CN1073018A - 一种改进的自动调谐控制器 - Google Patents

Abstract

一种自动调整用以调节具有一测量的过程变量 信号的过程的自动调谐控制器的控制参数的装置和 方法。利用测出的过程变量信号，产生一表示过程对 扰动条件闭环响应的误差信号。测出误差信号的局 部极值并选择三个连续振幅值以便产生误差信号的 测量延迟和过调特性。选择三个连续振幅值使测出 的衰减特性大于过调特性。基于所测出的衰减和过 调特性自动调整至少一个控制器控制参数以便改善 测出特性和目标特性之间的差值。

Description

本发明涉及用于过程调整的自动调谐自适应控制器，更具体地说，涉及模式识别、自动调谐控制器。

自动调谐的模式识别方法是独特的。该方法利用监测的过程变量的直接性能反馈来确定过程最优化所要求的操作。更具体地说，模式识别自动调谐控制器连续地监测和自动地评估被测过程变量对于正常出现的和由于设定点或负载的变化所造成的不可测量的干扰的闭环响应模式。每次干扰过后，闭环误差响应特性诸如过调和衰减都会被识别出来，并且将其与所期望的特性相比较。所期望特性和测量到的特性之间的差值再被用来自动产生新的调谐值，以按照过程的要求调整控制器，以便达到误差响应的目标波形。选择目标波形使积分的绝对误差近于极小化。

自动识别和评估闭环响应模式的过程响应特性的第一套成功的自适应过程控制系统，是H.Edgar    H.Bristol，II发明的，并且在美国专利第3，798，426号文献中公开，根据Bristol的方法，自适应装置是通过检测由其幅值超出预定噪音区的干扰引起的闭环响应模式来触发的。一旦触发，通过量测前半周期中响应模式达到干扰的极值的预定的百分比值所需要的时间来区分滞后时间和上升时间。假定滞后时间同早期的可测变量响应中最为显著的任何过程滞后时间密切相关，而上升时间则被假定同过程的闭环自然周期密切相关。

测出的上升时间被定以标度，以便为自适应过程确定评估的时间间隔。选择用以确定时间间隔的标度常数，使得谐振响应的前半周期在一个评估间隔内形成，而第一个全周期则在另一间隔内全部形成。响应模式的评估，是通过计算测出的过程控制误差与每个评估时间间隔的目标值之间积分差来进行的。其中所测过程控制误差，按第一个误差响应峰值的大小归一化。积分差被用来修正控制器的操作参数，以便在下一个过程干扰期间改善控制作用。

对于有效的自适应过程控制系统，若干个关键参数必须由操作人员设定。例如，标度常数的恰当的选择对于定义合理的评估时间间隔是关键的。不能将通用的标度常数用于不同类型的过程。这种控制系统还需要操作人员为每个评估时间间隔选择适当的目标值。这些目标值，通常从操作人员对给定过程的经验导出。

Thomas    W.Kraus提出了一种改进的模式识别自动调谐的控制器。按照Kraus的方法，当误差超过标称噪音阈值时，启动自适应过程。一旦启动，就对闭环响应模式进行监测，以便检测最先出现的三个连续极值或峰值（“peaks”）以及它们相对第一个峰值出现的时间。

通常出现没有三个峰值的过阻尼控制环响应，所以如果在检验出第一个峰值后的预定等待时间之后第二个峰值不出现，Kraus自适应过程自动地将该响应识别为过阻尼响应。如果第二个峰值存在，那么，在与第一和第二峰值之间的时间成正比的时间周期内，寻找第三个峰值。若是第二或第三个峰值检测不出，就停止峰值搜寻，并且指定伪（“pseudo”）峰值。

然后，利用测出的响应模式的极值来计算诸如过调量、阴尼和周期之类的闭环响应模式特性。这些测出的特性与期望特性之间的差值再用来计算新的控制操作参数，以便优化控制作用。这一方法在Thomas    Kraus的美国专利号4，602，326中有详尽的描述，该专利的题目是“模式识别自动调谐控制器”。如结合本文作为参考的授专利给Bristol和Kraus的两美国专利所描述那样，系统针对最后的干扰来调谐控制。若是过程是非线性的过程，这会造成对下一个干扰的控制器的非优化调谐。

Kraus系统的若干关键性参数还必须由操作人员设定。例如，在Kraus的系统中，特别是过程操作是在广泛的范围条件下进行时，选择预定等待周期是关键性的。这一等待周期之所以关键是因为在触发峰值搜索之前，它还确定了一等待时间。如果等待周期设置不适当，系统就不能有效地操作。当在噪音带内无第二和第三个峰值时，该系统还有一种固定过程的调谐的趋势。在若干次干扰之后，响应可能变成过度振荡，引起系统对过程的过度校正而导致过阻尼的响应。再者，噪音带的阈值或者由用户选定或者在开环条件下预调谐时来确定。这对闭环过程中条件的变化不能自适应响应。

本发明的目的在于提供一种具有调谐算法的自适应控制器，所述算法对在干扰作用下的误差响应的模式特性敏感，而对干扰的类型或波形以及它相对于主过程滞后的位置则不太敏感。

本发明另一目的在于提供一种通过利用拐点检测方案找出准第二和第三峰值而从过阻尼调谐中较快复原的方法。

本发明的另一目的在于减少为达到理想的优化控制作用、操作人员必须设定的关键性参数的数目。

本发明另一目的在于当出现第二类干扰或者设定点变化时，防止相对于一类干扰的失谐。

本发明另一目的在于当目标值和测量的控制误差模式特性两者无法从噪音中区分出时、阻止自适应调谐。

本发明另一目的在于在检测出一峰值之后自适应地确定一等待时间，以便保证在终止搜寻峰值之前不能找出附加的峰值。

本发明另一目的在于在瞬态响应开始时利用过去成功的调谐来调谐非线性过程。

本发明另一目的在于提供一种在隔开的误差响应之间的无噪周期内修改噪音带的方法。

本发明进一步的目的在于提供一种能确定将过程在主滞后与主延迟两者间区分开的过程类型参数的自动调谐控制器，以便有助于为适合于特殊类型的过程选择调谐参数。

一般说来，本发明表征的自动调谐控制器，其特征是为改进过程对干扰的响应性能、能确定适当的控制参数变化的闭环误差响应。如果用户只关心调整如控制器比例频带的一个参数，则该误差响应或误差信号可以直接由过程控制变量来计算。但是，在最佳实施例中，为了能自动地调整控制器的一个以上的参数，误差信号是作为设定点和被测过程变量信号之间的差来计算的。本发明的一种实现是通过审慎地选择可从误差信号中获得的模式特征，使控制变量的调整对干扰的波形和位置不太敏感。

因此，本发明提供了一种能自动地调整用于调整具有一被测过程变量信号的自动调谐控制器的控制参数的方法。该方法含有产生一表示过程对干扰条件的闭环响应的误差信号。为产生测量延迟和过调特性，选择和测量误差信号三个相继的幅值。该三个相继幅值的选取应使测量延迟特性大于过调特性。为减少一个或两个被测特性和目标特性间的差值，控制器的至少一个控制参数能够自动调整。

根据本发明的一个方面，确定被调整的过程的类型，并将确定的过程类型用来计算控制参数的变化以迅速收敛到目标特性。值得注意的是，过程的类型可能由用户说明，或者借助误差响应所提供的信息和现行控制器参数来自动确定。更具体地说，为响应基于至少两个不同过程的预先确定的数据的特性，过程类型参数被作为与内插或外插因子有关的控制器参数。

测量幅值的步骤包括测量误差信号局部极值的四个或四个以上的连续幅值。若是需要第四个幅值，但检测不到，则可以利用先前测出的幅值来估计。然后，将四个相继幅值中的三个相组合用来确定延迟和过调特性以对至少一个控制参数进行调整。寻找和测量幅值的步骤还包括寻找在第一个局部极值稍后的误差信号拐点。第一个局部极值与该拐点之间的时间间隔确定误差信号响应的时间标度。然后，这一时间间隔被用来确定寻找第二个局部极值的时间间隔。如果在找出局部极值之前这一间隔已过，则所述拐点就被当作幅值，并且终止峰值搜寻。

根据本发明的另一个方面，自动调整自动调谐控制器的控制参数的方法，还可以包括当新的干扰响应被检测到时对用户选择的过程变量取样的步骤。用户选择的过程变量可细分为子范围，每一子范围都对应于一组先前采用的控制参数。用户选择变量的子范围确定哪一组存储的控制器参数对刚检测出的干扰最适合。初始误差响应的符号也可以用来在先前存储的控制器参数组中进行分类和选择。

为防止当针对负载干扰已调谐好控制器时响应设定点的变化的极度误差过调，对滤波器设定点信号还提供一超前滞后滤波器。设置滞后等于控制器的积分时间。为达到所期望的过调目标，可调整超前滞后的比率。

本发明的上述和其他目的、特点和优点将从下面的对本发明最佳实施例的详尽描述中更为明显，如附图所示，其中相同的标号涉及所有不同图中的相同部分。

图1是根据本发明的自适应过程控制系统的框图。

图2是表示图1中所示自适应过程控制系统闭环响应的一种误差信号。

图3是图1所示自适应过程控制系统的详细框图。

图4至图6是说明图3所示处理器工作状态的流程图。

图7示出具有一个表示仅有一个峰值能被找出和确认的过阻尼响应的拐点的误差信号。

图8和图9是表示处理器确定过程校正控制参数的流程图。

图10至图12是由对纯延迟过程、积分延迟过程的PI控制和积分延迟过程的PID控制的实验数据产生的性能图表。

为在每个对正常出现的干扰的有意义的控制误差响应之后更改PID控制器的参数，本发明使用了性能反馈。利用误差响应的与幅值和时间标度无关的模式波形特性、过调量以及延迟比率来测量性能。当响应是振荡的而延迟不等于过调量时，隔离的误差响应模式特性提供了用于更新控制参数的完全信息。当适当地调整控制器参数诸如比例、积分时间和微分时间而实现目标时，误差响应特性的目标的选择应使响应的时间标度最佳化。应该注意的是，微分时间对积分时间的比率可利用被调过程类型的知识程序化。过程的类型可以通过测量的积分时间对周期的比率数据与存储的已知极值过程类型如纯延迟和积分延迟的类似数据进行内插或外插来确定。替换的办法是，过程的类型可以由用户或操作人员说明。过程类型的知识不仅用于微分时间的程序调整，而且还被用来通过有关性能测量的数据与特殊过程类型的调谐常数的内插或外插来改善比例频带和积分时间的收敛速率。

对于振荡响应，根据两个相继的峰高比率来计算过调量。延迟比率是包含三个相继峰高的半周期峰-峰值比率。微分时间还可以利用包含四个相继峰值的峰-峰值比率的全周期延迟比率由性能反馈来确定。但是，因为该性能的测量对噪音非常敏感，所以基于过程类型测量的程序修改微分时间是最优的。

再者，本发明利用响应开始的识别，来从存储的先前采用的PID调谐设置中选择最适当的设置。在响应的结束，存储的PID调谐设置中的这一设置被变更。PID调谐与误差响应方向和/或与用户指定的变量的子范围相关。

现在参照图1，自适应过程控制系统10包括一自动调谐控制系统12和一由可控的诸如温度、压力、电平或浓度的过程变量16表征的处理器14。自动调谐控制系统12最好由PID控制器18和用以自动调整或调谐控制器的控制参数的适配器20所组成，以便使闭环性能最佳化。一般说来，调谐参数25（下面详细讨论），是利用过程可控变量16和设定点26的数值、这些数值之间的差（定义为误差信号29并由加法放大器23产生）、控制器的输出22、和用户指定变量31来计算。控制参数可以是包括比例带（P）、积分时间（I）、微分时间（D）和定点补偿器的超前/滞后比率等的调谐“常数”。利用这些控制参数中的某几个或全部，控制器18产生一能为如阀门的控制单元24接收到，用以调整处理器14的控制信号22。

处理器14响应控制单元24的变化，致使在无负载干扰28时，受控变量16的数值基本上等于由设定点26所表示的期望值。这样，所期望的结果是过程控制系统10可对设定点26的变化或处理器14上的负载28引起的控制误差作出响应。例如，如果负载变化量大得足以引起处理器14对过程控制变量16的值作出适当的改变，假若其参数已完全调谐，控制器18以校正输出22的作用作出响应，以便消除干扰的影响。如果误差响应波形表示次最佳的干扰抑制，适配器20则更改控制器参数，以使控制器适应下一次干扰。

根据本发明，自适应过程控制系统10的一般描述，最好是借助图2所示的把误差信号29的特性作为时间的函数来表示。该误差信号表示自适应过程控制系统10对引起设定点26和过程控制变量16之间差异的扰动条件所作出的闭环响应。所述扰动条件是负载干扰28（如生产速率的变化）造成的，它明显地扰乱过程控制变量16的数值。但是，如前提到的那样，扰动也许是设定点26的突然变化引起的。曲线的垂直座标表示误差信号的测量值（E）。水平座标是带有任意基值的时间（T）。在隔离振荡情况下，误差信号29是由具有分别在时刻T₁、T₂、T₃和T₄出现的峰值E₁、E₂、E₃和E₄的四个峰（也称为局部极值）来表征的。最后，控制器18的积分作用给出值24，使得误差信号的测量值基本上等于零，这对应于过程控制变量16已复原或已是为期望值的条件。一噪音带（NB），在相隔离的扰动之间的无噪间隔期间，其值是所期望的误差信号峰-峰的变化，并且以水平时间轴为中线示出。在系统10操作期间，噪音带的数值选择将在下面讨论。

利用误差信号的测量幅度及其出现的时间，自适应过程控制系统10的闭环响应可以用延迟、过调量、和时间周期来表征，上述这些描述控制环品质的性能测量是控制工程师所熟知的。这些性能测量值连同控制参数P、I和D可以再被用来确定过程的类型，诸如延迟过程、积分延迟（主滞后）过程、或介于两者之间的过程。为激励延迟和过调量达到过程的目标值，需计算新的控制参数。测量这些性能值和计算适当的控制参数，下面将进行详细的讨论。

现在参照图3，图中示出的是最佳交互数字式PID型的控制器18较详细的框图，其借助等效的模拟控制器单元而有助于解释自适应控制。PID控制器18包括四个滤波器：一个比例滤波器30，一个积分滤波器32，一个微分滤波器34，和一个设定点滤波器38。比例滤波器30实质上是比例带常数P的倒数，用来确定控制器输出22对误差29的响应性。积分滤波器32接收一个积分反馈输入信号（可以是控制信号22），并产生一滞后的正反馈信号33。积分滤波器32是一阶滞后滤波器，它的时间常数是积分时间常数I。微分滤波器34如图所示用在测量反馈环上，而操作则如超前滞后滤波器那样。微分滤波器34可以包括一个二阶滞后项，以便衰减高频测量噪音，从而防止阀门不必要的活动。所述这几个滤波器中的比例、积分、和微分诸项都是经线路25a、25b、25c由适配器20来确定和控制的控制参数，详细的讨论如后。在最佳实施例中，控制器18还包括一个为防止输出22超出控制单元24的范围而设置的限幅器36。

系统10操作期间，设定点26最好经过滤波器38供给控制器18。如图所示，所述滤波器包含积分时间I和“常数”K。正如虚线所表明那样，滤波器38在调节器应用中不是必需的，即，与常数设定点相连的滤波器。然而，在本实施例中，尤其是对于主滞后过程，最好防止设定点变化引起的过量过调状态。与控制器18中的其他调谐参数相类似，这些项初始以预设置、预调谐或缺省值方式加以确定，然后经线路25d由适配器20加以控制。

之后，滤波器38的输出经加法放大器40与微分滤波器34的输出相组合。产生的结果信号再乘以比例滤波器30比例常数P的倒数，经加法放大器42，与积分滤波器32的输出再相加。然后，如果必要将所求之和再由滤波器36限幅，以便为调整阀门24产生控制信号22。积分滤波器32的输出是一正反馈信号，当控制器的输出22介于限幅器36的两限制值之间时，该正反馈信号给出对控制误差的积分作用，但当控制器输出22是两限制值之一时，则防止积分终结。适配器20监测控制器输出22以便检测出输出的限制。

对控制技术熟知的人都清楚的是，不是用控制信号22直接控制阀门，而是将信号22作为辅助控制器（未示出）的设定点。辅助控制器的被控过程变量馈作为外部积分反馈信号再馈给积分滤波器32。与前面描述的自适应过程控制系统相类似，主过程的测量或测量值应使之作为控制器的输出（或积分反馈）和设定点而适用于微分滤波器34和适配器20。

图3中还示出了适配器20的详细框图，其中包括一个接收并处理控制器输出22（或积分反馈）、被控变量16、设定点26、误差信号29和用户选择的变量31的处理器50，按照存储在只读存储器（ROM）52中的软件来产生调谐参数（P.I.D和k）。这些参数然后经线路25a、25b、25c、25d施加给控制器18。提供的随机存取存储器（RAM）54含有用以由微处理器实现ROM中软件操作所需要的数据存储器和寄存器。

当处理器50第一次初始化时，将预置控制参数（可以存储在RAM54中或控制器18的存储器（未示出）里）传送给处理器50。这些调谐参数已利用与前面在Kraus专利文献中描述相类似的预调谐特性获得或已被操作员选定。其它设置值也馈给处理器50，其中包括用以建立搜寻峰值的时间触发脉冲的等待时间的最小值W_MIN、最大值W_MAX，初始噪音带NB项以及可以类似地由操作人员选择的目标性能值。最小等待时间W_MIN被用来确认峰值，这将在下面讨论。通常，该值取为适配器采样时间的2至3倍，并防止系统拣出由于过度微分作用引起的峰值。有关其它这些设置值的详细讨论，在下面进行。

现在参照图4-6所示的处理器50的流程图，在被初始化（步骤70）后，通常是借助六个主要操作状态来描述。主要操作状态包括一个无噪状态56，四个用于处理器搜寻四个连续峰值的状态58、60、62和64，以及一个稳定状态68。

在无噪状态56或稳定状态68，处理器寻找一新的或连续的瞬变过程。如果在稳定状态期间，误差信号留在噪音带内一段适当时间（半或全周期），则结束稳定状态68而处理器进到无噪状态56（步骤74和76）。

这些状态间的区分在于，如果当处理器处于稳定状态时，误差信号29超过噪音带加上满标度测量的1%，则误差信号被断定为连续振荡（或叠加响应）。如果响应始自无噪状态，则识别为隔离干扰。然后，处理器50在步骤78开始搜寻误差信号29的模式特性。

参照图2，无噪和稳定状态与误差信号的测量值介子噪音带的上、下限之间这一条件有联系。只要误差信号29的值保留在上、下限之间，就识别不出新的干扰并且不改变控制参数。如果在适当阻尼的响应之后，无噪状态持续至少一个周期，步骤82，则噪音带将被测量和更改，步骤84、86和88。

在前面的自适应系统中，噪音带是用户选定的固定值或在作为开环测量的预调谐阶段所测定。按照本发明的方法，噪音带是在闭环条件下测量的，而且随着过程条件的变化而更改。用户可以在任何时刻插入一个值来取代和重新初始化这一适用值。

如在最后一次扰动期间所确定的那样，更改噪音带要求无噪周期延伸至少一个闭环自然周期（步骤76、80及82）。最初，设置周期计时器等于用户选定的最大等待时间W_MAX或预调谐的指定的等待时间。如果下面的两个准则之一被满足，则噪音带就被更改：

1.新的噪音带值小于先前噪音带值;或者

2.a）先前确定的过调值大于或等于零;和

b）误差不是连续振荡（即最后观测到的振荡始自一无噪状态）;和

c）先前测量的延迟比率小于或等于延迟比率目标值加0.1。

注意的是，满足第二个准则允许噪音带改动为较大或较小值。新的峰-峰噪音带是按测量噪音的（无噪周期内出现的）均方根值乘以一最好设为六个标准偏差的任意因子来计算的，步骤84、86和88。采用上述的准则来保证当允许增大噪音带时，控制环既不是过阻尼也不是过于欠阻尼。

一旦误差信号29穿过与噪音带有关的阈值，步骤74，处理器进入用于找寻峰值或振幅的四状态的第一状态，所述振幅将被当作误差信号峰值使用。在最佳实施例中，设置这一阈值等于噪音带加上测量范围的一个百分比。第一状态58包括一初始化的周期计时器（计数器随着每个新的误差取样而递增）、确定误差信号的符号、以及搜寻误差信号的第一个峰值，步骤90。为方便起见，如果误差信号符号初始为负，则它是这样进行符号校正使与符号校正误差的噪音带的偏差为正。再者，当误差信号被首先检测出时，未经校正的误差符号和用户选定的变量31用来表示新的响应的过程操作条件。根据初始误差符号和/或选定变量的值，将最好利用了这类过程操作条件的过去经验而存储的调谐值插入控制器，步骤78。

一个适当的用户选择变量可以包括设定点26或者预先处理新的最终操作条件的测量负载28。例如，设定点可以被用作象用户选择变量那样的过程控制变量未来稳定值的指示器。例如，如果非线性过程的特性主要依赖于被控制的测量值，应选择设置点（预处理受控变量）。对于另一过程，被测的负载变量（或控制器的输出）可能是较好的选择。通过在成功的以往调谐中选出最适当的，该系统能够较好克服过程的非线性。这是由性能反馈而不是基于确定或指定过程模型的开环编程所确定的自适应增益编排的一种形式。

在最佳实施例中，先前的自适应调谐参数组P.I.D和超前滞后比率，是按照误差响应的方向和用户选择变量值的大小被存储和检索的。用户选择变量的范围可以细分和检索成若干个子范围。对于最佳实施例，所选特定变量的范围被分成三个子范围，使得每个子范围都有两组调谐PID参数（依赖于误差信号的初始符号和用户选择变量的子范围使用该设置）。选择和更改这些调谐值，以便依据以住的经验加以采用和改善来对付新的干扰。当然，这一概念可以扩展到若干变量的多个子范围情形，更进一步应注意的是，用户可以选取无选择变量的方式。调谐设置的选择仅只依赖于初始误差符号。比如，如果过程是线性的，用户可以不选择变量。

通过将测得的误差信号的电流幅度同先前测量值的比较，定位第一峰值E1以下称之为推测的第一峰值。如果测得误差信号的电流幅度大于推测的第一峰值，那么推测的第一峰值就为最新测得的误差信号的幅度所取代，并且周期计数器复位为零。这一新的推测值再与相继测得的误差信号的幅度相比较。这一循环步骤继续到最大等待时间W_MAX已过或者第一峰值被确认为真正的峰为止。如果第一峰值被确认之前自推测的第一峰开始的时间超过了W_MAX，那么推测第一峰就被确认，而最新测得的误差值被做为未确认的第二峰值E₂，步骤92和94。当控制器调谐非常迟钝时，这一准则被用于停止峰值搜寻。处理器50再利用这一不完全的信息来使PID调谐不要太迟钝，步骤98，如下面将讨论的那样。

在峰值计数器达到W_MAX之前，总是试图确认推测的峰值是第一峰值E1而不是噪音的后生物，步骤96。下面的表1，列出了确认峰值的最佳准则。选择这些准则用于排除局部噪音峰及过分（失调的）求导作用引起的短周期峰值。注意到t_MIN是第一峰之后、开始具体峰信息收集之前、周期计数器t₁可能达到的最小值。这一“等待”时间可用来避免检测出可能由误加在纯延迟过程的微分作用所导致的某些高频振荡峰值。如指明的那样，如果推测的第一峰值同电流误差之间的差值超过了噪音带，并且电流误差小于0.6倍的推测第一峰值，则第一峰值就被确认。上述定位和确认第一峰值的方法，将同样用于定位和确认其他峰值。

假设第一峰值已经定出且已确认，处理器50进至通常由步骤100至112（图5）所表示的状态2。最初，周期计时器t₁在第一峰值E₁时刻被设置为零，并用于自第一峰值起开始测量时间。如果该计时器超过W_MAX，则推测的第二峰值将被当作第二峰E₂并固定控制器调谐以便加速这一惰性品质，步骤100和102。在该状态中，处理器50搜寻可能是第二峰E₂或误差曲线（如图7所示）的拐点114的幅值，可用该幅值当做未经确认的第二峰值。拐点是仅有一个峰值（E₁）的过阻尼响应的模式特性。

推测的拐点位于通过误差响应29及t_f＝0时第一峰值E幅值0.6倍的点所画的正切线115上的一点上。将第一峰值至推测拐点时间的1.5倍选做为推测的半周期（步骤106）。等于该推测半周期的2倍的时间间隔被用来搜寻和确认第二峰值。这一最大搜寻时间独立于先前响应测量或如Kraus专利文献中公开的预置等待时间。于是，当存在第二峰值时，建立寻找第二峰值的有限搜寻时间间隔。如果误差响应29变得在幅值上小于负的噪音带则放弃推测的拐点，因为由此能找到第二峰。然后，推测半周期被修正为第一峰值和推测第二峰值之间的时间。但是，如果在两个推测的半周期之后，第二峰还未被确认，则终止峰值的搜寻并且进入PID计算，步骤102。如果当前测得的误差响应29与正切线115上相对应点之间的幅值差，在W_MAX间隔内等于噪音带的幅值，则拐点就被确认并且在PID计算中用作未确认的第二峰值，步骤108和112。

表1：

峰值确认测试

1.当前测得的误差响应比被比较的峰值的0.6倍更接近零

2.当前测得的误差响应比被确认的峰值在接近零的程序上至少近

NB。

3.为了开始确认如下峰值，自最近的峰值以来，已经过去足够了时间：

a)t_MIN= 0,对于第一峰E₁；

b)t_MIN= W_MIN,对于第二峰E₂；和

c)t_MIN= 2倍于E₁和E₂之间的时间间隔，对于第三峰值E₃。

当第二峰值已被确认时，就开始搜寻第三幅值（状态3），这一幅值又可能是峰值或拐点。除了已确认的半周期不再修改之外，上述搜寻第二峰值的同样过程被执行。在搜寻期间，如果第三推测的峰值超过了第一峰值并且第二峰也是正的，则前两个峰被放弃而再次启动第一峰的搜寻，步骤114和116。若是在搜寻第三峰值期间，过程控制变量超出了它的范围，终止搜寻而将被扰乱的范围限制用做为新的PID计算中的未确认的第三峰估计值，步骤118和120。另一方面，如果推测的第三峰值大于第一峰值，但第二峰值是负的，并且第一和第三峰值的乘积不小于第二峰值的平方，则认为响应是不稳定的，步骤120，终止搜寻峰值并且进入基于该信息的新的PID计算。但是，如果响应始自稳定状态而不是始自表示连续或重叠响应的无噪状态，则终止第三峰值的搜寻并将利用这一信息计算的PID调谐参数输入给控制器，步骤121。

第二峰值之后的两个半周期被允许来确认第三峰值。如果在这段时间里，没有被确认，终止搜索并进入适当的PID计算。假若自第二峰后的时间不超过两个半周期和误差信号29仍然是负的，处理器50利用第二峰值的幅值以上述相同的方法搜寻拐点，步骤122、124和126。如果拐点值能够被确认，它将被用作未确认的第三峰值，步骤128和130。

假若第三个峰被确认，在继第三峰值之后的半周期内，将以上述同样的方法搜寻第四峰值，步骤134和136（状态4），图6。在最佳实施例中，如果推测的第四峰值小于第二峰值，那么取消对第三峰的确认，并且根据该信息计算新的PID调谐，这表明过程振荡失控。不打算确认第四峰值。

利用测得的幅值，可以确定误差信号的模式特性值并用来为刚完成的响应更改PID控制参数的设置，步骤98（图4）。半周期（T）和包括过调量（OVR）及延迟的无量纲模式特性按下面的方程式来确定。

（1）OVR＝-E_（2+N）/E_（1+N）

（2）DECAY＝ (E_{(3 + N)}- E_{(2 + N)})/(E_{(1 + N)}- E_{(2 + N)})

（3）T＝T_（2+N）-T_（1+N）

变量N依赖于在选择三个连续幅值以便计算上述模式特性之前被定位和被跳过的峰值的数目。跳过的峰值将在下面更详细讨论。如果第四个峰值E₄在噪音带内丢失或需要第五个峰值，则可按照下列公式来估计峰值。

（4）E_（3+N）＝ (E_{(1 + N)} ^*E_{(2 + N)})/(E_(N))

这一方程式是基于这样的假设，即误差信号呈现其三个主闭环极点的实数部分是相等的准最佳延迟。

一组将被用以更改控制参数的相继峰值，是根据由处理器50定位的第一组三个峰值（N＝0）比较延迟值和过调量来确定的，步骤140，图8。如果延迟小于过调量，那么处理器50将出现“峰移动”（Peakslip），即基于下一组的三个峰值（N＝1）计算新的延迟值和过调量，并确定第二次峰移动（N＝2）是否必要。换句话说，峰移动意味着第二个峰将被当成第一个峰，第三个峰将被当成第二个峰，等等，其目的在于为确定校正的控制参数，选择用以计算新延迟和过调值的相继峰值。简而言之，如果

（5）E_（1+N） ^＊E_（3+N）＜E_（2+N） ²，

则存在一次峰移动。

一旦得到使方程（5）的第一个乘积大于或等于第二个乘积的N值，则可测试用到的三个相继峰值的第一个以便决定它是否触发峰值搜寻。为计算PID控制参数，它应大于全标度被控变量的一个百分点加噪音带，步骤142。如果这一条件不满足，则因响应不足够大而无PID更改，并且适配器被转换为稳定状态。但是，假如误差响应由设定点干扰启动，则设置点的补偿器因子K可根据过调先于峰移而被调整。设定点补偿器因子K取值范围从主滞后过程的0.1至主延迟过程的1.0。这一因子减少一超过先于峰移的目标过调值的过调数量。随着隔离设定点响应的惰性（负的过调），这一因子增加的量等于过调偏差。在峰移之后但在P.I.和D被更改之前，延迟和过调目标也适当的被调整，步骤144、146和148。作这一调整以使得如果过程被峰值移动要求的脉冲或无移动要求的步骤所干扰的话，在PID调谐中将无变化。

这里，误差信号的过调量、延迟、和积分对半周期的比率已经被确定，并且现在能够用于将PID调整过程按照从误差信号获得信息的完整性进行分类。通常由步骤150和152表示的第一类按下面的方法处理信息。如果延迟值大于1.2或者第二或第三峰值超出测量范围，则控制环被识别为严重不稳定，步骤150。对于这种情形，比例项被加倍，设置积分项等于半周期，而设置微分项等于零，步骤152。过程的类型（Ptype）被设置等于1.2。

第二类处理表示仅有一个确认峰值的过阻尼响应的信息，由步骤154至159所表示。如果半周期大于或等于W_MAX，比例项取半而微分因子设置为零，步骤155和156，否则，比例项按如下递推公式更改，步骤157。

（6）P＝P×（1+1.5（延迟-延迟目标））

再者，如果过调量小于负的0.075，则积分时间乘以0.8，步骤158和159。

注意，对于这种情况，未确认的第二峰值E₂是拐点137或者是在搜寻第二E期间找到的最低值。再者，由于第三峰E₃不能有在未确认的第二峰值E₂之上超过峰-峰噪音带（PPNB）的幅值，因此基于这种极端情况（假定延迟不超过它的目标）计算延迟。在方程（6）中，如果延迟被假定为零的话，这将使比例带比它应当具有的值还大。其结果当响应小得使第二和第三峰不能与噪音带区别开时使控制不能过度地固定。

第三种类型通常由步骤162至174所表示。当延迟减去过调量小于0.02时，这种情况将出现，这表明闭环响应近于二次型阻尼，步骤162。比例项和积分项计算如下。如果过程类型小于0.2，这是一纯延迟和如早期采用时确定的或由用户设置的积分延迟（即近于纯延迟）之间的测量，或者延迟大于0.3，积分项乘以1.4，步骤164和166。至少过程类型的判定的详细讨论将在下面进行。施加给积分项用以确定微分时间的微分因子除以1.4，以便保持微分时间不变。如果延迟小于或者等于0.3，则比例项乘以0.8，步骤168和170，否则，如果积分项大于1.5倍半周期，比例项乘1.2，步骤169和171。如果延迟大于0.9，则比例项乘以1.4，步骤172和174;否则，比例项保持不变。

如果因具有非完全的信息PID调整过程已经不能按照上述三种类型被分类，则处理器确定响应是否始自一无噪状态，延迟减过调是否小于0.6、半周期是否小于W_MAX，步骤176。如果满足这些判据，则根据被断定为完全的新信息来更改过程的类型，步骤178。过程类型可以从纯延迟的0.0变化到积分延迟的1.0和状态不稳是过程的较大值。根据最佳实施例，过程类型ptype由下列方程所确定：

（7）ln（I/T）＝测得的ptype×ln（I/T）积分延迟+（1-ptype）×ln（I/T）延迟

方程（7）左边的比率ln（I/T）是已知的，因为I是控制器电流积分时间值和T是测得的半周期。方程（7）右边分别是积分延迟和延迟过程的比率ln（I/T），则由图3    ROM中存储的比率值经内插给出。在最佳实施例中，为图10至图12曲线所示的三个极值过程控制器组合中的每一个存储共总27个比率值。这些比率值，包括关于纯延迟和积分延迟过程的PI和PID控制的图10至图12所示曲线图上九个标记有A至I字样的点的每一点上的ln（P/Po）、ln（I/Io）和ln（I/T）。（因最佳微分项D是零，所以图10中组合了纯延迟过程的PI和PID控制）。这些比率值都经实验预先确定。零下标指的是参考点A，任意选取0.1的过调量和0.2的延迟。比例带P、积分时间I和D/I比率都是为达到测得的延迟和过调值所需要的数值。应当注意的是，利用其它传送类似信息的比率所产生的实验数据可能被使用。再者，虽然这些数据点在延迟和延迟减过调量的平面上被间隔开，但是为内插或外插之目的，同样可以选择其它间隔以及不同数目的点。

利用测得的过程延迟和过调量，例如M点可以被点绘在图10至图12所示的三个图形上。利用本领域技术人员都知道的双二次内插，确定与每一存储数据点相关的权重函数，并用来寻找每一过程控制器组合的ln（P/Po）、ln（I/Io）和ln（I/T）比率组。之所以选择双二次内插，是因为曲线是由类似抛物线的实验数据产生的。如果控制器无微分作用，图10和图11中标记为A-J点处表示的被存储的ln（I/T）数据数值可被用来通过上面的方程（7）确定过程类型（ptype）。

已知积分延迟和延迟过程两者的电流积分时间I、比例带P、过程类型、和比率ln（P/Po）、ln（I/Io），则处理器可计算比例带Po和积分时间Io，这是将电流延迟和过调值分别移至参考点A处的相应延迟值和过调值（0.1过调量和0.2延迟）所必需的。注意，在参考点A处的过调量和延迟值被选择为最佳目标值。这些新的参数值是通过分别解出方程（8）和方程（9）左边的Po和Io计算出的，图9中的步骤180。

（8）ln（P/Po）＝ptype×ln（P/Po）积分延迟+（1-ptype）×ln（P/Po）延迟

（9）ln（I/Io）＝ptype×ln（I/Io）积分延迟+（1-ptype）×ln（I/Io）延迟

如果用户选择的目标延迟和过调量与参考值不同，比例带P₇和积分时间I_T按照将P.I换成P_T.I_T的方程（8）、（9）来计算。然后，Po，Io可以象下列方程所表明的那样被消去：

（10）ln（P_T/Po）-ln（P/Po）＝ln（P_T/P）＝r

（11）

（12）ln（I_T/Io）-ln（I/Io）＝ln（I_T/I）＝r;和

（13）

以上计算，假定无微分项D。如果控制器具有微分作用，为了获得方程（7）至（9）用到的值：

ln（P/Po）积分延迟，ln（I/Io）积分延迟和ln（I/T）积分延迟，首先必须利用微分因子（dfact）（将作简短解释）从图11和12中作内插或外插。

利用这些内插的比率值，以与上述相类似的方法用以下方程计算出将测得的阻尼和过调值移至目标值的新的控制参数。对于被测的条件，微分因子（dfact）是D和I的比率。

（14）ln（I/T）积分延迟＝dfact×ln（I/T）积分延迟，PID+（1-dfact）×ln（I/T）积分延迟，PI

（15）1n（P/Po）积分延迟＝dfact×1n（P/Po）积分延迟，PID+（1-dfact）×1n（P/Po）积分延迟，PI

（16）1n（I/Io）积分延迟＝dfact×1n（I/Io）积分延迟，PID+（1-dfact）×1n（I/Io）积分延迟，PI

对于目标条件，可以利用凭经验确定D/I与过程类型（ptype）的关系来安排新的微分因子（dfact），步骤178。如果ptype小于0.03（主延迟过程），微分因子（dfactor）被长久的箝制到零直到用户取消这一决定为止;否则，如果过调量大于零，则

（17）dfact＝2.2-1.25×ptype

如果测得的延迟和过调量两者都等于它们的目标值的话，即使微分因子有变化，内插方法会表明比例带或积分时间无变化。无论积分延迟过程的控制器有无微分作用，根据参考值Po和Io的变动做出校正。该校正是与微分因子的变化同过程类型之积成比例的。

如果误差信号始自稳定状态或者延迟减过调量大于0.6，则参数的变化被2除，步骤182，184和186。

为从失调条件下快速恢复，调整积分时间使之落在相对半周期的期望的范围内。确定这一条件的准则在步骤188至198指出。如果过调量大于零，则积分时间不允许超过半周期的1.5倍，步骤187，188和190。如果至少一个峰值被确认，则积分时间被强制至少取0.25倍半周期，步骤192和194。如果三个峰值被确认，则不是由二次项支配该响应，且积分时间小于二、三峰值间相距时间的0.35倍（0.1+ptype）积分时间乘以1.4因子，步骤196和198。当逐渐施加干扰时，这些步骤可以防止积分时间变得太小。然后，利用微分因子乘以积分值再剩以0.16来计算微分，步骤200。但是，微分时间不允许超过半周期的0.25倍的。接着图3上的控制器18中的控制参数被更改，步骤202。然后，处理器恢复到图4所示的稳定状态68。

尽管参照最佳实施例，对本发明作了具体图示和描述，但本领域技术人员都会理解的是，在不违反如所附权利要求书所限定的本发明精神和范围的条件下，从形式到细节的任何改变都是可能的。例如，类似的方案可应用于非交互PID控制器。

Claims (60)

1、一种自动调整自动调谐控制器的控制参数的方法，该自动调谐控制器用于调整具有测到的过程变量信号的过程，该方法的步骤包括有：

产生一表示过程对扰动条件的闭环响应的误差信号；

找出和测量表征所述误差信号模式特征的振幅值；

选择用以产生所述误差信号的被测衰减和过调量特征的三个连续的振幅值，其中所述被测衰减特性大于所述过调特性；和

自动地调整控制器至少一个控制参数，以便改善所述被测特性中的一个与目标特性间的差值。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述振幅值是误差信号的局部极值。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述误差信号等于过程变量信号与设定点信号之间的差。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述自动地调整控制参数的步骤，包括确定被调整过程的类型，和确定作为过程类型函数的控制参数的变化。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述自动地调整控制参数的步骤，还包括测得的数据与由至少两个预定过程内插数据的比较以确定一表示被调整过程类型的内插因子。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述内插数据包括控制参数。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述控制器参数包括比例和积分时间数据。

8、如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述自动地调整的步骤还包括将测得的数据与由至少两个预定过程内插的数据比较，以便确定控制参数的适当的变化。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述自动地调整的步骤还包括将测得的数据与由至少两个预定过程外插的数据比较，以便确定控制参数的适当的变化。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述找出和测量振幅值的步骤还包括找出和测量至少四个连续的所述误差信号局部极值的幅值。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述找出和测量振幅值的步骤，还包括如果所述第四个振幅值不能测出则估计所述第四个振幅值。

12、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述找出和测量振幅值的步骤，还包括在第一局部极值时间稍后找出一所述误差信号的拐点。

13、如权利要求10所述的方法，其特征在于：还包括确定第一局部极值和所述拐点间的周期，以便确定误差信号响应的时间标度。

14、如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述第一局部极值被选择为三个连续幅值中的第一个，所述时间标度用于确定寻找第二振幅的最大等待时间。

15、如权利要求14所述的方法，其特征在于：所述选择幅值的步骤包括如果寻找第二局部极值之前经过所述最大等待时间则用拐点作为一个所述振幅值。

16、如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述时间标度被用于计算找出第三振幅的最大等待时间。

17、如权利要求12所述的方法，其特征在于：寻找并测量振幅的步骤包括寻找时间上迟于第二局部极值的所述拐点。

18、如权利要求10所述的方法，其特征在于：还包括确认所述误差信号的拐点的步骤。

19、如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括在找出和测量振幅值之前对用户选择的过程变量取样，和根据用户选择的过程变量取样值从先前存储的控制参数设置中选择先前采用的控制参数，以便对现时的控制条件提供改进的调谐。

20、如权利要求19所述的方法，其特征在于：所述过程变量的范围被细分成若干子范围，其中每一子范围相应于一组先前采用的控制参数。

21、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述选择三个连续振幅值的步骤包括表明第一幅值的符号用以确定其是正的还是负的，和为简化测量所述振幅值的步骤、如果第一振幅为负则反转所述三个幅值的值。

22、如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括对带有超前一滞后滤波器的所述设定点信号滤波的步骤，以便当控制器对负载扰动已调谐好时，防止响应设定点变化过度误差过调。

23、如权利要求22所述的方法，其特征在于：还包括自适应调谐所述超前一滞后滤波器的超前与滞后的比率，以便达到目标过调值。

24、如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括在所述误差信号的无噪状态期间测量误差噪音和更改噪音带的步骤。

25、如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括确认测得的局部极值振幅值的步骤。

26、一种自动调整用于调整带有一所测过程变量信号的过程的自动调谐控制器的控制参数的方法，其步骤包括有：

产生一表示过程对扰动条件的闭环响应的误差信号;

测量所述误差信号局部极值的振幅值;

选择所述局部极值的三个连续振幅值（E1、E2和E3）使第二个极值（E2）的平方小于或等于第一个极值（E1）与第三个极值（E3）之积;

通过所述连续局部极值的组合产生至少一个被测的性能特性;和

自动地调整至少一个控制器控制参数，以便改善所述至少一个被测性能特性与目标性能特性之间的差值。

27、如权利要求26所述的方法，其特征在于：所述组合步骤包括产生一过调值作为一个所述性能特性的设置。

28、如权利要求26所述的方法，其特征在于：所述组合步骤包括产生一衰减值作为一个所述被测性能特性。

29、如权利要求26所述的方法，其特征在于：所述测量振幅的步骤包括在时间上稍后于第一局部极值找出和测量所述误差信号的拐点。

30、如权利要求26所述的方法，其特征在于：还包括在所述误差信号的无噪状态期间测量误差噪音和更改噪音带的步骤。

31、如权利要求26所述的方法，其特征在于：还包括对带有导前-滞后滤波器的设定点信号滤波的步骤，以便当控制器对负载扰动已调谐好时，防止响应设定点变化的过度误差过调。

32、一种自动调整用于调整带有一可测过程变量信号的过程的自动调谐控制器控制参数的方法，其步骤包括有：

产生一表示过程对扰动条件闭环响应的误差信号;

确定用以识别被调过程的类型的所述误差信号模式特性;和

根据响应被调过程类型的所述确定的模式特性自动计算控制器的至少一个控制参数，和调整控制器的控制参数以便改进所述确定的特性与目标特性间的差值。

33、如权利要求32所述的方法，其特征在于：所述确定模式特性的步骤包括确定一过调量比率。

34、如权利要求32所述的方法，其特征在于：所述确定模式特性的步骤包括确定一衰减率。

35、一种自动调整用于调整带有一所测过程变量信号的过程的自动调谐控制器控制参数的方法，其步骤包括：

产生一表示过程对扰动条件闭环响应的误差信号;

测量表征所述误差信号模式特性的第一和第二个振幅值，其中所述的第二个振幅值是一所述误差信号的拐点，以产生一所述误差信号的测量的过调特性;

选择一由较小的目标衰减值所确定的衰减特性值或利用所述振幅计算的衰减值;和

自动调整至少一个控制器控制参数用以改进一个所述测量的特性和目标特性之间的差值。

36、如权利要求35所述的方法，其特征在于：所述计算的衰减特性值等于测得的噪音带除以第一峰振幅减拐点值振幅。

37、一种自动调整用于调整带有一所测过程变量信号的过程的自动调谐控制器控制参数的方法，其步骤包括：

产生一表示过程对扰动条件闭环响应的误差信号;

测量一用以建立噪音带的所述误差信号的噪音分量信号;

测量表示所述误差信号的模式特性的第一和第二振幅值，其中所述第一振幅值是一超过所述噪音带的局部极值以产生所述误差信号的测得的过调特性;和

自动调整至少一个控制器控制参数以改善一个所述过调特性和目标过调特性间的差值，和在所述误差信号的无噪状态期间自动更改所述噪音带。

38、如权利要求37所述的方法，其特征在于：还包括估计第三振幅值和选择由较小的目标衰减值所确定的衰减特性值或利用所述振幅计算的衰减值的步骤。

39、如权利要求37所述的方法，其特征在于：所述测量振幅值的步骤包括测量至少四个连续的所述误差信号局部极值的振幅值。

40、如权利要求39所述的方法，其特征在于：所述测量振幅的步骤包括如果所述第四个振幅值测不出则估计所述第四个振幅值。

41、如权利要求37所述的方法，其特征在于：还包括测量第三振幅值和计算衰减特性的步骤。

42、如权利要求41所述的方法，其特征在于：所述测量振幅的步骤还包括选择三个连续振幅值以产生过调特性和衰减特性的步骤，其中所述测量的衰减特性大于所述过调特性。

43、如权利要求42所述的方法，其特征在于：所述振幅值是所述误差信号的局部极值。

44、如权利要求37所述的方法，其特征在于：所述测量第二振幅值的步骤包括在稍后于所述第一振幅值的时间里找出所述误差信号的拐点。

45、如权利要求44所述的方法，其特征在于：还包括确定第一振幅和所述拐点间的周期以确定误差信号响应的时间标度。

46、如权利要求45所述的方法，其特征在于：所述时间标度用于确定搜寻第二极值的时间长度。

47、如权利要求45所述的方法，其特征在于：所述时间标度用以确定找出和确认第三振幅值的时间范围。

48、如权利要求44所述的方法，其特征在于：所述测量振幅的步骤包括选择所述拐点作为所述第二振幅。

49、如权利要求44所述的方法，其特征在于：寻找并测量振幅的步骤包括寻找时间上迟于所述第二振幅值的所述误差信号的所述拐点。

50、如权利要求37所述的方法，其特征在于：所述自动调整步骤包括确定被调过程的类型和选择适于所定过程类型的控制参数。

51、如权利要求50所述的方法，其特征在于：所述自动调整步骤还包括将测出的数据与从至少两个预定过程内插的数据相比较以确定内插因子来表示至少调整一个控制参数的被调过程类型。

52、如权利要求50所述的方法，其特征在于：所述自动调整步骤还包括将测出的数据与从至少两个预定过程外插的数据相比较以确定外插因子来表示被调过程类型。

53、如权利要求37所述的方法，其特征在于：还包括在测量振幅值之前取样用户选择过程变量和从先前已存储的控制参数作出选择以便改善对当前过程条件调谐的步骤。

54、如权利要求53所述的方法，其特征在于：所述时间变化过程分成若干个子范围，其中每一子范围相应于一组先前使用过的控制参数。

55、如权利要求37所述的方法，其特征在于：还包括对带有超前-滞后滤波器的所述设定点信号滤波的步骤，以防止当控制器对负载扰动被调谐好时响应设定点变化的过度误差过调。

56、如权利要求55所述的方法，其特征在于：还包括自适应调谐所述超前-滞后滤波器的比率以达到目标过调值。

57、一种自动调谐控制系统包括：

一具有用于调整带所测过程变量信号的过程的控制参数的控制器;

用于产生表示过程对扰动条件闭环响应的误差信号的装置;和

用于自动调整控制器控制参数的适配器，所述适配器包括：

用于测量表征所述误差信号模式特性的振幅值的装置，

用于选择三个连续振幅值以产生所述误差信号测量衰减和过调特性的装置，其中所述测量延迟特性大于所述过调特性，以及

用于自动调整至少一个控制器控制参数以改善一所述测量特性和目标特性间差值的装置。

58、一种自动调谐控制系统包括：

一具有用于调整带所测过程变量的过程控制参数的控制器;

用于产生表示过程对扰动条件闭环响应的误差信号的装置;和

一自动调整控制器控制参数的适配器，所述适配器包括：

用于确定所述误差信号模式特性以识别待调过程的类型的装置，

根据响应待调过程类型的确定模式特性自动计算至少一个控制器控制参数的装置，和

用于调整控制器控制参数以改善确定特性和目标特性间的差值的装置。

59、如权利要求58所述的自动调谐控制系统，其特征在于：用于确定模式特性的装置包括确定所述误差信号的过调和衰减率。

60、如权利要求58所述的自动调谐控制系统，其特征在于：所述误差信号等于过程变量信号和设定点信号之间的差。

Images