シミュレーションで学ぶ自動制御技術の基礎と活用事例〜1人1台PC実習・ソフト付〜

〜自動制御系構、FB(PID)制御系の基本構成、ラプラス変換と各要素の伝達関数、ゲインスケジューリング形FF/FB制御、具体的活用事例〜

PID制御とFF制御を制御上のニーズや制御対象特性に適合させた高度な制御性能を実現するための
講座

制御対象特性に適合した最適な制御法を理論とシミュレーション実習で修得し、製品開発に応用しよう !

講師の言葉

自動制御はFB(Feed Back)制御とFF(Feed Forward)制御で構成されています。その中でFB制御としては、PID(P:Proportional、比例、I: Integral、積分、D:Derivative、微分)制御が圧倒的に多用されています。生まれたままの「理想PID制御」はそのまま適用すると支障が出 るため、実用に耐えるように工夫した各種の実用PID制御、つまり実用偏差PID制御、測定値微分先行形PID制御(PI−D制御)および測定値比 例微分先行形PID制御(I−PD制御)について説明し、更に高度化した「2自由度PID制御」を含めて現存するPID制御の全貌を体系的に説明します。
 その上で、連続系からどのようにディジタル化するかを説明し、各種ディジタルPID制御演算式を導き、ディジタル化に伴う問題点、 留意点などを詳しく説明し、制御上のニーズや制御対象の特性に適合するようにディジタルPID制御アルゴリズムを加工、変形して応用でき るレベルに達することを目標と説明します。
 完璧に見えるFB制御は目標値と実測値の差、つまり制御偏差eをゼロにするように作動するため 、制御偏差eが発生しないと、制御動作を開始しません。このため、制御系に必ず入ってくる外乱D(Disturbance)の影響を必ず受けるという 「原理的限界」を持っています。この原理的限界をブレークスルーするのが、FF制御です。FF制御とは外乱Dを測定して、外乱が実測値に影 響を与える前に、先回りして外乱Dの影響を抑制する予測先行制御を意味しています。戦法に例えると、FB制御は「専守防衛型」で、FF制御 は「先行情報活用待ち伏せ型」ということになります。
 講師は長い制御技術の開発および応用の経験から「FB(PID)制御とFF制御を正しく駆使すれば、他の制御技術は不要といっても過言ではない 」という体験的持論を持っています。
 このことは、言い換えると「PID制御とFF制御を制御上のニーズや制御対象特性に適合するように、変 形・加工・組み合わせをすれば、要求を満たす高度な制御性能を実現できる」ということです。
 本講座では、この持論を理解し、実感できるように説明を展開し、シミュレーション実習や質疑応答によって、さらに理解を深めるように進めます。

セミナー詳細

開催日時
  • 2015年12月01日(火) 10:30 ~ 17:30
開催場所 日本テクノセンター研修室
カテゴリー 電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者 ・PID制御とFF制御は圧倒的に多用されている基盤制御技術であるため、制御に関与する技術者にとっては、身に付けなければならない必須の制御技術と言えます ・FB(ディジタルPID)制御およびFF制御の基礎から先端技術までを知りたい技術者 ・各種の機器、装置またはシステムの制御系のエンジニアリング、研究、開発、設計、試験、調整、現地調整、メンテナンスなどに関係する 技術者で、実践的能力や問題解決力を強化・向上させたい技術者
予備知識 ・ 制御に関する一般的な知識およびラプラス変換に関する基礎知識があれば、望ましい
修得知識 ・制御の世界で、最も多用されているPID制御およびFF制御について、その基本基礎から最先端までの流れを知り、さらにディジタルPID制御 、ディジタルFF制御およびそれらの組合せ、応用について、その得失や動きについてシミュレーション実習を交えながら説明します ・FB制御とFF制御の基礎から最先端までおよびディジタル化の全貌を修得できます これらの内容を十分理解すれば「自動制御技術のエキスパート」レベルに到達できます 「自動制御技術全般とその応用」に関する開発力、エンジニリング力、設計力、調整力、メ ンテナンス力、サービス力を高めることができ、制御全体を俯瞰できるようになります ※書籍:シミュレーションで学ぶ自動制御入門(シミュレーションCD/ROM付き)を当日お配りします ※PCは弊社で用意いたします、USBメモリーをご持参下さい
プログラム

1.自動制御系構築の実践的考え方
  ・「人間の名医」と「制御の名医」の類似性  

2.FB(PID)制御の体系と基礎
  (1).はじめに
     ・FB(PID)制御系の基本構成
     ・理想PID制御式とPIDパラメータの意味
  (2).ラプラス変換と各要素の伝達関数表現
     ・ラプラス変換の必要性
     ・伝達関数
     ・各要素の伝達関数表現  
  (3).PID制御の体系と詳細説明
     ・PID制御の体系
     ・理想PID制御→各種実用PID制御への工夫
     ・PID制御の統合化・個別最適化へ→2自由度PID制御
  (4).ディジタル化と実践ディジタルPID制御
     ・ディジタル演算の必要性
     ・アナログ演算→ディジタル演算への変換方法
     ・図解法によるディジタル化
     ・差分法によるディジタル化
     ・理想PID制御および各種実用PID制御の出力波形比較

3.FF/FB制御の体系と基礎
  (1).はじめに
     ・FB制御の原理的限界
     ・FB制御の原理的限界を打破する方法 → FF制御の付加
  (2).FF/FB制御系の基本構成
  (3).FF/FB制御系の体系と詳細説明
     ・FFモデルの導出
     ・分離形FF/FB制御方式
     ・ゲインスケジューリング形FF/FB制御方式

4.具体的活用事例
  (1).非混合プロセスへの活用:ボイラ制御
  (2).混合プロセスへの活用 :加熱炉出口温度制御

5.エピローグ
  (1).制御技術者に求められる能力
  (2).制御性能の高度化
  (3).制御システム高度化の考え方 

6.シミュレーション実習テーマ
  (1).「PID制御」のシミュレーション
    a.「P制御」のシミュレーション
    b.「PI制御」のシミュレーション
    c.「PID制御」のシミュレーション
    d.各種PID制御系の比較シミュレーション
    e.「統合PID制御」を実感して見よう!!
    f.目標値ランプ状変化時の応答比較シミュレーション
  (2).「FF/FB制御」のシミュレーション
    a. FF/FB制御のシミュレーション
    b.FFゲインKf変化の影響シミュレーション
    c.進み時間補償Tfp変化の影響シミュレーション
    d.FFモデルむだ時間Lfの影響シミュレーション

キーワード PID制御 ラプラス変換 2自由度PID制御 PIDパラメータ FF/FB制御
タグ プラント系統連系
受講料 一般 (1名):52,800円(税込)
同時複数申込の場合(1名):47,300円(税込)
会場
日本テクノセンター研修室
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿2-7-1 小田急第一生命ビル(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666
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