JPH0435762B2 - - Google Patents
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- JPH0435762B2 JPH0435762B2 JP662683A JP662683A JPH0435762B2 JP H0435762 B2 JPH0435762 B2 JP H0435762B2 JP 662683 A JP662683 A JP 662683A JP 662683 A JP662683 A JP 662683A JP H0435762 B2 JPH0435762 B2 JP H0435762B2
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は閉ループ制御中にプロセスの動特性
を同定して、同定結果に基づいて最適な制御定数
を自動調整する機能を有するサンプル値PID制御
装置に関し、特に操業中のプロセスの特性変化を
検出して自動的に制御定数の再調整を行なうこと
のできるサンプル値PID制御装置に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] This invention relates to a sample value PID control having a function of identifying process dynamic characteristics during closed-loop control and automatically adjusting optimal control constants based on the identification results. The present invention relates to devices, and in particular to sample value PID control devices that can detect changes in process characteristics during operation and automatically readjust control constants.
従来のサンプル値PID制御装置は制御定数のオ
ートチユーニング機能を手動で起動させていたた
め、操業中のプロセスの特性変化に対応した制御
定数の再調整に次のような問題点があつた。
Conventional sample value PID controllers manually activated the autotuning function for control constants, which caused the following problems in readjusting control constants in response to changes in process characteristics during operation.
(1) プロセスの特性変化を作業員が常に監視する
必要があるので、人手が省けない。さらに、監
視のためのレコーダ、モニタテレビなど高価な
設備が要る。(1) Workers must constantly monitor changes in process characteristics, so human labor cannot be omitted. Furthermore, expensive equipment such as a recorder and a television monitor is required for monitoring.
(2) プロセスの特性変化に気付かないで操業した
場合、製品の品質低下、プラント効率の低下、
安全性の低下があり問題である。(2) If operations are performed without noticing changes in process characteristics, product quality may deteriorate, plant efficiency may decrease,
This is a problem because it reduces safety.
(3) プロセスの特性変化に気付いても、手動でオ
ートチユーニング機能を起動させるため、速や
かに調整することができない。(3) Even if a change in process characteristics is noticed, the automatic tuning function is activated manually, making it impossible to make adjustments quickly.
本発明は前記の問題点を解決するため、操業中
のプロセスの特性変化のオンライン監視と制御定
数の再調整を全自動化して、製品の品質の低下、
プラント効率低下、安全性の低下のないプラント
の操業が行なえて、しかも、人手を省力化できる
サンプル値PID制御装置を提供することを目的と
する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention fully automates the online monitoring of changes in process characteristics during operation and readjustment of control constants, thereby preventing deterioration in product quality.
The purpose of the present invention is to provide a sample value PID control device that allows plant operation without deterioration of plant efficiency or safety, and that saves manpower.
本発明は、制御対象となるプロセスをサンプル
値制御するサンプル値PID制御演算部を備え、こ
のサンプル値PID制御演算部で制御される制御ル
ープ内に所定の同定信号を印加し、それに基づい
て前記プロセスの動特性モデルのパラメータを同
定することで前記サンプル値PID制御演算部の制
御定数を自動的に算出してオートチユーニングす
るように構成されてなるサンプル値PID制御装置
において、
前記プロセスの推定し得る複数のケースの特性
変化を推定特性変化として予め複数定め、同定終
了後のプロセスの動特性モデルのパラメータを前
記複数の推定特性変化に各々合わせて変化させる
ことにより推定動特性モデルを複数求め、前記推
定特性変化と関連付けて各々予め記憶しておく推
定誤差演算手段と、
同定終了後のプロセスの動特性モデルのパラメ
ータとプロセスの操作信号および出力信号とか
ら、プロセスの実際のモデル誤差を演算する特性
変化検出手段と、
を設け、
前記特性変化検出手段で検出されたプロセスの
実際のモデル誤差がしきい値よりも大きいときに
プロセスの実際の特性変化が生じたと判断し、前
記推定動特性モデルを用いてプロセスの前記推定
特性変化に対応するモデル誤差を推定モデル誤差
として複数演算するとともに、この演算された複
数の推定モデル誤差の中から、最小の値の推定モ
デル誤差を選択し、この推定モデル誤差に対応す
る前記推定動特性モデルのパラメータを用いて前
記サンプル値PID制御演算部の制御定数を調整す
ることを特徴としている。
The present invention includes a sample value PID control calculation unit that controls a process to be controlled by sample values, applies a predetermined identification signal into a control loop controlled by the sample value PID control calculation unit, and based on the sample value PID control calculation unit, In a sample value PID control device configured to automatically calculate and auto-tuning control constants of the sample value PID control calculation unit by identifying parameters of a dynamic characteristic model of the process, estimating the process. A plurality of possible characteristic changes in a plurality of cases are determined in advance as estimated characteristic changes, and a plurality of estimated dynamic characteristic models are obtained by changing the parameters of the dynamic characteristic model of the process after the identification is completed in accordance with each of the plurality of estimated characteristic changes. , an estimated error calculating means that is stored in advance in association with the estimated characteristic change, and calculates the actual model error of the process from the parameters of the dynamic characteristic model of the process after the completion of identification, and the operation signal and output signal of the process. and determining that an actual characteristic change of the process has occurred when the actual model error of the process detected by the characteristic change detecting means is larger than a threshold, Using the model, multiple model errors corresponding to the estimated characteristic changes of the process are calculated as estimated model errors, and from among the calculated estimated model errors, the estimated model error with the minimum value is selected. The control constant of the sample value PID control calculation unit is adjusted using the parameter of the estimated dynamic characteristic model corresponding to the estimated model error.
本発明のサンプル値PID制御装置の効果を次に
示す。
The effects of the sample value PID control device of the present invention will be described below.
(1) プロセスの特性変化の検出を自動的にオンラ
イン監視できるので、人手を省くことができ、
しかも高価な監視装置がいらない。(1) Detection of changes in process characteristics can be automatically monitored online, saving human labor.
Moreover, there is no need for expensive monitoring equipment.
(2) プロセスの特性変化を見落しすることがない
ので、製品の高品質、プラントの安全性を常に
保つことができる。(2) Since changes in process characteristics are not overlooked, high product quality and plant safety can always be maintained.
(3) プロセスの特性が変化した場合の制御定数の
再調整作業を自動化できるので速やかな対応が
できる。しかも、このときの人手も省くことが
できる。(3) The readjustment of control constants when process characteristics change can be automated, allowing prompt response. Moreover, manpower at this time can be saved.
本発明の一実施例を第1図を用いて説明する。
第1図は本発明のサンプル値PID制御装置の構成
を示すブロツク図である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a sample value PID control device according to the present invention.
なお、本発明のサンプル値PID制御装置の前提
となる装置、すなわち、「制御対象となるプロセ
スをサンプル値制御するサンプル値PID制御演算
部を備え、このサンプル値PID制御演算部で制御
される制御ループ内に所定の同定信号を印加し、
それに基づいてプロセスの動特性モデルのパラメ
ータを同定することでサンプル値PID制御演算部
の制御定数を自動的に算出するオートチユーニン
グ機能を備えてなるサンプル値PID制御装置」に
ついては、例えば、特開昭57−39412号公報(特
公昭63−18202号公報)に詳細に記載されている
ため、本願明細書ではその詳細な説明は省略す
る。 Note that the sample value PID control device of the present invention is based on a device that is equipped with a sample value PID control calculation unit that controls a process to be controlled using sample values, and that is controlled by the sample value PID control calculation unit. Apply a predetermined identification signal within the loop,
For example, regarding the "sample value PID control device equipped with an auto-tuning function that automatically calculates the control constants of the sample value PID control calculation section by identifying the parameters of the process dynamic characteristic model based on this," Since it is described in detail in JP-A No. 57-39412 (Japanese Patent Publication No. 63-18202), detailed explanation thereof will be omitted in the present specification.
制御対象のプロセス1は図のようにサンプル値
制御演算部5と閉ループ系を構成する。図のr,
tは目標値、e,tは偏差、u,tは操作信号、
y,tはプロセス出力、d,tはプロセスの平衡
点の変わるような外乱を示している。なお( )
の中の文字tは実時間の信号を示し、kはサンブ
ラ4でサンブリングされた信号を示している。 The process 1 to be controlled constitutes a closed loop system with the sample value control calculation unit 5 as shown in the figure. r in the figure,
t is the target value, e and t are the deviations, u and t are the operation signals,
y and t represent process outputs, and d and t represent disturbances that change the equilibrium point of the process. In addition( )
The letter t in the squares indicates a real-time signal, and k indicates a signal sampled by the sampler 4.
操業中のプロセス1はサンプル周期kごとに偏
差信号* e(k)の小さくなるようにサンプル値制
御演算部5でPID演算した操作信号U(k){Uo
(k)=U(k)}をサンプルホールド2を介して加
えられて制御される。偏差信号e(t)は加算点
3で目標値r(t)とプロセス出力y(t)を加え
て得られる。 During operation, the process 1 generates an operation signal U(k) {Uo which is PID-calculated by the sample value control calculation unit 5 so that the deviation signal * e (k) becomes smaller every sampling period k.
(k)=U(k)} is added and controlled via sample hold 2. The deviation signal e(t) is obtained by adding the target value r(t) and the process output y(t) at addition point 3.
このサンプル値制御演算部5の制御定数を決め
るオートチユーニング機能は、まず、オートチユ
ーニングを行なう場合サンプル値制御演算部5に
比例ゲイン、積分時定数、微分時定数の初期値
(Kco,Tio,Tdo)を与え、さらにパルス伝達
関数同定部9のForgetting Factorλ、および同
定信号発生部7の同定信号の振幅を決めて、サン
プル値PID制御装置の各ブロツクに図の点線で示
すように起動をさせる。 The auto-tuning function that determines the control constants of the sample value control calculation unit 5 first uses the initial values of the proportional gain, integral time constant, and differential time constant (Kco, Tio . let
このようにすると、操作信号* Uo(k)に閉ルー
プ系のプロセスの可同定条件を満たすパーシステ
ントリ・エキサイテングな同定信号* vo(k)が加
えられて図のようにプロセスに注入される。 In this way, a persistent and exciting identification signal * v o (k) that satisfies the identification condition of a closed-loop system process is added to the operation signal * U o (k) and injected into the process as shown in the figure. be done.
このとき、プロセスの入力信号U(k)とサン
プラ8でサンプリングしたプロセス出力信号y
(k)を後述するパルス伝達関数同定部9で時系
列処理することにより、Z領域のパルス伝達関数
を演算し、その結果を伝達関数演算部10でS領
域のパルス伝達関数に直し、さらにその結果をサ
ンプル値制御定数演算部11でPID制御定数を演
算して、サンプル値制御演算部5に設定する。 At this time, the process input signal U(k) and the process output signal y sampled by the sampler 8
A Z-domain pulse transfer function is calculated by time-series processing of (k) in a pulse transfer function identification unit 9, which will be described later.The result is converted into an S-domain pulse transfer function in a transfer function calculation unit 10, and then The result is used to calculate a PID control constant in the sample value control constant calculation section 11 and set in the sample value control calculation section 5.
以上の処理をサンプル周期kごとに逐次行なう
ことにより、制御対象のプロセスの特性に合わせ
た最適な制御定数を決定することができる。 By sequentially performing the above processing every sampling period k, it is possible to determine the optimum control constants that match the characteristics of the process to be controlled.
ここで、プロセスの同定が進んでいくに従つ
て、S領域の伝達関数のパラメータが一定値にな
るので、これを同定終了判定部13で判定してオ
ートチユーニングを止める。 Here, as the process identification progresses, the parameters of the transfer function in the S region become constant values, so the identification end determination section 13 determines this and stops auto-tuning.
つまり、同定信号発生部7からの同定信号* vo
(k)の注入を止め、純粋制御演算された操作信
号* Uo(k)のみをプロセス1に加えるようにす
る。さらに、パルス伝達関数同定部9と伝達関数
演算部10およびサンプル値制御定数演算部11
を止めて、同定終了後の制御定数Kc,Ti,Tdを
保持する。 In other words, the identification signal * v o from the identification signal generator 7
The injection of (k) is stopped, and only the operation signal * U o (k) which is subjected to pure control calculation is applied to process 1. Further, a pulse transfer function identification section 9, a transfer function calculation section 10, and a sample value control constant calculation section 11
is stopped, and the control constants Kc, Ti, and Td are held after the identification is completed.
次に、本発明の前提としては、プロセスの平衡
点D,tを含めてプロセスを同定するものであ
り、これにはパルス伝達関数同定部9を用いてい
る。パルス伝達関数同定部9のプロセスモデルを
第2図に示す。図のように、プロセスモデル、ノ
イズモデル、および平衡点を変えるような外乱モ
デルを定めている。ここで、U(k)は操作信号、
ε(k)は白色雑音、Dは直流信号、Y(k)はプ
ロセス出力とする。 Next, the premise of the present invention is to identify the process including the equilibrium points D and t of the process, and the pulse transfer function identifying section 9 is used for this purpose. A process model of the pulse transfer function identification section 9 is shown in FIG. As shown in the figure, a process model, a noise model, and a disturbance model that changes the equilibrium point are defined. Here, U(k) is the operation signal,
ε(k) is white noise, D is a DC signal, and Y(k) is a process output.
第2図のプロセスモデルの同定は次式のように
して行なうことができる。 The process model shown in FIG. 2 can be identified as shown in the following equation.
Y(K)=−n
〓i=1
a^iY(k−i)+n
〓i=1
b^iU(K−i)
+n
〓i=1
C^iε(k−i)+ε(K)+D^ (1)
D^=(1+n
〓i=1
a^i)Yo−n
〓i=1
b^iUo (2)
ここで、Yoはプロセス出力の平衡点、Uoはプ
ロセス入力の平衡点を示す。 Y(K)=- n 〓 i=1 a^iY(k-i)+ n 〓 i=1 b^iU(K-i) + n 〓 i=1 C^iε(k-i)+ε(K )+D^ (1) D^=(1+ n 〓 i=1 a^i) Yo− n 〓 i=1 b^iUo (2) Here, Yo is the equilibrium point of the process output, and Uo is the equilibrium point of the process input. Show points.
(1)式を変形して
Y(K)=θ^T(k−1)+ε(K) (3)
θ^T=〔a^i,…,a^m,b^1,…,b^m,C^1,
…,C^m,D^〕 (4)
(K)=〔−Y(k-1),…,−Y(k-m),U(k-l
−1),…,U(k-l-m),…,U(k-l-m),ε(k
−1),…,ε(k-m),1〕 (5)
のようにして同定を行なう。 Transforming equation (1), Y(K)=θ^ T (k-1) + ε(K) (3) θ^ T = [a^i,…, a^m, b^ 1 ,…, b ^m, C^ 1 , …, C^m, D^] (4) (K) = [−Y(k-1), …, −Y(km), U(kl
−1),...,U(klm),...,U(klm),ε(k
−1), ..., ε(km), 1] (5) Identification is performed.
プロセスのパルス伝達関数G^p(Z)は次のよう
になる。 The pulse transfer function G^p(Z) of the process is as follows.
サンプル値PID制御定数はパラメータa^i(i=
1…m),b^i(i=1…n)
によつて決定される。 The sample value PID control constant is the parameter a^i (i=
1...m), b^i (i=1...n).
次に、本発明のプロセスの特性変化検出の方法
を詳細に説明する。上記のように、プロセスの同
定終了後はパラメータA^(Z-1),B^(Z-1),Dは既
知になり、しかもプロセスの特性が変化しないか
ぎり、あるいはプロセスの平衡点の変わらないか
ぎり、変化しない。なお、{Y(K)},{U(K)}のプ
ロセス出力及び入力は測定できるので、同定終了
後のA^(Z-1),(B^(Z-1),とD^と{* Y(K)},{* U(
K)}を
使つて、次のようにモデル誤差(モデルから推定
した予測値と実際に観測された制御量との差に基
づいて特性変化を検出するためにモデル誤差を定
義する。このモデル誤差は予測残差、同定残差等
とも呼ばれているが本明細書ではモデル誤差と称
する。)を計算できる。 Next, a method for detecting characteristic changes in the process of the present invention will be explained in detail. As mentioned above, after the process identification is completed, the parameters A^(Z -1 ), B^(Z -1 ), and D are known, and unless the characteristics of the process change or the equilibrium point of the process changes. It won't change unless there is. Note that since the process outputs and inputs of {Y(K)} and {U(K)} can be measured, A^(Z -1 ), (B^(Z -1 ), and D^ after the completion of identification) { * Y (K)}, { * U (
K)} is used to define the model error (model error is defined as follows to detect characteristic changes based on the difference between the predicted value estimated from the model and the actually observed control amount. This model error can be calculated (also called prediction residual, identification residual, etc., but referred to herein as model error).
η(K)=−* Y(K)−n
〓i=1
a^i* Y(k−i)
+n
〓i=1
b^iU(k−i)+D (7)
第1図の特性変化検出部13が(7)式を演算する
ブロツクである。 η(K)=− * Y (K)− n 〓 i=1 a^i * Y (k−i) + n 〓 i=1 b^iU(k−i)+D (7) Characteristics in Fig. 1 The change detection unit 13 is a block that calculates equation (7).
操業中のプロセスに特性変化のある場合はモデ
ル誤差に直流分が発生するもので、特性変化のオ
ンライン監視を行なうことができる。 If there is a characteristic change in the process during operation, a direct current component will occur in the model error, and the characteristic change can be monitored online.
次に、操業中のプロセスの特性が変わつた場合
の制御定数の再調整の方法を詳細に説明する。 Next, a method for readjusting the control constants when the characteristics of the process during operation change will be explained in detail.
前記(6)式は伝達関数演算部10で次のようにS
領域のパルス伝達関数に変換することができる。 The above equation (6) is calculated by the transfer function calculation unit 10 as S
can be converted into a pulse transfer function of the domain.
Gp(S)=1/g0+g1S+g2S2+g3S3+… (8)
ここで、Sのパラメータ(g0,g1,g2,g3,
…)がプロセスのゲイン、時定数を表わしてい
る。例えばゲイン1/g0、時定数はg1/g0であ
る。 Gp(S)=1/g 0 +g 1 S+g 2 S 2 +g 3 S 3 +... (8) Here, the parameters of S (g 0 , g 1 , g 2 , g 3 ,
) represents the gain and time constant of the process. For example, the gain is 1/g 0 and the time constant is g 1 /g 0 .
なお、一般に操業中のプロセスの特性が10%程
変わつた場合には制御定数の再調整が必要にな
る。 Generally, if the characteristics of the process during operation change by about 10%, readjustment of the control constants is required.
そこで、一般にプロセス特性の変化は連続であ
るので本発明ではプロセスのゲインのみ±10%変
わつた場合、時定数のみ±10%変わつた場合、さ
らにゲインと時定数が±10%変わつた場合等のプ
ロセスの特性変化を予め、複数ケース予測すると
ともに、これらの特性変化の組み合わせを複数推
定して、この推定されたプロセスモデルを複数作
る。 Therefore, since changes in process characteristics are generally continuous, in the present invention, the process characteristics can be changed by ±10% only, when only the process gain is changed by ±10%, when only the time constant is changed by ±10%, and when the gain and time constant are changed by ±10%. A plurality of cases of process characteristic changes are predicted in advance, and a plurality of combinations of these characteristic changes are estimated to create a plurality of estimated process models.
このように、プロセスの予測される特性変化を
複数推定して、これに対応した特性変化モデルを
予め、特性変化モデルとして構築することが本発
明の最も特徴とする構成であり、特性変化モデル
は次に示すように構築する。 In this way, the most characteristic feature of the present invention is to estimate a plurality of predicted characteristic changes of a process and construct a characteristic change model corresponding to the predicted characteristic changes in advance as a characteristic change model. Construct it as shown below.
つまり、特性変化した場合のプロセスの伝達関
数を次のように推定する。 In other words, the transfer function of the process when the characteristics change is estimated as follows.
G′p(S)=1/g0′+g1′S+g2′S+g3′S+…
=Ke-Ls/(1+T1S)(1+T2S)(1+T3S)(
9)
ここで、ゲインK、遅れ時間L、時定数T1,
T2,T3を推定することにより、g0′,g1′,g2′,
g3′を推定する。 G′p(S)=1/g 0 ′+g 1 ′S+g 2 ′S+g 3 ′S+… =Ke -Ls /(1+T 1 S)(1+T 2 S)(1+T 3 S)(
9) Here, gain K, delay time L, time constant T 1 ,
By estimating T 2 and T 3 , g 0 ′, g 1 ′, g 2 ′,
Estimate g 3 ′.
第1図の特性推定演算部15がこれを行なうブ
ロツクであり、特性変化推定係数はコントロール
部14から初期設定される。 The characteristic estimation calculating section 15 shown in FIG.
さらに、(9)式から次のようなZ領域へのZ変換
を行なつて、プロセスの推定パラメータ
A^′(Z-1),B^′(Z-1)を求める。 Furthermore, by performing Z transformation from equation (9) to the Z domain as follows, the estimated parameters of the process are calculated.
Find A^′(Z -1 ) and B^′(Z -1 ).
このようにして、求めた推定パラメータを用い
て複数個のプロセスの特性変化モデルを構成して
前記特性変化検出部13と同様にそれぞれのモデ
ル誤差を演算する。 In this way, characteristic change models of a plurality of processes are constructed using the estimated parameters obtained, and the model error of each is calculated in the same manner as the characteristic change detecting section 13.
第1図の推定誤差演算部16が(8)式のプロセス
モデルから求めた〓式のモデル誤差を演算するブ
ロツクである。 The estimated error calculation unit 16 in FIG. 1 is a block that calculates the model error of the equation (8) obtained from the process model of the equation (8).
このようにすれば、操業中のプロセスの特性が
変わらない場合、前記特性変化検出部のモデル誤
差は零であり、推定したモデル誤差信号はずれて
いるので、全て直流分がある。 In this way, when the characteristics of the process in operation do not change, the model error of the characteristic change detection section is zero, and the estimated model error signal is deviated, so there is a direct current component.
しかし、操業中のプロセスの特性が、例えばゲ
インのみ10%変わつたとすると特性変化検出部に
直流成分が発生し、推定したモデル誤差のうちゲ
インが10%変わつたケースのモデル誤差は零にな
り、他のケースは零にならない。 However, if the characteristics of the process during operation change, for example, by 10% only in the gain, a DC component will occur in the characteristic change detection section, and the estimated model error in the case where the gain changes by 10% will be zero. , in other cases it does not become zero.
つまり、推定したケースのモデル誤差が零にな
つたことにより、この推定したケースのモデル誤
差で、操業中の中のプロセスの実際の特性変化を
特定できる。さらに、そのケースを推定した(9)式
を基にして速かに制御定数がきまる。従つて、オ
ーチユーニングしないで制御定数の再調整ができ
る。以上の説明を第3図にモデル誤差の関係で示
す。図より操作中のプロセスの特性変化のケース
がモデル誤差から速やかに決定できることがわか
る。 In other words, since the model error of the estimated case has become zero, the actual characteristic change of the process during operation can be identified using the model error of the estimated case. Furthermore, the control constant can be quickly determined based on equation (9) estimated for that case. Therefore, the control constant can be readjusted without repeating. The above explanation is shown in FIG. 3 in relation to model errors. It can be seen from the figure that cases of changes in process characteristics during operation can be quickly determined from model errors.
以上のように、本発明はプロセスの特性変化を
推定してモデル誤差を演算することにより、操業
中のプロセスの特性変化に対応して制御定数を調
整することのできるサンプル値PID制御装置であ
る。 As described above, the present invention is a sample value PID control device that can adjust control constants in response to changes in process characteristics during operation by estimating changes in process characteristics and calculating model errors. .
また、プロセスの特性変化が推定よりも大きく
変わつた場合は、特性変化検出部のモデル誤差が
推定した特性変化の初期モデル誤差より大きくな
るので、これを検出して、サンプル値PID制御装
置のオートチユーニング機能を自動スタートさせ
ることができるものである。 In addition, if the characteristic change of the process changes more than estimated, the model error of the characteristic change detection section will be larger than the initial model error of the estimated characteristic change, so this will be detected and the sampled value PID controller will automatically The tuning function can be started automatically.
第1図は本発明のサンプル値PID制御装置の構
成を示すブロツク図、第2図は本発明のサンプル
値PID制御装置で用いたパラメータ同定のプロセ
スモデルの説明図、第3図は本発明の特性変化検
出およびその説明図である。
1……プロセス、2……サンプルホールド、5
……サンプル値制御演算部、7……同定信号発生
部、9……パルス伝達関数同定部、10……伝達
関数演算部、11……サンプル値制御定数演算
部、12……同定終了判定部、13……特性変化
検出部、14……コントロール部、15……特性
推定演算部、16……推定誤差演算部。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the sample value PID control device of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of a process model for parameter identification used in the sample value PID control device of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of the sample value PID control device of the present invention. FIG. 3 is a characteristic change detection and an explanatory diagram thereof. 1...Process, 2...Sample hold, 5
... Sample value control calculation section, 7 ... Identification signal generation section, 9 ... Pulse transfer function identification section, 10 ... Transfer function calculation section, 11 ... Sample value control constant calculation section, 12 ... Identification end determination section , 13...Characteristic change detection unit, 14...Control unit, 15...Characteristic estimation calculation unit, 16...Estimation error calculation unit.
Claims (1)
るサンプル値PID制御演算部を備え、このサンプ
ル値PID制御演算部で制御される制御ループ内に
所定の同定信号を印加し、それに基づいて前記プ
ロセスの動特性モデルのパラメータを同定するこ
とで前記サンプル値PID制御演算部の制御定数を
自動的に算出してオートチユーニングするように
構成されてなるサンプル値PID制御装置におい
て、 前記プロセスの推定し得る複数のケースの特性
変化を推定特性変化として予め複数定め、同定終
了後のプロセスの動特性モデルのパラメータを前
記複数の推定特性変化に各々合わせて変化させる
ことにより推定動特性モデルを複数求め、前記推
定特性変化と関連付けて各々予め記憶しておく推
定誤差演算手段と、 同定終了後のプロセスの動特性モデルのパラメ
ータとプロセスの操作信号および出力信号とか
ら、プロセスの実際のモデル誤差を演算する特性
変化検出手段と、 を設け、 前記特性変化検出手段で検出されたプロセスの
実際のモデル誤差がしきい値よりも大きいときに
プロセスの実際の特性変化が生じたと判断し、前
記推定動特性モデルを用いてプロセスの前記推定
特性変化に対応するモデル誤差を推定モデル誤差
として複数演算するとともに、この演算された複
数の推定モデル誤差の中から、最小の値の推定モ
デル誤差を選択し、この推定モデル誤差に対応す
る前記推定動特性モデルのパラメータを用いて前
記サンプル値PID制御演算部の制御定数を調整す
ることを特徴とするサンプル値PID制御装置。[Claims] 1. A sample value PID control calculation unit that controls a process to be controlled using sample values, and a predetermined identification signal is applied to a control loop controlled by the sample value PID control calculation unit, and In the sampled value PID control device, the sampled value PID control device is configured to automatically calculate and auto-tuning a control constant of the sampled value PID control calculation unit by identifying parameters of the dynamic characteristic model of the process based on the above. An estimated dynamic characteristic model is created by defining in advance a plurality of characteristic changes of a plurality of cases that can be estimated as estimated characteristic changes, and changing the parameters of the process dynamic characteristic model after the completion of identification in accordance with the plurality of estimated characteristic changes. an estimation error calculation means that calculates a plurality of values and stores each in advance in association with the estimated characteristic change, and an actual model of the process from the parameters of the dynamic characteristic model of the process and the operation signal and output signal of the process after the completion of identification. a characteristic change detection means for calculating an error; and determining that an actual characteristic change of the process has occurred when the actual model error of the process detected by the characteristic change detection means is larger than a threshold; Using the estimated dynamic characteristic model, multiple model errors corresponding to the change in the estimated characteristics of the process are calculated as estimated model errors, and from among the calculated multiple estimated model errors, the estimated model error with the smallest value is selected. A sample value PID control device, wherein a control constant of the sample value PID control calculation unit is adjusted using a parameter of the estimated dynamic characteristic model corresponding to the estimated model error.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP662683A JPS59133605A (en) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | Pid controller of sample value |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP662683A JPS59133605A (en) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | Pid controller of sample value |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59133605A JPS59133605A (en) | 1984-08-01 |
| JPH0435762B2 true JPH0435762B2 (en) | 1992-06-12 |
Family
ID=11643568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP662683A Granted JPS59133605A (en) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | Pid controller of sample value |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59133605A (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6128541A (en) * | 1997-10-15 | 2000-10-03 | Fisher Controls International, Inc. | Optimal auto-tuner for use in a process control network |
| US6553271B1 (en) * | 1999-05-28 | 2003-04-22 | Deka Products Limited Partnership | System and method for control scheduling |
| US6577908B1 (en) * | 2000-06-20 | 2003-06-10 | Fisher Rosemount Systems, Inc | Adaptive feedback/feedforward PID controller |
| US8280533B2 (en) | 2000-06-20 | 2012-10-02 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Continuously scheduled model parameter based adaptive controller |
| US7113834B2 (en) * | 2000-06-20 | 2006-09-26 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | State based adaptive feedback feedforward PID controller |
| US7840287B2 (en) | 2006-04-13 | 2010-11-23 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Robust process model identification in model based control techniques |
| JP7059957B2 (en) * | 2019-02-08 | 2022-04-26 | オムロン株式会社 | Controllers and control programs |
-
1983
- 1983-01-20 JP JP662683A patent/JPS59133605A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59133605A (en) | 1984-08-01 |
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