●●●インテリジェントパッド館●●●

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　　　　　　　　　自動制御系ＣＡＩシステム Ver.2.0.2

　　　　　　　　　　for IntelligentPad Ver.2.1.4bj

　　　　　　　　　　　　　Eiichi Ishikawa

　　【名　　称】　自動制御系ＣＡＩVer.2.0.2
　　【登録名】　CAIMac202.snp.sea.bin or CAIMac202.sit.bin

　　【作　　者】　石川栄一

　　【動作環境】　Macintoshシリーズ

　　【掲載月日】　2002.8.29

　　【作成方法】　MacLHA 2.24 or StuffIt Lite

　　【サポート】　随時

　　【種　　別】　フリーウェア

　　【転載条件】　なし

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とりあえず、動かしてみたい方は「シミュレーション」から読んでくだ
さい。【補償器を制御器とも呼びます】

「補償器のパラメータ設定」

１．自動制御系ＣＡＩシステムの負荷を「１」に設定します。
２．補償器がＰＩＤ補償器の場合、「補償器」パッドと「パラメータ設
定」パッドを利用しジーグラ.ニコルスの限界感度法にてパラメータを
設定します。

ＰＩＤ補償器をＰ動作とし（Ｔｉ=∞，Ｔｄ=0），持続振動が始まるま
でパラメータＫｐを（本シミュレーションの場合は「１刻み」）増加さ
せ、持続振動（安定限界）の時のゲイン（Ｋｐ＝Ｋｃ）と周期（Ｐｃ）
を求め、これより「Kp」「Ti」「Td」の各値を決定します。

まず、「補償器」パッドを開き「Ti」および「Td」にゼロを入力します。
「パラメータ」設定パッドを利用し「Kc」の値を「１刻み」で増加させ
てゆき、その都度、左下の「開始／停止」ボタンをクリックしてパラメー
タ設定のための応答を調べます。

３．持続振動（発散も収束もしない状態）「安定限界」になったときの、
ＰＩＤ動作のパラメータは「Kp」「Ti」「Td」の各数値、ＰＩ動作は
「Kp」「Ti」の各数値およびＰ動作は「Kp」の値が各動作におけるパ
ラメータになります。

４．このように、本制御系ＣＡＩシステムでは、パラメータ設定パッド
にて、各パラメータが自動的に決定されます。決定したPID、 PI、P動作
の各パラメータを、各動作に対応した補償器パッドのパラメータ入力ス
ロット（KP,Ti,Td）に設定します。

なお、本制御系ＣＡＩシステムでは初期値として、サンプリング間隔１秒
における適当なパラメータを設定してありますのでＣＡＩシステム左下の
「開始／停止」ボタンをクリックしますと、サンプリング周期「1」の場
合のシミュレーションを即座に実行できます。

「シミュレーション」

１．本制御系ＣＡＩシステム下部に貼り付けてある「液面制御系」また
は「温度制御系」パッドを開き、目標値を設定した後「開始／停止」ボ
タンをクリックしますと、サンプリング周期「1」の場合の過渡応答の
シミュレーションが実行されます。
なお、目標値は「0」から「1」の範囲で設定してください。

２．「温度制御系」では「目標値*１００」が制御量になるようにして
あります。
負荷に設けてある縦スライダーの値を変化させますと、制御対象の伝達
関数が変わり応答も変化します。
再度「開始／停止」ボタンをクリックしますとサンプリング周期が「0」
になり温度制御系のフィードバック自動制御のシミュレーションは停止
します。オーバーシュートする場合は「Kp」の値を小さくするなどして
微調整してください。

３．「信号値表示」パッドでは、各要素の信号をグラフで確かめること
ができます。目標値を変える場合は数値パッドに直接、値を入力するか、
スライダの適当な位置をクリックします。

４．「制御対象」パッドでは、無駄時間、感度を自由に可変できますの
で、適当に変えてシミュレーションを行うことができます。その場合、
「パラメータ」設定パッドにて再度、最適なパラメータを決定しなけれ
ばなりません。

５．制御系ＣＡＩシステムの「補償器」パッドを開き、「リミッタ」の
値を「1」にしますと、補償器からマイナスの値が出力されなくなりま
す。また、手続きの多少の修正で、リミッタのレベルを変更することも
できます。

６．補償器はＰＩＤ補償器に限らず、プログラムを変更すると、別の補
償器としてのシミュレーションを行なうことができます。

「手動制御」

１．目標値を「0」から「1」の範囲で設定し、本制御系ＣＡＩシステム
下部にある「自動/手動」パッドを開きます。スイッチパッドをクリック
し自動（黄色）から手動（ピンク色）に切り替えます。

２．次に「開始／停止」ボタンをクリックしますと手動制御を行うこと
ができます。操作量は手動操作量の横スライダをクリックするか、数値
パッドに直接、値を設定します。「目標値＝制御量」になれば完璧です。

３．「外乱」や「負荷」を適当に変化させながら手動制御の実験を行っ
てください。「外乱」や「負荷」を変化させると一段と手動制御が難し
くなりますので、自動制御の効果を再確認することができると思います。

自動制御系ＣＡＩシステム Ver.1.0からの改善点

１.手動制御を行なうことができます。
２.目標値、偏差、外乱、制御量、帰還量に縦スライダパッドを結合しま
した。これにより、各部の信号値を視覚的に判断することができます。

自動制御系ＣＡＩシステム Ver.1.1からの改善点

１.プロセス系パッドをよりリアルにしました。たとえばプロセス系パッ
ドの補償器に直接パラメータを入力できます。また補償器の出力と外乱
にバルブを設けました。
２.ＣＡＩパッドの各信号値や要素の背景色および前景色の改良。

自動制御系ＣＡＩシステム Ver.1.2からの改善点

１．アイコンを改良しました。
したがって、各部の「ブロック」や「信号値名」をクリックするとパッ
ドが開きます。
２．「開始／停止」ボタンを新設しました。
シミュレーションを行う際の操作が大変楽になったと思います。
停止した場合は全ての値を初期化（クリア）するようにしました。
（ただし目標値および外乱はクリアしません）

補償器や制御対象などに初期値を入力したい場合は、それぞれのパッド
のスロットから入力してください。

自動制御系ＣＡＩシステム Ver.1.3からの改善および変更点

１．負荷を加えられるようにしました。これにより負荷の変動に対する
応答を調べることができます。
２．プロセス系は温度制御系に変更しました。制御対象であるタンクの
伝達関数については、負荷が「１」の時は「１次遅れと無駄時間」要素
に、負荷が「０」の時は「積分と無駄時間」要素に近似しております。

自動制御系ＣＡＩシステム Ver.1.4からの改善および変更点

１．液面制御および温度制御のシミュレーションを同時に行うことがで
きます。
２．リミッタを設けました。この結果、補償器からマイナスの出力を抑
えることができ、システムによっては、実際に近いシミュレーションを
行うことができます。
３．画面スタイルは、パッドの３Ｄ効果やデザインなどの改良により、
リアルな表現になりました。

「注意事項」

1．自動制御系ＣＡＩシステム Ver.2.0.2を動作させるには、Macintosh用
IntelligentPad Ver.2.1.4bjをお使い下さい。
2．画面サイズ等の仕様を変更する場合は、属性の操作保護の指定を解除
してから行ってください。
3．モニタは、１３インチ以上のカラーモニタ、３２０００色以上で使用
されるようお勧めします。またモニター解像度は、８３２×６２４以上で
ご使用下さい。
4．フォントは、Times、Osaka、細明朝体、リューミンライト－ＫＬをイ
ンストールして下さい。

ファイルのインストールとIntelligentPadの起動について

CAIMac202.snpファイルをIntelligentPadのSnapshotsフォルダに格納
してから起動してください。

2002年8月29日石川栄一

本ソフトを動作させるには日立ソフトの
IntelligentPad Ver.2.1.4bj (Macintosh版)が必要です。

私がIntelligentPadを勧める理由は、専門的知識がなくても
誰でも簡単にアプリケーションソフトを作成できるからです。
★E.Ishikawa★

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