[发明专利]控制输出脉冲占空比的方法

说明书

本发明是关于其控制输出为脉冲宽度的占空比的控制装置，特别是关于能够减少起因于脉宽度的输出方式而发生的控制滞后现象的控制输出方式。

以脉冲宽度的占空比为控制输出的控制装置，其原理如图1所示。在图1（a）中，控制装置11进行PID等的控制运算，从过程的目标值即设定值（sup值）和过程中所设的检测端12的检测值（PV值）中，算出预先所定输出周期中的“通/断”占空比，然后，把这个占空比的“通/断”数据作为图1（b）所示形状的控制输出（MV值）输出到操作端13以进行过程控制。

以前，利用微型计算机，进行这种控制装置的运算时，在输出周期的1个区间即将开始时读取sup值和PV值，并算出占空比，以进行该区间的“通/断”控制。但是有这样的缺点，即使用这种方式时，虽然过程在不断地变化，可使用的却是输出周期即将开始的数据来决定该输出周期中的控制输出，因此，控制性能不好。

本发明就是为解决以往技术所具有的这种缺点而设计出的，其目的是提供这样的输出方式，即在控制装置各个输出与变化的过程量最为接近的控制输出。

图1（a）是过去的控制装置方框图;

图1（b）是从图1（a）的装置输出的控制输出波形图;

图2是本发明实施例的控制输出方式原理结构图;

图3是工作说明图;

图4是其流程图。

根据实施例，对本发明加以详细说明如下。

图2表示关于本发明控制装置一实施例的原理结构图。区间计时器1发出的脉冲由第一计数器2计数，控制运算周期判定装置3将此计数值t和予先设定的设定个数相比较，由此确定进行控制运算的时间点。计数器2的计数值在求得控制运算时间点之后复位为零，为决定下一个控制运算时间点，继续进行计数。控制运算时间点求出以后，控制运算装置4用其时间点上的PV值，sup值进行PID等控制运算，计算出操作量（MV值），而此MV值为了与系数相加，由计数装置7进行线性交换后，输入到比较判定装置8中，此值以MVC值表示。这个MVC值一直保持到下一个控制运算时间点上的MVC值求出为止。另一方面，第2计数器5将由区间计时器1发来的脉冲进行计数后，将随时间一起增加的计数值送到比较判定装置8。这个计数器5的计数值r在输出周期判定装置7中和表示输出周期的设定个数相比较，在每个输出周期的终了时间点处皆复位为零。比较判定装置8比较MVC值与r值的大小关系，在MVC≥r时向输出电路9送出“通”（ON）的输出，而在MVC＜r时对输出电路9送出“断”（OFF）的输出。

图3为本发明的工作说明图。图中横轴表示时间，t_i表示由控制运算周期判定装置3决定的进行控制运算时间点。纵轴表示由控制运算求得的操作量，在100%时其控制输出将一周期全表示为通路，在0%时其控制输出将一周期全表示为断路的状态。r表示为计数器5的计数值，由输出周期判定装置6的功能形成锯齿状函数。

下面用对于时间来说，其理想的操作量变化成直线关系的例子，具体说明本发明的有效性。此处所说的理想操作量是指假定其控制运算周期为无限小时的操作量，用这个理想的操作量来操作其操作端时，就能得到理想的控制特性。在图3中将这个直线变化的操作量用MV表示。如图2所示，根据本发明在离散的时刻t₀，t₁，t₂……t，使用各个时刻的PV值及sup值，进行控制运算，求出操作量MV₀，MV₁……MVn，再变换成计数值后得出MVC₀，MVC₁……MVCn，然后将MVCi值与计数器5的计数值r每次都加以比较，在MVCi≥r时，其输出为“通”，在MVCi＜r时，其输出为“断”。如此例表示的。在t₀至t₅的输出周期中，由时刻t₀至T₁成为通路，由T₁至t₅成为断路。如图所示，将各个区间的时间定为A、B时，则

-A/A+B×100%