JPS60249069A - ステップ応答測定装置 - Google Patents
ステップ応答測定装置Info
- Publication number
- JPS60249069A JPS60249069A JP59106154A JP10615484A JPS60249069A JP S60249069 A JPS60249069 A JP S60249069A JP 59106154 A JP59106154 A JP 59106154A JP 10615484 A JP10615484 A JP 10615484A JP S60249069 A JPS60249069 A JP S60249069A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- value
- transfer function
- time constant
- estimates
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
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- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被測定装置の動特性を推定するための装置に
関する。特に、雑音を含む被測定装置のステップ応答を
測定し、このステップ応答により動特性を推定する装置
に関する。
関する。特に、雑音を含む被測定装置のステップ応答を
測定し、このステップ応答により動特性を推定する装置
に関する。
被測定装置の伝達関数Ｇ ｆｓｌは、利得Ｋ、時定数Ｔ
、むだ時間りとして、 と近似できる。
、むだ時間りとして、 と近似できる。
これらの動特性、すなわち利得Ｋ、時定数Ｔ、むだ時間
ｌ、を測定する方法としては、人間が記録用紙を見なが
ら試行錯誤により判定する方法が用いられていた。すな
わち、被測定装置の入力にステップ状に変化する信号を
入力し、これにより得られたステップ応答出力を記録計
に記録し、これを人間が目で見ながら、第（１）式で表
される各パラメタの近似値をめていた。
ｌ、を測定する方法としては、人間が記録用紙を見なが
ら試行錯誤により判定する方法が用いられていた。すな
わち、被測定装置の入力にステップ状に変化する信号を
入力し、これにより得られたステップ応答出力を記録計
に記録し、これを人間が目で見ながら、第（１）式で表
される各パラメタの近似値をめていた。
しかしこの方法では、被測定装置のプロセスのＰＩＤ
（比例、積分、微分）パラメタを正しく設定できず個人
差が生しやすい。このため、被測定装置の制御の質にも
ばらつきが生じる欠点がある。
（比例、積分、微分）パラメタを正しく設定できず個人
差が生しやすい。このため、被測定装置の制御の質にも
ばらつきが生じる欠点がある。
また、被測定装置にインパルス状に変化する信号を入力
し、この信号に対する応答信号の面積を測定する方法も
知られているが、計算が複雑になりあまり利用されない
欠点がある。
し、この信号に対する応答信号の面積を測定する方法も
知られているが、計算が複雑になりあまり利用されない
欠点がある。
本発明は、ＰＩＤパラメタを最適に設定するための、被
測定装置の動特性パラメタを自動的に推定する装置を提
供することを目的とする。
測定装置の動特性パラメタを自動的に推定する装置を提
供することを目的とする。
本発明ステップ応答測定装置は、ステップ状に変化する
信号を被測定装置に出力するステップ信号発生回路と、
上記ステップ状に変化する信号に対する上記被測定装置
からの応答信号を観測する手段とを備えたステップ応答
測定装置において、上記観測する手段は、上記応答信号
を任意の標本化周期で測定する手段と、この測定する手
段が測定した値を記憶する手段と、この記憶する手段か
ら読出された値から上記応答信号の所定の区間について
移動平均を演算する手段と、この移動平均を演算する手
段の出力から」二記被測定装置伝達関数の時定数を推定
する手段と、この時定数を推定する手段により得られた
時定数の推定値をもとに上記伝達関数のむだ時間を推定
する手段と、このむだ時間を推定する手段により得られ
たむだ時間値と上記時定数の推定値とにより上記伝達関
数の利得を推定する手段とを備えたことを特徴とする。
信号を被測定装置に出力するステップ信号発生回路と、
上記ステップ状に変化する信号に対する上記被測定装置
からの応答信号を観測する手段とを備えたステップ応答
測定装置において、上記観測する手段は、上記応答信号
を任意の標本化周期で測定する手段と、この測定する手
段が測定した値を記憶する手段と、この記憶する手段か
ら読出された値から上記応答信号の所定の区間について
移動平均を演算する手段と、この移動平均を演算する手
段の出力から」二記被測定装置伝達関数の時定数を推定
する手段と、この時定数を推定する手段により得られた
時定数の推定値をもとに上記伝達関数のむだ時間を推定
する手段と、このむだ時間を推定する手段により得られ
たむだ時間値と上記時定数の推定値とにより上記伝達関
数の利得を推定する手段とを備えたことを特徴とする。
本発明ステップ応答測定装置は、測定したステップ応答
をもとに、−次おくれとむだ時間とにより近似した被測
定装置の伝達関数を統計処理により自動的に作成する。
をもとに、−次おくれとむだ時間とにより近似した被測
定装置の伝達関数を統計処理により自動的に作成する。
第１図は本発明ステップ応答測定装置と被測定装置のブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
ステップ応答測定装置１は、ステップ信号発生回路２と
応答信号測定回路３と記憶装置４と演算処理袋Ｗ５と表
示装置６とを備えている。
応答信号測定回路３と記憶装置４と演算処理袋Ｗ５と表
示装置６とを備えている。
ステップ信号発生回路２は被測定装置７と応答信号測定
回路３とに接続される。応答信号測定回路３は被測定装
置７と記憶語Ｍ４とに接続される。
回路３とに接続される。応答信号測定回路３は被測定装
置７と記憶語Ｍ４とに接続される。
記憶装置４は演算処理装置５に接続される。演算処理装
置５は表示装置６に接続される。
置５は表示装置６に接続される。
ステップ信号発生回路２は被測定装置７にステップ状に
変化する信号を出力する。応答信号測定回路３は、ステ
ップ信号発生回路２の出力に同期して被測定装置７によ
るステップ応答信号の測定を開始し、一定周期（Ｄｔ）
ごとの測定データを標本化し、その値を記憶装置４に格
納する。この測定はステップ信号の入力から充分な時間
が経過するまで実行される。
変化する信号を出力する。応答信号測定回路３は、ステ
ップ信号発生回路２の出力に同期して被測定装置７によ
るステップ応答信号の測定を開始し、一定周期（Ｄｔ）
ごとの測定データを標本化し、その値を記憶装置４に格
納する。この測定はステップ信号の入力から充分な時間
が経過するまで実行される。
測定が行われた後に、演算処理装置５が記憶装置４に格
納された測定データに対して演算処理を行い、被測定装
置７の動特性を推定してその結果を表示装置６に表示す
る。
納された測定データに対して演算処理を行い、被測定装
置７の動特性を推定してその結果を表示装置６に表示す
る。
第２図は演算処理装置５による演算の流れ図である。
測定データの個数をＮ個とし、ｉ番目のデータをＹ、（
１）として説明する。
１）として説明する。
まず演算処理装置５は、記憶装置４に記４１された測定
データの移動平均をとってデータの平滑化を行い、デー
タＹ、、ｆｉ１を得る。
データの移動平均をとってデータの平滑化を行い、デー
タＹ、、ｆｉ１を得る。
ここで移動平均をとるための処理は、多数の標本化デー
タＮ個のうち連続するＫｍ （＜Ｎ）個毎に、１番目か
らＫｍａ番目（Ｋｍａ＝ Ｎ −Ｋｍ ）までＫｍａ回
の平均をとる処理であり、 である。
タＮ個のうち連続するＫｍ （＜Ｎ）個毎に、１番目か
らＫｍａ番目（Ｋｍａ＝ Ｎ −Ｋｍ ）までＫｍａ回
の平均をとる処理であり、 である。
次に、利得と時定数とを推定する。Ｎ個のデータＹ、、
ｆｉｌから最大値Ｙイ。、最小値Ｙｆｆｉ、、、および
値域Ｙｒをめる。この値域Ｙｒが利得の一次推定値とな
る。さらに、このデータＹ、、（１１が出発点の１０％
および９０％に到達する値、 ＹＬＩｓ（ｊ＋ｏ） −ＹＩＩ＋１．＋ ０．１・Ｙ、
−一−−−−（３）Ｙ□（Ｌ。） ”Ｙｍｉｎ ＋０
．９・Ｙ 、 −−−−−−＋４）をみたすデータの番
号ｉ、。およびｉ、。をめる。
ｆｉｌから最大値Ｙイ。、最小値Ｙｆｆｉ、、、および
値域Ｙｒをめる。この値域Ｙｒが利得の一次推定値とな
る。さらに、このデータＹ、、（１１が出発点の１０％
および９０％に到達する値、 ＹＬＩｓ（ｊ＋ｏ） −ＹＩＩ＋１．＋ ０．１・Ｙ、
−一−−−−（３）Ｙ□（Ｌ。） ”Ｙｍｉｎ ＋０
．９・Ｙ 、 −−−−−−＋４）をみたすデータの番
号ｉ、。およびｉ、。をめる。
これにより時定数Ｔｐの推定値が、
Ｔｐ −（Ｌ。−１，。） ｘＤｔ ｘｏ、５ −−−
−１５１として得られる。
−１５１として得られる。
次に、測定データと近似値との２乗誤差が最小になるむ
だ時間をめる。すなわち、自然数Ｊを１〜１１゜の間で
変化させ、 Σ （Ｙｓ （ｋ） Ｙ、 （１ｅ−”−””ｐ） ）
２−−−−−＋６１ の値が最小となる。ｙの情をＪ、、７とする６Ｊｍｉｎ
に対してむだ時間Ｘ、−の推定値は、 ｘＬ−Ｊ７８．、×Ｄも −−−−−−（７）により得
られる。
だ時間をめる。すなわち、自然数Ｊを１〜１１゜の間で
変化させ、 Σ （Ｙｓ （ｋ） Ｙ、 （１ｅ−”−””ｐ） ）
２−−−−−＋６１ の値が最小となる。ｙの情をＪ、、７とする６Ｊｍｉｎ
に対してむだ時間Ｘ、−の推定値は、 ｘＬ−Ｊ７８．、×Ｄも −−−−−−（７）により得
られる。
次に、測定データと近似値との２乗誤差が最小になる利
得の二次推定値をめる。すなわち、利得の一次推定値Ｙ
１の０．８〜１．２倍の範囲の値Ｙｔに対して、 の値が最小になるＹｔＯ値をめ、この値を利得の推定値
Ｙ ｒｒとする。
得の二次推定値をめる。すなわち、利得の一次推定値Ｙ
１の０．８〜１．２倍の範囲の値Ｙｔに対して、 の値が最小になるＹｔＯ値をめ、この値を利得の推定値
Ｙ ｒｒとする。
以上の演算により、被測定装置７の利得、時定数および
むだ時間の近似値が自動的に得られる。
むだ時間の近似値が自動的に得られる。
次にこれらの近似値によるＰＩＤパラメタの演算につい
て説明する。
て説明する。
第３図はＰＩＤパラメタの設定を示す伝達関数のブロッ
ク線図である。
ク線図である。
（１）式で表される伝達関数Ｇ ｆｓｌのパブ近似は、
Ｋ （１２−６Ｌ３＋Ｌ” Ｓ２ ） （１＋ｓＴ） （１２＋６Ｌｓ＋１−” ｓ２ ）とな
る。ここで、 とすると、Ｉ−Ｐｉ［筒針のパラメタは、により得られ
る。また、Ｉ−ＰＤ調節計のパラメタは、 により得られる。ただし、 α、＝１、αｔ ＝０．５ 、α、ｌ＝０．１５、α、
＝０．０３−−−−−−−（１２） である。
Ｋ （１２−６Ｌ３＋Ｌ” Ｓ２ ） （１＋ｓＴ） （１２＋６Ｌｓ＋１−” ｓ２ ）とな
る。ここで、 とすると、Ｉ−Ｐｉ［筒針のパラメタは、により得られ
る。また、Ｉ−ＰＤ調節計のパラメタは、 により得られる。ただし、 α、＝１、αｔ ＝０．５ 、α、ｌ＝０．１５、α、
＝０．０３−−−−−−−（１２） である。
本実施例では、時定数として一次推定値をそのまま使用
しているが、時定数の値に関しても、測定データと近似
値との２乗誤差が最小になる値をめ直し、さらに近位の
精度を高めることもできる。
しているが、時定数の値に関しても、測定データと近似
値との２乗誤差が最小になる値をめ直し、さらに近位の
精度を高めることもできる。
以上説明したように、本発明ステップ応答測定装置によ
り、自動的に被測定装置の利得、時定数およびむだ時間
の近似値を得ることが可能となる。
り、自動的に被測定装置の利得、時定数およびむだ時間
の近似値を得ることが可能となる。
したがって、これらの値により、被測定装置のＰＴＤパ
ラメータを自動的に計算することが可能となり、さらに
、被測定装置の制御を均一化できる大きな効果がある。
ラメータを自動的に計算することが可能となり、さらに
、被測定装置の制御を均一化できる大きな効果がある。
第１図は本発明ステップ応答測定装置と被測定装置のブ
ロック構成図。 第２図は演算処理装置による演算の流れ図。 第３図はＰｒＤパラメタの設定を示す伝達関数のブロッ
ク線図。 １・・・ステップ応答測定装置、２・・・ステップ信号
発生回路、３・・・応答信号測定回路、４・・・記憶装
置、５・・・演算処理装置、６・・・表示装置、７・・
・被測定装置。 特許出願人 横河北辰電機株式会社 代理人 弁理士 井出直孝 ￥−）１ 回
ロック構成図。 第２図は演算処理装置による演算の流れ図。 第３図はＰｒＤパラメタの設定を示す伝達関数のブロッ
ク線図。 １・・・ステップ応答測定装置、２・・・ステップ信号
発生回路、３・・・応答信号測定回路、４・・・記憶装
置、５・・・演算処理装置、６・・・表示装置、７・・
・被測定装置。 特許出願人 横河北辰電機株式会社 代理人 弁理士 井出直孝 ￥−）１ 回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １１） ステップ状に変化する信号を被測定装置に出力
するステップ信号発生回路と、 上記ステップ状に変化する信号に対する上記被測定装置
からの応答信号を観測する手段とを備えたステップ応答
測定装置において、上記観測する手段は、 上記応答信号を任意の標本化周期で測定する手段と、 この測定する手段が測定した値を記憶する手段と、 この記憶する手段から読出された値から上記応答信号の
所定の区間について移動平均を演算する手段と、 この移動平均を演算する手段の出力から上記被測定装置
伝達関数の時定数を推定する手段と、この時定数を推定
する手段により得られた時定数の推定値をもとに上記伝
達関数のむだ時間を推定する手段と、 このむだ時間を推定する手段により得られたむだ時間値
と上記時定数の推定値とにより上記伝達関数の利得を推
定する手段と を備えたことを特徴とするステップ応答測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106154A JPS60249069A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | ステップ応答測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106154A JPS60249069A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | ステップ応答測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249069A true JPS60249069A (ja) | 1985-12-09 |
| JPH0452902B2 JPH0452902B2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=14426398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59106154A Granted JPS60249069A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | ステップ応答測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60249069A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62288902A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-15 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの最適制御方法 |
| JPS638802A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｐｉｄ調節器の制御定数自動調整方法 |
| JPS6325702A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの最適制御方法 |
| JPS6398703A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-04-30 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの予測制御方法 |
| JPS63109503A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-14 | Japan Tobacco Inc | 自動制御装置 |
| JPS63163505A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-07 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの適応制御方法 |
| JP2007525673A (ja) * | 2004-06-16 | 2007-09-06 | エーエムアイ セミコンダクター インク | Ｐａｄｅ’近似を基にした補償を使用し励起供給モジュールを備える反応性センサ |
-
1984
- 1984-05-24 JP JP59106154A patent/JPS60249069A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62288902A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-15 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの最適制御方法 |
| JPS638802A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｐｉｄ調節器の制御定数自動調整方法 |
| JPS6325702A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの最適制御方法 |
| JPS6398703A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-04-30 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの予測制御方法 |
| JPS63109503A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-14 | Japan Tobacco Inc | 自動制御装置 |
| JPS63163505A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-07 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | プロセスの適応制御方法 |
| JP2007525673A (ja) * | 2004-06-16 | 2007-09-06 | エーエムアイ セミコンダクター インク | Ｐａｄｅ’近似を基にした補償を使用し励起供給モジュールを備える反応性センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452902B2 (ja) | 1992-08-25 |
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