(57)【要約】制御方法は、次式を使用する。すなわち、制御値（ＣＶ）＝比例値（ＰＶ）＋微分値（ＤＶ）＋微分補正（ＤＣ）である。ここで、ＰＶは、０からＭＡＸまで達し、非常に狭いバンドにわたり−例えば、設定値からプラスマイナス１℃の温度制御で−作用し、ＣＶを安定化するために使用され、設定値に追い込む。ＤＶは、−ＭＡＸからＭＡＸまで達し、最も直近の値を古い値に比してより多く重み付けをすることで、時定数にわたって指数関数的に値が下がる。これによって、大きなステップサイズにかかわらず、制御は真の微分を見込むことができ、そのステップサイズはその微分を完全に小さな時間窓内にマスクするかもしれないものである。ＤＣは、−ＭＡＸからＭＡＸまで達し、いかなる状況に対してもこの方式を働かせる。目的とする微分係数はグラフに基づいて規定される。その後、スロープが理想の規定に従っていない場合、この値は補正のために調整される。
2011527044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定点に到達するための制御値を生成することによって電子機器を制御する方法であって、
中央値、最小値及び最大値を有する比例値（ＰＶ）の範囲を生成する段階と、
経時変化を反映するとともに最新の値を古い値よりも多く重み付けする微分値（ＤＶ）を生成する段階と、
所望の応答スロープを表す微分補正（ＤＣ）を生成する段階と、
前記ＰＶ、ＤＶ及びＤＣを加えて制御値を生成し、この制御値を前記電子機器に適合させる段階と、を有する方法であって、
前記ＰＶは、過去の制御値の平均が前記ＰＶ範囲の前記中央値を表し、前記ＰＶの最小値及び前記ＰＶの最大値は前記機器の応答を反映する時間にわたって再目盛り付けされるようになっている方法。
【請求項２】
前記電子機器はヒータである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電子機器はモータである請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本願は、２００８年７月２日に出願された米国特許出願番号６１／０７７，６６３号の利益を主張しており、その内容は参照によりここに導入される。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
モータ、ヒータなどを制御するために、様々な制御方法が使用されている。一般的には、ほとんどは効果があるものの、全ての方法にはそれぞれの特異性及び欠陥がある。
【０００３】
最も基本的な制御形式は、オン／オフである。この制御方法の下では、温度が設定値より低ければ熱は完全にオフし、温度が設定値より高ければ熱は完全にオンする。この技術は、特に、すばやい温度変化を伴う温度をいかに良好に制御するかという点で制限されるが、それは、ヒータの勢いによるオーバーシュート及びアンダーシュートが防止されていないからである。
【０００４】
オン／オフ制御が用いられるのは、ソフトウェアがない場合（例えば、基本的なサーモスタット）、非常に制限されたソフトウェアしかない場合、又はハードウェアが短期間にわたってデューティサイクルパルスを出すことができない場合である。古い電子レンジは、例えば、ユーザが設定した電源設定に基づいて、リレーを使ったオン／オフの技術を使用している。
【０００５】
制御システムのことを考える場合、通常思い浮かぶのは比例積分微分制御（ＰＩＤ）である。これは、スロープ及び中心値を制御する方法を組み込んだ、非常に一般的で汎用性のある制御形式である。ＰＩＤは、設定が容易で非常に直感で理解できる方法である。
【０００６】
ＰＩＤ制御は、「制御値」を生成するための３つの個別値を使用するものであり、この「制御値」は、負荷に加えられる可能パワーのパーセンテージを表している。これらの値は、比例値、積分値及び微分値である。
【０００７】
比例値は、測定値から設定値までの距離（誤差）に定数を掛けて得られる。この値は、過去の測定値を使用せず、測定値の変化に対して制御値を補正するために使用される。この補正は、積分値が応答する前に、新たな測定に対して即座に実行される。
【０００８】
積分値は、誤差の時間積分値に定数を掛けたものである。この値は、温度を設定値に強制的に追い込むものである。
【０００９】
微分値は、温度変化の割合に定数を掛けたものである。名称から推測されるように、この値の目的は変化の割合を制限することである。
【００１０】
上記用語を説明した主な目的は、ＰＩＤ制御の弱点を顕在化させるためである。３つの値のそれぞれは、定数が使用されて作り出されていることに留意すべきである。ＰＩＤ制御の有効性は、これらの定数が適切に選択されているか否かに敏感であり、制御されるシステムに依存している。異なる材料を熱する又は異なる流速で分配するというように、システムが異なる方法で運転されるときはいつも、これらの値はもはや適切ではなく、不十分な温度制御という結果になる。結局、定数の固定されたＰＩＤ制御では、真に汎用性の高いシステムは不可能だということである。進歩したＰＩＤ制御においては、自動調整を付加する必要がある。
【発明の概要】
【００１１】
発明の開示
本発明の制御方法は、次式を使用する。すなわち、
制御値（ＣＶ）＝比例値（ＰＶ）＋微分値（ＤＶ）＋微分補正（ＤＣ）
ここで、ＰＶは、０からＭＡＸまで達し、非常に狭いバンドにわたり−例えば、設定値からプラスマイナス１℃の温度制御で−作用し、ＣＶを安定化するために使用され、設定値に追い込む。ＤＶは、−ＭＡＸからＭＡＸまで達し、最も直近の値を古い値に比してより多く重み付けをすることで、時定数にわたって指数関数的に値が下がる。これによって、大きなステップサイズにかかわらず、制御は真の微分を見込むことができる。そのステップサイズはその微分を完全に小さな時間窓内にマスクするかもしれないものである。ＤＣは、−ＭＡＸからＭＡＸまで達し、いかなる状況に対してもこの方式を働かせる。目的とする微分係数はグラフに基づいて規定される。その後、スロープが理想の規定に従っていない場合、この値は補正のために調整される。このための平均化は、ＤＣとは異なり、より広い時間範囲を占めている。
【００１２】
ＰＶ、ＤＶ及びＤＣのお互いに関するスケーリングは重要である。
【００１３】
本発明のこれらの目的及びそれ以外の目的並びに利点は、添付の図と併せてなされる以下の記述からより十分に示される。添付の図において、参照文字は、複数の図を通して同一又は同様の部品を参照している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
図面の簡単な説明
【図１】図１は、異なるパワーレベルを要求する状況に対して、比例バンドがどのようになるかを示している。
【図２】図２は、異なるパワーレベルを要求する状況に対して、比例バンドがどのようになるかを示している。
【図３】図３は、固定された微分定数に対して生じるレスポンスを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明を実施するための最良の形態
適合制御技術は、温度制御モジュール用として発明されたもので、現場でみる可能性のある様々な設定におけるいかなるヒータをも制御可能なプラットフォームを提供する。ＰＩＤ制御の欠点は、温度制御に対して異なるアプローチを取ることによって解決される。
【００１６】
制御アルゴリズムを生成するにあたり、温度制御は２つの重要な側面に分けられることに留意した。２つの側面とは、すなわち、設定値に到達するためのスロープの制御、及び設定値に到達した後の定常状態の制御である。これらは、互いに幾分か独立に扱うことが可能であり、特に、グラコのサーモフロー（ＴＨＥＲＭ−Ｏ−ＦＬＯＷ）の台板のような非常に遅いシステムについてはそうである。制御アルゴリズムは、制御がうまくいくためには、この事実に対処する必要があった。
【００１７】
積分項は、制御の点で問題を含んだものであり、積分項は過去の誤差の加算であるため、応急の解決法に相当するものと真に見なすことができる。積分項の問題は、温度が設定値より低いときは過剰に大きくなり、温度が設定値を超えるときは過剰に小さくなるある値に結局なってしまうことによって、制御中で発振が生じる傾向があるということである。この発振の故、発振を最小限にする試行においてＰＩＤの定数のバランスを取るために、ＰＩＤのアルゴリズムは調整される必要がある。このバランスを取ることは、システムが変更されたときに、ＰＩＤ制御が何故不十分な制御になるかの理由でもある。
【００１８】
積分値の目的は、温度を設定値に追い込むための手段を提供することであり、この機能が必要なのは明らかである。優れた解決方法が考案された。比例バンドは、極めて優れているが、それは、積分発生のための長時間の遅延がなく、測定値の変化に応じて制御値が自動的に調整されるからである。必要だったのは、積分項がもはや必要とされないように、比例バンドを適切に設定するための方法であった。
【００１９】
この困難な問題を解決するために多くの様々な試みの後に見出した解決方法は、比例バンドを適合させるために、比例値と微分項の組み合わせである現行の制御値を使用することであった。これがいかに成されるかについての詳細は複雑であるが、基本的には、制御値が比例バンドの中央を越えていれば比例バンドは上に動き、制御値が比例バンドの中央より小さければ比例バンドは下に動くということである。その結果、ヒータの温度が上昇し、システムが変化したときに（例えば、比例器（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｅｒ）が機能休止状態から泡を噴霧する状態になるときに）必要に応じてすぐに適合する時間までに、比例バンドは正確に所定値に設定される。この適合比例バンドを生成することによって、積分項を削除することが可能となった。
【００２０】
適合に加え、比例バンドの特徴がいくつかある。比例バンドは、満値からゼロ値まで線形ではない。その代わり、バンドの大きさは、適合を通じて選択された中央ポイントに基づいて正規化される。このように、５％のデューティサイクルを名目上要求するヒータは、比例バンドにおいて０．５％のステップサイズを見込み、他方、５０％のデューティサイクルを要求するヒータは、５％のステップサイズを見込む。正規化は、低い流速において厳密な制御をするには重要である。実例のグラフを参照すると、異なるパワーレベルを要求する状況に対して、比例バンドがどのようになるかがわかる。これらの２つのバンドは、比例バンドの適合能力を明らかにするものであるが、それは、この２つのケース間での形状設定において何の変更も必要ないからである。
【００２１】
グラフにおいて、比例バンドは２通りで目盛り付けされることに留意すべきである。第１は、特定のステップ割合に基づいた比例範囲内である。第２は、比例バンド及び制御バンドのエッジ間であり、目盛りは、比例バンドのエッジにおける比例値から制御バンドのエッジにおける満値まで、線形に適応される。これにより、正規化された高分解能の制御値を比例バンド内に提供するとともに、微分値と組み合わされる設定可能な壁を提供し、比例バンドの外側において温度の急激なシフトに対処する。
【００２２】
微分制御に関しては、改良もなされた。微分値の基本的な考え方は、オーバーシュート及びアンダーシュートが発生しないように温度変化を十分ゆっくり保つことである。基準からの異なるアプローチがここで取られ、代わりに設定値への接近に基づいて所望のスロープを規定し、その設定値に達するために微分値を使用する。
【００２３】
グラフは、固定された微分定数で発生し得るレスポンスを示している。減衰不足のケースは、制御値が十分に速く立ち上がらない結果生じたものであり、他方、過減衰のケースは、制御値が必要以上に立ち上がった結果生じた応答の遅い加熱時間である。ポンプの適応では、遅い流速は減衰不足の状況を作り出し、早い流速は過減衰の状況を生成することになろう。中間の流速のみが、わずかに減衰不足で、温度は速く立ち上がるが重大な影響を与えるほどオーバーシュートしないような、最適な制御となるであろう。
【００２４】
適合スロープ制御なしでは、強い減衰不足を使った保守的なアプローチがオーバーシュート及びアンダーシュートを防ぐ唯一の方法である。加熱時間は、それに応じて、可能な時間よりもかなり遅い応答となる。
【００２５】
適合スロープ制御のこの新しい方法は、あらゆる種類の減衰を生成することが可能であり、ある特定のヒータが見ることのできる適合の全範囲にわたりそのパラメータを追い込むことができるが、それは制御出力が所望のスロープに基づいているからである。所望のスロープに対して異なる値を選択することによって、ユーザーは応答時間と制御可能性との間のトレードオフに基づいて自分のシステムを構成することができる。所望のスロープを生成するために使用される基本項は、適合抵抗項である。アルゴリズムは、多面的計算を使って抵抗項を修正する。
【００２６】
この制御アルゴリズムのほとんどの側面と同様に、適合は線形ではない。その代わり、指数関数的である。設定値の近隣で、微分抵抗適合の指数関数的側面を含んだ特別な技術が使用され、その技術によって、一方向の温度変化が見られるまで、その微分項は基本的に休止状態になっている。これによって、比例値が制御値に主に寄与することが必要であるような定常状態において、微分項を相対的に機能させないようにする。休止状態からの加速は設定可能であり、急速な応答が必要なシステムに対して、その加速は極めて速く（１秒以下で）、設定値が一度到達するとスロープ制御を必要としないシステムに対しては非常に遅くすることが可能である。
【００２７】
本発明の制御方法は、次式を利用する。
制御値（ＣＶ）＝比例値（ＰＶ）＋微分値（ＤＶ）＋微分補正（ＤＣ）
・ ＰＶは、０からＭＡＸまで達し、非常に狭いバンドにわたり−例えば、設定値からプラスマイナス１℃の温度制御で−作用し、ＣＶを安定化するために使用され、設定値に追い込む。
・ ＤＶは、−ＭＡＸからＭＡＸまで達し、最も直近の値を古い値に比してより多く重み付けをすることで、時定数にわたって指数関数的に値が下がる。これによって、大きなステップサイズにかかわらず、制御は真の微分を見込むことができる。そのステップサイズはその微分を完全に小さな時間窓内にマスクするかもしれないものである。
・ ＤＣは、−ＭＡＸからＭＡＸまで達し、いかなる状況に対してもこの方式を働かせる。目的とする微分係数はグラフに基づいて規定される。その後、スロープが理想の規定に従っていない場合、この値は補正のために調整される。このための平均化は、ＤＣとは異なり、より広い時間範囲を占めている。
【００２８】
適合制御技術は、現場でみる可能性のある様々な設定におけるいかなるヒータをも制御可能なプラットフォームを提供する。ＰＩＤ制御の欠点は、温度制御に対して異なるアプローチを取ることによって解決される。
【００２９】
制御アルゴリズムを生成するにあたり、温度制御は２つの重要な側面に分けられることに留意した。２つの側面とは、すなわち、設定値に到達するためのスロープの制御、及び設定値に到達した後の定常状態の制御である。これらは、互いに幾分か独立に扱うことが可能であり、特に、グラコのサーモフロー（ＴＨＥＲＭ−Ｏ−ＦＬＯＷ）の台板のような非常に遅いシステムについてはそうである。制御アルゴリズムは、制御がうまくいくためには、この事実に対処する必要があった。
【００３０】
積分項は、制御の点で問題を含んだものであり、積分項は過去の誤差の加算であるため、応急の解決法に相当するものと真に見なすことができる。積分項の問題は、温度が設定値より低いときは過剰に大きくなり、温度が設定値を超えるときは過剰に小さくなるある値に結局なってしまうことによって、制御中で発振が生じる傾向があるということである。この発振の故、発振を最小限にする試行においてＰＩＤの定数のバランスを取るために、ＰＩＤのアルゴリズムは調整される必要がある。このバランスを取ることは、システムが変更されたときに、ＰＩＤ制御が何故不十分な制御になるかの理由でもある。
【００３１】
積分値の目的は、温度を設定値に追い込むための手段を提供することであり、この機能が必要なのは明らかである。優れた解決方法が考案された。比例バンドは、極めて優れているが、それは、積分発生のための長時間の遅延がなく、測定値の変化に応じて制御値が自動的に調整されるからである。必要だったのは、積分項がもはや必要とされないように、比例バンドを適切に設定するための方法であった。
【００３２】
本発明は、比例バンドを適合させるために、比例値と微分項の組み合わせである現行の制御値を使用することであった。これがいかに成されるかについての詳細は複雑であるが、基本的には、制御値が比例バンドの中央を越えていれば比例バンドは上に動き、制御値が比例バンドの中央より小さければ比例バンドは下に動くということである。その結果、ヒータの温度が上昇し、システムが変化したときに（例えば、比例器（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｅｒ）が機能休止状態から泡噴霧状態になるときに）必要に応じてすぐに適合する時間までに、比例バンドは正確に所定値に設定される。この適合比例バンドを生成することによって、積分項を削除することが可能となった。
【００３３】
適合に加え、比例バンドの特徴がいくつかある。比例バンドは、満値からゼロ値まで線形ではない。その代わり、バンドの大きさは、適合を通じて選択された中央ポイントに基づいて正規化される。このように、５％のデューティサイクルを通常要求するヒータは、比例バンドにおいて０．５％のステップサイズを見込み、他方、５０％のデューティサイクルを要求するヒータは、５％のステップサイズを見込む。正規化は、低い流速において厳密な制御をするには重要である。
【００３４】
また、比例バンドは、２通りで目盛り付けされる。第１は、特定のステップ割合に基づいた比例範囲内である。第２は、比例バンド及び制御バンドのエッジ間であり、目盛りは、比例バンドのエッジにおける比例値から制御バンドのエッジにおける満値まで、線形に適応される。これにより、正規化された高分解能の制御値を比例バンド内に提供するとともに、微分値と組み合わされる設定可能な壁を提供し、比例バンドの外側において温度の急激なシフトに対処する。
【００３５】
微分制御に関しては、改良もなされた。微分値の基本的な考え方は、オーバーシュート及びアンダーシュートが発生しないように温度変化を十分ゆっくり保つことである。基準からの異なるアプローチがここで取られ、代わりに設定値への接近に基づいて所望のスロープを規定し、その設定値に達するために微分値を使用する。
【００３６】
所望のスロープを生成することは難しく、適応抵抗項を使って成される。この制御アルゴリズムのほとんどの側面と同様に、適合は線形ではない。その代わり、指数関数的である。設定値の近隣で、微分抵抗適合の指数関数的側面を含んだ特別な技術が使用され、その技術によって、一方向の温度変化が見られるまで、その微分項は基本的に休止状態になっている。これによって、比例値が制御値に主に寄与することが必要であるような定常状態において、微分項を相対的に機能させないようにする。休止状態からの加速は設定可能であり、急速な応答が必要なシステムに対して、その加速は極めて速く（１秒以下で）、設定値が一度到達するとスロープ制御を必要としないシステムに対しては非常に遅いことが可能である。
【００３７】
設定可能な設定は、システムの制御を最適化するために、エンドグループを可能にすることができる。これらの設定のうち３つは重要であり、その他は、システムを十分に形成可能にするために与えられるものであり、デフォルト値から微調整を多く必要とすべきではない。広範囲の値がいかなるシステムに対しても機能すべきであるが、それは、アルゴリズムが極めて安定しているからであり、最も重要なことは、正しい通常の見積りにあることである。設定される必要のある主な値は、システムがいかに速く変化することが期待できるか及びいかに速く応答するかをソフトウェアに与える時定数である。
【００３８】
以下が、重要な設定である。
所望のスロープ
・ヒータが温度に達するときに、ヒータから要求されるプロファイルを規定する。
・微分値は所望のスロープを追い込むために関与する。設定のために得られる所望のスロープは、制御バンド及び比例バンド間で一定であり、それから、比例値及び設定値の間で線形に外れて、設定値に滑らかに到達する。
微分適応期間
・所望のスロープパラメータから外れているスロープに対するレスポンスの速さを規定している。
・この値は、比例バンド適応期間と同様に設定されるべきである。
・遅いシステムは、この項が少なくとも１０秒になることを求める。
・速いシステムは、この項が一桁秒になることを求める。
比例バンド適応期間
・定常状態における発振を回避するために、適応期間が設定可能である。これによって、グループは温度制御においてリップルを完全になくすことができる。
・広範囲の期間が与えられたシステムに対して働く。重要なのは、その期間を、リップルをなくすのに十分長く、しかし、システムの変化に応答するのに十分短くすることである。
・この値を設定する最も簡単な方法は、比較的小さな数を選択して、それから温度制御における発振を観察することである。これらは、やや正弦関数であるべきである。発振が３０秒ごとに繰り返される場合、少なくとも３０秒の値が発振を除くのに十分である。発振において、最も大きい要因は、加熱とＲＴＤに到達する熱の変化との間の時間である。不十分に設定されたＲＴＤを有するシステムは、発振をなくすために長い期間が必要になる。
【００３９】
下記の追加設定が可能である。
制御範囲
・制御アルゴリズムが動作中の設定値から相対的な温度範囲を設定する。
・温度が上部限界よりも大きいなら、制御出力はゼロに設定される。
・温度が下部限界よりも小さいなら、制御出力は最大値に設定される。
・比例値は、比例限界及び制御限界のエッジ間で線形に目盛り付けされる。
比例限界
・１度あたりの比例寄与の範囲を決定する。
１度あたりの比例寄与百分率
・比例バンド内において、設定点からの距離にこの設定された百分率のステップサイズを掛けて設定点での値を足したものを使って、制御値の比例部分が設定される。例えば、比例バンドの中央点が２０％デューティーサイクルに適合したとき、０．１℃あたり５％の設定は、設定点より大きい１度で１０％デューティーサイクルを生じさせ、設定点より低い１度で３０％デューティーサイクルを生じさせるであろう。
・この値はうまく制御するには重要ではないが、利用できる便利な設定である。遅い加熱時間及び非常に厳密な制御を有するシステムは、１度あたりの百分率変化に対して小さな値を選択するのが良いが（例えば、２％）、より速いシステムはより大きい百分率（例えば、５％）を使うことが望まれるであろう。
微分モード−微分モードに対しては２つの選択肢が利用できる
・限界比例値
○ 制御値は比例値によって決定される。
○ 微分値は最大制御値を制限するために使用される。
○ これは、遅いシステムを制御するための最良の選択である。
・比例値を加える
○ 制御値は、比例値に微分値を加えたものによって決定される。
○ これは、速いシステムを制御するのに最良の選択である。
微分時定数
・微分が決定される期間を選択する。
・速いシステムは、温度変化に対してすばやく応答するために短い時定数を必要とする（例えば、０．５秒）。
・遅いシステムは、より長い時間を使用することが望まれるが、それは、正確なスロープを登録するためには数秒が必要とされる程、温度変化が小さいからである。
微分寄与限界
・微分寄与の最大量は、負の側及び正の側の双方で制限され得る。
・これは、主に試験目的で利用できるが、微分項の強さを制限することが望まれるグループもいくつかある。
比例寄与
・比例値は、正のみが可能であり、その最大値を制限する能力が備わっており、ほとんどは試験目的である。
微分抵抗
・最大及び最小の微分抵抗値が設定可能である。ソフトウェアは適合して自らの限界を生成するが、あるグループが微分抵抗をさらに制限する必要を見出した場合でも、微分抵抗は得られる。
微分適合加速
・微分抵抗は、実質的な温度変化が見られたとき、極めて速く適合することができるが、変化がそれ程大きくないときはよりゆっくりと適合する。これは、加速が得られるからである。例えば、この値を１０に設定すると、微分項が定常状態の制御に干渉しないでいる一方、リアクターのために始動するスプレーガンに対してほぼ瞬時に応答することができる。タンクは加速された適合を必要とせず、したがって、１に極めて近い値が望ましい。
【００４０】
適合制御技術は、現場で見れる様々な設定においていかなるヒータ又は他の電子機器をも制御することのできるプラットフォームを提供する。ＰＩＤ制御の限界は、温度制御に対する異なるアプローチを取ることによって解消される。
【００４１】
制御アルゴリズムを生成するにあたり、温度制御は２つの重要な側面に分けられることに留意した。２つの側面とは、すなわち、設定値に到達するためのスロープの制御、及び設定値に到達した後の定常状態の制御である。これらは、互いに幾分か独立に扱うことが可能であり、特に、非常に遅いシステムについてはそうである。制御アルゴリズムは、制御がうまくいくためには、この事実に対処する必要があった。
【００４２】
積分項は、制御の点で問題を含んだものであり、積分項は過去の誤差の加算であるため、応急の解決法に相当するものと真に見なすことができる。積分項の問題は、温度が設定値より低いときは過剰に大きくなり、温度が設定値を超えるときは過剰に小さくなるある値に結局なってしまうことによって、制御中で発振が生じる傾向があるということである。この発振の故、発振を最小限にする試行においてＰＩＤの定数のバランスを取るために、ＰＩＤのアルゴリズムは調整される必要がある。このバランスを取ることは、システムが変更されたときに、ＰＩＤ制御が何故不十分な制御になるかの理由でもある。
所望のスロープ
・ヒータが温度に達するときに、ヒータから要求されるプロファイルを規定する。
・微分値は所望のスロープを追い込むために関与する。設定のために得られる所望のスロープは、制御バンド及び比例バンド間で一定であり、それから、比例値及び設定値の間で線形に外れて、設定値に滑らかに到達する。
微分適応期間
・所望のスロープパラメータから外れているスロープに対するレスポンスの速さを規定している。
・この値は、比例バンド適応期間と同様に設定されるべきである。
・遅いシステムは、この項が少なくとも１０秒になることを求める。
・速いシステムは、この項が一桁秒になることを求める。
比例バンド適応期間
・定常状態における発振を回避するために、適応期間が設定可能である。これによって、グループは温度制御においてリップルを完全になくすことができる。
・広範囲の期間が与えられたシステムに対して働く。重要なのは、その期間を、リップルをなくすのに十分長く、しかし、システムの変化に応答するのに十分短くすることである。
・この値を設定する最も簡単な方法は、比較的小さな数を選択して、それから温度制御における発振を観察することである。これらは、やや正弦関数であるべきである。発振が３０秒ごとに繰り返される場合、少なくとも３０秒の値が発振を除くのに十分である。発振において、最も大きい要因は、加熱とＲＴＤに到達する熱の変化との間の時間である。不十分に設定されたＲＴＤを有するシステムは、発振をなくすために長い期間が必要になる。
利用可能な付加設定
制御範囲
・制御アルゴリズムが動作中の設定値から相対的な温度範囲を設定する。
・温度が上部限界よりも大きいなら、制御出力はゼロに設定される。
・温度が下部限界よりも小さいなら、制御出力は最大値に設定される。
・比例値は、比例限界及び制御限界のエッジ間で線形に目盛り付けされる。
比例限界
・１度あたりの比例寄与の範囲を決定する。
１度あたりの比例寄与百分率
・比例バンド内において、設定点からの距離にこの設定された百分率のステップサイズを掛けて設定点での値を足したものを使って、制御値の比例部分が設定される。例えば、比例バンドの中央点が２０％デューティーサイクルに適合したとき、０．１℃あたり５％の設定は、設定点より大きい１度で１０％デューティーサイクルを生じさせ、設定点より低い１度で３０％デューティーサイクルを生じさせるであろう。
・この値はうまく制御するには重要ではないが、利用できる便利な設定である。遅い熱時間及び非常に厳密な制御を有するシステムは、１度あたりの百分率変化に対して小さな値を選択するのが良いが（例えば、２％）、より速いシステムはより大きい百分率（例えば、５％）を使うことが望まれるであろう。
微分モード
・微分モードに対しては２つの選択肢が利用できる。
限界比例値
制御値は比例値によって決定される。
微分値は最大制御値を制限するために使用される。
これは、遅いシステムを制御するための最良の選択である。
比例値を加える
制御値は、比例値に微分値を加えたものによって決定される。
これは、速いシステムを制御するのに最良の選択である。
微分時定数
・微分が決定される期間を選択する。
・速いシステムは、温度変化に対してすばやく応答するために短い時定数を必要とする（例えば、０．５秒）。
・遅いシステムは、より長い時間を使用することが望まれるが、それは、正確なスロープを登録するためには数秒が必要とされる程、温度変化が小さいからである。
微分寄与限界
・微分寄与の最大量は、負の側及び正の側の双方で制限され得る。
・これは、主に試験目的で利用できるが、微分項の強さを制限することが望まれるグループもいくつかある。
比例寄与
・比例値は、正のみが可能であり、その最大値を制限する能力が備わっており、ほとんどは試験目的である。
微分抵抗
・最大及び最小の微分抵抗値が設定可能である。ソフトウェアは適合して自らの限界を生成するが、あるグループが微分抵抗をさらに制限する必要を見出した場合でも、微分抵抗を利用することはできる。
微分適合加速
・微分抵抗は、実質的な温度変化が見られたとき、極めて速く適合することができるが、変化がそれ程大きくないときはよりゆっくりと適合する。これは、加速が得られるからである。例えば、この値を１０に設定すると、微分項が定常状態の制御に干渉しないでいる一方、リアクターのために始動するスプレーガンに対してほぼ瞬時に応答することができる。タンクは加速された適合を必要とせず、したがって、１に極めて近い値が望ましい。
【００４３】
以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲から逸脱しないで、種々の修正及び変更がこの制御に対して考えられる。
【図１】
2011527044.tif 000003
【図２】
2011527044.tif 000004
【図３】
2011527044.tif 000005
【国際調査報告】
2011527044.tif 000006