JPH0677213B2 - 信号波形のパタ−ン認識方法 - Google Patents
信号波形のパタ−ン認識方法Info
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- JPH0677213B2 JPH0677213B2 JP6285287A JP6285287A JPH0677213B2 JP H0677213 B2 JPH0677213 B2 JP H0677213B2 JP 6285287 A JP6285287 A JP 6285287A JP 6285287 A JP6285287 A JP 6285287A JP H0677213 B2 JPH0677213 B2 JP H0677213B2
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- Japan
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- signal
- signal waveform
- waveform
- peak
- pattern recognition
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、時間とともに振幅が変化する信号波形のパタ
ーン認識方法に関し、更に詳しくは、プロセス制御装置
において、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）演算パラメータを信
号波形のパターンに応じて最適な値にチューニングする
ような場合に使用できる信号波形のパターン認識方法に
関するものである。
ーン認識方法に関し、更に詳しくは、プロセス制御装置
において、比例（Ｐ）、積分（Ｉ）演算パラメータを信
号波形のパターンに応じて最適な値にチューニングする
ような場合に使用できる信号波形のパターン認識方法に
関するものである。
（従来の技術） フィードバック制御に用いられるプロセス制御装置にお
いて、プロセス信号あるいは偏差信号の波形パターンを
認識し、この認識結果に基づいて最適なPI演算パラメー
タをセルフチューニングするものがある。
いて、プロセス信号あるいは偏差信号の波形パターンを
認識し、この認識結果に基づいて最適なPI演算パラメー
タをセルフチューニングするものがある。
第６図は、U.S PAT NO.4,602,326号に開示されている信
号波形のパターン認識方法の説明図である。
号波形のパターン認識方法の説明図である。
この方法は、認識すべき信号εが、あらかじめ指定され
たノイズ域を超えた時、波形観察を始め、第1,第2,第３
のピークE1,E2,E3の探索を行ない、これらの各ピーク値
E1,E2,E3を記憶する。また、第１ピークE1と第３ピーク
E3との間の時間測定を行なう。
たノイズ域を超えた時、波形観察を始め、第1,第2,第３
のピークE1,E2,E3の探索を行ない、これらの各ピーク値
E1,E2,E3を記憶する。また、第１ピークE1と第３ピーク
E3との間の時間測定を行なう。
次に、これらの情報を用いて、オーバシュート量−E2/E
1,ダンピング（E3−E2）／（E1/E2）を演算して求め、
また第１ピークE1と第３ピークE2間の時間Ｔを周期と
し、これらを波形パターンの評価指標とするものであ
る。
1,ダンピング（E3−E2）／（E1/E2）を演算して求め、
また第１ピークE1と第３ピークE2間の時間Ｔを周期と
し、これらを波形パターンの評価指標とするものであ
る。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような信号波形のパターン認識方法
によれば、第３のピークの探索を行なう必要があるが、
第３のピークの探索にはそれだけ時間がかかるうえに、
第３のピークが現れない場合、推測により疑似ピークを
定めることになるので、信号波形のパターンを必ずしも
忠実に認識することができないという問題点がある。ま
た、第３ピークは、第1,第２ピークに比べてその振幅値
が一般的に小さいので、信号波形にノイズ等が混入する
ような場合、そのノイズの影響を受けやすくなるという
問題点もある。
によれば、第３のピークの探索を行なう必要があるが、
第３のピークの探索にはそれだけ時間がかかるうえに、
第３のピークが現れない場合、推測により疑似ピークを
定めることになるので、信号波形のパターンを必ずしも
忠実に認識することができないという問題点がある。ま
た、第３ピークは、第1,第２ピークに比べてその振幅値
が一般的に小さいので、信号波形にノイズ等が混入する
ような場合、そのノイズの影響を受けやすくなるという
問題点もある。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、信号波形のパターン認識に、第３のピークを
探索する必要のないようにすることによって、短時間
に、かつノイズ等に影響されないで正確に、信号波形の
パターンを認識することのできる方法を提供することに
ある。
の目的は、信号波形のパターン認識に、第３のピークを
探索する必要のないようにすることによって、短時間
に、かつノイズ等に影響されないで正確に、信号波形の
パターンを認識することのできる方法を提供することに
ある。
（問題点を解決するための手段） 第１図は、本発明の信号波形のパターン認識方法の基本
的な手順を示すフローチャートである。
的な手順を示すフローチャートである。
はじめに、認識すべき信号波形DVの振幅が所定の不感帯
DBを越えたかどうか判断する（ステップ１）。ステップ
１において、所定の不感帯を越えた信号波形についてそ
の振幅の第１のピークの発生時点t1から第２のピークの
発生時点t2までの信号波形に係る面積A1を求める。（ス
テップ２）。次いで第２ピークの発生時点t2からt2＋
（t2−t1）＝t3時点までの信号波形に係る面積A2を求め
る（ステップ３）。続いて、ステップ３で求めた面積
A1,A2を用いて面積レシオ を求め、この面積レシオARを信号波形のパターン認識指
標のひとつとして出力する（ステップ４）。
DBを越えたかどうか判断する（ステップ１）。ステップ
１において、所定の不感帯を越えた信号波形についてそ
の振幅の第１のピークの発生時点t1から第２のピークの
発生時点t2までの信号波形に係る面積A1を求める。（ス
テップ２）。次いで第２ピークの発生時点t2からt2＋
（t2−t1）＝t3時点までの信号波形に係る面積A2を求め
る（ステップ３）。続いて、ステップ３で求めた面積
A1,A2を用いて面積レシオ を求め、この面積レシオARを信号波形のパターン認識指
標のひとつとして出力する（ステップ４）。
（作 用） 第２図は、作用を説明するための波形図で、DVは認識す
べき信号波形である。
べき信号波形である。
面積A1は、信号波形の第１のピークDV1から続く第２の
ピークDV2までに刻々と変る信号波形曲線l1に関連し、
面積A2は、第２のピークの発生時点t2から（t2−t1）時
間経過するまでに刻々と変る信号波形曲線l2に関連して
いる。従って、面積レシオ は、信号波形のパターンの状態を正確に代表するひとつ
の評価指標となる。
ピークDV2までに刻々と変る信号波形曲線l1に関連し、
面積A2は、第２のピークの発生時点t2から（t2−t1）時
間経過するまでに刻々と変る信号波形曲線l2に関連して
いる。従って、面積レシオ は、信号波形のパターンの状態を正確に代表するひとつ
の評価指標となる。
（実施例） 第３図は、本発明の方法を、マイクロプロセッサを用い
て実現する場合の機能ブロック図である。図において、
１は認識すべき信号DV（アナログ信号）をディジタル信
号に変換するA/D変換器、２はこのA/D変換器１からのデ
ィジタル信号を入力するマイクロプロセッサ、３はマイ
クロプロセッサ２に結合するメモリで、各種データや、
各種の機能を実現するためのプログラムが格納されてい
る。
て実現する場合の機能ブロック図である。図において、
１は認識すべき信号DV（アナログ信号）をディジタル信
号に変換するA/D変換器、２はこのA/D変換器１からのデ
ィジタル信号を入力するマイクロプロセッサ、３はマイ
クロプロセッサ２に結合するメモリで、各種データや、
各種の機能を実現するためのプログラムが格納されてい
る。
21はA/D変換器１を介して印加される認識すべき信号DV
と、予じめ設定されている不感帯DBとを比較し、DV＞DB
の時、波形観測起動信号S1を出力する波形観測起動手
段、22は波形観測起動信号S1を受け、信号DVの波形観測
を行なう波形観測手段で、信号DVの第１のピークDV1,第
２のピークDV2を検出し、第１ピークの発生時点t1,第２
ピークの発生時点t2及びt2＋（t2−t1）＝t3時点に積分
開始／停止を指令するSt1,St2,St3を出力する。23,24は
第1,第２の積分演算手段で、波形観測手段22から出力さ
れる積分開始／停止の指令信号St1,St2,St3を受け、信
号DVの積分を行なう。25は割算演算手段で、第1,第２の
積分演算手段23,24からの演算結果A1,A2を入力し、面積
レシオARを演算し、これを信号波形DVのパターンを代表
する評価指数のひとつとして出力する。
と、予じめ設定されている不感帯DBとを比較し、DV＞DB
の時、波形観測起動信号S1を出力する波形観測起動手
段、22は波形観測起動信号S1を受け、信号DVの波形観測
を行なう波形観測手段で、信号DVの第１のピークDV1,第
２のピークDV2を検出し、第１ピークの発生時点t1,第２
ピークの発生時点t2及びt2＋（t2−t1）＝t3時点に積分
開始／停止を指令するSt1,St2,St3を出力する。23,24は
第1,第２の積分演算手段で、波形観測手段22から出力さ
れる積分開始／停止の指令信号St1,St2,St3を受け、信
号DVの積分を行なう。25は割算演算手段で、第1,第２の
積分演算手段23,24からの演算結果A1,A2を入力し、面積
レシオARを演算し、これを信号波形DVのパターンを代表
する評価指数のひとつとして出力する。
このように構成される装置の動作を次に、第４図のタイ
ムチャートを参照しながら説明する。
ムチャートを参照しながら説明する。
第４図（ａ）は、認識すべき信号DVの波形を示してい
る。波形観測起動手段21は、認識すべき信号DVの大きさ
と、予じめ設定してある所定の不感帯DBとを比較してお
り、DVがDBより小さい時（DV＜DB）は、認識すべき信号
ではないとして波形観測起動を行なわず、DVがDBを越え
た時（DV＞DB）、波形観測手段22に対して、波形観測起
動信号S1を出力する。波形観測手段22は、この起動信号
S1を受け、時間とともにその振幅が刻々と変る信号DVの
波形を第４図（ｂ）に示すように観測し、第１のピーク
DV1が検出された時、第１の積分演算手段23に対して積
分開始信号St1を出力する。また、第２のピークDV2が検
出された時、第１の積分演算手段23に対して、積分停止
を指示する信号St2を出力するとともに、第２の積分手
段24に対して、積分開始を指示する信号St2を出力す
る。また、第２のピークDV2が検出された時点t2から（t
2−t1）だけ経過した時点t3＝t2＋（t2−t1）で、第２
の積分手段24に対して、積分停止信号St3を出力する。
る。波形観測起動手段21は、認識すべき信号DVの大きさ
と、予じめ設定してある所定の不感帯DBとを比較してお
り、DVがDBより小さい時（DV＜DB）は、認識すべき信号
ではないとして波形観測起動を行なわず、DVがDBを越え
た時（DV＞DB）、波形観測手段22に対して、波形観測起
動信号S1を出力する。波形観測手段22は、この起動信号
S1を受け、時間とともにその振幅が刻々と変る信号DVの
波形を第４図（ｂ）に示すように観測し、第１のピーク
DV1が検出された時、第１の積分演算手段23に対して積
分開始信号St1を出力する。また、第２のピークDV2が検
出された時、第１の積分演算手段23に対して、積分停止
を指示する信号St2を出力するとともに、第２の積分手
段24に対して、積分開始を指示する信号St2を出力す
る。また、第２のピークDV2が検出された時点t2から（t
2−t1）だけ経過した時点t3＝t2＋（t2−t1）で、第２
の積分手段24に対して、積分停止信号St3を出力する。
第１の積分演算手段23は、波形観測手段22から第１ピー
クの検出時点t1に出力される積分開始信号St1を受け、
第４図（ｃ）に示すように、第１のピークDV1から続く
信号DVに係る面積を求めるための積分演算を開始し、第
２のピークDV2の検出時点t2に出力される積分停止を指
示する信号St2を受け、積分演算を停止する。これによ
って、第４図（ａ）の面積A1が求められる。
クの検出時点t1に出力される積分開始信号St1を受け、
第４図（ｃ）に示すように、第１のピークDV1から続く
信号DVに係る面積を求めるための積分演算を開始し、第
２のピークDV2の検出時点t2に出力される積分停止を指
示する信号St2を受け、積分演算を停止する。これによ
って、第４図（ａ）の面積A1が求められる。
第２の積分演算手段24は、第２のピークDV2の検出時点t
2に出力される積分開始を指示する信号St2を受け、第４
図（ｄ）に示すように、第２のピークDV2から続く信号D
Vに係る面積を求めるための積分演算を開始し、t2時点
で出力される積分停止信号で積分演算を停止する。これ
によって、第４図（ａ）の面積A2が求められる。
2に出力される積分開始を指示する信号St2を受け、第４
図（ｄ）に示すように、第２のピークDV2から続く信号D
Vに係る面積を求めるための積分演算を開始し、t2時点
で出力される積分停止信号で積分演算を停止する。これ
によって、第４図（ａ）の面積A2が求められる。
第1,第２の積分演算手段23,24での、面積A1,A2を求める
ための演算式の一例を、（１）式，（２）式に示す。
ための演算式の一例を、（１）式，（２）式に示す。
ただし、DV1は第１ピークの振幅値 DV2は第２ピークの振幅値 割算演算手段25は、第1,第２の積分演算手段23,24で得
られた面積A1,A2を用い、A２/A１なる割算演算を行なっ
て、面積レシオARを、信号波形のパターンを代表するひ
とつの評価指標として出力する。
られた面積A1,A2を用い、A２/A１なる割算演算を行なっ
て、面積レシオARを、信号波形のパターンを代表するひ
とつの評価指標として出力する。
本発明のパターン認識方法は、信号波形の第1,第２のピ
ークの発生時点から続く信号波形に係る面積A1,A2を用
いた面積レシオARを、信号波形のパターンを代表する評
価指標とするもので、第３のピークを検出する必要はな
い。従って、短時間でのパターン認識が行なえ、また、
ノイズの影響を受けなくできるという効果をもたらして
いる。
ークの発生時点から続く信号波形に係る面積A1,A2を用
いた面積レシオARを、信号波形のパターンを代表する評
価指標とするもので、第３のピークを検出する必要はな
い。従って、短時間でのパターン認識が行なえ、また、
ノイズの影響を受けなくできるという効果をもたらして
いる。
第５図は、信号波形に含まれるノイズの影響について説
明するための波形図である。例えばフィードバック制御
されている制御系において、一般に負荷変動や制御目標
値の変更、その他の外乱に伴って生ずるプロセス量ある
いは偏差信号の波形は、最初は大きく変化するので、第
1,第２のピーク値DV1,DV2は比較的検出しやすい。しか
し、第３ピーク付近になると、その振幅も小さくなり、
このために、第３ピークを検出することとすれば、信号
に混入するノイズNSの振幅を第３のピークとして検出し
てしまうことがあり、誤まった評価指標を与えることに
なる。
明するための波形図である。例えばフィードバック制御
されている制御系において、一般に負荷変動や制御目標
値の変更、その他の外乱に伴って生ずるプロセス量ある
いは偏差信号の波形は、最初は大きく変化するので、第
1,第２のピーク値DV1,DV2は比較的検出しやすい。しか
し、第３ピーク付近になると、その振幅も小さくなり、
このために、第３ピークを検出することとすれば、信号
に混入するノイズNSの振幅を第３のピークとして検出し
てしまうことがあり、誤まった評価指標を与えることに
なる。
本発明のように、第1,第２のピークの発生時点t1,t2か
ら続く信号波形に係る面積A1,A2を用いて算出される面
積レシオARを評価指標とすると、信号波形DV中にノイズ
NSが第５図破線に示すように混入したとしても、その信
号波形の面積、例えば斜線を施した面積A2は、ノイズ混
入が無い時の信号波形より大きくなった部分と、小さく
なった部分とが互いに相殺されるので、ノイズ混入に影
響されることはない。
ら続く信号波形に係る面積A1,A2を用いて算出される面
積レシオARを評価指標とすると、信号波形DV中にノイズ
NSが第５図破線に示すように混入したとしても、その信
号波形の面積、例えば斜線を施した面積A2は、ノイズ混
入が無い時の信号波形より大きくなった部分と、小さく
なった部分とが互いに相殺されるので、ノイズ混入に影
響されることはない。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、信号波形のパタ
ーンを認識する評価指標のひとつに、信号波形の第1,第
２のピークの発生時点から続く、信号波形DVに関する面
積A1,A2のレシオを導入し、この面積レシオARを信号波
形パターンの評価指標としたものである。従って、本発
明によれば、ノイズ等に影響されないで、かつ短時間に
信号波形のパターンを認識することができる。
ーンを認識する評価指標のひとつに、信号波形の第1,第
２のピークの発生時点から続く、信号波形DVに関する面
積A1,A2のレシオを導入し、この面積レシオARを信号波
形パターンの評価指標としたものである。従って、本発
明によれば、ノイズ等に影響されないで、かつ短時間に
信号波形のパターンを認識することができる。
第１図は、本発明の信号波形のパターン認識方法の基本
的な手順を示すフローチャート、第２図は本発明の作用
を説明するための波形図、第３図は本発明の方法を実現
する場合の機能ブロック図、第４図は第３図の動作を説
明するためのタイムチャート、第５図は信号波形に含ま
れるノイズの影響について説明するための波形図、第６
図は従来の信号波形パターンの認識方法の一例を示す説
明図である。 第３図において、 21……波形観測起動手段、22……波形観測手段、23,24
……積分手段、25……割算演算手段。
的な手順を示すフローチャート、第２図は本発明の作用
を説明するための波形図、第３図は本発明の方法を実現
する場合の機能ブロック図、第４図は第３図の動作を説
明するためのタイムチャート、第５図は信号波形に含ま
れるノイズの影響について説明するための波形図、第６
図は従来の信号波形パターンの認識方法の一例を示す説
明図である。 第３図において、 21……波形観測起動手段、22……波形観測手段、23,24
……積分手段、25……割算演算手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 孝史 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−159702（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】時間とともに振幅が変化する信号波形のパ
ターン認識を下記の手順によって行なうようにした信号
波形のパターン認識方法。 （ｉ）認識すべき信号波形の振幅が所定の不感帯を越え
たかどうか判断する手順 （ii）（ｉ）の手順において所定の不感帯を越えた信号
波形（DV）について、第１ピーク発生時点t1から続く第
２ピーク発生時点までの信号波形（DV）に係る面積
（A1）を求める手順、 （iii）第２ピーク発生時点t2からt2＋（t2−t1）時点
までの信号波形（DV）に係る面積（A2）を求める手順 （iv）（ii）及び（iii）の各手順で求められた面積A1,
A2を用いて面積レシオ を求める手順 （ｖ）（iv）の手順で得られた面積レシオARを前記信号
波形のパターン認識指標のひとつとして出力する手順 - 【請求項２】（ii）及び（iii）の各手順において求め
る面積A1,A2は、（１）式，（２）式の演算式に従って
求める特許請求の範囲第１項記載の信号波形のパターン
認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285287A JPH0677213B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 信号波形のパタ−ン認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285287A JPH0677213B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 信号波形のパタ−ン認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63228303A JPS63228303A (ja) | 1988-09-22 |
| JPH0677213B2 true JPH0677213B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=13212251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6285287A Expired - Lifetime JPH0677213B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 信号波形のパタ−ン認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677213B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02275505A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-09 | Fanuc Ltd | リファレンス点復帰方式 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP6285287A patent/JPH0677213B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63228303A (ja) | 1988-09-22 |
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