ファジィについて その2
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 前回は、ファジィ集合の考え方からファジィ制御までの「ファジィについての基礎的な説明」を簡単に行いました。
 今回は、実際にこのファジィ理論を弊社でどのように応用しているか(弊社のファジィ機能について)を説明します。

 ◆弊社のファジィ機能について

○ファジィ理論のPID制御への応用
 弊社のコントローラの核となるPID制御は、歴史が古く、今までにいろいろな制御で良い結果が得られています。また、オートチューニング等の機能が充実していて、より使い易い制御となっています。
 しかし、PID制御でも状況によっては、良い結果が得られない場合があります。このような時、ファジィ推論によりいろいろな状況に応じた補正をPID制御にかけてやることにより、より良い制御を行う事が可能となります。

 Dシリーズなど弊社の温調計に搭載されていますファジィ機能は、運転立ち上げ及びSV変更に対する測定値の応答波形を改善することを目的にしていて、オーバーシュート,アンダーシュートの抑制を行う機能として設計しています。
 具体的には、偏差と偏差の変化速度の2入力でファジィ推論を行って、PID制御出力を修正しています。

なお、設定項目は、ON/OFFスイッチのみで構成されており、ユーザにおける複雑な設定項目はありません。

ファジィ機能の概要
図 ファジィ機能の概要

 下図に、弊社のDシリーズで疑似炉を制御した結果を示します。
 緑のラインが通常のPID制御,赤のラインがファジィ機能ON時の制御結果となっています。
 図よりわかるように、応答性を損ねることなくオーバーシュートやアンダーシュートを強力に抑制していることがわかります。
擬似炉 制御結果 (目標値 50℃→150℃→160℃→150℃)
オーバーシュート防止のファジィについて
図 オーバーシュート防止のファジィについて

これらのことを含め、弊社のファジィ機能の特徴として以下のようなことがあげられます。

<特 徴>
 ・簡単操作
 ・優れた行過ぎ防止効果
 ・広範な制御対象に適用
 ・安定で安全な動作
 ・使用環境に対する考慮

○さらに使いこなすためには

 ファジィ推論機能は、行き過ぎ量を抑えるようPIDを補正しますが、基本的に応答波形は、PIDで決まります。またAT(オートチューニング)は、ほとんどの制御対象に対して適切な定数を得られるようになっていますが、最適でない場合もあります。したがって、次のような場合にはファジィ機能をいったんOFFにして、PID定数の調整を行ってください。

測定値が息つぎをおこしたり、
応答が極端に遅いと感じた場合
ex.比例帯を狭める、
  積分時間を短くする
 
測定値が、振動的だった場合
ex.比例帯を広げる
  積分時間を長くする
応答性について

 なお、ファジィOFFでのPIDの調整の結果、下図のように多少オーバーシュートぎみであっても、
ファジィをONにすることによって、オーバーシュートは抑えられます。

オーバーシュート抑制
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