸入部17、基準狀態量測量值PVm輸入部i 8、操作量MV3輸出部19、PID控制運算部20、基準狀態量 内部設定值SPm，算出部22、致動器A13、製程P13構成第3 控制系統(第3控制環路）。 20 接著，使用第13圖，說明本實施例之控制裝置之動作。 首先，隨動狀態量相對設定值ASPlm藉控制裝置之運算子 予以設定後，藉由隨動狀態量相對設定值ASPlm輸入部u· 1輸入至隨動狀態量内部設定值SP1’算出部16-1(第π圖之 步驟S201)。隨動狀態量相對設定值ASP2m藉控制裝置之運 41 1284791 算子予以设定後，藉由隨動狀態量設定值Δ§Ρ2ιη輸入部 2輸入至隨動狀態量内部設定值SP2,算出部16_2(步驟S20 2)。基準狀態量設定值SPm藉控制裝置之運算子予以設定 後，藉由基準狀態量設定值SPm輸入部π輸入至隨動狀態 5量内部6又疋值异出部16-1、隨動狀態量内部設定值SP2, 算出部16-2及基準狀態量内部設定值SPm，算出部22(步驟s 203)。 隨動狀態量測量值P V1藉圖中未示之第工檢測機構檢 測出後，藉由隨動狀態量測量值PV1輸入部輸入至nD 10控制運算部14_1及隨動狀態量内部設定值SP1，算出部16-1 (步驟S204)。隨動狀態量測量值PV2藉圖中未示之第2檢測 機構檢測出後，藉由隨動狀態量測量值PV2輸入部12_2輸入 至PID控制運算部14-2及隨動狀態量内部設定值SP2,算出 部16-2(步驟S205)。基準狀態量測量值pvm藉圖中未示之第 15 3檢測機構檢測出後，藉由基準狀態量測量值PVm輸入部18 輸入至隨動狀態量内部設定值SP1，算出部16-1、隨動狀態 量内部設定值SP2,算出部16-2及基準狀態量内部設定值SP m’算出部22(步驟S206)。 係數Am記憶部21預先記憶有有關基準狀態量之係數a 20 m ’係數B1記憶部15-1預先記憶有有關第1隨動狀態量與基 準狀態量之狀態量差之係數B1。隨動狀態量内部設定值SP Γ算出部6-1依係數Am、B1、基準狀態量設定值SPm、基準 狀態量測量值PVm、隨動狀態量相對設定值ASPlm及隨動 狀態量測量值PV1，如下式算出隨動狀態量内部設定值SP1， 42 1284791 5 m (步驟 S207)。 SP1，=AmSPm+(l，Am)PVm+B 1 ASP 1 m +(l-Bl)(PVl-PVm) …(36) 係數B2記憶部15-2預先記憶有有關第2隨動狀態量與 基準狀態量之狀態量差之係數B2。隨動狀態量内部設定值S P2’算出部16-2依係數Am、B2、基準狀態量設定值SPm、基 準狀態量測量值PVm、隨動狀態量相對設定值ASP2m及隨 m 動狀態量測量值PV2，如下式算出隨動狀態量内部設定值S P2’(步驟 S208)。 10 SP2，=AmSPm+(l-Am)PVm+B2ASP2m +(l-B2)(PV2-PVm) ...(37) 基準狀態量内部設定值SPm’算出部22依係數Am、基準 狀態量設定值SPm、基準狀態量測量值pvm，如下式算出 基準狀態量内部設定值SPm’。（步驟S209) 15 SPm’=AmSPm+(l-Am)PVm “.(38) • 接著，PID控制運算部14-1與I>ID控制運算部4-1同樣地 進行如式(27)所示之PID控制運算，以算出操作量MV1 (步驟 S210)。此外，pid控制運算部14-1進行操作量上下限處理 來作為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV1較致 20 動器All之輸出之下限值〇L1小時，令操作量Mvl=〇L1， 所异出之操作量MV1較致動器All之輸出之上限值〇111大 時，令操作量MV1=0H1。 PID控制運算部14-2與PID控制運算部仁2同樣地進行 式(28)所示之MD控制運算，以算出操作量MV2(步驟S2n) 43 1284791 。此外，PID控制運算部14-2進行操作量上下限處理來作 為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV2較致動器A 12之輸出之下限值〇L2小時，令操作量MV2=OL2，所算出 之操作量MV2較致動器A12之輸出之上限值0H2大時，令操 5 作量 MV2=OH2。 PID控制運算部20進行如下式之轉移函數式之pid控制 運算，以算出操作量MV3(步驟S212)。 MV3=(100/Pb3){l+(l/Ti3s)+Td3s}(SPm?-PVm) …(39) 10在式(39)中，Pb3為比例帶，Ti3為積分時間，Td3為微分時 間。此外，PID控制運算部20進行操作量上下限處理來作為 積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV3較致動器A1 3之輸出之下限值OL3小時，令操作量MV3=OL3，所算出之 操作量MV3較致動器A13之輸出之上限值〇H3大時，令操作 15 量 MV3=OH3。 操作量ΜVI輸出部13-1將藉PID控制運算部14-1算出 之操作量MV1輸出至致動器All(步驟S213)。致動器All依 操作量MV1運作，以控制第1隨動狀態量。 操作量MV2輸出部13-2將藉PID控制運算部14-2算出 20 之操作量MV2輸出至致動器A12(步驟S214)。致動器A12依 操作量MV2運作，以控制第2隨動狀態量。 操作量MV3輸出部19將藉PID控制運算部20算出之操 作量MV3輸出至致動器A13(步驟S215)。致動器A13依操作 量MV3運作，以控制基準狀態量。 44 1284791 在藉運算子指示控制之結束完成前（步驟S216中為γΕ s)，依每一控制週期重複執行上述步驟S2〇1_S215之處理。 第14A圖、第15A圖、第16A圖、第17A圖、第18A圖係 顯示在隨動狀態量相對設定值^处1111、Δ8Ρ2πι為〇之狀態 5下，將基準狀態量設定值SPm變更為30.0時之控制系統之步
驟回應，第14B圖、第15B圖、第16B圖、第17B圖、第18B 圖係顯示在以△SPlmd、、SPm=30.0穩定運算之 狀態施加干擾時之控制系統之干擾回應。模擬之條件如下 述。 〇 首先，將包含致動器All與製程Pii之區塊之轉移函數
Gpll、包含致動器A12與製程P12之區塊之轉移函數Gpl2、 包含致動器A13與製程P13之區塊之轉移函數Gpl3設定如 下式。
Gpll=1.2exp(-2.0s)/{(l+70.0s)(l+10.0s)} …(40) 5 Gpl2=1.6exp(-2.0s)/{(l+60.0s)(l+10.0s)} …（41)
Gpl3=2.0exp(-2.0s)/{(l+50.0s)(l + 10.0s)} …（42) 又，將表示第1控制環路與第3控制環路間之干涉之轉 移函數Gp31、表示第2控制環路與第3控制環路間之干涉之 之轉移函數Gp32設定如下式。 0 Gp31=0.96exp(-2.0s) •"(43) •••(44) /{(l+70.0s)(l+10.0s)}
Gp32=1.28exp(-2,0s) /{(l+60.0s)(l+10.0s)} 依操作量]^¥1、]\^2、]\^3，隨動狀態量測量值1>¥1、 45
1284791 PV2及基準狀態量測量值PVm訂定如下式。 PVl=GpllMVl+Gp31MV3 …(45) PV2=Gpl2MV2+Gp32MV3 …(46) PVm=Gpl3MV3 …(47) 5 令為PID控制運算部14·1之PID參數之比例帶Pbl為50. 〇，令積分時間Til為35.0，令微分時間Tdl為20.0，令為pi D控制運算部14-2之PID參數之比例帶Pb2為66.7，令積分時 間Ti2為35.0,令微分時間Td2為20.0,令為PID控制運算部2 0之PID參數之比例帶Pb3為100.0，令積分時間Ti3為35.0， 10 令微分時間Td3為20.0。 由於第14A圖、第14B圖所示之模擬結果為與一般之控 制等價之設定(Am=1.0、Β1 = 1·0、Β2=1·0)，而未控制相對 之狀態量（狀態量差），故隨動狀態量測量值PV1、PV2及基 準狀態量測量值PVm並未一致。 15 由於第15A圖、第15B圖所示之模擬結果為本實施例之 效果呈中等程度之設定（Am=1.0、Β1=1·5、Β2=1·5)，而控 制一些相對之狀態量（狀態量差），故相較於第14Α圖、第14 B圖之情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測 量值PVm—致。 20 由於第16A圖、第16B圖所示之模擬結果為本實施例之 效果顯著之設定(Am=1.0、Β1=3·0、Β2=3·0)，而可充份控 制相對之狀態量（狀態量差），故較第14Α圖、第14Β圖所示 之情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測量值 PVm相當一致。 46 1284791 由於第17A圖、第17B圖所示之模擬結果為本實施例效 果過度之設定(Am=1.0、Β1=4·0、Β2=4·0)，而於步驟回應 時，發生控制之不穩定化，故相較於第16Α圖、第16Β圖之 情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測量值ρ 5 Vm便不一致。 由於第18A圖、第18B圖所示之模擬結果為避免本實施 例過度效果之設定(Am=0.7、Β1=4·0、Β2=4·0)，而使基準 狀態量低靈敏度化，故較第16Α圖、第16Β圖之情形，隨動 狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測量值pvm更一致。 10 在第14A圖、第14B圖〜第18A圖、第18B圖之模擬結果 中，藉令八8?1111=八8?2111=0.0，而使第1隨動狀態量與基準 狀態量之狀態量差及第2隨動狀態量與基準狀態量之差皆 為0。 另一方面，若將ASPlm、ASP2m設定為0以外之值，則 15 對應該等設定，PV1、PV2、PVm產生變化而使各狀態量測 量值PV1、PV2、PVm之差保持一定。舉例言之，若設定A SPlm=20.0、ASP2m=10.0，則為維持狀態量差PVl-PVm=2 00. 0及狀態量差PV2-PVm=10.0之步驟回應、干擾抑制回 應。 20 按，本實施例，可獲得與第1實施例相同之效果。又， 由第14A圖、第14B圖〜第18A圖、第18B圖之模擬結果可清 楚明白，在環路間有干涉之控制系統中，亦可有效地應用 本發明。 第3實施例及第4實施例之原理 47 1284791 旦以下，在第3實施例、第4實施例中，將使作為如狀態 量平均值之基準之絕對狀態量稱為基準狀態量，將予以控 制以維持已預定與基準狀態量相對之相對量（例如狀態量 $差）的值之狀態量稱為隨動狀態量。又，將對應基準狀態量 之设定值稱為基準狀態量設定值，將基準狀態量之測量值 f為基準狀態制量值，將對應隨動狀態量之妓值稱為 $動狀態量設定值，將隨動狀態量之測量值稱為隨動狀態 里测里值，將對應基準狀態量與隨動狀態量之相對量之設 $值稱為隨動狀態量相對設定值，將基準㈣量與隨動狀 二畺之相對畺之測量值稱為隨動狀態量相對測量值，將相 對於基準狀態量測量值而傳送至控制器内部之内部測量值 稱為基準狀態量内部測量值，將相對於隨動狀態量測量值 而傳送至控制器内部之内部測量值稱為隨動狀態量内部測 星值。狀態量有諸如溫度、壓力、流量等。 15 在第3貫施例、第4實施例中，不使用從外部給予之狀 悲置測置值PV不同，而使用傳送至控制器内部之狀態量内 部測量值PV，，算出操作量Mv。此時，狀態量内部测量值？ V’分離成對應基準狀態量之要素PVm及對應基準狀態量與 隨動狀恶量之相對量之要素△pV^V^pVm+APV)。又，在 2〇第3實施例、第4實施例中，根據狀態量言免定值之内插外插 運异(pv’=(i_a)sp+apv)，相較於直接應用實際給予之測 量值PVm或ΛΡν，可實質地著重於使控制器之特性轉移至 低靈敏度或轉移至高靈敏度，而可轉換成可將基準狀態量 之靈敏度及基準狀態量與隨動狀態量之相對量之靈敏度個 48 1284791 別轉移之狀態量内部測量值PV，。 如此，在第3實施例、第4實施例中之結構為將狀態量 内口M’J里值Pv’分離為對應基準狀態量之要素及對應 基轉態量與隨動狀態量之相對量之要素卿，藉狀態量 5，定值SP與狀態量測量值PR内插外插運算，求出此狀態 W部测量值PV’，而用於操作量廳之算出。藉此，在第3 f施例、第4實施例中，若有關狀態量平均值之基準狀態 罝2回應特性轉移至低靈敏度，有關如狀態量差之基準 1〇 ^里與隨動狀態量之相對量，使回應特性轉移至高靈敏 二於基準狀態量測量值pVm隨基準狀態量設定值_ ’隨動狀態量相對測量值ΔΡν隨基準狀態量設定值s 量^動ϋ可進行—面將基準狀態量與隨動狀態量之相對 =持在所期之值，―面將基準狀態量變更為所期之值之 15 帝又’按’第3實施例、第4實施例之結構，與-般之控 蜊二先之不同點僅在於狀態量測量值PV轉換成狀態量内部 動。。PV即’可提供_種以控制器之操作量與實際之致 p、^之輪出為1對1對應之形式，可優先控制基準狀態量與 Ό Γ &態量之相對量，亦可同時控制基準狀態量之控制方 .離息在此’在上述2個重點中，就根據狀態量設定值sp及狀 ^，里^值PV之内插外插運算，算出狀態量内部測量值p 邀障形（以下稱為第i重點）作說明。參照狀態量設定值sp 、狀態量測量值PV，使用特定之係數，並根據以下之算式， 49 1284791
轉換成傳送至控制器内部之狀態量内部測量值pv，。 PV，=(1-A)SP+APV …(48) 其中，係數A為大於〇之實數。此時，若Α=ι，貝|jpv，= pv ’意指狀態量測量值未完全轉換。 5 在式(48)中，若令係數A之值為0<A<1，則業經轉換之 狀態量内部測量值PV，為原本之狀態量設定值sp與狀態量 測量值PV間之數值（内插關係）。因❿，以諸如pm控制器等 算出偏差時，如第19圖所示，狀態量内部設定值sp，與狀態 量測量值PV’之偏紐，=SP，_PV，之絕對值為小於狀態量 ίο設定值sp與狀態量測量值pv之偏差Er=sp_pv之絕對值之 值。結果，相較於控制器依偏差扮算出操作量Mv ,依偏差 Er’异出操作量MV’時，其操作量之變化趨緩。即，令係數 Α之值為〇<Α<1時’控制器之回應特性轉移至重視穩定性之 方向（低靈敏度)之特性。 15 另一方面，若令係數Α之值為八>1，則業經轉換之狀態 I内部測量值pv’為較原本之狀態量測量值pV更偏離狀態 里《又疋值SP之數值（外插關係）。因而，以諸如piD控制器等 算出偏差時，如第20圖所示，狀態量設定值处與狀態量測 量值PV，之偏差Er，= SP-PV，之絕對值為大於狀態量設定值 20 81>與狀態量測量值PV之偏差Er=SP-PV之絕對值之值。結 果’相較於控制器依偏差Er算出操作量MV，依偏差Er，算 出操作量MV’時，其操作量之變化較激烈。即，令係數八之 值為A>1時，控制器之回應特性轉移至重視適應性之方向 (高靈敏度)之特性。 50 1284791 5 10 15 20 接者，就上述2個重點中，將狀態量内部測量值pv，分 離為對應基準狀悲置之要素及對應基準狀態量與隨動狀態 量之相對量之要素之點作說明（以下稱為第2重點）。當同時 控制基準狀態量及基準狀態量與隨動狀態量之相對量時， 狀態量測量值PV如下式可分離為對應基準狀態量之要素p
Vm及對應基準狀態量與隨動狀態量之相對量之要素Δρν m ° PV=PVm+APVm …㈣ 又’配合狀態量測量值pv，狀態量設定值Sp如下式可 分離為基準狀態量設定值SPm及隨動狀態量設定值Aspm。 SP=SPm+ASPm …(50) 在此，匯整第1重點及第2重點，則式(48)〜式(50)如以 下。 PV，=(l-A)(SPm+ASPm)+A(PVm+APVm) =(l-A)SPm+APVm+(l-A)ASPm+AAPVm ---(51) 此時，式(51)中之(l-A)SPm+APVm為有關基準狀態量 之要素，（1-A) ASPm+AAPVm為有關基準狀態量與隨動狀 態量之相對量之要素。即，由於兩者呈分離為個別給予内 插關係與外插關係之線性結合式之形式，故如下，根據個 別之係數A、B，可給予内插關係與外插關係。 pV?=(l-A)SPm+APVm+(l-B)ASPm+BAPVm …(52)
在式(52)中，A為有關基準狀態量之係數，B為有關基 準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數。當有多數之控制 環路時，有關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數B 51 1284791 宜分別給予各控制環路，此時，有關多數控制之第丨(丨為1、 2、3......)隨動狀態量，實施以下之狀態量測量值PVi之轉換 即可。 PVi’=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-Bi)ASPim 5 +BiAPVim …(53) 在式（53)中，PVi，係對應第i隨動狀態量之内部測量 值’ Δ8Ρίιη係作為基準狀態量與第丨隨動狀態量之相對量之 設定值的隨動狀態量相對設定值，APVim係作為基準狀態 量與第i隨動狀態量之相對量之測量值的隨動狀態量相對 10 測量值，Bi係有關基準狀態量與第i隨動狀態量之相對量之 係數。此外，有關基準狀態量之係數Am可共同給予各控制 環路，亦可個別給予各控制環路。 又’在式（53)中，ΜΡίιτ^βΡίΑΡιη、ΔΡνίιη=Ρνί-Ρνιη 是不須贅言的，且可簡單地進行如下之等價置換。 15 PVi’=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-Bi)ASPim
+Bi(Pvi.pVm) ...(54) PVi?=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-Bi)(SPi-SPm) +Bi(PVi-PVm) ...(55) 此外，在採用隨動狀態量相對測量值APVim時及採用 2〇 隨動狀態量測量值PVi與基準狀態量測量值PVm之差PVi-PVm時，單純僅控制裝置内部之處理不同。相對於此，採 用隨動狀態量相對設定值Δ8Ρήη時，運算子經由使用者介 面設定基準狀態量設定值S P m及隨動狀態量相對設定值△ s Pim，另一方面，採用隨動狀態量設定值SPi與基準狀態量 52 1284791 設定值SPm之差SPi-SPm時，運算子經由使用者介面設定基 準狀態量設定值SPm及隨動狀態量設定值SPi，因此兩者有 不同處，故特意作為不同之結構來處理。 又，式(54)、式(55)可簡單整理成如下之等價算式。 5 PVi’= SPi-Am(SPm-PVm) -Bi{ASPim-(Pvi-PVm)} …（56) PVi?= SPi-Am(SPm-PVm) -Bi{(SPi- SPm)-(Pvi- PVm)} …(57) 又，當假設SPi= SPi”+ASPi”、Pvi= Pvi，，+APVi”時， 10 式(55)亦可簡單進行如下之等價轉換。 PVi’=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-Bi)(SPi- SPm) +Bi(PVi-PVm) =(l-Am)SPm+AmPVm +(l-Bi)(SPi，，+ASPi，，-SPm) 15 +Bi(Pvi，，+APVi，，-PVm) =(l-Am)SPm+AmPVm+(l-Bi)(SPi，，-SPm，，） +Bi(Pvi，，- PVm”） …(58) 在式(58)中，SPi”、ASPi”為對應將隨動狀態量設定值s Pi分離為其他之絕對量及相對量時之絕對量之要素SPi”及 20 對應相對量之要素ASPi”，同樣地，Pvi，，、APVi”為對應將 隨動狀態量測量值Pvi分離成其他之絕對量及相對量時之 絕對量之要素Pvi”及對應相對量之要素△pVi，，。在此，Spm” =SPm-ASPi”、PVm，，= PVm-APVi”。即，在關於基準狀態 量與隨動狀態量之相對量之要素中，將SPrn或PVm置換成 53 1284791 其他之SPm”或PVm”只要兩者之關係明確，便為等價之線性 結合式’貫質上並非脫離第3實施例、第4實施例之基本技 術思想之範圍。 根據以上之原理，可獲得可將基準狀態量之靈敏度、 5基準狀態量與隨動狀態量之相對量之靈敏度分別位移之狀 態量内部測量值PV’。 接著，就優先控制基準狀態量與隨動狀態量之相對量 之原理作說明。在式(55)中，令有關基準狀態量之係數Am ’ 與有關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數Bi之關係 10為Am=Bi=l，則PVi’= PVi。此時之狀態量内部測量值pvi， 未從狀態量測量值PVi完全變化，有關靈敏度亦與一般之控 制相同。 在此，特別重要的是有關基準狀態量與隨動狀態量之 相對量之係數Bi，令Bi>l，基準狀態量與隨動狀態量之相 15 對量特別提高靈敏度，故使控制裝置運作以優先控制相對 & 量。因而，有關基準狀態量之係數Am即使平常時Am=l， 仍可達成本發明之課題解決，故轉換如下之狀態量内部測 量值PVi’亦可， PVi，=PVm+(l-Bi)ASPim+Bi(Pvi-PVm) …(59) 20 PVi’=PVm+(l-Bi)(SPi-SPm)+Bi( Pvi-PVm) "•(60) PVi，=SPi-( SPm-PVm)-Bi{ASPim-( Pvi- PVm)} PVi’= SPi-( SPm-PVm) 54 …(61) 1284791 -Bi{(SPi-SPm)-(Pvi-PVm)} …(62) 其中，僅使基準狀態量與隨動狀態量之相對量提高靈 敏度，在相對量獲得足夠之控制特性前，便呈高靈敏度化 過度之狀態，而使控制系統亦不穩定化。此時，並非使有 5關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數Bi回復至較小 之值’藉令有關基準狀悲$之係數Am為Am<l，亦可解決 不穩定化，且亦可避免犠牲基準狀態量與隨動狀態量之相 對量之優先度。因而，採用有關基準狀態量之係數八111可調 整之轉換式更佳。 10 第3實施例 以下，就本發明第3實施例，一面參照圖式，一面詳細 說明。第21圖係顯示本發明第3實施例之控制裝置之結構之 塊圖。本實施例係控制環路為3個，採用3個控制環路之狀 心里平均值作為基準狀態量，採用3個控制環路之各狀態量 15作為隨動狀態量之例，只要是2個以上之控制環路皆為相同 之原理，且可構成相同之控制系統。
第21圖之控制裝置作為有關第丄隨動狀態量之第丨控制 系統之結構具有隨動狀態量設定值spi輸入部314、隨動狀 態量測量值PV1輸入部32-1、操作量MV1輸出部334、PID 2〇控制運算部(PID控制器）34-1、係數B1記憶部別、作為内 輪入值异出部之隨動狀態量内部測量值PV1，算出部36— 1又，第21圖之控制裝置作為有關第2隨動狀態量之第2控 制系統之結構具有隨動狀態量設定值sp2輸入部31-2、隨動 里/則里值PV2輸入部32-2、操作量MV2輸出部33_2、PI 55 1284791 D控制運算部(PID控制器）34 2、係數B2記憶部Μ·] 、作為 内郤輸入值算出部之隨動狀態量内部測量值pv2，算出部％ -2。又，第21圖之控制裝置作為有關第3隨動狀態量之第3 控制系之結構具有隨動狀態量設定值SP3輸入部31-3、隨動
5狀釔里'則嚴值PV3輸入部32-3、操作量MV3輸出部33-3、PI D控制運算部(PID控制器）34_3、係數B3記憶部35-3、作為 内4輸入值异出部之隨動狀態量内部測量值pv3，算出部％ -3 〇 再者，第21圖之控制裝置作為有關基準狀態量之結構 10具有算出隨動狀態量設定值SP1、隨動狀態量設定值SP2、 隨動狀態量設定值SP3之平均值作為基準狀態量設定值sp m之基準狀態量設定值SPm算出部37、算出隨動狀態量測量 值pvi、隨動狀態量PV2、隨動狀態量測量值pv3之平均值 作為基準狀態量測量值PVm之基準狀態量測量值PVm算出 15 部38及係數Am記憶部39。 第22圖係本實施例之控制系統之塊線圖。在第22圖 中，Erl’係第1隨動狀態量之設定值SP1與第1隨動狀態量之 内部測量值PV1，之偏差，Er2,係第2隨動狀態量之設定值sp 2與第2隨動狀態量之内部測量值pv2,之偏差，玢3，係第3隨 20動狀態量之設定值SP3與第3隨動狀態量之内部測量值PV3, 之偏差，Am係有關基準狀態量之係數，B1係有關第1隨動 狀態量與基準狀態量之狀態量差之係數，B2係有關第2隨動 狀態量與基準狀態量之狀態量差之係數，B3係有關第3隨動 狀態量與基準狀態量之狀態量差之係數，A1係控制第1隨動 56 1284791 狀態量之致動器，A2係控制第2隨動狀態量之致動器，A3 係控制第3隨動狀態量之致動器，ρι係有關第1隨動狀態量 之控制對象製程’ P2係有關第2隨動狀態量之控制對象製 程’ P3係有關第3隨動狀態量之控制對象製程，Gpl係包含 5致動器A1與製程P1之區塊之轉移函數，Gp2係包含致動器A 2與製程P2之區塊之轉移函數，Gp3係包含致動器A3與製程 P3之區塊之轉移函數。 隨動狀態量設定值SP1輸入部3^、隨動狀態量測量值 PV1輸入部32-1、操作量MV1輸出部33-1、ρπ)控制運算部3 10 4-1、隨動狀態量内部測量值pvi，算出部36-1、致動器Α1、 製粒Ρ1構成第1控制系統（第1控制環路)。隨動狀態量設定值 SP2輸入部31-2、隨動狀態量測量值pv2輸入部32_2、操作 量MV2輸出部33-2、PID控制運算部34_2、隨動狀態量内部 測置值PV2’异出部36-2、致動器A2、製程P2構成第2控制系 15統（第2控制環路）。然後，隨動狀態量設定值SP3輸入部31 -3 '隨動狀態量測量值pV3輸入部32-3、操作量MV3輸出部 33-3、PID控制運算部34-3、隨動狀態量内部設定值pv3，算 出部36-3、致動器A3、製程P3構成第3控制系統（第3控制環 路）。 20 接著，使用第23圖，說明本實施例之控制裝置之動作。 首先，隨動狀態量設定值SP1藉控制裝置之運算子予以設定 後，藉由隨動狀態量設定值SP1輸入部31-1輸入至 運算部34-ί、隨動狀態量内部測量值PV1，算出部允^^基 準狀態量設定值SPm算出部37(第23圖之步驟幻叫。隨動^ 57 1284791 態量設定值SP2藉控制裝置之運算子予以設定後，藉由隨動 狀悲置设定值SP2輸入部3〗_2輸入至nD控制運算部34_2、 隨動狀態量内部測量值PV2，算出部36_2及基準狀態量設定 值SPm算出部37(步驟咖2)。隨動狀態量設定值sp3藉控制 5裝置之運算子予以設定後，藉由隨動狀態量設定值sp3輸入 部31-3輸人至PID控制運算部34·3、隨動狀態量内部測量值 PV3异出部36-3及基準狀態量設定值spm算出部37(步驟幻 03)。
隨動狀態量測量值PV1藉圖中未示之第i檢測機構檢 10測出後’藉由隨動狀態量測量值p V1輸入部3 2 -1輸入至隨動 狀態量内部測量值PV1，算出部及基準狀態量測量值pv m异出部38(步驟S304)。隨動狀態量測量值pv2藉圖中未示 之第2檢測機構檢測出後，藉由隨動狀態量測量值pV2輸入 部32-2輸入至隨動狀態量内部測量值pV2，算出部36_2及基 15準狀態量測量值PVm算出部38(步驟S305)。隨動狀態量測量 值PV3藉圖中未示之第3檢測機構檢測出後，藉由隨動狀態 量測I值PV3輸入部32-3輸入至隨動狀態量内部測量值pV 3’算出部36-3及基準狀態量測量值PVm算出部38(步驟S3〇 6) 〇 2〇 接著，基準狀態量設定值SPm算出部37如下式算出隨 動狀態量設定值SP1、隨動狀態量設定值SP2、隨動狀態量 設定值SP3之平均值作為基準狀態量設定值spin，將此基準 狀態量設定值SPm輸出至隨動狀態量内部測量值ρνι，算出 部36-1、隨動狀態量内部測量值Pv2,算出部36-2及隨動狀 58 1284791 態量内部測量值PV3,算出部36-3(步驟S307)。 SPm=(SPl+SP2+SP3)/3 ...(63)
基準狀態量測量值PVm算出部38如下式算出隨動狀態 里’則里值PV1、隨動狀態量測量值pv2、隨動狀態量測量值 5 PV3之平均值作為基準狀態量測量值pVm，將此基準狀態量 測量值PVm輸出至隨動狀態量内部測量值PV1，算出部36_ !、隨動狀態量内部測量值PV2,算出部36-2及隨動狀態量内 部測量值PV3,算出部36-3(步驟S308)。 PVm=(PVl+PV2+PV3)/3 ...(64) 10 係數Am記憶部39預先記憶有有關基準狀態量之係數a m，係數B1記憶部35-1預先記憶有有關第1隨動狀態量與基 準狀態量之狀態量差之係數B1。隨動狀態量内部測量值PV 1’算出部36-1依係數Am、B1、基準狀態量設定值spm、基 準狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP1及隨動狀態量 15測量值PV1，如下式算出隨動狀態量内部測量值pvi，(步驟s 309)。 PVr=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-Bl)(SPl-SPm) +B1(PV1- PVm) 係數B2記憶部35-2預先記憶有有關第2隨動狀態量與 2〇 基準狀態量之狀態量差之係數B2。隨動狀態量内部測量值p V2’算出部36-2依係數Am、B2、基準狀態量設定值SPm、 基準狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP2及隨動狀態 量測量值PV2，如下式算出隨動狀態量内部測量值PV2,(步 驟S310)。 59 1284791 PV2’=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-B2)(SP2-SPm) +B2(PV2-PVm) 係數B3記憶部35-3預先記憶有有關第3隨動狀 •••(66) 態量與 基準狀態量之狀態量差之係數B3。隨動狀態量内部測量值p
5 V3’算出部36-3依係數Am、B3、基準狀態量設定值spm、 基準狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP3及隨動狀能 量測量值PV3，如下式算出隨動狀態量内部測量值pv3，(步 驟S311)。 10 PV3’=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-B3)(SP3-SPm) +B3(PV3-PVm) 接著，PID控制運算部34-1進行如下式之轉移函數式之 PID控制運算，以算出操作量MV1(步驟S312)。 MVl=(100/Pbl){l+(l/Tils)+Tdls}(SPl.PVr) (67)
•••(68) 15在式(68)中，Pbl為比例帶，Til為積分時間，Tdl為微分時 間，s為拉普拉斯運异符。此外，piD控制運算部34_ι進行 操作里上下限處理來作為積分終結之對策，即，於所瞀出 之操作量MV1較致動器A1之輸出之下限值0L1小時，令操 作量MV1=0L1，所算出之操作量MV1較致動器Α1<輸出之 20上限值ΟΗ1大時，令操作量MV1=om。 PID控制運算部34-2進行如下式之轉移函數式之nD控 制運算，以算出操作量MV2(步驟S313)。MV2=(100/Pb2){l+(i/xi2s)+Td2s}(SP2-PV2?) •••(69) 60 1284791 在式(69)中’ Pb2為比例帶，Ti2為積分時間，Td2為微分時 間。此外，:PID控制運算部34-2進行操作量上下限處理來作 為積分終結之對策，即，於所算出之操作量厘¥2較致動器A 2之輸出之下限值〇L2小時，令操作量MV2=〇L2，所算出之 5操作量厘乂2較致動器A2之輸出之上限值〇H2大時，令操作 量 MV2=OH2。
PID控制運算部34-3進行如下式之轉移函數式之pid控 制運算，以算出操作量MV3(步驟S314)。 MV3=(l〇〇/Pb3){l+(l/Ti3s)+Td3s}(SP3-PV3，） 10 …(70) 在式(7〇)中，Pb3為比例帶，Ti3為積分時間，Td3為微分時 間。此外，PID控制運算部34-3進行操作量上下限處理來作 為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV3較致動器A 3之輸出之下限值〇L3小時，令操作量MV3=OL3,所算出之 15操作量“^3較致動器A3之輸出之上限值〇H3大時，令操作 量 MV3=〇H3。 操作量MV1輸出部33-1將藉PID控制運算部34-1算出 之操作量MV1輸出至致動器A1(步驟S315)。致動器A1依操 作量MV1運作，以控制第i隨動狀態量。 20 操作量MV2輸出部33-2將藉PID控制運算部34-2算出 之操作量MV2輸出至致動器A2(步驟S316)。致動器A2依操 作量MV2運作，以控制第2隨動狀態量。 操作量MV3輸出部33-3將藉PID控制運算部34-3算出 之操作量MV3輸出至致動器A3(步驟S317)。致動器A3依操 61 1284791 作量MV3運作，以控制第3隨動狀態量。 在藉運算子指示控制之結束完成前（步驟S318中為YE S) ’依每一控制週期重複執行上述步驟S301-S317之處理。 第24A圖、第25A圖、第26A圖、第27A圖、第28A圖係 5顯不將隨動狀態量設定值SP1、SP2、SP3變更為30.0時之控 制系統之步驟回應，第24B圖、第25B圖、第26B圖、第27 B圖、第28B圖係顯示在以SP1=30.0、SP2=30.0、SP3=30.0
穩定運算之狀態施加干擾時之控制系統之干擾回應。模擬 之條件如下述。 0 首先’將包含致動器A1與製程P1之區塊之轉移函數Gp 1、包含致動器A2與製程P2之區塊之轉移函數Gp2、包含致 動器A3與製程P3之區塊之轉移函數Gp3設定如下式。在 此，無控制環路間之干涉。
Gpl = 1.2exp(-2.0s)/{(l+70.0s)(l + 10.0s)} …（71) 15 Gp2=1.6exp(-2.0s)/{(l+60.0s)(l + 10.0s)} …(72)
Gp3=2.0exp(-2.0s)/{(l+50.0s)(l+10.0s)} …（73) 依操作量]\^1、]\4¥2、]\4¥3，隨動狀態量測量值？乂1、 PV2、PV3訂定如下式。 PVl=GplMVl ...(74) 20 PV2=Gp2MV2 ...(75) PV3=Gp3MV3 ...(76) 令為PID控制運算部34_1之PID參數之比例帶Pbl為50. 0，令積分時間Til為35.0，令微分時間Tdl為20.0，令為PI D控制運算部34-2之PID參數之比例帶Pb2為66.7，令積分時 62 1284791 間Ti2為35.0,令微分時間Td2為20.0,令為I>ID控制運算部3 4-3之PID參數之比例帶Pb3為100.0，令積分時間Ti3為35. 〇，令微分時間Td3為20.0。 由於第24A圖、第24B圖所示之模擬結果為與一般之控 5 制等價之設定(Am=1.0、Β1 = 1·0、Β2=1·0、Β3=1·0)，而未 控制相對之狀態量（狀態量差），故隨動狀態量測量值PV1、 PV2、PV3並未一致。
由於第25A圖、第25B圖所示之模擬結果為本實施例之 效果呈中等程度之設定（Am=1.0、Β1=1·5、Β2=1·5、B3=l. 10 5)，而控制一些相對之狀態量（狀態量差），故相較於第24A 圖、第24B圖之情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2、PV3 一致0 由於第26A圖、第26B圖所示之模擬結果為本實施例之 效果顯著之設定(Am=1.0、Β1=3·0、Β2=3·0、Β3=3·0)，而 可充分控制相對之狀態量（狀態量差），故較第24Α圖、第24 B圖所示之情形，隨動狀態量測量值pvi、PV2、PV3相當 一致0 由於第27A圖、第27B圖所示之模擬結果為本實施例效 果過度之設定(Am=l.〇、Β1=4·0、Β2=4·0、B3=4.0)，而於 20步驟回應時，發生控制之不穩定化，故相較於第26A圖、第 26B圖之情形，隨動狀態量測量值pvi、PV2、PV3便不一 致。 由於第28A圖、第28B圖所示之模擬結果為避免本實施 例過度效果之設定(Am=0.7、Β1=4.0、Β2=4·0、B3=4.0)， 63 1284791 而使基準狀態量低靈敏度化，故較第26A圖、第26B圖之情 形，隨動狀態量測量值PV1、PV2、PV3更一致。 在第24A圖、第24B圖〜第28A圖、第28B圖之模擬結果 中，藉令SP1=SP2=SP3=30.0,而使第1隨動狀態量與第2隨 5 動狀態量之差、第2隨動狀態量與第3隨動狀態量之差及第3 隨動狀態量與第1隨動狀態量之差皆為〇。 另一方面，若將隨動狀態量設定值SP1、SP2、SP3設
定為不同之值，則對應各狀態量設定值SP1、SP2、SP3之 差’ PV1、PV2、PV3產生變化而使各狀態量測量值pVi、p 10 V2、PV3之差保持一定。舉例言之，若設定Spl=2〇 〇、sp2 =30.0、SP3=40.0，則為維持狀態量差pv3_pv2=10· 0、狀 悲$差PV2_PVl = l〇.〇及狀態量差pv3_pv1=2〇 〇之步驟回 應、干擾抑制回應。 按’本貫施例’在具有至少2個控制環路之控制系統 15中’虽以作為特定之基準之狀態量為基準狀態量，以予以 ^2使與此基準狀態量相對之相對量維持在預定之值之 為k動狀態量時，在輸人至控制隨動狀態量之控制
&之夕數控制運算用輸人值中，執行將隨動狀態量測量值P 轉換成k動狀態量内部測量值PVi，後，將之輸入至控制 20器之算出程序，在屮瞀山 測量值阶作為^/序中’藉算出_狀態量内部 之第2要夸 準狀態量之第1要素與對應相對量 狀離旦H之和，可實現—面將基準狀態量與隨動狀態量之 值等之美進之相對量維持在所期之值，一面將狀態量平均 準狀態量變更成所期之值之控制。又，在本實施 64 1284791 例中’由於可構成控制器之操作量與實際之致動器之輸出 為1對1對應之控制系統，故可防止積分終結，而可適用習 知所提出之參數調整方法或自動調整功能等，而可調整控 制器。又，藉使用於對應相對量之控制運算用輸入值之要 5素乘上第1係數之值作為隨動狀態量内部測量值ρνί，之第2 要素，可優先控制相對量，亦同時控制基準狀態量。 又，藉使用於對應基準狀態量之控制運算用輸入值之 要素乘上第2係數之值作為隨動狀態量内部測量值pvi，之第 1要素，可避免因依前述第1係數之控制之高靈敏度化之控 10制不穩定化，且亦可避免犧牲基準狀態量與隨動狀態量之 相對量的優先度。 第4實施例 以下，就本發明第4實施例作說明。第29圖係顯示本發 明第4實施例之控制裝置之結構之塊圖。本實施例係控制環 15路為3個，採用代表性之1個控制環路之狀態量作為基準狀 態量，採用另外2個控制環路之各狀態量作為隨動狀態量之 例，只要是2個以上之控制環路皆為相同之原理，且可構成 相同之控制系統。 第29圖之控制裝置作為有關第1隨動狀態量之第1控制 20系統之結構具有隨動狀態量相對設定值ASPlm輸入部41_ 1、隨動狀態量測量值PV1輸入部42-1、操作量MV1輸出部4 3-1、PID控制運算部(PID控制器）444、係數B1記憶部衫]、 作為内部輸入值算出部之隨動狀態量内部測量值PVJ，瞀出 部36-1。又，第29圖之控制裝置作為有關第2隨動狀態量之 65 1284791 第2控制系統之結構具有隨動狀態量設定值Μρ?!!!輸入部4 1-2、隨動狀態量測量值PV2輸入部42_2、操作量MV2輸出 部43-2、PID控制運算部(PID控制器）44-2、係數Β2記憶部4 5-2、作為内部輸入值算出部之隨動狀態量内部測量值pV2, 5 算出部46-2。 再者’第29圖之控制裝置作為有關基準狀態量之第3 控制系統之結構具有基準狀態量設定值SPm輸入部47、基 準狀態量測量值PVm輸入部48、操作量MV3輸出部49、PI D控制運算部50、係數Am記憶部51及基準狀態量内部測量 10 值PVm，算出部52。 第30圖係本實施例之控制系統之塊線圖。在第30圖 中，Erl’係於基準狀態量設定值SPrn加上第1隨動狀態量之 相對設定值ΜΡΙηι之（SPm+ASPlm)與第1隨動狀態量之内 部測量值PV1’的偏差，Ει:2,係於基準狀態量設定值SPm加上 15第2隨動狀態量之相對設定值ASP2m之(SPm+ASP2m)與第2 隨動狀態量之内部測量值PV2,的偏差，Er3,係基準狀態量 設定值S P m與基準狀態量内部測量值ρ ν m，之偏差，Αιη係有 關基準狀態量之係數，B1係有關第1隨動狀態量與基準狀態 量之狀態量差之係數，B2係有關第2隨動狀態量與基準狀態 20量之狀態量差之係數，All係控制第1隨動狀態量之致動 器’ A12係控制第2隨動狀態量之致動器，A13係控制基準 狀態量之致動器，P11係有關第1隨動狀態量之控制對象製 程，P12係有關第2隨動狀態量之控制對象製程，pi3係有關 基準狀態量之控制對象製程，Gpll係包含致動器All與製 66 1284791 程P11之區塊之轉移函數，Gpl2係包含致動器A12與製程PI 2之區塊之轉移函數，Gpl3係包含致動器A13與製程P13之 區塊之轉移函數，Gp31係表示第1控制環路與第3控制環路 間之干涉之轉移函數，Gp32係表示第2控制環路與第3控制 5環路間之干涉之轉移函數。 隨動狀態量相對設定值ΜΡΙιη輸入部41-1、隨動狀態 量測量值PV1輸入部42-1、操作量MV1輸出部43_1、PID控 制運算部44·1、隨動狀態量内部測量值PV1，算出部46-1、 致動器A11、製程P11構成第1控制系統（第1控制環路）。隨 10動狀態量相對設定值ASP2m輸入部41-2、隨動狀態量測量 值PV2輸入部42-2、操作量MV2輸出部43-2、PID控制運算 部44·2、隨動狀態量内部測量值PV2,算出部46-2、致動器A 12、製程P12構成第2控制系統（第2控制環路）。然後，基準 狀態量設定值SPm輸入部47、基準狀態量測量值PVm輸入 15部48、操作量MV3輸出部49、PID控制運算部50、基準狀態 量内部測量值PVm，算出部52、致動器A13、製程P13構成第 3控制系統（第3控制環路）。 接著’使用第31圖，說明本實施例之控制裝置之動作。 首先，隨動狀態量相對設定值ASPlm藉控制裝置之運算子 20予以設定後，藉由隨動狀態量相對設定值ASPlm輸入部Μ-ΐ輸入至 HD控制 運算部 44-1及隨 動狀態 量内部 測量值 PV1 ， 算出部46-1(第31圖之步驟S4〇l)。隨動狀態量相對設定值△ SP2m藉控制裝置之運算子予以設定後，藉由隨動狀態量設 定值Δ8Ρ2ιη輸入部41-2輸入至PID控制運算部44-2及隨動 67 1284791 狀態量内部測量值PV2’算出部46-2(步驟S402)。基準狀態量 設定值SPm藉控制裝置之運算子予以設定後，藉由基準狀 態量设定值SPm輸入部47輸入至PID控制運算部44-1、44-2、50、隨動狀態量内部測量值ρνι，算出部46-1、隨動狀態 5 ®内部測量值PV2’算出部46-2及基準狀態量内部測量值pv m’算出部52(步驟S403)。 隨動狀態量測量值PV1藉圖中未示之第1檢測機構檢 測出後’藉由隨動狀態量測量值PV1輸入部42-1輸入至隨動 狀態量内部測量值PV1，算出部46-1(步驟S404)。隨動狀態 10里測里值PV2藉圖中未示之第2檢測機構檢測出後，藉由隨 動狀態量測量值PV2輸入部42-2輸入至隨動狀態量内部測 量值PV2’算出部46-2(步驟S405)。基準狀態量測量值PVm 藉圖中未示之第3檢測機構檢測出後，藉由基準狀態量測量 值PVm輸入部48輸入至隨動狀態量内部測量值pvi，算出部 15 46·1、隨動狀態量内部測量值PV2,算出部46-2及基準狀態 量内部測量值PVm’算出部52(步驟S406)。 係數Am記憶部51預先記憶有有關基準狀態量之係數a m，係數B1記憶部45-1預先記憶有有關第1隨動狀態量與基 準狀態量之狀態量差之係數B1。隨動狀態量内部測量值PV 20 1’算出部46-1依係數Am、B1、基準狀態量設定值SPm、基 準狀態量測量值PVm、隨動狀態量相對設定值ASPlm及隨 動狀態量測量值PV1，如下式算出隨動狀態量内部測量值P VI’(步驟 S407)。 PVl，=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-Bl)ASPlm 1284791 +B1(PV1- PVm) ...(77) 係數B2 §己憶部45-2預先㊂己憶有有關第2隨動狀態量與 基準狀悲篁之狀態里差之係數B2。隨動狀態量内部測量值p V2’算出部46-2依係數Am、B2、基準狀態量設定值spm、 5 基準狀態量測量值PVm、隨動狀態量相對設定值ASp2m& 隨動狀態量測量值PV2，如下式算出隨動狀態量内部測量值 PV2,(步驟 S408)。 PV2?=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-B2)ASP2m +B2(PV2- PVm) ...(78) 基準狀態量内部設定值PVm’算出部52依係數Am、基 準狀態量設定值SPm、基準狀態量測量值pvm，如下式算 出基準狀態量内部測量值PVm’。（步驟S409) PVm’=(l-Am)SPm+AmPVm ...(79) 接著，PID控制運算部44-1進行如下式轉移函數式之pi 15 1)控制運算，以算出操作量MV1(步驟S410)。
MVl=(l〇〇/Pbl){l+(l/Tils)+Tdls}(SPm +ASPlm-PVr) ...(go) 在式(80)中，Pbl為比例帶，Til為積分時間，Tdl為微分時 間。此外’ PID控制運算部44-1進行操作量上下限處理來作 20為積分終結之對策，即，所算出之操作量撾¥1較致動器A 之輸出之下限值OL1小時，令操作量MVl=〇Ll，所算出 之操作量MV1較致動器All之輸出之上限值OH1大時，令操 作量 MV1=0H1。 HD控制運算部44-2進行如下式轉移函數式之pid控制 69 1284791 運算，以算出操作量MV2(步驟S411)。 MV2=(l〇〇/Pb2){l+(l/Ti2s)+Td2s}(SPm •2m-PV2，） ...(81) 在式(81)中，Pb2為比例帶，Ti2為積分時間，Td2為微分時 5間。此外，PID控制運算部44_2進行操作量上下限處理來作 為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV2較致動器a 12之輸出之下限值〇L2小時，令操作量MV2=OL2，所算出 之操作量MV2較致動器A12之輸出之上限值0H2大時，令操 作量 MV2=OH2。 ° PID控制運算部50進行如下式之轉移函數式之PID控制 運算，以算出操作量MV3(步驟S412)。 MV3=(100/Pb3){l+(l/Ti3s)+Td3s}(SPm-PVm?) "•(82) 在式(82)中，Pb3為比例帶，Ti3為積分時間，Td3為微分時 15間。此外，PID控制運算部5〇進行操作量上下限處理來作為 積分終結之對策，即，於所算出之操作量]^¥3較致動器八工 3之輸出之下限值〇L3小時，令操作量MV3=OL3，所算出之 操作量MV3較致動器A13之輸出之上限值〇H3大時，令操作 量 MV3=〇H3。 20 操作量MV1輸出部43-1將藉PID控制運算部44-1算出 之操作量MV1輸出至致動器All(步驟S413)。致動器All依 操作量MV1運作，以控制第1隨動狀態量。 操作量MV2輸出部43-2將藉PID控制運算部44-2算出 之操作量MV2輸出至致動器A12(步驟S414)。致動器A12依 70 1284791 操作量MV2運作，以控制第2隨動狀態量。 操作量MV3輸出部49將藉PID控制運算部50算出之操 作量MV3輸出至致動器A13(步驟S415)。致動器A13依操作 量MV3運作，以控制基準狀態量。
5 在藉運算子指示控制之結束完成前（步驟S416中為YE s)，依每一控制週期重複執行上述步驟5401_8415之處理。 第32A圖、第33A圖、第34A圖、第35A圖、第36A圖係 顯示在隨動狀態量相對設定值△SPlm、△卯2111為〇之狀態 下’將基準狀態量設定值SPm變更為30.0時之控制系統之步 10驟回應，第32B圖、第33B圖、第34B圖、第35B圖、第36B 圖係顯不在以△SPlm=0、ASP2m=0、SPm=30.0穩定運算之 狀態施加干擾時之控制系統之干擾回應。模擬之條件如下 述。 首先，將包含致動器All與製程P11之區塊之轉移函數 15邱11、包含致動器A12與製程P12之區塊之轉移函數Gpl2、 _ 包含致動器A13與製程P13之區塊之轉移函數Gpl3設定如 下式。
Gpll=1.2exp(-2.0s)/{(l+7〇.〇s)(l+l〇.〇s)} ...(83) 20
Gpl2=1.6exp(-2.0s)/{(l+60.0s)(l+l〇.〇s)} ...(84)
Gpl3=2.0exp(-2.0s)/{(l+50.0s)(l+l〇.〇s)} ".(85) 又，將表示弟1控制環路與第3控制環路間之干涉之轉 移函數Gp31、表示第2控制環路與第3控制環路間之干涉之 之轉移函數Gp32設定如下式。
Gp31=0.96exp(-2.0s) 71 1284791 /{(l+70.0s)(l+10.0s)} --(86)
Gp32=1.28exp(-2.0s) /{(l+60.0s)(l+10.0s)} …(87) 依操作量MV1、MV2、MV3，隨動狀態量測量值PV1、 5 PV2及基準狀態量測量值pvm訂定如下式。 PVl=GpllMVl+Gp31MV3 …（88) PV2=Gpl2MV2+Gp32MV3 …(89) PVm=Gpl3MV3 --(90) 令為PID控制運算部44-1之PID參數之比例帶Pbl為50. 10 〇，令積分時間Til為35.0，令微分時間Tdl為20.0，令為PI D控制運算部44-2之PID參數之比例帶Pb2為66.7，令積分時 間Ti2為35.0，令微分時間Td2為20.0，令為HD控制運算部5 0之PID參數之比例帶Pb3為100.0，令積分時間Ti3為35.0， 令微分時間Td3為20.0。 15 由於第32A圖、第32B圖所示之模擬結果為與一般之控 制等價之設定(八111=1.0、61吐〇、82=1.0)，而未控制相對 之狀態量（狀態量差），故隨動狀態量測量值PV1、PV2及基 準狀態量測量值PVm並未一致。 由於第33A圖、第33B圖所示之模擬結果為本實施例之 20效果呈中等程度之設定（Αιη=：ΐ·〇、Β1 = 1·5、Β2=1·5)，而 控制一些相對之狀態量（狀態量差），故相較於第32Α圖、第 32Β圖之情形，隨動狀態量測量值pvl、pV2及基準狀態量 測量值PVm—致。 由於第34A圖、第34B圖所示之模擬結果為本實施例之 72 1284791 效果顯著之設定(Am=1.0、Β1=3·0、Β2=3·0)，而可充份控 制相對之狀態量（狀態量差），故較第32Α圖、第32Β圖所示 之情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測量值 PVm相當一致。 5 由於第35A圖、第35B圖所示之模擬結果為本實施例效 果過度之設定(Am=1.0、Β1=4·0、Β2=4·0)，而於步驟回應 時，發生控制之不穩定化，故相較於第34Α圖、第34Β圖之 情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測量值Ρ Vm便不一致。 10 由於第36A圖、第36B圖所示之模擬結果為避免本實施 例過度效果之設定(Am=0.7、Β1=4·0、Β2=4·〇)，而使基準 狀態量低靈敏度化，故較第34Α圖、第34Β圖之情形，隨動 狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測量值？乂111更一致。 在第32Α圖、第32Β圖〜第36Α圖、第36Β圖之模擬結果 15中，藉令△SPlm=ASP2m=0.0，而使第1隨動狀態量與基準 狀態量之狀態量差及第2隨動狀態量與基準狀態量之差皆 為0。 另一方面，若將ASPlm、ASP2m設定為〇以外之值，則 對應該等設定，PV1、PV2、PVm產生變化而使各狀態量測 20量值PV1、PV2、PVm之差保持一定。舉例言之，若設定八 SPlm=20.0、ΜΡΖιη’ΙΟ.Ο，則為維持狀態量差pvi_pvm=2 0· 0及狀態量差PV2-PVm=10.0之步驟回應、干擾抑制回應。 按，本實施例，可獲得與第3實施例相同之效果。又， 由第32A圖、第32B圖〜第36A圖、第36B圖之模擬結果可清 73 1284791 楚明白’在環路間有干涉之控制糸統中，亦可有效地應用 本發明。 (20040011:2004-128240) 第5實施例之及第6實施例之原理 以下’在第5實施例、第6實施例中，將作為狀態量平 均值之基準之絕對狀態量稱為基準狀態量，將予以控制以 維持已預定與基準狀態量相對之相對量（例如狀態量差）的 值之狀態量稱為隨動狀態量。又，將對基準狀態量之設定 值稱為基準狀態量設定值’將基準狀態量之測量值稱為基 1〇準狀態量測量值，將對應隨動狀態量之設定值稱為隨動狀 態量設定值，將隨動狀態量之測量值稱為隨動狀態量測量 值，將對應基準狀態量與隨動狀態量之相對量之設定值稱 為隨動狀態量相對設定值，將基準狀態量與隨動狀態量之 相對量之測量值稱為隨動狀態量相對測量值，將相對於為 15基準狀態量設定值與基準狀態量測量值之差之其進壯能詈 偏差而設定於控制器内部之内部偏差稱為基雜態量;;部
20等。
内部偏差Er’分離成對應基準狀態量 算出操作量MV。此時， 量之要素Επη及對應基準 74 1284791 狀先、畺與隨動狀態量之相對量之要素△Ei^ErkErm+AEr)。 又，在第5實施例、第6實施例中，若將偏差修正為較實際 之值j、或修正為較實際之值大時，可實質地著重於使控制 时之特f生轉移至低靈敏度或轉移至高靈敏度，而可轉換成 5將基準狀態量之靈敏度及基準狀態量與隨動狀態量之相對 量之靈敏度轉可個別轉移之内部偏差Er，。 如此，在第5實施例、第6實施例中之結構為將内部偏 # 差价’分離為對應基準狀態量之要素Επη及對應基準狀態量 、 麵動狀態量之相對量之要素紐，將該内部偏差Er，修正 10成較實際之偏差扮小或修正成車交大，而用於操作量财之算 出。藉此，在第5實施例、第6實施例中，若有關狀態量平 均值之基準狀態量，使回應特性轉移至低靈敏度，有關如 狀態量差之基準狀態量與隨動狀態量之相對量，使回應特 2轉移至高$敏度，财基準狀態制量值pvm隨鮮狀 15態量設定值SPm變動前，狀態量相對測量值Δρν隨基準狀態
• 量設定值SPm變動，故可進行一面將基準狀態量與隨動I 態量之相對量維持在所期之值，一面將基準狀態量變更為 所期之值之控制。 • 又’按’第5實施例、第6實施例之結構，與一般之控 .2G制祕之不同點僅在於偏差Ει·轉換成内部偏差&，。即，可 提供-種以控制器之操作量與實際之致動器之輸出為節 對應之形式，可優先控制基準狀態量與隨動狀態量之相對 量，亦可同時控制基準狀態量之控制方法。 在此，在上述2個重點中，就修正偏差玢之操作（以下 75 1284791 稱為第1重點)作說明。舉例言之，在PID控制器等中，依偏 差Er=SP-PV，算出操作量MV。為簡單說明，在pm之動作 中，著重於與偏差Er成比例，而算出操作量mv之比例動作 P。如眾所皆知，若將比例帶Pb設為較小之值，piD控制器 5之特性便轉移至重視適應性之高靈敏度，若將比例帶設為 較大之值，則PID控制器之特性便轉移至重視穩定性之低靈
敏度。在此，當使用比例帶？|3，概念地記述piD運算時，便 如下式。 MV=(l〇〇/pb)Er ...(91) 10 由式（91)可清楚明白，增加將偏差Er修正為較大之值之 操作與將比例帶此修正為較小之值等價，增加將偏差玢修 正為較小之值之操作與將比例帶Pb修正為較大之值等價。 因而，可得知於執行控制器之控制運算前，僅單純修正偏 差Er，便可調整控制器之特性。修正偏差Er使用特定之係 15數Α時’如下式，將偏差Er轉換成内部偏差Er，即可，若令 係數A之值為〇<a<1，則可使控制器之回應特性低靈敏度 化，若令A>1，則可使控制器之回應特性高靈敏度化。 接著，就上述2個重點中，將内部偏差Er，分離為對應 2〇基準狀態量之要素及對應基準狀態量與隨動狀態量之相對 里之要素之點作說明（以下稱為第2重點）。當同時控制基準 狀態量及基準狀態量與隨動狀態量之相對量時，偏差玢如 下式可分離為對應基準狀態量之要素Erm及對應基準狀態 量與隨動狀態量之相對量之要素ΔΕπη。 76 1284791
Er=Erm+AErm=(SPm-PVm)+(ASPm-APVm) …（93) 在式(93)中，^spn!為隨動狀態量相對設定值，△pvm 為隨動狀態量相對測量值。在此，匯整第1重點及第2重點， 則從式(92)、式(93)成為下式。 5 & -A(Erm+AErm)=AErm+AAErm …（94) 此時’式(94)中之AErni為有關基準狀態量之要素，ΑΔ Erm為有關基準狀態量與隨動狀態量之要素。即，由於兩者 呈分離為可個別調整靈敏度之線性結合式之形式，故如 下，根據個別之係數A、B，可調整靈敏度。 10 Er,=AErm+BAErm=A(SPm-PVm)+B(ASPm-APVm) •••(95) 在式(95)中，A為有關基準狀態量之係數，B為有關基 準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數。當有多數之控制 %路時，有關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數B 15宜分別給予各控制環路，此時，有關多數控制之第i(i為1、 2、3……）隨動狀態量，實施以下之偏差Eri之轉換即可。
Eri,=AmErm+BiAErm=Am(SPm-PVm) +Bi(ASPim.APVim) ···(%) 在式(96)中，Eri’係對應第i隨動狀態量之内部偏差，△ 2〇 SPim係作為基準狀態量與第i隨動狀態量之相對量之設定 值的Ik動狀態量相對設定值，APVh係作為基準狀態量與 第i隨動狀態量之相對量之測量值的隨動狀態量相對測量 值，氏係有關基準狀態與第i隨動狀態量之相對量之係數。 此外，有關基準狀態量之係數Am可共同給予各控制環路， 77 1284791 亦可個別給予各控制環路。 又’在式（96)中，ΜΡίηιβΡίΑΡπι、ΔΡνίιη=Ρνί-Ρνπι 是不須贅言的，而可簡單進行如下之等價置換。
Eri =Am(SPm-PVm)+Bi{ASPim-(Pvi-PVm)} 5 …(97)
Eri’=Am(SPm-PVm) +Bi{(SPi-SPm)-(PVi-PVm)} …(98) 此外’在採用隨動狀態量相對測量值△1>¥丨111時及採用 隨動狀態量測量值PVi與基準狀態量測量值pvm之差PVi-10 PVm時，僅單純控制裝置内部之處理不同。相對於此，採 用隨動狀態量相對設定值ASPim時，運算子經由使用者介 面設定基準狀態量設定值SPm及隨動狀態量相對設定值AS Pim，另一方面，採用隨動狀態量設定值spi與基準狀態量 設定值SPm之差SPi-SPm時，運算子經由使用者介面設定基 15 準狀態量設定值SPm及隨動狀態量設定值SPi，因此兩者有 不同處，故特意作為不同之結構來處理。 又，式(98)可輕易整理成如下之等價算式。 Eri?=(Am-Bi)(SPm-PVm)+Bi(SPi-PVi) …(99) 20 Eri，={(Am-Bi)SPm+BiSPi} -{(Am-Bi)PVm+BiPVi} …（100) 又，當假設SPi=SPi”+ASPi”、PVi= PVi，，+APVi”時，式 (98)亦可簡單進行如下之等價轉換。
Eri，=Am(SPm-PVm) +Bi{(SPi-PVm)-(Pvi-PVm)} 78 1284791 =Am(SPm-PVm)+Bi{(SPi”+ASPi，，-SPm) -(Pvi，，+APVi，，-PVm)} =Am(SPm-PVm)+Bi{(SPi，，-SPm”） _(Pvi”-PVm”)} …（101) 5 在式（101)中，SPi”、ASPi”為對應將隨動狀態量設定值 SPi分離為其他之絕對量及相對量時之絕對量之要素spi，，及 對應相對量之要素ASPi”，PVi”、ΔΡνί”為對應將隨動狀態 量測量值PVi同樣地分離成其他之絕對量及相對量時之絕 對量之要素PVi”及對應相對量之要素Δργί”。在此，sPm，，= 10 SPm-ASPi”、PVm”= PVm-APVi”。即，在關於基準狀態量 與隨動狀態量之相對量之要素中，將SPm或PVm置換成其 他之SPm”或PVm”只要兩者之關係明確，便為等價之線形結 合式，實質上並非脫離第5實施例、第6實施例之基本技術 思想之範圍。 15 根據以上之原理，可獲得可將基準狀態量之靈敏度、 基準狀態量與隨動狀態量之相對量之靈敏度分別位移之内 部偏差Er’。 接著，就優先控制基準狀態量與隨動狀態量之相對量 之原理作說明。在式(98)中，令有關基準狀態量之係數Am 20與有關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數Bi之關係 為Am=Bi=l，則Ed’= SPi-PVi。此時之内部偏差以，未從偏 差Er完全變化，靈敏度亦與一般之控制相同。 在此，特別重要的是有關基準狀態量與隨動狀態量之 相對量之係數Bi，令Bi>1，基準狀態量與隨動狀態量之相 79 1284791 對量特別提高靈敏度，故使控制裝置運作以優先控制相對 量。因而，有關基準狀態量之係數Am即使平常時Am=l， 仍可達成本發明之課題解決，故轉換如下之内部偏差ΕΓ，亦 可， 5 Eri，= (SPm-PVm)+Bi{ASPim-(PVi-PVm)} …(102) Eri，= (SPm-PVm)+Bi{(SPi-SPm)-( Pvi_PVm)} …(103) Eri，= (l-Bi)(SPm-PVm)+Bi(SPi-PVi) …（104) Eri，= {(l-Bi)SPm+BiSPi} 10 -{(l-Bi)PVm+BiPVi …（105) 其中，僅使基準狀態量與隨動狀態量之相對量提高靈 敏度’在相對量獲得足夠之控制特性前，便呈高靈敏度化 過度之狀悲’而使控制糸統亦不穩定化。此時，並非使有 關基準狀態量與隨動狀態量之相對量之係數刖回復至較小 I5之值’藉令有關基準狀態量之係數Am為Am<l，亦可解決 不穩定化，且亦可避免犠牲基準狀態量與隨動狀態量之相 對里之優先度。因而，採用有關基準狀態量之係數八㈤可調 整之轉換式更佳。 第5實施例 20 以下，就本發明第5實施例，一面參照圖式，一面詳細 說明。第37圖係顯示本發明第5實施例之控制裝置之結構之 塊圖。本實施例係控制環路為3個，採用3個控制環路之狀 態量平均值作為基準狀態量，採用3個控制環路之各狀態量 作為隨動狀態量之例，只要是2個以上之控制環路皆為相同 80 1284791 之原理，且可構成相同之控制系統。 第37圖之控制裝置作為有關第χ隨動狀態量之第1控制 糸統之結構具有隨動狀態量設定值SP1輸入部61-1、隨動狀 態量測量值PV1輸入部62-1、操作量MV1輸出部63-1、PID 5控制運算部(PID控制器）64-1、係數B1記憶部65-1、作為内 部輸入值算出部之隨動狀態量内部偏差Erl，算出部66-1。 又，第37圖之控制裝置作為有關第2隨動狀態量之第2控制 系統之結構具有隨動狀態量設定值SP2輸入部61-2、隨動狀 態量測量值PV2輸入部62-2、操作量MV2輸出部63-2、PID 10控制運算部64_2、係數Β2記憶部65-2、作為内部輸入值算 出部之隨動狀態量内部偏差Er2’算出部66-2。又，第37圖之 控制裝置作為有關第3隨動狀態量之第3控制系統之結構具 有隨動狀態量設定值SP3輸入部61-3、隨動狀態量測量值ρ V3輸入部62·3、操作量MV3輸出部63_3、piD控制運算部6 15 4-3、係數B3記憶部65-3、作為内部輸入值算出部之隨動狀 態量内部偏差Er’算出部66-3。 再者，第37圖之控制裝置作為有關基準狀態量之結構 具有算㈣動狀態量設定值spi、隨動狀態量設定值sp2、 隨動狀態量設定值sp3之平均值作為基準狀態量設定值sp 20 m之基準狀態量設定值SPm算出部67、算出隨動狀態量測量 值PV1、隨動狀態量PV2、隨動狀態量㈣值pv3之平均值 作為基準狀態量測量值PVm之基準狀態量測量值算出 部68及係數Am記憶部69。 # 第38圖係本實施例之控制系統之塊線圖。在第38圖 81 1284791 中，Erl’係第1隨動狀態量之内部偏差，Er2’係第2隨動狀態 量之内部偏差，Er3,係第3隨動狀態量之内部偏差，Am係有 關基準狀態量之係數，B1係有關第1隨動狀態量與基準狀態 量之狀態量差之係數，B2係有關第2隨動狀態量與基準狀態 5 量之狀態量差之係數，B3係有關第3隨動狀態量與基準狀態 量之狀態量差之係數，A1係控制第1隨動狀態量之致動器， A2係控制第2隨動狀態量之致動器，A3係控制第3隨動狀態 量之致動器，P1係有關第1隨動狀態量之控制對象製程，p 2係有關第2隨動狀態量之控制對象製程，p3係有關第3隨動 10狀態量之控制對象製程，Gpl係包含致動器A1與製程Pi之 區塊之轉移函數’ Gp2係包含致動器A2與製程P2之區塊之 轉移函數，Gp3係包含致動器A3與製程p3之區塊之轉移函 數0 隨動狀態量設定值SP1輸入部61-1、隨動狀態量測量值 15 PV1輸入部62_1、操作量MV1輸出部63-1、PID控制運算部6 4-1、隨動狀態量内部偏差Erl，算出部㈣ '致動器义、製 程Ρ1構成第1控制系統（第墦制環路）。隨動狀態量設定值$
20 Ρ2輸入部61-2、隨動狀態量測量值pV2輸入部62_2、操作量 MV2輸出部63-2、PID控制運算部64 2、隨動狀態量内部偏 差Er2，f出部66_2、致動器A2、製程p2構成第2控制系_ 2控制祕）。然後’隨動狀態量設定值sp3輸入部似、产 動狀態量射值PV3輪入部62_3、操作量湖輸出部63: PID控制。運异相·3、隨動狀態量内部偏差阳，算出部队 3、致動②AS、製程Μ構成第3控⑽統(綠制環路）。 82 1284791 接著，使用第39圖，說明本實施例之控制裝置之動作。 首先，隨動狀態量設定值SP1藉控制裝置之運算子予以設定 後，藉由隨動狀態量設定值SP1輸入部61-1輸入至隨動狀態 量内部偏差Erl’算出部66-1及基準狀態量設定值8卩111算出 5部67(第39圖之步驟S501)。隨動狀態量設定值SP2藉控制裝 置之運算子予以設定後，藉由隨動狀態量設定值SP2輸入部 61-2輸入至隨動狀態量内部偏差Er2,算出部66-2及基準狀 態量設定值SPm算出部67(步驟S502)。隨動狀態量設定值s P3藉控制裝置之運算子予以設定後，藉由隨動狀態量設定 10值SP3輸入部61-3輸入至隨動狀態量内部偏差Er3,算出部的 -3及基準狀態量設定值spm算出部67(步驟S503)。 隨動狀態量測量值PV1藉圖中未示之第i檢測機構檢 測出後’藉由隨動狀態量測量值pV1輸入部62-1輸入至隨動 狀悲篁内部偏差Erl’算出部66-1及基準狀態量測量值pVm 15算出部68(步驟S504)。隨動狀態量測量值PV2藉圖中未示之 第2檢測機構檢測出後，藉由隨動狀態量測量值pV2輸入部6 2-2輸入至隨動狀態量内部偏差Er2，算出部66_2及基準狀態 量測量值PVm算出部68(步驟S505)。隨動狀態量測量值pv3 藉圖中未示之第3檢測機構檢測出後，藉由隨動狀態量測量 20值PV3輸入部62_3輸入至隨動狀態量内部偏差Er3,算出部6 6-3及基準狀態量測量值PVm算出部68(步驟S506)。 接著，基準狀態量設定值SPm算出部67如下式算出隨 動狀態量設定值SP1、隨動狀態量設定值sp2、隨動狀態量 设定值SP3之平均值作為基準狀態量設定值spm，將此基準 1284791 狀悲量設定值SPm輸出至隨動狀態量内部偏差Erl，算出部6 6-1、隨動狀態量内部偏差Er2,算出部66-2及隨動狀態量内 部偏差Er3’算出部66·3(步驟s5〇7)。 SPm=(SPl+SP2+SP3)/3 ...(106) 5 基準狀態量測量值pVm算出部68如下式算出隨動狀態 量測量值PV1、隨動狀態量測量值PV2、隨動狀態量測量值 PV3之平均值作為基準狀態量測量值pVm，將此基準狀態量 測量值P V m輸出至隨動狀態量内部偏差E r i，算出部6 6 _ i、隨 動狀態量内部偏差Er2’算出部66-2及隨動狀態量内部偏差E 10 r3’算出部66-3(步驟S508)。 PVm=(PVl+PV2+PV3)/3 -(107)
係數Am記憶部6 9預先記憶有有關基準狀態量之係數a m，係數B1記憶部65-1預先記憶有有關第”遺動狀態量與基 準狀態量之狀態量差之係數B1。隨動狀態量内部偏差Erl， 15算出部66-1依係數Am、B1、基準狀態量設定值SPm、基準 狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP1及隨動狀態量測 量值pvi，如下式算出隨動狀態量内部偏差Erl，（步驟85〇 9)。
Erl，=Am(SPm_PVm) +Bl{(SPl-SPm)-(PVl.pVm)} ...(108) 係數B2記憶部65-2預先記憶有有關第2隨動狀態量與 基準狀態量之狀態量差之係數B2。隨動狀態量内部偏差Er 2’算出部66-2依係數Am、B2、基準狀態量設定值SPm、基 準狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP2及隨動狀態f 84 1284791 測量值PV2，如下式算出隨動狀態量内部偏差Er2’(步驟S51 0) 〇
Er2，=Am(SPm-PVm) +B2{(SP2-SPm)-(PV2-PVm)} ·. · (109) 5 係數B3記憶部65-3預先記憶有有關第3隨動狀態量與 基準狀態量之狀態量差之係數B3。隨動狀態量内部偏差Er 3’算出部66-3依係數Am、B3、基準狀態量設定值SPm、基 準狀態量測量值PVm、隨動狀態量設定值SP3及隨動狀態量 測量值PV3，如下式算出隨動狀態量内部偏差Er3,(步驟S51 10 1) 〇
Er3’=Am(SPm-PVm) +B3{(SP3-SPmHPV3-PVm)} ".(110) 接著，PID控制運算部64-1進行如下式之轉移函數式之 PID控制運算，以算出操作量MV1(步驟S512)。 15 MVl=(100/Pbl){l+(l/Tils)+Tdls}Err •••(111) 在式(111)中，Pbl為比例帶，Til為積分時間，Tdl為微分時 間，s為拉普拉斯運算符。此外，PID控制運算部64]進行 操作量上下限處理來作為積分終結之對策，即，於所算出 20之操作量MV1較致動器輸出之下限值〇u小時，令操 作量MV1=0L1，所算出之操作量MV1較致動器…之輸出之 上限值OH1大時，令操作量mv1=〇H1。 PID控制運算部队2進行如下式之轉移函數式之邮控 制運算，以算出操作量MV2(步驟S513)。 85 1284791 MV2=(l〇〇/Pb2){l+(l/Ti2s)+Td2s}Er2, …(112) 在式(112)中，Pb2為比例帶，Ti2為積分時間，Td2為微分時 間。此外，PID控制運算部64-2進行操作量上下限處理來作 5為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV2較致動器A 2之輸出之下限值〇L2小時，令操作量MV2=OL2，所算出之 操作量MV2較致動器A2之輸出之上限值〇H2大時，令操作 量 MV2=OH2 〇 PID控制運算部64-3進行如下式之轉移函數式之piD控 10制運算，以算出操作量MV3(步驟S514)。
MV3=(l〇〇/Pb3){l+(l/Ti3s)+Td3s}Er3J …(113) 在式(113)中，Pb3為比例帶，Ti3為積分時間，Td3為微分時 間。此外，PID控制運算部64-3進行操作量上下限處理來作 15為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV3較致動器A 3之輸出之下限值〇L3小時，令操作量MV3=OL3,所算出之 操作量MV3較致動器A3之輸出之上限值〇H3大時，令操作 量 MV3=〇H3。 操作量MV1輸出部63-1將藉PID控制運算部64-1算出 20之操作量MV1輸出至致動器A1(步驟S515)。致動器A1依操 作量MV1運作，以控制第i隨動狀態量。 操作量MV2輸出部63-2將藉PID控制運算部64-2算出 之操作量MV2輸出至致動器A2(步驟S516)。致動器A2依操 作量MV2運作，以控制第2隨動狀態量。 ^284791 操作量MV3輸出部63-3將藉pid控制運算部64-3算出 之知作量MV3輸出至致動器A3(步驟S517)。致動器A3依操 作1MV3運作，以控制第3隨動狀態量。
5 在藉運算子指示控制之結束完成前（步驟S518中為YE S) ’依每一控制週期重複執行上述步驟S5〇1_S517之處理。 第40A圖、第41A圖、第42A圖、第43A圖、第44A圖係 颂示將隨動狀態量設定值SPi、SP2、SP3變更為30.0時之控 制系統之步驟回應，第4〇b圖、第41B圖、第42B圖、第43 B圖、第44B圖係顯示在以SP1=30.0、SP2=30.0、SP3=30.0 1〇穩定運算之狀態施加干擾時之控制系統之干擾回應。模擬 之條件如下述。 首先，將包含致動器A1與製程Pi之區塊之轉移函數Gp 工、包含致動器A2與製程P2之區塊之轉移函數Gp2、包含致 動器A3與製程P3之區塊之轉移函數Gp設定如下式。在此， 15 無控制環路間之干涉。
Gpl = 1.2exp(.2.0s)/{(l+70.0s)(l + l〇.〇s)} -(114)
Gp2=1.6exp(-2.0s)/{(l+60.0s)(l+l〇.〇s)} ...(115)
Gp3=2.0exp(-2.0s)/{(l+50.0s)(l + l〇.〇s)} ".(116) 依操作量^^1、]^2、]^¥3，隨動狀態量測量值1>¥1、 20 PV2、PV3訂定如下式。 …(117) …（118) …（119) PVl=GplMVl PV2=Gp2MV2 PV3=Gp3MV3 令為PID控制運算部64-1之PID參數之比例帶Pbl為5〇. 87 1284791 Ο，令積分時間Til為35.0，令微分時間Tdl為20.0，令為PI D控制運算部64-2之PID參數之比例帶Pb2為66.7，令積分時 間Ti2為35.0,令微分時間Td2為20.0,令為PID控制運算部6 4-3之PID參數之比例帶Pb3為100.0，令積分時間Ti3為35. 5 〇，令微分時間Td3為20.0。 由於第40A圖、第40B圖所示之模擬結果為與一般之控 制等價之設定(Am=1.0、Β1 = 1·〇、Β2=1·0、Β3=1·0)，而未
控制相對之狀態量（狀態量差），故隨動狀態量測量值PVl、 PV2、PV3並未一致。 10 由於第41A圖、第41B圖所示之模擬結果為本實施例之 效果呈中等程度之設定（Am=1.0、Β1=1·5、Β2=1·5、Β3=1· 5)，而控制一些相對之狀態量（狀態量差），故相較於第4〇Α 圖、第40Β圖之情形，隨動狀態量測量值pvi、PV2、PV3 一致0 由於第42Α圖、第42Β圖所示之模擬結果為本實施例之 效果顯者之 ό又疋（Απι=1·〇、βι=3·0、Β2=3·0、Β3=3·0)，而 可充分控制相對之狀態量（狀態量差），故較第4〇α圖、第4 0Β圖所示之情形，隨動狀態量測量值pvi、pv2、PV3相當 一致。 由於第43Α圖、第43Β圖所示之模擬結果為本實施例效 果過度之設定(Am=l.〇、Bl=4 〇、Β2=4 〇、Β3=4 〇)，而於 步驟回應時，發生控制之不穩定化，故相較於第42Α圖、第 42Β圖之情形，隨動狀態量測量值pvi、pv2、ρν3便不一 致0 88 1284791 由於第44A圖、第44B圖所示之模擬結果為避免本實施 例過度效果之設定(Am=0.7、Β1=4.0、Β2=4.0、Β3=4·0)， 而使基準狀態量低靈敏度化，故較第44Α圖、第44Β圖之情 形，隨動狀態量測量值PV1、PV2、PV3更一致。 5 在第40Α圖、第40Β圖〜第44Α圖、第44Β圖之模擬結果
中’藉令SP1=SP2=SP3=30.0，而使第1隨動狀態量與第2隨 動狀態量之差、第2隨動狀態量與第3隨動狀態量之差及第3 隨動狀態量與第1隨動狀態量之差皆為〇。 另一方面，若將隨動狀態量設定值SPi、SP2、SP3設 10定為不同之值，則對應各狀態量設定值SP1、Sp2、SP3之 差’ PV1、PV2、PV3產生變化而使各狀態量測量值ρνι、p V2、PV3之差保持一定。舉例言之，若設定spi=2〇 〇、sp2 =30.0、SP3=40.0，則為維持狀態量差ρν3 ρν2=1〇· 〇、狀 恶里差PV2-PVl = l〇.〇及狀態量差pv3-pvi=2〇 〇之步驟回 15 應、干擾抑制回應。 按’本實施例’在具有至少2個控制環路之控制系統 中，當以作為特定之基準之狀態量為基準狀態量，以予以 控制以使減基準絲量之㈣量轉在狀之值之狀態 量為隨動狀態量時，勃; 20 執仃將依輸入至控制隨動狀態量之控 制器之多數控制運算用輪 翰值异出之隨動狀態量偏差Eri轉 量内部偏差Eri，後，將之輸入至控制器之算出 二針具出私序中’藉算出隨動狀態量内部偏差Eri， 作為對應基準狀態量之笫〗 里之弟1要素與對應相對量之第2要素之 和，可實現一面將基準狀態 里一丨艰動狀怨1之狀態量差等 89 1284791 相對里維持在所期之值，一面將狀態量平均值等之基準 狀心里變更成所期之值之控制。又，在本實施例中，由於 可構成控制器之操作量與實際之致動器之輸出為即對應 之控制系統，故可防止積分終結，而可適用習知所提出之 5參數調整方法或自動調整功能等，而可調整控制器。又， 藉使用於對相對量之控制運算用輸入值之要素乘上第以系 數之值作為隨動狀態量内部偏差Eri，之第2要素，故可優先 控制相對量，同時控制基準狀態量。 又’藉使用於對應基準狀態量之控制運算用輸入值之 10要素乘上第2係數之值作為隨動狀態量内部偏差，之第1 要素，故可避免因依前述第1係數之控制之高靈敏度化之控 制不穩定化，且亦可避免犧牲基準狀態量與隨動狀態量之 相對量的優先度。 第6實施例 15 以下，就本發明第6實施例作說明。第45圖係顯示本發 明第6實施例之控制裝置之結構之塊圖。本實施例係控制環 路為3個，採用代表性之1個控制環路之狀態量作為基準狀 態量，採用另外2個控制環路之各狀態量作為隨動狀態量之 例’只要是2個以上之控制環路皆為相同之原理，且可構成 20 相同之控制系統。 第45圖之控制裝置作為有關第1隨動狀態量之第1控制 系統之結構具有隨動狀態量相對設定值ASPlni輸入部71_ 1、隨動狀態量測量值P V1輸入部7 2 -1、操作量μ V1輸出部7 3-1、PID控制運算部(PID控制器）74-1、係數Β1記憶部75β1、 90 1284791 作為内部輸入值算出部之隨動狀態量内部偏差Erl’算出部 76-1。又，第45圖之控制裝置作為有關第2隨動狀態量之第 2控制系統之結構具有隨動狀態量設定值Δ3Ρ2ιη輸入部71-2、隨動狀態量測量值PV2輸入部72-2、操作量MV2輸出部7 5 3-2、PID控制運算部74-2、係數Β2記憶部75-2、作為内部 輸入值算出部之隨動狀態量内部偏差Er2’算出部76-2。
再者，第45圖之控制裝置作為有關基準狀態量之第3 控制系統之結構具有基準狀態量設定值SPm輸入部77、基 準狀態量測量值PVm輸入部78、操作量MV3輸出部79、朽 10 D控制運算部80、係數Am記憶部81及基準狀態量内部偏差£ on’算出部82。 第46圖係本實施例之控制系統之塊線圖。在第46圖 中，Erl’係第1隨動狀態量之内部偏差，Er2’係第2隨動狀態 量之内部偏差，Er3’係基準狀態量之内部偏差，Am係有關 15 基準狀態量之係數，B1係有關第1隨動狀態量與基準狀態量 之狀態量差之係數，B2係有關第2隨動狀態量與基準狀態量 之狀態量差之係數，All係控制第1隨動狀態量之致動器， A12係控制第2隨動狀態量之致動器，A13係控制基準狀態 量之致動器，P11係有關第1隨動狀態量之控制對象製程，p 20 12係有關第2隨動狀態量之控制對象製程，P13係有關基準 狀態量之控制對象製程，Gpll係包含致動器All與製程pu 之區塊之轉移函數，Gpl2係包含致動器A12與製程P12之區 塊之轉移函數，Gpl3係包含致動器A13與製程P13之區塊之 轉移函數，Gp31係表示第1控制環路與第3控制環路間之干 91 1284791 涉之轉移函數，Gp32係表示第2控制環路與第3控制環路間 之干涉之轉移函數。 隨動狀態量相對設定值ASPlm輸入部71-1、隨動狀態 量測量值PV1輸入部72-1、操作量MV1輸出部73-1、PID控 5制運算部M-Ι、隨動狀態量内部偏差Erl，算出部76-1、致動 器All、製程P11構成第2控制系統（第1控制環路）。隨動狀 態量相對設定值ΜΡ]!!!輸入部71 -2、隨動狀態量測量值PV2 輸入部72-2、操作量MV2輸出部73-2、PID控制運算部74-2、 隨動狀態量内部偏差Εγ2,算出部76-2、致動器Α12、製程Ρ1 10 2構成第2控制系統（第2控制環路）。然後，基準狀態量設定 值SPm輸入部77、基準狀態量測量值pVln輸入部78、操作 量MV3輸出部79、PID控制運算部80、基準狀態量内部偏差 Erm’算出部82、致動器A13、製程P13構成第3控制系統（第3 控制環路）。 15 接著，使用第47圖，說明本實施例之控制裝置之動作。 首先，隨動狀態量相對設定值ASPlm藉控制裝置之運算子 予以設定後，藉由隨動狀態量相對設定值厶处丨瓜輸入部71_ 1輸入至隨動狀態量内部偏差Erl’算出部76-1(第47圖之步 驟S601)。隨動狀悲篁相對設定值ASP2m藉控制裝置之運算 20子予以設定後，藉由隨動狀態量設定值ASP2m輸入部71-2 輸入至隨動狀悲篁内部偏差Er2’算出部76-2(步驟S602)。基 準狀態量設定值SPm藉控制裝置之運算子予以設定後，藉 由基準狀悲里β又疋值SPm輸入部77輸入至隨動狀態量内部 偏差Erl’算出部76-1、隨動狀態量内部偏差Εγ2，算出部乃^ 92 1284791 及基準狀態量内部偏差Erm，算出部82(步驟S603)。 隨動狀態量測量值PV1藉圖中未示之第i檢測機構檢 測出後’藉由隨動狀態量測量值PV1輸入部72]輸入至隨動 狀態量内部偏差Erl，算出部76-1(步驟S604)。隨動狀態量 5測量值PV2藉圖中未示之第2檢測機構檢測出後，藉由隨動 狀態量測量值PV2輸入部72_2輸入至隨動狀態量内部偏差E r2’算出部76-2(步驟S605)。基準狀態量測量值pvm藉圖中 未示之第3檢測機構檢測出後，藉由基準狀態量測量值pVm 輸入部78輸入至隨動狀態量内部偏差Erl，算出部76-1、隨動 10 狀態量内部偏差Er2,算出部76-2及基準狀態量内部偏差玢 m’算出部82(步驟S606)。 係數Am記憶部81預先記憶有有關基準狀態量之係數a m，係數B1記憶部75-1預先記憶有有關第1隨動狀態量與基 準狀態量之狀態量差之係數B1。隨動狀態量内部偏差Erl， 15 算出部76-1依係數Am、B1、基準狀態量設定值SPm、基準 狀態量測量值PVm、隨動狀態量相對設定值Δ8Ρ1ηι及隨動 狀態量測量值PV1，如下式算出隨動狀態量内部偏差Erl’ (步驟 S607)。
Erl，=Am(SPm-PVm)+Bl{ASPlm-(PVl-PVm)} 20 …（120) 係數B2記憶部75-2預先記憶有有關第2隨動狀態量與 基準狀態量之狀態量差之係數B2。隨動狀態量内部偏差Er 2,算出部76-2依係數Am、B2、基準狀態量設定值SPm、基 準狀態量測量值PVm、隨動狀態量相對設定值△SP2m及隨 93 1284791 動狀態量測量值P V 2，如下式算出隨動狀態量内部偏差E r 2 ’ (步驟S608)。
Er2?=Am(SPm-PVm)+B2{ASPm-(PV2-PVm)} …(121) 5 基準狀態量内部偏差Erm’算出部82依係數Am、基準狀 態量設定值SPm、基準狀態量測量值PVm，如下式算出基 準狀態量内部偏差Erm’。（步驟S609)
Erm’=Am(SPm_PVm) ".(122) 接著，PID控制運算部74-1與PID控制運算部64-1同樣 10 地進行式（111)所示之PID控制運算，以算出操作量]^¥1(步 驟S610)。此外，PID控制運算部74-1進行操作量上下限處 理來作為積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV1較 致動器All之輸出之下限值〇Ll小時，令操作量]^¥1 = 〇1^ 1 ’所算出之操作量MV1較致動器All之輸出之上限值〇m 15 大時，令操作量MV1=0H1。 PID控制運算部74-2與nD控制運算部64_2同樣地進行 如式(m)所示之PID控制運算，以算出操作量猜2(步驟％ 11)。此外，PID控制運算部74_2進行操作量上下限處理來 作為積分終結之對策，即，於所算出之操作量Mv2較致動 20器A12之輸出之下限值0L2小時，令操作量Mv2=〇L2，所 算出之操作量謂較致動器A12之輪出之上限值〇h2大 時，令操作量MV2=OH2。 控制運算部80進行如下式之轉移函數式之piD控制 運算，以算出操作量MV3(步驟S612)。 94 1284791 MV3=(100/Pb3){l+(l/Ti3s)+Td3s}Erm’ •••(123) 在式（123)中，Pb3為比例帶，Ti3為積分時間，Td3為微分時 間。此外，PID控制運算部80進行操作量上下限處理來作為 5積分終結之對策，即，於所算出之操作量MV3較致動器八工 3之輸出之下限值OL3小時，令操作量MV3=OL3,所算出之 操作量MV3較致動器A13之輸出之上限值〇H3大時，令操作 ‘ 量 MV3=〇H3 〇 操作量MV1輸出部73-1將藉PID控制運算部74-1算出 1〇之操作量1^1輸出至致動器All(步驟S613)。致動器All依 操作量MV1運作，以控制第1隨動狀態量。 操作量MV2輸出部73-2將藉PID控制運算部74-2算出 之操作量MV2輸出至致動器八12(步驟S614)。致動器A12依 操作量MV2運作，以控制第2隨動狀態量。 15 操作量MV3輸出部79將藉PID控制運算部80算出之操 • 作量MV3輸出至致動器A13(步驟S615)。致動器A13依操作 量MV3運作，以控制基準狀態量。 在藉運算子指示控制之結束完成前（步驟S616中為ΥΕ • S) ’依每一控制週期重複執行上述步驟S601_S615之處理。 . ° 第48A圖、第49A圖、第50A圖、第51A圖、第52A圖係 …員示卩思動狀態量相對設定值ASPlm、ASP2m為0之狀態下， 將基準狀態量設定值SPm變更為3〇.〇時之控制系統之步驟 回應，第48B圖、第49B圖、第50B圖、第51B圖、第52B圖 係顯示在以△SPlmd、ASP2m=0、SPm=30.0穩定運算之狀 95 1284791 態施加干擾時之控制系統之干擾回應。模擬之條件如下述。 首先，將包含致動器All與製程ΡΠ之區塊之轉移函數 Gpll、包含致動器A12與製程P12之區塊之轉移函數Gpl2、 包含致動器A13與製程P13之區塊之轉移函數Gpi3設定如 5 下式。 …(124) …（125) (126)
Gpll = 1.2exp("2.0s)/{(l+70.0s)(l+10.0s)} Gpl2=1.6exp(-2.0s)/{(l+60.0s)(l+10.0s)}
Gpl3=2.0exp(-2.0s)/{(l+50.0s)(l+10.0s)} 又，將表示第1控制環路與第3控制環路間之干涉之轉 10 移函數Gp31、表示第2控制環路與第3控制環路間之干涉之 之轉移函數Gp32設定如下式。
Gp31=0.96exp(-2.0s) /{(l+70.0s)(l + 10.0s)} -(127)
Gp32=1.28exp(-2.0s) 15 /{(l+60.0s)(l + 10.0s)} -.(128) 依操作量]\1¥1、]^¥2、]\^3，隨動狀態量測量值？¥1、
PV2及基準狀態量測量值PVm訂定如下式。 PVl=GpllMVl+Gp31MV3 --(129) PV2=Gpl2MV2+Gp32MV3 ---(130) 20 PVm=Gpl3MV3 ---(131) 令為PID控制運算部74-1之PID參數之比例帶Pbl為50· 〇，令積分時間Til為35.0，令微分時間Tdl為20.0，令為PI D控制運算部74-2之PID參數之比例帶Pb2為66.7，令積分時 間Ti2為35·0，令微分時間Td2為20.0，令為PID控制運算部5 96 1284791 0之PID參數之比例帶pb3為100.0，令積分時間Ti3為35·0， 令微分時間Td3為20.0。 由於第48A圖、第48B圖所示之模擬結果為與一般之控 制等價之設定(Am=1.0、Β1=1·0、B2=1.0)，而未控制相對 5 之狀態量(狀態量差），故隨動狀態量測量值PV1、PV2及基 準狀態量測量值PVm並未一致。 由於第49A圖、第49B圖所示之模擬結果為本實施例之 效果呈中等程度之設定（Am=1.0、Β1=1·5、B2=1.5)，而 控制一些相對之狀態量（狀態量差），故相較於第48A圖、 10 第48B圖之情形，隨動狀態量測量值PV1、Pv2及基準狀態 量測量值PVm—致。 由於第50A圖、第50B圖所示之模擬結果為與本實施例 之效果顯著之設定(Am=1.0、Β1=3·0、Β2=3·0)，而可充份 控制相對之狀態量（狀態量差），故較第48Α圖、第48Β圖所 15示之情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測量 值PVm相當一致。 由於第51A圖、第51B圖所示之模擬結果為與本實施例 效果過度之設定(Am=l·0、Bl=4·0、B2=4·0)，而於步驟回 應時’發生控制之不穩定化’故相較於第50A圖、第％b圖 20之情形，隨動狀態量測量值PV1、PV2及基準狀態量測量值 PVm便不一致。 由於第52A圖、第52B圖所示之模擬結果為避免本實施 例過度效果之設定(八111=0.7、61=4.0、62=4.0)，而使基準 狀態量低靈敏度化，故較第50A圖、第50B圖之情形，隨動 97 1284791 狀態量測量值PVl、PV2及基準狀態量測量值PVm更一致。 在第48A圖、第48B圖〜第52A圖、第52B圖之模擬結果 中，藉令△SPlm=ASP2m=0.0,而使第1隨動狀態量與基準 狀態量之狀態量差及第2隨動狀態量與基準狀態量之差皆 5 為〇 〇 另一方面，若將ASPlm、Δ8Ρ2ιη設定為〇以外之值，則 • 對應該等設定，PV1、PV2、PVm產生變化而使各狀態量測
• 量值PV1、PV2、PVm之差保持一定。舉例言之，若設定A 馨 SPlm=20.0、Δ5Ρ2ιη=10·0，則為維持狀態量差PVl-PVm=2 10 〇· 0及狀態量差PV2-PVm=10.0之步驟回應、干擾抑制回應。 按，本實施例，可獲得與第5實施例相同之效果。又， 由第48A圖、第48B圖〜第52A圖、第52B圖之模擬結果可清 楚明白，在環路間有干涉之控制系統中，亦可有效地應用 本發明。 15 此外，第1實施例〜第6實施例所說明之控制裝置可藉具 有運算裝置、記憶裝置及介面之電腦與控制該等硬體資源 • 之程式而實現。 【圖式簡单說明】 第1圖係就本發明之狀態量内部設定值之控制器的回 20 應特性變化者作說明者。 • 第2圖係就本發明之狀態量内部設定值之控制器的回 應特性變化者作說明者。 第3圖係顯示本發明第1實施例之控制裝置之結構的塊 圖0 98 1284791 第4圖係本發明第1實施例之控制系統之塊線圖。 第5圖係顯示本發明第1實施例之控制裝置之動作之流 程圖。 第6A圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 5 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第6B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 回應者。
第7 A圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第7B圖係 10 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 回應者。 第8 A圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第8B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 15 回應者。
第9 A圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第9B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 回應者。 20 第10圖係顯示在本發明第1實施例之控制裝置中，變更 隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第10B圖係 顯示在本發明第1實施例中施加干擾時之控制系統的干擾 回應者。 第11圖係顯示本發明第2實施例之控制裝置之結構的 99 1284791 塊圖。 第12圖係顯示本發明第2實施例之控制系統之塊線圖。 第13圖係顯示本發明第2實施例之控制裝置之動作之 流程圖。 5 第14A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第14B 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第15A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 10 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第15B 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第16A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第16B 15 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第17A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第17B 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 20 控制系統的干擾回應者。 第18A圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第18B 圖係顯示在本發明第2實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 100 1284791 第19圖係就本發明之狀態量内部設定值之控制器之回 應特性變化作說明者。 第20圖係就本發明之狀態量内部設定值之控制器之回 應特性變化作說明者。 5 第21圖係顯示本發明第3實施例之控制裝置之結構之 塊圖。 第22圖係顯示本發明第3實施例之控制系統之塊線圖。 第23圖係顯示本發明第3實施例之控制裝置之動作之 流程圖。 10 第24A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第24B 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第25A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變 15 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第25B 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第26A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第26B 20 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第27A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第27B 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 101 1284791 控制系統的干擾回應者。 第28A圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第28B 圖係顯示在本發明第3實施例之控制裝置中施加干擾時之 5 控制系統的干擾回應者。 第29圖係顯示本發明第4實施例之控制裝置之結構的 塊圖。 第30圖係本發明第4實施例之控制系統之塊線圖。 第31圖係顯示本發明第4實施例之控制裝置之動作的 10 流程圖。 第32A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第32B 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 15 第33A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第33B 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第34A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 20 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第34B 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。
第35A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第35B 102 1284791 圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第36A圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第36B 5圖係顯示在本發明第4實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第37圖係顯示本發明第5實施例之控制裝置之結構的 塊圖。 第38圖係本發明第5實施例之控制系統之塊線圖。 10 第39圖係顯示本發明第5實施例之控制裝置之動作的 流程圖。 第40A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第40B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 15 控制系統的干擾回應者。 第41A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第41B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 20 第42A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第42B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第43A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 103 1284791 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第43B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第44A圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中，變 更隨動狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第44B 圖係顯示在本發明第5實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。
第4 5圖係顯示本發明第6實施例之控制裝置之結構的 塊圖。 10 第46圖係本發明第6實施例之控制系統之塊線圖。 第47圖係顯示本發明第6實施例之控制裝置之動作的 流程圖。 第48A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第48B 15 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第49A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第49B 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 20 控制系統的干擾回應者。 第50A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第50B 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 104 1284791 第51A圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第51B 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 5 第52A圖係顯示在本發明第6實施例之控制襄置中，變 更基準狀態量設定值時之控制系統之步驟回應者。第52B 圖係顯示在本發明第6實施例之控制裝置中施加干擾時之 控制系統的干擾回應者。 第53A圖係顯示習知控制裝置之結構之塊圖。第53B圖 10係顯示第53A圖之控制裝置之狀態量轉換部者。 第54A圖係顯示習知另一控制裝置之結構之塊圖。第5 4B圖係顯示第54A圖之控制裝置之狀態量轉換部者。 第55圖係顯示以狀態量平均值及狀態量差作為控制對 象之習知控制裝置之結構的塊圖。 15 第56圖係顯示使用橫式控制器之習知控制裝置之結構 的塊圖。 第57圖係顯示將第56圖之橫式控制器應用於第55圖之 控制裝置之結構的塊圖。 第58圖係就習知之參數調整作說明者。 2〇 【主要元件符號說明】 1-1…隨動狀悲量設定值SP1輸1-3…隨動狀態量設定值SP3輸 入部 入部 1-2…隨動狀悲f設定值SP2輸2-1…隨動狀態量測量值？¥1輸 入部 入部 105 1284791
2-2…隨動狀態量測量值pv2輸 入部 2- 3…隨動狀態量測量值pvg輸 入部 3- 1…操作量MV1輸出部 3-2…操作量MV2輸出部 3- 3…操作量MV3輸出部 4- 1…PID控制運算部 4-2...PID控制運算部 4- 3…PID控制運算部 5- 1…係數B1記憶部 5-2…係數B2記憶部 5- 3…係數B3記憶部 6- 1…隨動狀態量内部設定值$ ΡΓ算出部 6-2…隨動狀態量内部設定值$ P2’算出部 6-3…隨動狀態量内部設定值s P3,算出部 7…基準狀態量設定值spm# 出部 8…基準狀態量測量值p v m算 出部 9…係數Am記憶部 11-1 ~.隨動狀態量相對設定值 △ SPlm輸入部 11- 2 ···隨動狀態量相對設定值 △ SP2m輸入部 12- 1…隨動狀態量測量值PV1 輸入部 12- 2…隨動狀態量測量值PV2 輸入部 13- 1…操作量MV1輸出部 13- 2…操作量MV2輸出部 14- 1 PID控制運算部 14- 2…PID控制運算部 15- 1係數B1記憶部 15- 2…係數B2記憶部 16 -1隨動狀態量内部設定值s p Γ算出部 16- 2…隨動狀態量内部設定值 SP2’算出部 17···基準狀態量設定值SPm輸 入部 18…基準狀態量測量值pvm輸 入部 19…操作量MV3輸出部 20…PID控制運算部 106 1284791
21…係數Am記憶部
22…基準狀態量内部設定值SP m’算出部 314…隨動狀態量設定值SP1 輸入部 31-2…隨動狀態量設定值SP2 輸入部 31- 3…隨動狀態量設定值SP3 輸入部 32_ 1…隨動狀態量測量值pvi 輸入部 32- 2…隨動狀態量測量值pv2 輸入部 32_3…隨動狀態量測量值PV3 輸入部 33- 1…操作量MV1輸出部 33召…操作量MV2輸出部 33- 3…操作量MV3輸出部 34- 1…ΡΠ)控制運算部 34-2…PID控制運算部 34- 3…PID控制運算部 35_1···係數B1記憶部 35- 2···係數抝記憶部 35_3···係數B3記憶部 36-1…隨動狀態量内部測量值 PV1’算出部 36-2…隨動狀態量内部測量值 PV2’算出部 36-3…隨動狀態量内部測量值 PV3’算出部 37…基準狀態量設定值^如算 出部 38…基準狀態量測量值pVm算 出部 39…係數Am記憶部 41-1…隨動狀態量相對設定值 △ SPlm輸入部 41- 2…隨動狀態量相對設定值 △ SP2m輸入部 42- 1…隨動狀態量测量值ρνι 輸入部 42- 2…隨動狀態量测量值pV2 輸入部 43_1…操作量MV1輪出部 43- 2…操作量MV2輸出部 44- 1…ΡΠ)控制運算部 44_2…PID控制運算部 45- 1…係數B1記憶部 107 1284791
45 -2…係數B2記憶部 46-1隨動狀態量内部測量值 1’算出部 46-2…隨動狀態量内部測量值 PV2’算出部 47···基準狀態量設定值SPm輸 入部 48…基準狀悲量測量值pvm輸 入部 49…操作量MV3輸出部 50…PID控制運算部 51…係數Am記憶部 52…基準狀態量内部測量值p Vm’算出部 61-1…隨動狀態量設定值SP1 輸入部 61-2…隨動狀態量設定值SP2 輸入部 61- 3…隨動狀態量設定值SP3 輸入部 62- 1…隨動狀態量測量值pvi 輸入部 62-2…隨動狀態量測量值PV2 輸入部 62- 3···隨動狀態量測量值 輸入部 63- 1…操作量MV1輸出部 63-2…操作量MV2輸出部 63- 3…操作量MV3輸出部 64- 1…PID控制運算部 64- 2…PID控制運算部 64_3…PID控制運算部 65- 1…係數B1記憶部 65-2…係數B2記憶部 65- 3…係數B3記憶部 66- 1…隨動狀態量内部偏差扮 Γ算出部 66-2…隨動狀態量内部偏差扮 2’算出部 66-3…隨動狀態量内部偏差扮 3’算出部 67…基準狀悲量設定值 出部 68…基準狀悲置測量值 出部 69…係數Am記憶部 71-1…隨動狀態量相對設定值 △ SPlm輸入部 108 1284791
71- 2...隨動狀態量相對設定值 △ SP2m輸入部 72- 1...隨動狀態量測量值PV1 輸入部 72- 2…隨動狀態量測量值PV2 輸入部 73- 1...操作量MV1輸出部 73- 2...操作量MV2輸出部 74- 1 ...PID控制運算部 74- 2... PID控制運算部 75- 1...係數B1記憶部 75- 2...係數B2記憶部 76- 1...隨動狀態量内部偏差Er Γ算出部 76-2...隨動狀態量内部偏差Er 2’算出部 77.. .基準狀態量設定值SPm輸 入部 78.. .基準狀態量測量值PVm輸 入部 79.. .操作量MV3輸出部 80.. .PID控制運算部 81…係數Am記憶部 82.. .基準狀態量内部偏差Erm’ 算出部 1001…火爐 1002···電力調整器 1003·.·控制部 1011··.加熱器 1012…檢測機構 1013…檢測機構 1014.. .檢測機構 1016··.熱處理工作件 1031…比較器 1032…控制運算部 1033.. .執行程式圖形設定值 1034.. .溫度差檢測器 1035.. .溫度差設定器 1036··.比較器 1037…傾斜運算器 1038·.·變化率檢測器 1039.. .變化率設定器 1040…比較器 2002.. .反應管 2004 ...PID調節部 2005···電力控制部 2006.. .加熱器 2007.. .修正值輸出部 109 1284791 2008...狀態量轉換部 A2...致動器 2020…直立式熱處理裝置 A3...致動器 2021.··晶舟 All...致動器 2031…偏差電路部 A12...致動器 2032...偏差電路部 A13...致動器 3001...減法器 Am...係數 3002...減法器 B...溫度感測器 3003...狀態量轉換部 B1...係數 3004...乘法器 B2...係數 3005...乘法器 B3...係數 3006···乘法器 C1...控制器 3007...乘法器 C2...控制器 3008...加法器 Erl’...偏差 3009...加法器 Er2’...偏差 5003...控制器 Er3,…偏A 5004...控制器 Gpl…轉移函數 5005····加熱器 Gp2…轉移函數 5006...加熱器 Gp3…轉移函數 5007...火爐 Gpll…轉移函數 5008...火爐 Gpl2…轉移函數 5009...溫度感測器 Gpl3·.·轉移函數 5010…溫度感測器 Gp31…轉移函數 A...溫度感測器 Gp32…轉移函數 A1...致動器 P1...控制對象製程 110 1284791
P2...控制對象製程 P12...控制對象製程 P3...控制對象製程 P13···控制對象製程 P11...控制對象製程 111
Claims (1)
1284791 十、申請專利範圍： 1·一種控制方法，係包含有： 算出步驟，當以作為特定基準之狀態量為基準狀態量，以 予以控制以維持已預定與此基準狀態量相對之相對量的值 5之狀態量為隨動狀態量時，在分別構成控㈣路之至少純 控制器中，將輸入至控制前述隨動狀態量之控制器之多數 控制運算用輸入值中之!個轉換成内部輸入值，且將之輸入 至控制前述隨動控制量之控制器者；及 f制運算步驟’係在前述至少2個控㈣中，分別算出操作 里後將之輸出至對應所异出之操作量之控制環路的 對象者， I 前述算出步驟將前述内部輸入值作為對應前述基準狀態量 之第1要素與對應前述相對量之第2要素之和，將對應= 基準狀態量之前述控制運算用輸人值之要素作為前述第】 15要素’將對應前述相對量之前述控制運算用輸入值之要素 • 乘上預定之第1係數之值作為前述第2要素，藉此，算出前 述内部輸入佶。 20 =申請專利範圍々項之控制方法，其中轉換成前述内部 輸入值之控制運算用輸人值為隨動狀態量衫值阳，前述 内部輸入值為隨動狀態量内部設定值SPi，。 3·如申請專利範圍第2項之控制方法，其中前 用於對應前述基準狀態量之前述控制運算用輪人 乘上預定之第2佩之值取似接❹對應料 量之前述控财算用輸人值之要素來作為前述隨動狀㈣ 112 1284791 内部設定值SPi，之前述第1要素。 4·如申請專利範圍第2項之控制方法，其中前述算出步驟於 輸入預"又之基準狀態量設定值spm、測出之基準狀態量測 量值PVm、預設之隨動狀態量設定值spi及測出之隨動狀熊 里成I里值PVi作為前述控制運算用輸入值時，於前述隨動狀 態量設定值SPi及前述基準狀態量設定值SPm之第工差分及 前述隨動狀態量測量值PVi與前述基準狀態量測量值 之第2差分乘上根據用以規定前述隨動狀態量設定值PVi對 前述基準狀態量測量值PVm之隨動性程度之前述第 1〇 1的值，將前述第1差分與前述第2差分線性結合，藉此，算 出前述隨動狀態量内部設定值SPi，之前述第2要素。 5·如申請專·圍第2項之控制方法，其巾前述算出步驟於 輸入預设之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量測 =值,、預設之隨動狀態量設定值納及測出之隨動狀態 15 =該PVi作為前述控制運算用輸人值時，使㈣以規定 前述隨動狀態量設定值pvi對前述基準狀態量測量值pvm 之隨動性程度之前述幻餘Bi，並根^Pi，=spm+Bi(spi_ )(1 Bi)(PVi-PVm)，算出前述隨動狀態量内部設定值s Pi，。 2〇 6.如申請專利範圍第2項之控制方法，其中前述算出步驟於 輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量測 讀PVm、預設之_狀態量設定值spi及測出之隨動狀態 —量值Pvi作為前述㈣運算用輸人值時，使用規定前述 隨動狀態量設定值pvi對前述基準狀態㈣量值pvm之隨 113 1284791 動性程度之前述第1係數Bi，根據spi、PVi+( sPm_ PVm) +Bi{( SPi- SPm)-( PVi· PVm)}，算出前述隨動狀態量内 部設定值SPi’。 7·如申請專利範圍第2項之控制方法，其中前述算出步驟於 5輸入預没之基準狀態量設定值spm、測出之基準狀態量測 里值PVm、預设作為對應前述相對量之設定值之隨動狀態 里相對叹定值脚血及測出之隨動狀態量測量值pvi作為 刚述控制運算用輸入值時，於前述隨動狀態量相對設定值△ SPim、刚述P4動狀態量測量值PVi及前述基準狀態量測量值 10 PVm之差分乘上根據用以規定前述隨動狀態量設定值^ 對前述基準狀態量測量值PVm之隨動性程度之前述第丄係 數Bl的值’將刚述隨動狀態量相對設定值ASPim與前述差分 線性結合，藉此，算出前述隨動狀態量内部設定值SPi，之前 述第2要素。 15
20 8.如申請專利範圍第2項之控制方法，其中前述算出步驟於 =入預設之基準狀態量設定值spm、測出之基準狀態量測 里值PVm、預設作為對翁述相對量之狀值之隨動狀能 f相對設定值及測出之隨動狀態量測量值PVi作： 刖述控制運异用輸人值時，使用用以規定前述隨動狀熊旦 ^疋值PMW述基準狀態量測量值pvm之隨動性程声 則述第 1 係數Bl，並根據SPi，= SPm+BiASPim+(i_Bi)( p PVm) ’异出&述隨動狀態量内部設定值SPi’。 ^如申^專利範圍第2項之控制方法，其中前述算出步驟於 雨入預投之基準狀態量設輕SPm、測出之基準狀態量測 114 1284791 里值PVm、預没作為對應前述相董子量之設定值之隨動狀態 里相對口又定值ΜΡιγπ及測出之隨動狀態量測量值pvi作為 刖述控制運异用輸入值時，使用用以規定前述隨動狀態量 ^定值PVi對前述基準狀態量測量值pvm之隨動性程度之 5 刖述第 1係數Bl，根據SPi^pvi+ppm-pvm#叫Δ8ΙΜιη_(ρν ι-PVm)}，异出别述隨動狀態量内部設定值奶，。 1〇·如申睛專利範圍第3項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值spm及測出之基準狀態量 測量值PVm作為前述控制運算用輸入值時，於前述基準狀 10態量設定值SPm及前述基準狀態㈣量值pVm乘上根據用 以規疋刚述基準狀悲量測量值pVm對前述基準狀態量設定 值SPm之回應性程度之前述第2係數Am的值，將前述基準 狀態量設定值SPm與前述基準狀態量測量值pv_性結 合，藉此，算出前述隨動狀態量内部設定值spi，之前述第丄 15 要素。 11·如申請專利範圍第3項之控制方法，其中前述算出步驟於 輸入預设之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量測 里值PVm、預a又之隨動狀態量設定值spi及測出之隨動狀態 量測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用用以規定 20 前述隨動狀態量設定值PVi對前述基準狀態量測量值PVm 之隨動性程度之前述第丨係數Bi及用以規定前述基準狀態 量測量值PVm對前述基準狀態量設定值SPm之回應性程度 之前述第 2係數Am，並根據SPi，=AmSPm+(l_Am)PVm+Bi(s Pi-SPm)+(l-Bi)( PVi_PVm)，算出前述隨動狀態量内部設定 115 1284791 值 SPi’。 12·如申請專利範圍第3項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測量值PVm、預設之隨動狀態量設定值spi及測出之隨動狀 5態量測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用用以規 定前述隨動狀態量設定值PVi對前述基準狀態量測量值pv m之隨動性程度之前述第1係數m及用以規定前述基準狀態 量測量值PVm對前述基準狀態量設定值spm之回應性程度 之前述第2係數Am，並根據SPi，=PVi+Am(SPm-PVm)+Bi{(S 10 pi_SPmM PVi-PVm)}，算出前述隨動狀態量内部設定值sp i’。 13.如申請專利II圍第3項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測量值PVm、預設作為對應前述相對量之設定值之隨動狀 15悲I相對設定值ASPim及測出之隨動狀態量測量值PVi作 為前述控制運算用輸入值時，使用用以規定前述隨動狀態 量設定值pvi對前述基準狀態量測量值pVm之隨動性程度 之前述第1係數Bi及用以規定前述基準狀態量測量值ρν^ 對岫述基準狀態量設定值s p m之回應性程度之前述第2係 20 數Am，並根據SPi，=AmSPm+(l-Am) PVm+BiASPim+(LBi) (PVi-PVm) ’异出前述隨動狀態量内部設定值spi，。 14·如申睛專利範圍第3項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測I值PVm、預設作為對應前述相對量之設定值之隨動狀 116 1284791 悲里相對δ又疋值^Ρίιη及測出之隨動狀態量測量值pw作 為前述控制運算用輸入值時，使用用以規定前述隨動狀態 量設定值PVi對前述基準狀態量測量值PVm之隨動性程度 之前述第1係數Bi及用以規定前述基準狀態量測量值pVm 5對前述基準狀態量設定值SPm之回應性程度之前述第2係 數Am，並根據sPi，=pVi+Am(SPm_pVm)+Bi{ASpim_(pvi p Vm)} ’算出前述隨動狀態量内部設定值spi，。 15·如申請專利範圍第4項之控制方法，其中前述基準狀態 量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值S 10 Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 16·如申喷專利範圍第5項之控制方法，其中前述基準狀態 篁為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值S 15 Pin為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 17·如申叫專利範圍第6項之控制方法，其中前述基準狀態 里為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值S 20 Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值基準狀悲量测量值pVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 18·如申明專利範圍第7項之控制方法，其中前述基準狀態 里為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值S 117 1284791 Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 19·如申請專利範圍第8項之控制方法，其中前述基準狀態 5 畺為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值S Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 2〇·如甲請專利範圍第9項之控制方法，其中前述基準狀態 10置為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值s Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 21·如申請專利範圍第1〇項之控制方法，其中前述基準狀態 15 量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值S Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 22·如申請專利範圍第n項之控制方法，其中前述基準狀態 20 量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值s Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 23·如申請專利範圍第12項之控制方法，其中前述基準狀態 118 1284791 量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值S Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 5 24·如申請專利範圍第13項之控制方法，其中前述基準狀態 量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值s Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值’基準狀態量測量值pVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 10 25·如申請專利範圍第14項之控制方法，前述基準狀態量為 2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值SPm為 對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均值，基準 狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之各測量 值之平均值。 15 26·如申請專利I色圍第4項之控制方法，其中前述基準狀態 $為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前述 1個狀心畺之5又疋值，基準狀態量測量值pVm為前述1個狀 態量之測量值。 27·、如申明專利範圍第5項之控制方法，其中前述基準狀態 20 |為預定之1赌態量，基準狀態量設定值spm為對應前述 個狀二里之°又疋值，基準狀態量測量值PVm為前述1個狀 態量之測量值。 28·、士中明專利it圍第6項之控制方法，其中前述基準狀態 $為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前述 119 1284791 1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個狀 態量之測量值。 29. 如申請專利範圍第7項之控制方法，其中前述基準狀態 量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前述 5 1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個狀 態量之測量值。 30. 如申請專利範圍第8項之控制方法，其中前述基準狀態 量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前述 1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個狀 10 態量之測量值。 31. 如申請專利範圍第9項之控制方法，其中前述基準狀態 量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前述 1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個狀 態量之測量值。 15 32.如申請專利範圍第10項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 3 3.如申請專利範圍第11項之控制方法，其中前述基準狀態 20 量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前述 1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個狀 態量之測量值。 34.如申請專利範圍第12項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 120 1284791 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述工個 狀態量之測量值。 35·如申請專利範圍第13項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 5述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述工個 狀態量之測量值。 36·如申請專利範圍第14項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值pVm為前述^固 1〇 狀態量之測量值。 37.如申請專利範圍第4項之控制方法，其中將前述以係 數之數值設定為較1大之值，以提高隨動狀態量測量值PVi 對基準狀態量測量值PVmi隨動性程度。 15
20 38.如申請專利範圍第5項之控制方法，其中將前述第雎 數之數值4為之值，以提高隨動狀態量測量值 對基準狀態量測量值PVm<隨動性程度。 39·如申請專利範圍第6項之控制方法，其中將前述第⑽ 數之數值設定為較！大之值，叫高隨動狀態 對基準狀態量测量值PVm之隨動性程产。 值Vl 申請專利範圍第7項之控制方7,其 數之數值設定為較i大之值，、 义乐丄你 對兵準狀能旦、自丨B 以提高隨動狀態量測量值PVi 對基旱狀m彳钱PVm《p麵性程度。 41·如申請專利範圍第8項之 X 數之數值設定為較i大之值，、·▲、、其中將刚述第1係 以提高隨動狀態量測量值pVi 121 1284791 對基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。 42.如申請專利範圍第9項之控制方法，其中將前述第_ 數之數值《又定為較1大之值，以提高隨動狀態量測量值^ 對基準狀態量測量值PVm2隨動性程度。 厂43.如申請專利範圍第之控制方法，其中將前述第祕 數之數值。又定為較1大之值，以提高隨動狀態量測量值 對基準狀態量測量值pVrn之隨動性程度。 44.如申請專利範圍第n項之控制方法，其中將前述第_ 數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值pvi 10 對基準狀悲量測量值PVm之隨動性輕度。 45·如申請專利範圍第12項之控制方法，其中將前述第祕 數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態㈣量值^ 對基準狀悲量測量值PVm之隨動性程度。 46. 如申請專利範圍第13項之控制方法，其中將前述幻係 15數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值μ 對基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。 47. 如中請專利範圍第14項之控制方法，其帽前述第鴻 數之數值設定為較1大之值，以提高隨動狀態量測量值pvi 對基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。 20 48.如申請專利範圍第i項之控制方法，其中轉換成前述内 部輸入值之控制運算用輸入值為隨動狀態量測量值Μ，前 述内部輸入值為隨動狀態量内部測量值。 49.如申請專利範圍第48項之控制方法，其中前述算出步 驟使用於對應前述基準狀態量之前述控制運算用輸入值之 122 1284791 要素乘上預定之第2係數之值取代直接使用對應前述基準 狀態量之前述控制運算用輸入值之要素來作為前述隨動狀 態量内部測量值PVi，之前述第1要素。 5〇·如申請專利範圍第48項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預叹之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 、J 1值PVm、預设之隨動狀態量設定值spi及測出之隨動狀 態篁測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，於前述隨動 狀恶量設定值SPi及前述基準狀態量設定值SPm之第1差分 及刚述隨動狀態量測量值PVi與前述基準狀態量測量值PV m之第2差分乘上根據用以規定前述隨動狀態量設定值pw 對則述基準狀態量測量值p v m之隨動性程度之前述第1係 fBl的值’將前述第1差分與前述第2差分線性結合，藉此， 算出前述隨動狀態量内部測量值PVi，之前述第2要素。 1 51·如申請專利範圍第48項之控制方法，其中前述算出步驟 ;輸入預叹之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 、曰值？\^111、預汉之隨動狀態量設定值及測出之隨動狀 $量測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用用以規 定前述隨動狀態量設定值Pvi對前述基準狀態量測量值pv m之隨動性程度之前述第工係數Bi，並根據pvi，=pvm+(i-叫 〇 ( SPl_ SPm)+Bi(PVi· PVm)，算出前述隨動狀態量内部測 量值PVi，。 2·如申π專利li®第48項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 、J里值PVm、預没之隨動狀態量設定值spi及測出之隨動狀 123 1284791 態量測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用用以規 定前述隨動狀態量設定值PVi對前述基準狀態量測量值pv m之隨動性程度之前述第1係數Bi，並根據pvi，= spi_( sp m- PVm)-Bi{( SPi_ SPm)_( Pvi_ PVm)}，算出前述隨動狀 5 態量内部測量值PVi，。 53.如申請糊第48項之㈣方法，其切述算出步驟 於輸入預設之基準狀態#設定值SPm、測出之基準狀態量
10 15
20 測量值PVm、倾作為職前述相對量之蚊值之隨動狀 態量相對設定值Δ8Ρίιη及測出之隨動狀態量測量值pvi作 為則述控制運算用輸人值時，於前述隨動狀態量相對設定 值^m、冑述隨動狀態量測量值pvi及前述基準狀態量測 量值PVm之差分乘上根_以蚊前魏錄態量設定值 PVi對前冑基準狀態量測量值pVm之隨動性程度之前述第1 係數Bi的值，將前述隨動狀態量相對設定值娜峨前述差 分線性結合，藉此，算出前述隨動狀態量内部測量值阶 之前述第2要素。 认如申請專鄕圍第48項之控制方法，其中前述算出步驟 於，入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 =篁值PVm、預設作為龍前述相對量之設定值之隨動狀 態量相對設定值撕^及測出之隨動狀態量測量值p爾 =前述控制運算用輸人值時’使用用以規定前述隨動狀態 量設定值pvi對前述基準狀態量冑量值pvm之隨動性程度 之前述W係數Bi，並根據pvi，= pVm♦琴阳 -PVm)，算出前述隨動狀態量内部測量值pvi，。 124 1284791 55·如申請專利範圍第49項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm及測出之基準狀態量 測量值PVm作為前述控制運算用輸入值時，於前述基準狀 態I設定值SPm及前述基準狀態量測量值PVm乘上根據用 5 以規定前述基準狀態量測量值PVm對前述基準狀態量設定 值SPm之回應性程度之前述第2係數Am的值，將前述基準 狀態量設定值S P m與前述基準狀態量測量值p v m線性結 合’藉此，算出前述隨動狀態量内部測量值值pvi，之前述 第1要素。 10 56·如申請專利範圍第49項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測量值PVm、預設之隨動狀態量設定值spi及測出之隨動狀 態1測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用用以規 定前述隨動狀態量設定值PVi對前述基準狀態量測量值pv 15瓜之隨動性程度之前述第1係數Bi及用以規定前述基準狀態 里測1值PVm對前述基準狀態量設定值；§pm之回應性程度 之前述第2係數Am，並根據PViyi-AnOSPm+AmPVm+G-BiXSPi- SPm)+Bi(PVi.PVm)， 算出前述隨動狀態量㈣測 量值PVi，。 20 57·如申請專利範圍第49項之控制方法，其中前述算出步驟 V輸入預没之基準狀態量設定值gjpm、測出之基準狀態量 測1值PVm、預設之隨動狀態量設定值SPi及測出之隨動狀 態置測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用規定前 述隨動狀態量設定值PVi對前述基準狀態量測量值pvm之 125 1284791 隨動性程度之前述第1係數Bi及用以規定前述基準狀態量 測量值PVm對前述基準狀態量設定值SPm之回應性程度之 前述第2係數Am，並根據PVi，= SPi-Am(SPm-PVm)-Bi{(SPi -SPmHPVi-PVm)}，算出前述隨動狀態量内部測量值PVi’。 5 58·如申請專利範圍第49項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測量值PVm、預設作為對應前述相對量之設定值之隨動狀 態量相對設定值ASPim及測出之隨動狀態量測量值PVi作 為刖述控制運鼻用輸入值時，使用用以規定前述隨動狀態 10 量設定值PVi對前述基準狀態量測量值PVm之隨動性程度 之前述第1係數Bi及用以規定前述基準狀態量測量值PVrn 對前述基準狀態量設定值SPm之回應性程度之前述第2係 數Am，並根據PVi’=(l-Am)SPm+AmPVm+(l-Bi)ASPim+Bi (PVi-PVm)，算出前述隨動狀態量内部測量值pvi，。 15 59·如申請專利範圍第5〇項之控制方法，其中前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 20 60.如中請專職_51項之控制方法，其中前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基革狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值’基準狀悲篁測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 126 1284791 61·如申请專利範圍第52項之控制方法，其中前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 5 各測量值之平均值。 62.如申請專利範圍第53項之控制方法，其中前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 10 各測量值之平均值。 63·如申請專利範圍第54項之控制方法，其中前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 15 各測量值之平均值。 ~ 64. 如申請專利範圍第％項之控制方法，其中前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值’基準狀,4量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 20 各測Ϊ值之平均值。 ' 65. 如中請專利範圍第56項之控制方法，其中前逃基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 心為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值pVm為前述2個以上之隨動狀態量之 127 1284791 各測量值之平均值。 Γ旦如申請專利範圍第57項之控制方法，其中前述基準狀 〜里為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 S P m為對應别述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 5值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀熊量之 各測量值之平均值。 如申請專利範圍第58項之控制方法，其中前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 10值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 68·如申請專利範圍第5〇項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述丄個 15 狀態量之測量值。 69·如申請專利範圍第51項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值81>111為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述以固 狀態量之測量值。 2〇 70·如申請專利範圍第52項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 71·如申請專利範圍第53項之控制方法，其中前述基準狀 128 1284791 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 72. 如申請專利範圍第54項之控制方法，其中前述基準狀 5 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 73. 如申請專利範圍第55項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 10 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 74. 如申請專利範圍第56項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 15 狀態量之測量值。 75. 如申請專利範圍第57項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 20 76.如申請專利範圍第58項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 77.如申請專利範圍第50項之控制方法，其中將前述第1係 129 1284791 數之數值設定騎1A之值，以提高_狀態㈣量值PVi 應基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。 78. 如申請專利範圍第51項之控制方法，其中將前述幻係 數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值Μ 5對基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。 79. 如申請專利範圍第52項之控制方法，其中將前述請、 數之數值設定為較；!大之值，以提高隨動狀態量測量值Μ 對基準狀態量測量值PVmt隨動性程度。 80. 如申請專利範圍第53項之控制方法，其中將前述請、 10數之數錢定為較1A之值，以提高隨動狀態量測量值pvi 對基準狀態量測量值PVm2隨動性程度。 81·如申响專利範圍第54項之控制方法，其中將前述第1係 數之數值π疋為較！大之值，以提高隨動狀態量測量值w 對基準狀態量測量值PVm2隨動性程度。 82·如申响專利範圍第55項之控制方法，其中將前述第1係 數之數值.又疋為Μ大之值，以提高隨動狀態量測量值^ 對基準狀態量测量值PVm之隨動性程度。 83·如申請專利範圍第56項之控制方法，其中將前述第域 數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值W 20對基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。 84·如申請專利範圍第57項之控制方法，其中將前述第螬 數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值W 對基準狀態量測量值PVm2隨動性程度。 85.如申請專利範圍第58項之控制方法，其中將前述第域 130 1284791 數之數值設定為較！大之值，吨高隨動 對基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。J里值Μ 5 10 15 20 :6.如申請專利範圍第i項之控制方法，其中轉 指入值之控制運算用輸人值為隨動狀態量偏差如，二、 内W輸入值為隨動狀態量内部偏差如，。 別述 87.如申請專利範圍第％項之控制方法，其中前述 使用於對應則述基準狀態量之前述控制運算用輸v驟 素乘上預定之第2係數的值取代直接使用對應 ^要 態量之前述控制運算用輸入值之要素來作為前述叫^ $内部偏差Eri，之前述第1要素。 L 肌如申請專利範圍第86項之控制方法，其中前述 於輸入預設之基準狀態量設定值spm、測出之基準二 測量值PVm、預設之隨動狀態量設定細及測出之隨：： 態量測量值PVi作為前述控前算用輸人值時，於前述 狀態量設定值SPi與前述基準狀態量設定值spm之第^分 及前述隨動狀H量測量值PV i與前述基準狀態量測量值^ m之第2差分乘上根據用以規定前述隨動狀態量設定值PVi 對前述基準狀態制量值pVm之軸性程度之前述第⑽ 數幽值’將前述第1分與前述第2差分線性結合，藉此'，' 算出前述隨動狀態量内部偏差Eri，之前述第2要素。曰 89.如申請專利範圍第86項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測重值PVm、預設之隨動狀態量設定值spi及測出之隨動狀 態量測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用用以規 131 1284791 定前述隨動狀態量設定值PVi對前述基準狀態量測量值pv °"之隨動性程度之前述第1係數Bi，並根據Eri，= SPm_PVm+ Bi{(SPi-SPm)_(Pvi_PVm)}，算出前述隨動狀態量内部偏差£ 5 9〇·如申請專利範圍第86項之控制方法，其中其中前述算出 二:於輸人之基準狀態量設定值咖、測出之基準狀 〜$ =里值PVm、預設之隨動狀態量設定值SPi及測出之隨 動狀=里測置值^作為前述控制運算用輸入值時，使用用 乂規疋刚述隨動狀態量設定值pvi對前述基準狀態量測量 1〇值PVm之隨動性程度之前述第i係數识，並根據此，=⑴叫 SPm PVm)+Bl(spi_pvi)，算出前述隨動狀態量内部偏差& 申晴專利範圍第86項之控制方法，其中前述算出步驟 15 20 =預、數基準狀態量 應前述相對量之設定值之隨動狀 為；述和：疋:ΔδΡΐΓη及測出之隨動狀態量測量值p vi作 值：,’二异用輪入值時，於前述隨動狀態量相對設定 量值。νί及前述基準狀_ PVi對㈣_以規定前述隨缝態量設定值 pw對刖祕錢態相量值pvm 係數Bi的值，將前述1"叫度之剛述弟1 分線性結合，||此，“〜 值侧讀前述差 物要素。 ㈣紐較^㈣偏細，之前 A如申請專顧圍輪項之控财法，其中前述算出步驟 132 1284791 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測量值PVm、預設作為對應前述相對量之設定值之隨動狀 態量相對設定值△SPim及測出之隨動狀態量測量值pvi作 為前述控制運算用輸入值時，使用規定前述隨動狀態量設 5 定值PVi對前述基準狀態量測量值PVm之隨動性程度之前 述第 1 係數Bi，並根據Eri’= SPm-PVm+Bi{ASPim-(PVi-PV m)}，算出前述隨動狀態量内部偏差扮丨，。 93·如申請專利範圍第87項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm及測出之基準狀態量 10 測量值PVm作為前述控制運算用輸入值時，於前述基準狀 態S設定值SPm及前述基準狀態量測量值PVm乘上根據用 以規定前述基準狀態量測量值PVm對前述基準狀態量設定 值SPm之回應性程度之前述第2係數Am的值，將前述基準 狀態量設定值S P m與前述基準狀態量測量值p v m線性結 15 合，藉此，算出前述隨動狀態量内部偏差Ed，之前述第1要 素。 94·如申請專利範圍第87項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測畺值PVm、預设之隨動狀態量設定值spi及測出之隨動狀 20態量測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用規定前 述隨動狀態量設定值PVi對前述基準狀態量測量值pVni2 隨動性程度之前述第i係數Bi及規定前述基準狀態量測量 值P V m對别述基準狀態量設定值s p m之回應性程度之前述 第2係數Am，並根據Eri，=Am(Spm_pVm)+Bi⑹pi spm^( p 133 1284791 • PVm)} ’异出鈾述隨動狀態量内部偏差eh，。 95·如申请專利第87項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預⑤之基準狀態量設定值Spm、測出之基準狀態量 測里值PVm、預設之隨動狀態量設定值spi及測量出之隨動 5狀態量測量值PVi作為前述控制運算用輸入值時，使用用以 規定前述隨動狀態量設定值PVi對前述基準狀態量測量值p Vm之隨動性程度之前述第1係數則及用以規定前述基準狀 態量測量值PVm對前述基準狀態量設定值SPm之回應性程 度之前述第2係數Am，並根據Eri，=(Am-Bi)(SPm-PVm)+Bi 10 (SPi_PVi) ’算出前述隨動狀態量内部偏差£土。 96·如申請專利範圍第87項之控制方法，其中前述算出步驟 於輸入預設之基準狀態量設定值SPm、測出之基準狀態量 測量值PVm、預設作為對應前述相對量之設定值之隨動狀 態量相對設定值ASPim及測出之隨動狀態量測量值PVi作 15 為則述控制運算用輸入值時，使用用以規定前述隨動狀態 量設定值PVi對前述基準狀態量測量值pvm之隨動性程度 之前述第1係數Bi及用以規定前述基準狀態量測量值Pvm 對前述基準狀態量設定值SPm之回應性程度之前述第2係 數Am，並根據Eri’=Am(SPm- PVm)+Bi{ASPim-(PVi-PV 20 m)}，算出前述隨動狀態量内部偏差Eri’。 97·如申請專利範圍第88項之控制方法，其中前述基準狀態 量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值δ Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 134 1284791 各測量值之平均值。 98·如申請專利範圍第89項之控制方法，其中前述基準狀態 量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值s Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 5 值’基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 99·如申請專利範圍第9〇項之控制方法，其中其中前述基準 狀態ΐ為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定 值SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平 10均值’基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量 之各測量值之平均值。 loo.如U利範圍第”項之控制方法，其巾前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各狀值之平均 15值’基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 101·如中料利_第92項之控制方法，其中前述基準狀 悲3：為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 20值，基準狀態量測量值⑽為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 w 102·如中料觀圍第93項之控制方法，其中前述基準狀 悲里為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 心為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 135 1284791 值’基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 103·如申請專利範圍第94項之控制方其中前述基準狀態 量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值S 5 Pm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值’基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 104·如申請專利範圍第95項之控制方法，其中前述基準狀 態^:為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 10 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 1〇5·如申叫專利範圍第96項之控制方法，其中前述基準狀 態量為2個以上之隨動狀態量之平均值，基準狀態量設定值 15 SPm為對應前述2個以上之隨動狀態量之各設定值之平均 值，基準狀態量測量值PVm為前述2個以上之隨動狀態量之 各測量值之平均值。 106. 如中請專利範圍第88項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1錄態量’基準狀態量蚊值SPm為對應前 2〇述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值pVm為前述以固 狀態量之測量值。 107. 如申請專利範圍第89項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1錄態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述⑽ 136 1284791 狀態量之測量值。 108.如申請專利範圍第90項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 5 狀態量之測量值。 109·如申請專利範圍第91項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 10 110.如申請專利範圍第92項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 111. 如申請專利範圍第93項之控制方法，其中前述基準狀 15 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 112. 如申請專利範圍第94項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 20 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 狀態量之測量值。 113. 如申請專利範圍第95項之控制方法，其中前述基準狀 態量為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述1個 137 1284791 狀態量之測量值。 114·如申請專利範圍第％項之控制方法，其中前述基準狀 態篁為預定之1個狀態量，基準狀態量設定值SPm為對應前 述1個狀態量之設定值，基準狀態量測量值PVm為前述域 5 狀態量之測量值。 115·如申請專利範圍第88項之控制方法，其中將前述第1 係數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值p Vi對基準狀悲量測量值pvm2隨動性程度。 II6·如申請專利範圍第89項之控制方法，其中將前述第丄 10係數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值p Vi對基準狀態置測量值pvm之隨動性程度。 117.如申請專利範圍第90項之控制方法，其中將前述幻 係數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值P Vi對基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。 15 118.如申請專利範圍第91項之控制方法，其中將前述釤 係數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值p Vi對基準狀態量測量值pvm2隨動性程度。 119.如申請專利範圍第92項之控制方法，其中將前述幻 係數之數值設定為較：!大之值，以提高隨動狀態量測量值p 20 Vi對基準狀態量測量值PVm之隨動性程度。 12〇.如申請專利範圍第93項之控制方法，其中將前述幻 係數之數值設定為較i大之值，以提高隨動狀態量測量值P Vi對基準狀態量測量值PVm<隨動性程度。 121.如巾請專利範圍f94項之控制方法，其帽前述第工 138 1284791 係數之數值設定為較i大之值，以 vi對基準狀_量值 122·如申請專利範圍第95項之控 係數之數值設定為較大之值 j ’其中將前述第1 5
10 15
20 Vi之基準狀態1測量值PVni之隨動動狀態*測量舒 123·如申請專利範圍第96項 ^ ^ 徑制方法，其中將前述第工 ，之數值設，f1A之值，以提高隨動狀態量測量值P i之基準狀態量測量值PVm2隨動性程度。 124·—種控制裝置，係包含有： 控制器，係以作為特定基準之狀態量為基準狀態量，以予 以控制以維持已預定與此基準狀態量相對之相對量的值之 狀態量為_狀態量時’就每-隨動狀態量設置，以算出 用以控制隨動狀態量之操作量，將之輸出至對應所算出之 操作量之控制環路之控制對象者；及 内部輸入值算出部，係就每一隨動狀態量設置，以將輸入 ，前述控制器之多數控制運算用輸入值中U個轉換：内 部輸入值後，將之輸入至對應之前述控制器者， 前述内部輸入值算出部將前述内部輸入值作為對應前述美 準狀態量之第1要素與對應前述相對量之第2要素之和 對應前述基準狀態量之前述控制運算用輸入值之要素作為 前述第1要素，將於對應前述相對量之前述控制運算用輪入 值之要素乘上預定之第1係數的值作為前述第2要素，藉 此，算出前述内部輸入值。 均 139 1284791 第5圖 年月日修仗Κ'ΐ?換頁 m1/ " 1
1284791 第53A圖 日修(幻土替換奐 £ Ί%Ί
1003控制部 第53Β圖 TC1 TC2 TC3 ,1041 狀態量 轉換部 m_ (TC2-TC3) dOdt
1284791 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為··第（3 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 隨動狀態量内部設定值SP2,算 …基準狀悲ΐ没定值SPm算出部 8…基準狀態量測量值PVm算出^ 9…係數Am記憶部 3-1…操作量MV1輸出部 ^ 3-2…操作量MV2輸出部 3- 3…操作量MV3輸出部 4- 1…PID控制運算部 4-2...PID控制運算部 4- 3…PID控制運算部 5- 1…係數B1記憶部 5-2…係數B2記憶部 5-3…係數B3記憶部 八 本案右有彳b學柄，請揭*最能齡拥槪的化學式： % Λ
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