例。在乘以变更系数P _i而依次变更操作量MVc的情况下（图12)，如果不产生5次极限循环，则误差hi不会成为阈值Y以下，但是，如图16所示，通过乘以变更系数P_i的平方而依次变更操作量MVc，由此，能够通过产生3次极限循环而使误差hi成为阈值Y以下。这样，在预先知道控制对象具有非线性的情况下，通过增大使操作量MVc变更的程度，能够缩短自动调谐的时间。
[0163][K.变形例 2]
[0164]在上述的变形例1中，对通过乘以表示加热与冷却的系统增益比（能力比）的变更系数P_i的平方来依次变更操作量MVc的例进行了说明。然而，不限于变更系数P_i的平方，也可以乘以变更系数P_i的n次幂（n> 1)来依次变更操作量MVc。以下，说明可以乘以这样的变更系数P_i的n次幂（n > 1)而依次变更操作量MVc的理由。
[0165]在上述那样的挤出成型机232中，冷却能力大于加热能力，并且具有非线性。此夕卜，在使用极限循环法的自动调谐功能中，越使所产生的极限循环接近正弦波，越能够提高其精度。
[0166]图17是示出图2所示的控制对象过程中的加热能力、冷却能力与操作量（加热和冷却）之间的关系的一例的图。在图17所示特性例中，第1象限表示加热能力（纵轴）与操作量（加热）（横轴）之间的关系。Ah表示操作量（加热）为100%时的加热能力[°C /sec]的大小。此外，第3象限表示冷却能力（纵轴）与操作量（冷却）（横轴）之间的关系。Ac表示操作量（冷却）为100%时的冷却能力[°C/sec]的大小。另外，冷却能力根据设备的设置条件和设定条件而变化，因此，图17中分别示出采用3种不同的设定条件时的冷却能力的特性。
[0167]这里，在图17中，将冷却能力的特性发生变化的点(图17中为由籲记号表示的点)定义为非线性点。
[0168]在使用上述实施方式中说明的表示加热与冷却的系统增益比(能力比)的变更系数P_2(=冷却输出时间Toff_l/加热输出时间Ton_l)来计算第2次极限循环中的冷却侧的操作量MVc_2的情况下，根据以下的数学式进行计算。
[0169]MVc_2 = 100% X 变更系数 P _2
[0170]在图17中，以〇记号表示根据该数学式计算出的第2次极限循环中的冷却侧的操作量MVc_2。即，在将冷却能力的特性设为线形的情况下，上面的数学式相当于用于取得加热的能力与冷却的能力之间的平衡的计算式。
[0171]这里，如图17所示，例如，要针对冷却特性I进行计算的冷却特性(线形特性)的范围是操作量比由O记号表示的点小的区域。因此，如果仅乘以加热与冷却的比(能力比)，则由于第2次极限循环中的冷却侧的操作量MVc_2大于非线性点(由籲记号表示的位置)，因此，无法掌握图17的箭头所示的范围(线形部分)的特性。此外，针对图17所示的其他的冷却特性，各自的非线性点(由籲记号表示的位置)也发生变化，因此，如果仅乘以加热与冷却的系统增益比(能力比)，则无法掌握线性部分。
[0172]因此，针对具有图17所示的冷却特性的控制对象，为了掌握比非线性点小的范围的线性特性，在上述数学式中导入校正系数Xe (O < Xe < I)。即，在使用表示加热与冷却的系统增益比(能力比)的变更系数P_2(=冷却输出时间Toff_l/加热输出时间Ton_l)来计算第2次极限循环中的冷却侧的操作量MVc_2的情况下，根据以下的数学式进行计算。
[0173]MVc_2 = 100% X变更系数P_2X校正系数Xe
[0174]通过使用这样的数学式，在图17中，将由〇记号表示的位置(通过乘以变更系数P _1而计算出的第2次极限循环中的冷却侧的操作量)进一步设为Xe倍，向比非线性点(由籲记号表示的位置)小的点(即，零侧)进行校正(虚线的圆圈)。
[0175]如图17的冷却能力I?3所示，非线性点(由籲记号表示的位置)具有冷却能力(图17所示的Ac)越大则越接近Y轴的倾向。即，可以认为非线性点(由籲记号表示的位置)的X坐标值与冷却能力的倒数(Ι/Ac)存在因果关系。
[0176]这里，认为冷却能力的倒数(Ι/Ac) ~加热与冷却的系统增益比(能力比:Ah/Ac) OC能力比(变更系数P)的关系成立，因此，可以认为非线性点(由?记号表示的位置)的横轴的坐标值与能力比(变更系数P)存在因果关系。
[0177]图17所示的特性能够在包含加热装置210和冷却装置220的挤出成型机232中得到。但是，与通过加热装置210而在控制对象中产生的加热相关的控制量相对于对应的操作量具有相对较强的线性，与通过冷却装置220而在控制对象中产生的冷却相关的控制量相对于对应的操作量具有相对较强的非线性。而且，在将这样的挤出成型机232作为控制对象的情况下，通过将校正系数Xe与能力比(变更系数P)之间的因果关系模型化为Xe=Pm(0.5<m<2.0)，所计算的第2次极限循环中的冷却侧的操作量(虚线的圆圈)相比于非线性点(由籲记号表示的位置)离纵轴较近，能够掌握线性部分的特性。可以认为即使冷却能力的大小发生变化，该关系在挤出成型机232中也成立。
[0178]因此，包含校正系数Xe的上式能够如下变形。
[0179]MVc_2 = 100% X 变更系数 P_2X 变更系数 P _2Π
[0180]= 100% X 变更系数 ρ_2(ηι+1)= 100% X 变更系数 P _2 n
[0181]这样，通过使用将当前的操作量乘以变更系数P」的η次幂而得到的值，来依次变更操作量MVc_i。作为该η次幂的n，优选使用2附近的值。更具体而言，调节器100使用满足1.5 < η < 3.0的n，来决定新的交替输出中的第I操作量(冷却侧的操作量)的大小。
[0182]这样，在预先知道控制对象具有非线性的情况下，通过乘以操作量MVc的变更系数的η次幂来计算新的极限循环中的操作量MVc，能够缩短自动调谐的时间。
[0183][L.变形例 3]
[0184]在上述的实施方式中，对产生多次极限循环的例子进行了说明，但是，针对某种控制对象，还能够仅根据通过I次极限循环取得的响应特性来决定适当的参数。下面对如下方法进行说明:产生I次极限循环，即根据观测量交替输出第I操作量(冷却侧的操作量)和第2操作量(加热侧的操作量)，仅根据由此取得的响应特性来决定参数。
[0185]图18是用于说明本实施方式的变形例3的决定参数的过程的图。参照图18，首先，使冷却侧的操作量MVc为100%而产生极限循环(第I次)。此时，将加热侧的操作量MVh也同样设为100%。根据通过极限循环的产生取得的响应特性(时间波形)来计算冷却能力Yc [°C /sec]。假定即使使冷却侧的操作量MVc变化，冷却能力Yc也不会变化，如果产生第2次极限循环，则对可得到的特性进行估计。
[0186]更具体而言，通过上述的变形例2的方法计算与非线性点(图18中由?记号表示的点)相应的冷却侧的操作量Xe。即，根据在第I次极限循环中产生的响应特性，根据冷却输出时间Toff与加热输出时间Ton之比来决定变更系数P，计算该决定出的变更系数P的η次幂(其中，1.5 ^ n ^ 3.0)的值，将该值决定为与非线性点相应的冷却侧的操作量Xe。并且，也可以采用乘以静态或动态地决定的校正系数后得到的值。假定在非线性点处，维持与根据第I次极限循环决定的冷却能力相同的冷却能力Yc[°C /sec]，使用通过上述的步骤决定的操作量Xc[% ]，估计非线性点的特性值。即，图18所示的坐标系中的非线性点的坐标为[Xc，Yc]。将连接该非线性点[Xc，Yc]与原点[0，0]的直线(估计线)的斜率AC[°C/SeC]决定为维持线性的操作量Xe的范围中的冷却能力。然后，使用该冷却能力Ac[°C /sec]来决定PID参数。
[0187]这样，在本变形例中，(I)根据第I次极限循环响应特性(时间波形)计算冷却能力Yc[°C /sec],⑵估计非线性点的冷却操作量Xc[% ]，(3)假定冷却能力维持为与冷却侧的操作量为100%的情况同等，决定非线性点[Xe，Yc], (4)计算通过非线性点[Xe、Yc]和原点的估计线的斜率Ac作为冷却能力，(5)使用冷却能力Ac计算PID参数。
[0188]在本变形例中，作为自动调谐功能，调节器100根据观测量交替地逐次输出第I操作量(冷却侧的操作量)和第2操作量(加热侧的操作量)，根据通过第I操作量(冷却侧的操作量)和第2操作量(加热侧的操作量)的逐次的交替输出而取得的响应特性(时间波形)来决定PID参数。在该自动调谐功能中，调节器100根据响应特性估计控制量相对于第I操作量(冷却侧的操作量)的第I变化能够维持线性的第I操作量(冷却侧的操作量)的范围(即，非线性点)，并且根据该估计出的范围来决定PID参数。
[0189]为了确认本变形例的自动调谐功能的有效性，示出与上述的本实施方式的自动调谐功能比较的结果。更具体而言，对本实施方式的自动调谐功能(实际计测非线性点的特性)与本变形例的自动调谐功能(估计非线性点的特性)中分别计算出的PID参数(作为一例，为比例增益(比例带))之间的背离程度(误差率)进行了比较。
[0190] 图19是示出通过本变形例的自动调谐功能计算出的PID参数的误差率的评价结果例的图。在图19所示的评价结果例中，对按照估计出的每个非线性点(冷却侧的操作量)而计算出的误差率e进行了标绘。使用利用本实施方式的自动调谐功能计算出的比例带PbO、以及利用本变形例的自动调谐功能计算出的比例带Pb，根据以下所示的公式计算该误差率e。
[0191 ]误差 e = (Pb-PbO)/PbOX100[% ]
[0192]图19中示出图2所示的冷却装置220所示的、应用于浇铸加热器冷却方式的情况下的评价结果。根据图19所示的评价结果，与上述本实施方式的自动调谐功能(实际计测非线性点的特性)相比，其误差率平均约为10%，即使是最大值也在25%以内。因此，可知能够得到足够实用的精度。
[0193]如上所述，在本变形例中，不产生第2次极限循环，根据通过第I次极限循环取得的响应特性(时间波形)来估计非线性点，然后决定PID参数。通过采用仅产生I次极限循环并根据其结果来决定PID参数的方法，与产生多次极限循环的情况相比，虽然可能使估计精度稍稍降低，但是，是实用上没有问题的程度的精度降低，更何况，能够缩短自动调谐所需要的时间，因此，能够提高调谐作业的时间效率。
[0194]应该认为本次公开的实施方式在全部的方面仅是例示而并非成为限制。本发明的范围并非由上述的说明示出而是由权利要求书示出，意图包含与权利要求书等同的意义和范围内的全部变更。
[0195]标号说明
[0196]1:反馈控制系统，100:调节器，110:控制部，112:CPU，114:R0M, 116:RAM, 118:程序模块，120:输入部，130:输出部，132:加热侧输出部，134:冷却侧输出部，140:设定部，150:显示部，152、154、156:指示器，162:传感器输出受理部，164:用户设定受理部，166:加热侧PID运算部，168:冷却侧PID运算部，170:切换部，172:PID参数计算部，174:自动调谐控制部，176:PID参数，180:开关，200:控制对象过程，210:加热装置，212:固态继电器，214:电加热器，220:冷却装置，222:冷却配管，224:电磁阀，226:水温调整设备，230:控制对象，232:挤出成型机，234:螺钉，236:桶，240:温度传感器。
【主权项】
1.一种具有自动调谐功能的调节器，该调节器具有: 操作量决定单元，其根据预先设定的参数，选择性地决定第I操作量或第2操作量，使得从控制对象取得的观测量与目标值一致，其中，该第I操作量用于使所述控制对象的控制量产生第I变化，该第2操作量用于使所述控制量产生与所述第I变化相反的第2变化；以及 调谐单元，其根据所述观测量交替输出所述第I操作量和所述第2操作量，根据通过该交替输出而取得的响应特性来决定所述参数， 所述