This study/paper got the 2020 JCEJ Outstanding Paper Award (Society of Chemical Engineers, Japan) 優秀（英文）論文賞.
山下研究室は連続自己振動のもとで「むだ時間」によってぐらつく積分によって表すことができる動的なプロセスを計算する実用的な方法を提案した。
本研究ではぐらつきは、線形性がなりたっていないこと、プロセスのわかっている「むだ時間」やプロセスを制御するときに用いる計算のパラメータが間違っていることが理由として仮定する。
実際のプラントでも、応答の遅い積分によって示されるプロセスで計算のパラメータが間違っていることでPI制御がうまくいっていないことはよくみかけられる。本研究ではプロセスのぐらついているときの周期とPI制御をするときに用いる式のパラメータから積分時定数と「むだ時間」を特定する。内部モデル制御のフィルターのパラメータがわかっていれば、その内部モデルにおけるPI制御の計算のパラメータがわかる。
この研究によって示された方法で設計を行った場合、実際のプラントでステップ応答試験をしないで済むため、PI制御の実用性が向上すると期待されている。提案手法は、すでに多くの実際の化学プロセスに適用されており、大幅な効率化を実現しています。
Yamashita Research Group proposed a practical method to control an integral process with dead time, under continuous self-excited oscillation.
It is assumed that the cycle is caused by either the nonlinear property, dead time of the process, or inappropriate parameters. In the actual plants, it is not rare that the wrong PI parameters cause a cycle in slow-response integral processes. The method identifies the integral time constant and the dead time from period of oscillation and PI parameters. Given the internal model control (IMC) filter parameter, a simple method to design robust PI parameters is shown on the IMC.
The proposed method will save step response tests in actual plants, which will make robust PI controllers more practical than ever. The method has already been applied to many actual chemical processes, and it has achieved significant increases in efficiency.
【用語】
・むだ時間 ＝ 一定の時間で遅れて変動する
・PI制御：P制御にI制御を加えたもの。制御方法に最もよく使われるPID（P:比例、I:積分、D:微分）制御がある。例えば、P制御器の構成は非常に単純である状態量の目標値とセンサーなどから取得した値の差をとり，その誤差に対してゲインをかけたものを入力としてシステムに印加。
文責 Text by: M.R. (2nd year undergraduate student)
Reference:
Process-Identification and Design of Robust PI Controller for a Self-Oscillating Integral Process with Dead Time
Hironobu Takeda and Yoshiyuki Yamashita 山下 善之, JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN (2019) doi.org/10.1252/jcej.18we261 *H. Takeda was a TUAT doctoral student, and is also a researcher with Mitsubishi Chemical Engineering Corporation.