DK159343B - Fremgangsmaade ved indstilling af en pid-regulator samt anordning til brug til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Fremgangsmaade ved indstilling af en pid-regulator samt anordning til brug til udoevelse af fremgangsmaaden Download PDF

Info

Publication number
DK159343B
DK159343B DK154183A DK154183A DK159343B DK 159343 B DK159343 B DK 159343B DK 154183 A DK154183 A DK 154183A DK 154183 A DK154183 A DK 154183A DK 159343 B DK159343 B DK 159343B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
controller
function
amplitude
circuit
self
Prior art date
Application number
DK154183A
Other languages
English (en)
Other versions
DK159343C (da
DK154183D0 (da
DK154183A (da
Inventor
Tore Haegglund
Karl Johan Aastroem
Original Assignee
Satt Control Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=20344408&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DK159343(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Satt Control Ab filed Critical Satt Control Ab
Publication of DK154183D0 publication Critical patent/DK154183D0/da
Publication of DK154183A publication Critical patent/DK154183A/da
Publication of DK159343B publication Critical patent/DK159343B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK159343C publication Critical patent/DK159343C/da

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

- i -
DK 159343 B
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde ved indstilling af en PID-regulator på den i krav l's indledning angivne måde samt en anordning til brug ved udøvelse af fremgangsmåden. Opfindelsen vedrører alle variationer 5 og kombinationer af styrefunktioner (P, PI, PD, PID etc.) for en sådan regulator.
PID-regulatoren er almindeligt anvendt til styring af industrielle processer og tillader proportionalstyring, inte-10 gralstyring og differentialstyring. I et større procesanlæg anvendes et stort antal regulatorer. PID-regulatorer fremstilles i store serier som standardprodukter. Det bliver stedse mere almindeligt, at sådanne regulatorer baseres på mikrocomputere, og i sådanne tilfælde kan anvendes mere 15 komplicerede styrefunktioner.
Selv når regulatoren er baseret på en mikrocomputer, bibeholder man en konventionel PID-regulators principielle struktur, fordi organerne har kendskab til og erfaring i at 20 indstille en sådan regulator.
Der findes flere gode fremgangsmåder, eksempelvis den af Ziegler og Nichols anviste, til manuel indstilling af en PID-regulator i afhængighed af procesparametre. Alligevel 25 viser praksis, at mange regulatorer i industrielle processer er dårligt indstillede. Dette skyldes dels, at manuel indstilling, som omfatter manuel ændring af regulatorforstærkningen, er trættende, dels at processens parametre/ egenskaber ændres med tiden.
30
Der findes udstyr til automatisk indstilling af PID-regulatorer, men sådant udstyr er dyrt og ikke helt enkelt at anvende. Endvidere findes adaptive regulatorer, men disse er meget mere komplicerede end en simpel PID-regulator og be-35 nyttes derfor ikke meget.
- 2 -
DK 159343 B
Der er således et behov for en simpel metode til automatisk indstilling af en PID-regulator, uden at denne fordyres væsentligt. Metoden skal være så enkel, at den kan finde anvendelse i forbindelse med PID-regulatoren, der er baseret 5 på en mikrocomputer alene ved en simpel ændring af eller en mindre tilføjelse til regulatorens program.
Formålet med den foreliggende opfindelse er at muliggøre en simpel fremgangsmåde til indstilling af en PID-regulator og 10 som en del heraf at anvise en fremgangsmåde og en anordning til at bringe systemet omfattende PID-regulatoren til kontrolleret selvsving. Når systemet oscillerer, kan processtørrelser, som er væsentlige for indstillingen, måles.
15 Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste fremgangsmåde og den i krav 4 anviste anordning.
Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor 20 fig. 1 viser et blokdiagram for en udførelsesform med en PID-regulators styrekredsløb som separate enheder, fig. 2 et diagram i kompleks plan for processens overføringsfunktion som Nyquist-kurve og den negative in-25 verse for den såkaldte beskrivende funktion af en ikke-lineær kredsløbsfunktion med ideel relækarakteristik, fig. 3 et blokdiagram af en udførelsesform med en regulator baseret på en mikrocomputer, 30 fig. 4 et til fig. 2 svarende diagram, men også visende den beskrivende funktion af en kredsløbsfunktion med ideel relækarakteristik og hysterese, fig. 5 et diagram for fasemarginen af en overføringsfunktion for en proces, og 35 fig. 6 et diagram for forspændingen af en ikke-lineær kredsløbsfunktion til et forudbestemt arbejdspunkt.
- 3 -
DK 159343 B
I den følgende omtale er indbefattet alle variationer og kombinationer af en PID-regulators styrefunktioner. Eksempelvis kan en regulators differentialstyrefunktion udelades, således at alene P- og I-styrefunktionerne anvendes.
5
For at lette forståelsen af den foreliggende opfindelse skal først omtales et kendt system. Fig. 1 viser et blokdiagram for et sådant system baseret på analog teknik samt en anordning ifølge opfindelsen, hvormed systemet kan 10 bringes i selvsving.
En proces 1, der er illustreret ved sin overføringsfunktion H(s), styres ved hjælp af en PID-regulator 2 i afhængighed af en procesvarighed. Den aktuelle værdi y af den nævnte 15 variable opnås som et udgangssignal fra processen 1 og ledes via en negativ tilbagekoblingssløjfe 3 til et summerende kredsløb 4. Det tilbagekoblede signal kombineres med en referenceværdi Yref til dannelse af et fejlsignal e, der påtrykkes regulatoren 2.
20
Generelt kan der opstilles følgende relation mellem fejlsignalet e og styresignalet u fra regulatoren: u = k(e + 1 / e (t) di + To · f f hvor k, Tj og TD er konstanter.
25
Regulatoren 2 er i fig. 1 vist som omfattende separate sty-reenheder P, I og D for analog styring, men regulatoren kan, som det senere vil blive omtalt, også opbygges på basis af en mikrocomputer. De tre styreenheder P, I og D kan 30 individuelt til- og frakobles og shuntes ved hjælp af et arrangement af omskiftere 5, der styres individuelt ved hjælp af en passende styreenhed 6.
Regulatorens 2 overføringsfunktion kombineret med processen 35 l betegnes i det følgende G(s).
For indstilling af regulatoren ved hjælp af Ziegler og Nichols' kendte fremgangsmåde bringes systemet i kontrolle- - 4 -
DK 159343 B
ret selvsving ved manuel betjening af et reguleringsorgan 9p, således at forstærkningen af proportionalstyreenheden P - samtidig med, at de to andre styreenheder T og D er frakoblet - forøges, til selvsving opstår. Medens systemet 5 fastholdes i denne tilstand, måles amplitude og frekvens af egensvingningen på udgangssignalet y ved hjælp af måleudstyr 10. De målte værdier benyttes derefter til bestemmelse af parametrene k, T og Τβ, som indstilles ved hjælp af reguleringsorganer 9p, 9i og 9d for de tre styreenheder P, 10 I henholdsvis D. Parametrene for PID-regulatoren 2 beregnes og fastlægges i overensstemmelse med følgende tabel.
Forstærkning Integrationstid Differenta-Regulator ____UO_____ ___________ tionstid_ 15 P 0,5 k c
PI 0,4 k 0,8 T
c c
PID 0,6 k 0,5 T 0,12 T
O O o hvor k er den kritiske forstærkning, dvs. forstærkningen, 20 c når systemet er i selvsving, og T er selvsvingets periode-
O
tid.
Fremgangsmåden ifølge Ziegler og Nichols til indstilling af en PID-regulator er en tommelfingerregel, der er baseret på 25 parametrene for Nyquist-kurven x den komplekse plan, nar denne kurve passerer gennem punktet (-1,0). Ifølge Ny-quist' kriterium er en proces stabil, hvis Nyquist-kurven ikke omskriver punktet (-1,0). Diagrammet i fig. 2 viser en Nyquist-kurve G(iuO for positive værdier af vinkelfre-30 kvensen ou.
For at sikre selvsving uafhængigt af små ulineariteter, såsom et dødområde og/eller hysterese, i systemet, kan indgangssignalet yref udsættes for små forstyrrelser.
35
Hvad der til nu er nævnt om tilbagekoblingssystemet og indstillingsmetoden er kendt teknik.
- 5 -
DK 159343 B
I stedet for den nævnte metode til bestemmelse af amplitude og frekvens af det selvsvingende system tilføjes ifølge den foreliggende opfindelse i serie med og foran processen 1 et ikke lineært kredsløb 7 med en beskrivende funktion N(A).
5 Denne skal senere omtales nærmere. Der indføres således en ikke-lineær kredsløbsfunktion NL i signalvejen til behandling af fejlsignalet e, inden dette tilføres processen 1.
Dette er illustreret i fig. 1, hvor det ved hjælp af en omskifter 8 er muligt at indkoble kredsløbet 7.
10
Den nævnte ikke-lineære kredsløbsfunktion NL har relækarakteristik. Dette indebærer, at udgangssignalet fra kredsløbet 7 har en første lav værdi, når indgangssignalet e er mindre end en forudbestemt værdi, og en anden høj værdi, 15 når indgangssignalet overstiger denne forudbestemte værdi.
Udgangssignalet svinger altså mellem to værdier, eksempelvis mellem amplitudeværdierne +d og -d. Kredsløbet 7 kan realiseres ved hjælp af et simpelt sammenlignende kredsløb 20 med stor indre forstærkning.
Selv om en ideal relækarakteristik med retvinklede overgange fratrækkes og let lader sig realisere i en PID-regula-tor, der er baseret på en mikrocomputer, er det muligt også 25 at udøve opfindelsen ved en mindre veldefineret relækarak-. teristik med hældning og/eller oversving.
En ikke-lineær kredsløbsfunktion kan repræsenteres ved en beskrivende funktion N(A), som defineres som overførings-30 funktionen for kredsløbsfunktionen, når indgangssignalet er et sinussignal A sin (to>t), hvor A er amplituden, UJ vinkelfrekvensen og t tiden.
For at bringe det i fig.l viste system med den ikke-lineære 35 kredsløbsfunktion NL indkoblet til selvsving skal følgende udtryk være gældende for mindst en værdi af parametrene A og oJ : - 6 -
DK 159343 B
G (ioJ) N(A) = -1 eller 1 G (iU) = - N(A) 5 Diagrammet i fig.2 viser de to funktioner G (ic«->) og - i den komplekse plan. Amplitude og frekvens for egensvingningen fås af parameterværdierne i skæringspunktet p mellem de viste kurver. Ved bestemmelse af amplitude og frekvens under selvsving kan værdien af overføringsfunktionen G (iuf) 10 for styresystemet - inkluderende PID-regulatoren - i det aktuelle skæringspunkt p bestemmes, og denne information kan derefter benyttes til indstilling af regulatoren.
En ikke-lineær kredsløbsfunktion NL med en ideel relækarak-15 teristik har en beskrivende funktion N(A) = , hvor A er amplituden af kredsløbsfunktionens indgangssignal, e og d er amplituden af udgangssignalet. Den negative inverse _ .1 . for den beskrivende funktion er i den komplekse plan en ret linie, der er sammenfaldende med den negative real-20 talsakse -Re. 1 et ikke-lineært kredsløb med relækarakteristik er Ziegler og Nichols' fremgangsmåde velegnet til at indstille en PID-regulator. Når det ikke-lineære kredsløb 7 med relækarak-25 teristikken er indkoblet, og PID-regulatoren helt udkoblet, dvs. shuntet, bringes systemet i selvsving. Eventuelt kan proportionalstyreenheden P i regulatoren være indkoblet for at begrænse selvsvingets amplitude. Amplituden A, der er et udtryk for skæringspunktet p mellem overføringsfunktio-30 nen G (ioJ) og den regulative realtalsakse -Re, bestemmes ved at måle signalet y ved hjælp af måleudstyret 10. Med kendskab til dette punkt, dvs. til amplituden A, og relækarakteristikken (værdien d) for det ikke-lineære kredsløb, kan systemets kritiske forstærkning kc beregnes af udtryk- 35 ket |< - . Periodetiden T af selvsvinget bestemmes c TYh c y ved måling.
- 7 -
DK 159343 B
I overensstemmelse med Ziegler og Nichols kan derefter beregnes forstærkning, integrationstid og differentiationstid, hvilke beregnede parametre benyttes til indstilling af regulatoren.
5
Det skal i denne sammenhæng bemærkes, at ikke kun P-enheden kan være tilsluttet under selvsving og måling. Også I- og/ eller D-enheden kan være tilsluttet individuelt eller sammen med P-enheden. Dette er især tilfældet, hvis et andet 10 punkt på Nyquist-kurven end dennes skæring med aksen -Re skal bestemmes. Herom henvises til "Ziegler Nichols Autotuners" af Karl Johan Åstrøm, Department of Automatic, Lund Institute of Technology, May 1982.
15 Den nævnte fremgangsmåde kan udgøres manuelt eller automatisk afhængigt af, hvorledes regulatoren 2 og den ikke-li-neære kredsløbsfunktion NL er realiseret.
Opfindelsen afhjælper det problem, som fremkaldes af små 20 ulineariteter i systemet, der kunne hindre selvsving, fordi indføringen af den ikke-lineære kredsløbsfunktion i det væsentlige overgår enhver mindre ulinearitet.
PID-regulatoren baseres i dag hovedsageligt på en mikrocom-25 puter, og fig. 3 viser et blokdiagram svarende til fig. 1, men hvor systemet anvender en regulator med en mikrocomputer. På indgangen af mikrocomputeren findes en A/D-omsæt-ter 11 og på mikrocomputerens udgang en D/A-omsætter 12. Mikrocomputeren 13 har forbindelse med et programmerbart 30 læselager (PROM) 14, der tjener som programlager, og med et lager (RAM) 15 med direkte tilgang, der tjener til opbevaring af data. Datalageret 15 har indgangs- og udgangsregistre og et styrekredsløb til frembringelse af udgangssignaler som impulser til D/A-omsætteren 12. Enhederne 13-15 er 35 kombineret til at samvirke på sædvanlig kendt måde. Styrefunktionerne for P-, I- og D-styring er lagret i programlageret 14 sammen med andre for mikrocomputerens 13 drift - 8 -
DK 159343 B
nødvendige programmer.
De analogt arbejdende styrefunktionsenheder, der er vist i fig. 1, kan illustreres ved hjælp af kredsløbsfunktionerne yde edt og k *Tp for henholdsvis P-, I- og D-enheden. Ved den i fig. 3 viste udførelsesform er disse kredsløbsfunktioner lagret i programlageret 14 som algoritmer, der skal påvirke regulatorindgangssignalet eller fejlsignalet e, eller mere specifikt målte værdier deraf, for 10 på regulatorens udgang at frembringe et styresignal u, som påtrykkes processen. Som ved den i fig. 1 viste udførelsesform er referenceværdien yre£ og den for processen aktuelle værdi eller målevariable y.
15 Denne kendte PID-regulator indstilles ved hjælp af ikke viste reguleringsorganer, medens alene proportionalstyringen er indkoblet, hvorefter forstærkningen manuelt øges, til selvsving indtræder. Forstærkningen og periodetiden måles og benyttes til beregning og regulering af regulatorparame-20 trene i overensstemmelse med de af Ziegler og Nichols opstillede formler.
For at bringe systemet i selvsving er der ifølge den foreliggende opfindelse indført en kredsløbsfunktion med ikke-25 lineær karakteristik til at påvirke regulatorsignalet.
Denne kredsløbsfunktion NL implementeres i mikrocomputeren som en yderligere algoritme og stemmer overens med de tidligere nævnte krav til selvsving. For den beskrivende funktion N(A) gælder således stadig, at G (iåJ) * N(A) = 30 -1, hvor G(s) ikke inkluderer NL, som derfor i fig. 3 er anført i parenteser.
Når PID-regulatoren skal indstilles, bringes systemet - til bestemmelse af måleværdier for amplitude og frekvens - i 35 selvsving med den ikke-lineære kredsløbsfunktion NL i signalvejen for fejlsignalet e, eller mere nøjagtigt målte værdier af indgangssignalet e til regulatoren, hvilke vær-
.DK 159343 B
- 9 - dier etableres ved hjælp af mikrocomputeren. Indgangssignalet e til regulatoren bearbejdes således ved hjælp af den ikke-lineære kredsløbsfunktion NL. Selvsvingningens amplitude og frekvens bestemmes derefter på passende måde ved 5 måling af udgangssignalet y.
Målingen af amplitude og frekvens for den nævnte svingning er ikke en del af den foreliggende opfindelse men kan foretages på enhver passende måde. Til måling af amplituden 10 kan nævnes tre fremgangsmåder: 1) Amplituden af på hinanden følgende svingninger måles, og en måleværdi accepteres, når den efterfølgende værdi afviger mindre end eksempelvis 3%.
2) Rekursiv mindste kvadraters identifikation.
15 3) Kalmanfilter.
Også frekvensen kan bestemmes på flere forskellige måder, bl.a.ved 1) simpel måling af tiden mellem på hinanden følgende nulgennemgange for svingningen, 20 2) rekursiv mindste kvadraters metode, 3) anvendelse af et såkaldt ekspanderet kalmanfilter, som gør det muligt at bestemme både amplitude og frekvens med samme filter.
25 Blokdiagrammet i fig. 3 anskueliggør opfindelsens udøvelse.
I praksis frembringes imidlertid fejlsignalet e i selve regulatoren, og tilbagekoblingssignalet -y kan ledes til mikroprocessoren 13 via endnu en A/D-omsætter. Generelt benyttes dog en multiplekser ved regulatorindgangen foran 20 A/D-omsætteren 11. Denne sidstnævnte udførelsesform letter også måling af udgangssignalet y for bestemmelse af selv-svingets amplitude og frekvens.
Udnyttelse af en ikke-lineær kredsløbsfunktion NL med relæ-25 karakteristik er i det foranstående blevet omtalt i forbindelse med indstilling af en PID-regulator. Ifølge en anden
DK 159343 B
- 10 - anvendelsesmulighed kan en PID-regulator indstilles til at give et processystem en ønsket fasemargin. I fig. 5 er vist fasemarginen y* for en overføringsfunktion G(s). Denne udnyttelse er især hensigtsmæssig, hvis den ikke-li-5 neære kredsløbsfunktion har relækarakteristik, foretrukket en ideel karakteristik med hysterese. En kredsløbsfunktion med ideel relækarakteristik og hysterese behandler et indgangssignal på en sådan måde, at indgangssignalet, når det bliver mindre end en første værdi -H, resulterer i et lavt 10 udgangssignal -d, og når det bliver større end en anden værdi H, der er større end førstnævnte værdi, resulterer i et højt udgangssignal +d. Udgangssignalet er altid et firkantsignal. Værdien H er et mål for hysteresen. Det er indlysende, at indgangssignalets amplitude A skal være 15 større end hysteresen H for korrekt virke.
Den beskrivende funktion N/A for en kredsløbsfunktion med ideel relækarakteristik og hysterese er
20 N'(A) = · e 0 = arcsin A>H
. hvor A som tidligere er amplituden af udgangssignalet på det ikke-lineære. kredsløb, d er amplituden af udgangssignalet fra det ikke-lineære kredsløb, H er et mål af hysteresen, og 0 er et mål for tidsforsinkelsen mellem indgang og 25 udgang. Den negative inverse af den beskrivende funktion kan udtrykkes ved -1— = - 3L \Γ a2 - η2 ' -1 N'(A) 4 d V 4d 30 Da imaginærdelen i dette udtryk er uafhængig af amplituden A, afbildes - i den komplekse plan som en ret linie parallel med den negative realtalsakse, jf. fig. 4. 1 tilbagekoblingssystemerne ifølge fig. 1 og 3 vil selv-35 sving indtræde, hvis kurverne G(i<AJ) og -1/N’(A) skærer hinanden, som vist i fig. 4. Da selvsvingets amplitude og frekvens følger af kurvernes parametre i skæringspunktet p, - 11 -
DK 159343 B
kan overføringsfunktionen G (io-0 bestemmes ved selvsvinget s f r ekven s.
Når altså en kredsløbsfunktion med relækarakteristik og hy-5 sterese indføres i signalvejen for en PID-regulator, fremkaldes selvsving. Ved at måle selvsvingets amplitude og frekvens kan en ønsket fasemargin for det pågældende styresystem indstilles. Der henvises til "A PID Tuner based on Phase Margin Specification" af Tore Hågglund, Department 10 of Automatic Control, Lund Institute of Technology, Sept.
1981.
To udførelsesformer med indførelse afen kredsløbsfunktion med ideel relækarakteristik er blevet åbenbaret for parame-15 terbestemmelse og efterfølgende indstilling af en PID-regulator. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er simpel og kan indføres som få programtrin i en mikrocomputer. Fremgangsmåden kan også udøves manuelt eller fuldautomatisk. Fremgangsmåden indebærer forstyrrelse i den normale 20 styring af en proces og udføres derfor intermitterende.
Et programstyrekredsløb kan initiere indstilling af PID-regulatoren med forudbestemte intervaller såsom eksempelvis en gang pr. døgn eller uge.
25 I overensstemmelse med ovennævnte krav til den beskrivende funktion af den ikke-lineære kredsløbsfunktion NL bør indgangssignalet til den beskrivende funktion være et sinussignal. På den anden side er udgangssignalet fra den be-30 skrivende funktion et firkantsignal. I de fleste tilfælde er imidlertid overføringsfunktionen af en proces et lavpas-filter, hvilket medfører, at procesudgangssignalet y, som tilbagekobles til regulatorens indgang, er filtreret og hovedsageligt omfatter en grundfrekvens, medens harmoniske er 35 frafiltreret.
- 12 -
DK 159343B
Forsøg har vist, at processer med en forholdsvis simpel eller "god" overføringsfunktion, som normalt er styret ved hjælp af en konventionel PID-regulator, på tilfredsstillende måde imødekommer ovennævnte. Da formålet med opfindel-5 sen er at anvise en simpel indstillingsmetode til brug ved enkle PID-regulatorer, er den foretagne tilnærmelse af ringe betydning.
I realiteten kan den beskrivende funktion af den ikke-line-10 ære kredsløbsfunktion håndtere også udgangssignaler, som afviger væsentligt fra sinusform. Men indgangssignalet skal være i det væsentlige symmetrisk. For at sikre symmetri kan den ikke-lineære kredsløbsfunktion forspændes til et passende arbejdspunkt som vist i fig. 6. Et ønsket 15 udgangssignal y^es svarer til et indgangssignal u^es. Indgangssignalet u^es kan bestemmes som det indgangssignal, for hvilket udgangssignalet for den ikke-lineære kredsløbsfunktion med en ideel relækarakteristik er symmetrisk. Dette igen kan bestemmes ved måling af de positive og nega-20 tive tidsperioder T+ og T_ for det firkantede udgangssignal fra den ikke-lineære kredsløbsfunktion NL. Ved hælp af successive målinger med forskellige indgangssignaler kan udes ans-*-^s ve<^ interpolation. Det bemærkes, at parametrene for den ikke-lineære kredsløbsfunktion kan vælges på 25 forskellige måder. Det kan være ønskeligt at fastsætte visse parametre, medens andre kan vælges frit.
30 35

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til at indstille parametrene for en PID-regulator (2) i et tilbagekoblet reguleringssystem, i hvilket det regulerede system (1) og regulatoren{2) har en fælles overføringsfunktion G(s), ved hvilken fremgangsmåde i 5 et første trin det tilbagekoblede reguleringssystem bringes i selvsving, i et andet trin amplitude og frekvens af selvsvinget bestemmes, og i et tredje trin de bestemte værdier for selvsvingningens amplitude og frekvens udnyttes til beregning af regulatorens parametre, kendetegne t 10 ved, at i nævnte første trin en kredsløbsfunktion (NL) med ikke-lineær karakteristik og med en beskrivende funktion N(A), for hvilken der gælder, at G(iå/) · N(A) = -1 for i det mindste én værdi af vinkelfrekvens co og amplitude A for et indgangssignal, forbindes i serie med det regulerede sy-15 stem (1), og at kredsløbsfunktionen fjernes efter nævnte andet trin.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegn e t ved, at kredsløbsfunktionen (NL) har relækarakteristik. 20
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegne t ved, at kredsløbsfunktionen (NL) har relækarakteristik og hysterese.
4. Anordning som er indrettet til ved indstilling af para metrene for e'n regulator (2) af PID-typen i et tilbagekoblet reguleringssystem (1) med en overføringsfunktion G(s) fælles for regulatoren og systemet at bringe det tilbagekoblede reguleringsystem i selvsving med henblik på at måle 30 amplitude og frekvens af denne svingning, kendetegne t ved at omfatte et organ (7,8;13-15), der er udformet til at realisere en ulineær kredsløbsfunktion(NL), som har en sådan beskrivende funktion N(A), at G (iCJ) - N(A) = -1 for mindst én værdi af vinkelfrekvens uj og amplitude A af 35 et indgangssignal og at temporært forbinde denne kredsløbs- DK 159343 B - 14 - funktion (NL) i serie med det regulerede system (1).
5. Anordning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at kredsløbsfunktionen (NL) har relækarakteristik. 5
6. Anordning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at kredsløbsfunktionen (NL) har relækarakteristik og hyste-rese.
7. Anordning ifølge krav 4-6, kendetegnet ved, at nævnte organ omfatter et elektrisk kredsløb(7) og en omskifter (8) for temporær tilslutning af det elektriske kredsløb til regulatoren (2).
8. Anordning ifølge krav 4-6, og hvor regulatoren (2) om fatter en mikrocomputer, hvori regulatorens styrefunktioner er realiseret ved hjælp af algoritmer, kendeteg net ved, at nævnte organ omfatter mikrocomputeren (13-15), hvorved nævnte kredsløbsfunktion (NL) er realise-20 ret ved en algoritme i mikrocomputeren. 25 30 35
DK154183A 1981-08-24 1983-04-07 Fremgangsmaade ved indstilling af en pid-regulator samt anordning til brug til udoevelse af fremgangsmaaden DK159343C (da)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8104989A SE427508B (sv) 1981-08-24 1981-08-24 Forfarande for instellning av en pid-regulator for en process
SE8104989 1981-08-24
PCT/SE1982/000268 WO1983000753A1 (en) 1981-08-24 1982-08-23 A method and an apparatus in tuning a pid-regulator
SE8200268 1982-08-23

Publications (4)

Publication Number Publication Date
DK154183D0 DK154183D0 (da) 1983-04-07
DK154183A DK154183A (da) 1983-04-07
DK159343B true DK159343B (da) 1990-10-01
DK159343C DK159343C (da) 1991-03-11

Family

ID=20344408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK154183A DK159343C (da) 1981-08-24 1983-04-07 Fremgangsmaade ved indstilling af en pid-regulator samt anordning til brug til udoevelse af fremgangsmaaden

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4549123A (da)
EP (1) EP0099362B1 (da)
JP (1) JPS58501342A (da)
DE (1) DE3279134D1 (da)
DK (1) DK159343C (da)
FI (1) FI71435C (da)
SE (1) SE427508B (da)
WO (1) WO1983000753A1 (da)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4646226A (en) * 1983-01-28 1987-02-24 Measurex Corporation System and process for identifying and updating tuning constants
DE3330233A1 (de) * 1983-08-22 1985-03-21 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln Verfahren und vorrichtung zur einstellung des pid-verhaltens von reglerkompensationsnetzwerken, insbesondere bei hydropulsmaschinen
JPH07104715B2 (ja) * 1984-01-18 1995-11-13 株式会社日立製作所 パラメ−タの同定方法
US4669040A (en) * 1984-09-19 1987-05-26 Eurotherm Corporation Self-tuning controller
SE447608B (sv) * 1985-04-03 1986-11-24 Hightech Network Ab Forfarande och anordning for instellning av en digital regulator
JPS61243505A (ja) * 1985-04-19 1986-10-29 Omron Tateisi Electronics Co 離散時間制御装置
US4630187A (en) * 1985-09-09 1986-12-16 Sperry Corporation Power converter with duty ratio quantization
JPS6266301A (ja) * 1985-09-18 1987-03-25 Yamatake Honeywell Co Ltd オ−トチユ−ニングコントロ−ラ
DE3719581A1 (de) * 1987-06-12 1988-12-29 Broadcast Television Syst Digitaler abtastregler
JPH0673081B2 (ja) * 1987-11-25 1994-09-14 株式会社日立製作所 自動制御装置
JPH01186182A (ja) * 1988-01-19 1989-07-25 Fanuc Ltd サーボモータの制御装置
US5157597A (en) * 1988-12-23 1992-10-20 Fanuc Ltd. Method of detecting oscillation of a servo system and automatically adjusting speed loop gain thereof
FR2651339B1 (fr) * 1989-08-30 1991-10-04 Alsthom Gec Dispositif d'asservissement d'un systeme a contre-reaction et application aux amplificateurs et servomecanismes.
US5025381A (en) * 1990-01-02 1991-06-18 General Electric Company Attitude control compensator for flexible spacecraft
US5159547A (en) * 1990-10-16 1992-10-27 Rockwell International Corporation Self-monitoring tuner for feedback controller
US5124626A (en) * 1990-12-20 1992-06-23 Mts Systems Corporation Sinusoidal signal amplitude and phase control for an adaptive feedback control system
US5283729A (en) * 1991-08-30 1994-02-01 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Tuning arrangement for turning the control parameters of a controller
US5229699A (en) * 1991-10-15 1993-07-20 Industrial Technology Research Institute Method and an apparatus for PID controller tuning
US5371670A (en) * 1993-02-01 1994-12-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Three-parameter tunable tilt-integral-derivative (TID) controller
US5453925A (en) * 1993-05-28 1995-09-26 Fisher Controls International, Inc. System and method for automatically tuning a process controller
US6330484B1 (en) 1993-08-11 2001-12-11 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Method and apparatus for fuzzy logic control with automatic tuning
US5504672A (en) * 1993-09-10 1996-04-02 Hardiman; Ted L. Industrial process controller and method of process control
US5587899A (en) * 1994-06-10 1996-12-24 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Method and apparatus for determining the ultimate gain and ultimate period of a controlled process
US5748467A (en) * 1995-02-21 1998-05-05 Fisher-Rosemont Systems, Inc. Method of adapting and applying control parameters in non-linear process controllers
US5742503A (en) * 1996-03-25 1998-04-21 National Science Council Use of saturation relay feedback in PID controller tuning
DE19612884C2 (de) * 1996-03-25 2003-03-20 Univ Konstanz Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung eines PID-Reglers
US6438430B1 (en) * 1996-05-06 2002-08-20 Pavilion Technologies, Inc. Kiln thermal and combustion control
US7418301B2 (en) * 1996-05-06 2008-08-26 Pavilion Technologies, Inc. Method and apparatus for approximating gains in dynamic and steady-state processes for prediction, control, and optimization
US7149590B2 (en) 1996-05-06 2006-12-12 Pavilion Technologies, Inc. Kiln control and upset recovery using a model predictive control in series with forward chaining
US6493596B1 (en) * 1996-05-06 2002-12-10 Pavilion Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling a non-linear mill
US8311673B2 (en) * 1996-05-06 2012-11-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for minimizing error in dynamic and steady-state processes for prediction, control, and optimization
US7610108B2 (en) * 1996-05-06 2009-10-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for attenuating error in dynamic and steady-state processes for prediction, control, and optimization
AUPO241996A0 (en) * 1996-09-19 1996-10-10 University Of Newcastle Research Associates Limited, The Method & apparatus for automated tuning of pid-controllers
DE19734208A1 (de) * 1997-08-07 1999-02-11 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung optimaler Reglerparamter für eine Drehzahlregelung
SG96542A1 (en) 1997-08-30 2003-06-16 Univ Singapore Apparatus for relay based multiple point process frequency response estimation and control tuning
US6128541A (en) * 1997-10-15 2000-10-03 Fisher Controls International, Inc. Optimal auto-tuner for use in a process control network
US6081751A (en) * 1997-12-19 2000-06-27 National Instruments Corporation System and method for closed loop autotuning of PID controllers
DE19854750A1 (de) * 1998-11-27 2000-05-31 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung einer optimalen Verstärkung des Integrators eines Drehzahlreglers
US6445962B1 (en) * 1999-03-15 2002-09-03 Fisher Rosemount Systems, Inc. Auto-tuning in a distributed process control environment
EP1226472B1 (de) * 1999-09-24 2004-05-06 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Verfahren zur ermittlung von zeitkonstanten eines referenzmodelles in einer kaskadierten regelungsanordnung
US6510353B1 (en) 1999-11-04 2003-01-21 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Determining tuning parameters for a process controller from a robustness map
US6823133B1 (en) * 1999-11-15 2004-11-23 Lexmark International, Inc. Apparatus and method for electronic control of DC motor using an all-digital phase-locked loop
JP2001175303A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Toshiba Mach Co Ltd 速度フィードバック制御系の速度ループゲインを自動調整する方法
US7024253B2 (en) * 2000-08-21 2006-04-04 Honeywell International Inc. Auto-tuning controller using loop-shaping
US6980869B1 (en) * 2000-11-20 2005-12-27 National Instruments Corporation System and method for user controllable PID autotuning and associated graphical user interface
US6847851B1 (en) 2002-07-12 2005-01-25 John R. Koza Apparatus for improved general-purpose PID and non-PID controllers
AU2003213620A1 (en) * 2002-08-20 2004-03-11 Delaval Holding Ab Auto-tuning pid control for vacuum system
US7496041B2 (en) * 2003-02-28 2009-02-24 Fisher-Rosemount Systems, Inc. High speed auto-tuning loop
DE102004010083B4 (de) * 2003-03-22 2006-11-23 Hexagon Metrology Gmbh Tastkopf vom messenden Typ für ein Koordinatenmessgerät
TWI231481B (en) * 2004-03-11 2005-04-21 Quanta Comp Inc Electronic apparatus
DE102004052418B4 (de) * 2004-10-28 2012-05-10 Infineon Technologies Ag Gewichtungsschaltung und Verfahren zum Einregeln eines Regelkreises
US7496414B2 (en) 2006-09-13 2009-02-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Dynamic controller utilizing a hybrid model
US8185217B2 (en) * 2008-01-31 2012-05-22 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Robust adaptive model predictive controller with tuning to compensate for model mismatch
JP2011527748A (ja) 2008-07-11 2011-11-04 コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ 二値観測に基づくシステムのインパルス応答の推定
EP2187276B1 (de) 2008-11-10 2011-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Ermitteln von Parameterwerten zum Regeln eines Zustandes eines Systems
CN105589448A (zh) 2009-02-02 2016-05-18 费希尔-罗斯蒙特系统公司 具有用以补偿模型失配的可调节积分分量的模型预测控制器
US8243696B2 (en) * 2009-02-02 2012-08-14 Texas Instruments Incorporated Joint processing downlink coordinated multi-point reference signal support
DE102009020744B4 (de) * 2009-05-11 2021-09-30 Lauda Dr. R. Wobser Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Einstellen der Reglerparameter eines stetigen Reglers in einem Regelkreis eines Thermostaten
US8800697B2 (en) 2009-09-01 2014-08-12 Ryno Motors, Inc. Electric-powered self-balancing unicycle with steering linkage between handlebars and wheel forks
WO2013128214A1 (en) 2012-02-28 2013-09-06 Aristole University Of Thessaloniki-Research Committee A method for auto-tuning of pid controllers and apparatus therefor
US9085334B2 (en) 2012-08-22 2015-07-21 Ryno Motors, Inc. Electric-powered self-balancing unicycle
US9568897B2 (en) 2014-01-02 2017-02-14 General Electric Company Controller system for variable parameter and related program product
EP3073334A1 (en) 2015-03-23 2016-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Method and arrangement for automatic tuning of a controller
TWI564683B (zh) * 2015-10-21 2017-01-01 財團法人工業技術研究院 未知pid控制器之參數調諧方法
US10386808B2 (en) 2017-02-24 2019-08-20 Danfoss Power Electronics A/S System parameter identificatino method based on rate-limited relay with hysteresis and sinusoidal injection
CN114397074B (zh) * 2022-01-20 2024-02-13 中山大学·深圳 一种正弦振动台控制方法、系统及装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL214582A (da) * 1956-02-20
US2936611A (en) * 1959-01-16 1960-05-17 Mat Lee E Le Leak testing system
FR1474553A (fr) * 1966-04-04 1967-03-24 Dispositif de contrôle d'étanchéité des capacités en matière synthétique ou autres
JPS4889757A (da) * 1972-02-24 1973-11-22
JPS5338933B2 (da) * 1973-05-25 1978-10-18
US3938017A (en) * 1974-03-05 1976-02-10 Johnson Service Company Anti-reset windup proportional and integral controller
JPS5332031A (en) * 1976-09-06 1978-03-25 Shinano Kikaku Co Ltd Film winder for slide projector
FI59494C (fi) * 1979-05-31 1981-08-10 Antti Niemi Foerfarande och anordning foer processreglering
NL178539C (nl) * 1979-10-19 1986-04-01 Ihc Holland Nv Regelstelsel.
CH642467A5 (de) * 1980-03-19 1984-04-13 Sulzer Ag Regelverfahren und schaltung zum ausueben des verfahrens.
DE3100126C2 (de) * 1980-12-05 1985-04-04 Gebrüder Sulzer AG, Winterthur Regler mit einem Sollwert/Istwert-Vergleichsorgan
JPS57199004A (en) * 1981-06-01 1982-12-06 Toshiba Corp Sample value adaptive process controller

Also Published As

Publication number Publication date
DE3279134D1 (en) 1988-11-24
DK159343C (da) 1991-03-11
SE8104989L (sv) 1983-02-25
US4549123A (en) 1985-10-22
FI71435C (fi) 1986-12-19
EP0099362A1 (en) 1984-02-01
SE427508B (sv) 1983-04-11
FI833323L (fi) 1983-09-19
WO1983000753A1 (en) 1983-03-03
DK154183D0 (da) 1983-04-07
DK154183A (da) 1983-04-07
JPS58501342A (ja) 1983-08-11
FI71435B (fi) 1986-09-09
EP0099362B1 (en) 1988-10-19
FI833323A0 (fi) 1983-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4549123A (en) Method and an apparatus in tuning a PID-regulator
KR920002832B1 (ko) 패턴 인지 자동조정제어기 및 그 제어 파라메타들을 자동적으로 조정하는 방법
EP0045857B1 (en) Process control apparatus
EP0139243A2 (en) Process control apparatus
US3798426A (en) Pattern evaluation method and apparatus for adaptive control
USRE33267E (en) Pattern-recognizing self-tuning controller
JPH0822306A (ja) 演算制御パラメータ自動調整装置
JPH03152601A (ja) セルフチューニング調節計
JPH0434766B2 (da)
DK169646B1 (da) Mønstergenkendende, selvjusterende styreenheder
JPS63116204A (ja) 適応制御装置
JPH0454243B2 (da)
JPH0195301A (ja) セルフチューニング調節計
JPS6148163B2 (da)
JPH0619506A (ja) 同定装置
NO160632B (no) Fremgangsm te og apparat for avstemning av en pid-rr.
Hidayah et al. Maximum Peak-Gain Margin 2DOF-IMC Tuning for a 2DOF-PID Filter Set Point Controller Under Parametric Uncertainty
NO169802B (no) Moenstergjenkjennende, selvavstemmende regulatorinnretning
JPH03265902A (ja) プロセス制御装置
JPS59151201A (ja) サンプル値pid制御装置
Kefallinos Literature review and simulation study of feedback control of systems with dead time
JPS59160205A (ja) サンプル値pid制御装置
JPH11102203A (ja) プラント制御装置
JPH0519725B2 (da)
JPS58184603A (ja) プロセス制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PHB Application deemed withdrawn due to non-payment or other reasons
PBP Patent lapsed