DE3832789A1 - Stoerungsfolgevorrichtung - Google Patents
StoerungsfolgevorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine rekursive Störungsfolgevorrich
tung, die industrielle Prozesse überwachen kann und die
Werte eines Parameters ableitet, der für den jeweiligen
industriellen Prozeß wichtig ist.
Die Fig. 1 der Zeichnung ist eine Darstellung zur Erläute
rung der Arbeitsweise einer herkömmlichen Störungsfolgevor
richtung, wie sie beispielsweise in "Störungssystemtheorie
und Störungskontrolle" auf den Seiten 61 bis 66 von "Arbeit
sparen und Automation", November 1986, von Kiyoji Asai be
schrieben ist. In der Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen 1
und 2 Folgerungsregeln bzw. -vorgänge sowie 3 und 4 charak
teristische Variable, die in die Störungsfolgevorrichtung
eingegeben werden und die den Regelfehler e bzw. die Ände
rungsrate Δ e des Regelfehlers in dem Steuer- bzw. Regel
system sind. Die Bezugszeichen 5 und 6 stellen Zugehörig
keitsfunktionen für die erste Hälfte der Regel 1, 7 die
Zugehörigkeitsfunktion für die zweite Hälfte der Regel 1, 8
und 9 die Zugehörigkeitsfunktionen für die erste Hälfte der
Regel 2 und 10 die Zugehörigkeitsfunktion für die zweite
Hälfte der Regel 2 dar. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet die
Zugehörigkeitsfunktion, die durch Zusammensetzen der Zuge
hörigkeitsfunktionen 7 und 10 erhalten wird, und 12 den
Folgerungswert, der durch Ermitteln des Schwerpunktes der
Zugehörigkeitsfunktion 11 erhalten wird und der in diesem
Beispiel als Stellgröße oder manipulierte Variable Δ u von
der Störungsfolgevorrichtung ausgegeben wird.
Die Fig. 2 der Zeichnung ist ein Blockschaltbild für eine
herkömmliche Folgevorrichtung auf der Basis der beschrie
benen Arbeitsweise. In der Fig. 2 bezeichnet das Bezugszei
chen 13 eine Gewichtungseinrichtung, die den Grad des Zu
sammenpassens der ersten Hälfte der eingegebenen charakte
ristischen Variablen 3 und 4 bezüglich der Regeln 1 und 2
bewertet, um die Zugehörigkeitsfunktion für die zweite
Hälfte auf der Basis des Grades des Zusammenpassens zu ge
wichten, 14 eine Zusammensetzungseinrichtung zum Zusammen
setzen der Zugehörigkeitsfunktionen, die durch die Gewich
tungseinrichtung 13 gewichtet wurden, und 15 eine Folge
rungswert-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Folge
rungswertes 12 aus den Zugehörigkeitsfunktionen, die durch
die Zusammensetzungseinrichtung 14 zusammengesetzt wurden,
und zur Ausgabe dieses Wertes.
Die Arbeitsweise ist wie folgt: Die Regel 1 bezieht sich
hier auf "Wenn die charakteristische Variable 3 (Regelfehler
e) leicht negativ abweicht und die charakteristische Varia
ble 4 (die Änderungsrate Δ e des Regelfehlers) leicht posi
tiv, dann bilde den Folgerungswert 12 (manipulierte Variable
Δ u) so, daß er leicht positiv abweicht". Ein Abschnitt von
"wenn ... ..." wird die erwähnte erste Hälfte genannt, und
ein folgender Abschnitt die erwähnte zweite Hälfte. Ent
sprechend definiert die Zugehörigkeitsfunktion 5 für die
erste Hälfte der Regel 1 eine "Anhäufung von Regelfehlern
mit einer leicht negativen Abweichung"; und die Zugehörig
keitsfunktion 6 "Anhäufung von Änderungsraten des Regel
fehlers mit leicht positiver Abweichung".
Der tatsächliche Wert des Regelfehlers als in die Gewich
tungseinrichtung 13 eingegebene charakteristische Variable 3
sei e o und der tatsächliche Wert der Änderungsrate des Re
gelfehlers als die charakteristische Variable 4 gleich Δ e o ,
der Grad dessen, daß der Wert e o "des Regelfehlers, der
leicht negativ abweicht", werde durch die Zugehörigkeits
funktion 5 zu "0,8" bewertet, und der Grad dessen, daß der
Wert Δ e o "der leicht positiv abweichenden Änderungsrate des
Regelfehlers" werde durch die Zugehörigkeitsfunktion 6 zu
"0,7" bewertet. Aus diesen Bewertungen wird der kleinere
Wert "0,7" zur Bildung des Grades des Zusammenpassens der
ersten Hälfte der Regel 1 verwendet. Die Zugehörigkeitsfunk
tion 7 der zweiten Hälfte der Regel 1 hat die Bedeutung von
"bilde eine leicht positiv abweichende manipulierte Varia
ble", wobei die Zugehörigkeitsfunktion 7 in Übereinstimmung
mit dem Wert für den Grad des Zusammenpassens der ersten
Hälfte mit dem Faktor 0,7 gewichtet wird.
Dasselbe trifft für die Regel 2 zu. Das heißt, daß der Grad
des Zusammenpassens der ersten Hälfte auf der Basis des
tatsächlichen Wertes e o des Regelfehlers der eingegebenen
charakteristischen Variablen 3 und dem tatsächlichen Wert
Δ e o der Änderungsrate des Regelfehlers der charakteristi
schen Variablen 4 bewertet wird und die Zugehörigkeitsfunk
tion 10 auf der Basis des Wertes "0,5" für den Grad des Zu
sammenpassens mit dem Faktor 0,5 gewichtet wird. Die so ge
wichteten Zugehörigkeitsfunktionen 7 und 10 werden in die
Zusammensetzungseinrichtung 14 eingegeben und dort zusammen
gesetzt, um die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 11
zu erhalten. Dann wird die zusammengesetzte Zugehörigkeits
funktion 11 in die Folgerungswert-Bestimmungseinrichtung 15
zur Berechnung des Schwerpunktes eingegeben, und als Folge
davon wird die manipulierte Variable Δ u o als Folgerungswert
12 von der Vorrichtung ausgegeben.
Wie beschrieben sind in der bekannten Störungsfolgevorrich
tung gleichzeitig eine Anzahl von Regeln wirksam, wodurch
die Gewichtung der zweiten Hälfte entsprechend dem Grad des
Zusammenpassens mit der ersten Hälfte bewirkt wird und der
als Ganzes ausgeglichene Wert als Folgerungswert ausgegeben
wird.
Aufgrund des beschriebenen Aufbaues der bekannten Störungs
folgevorrichtung sind keine Folgerungen möglich, wenn der
charakteristische Wert (Si), der den Eingangswert für die
Vorrichtung darstellt, normalerweise Si=0 ist und nur beim
Auftreten bestimmter Phänomene zu 0 < Si 1 wird. Außerdem
entstehen Schwierigkeiten auch dann, wenn ein Folgerungsvor
gang möglich ist, der Folgerungswert jedoch kein kontinuier
licher Wert ist und zusätzlich dann, wenn ein zu folgender
Parameter eine Konstante ist oder sich nur langsam ändert,
wobei es nicht möglich ist, einen konvergierenden Folge
rungswert zu erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Störungsfolgevorrichtung
zu schaffen, bei der diese Schwierigkeiten nicht auftreten
und bei der ein Folgerungsvorgang ausgeführt werden kann,
auch wenn die charakteristische Variable normalerweise
gleich "0" ist, wobei der Folgerungswert ein kontinuierli
cher Wert ist und wobei auch dann ein konvergierender Fol
gerungswert erhalten werden kann, wenn der zu folgernde
Parameter eine Konstante ist oder sich nur langsam ändert.
Auch sollen bei der Störungsfolgevorrichtung beim Zusammen
setzen der Zugehörigkeitsfunktionen nicht nur die Zugehö
rigkeitsfunktionen der zweiten Hälfte einer jeden Regel,
sondern auch die vorhergehend zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktionen berücksichtigt werden.
Darüberhinaus sollen beim Zusammensetzen der Zugehörigkeits
funktionen nicht nur die Zugehörigkeitsfunktionen der zwei
ten Hälfte einer jeden Regel, sondern auch die vorhergehend
zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktionen, die entsprechend
dem Grad der Änderung in den Eigenschaften des Prozesses ge
wichtet sind, berücksichtigt werden, um die Erfüllung eines
jedes Folgerungswertes für jede der Regeln zu beschreiben.
Ausführungsbeispiele für die Störungsfolgevorrichtung werden
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung zur Arbeitsweise einer bekannten
Störungsfolgevorrichtung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung der Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform
einer rekursiven Störungsfolgevorrichtung;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles, bei
dem eine Prozeßsteuerung auf die Einstellung einer
Regelverstärkung angewendet wird;
Fig. 5 eine Darstellung der Arbeitsweise des Beispiels der
Fig. 4;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm für den Arbeitsablauf;
Fig. 7 eine Darstellung der Arbeitsweise einer zweiten Aus
führungsform der Störungsfolgevorrichtung;
Fig. 8 ein Ablaufdiagramm für den Arbeitsablauf der Vor
richtung der Fig. 7;
Fig. 9 ein Blockschaltbild für eine dritte Ausführungsform;
Fig. 10 ein Blockschaltbild für ein Beispiel, bei dem eine
Prozeßsteuerung auf die Einstellung einer Regelver
stärkung angewendet wird;
Fig. 11 eine Darstellung zur Arbeitsweise für das Beispiel
der Fig. 10;
Fig. 12 ein Ablaufdiagramm für den Arbeitsablauf des Bei
spiels der Fig. 10;
Fig. 13 eine Darstellung der Arbeitsweise einer vierten Aus
führungsform der Störungsfolgevorrichtung; und
Fig. 14 ein Ablaufdiagramm für die Arbeitsweise der vierten
Ausführungsform.
Die Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Ausfüh
rungsform der rekursiven Störungsfolgevorrichtung; Fig. 4
ein Blockschaltbild für eine Prozeßregelung, bei der die
Regelverstärkung abgestimmt wird; und Fig. 5 zeigt die prin
zipielle Arbeitsweise dieser Vorrichtung. In diesen Abbil
dungen bezeichnen die Bezugszeichen 20 und 21 Folgerungs
regeln, 22 bis 25 charakteristische Variable, die in die
rekursive Störungsfolgevorrichtung eingegeben werden, 26 und
27 Zugehörigkeitsfunktionen der ersten Hälfte der Regel 20,
28 eine Zugehörigkeitsfunktion der zweiten Hälfte davon, 29
und 30 Zugehörigkeitsfunktionen der ersten Hälfte der Regel
21 und 31 eine Zugehörigkeitsfunktion für die zweite Hälfte
davon. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet eine zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion, die eine Nichterfüllung der vorher
gehenden Zusammensetzung anzeigt, 33 eine zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion mit der vorhergehend zusammenge
setzten Zugehörigkeitsfunktion 32, die die entsprechend der
charakteristischen Änderung des Prozesses gewichtete Nicht
erfüllung anzeigt, 34 eine zusammengesetzte Zugehörigkeits
funktion, die durch Zusammensetzen der Zugehörigkeitsfunk
tion 28 der zweiten Hälfte der Regel 20 und der Zugehörig
keitsfunktion 31 der zweiten Hälfte der Regel 21 sowie der
gewichteten vorhergehenden Zugehörigkeitsfunktion 33 erhal
ten wird, die die Störung "nichterfüllte Regelverstärkung
Kc" darstellt, und 35 einen Folgerungswert, der aus der
zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion 34 erhalten wird
und der in diesem Beispiel als Regelverstärkung Kc von der
Störungsfolgevorrichtung ausgegeben wird.
Das Bezugszeichen 36 bezeichnet einen zu regelnden Prozeß,
37 einen Regler, beispielsweise einen PID-Regler, 38 die
rekursive Störungsfolgevorrichtung, die den Folgerungswert
(Regelverstärkung Kc) an den Regler 37 liefert, 39 eine
Ableitungseinheit für charakteristische Variable, um die
charakteristischen Variablen 22 bis 25 an die Störungs
folgevorrichtung 38 zu liefern, 40 einen Bezugseingang (r),
der von außen zu dem Steuersystem führt, 41 eine geregelte
Variable (y), die von dem Prozeß 36 ausgegeben wird, 42
einen Regelfehler (e), der in den Regler 37 zwischen dem
Bezugseingang 40 und der gesteuerten Variablen 41 eingegeben
wird, 43 eine manipulierte Variable bzw. Stellgröße (x) für
den Prozeß 36 und 44 einen prozeßcharakteristischen Ande
rungswert, der von dem Prozeß 36 zu der Störungsfolgevor
richtung 38 gesendet wird.
Das Bezugszeichen 45 bezeichnet eine Gewichtungseinrichtung,
die den Grad des Zusammenpassens der ersten Hälften der cha
rakteristischen Variablen 22 bis 25, die in die Regeln 20
und 21 eingehen, zur Gewichtung der Zugehörigkeitsfunktionen
der zweiten Hälften auf der Basis des Grades des Zusammen
passens bewertet, 46 eine Zusammensetzungseinrichtung zum
Zusammensetzen der Zugehörigkeitsfunktionen 28 und 31, die
durch die Gewichtungseinrichtung 45 gewichtet wurden, mit
der vorhergehend zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion
33, um eine neue zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 34
zu erhalten, die den Grad der Nichterfüllung des Folgerungs
wertes 35 anzeigt, 47 eine Folgerungswert-Bestimmungsein
richtung zum Bestimmen des Folgerungswertes 35 aus der vor
hergehend zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion 35, die
durch die Zusammensetzungseinrichtung 46 zusammengesetzt
wurde, um diese auszugeben, 48 eine Verzögerungseinrichtung
zum Verzögern einer neuen zusammengesetzten Zugehörigkeits
funktion 32, die durch die Zusammensetzungseinrichtung 46
zusammengesetzt wurde, 49 eine Bewertungseinrichtung für
eine charakteristische Änderung zum Bewerten des Grades der
Änderung in den Eigenschaften des Prozesses auf der Basis
des Änderungswertes 44 für die Prozeßeigenschaften, der vom
Prozeß 36 eingegeben wird, und 50 eine Multiplikationsein
richtung, die zusammen mit der Bewertungseinrichtung 49 eine
Bewertungs- und Gewichtungseinrichtung bildet und die die
zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 32, die durch die
Verzögerungseinrichtung 48 verzögert ist, mit dem bewerteten
Wert von der Bewertungseinrichtung 49 multipliziert, um eine
Gewichtung zu bewirken und das Ergebnis als zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion 33 in die Zusammensetzungseinrichtung
46 zurückzuführen.
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist wie folgt: Die Auf
gabe der Störungsfolgevorrichtung ist eine Überwachung der
charakteristischen Variablen 22 bis 25 des Prozesses, um
eine Einstellung der Regelverstärkung Kc zu bewirken. Des
halb werden zuerst die charakteristischen Variablen 22 bis
25 erläutert. Die charakteristische Variable 22 stellt den
divergierenden Trend des Regelfehlers (e) 42 dar, die cha
rakteristische Variable 23 die Größe Sb des Regelfehlers 42,
die charakteristische Variable 24 den bezüglich der Änderung
des Bezugseinganges (r) 40 folgenden Grad der geregelten
Variablen (y) und die charakteristische Variable 25 die
Größe Sd (=Sb) des Regelfehlers 42. Dabei hat die Regel 20
hier die Bedeutung von "Wenn der divergierende Trend des
Regelfehlers (e) 42 groß ist und der absolute Wert davon
ebenfalls groß ist, dann ist die vorliegende Regelverstär
kung Kc zu groß". Die tatsächlichen Werte der charakte
ristischen Variablen 22 bis 25, die in die Gewichtungsein
richtung 45 eingegeben werden, seien Sa o , Sb o , Sc o und Sd o .
Ob gemäß Regel 20 der Wert S a o "groß" ist oder nicht und ob
der Wert S b o "groß" ist oder nicht wird jeweils durch die
Zugehörigkeitsfunktionen 26 und 27 der ersten Hälfte der
Regel 20 bewertet. In dem in der Fig. 5 gezeigten Beispiel
wird von den bewerteten Werten der kleinere Wert "0,4" als
Grad des Zusammenpassens der ersten Hälften der Regel 20
verwendet.
Die zweite Hälfte der Regel 20 definiert eine Störung "über
mäßig große Regelverstärkung Kc", und die Regelverstärkung
Kc Kc o über der Regelverstärkung K c o wird im Grad des Zu
sammenpassens von "0,4" wenigstens der ersten Hälften als
"übermäßig groß" bewertet. Dann wird eine Gewichtung ent
sprechend dem Grad des Zusammenpassens "0,4" der ersten
Hälften zur Erzeugung einer Zugehörigkeitsfunktion 28 be
wirkt. Das gleiche gilt für die Regel 21, und eine Zugehö
rigkeitsfunktion 31 der zweiten Hälfte wird auf der Basis
des Grades des Zusammenpassens erzeugt, wodurch die tat
sächlichen Werte S c o und Sd o der eingegebenen charakte
ristischen Variablen 24 und 25 mittels der Zugehörigkeits
funktionen 29 und 30 bewertet werden. Bei dem vorliegenden
Beispiel ist die Zugehörigkeitsfunktion 31 eine Funktion,
deren Werte alle gleich "0" sind.
Die Fig. 6 ist ein Flußdiagramm für den Ablauf dieser Vor
gänge. Die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 32, die
in der vorhergehenden Iteration durch die Zusammensetzungs
einrichtung 46 zusammengesetzt wurde und als Eingang für die
darauffolgende Iteration (Schritt ST 8) ausgegeben wurde,
wird um einen Iterationsabschnitt verzögert (Schritt ST 1).
Unabhängig davon werden die charakteristischen Variablen in
die Gewichtungseinrichtung 45 eingegeben, und der Änderungs
wert 44 für die Prozeßeigenschaften vom Prozeß 36 wird in
die Bewertungseinrichtung 49 für die charakteristische Ände
rung eingegeben (Schritt ST 2). Die Gewichtungseinrichtung
45 erzeugt die Zugehörigkeitsfunktionen 28 und 31 der zwei
ten Hälfte durch Bewerten der eingegebenen charakteristi
schen Variablen 22 bis 25 mittels der Zugehörigkeitsfunk
tionen 26, 27 und 29, 30 der ersten Hälfte der Regeln 20 und
21 und auf der Basis des erhaltenen Grades des Zusammenpas
sens (Schritt ST 3). Die Bewertungseinrichtung 49 bewertet
das Ausmaß der Änderung in den Eigenschaften des Prozesses
aus dem eingegebenen Änderungswert 44 für die Prozeßeigen
schaften und gibt den bewerteten Wert an die Multiplika
tionseinrichtung 50. Dieser bewertete Wert wird mit der
vorhergehend zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion 32,
die durch die Verzögerungseinrichtung 48 verzögert ist, zur
Gewichtung multipliziert, um die gewichtete zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion 33 zu erhalten (Schritt ST 4).
Die Zugehörigkeitsfunktionen 28 und 31 der zweiten Hälfte
der Regeln 20 und 21 und die so gewichtete und zusammenge
setzte Zugehörigkeitsfunktion 33 werden in die Zusammen
setzungseinrichtung 46 eingegeben und dort zusammengesetzt,
um eine neue zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 34 zu
erzeugen (Schritt ST 5). Für diesen Zusammensetzungsvorgang
werden die Rechenoperationen der Vereinigung verwendet. Ent
sprechend ist die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 34
die Summe der Störungen "übermäßig große Regelverstärkung
Kc" und "übermäßig kleine Regelverstärkung Kc" und kann da
her insgesamt als die Störung "nicht erfüllte Regelverstär
kung Kc" verstanden werden. Die zusammengesetzte Zugehörig
keitsfunktion 34 wird in die Folgerungswert-Bestimmungsein
richtung 47 eingegeben, die ihrerseits als Folgerungswert 35
auf der Basis dieser Eingangswerte eine Regelverstärkung K c o
festlegt und als Ausgang der Störungsfolgevorrichtung 38 zu
dem Regler 37 gibt (Schritt ST 6). Das heißt, daß eine Re
gelverstärkung gewählt werden kann, bei der der Wert der
zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion 34 am kleinsten
ist. Als nächstes erfolgt eine Beurteilung, ob der Vorgang
zu unterbrechen ist (Schritt ST 7). Wenn der Vorgang weiter
geführt werden soll, kehrt das Verfahren zu dem Schritt ST 8
zurück, wobei die im Schritt ST 5 erhaltene zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion als Eingang für die darauffolgende
Iteration verwendet wird.
Eine andere Ausführungsform der Störungsfolgevorrichtung
wird im folgenden mit Bezug zu den Fig. 3, 4, 7 und 8 er
läutert.
Dabei zeigt die Fig. 7 die prinzipielle Arbeitsweise dieser
Ausführungsform, und die Fig. 8 ist ein Flußdiagramm für den
Ablauf des Verfahrens.
Die charakteristischen Variablen 22 bis 25 dieser Ausfüh
rungsform werden wieder genauer erläutert. Die charakteri
stische Variable 22 ist der divergierende Trend des Regel
fehlers (e) 42, die charakteristische Variable 23 die Größe
Sb des Regelfehlers 42, die charakteristische Variable 24
der folgende Grad Sc der geregelten Variablen (y) mit Bezug
zu den Änderungen des Bezugseinganges (r) 40 und die charak
teristische Variable 25 ist die Größe Sd (=Sb) des Fehlers
42. Die Regel 20 hat dabei die Bedeutung "Wenn der divergie
rende Trend des Fehlers (e) 42 groß ist und der absolute
Wert davon ebenfalls groß, dann ist die Regelverstärkung Kc
vorzugsweise kleiner als der vorliegende Wert". Die tat
sächlichen Werte der charakteristischen Variablen 22 bis 25,
die in die Gewichtungseinrichtung 45 eingegeben werden, sind
Sa o , Sb o , Sc o und Sd o . Ob der Wert S a o und der Wert S b o ge
mäß Regel 20 groß ist oder nicht, wird jeweils durch die Zu
gehörigkeitsfunktionen 26 und 27 für die erste Hälfte der
Regel 20 bewertet. In dem in der Fig. 7 gezeigten Beispiel
sind die bewerteten Werte jeweils gleich "0,4" und "1,0",
wobei unter diesen beiden Werten der kleinere Wert "0,4" als
Grad für das Zusammenpassen der ersten Hälfte der Regel 20
verwendet wird. Die zweite Hälfte der Regel 20 definiert die
Störung "kleine Regelverstärkung Kc (=zufriedenstellende
Regelverstärkung Kc)" und erzeugt eine Zugehörigkeitsfunk
tion 28 mit einem Maximum, wobei eine Gewichtung entspre
chend dem Grad des Zusammenpassens "0,4" der ersten Hälfte
an einem kleineren Wert als dem der vorliegenden Regelver
stärkung K c o ausgeführt wird. Das gleiche gilt für die Regel
21. Die Zugehörigkeitsfunktion 31 der zweiten Hälfte wird
auf der Basis des Grades des Zusammenpassens erzeugt, wobei
die tatsächlichen Werte S c o und Sd o der eingegebenen charak
teristischen Variablen 24 und 25 mittels der Zugehörigkeits
funktionen 29 und 30 der ersten Hälfte bewertet werden. Bei
diesem Beispiel ist die Zugehörigkeitsfunktion 31 eine Funk
tion, deren Werte alle gleich "0" sind.
Die Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm für diese Vorgänge. Die
zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 34, die in der vor
hergehenden Iteration durch die Zusammensetzungseinrichtung
46 zusammengesetzt wurde und die als Eingang für die darauf
folgende Iteration abgegeben wird (Schritt ST 18), wird zu
der Verzögerungseinrichtung 48 gesendet und erfährt dort
eine Verzögerung für einen Iterationsabschnitt, um eine Zu
gehörigkeitsfunktion 32 zu erhalten (Schritt ST 11). Unab
hängig davon werden die charakteristischen Variablen 22 bis
25 in die Gewichtungseinrichtung 45 und der Änderungswert 44
für die Prozeßeigenschaften des Prozesses 36 in die Bewer
tungseinrichtung 49 für die charakteristische Änderung ein
gegeben (Schritt ST 12). Die Gewichtungseinrichtung 45 er
zeugt die Zugehörigkeitsfunktionen 28 und 31 durch Bewerten
der eingegebenen charakteristischen Variablen 22 bis 25
mittels der Zugehörigkeitsfunktionen 26, 27 und 29, 30 der
ersten Hälften der Regeln 20 und 21 und auf der Basis des
erhaltenen Grades des Zusammenpassens (Schritt ST 13). Die
Bewertungseinrichtung 49 bewertet das Ausmaß der Änderung in
den Eigenschaften des Prozesses aus dem eingegebenen Ände
rungswert 44 für die Prozeßeigenschaften und sendet den be
werteten Wert an die Multiplikationseinrichtung 50, und es
erfolgt zur Gewichtung eine Multiplikation des bewerteten
Wertes mit der vorhergehend zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion 32, die in der Verzögerungseinrichtung 48
verzögert wurde, um die gewichtete zusammengesetzte Zuge
hörigkeitsfunktion 33 zu erhalten (Schritt ST 14).
Die Zugehörigkeitsfunktionen 28 und 31 der zweiten Hälfte
der Regeln 20 und 21 und die so gewichtete zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion 33 werden in die Zusammensetzungsein
richtung 46 eingegeben und dort zusammengesetzt, um eine
neue zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 34 zu erzeugen
(Schritt ST 15). Für diesen Zusammensetzungsvorgang werden
die Rechenoperationen der Vereinigung angewendet. Entspre
chend definiert die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion
34 die Störung bzw. den Zustand "zufriedenstellende Regel
verstärkung Kc", wie es sich insoweit aus den Regeln 20 und
21 ergeben hat. Die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion
34 wird in die Folgerungswert-Bestimmungseinrichtung 47 ein
gegeben, die ihrerseits als Folgerungswert 35 auf der Basis
dieser Eingangsinformationen eine Regelverstärkung K c o fest
legt und als Ausgang der Störungsfolgevorrichtung an den
Regler 37 abgibt (Schritt ST 16). Zur Bestimmung eines re
presentativen Wertes K c o für eine zufriedenstellende Regel
verstärkung wird der Schwerpunkt der zusammengesetzten Zuge
hörigkeitsfunktion 34 berechnet. Als nächstes erfolgt eine
Beurteilung, ob der Vorgang unterbrochen werden soll
(Schritt ST 17). Wenn das Verfahren weitergeführt werden
soll, wird zum Schritt ST 18 zurückgekehrt, und die im
Schritt ST 15 erhaltene zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunk
tion wird als Eingang für die darauffolgende Iteration ver
wendet.
Eine weitere Ausführungsform der Störungsfolgevorrichtung
wird im folgenden mit Bezug zu den Fig. 9 bis 12 beschrie
ben. Die Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild dieser Ausfüh
rungsform; die Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Anwendungs
beispieles, bei dem zum Einstellen einer Regelverstärkung
auf einen Regler eingewirkt wird; und die Fig. 11 dient zur
Erläuterung der prinzipiellen Arbeitsweise der Ausführungs
form. Die Bezugszeichen 120 und 121 bezeichnen dabei Folge
rungsregeln, 122 bis 125 charakteristische Variable, die in
die Störungsfolgevorrichtung eingegeben werden, 126 und 127
Zugehörigkeitsfunktionen für die erste Hälfte der Regel 120,
128 eine Zugehörigkeitsfunktion der zweiten Hälfte der Regel
121 und 131 eine Zugehörigkeitsfunktion der zweiten Hälfte.
Das Bezugszeichen 132 bezeichnet eine zusammengesetze Zuge
hörigkeitsfunktion, die eine Nichterfüllung darstellt und
die vorhergehend zusammengesetzt wurde, 133 eine zusammenge
setzte Zugehörigkeitsfunktion, die durch Anwendung einer Ge
wichtung an der vorhergehend zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion 132, die die Nichterfüllung darstellt, erzeugt
wird, wobei entweder die Zugehörigkeitsfunktion 128 oder 131
einen Wert größer als "0" annimmt, 134 eine zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion, die durch Zusammensetzen einer Zuge
hörigkeitsfunktion 128 für die zweite Hälfte der Regel 120
und einer Zugehörigkeitsfunktion 131 für die zweite Hälfte
der Regel 121 und einer vorhergehend zusammengesetzen Zuge
hörigkeitsfunktion 133, die gemäß den vorstehenden Bedingun
gen gewichtet wurde, erhalten wird, wobei die Zugehörig
keitsfunktion 134 die Störung "nicht zufriedenstellende
Regelverstärkung Kc" darstellt, und 135 bezeichnet einen
Folgerungswert, der aus der zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion 134 erhalten wird und der in diesem Beispiel
als Regelverstärkung Kc von der Störungsfolgevorrichtung
ausgegeben wird.
Das Bezugszeichen 136 bezeichnet den zu regelnden Prozeß,
137 einen Regler, beispielsweise einen PID-Regler, zum
Regeln des Prozesses 136, 138 die rekursive Störungsfolge
vorrichtung zum Abgeben des Folgerungswertes (der Regel
verstärkung Kc) 135 an den Regler 137, 139 eine Ableitungs
einheit zum Liefern von charakteristischen Variablen 122 bis
125 an die Störungsfolgevorrichtung 138, 140 einen Bezugs
eingang (r), der von außen an das Regelsystem geführt ist,
141 eine geregelte Variable (y), die von dem Prozeß 146
ausgegeben wird, 142 einen Fehler (e) zwischen dem Bezugs
eingang 140 und der geregelten Variablen 141, die in den
Regler 137 eingegeben wird, und 143 eine manipulierte Vari
able (x), die vom Regler 137 in den Prozeß 136 eingeführt
wird.
Das Bezugszeichen 144 bezeichnet weiter eine Gewichtungsein
richtung, die den Grad des Zusammenpassens der ersten Hälfte
der charakteristischen Variablen 122 bis 125, die den Regeln
120 und 121 unterworfen werden, zur Gewichtung der Zugehö
rigkeitsfunktionen der zweiten Hälfte auf der Basis des Gra
des des Zusammenpassens bewertet, 145 eine Zusammenset
zungseinrichtung zum Zusammensetzen der Zugehörigkeitsfunk
tionen 128 und 131, die durch die Gewichtungseinrichtung 144
gewichtet wurden, mit der vorhergehend zusammengesetzten Zu
gehörigkeitsfunktion 133, um eine neue zusammengesetze Zuge
hörigkeitsfunktion 134 zu erhalten, die den Grad der Nicht
erfüllung des Folgerungswertes 135 darstellt, 146 eine Fol
gerungswert-Bestimmungseinrichtung zum Festlegen des Folge
rungswertes 135 aus der zusammengesetzten Zugehörigkeits
funktion 134, die durch die Zusammensetzungseinrichtung 145
zusammengesetzt wurde, und zu dessen Ausgabe, 147 eine Ver
zögerungseinrichtung zum Verzögern einer neuen zusammenge
setzten Zugehörigkeitsfunktion 132, die durch die Zusammen
setzungseinrichtung 145 zusammengesetzt wurde, 148 eine
Feststellungseinrichtung zur Feststellung, ob entweder die
Zugehörigkeitsfunktion 128 oder 131 der zweiten Hälfte der
Regeln 120, 121 einen Wert größer als "0" annimmt, und 149
eine Multiplikationseinrichtung, die zusammen mit der Fest
stellungseinrichtung 148 eine Feststellungs- und Gewich
tungseinrichtung bildet, in der die Feststellungseinrichtung
148 feststellt, ob entweder die Zugehörigkeitsfunktion 128
oder 131 einen Wert größer als "0" annimmt, wobei eine vor
hergehend zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 132, die
in der Verzögerungseinrichtung 147 verzögert wurde, zur
Verwendung als eine zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion
133 einer vorbestimmten Gewichtung unterworfen wird, und
wobei die Funktion 133 zu der Zusammensetzungseinrichtung
145 zurückgeführt wird.
Als nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben. Aufgabe der
Störungsfolgevorrichtung ist bei dieser Ausführungsform das
Bewirken einer Einstellung der Regelverstärkung Kc durch
Überwachen der charakteristischen Variablen 122 bis 125.
Deshalb sind die charakteristischen Variablen 122 bis 125 im
einzelnen dargestellt. Die charakteristische Variable 122
ist der divergierende Trend Sa des Fehlers (e) 142, die
charakteristische Variable 123 die Größe Sb des Fehlers 142,
die charakteristische Variable 124 der Folgegrad Sc der
geregelten Variablen (y) mit Bezug zu einer Änderung des
Bezugseinganges (r) 140 und die charakteristische Variable
125 die Größe Sd (=Sb) des Fehlers 142. Die Regel 120 hat
hier die Bedeutung "Wenn der divergierende Trend des Fehlers
(e) 142 groß ist und auch der absolute Wert davon groß ist,
so ist die vorliegende Regelverstärkung Kc zu groß". Die
tatsächlichen Werte der charakteristischen Variablen 122 bis
125, die in die Gewichtungseinrichtung 144 eingegeben wer
den, sind Sa o , Sb o , Sc o und Sd o . Ob gemäß Regel 120 der Wert
S a o "groß" ist oder nicht und ob der Wert S b o groß ist wird
durch die Zugehörigkeitsfunktionen 126 und 127 der ersten
Hälfte der Regel 120 bewertet. In dem in der Fig. 11 gezeig
ten Beispiel sind die bewerteten Werte jeweils "0,4" und
"1,0", und aus diesen beiden Werten wird der kleinere Wert
"0,4" als Grad des Zusammenpassens der ersten Hälfte der
Regel 120 verwendet.
Die zweite Hälfte der Regel 120 definiert die Störung "über
mäßig große Regelverstärkung Kc", und eine Regelverstärkung
Kc K c o über der vorliegenden Regelverstärkung K c o wird als
"übermäßig groß" in dem Maß des Grades des Zusammenpassens
"0,4" wenigstens der ersten Hälfte betrachtet. Dann wird zur
Erzeugung einer Zugehörigkeitsfunktion 128 eine Gewichtung
entsprechend dem Grad des Zusammenpassens "0,4" der ersten
Hälfte bewirkt. Das gleiche gilt für die Regel 121. Die Zu
gehörigkeitsfunktion 131 der zweiten Hälfte wird auf der
Basis des Grades des Zusammenpassens erzeugt, wobei die
tatsächlichen Werte S c o und Sd o der eingegebenen charakte
ristischen Variablen 124 und 125 durch die Zugehörigkeits
funktionen 129 und 130 der ersten Hälfte bewertet werden. In
diesem Beispiel ist die Zugehörigkeitsfunktion 131 eine
Funktion, deren Werte alle gleich "0" sind.
Die Fig. 12 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des
Verfahrensablaufes. Die von der Zusammensetzungseinrichtung
145 in der vorhergehenden Iteration zusammengesetzte Zuge
hörigkeitsfunktion 134, die als Eingabe für die darauffol
gende Iteration ausgegeben wurde (Schritt ST 30) wird zu der
Verzögerungseinrichtung 147 gesendet und um einen Itera
tionsabschnitt verzögert, um die Zugehörigkeitsfunktion 132
zu erhalten (Schritt ST 21). Unabhängig davon werden die
charakteristischen Variablen 122 bis 125 in die Gewichtungs
einrichtung 144 eingegeben (Schritt ST 22), die ihrerseits
durch Bewerten der eingegebenen charakteristischen Variablen
122 bis 125 mittels der Zugehörigkeitsfunktionen 126, 127
und 129, 130 der ersten Hälfte der Regeln 120 und 121 und
auf der Basis des Grades des Zusammenpassens die Zugehö
rigkeitsfunktionen 128 und 131 für die zweite Hälfte er
zeugt. Die Feststellungseinrichtung 148 stellt fest, ob die
Zugehörigkeitsfunktion 128 oder 131 einen Wert größer als
"0" annimmt oder nicht (Schritt ST 24), und es wird das
Erfordernis der Gewichtung beurteilt (Schritt ST 25). In dem
dargestellten Beispiel wird die Regel 120 ausgeführt, und
die Zugehörigkeitsfunktion 128 der zweiten Hälfte nimmt
einen Wert an, der größer ist als "0". Daher wird in der
Multiplikationseinrichtung 149 die vorhergehend zusammen
gesetzte Zugehörigkeitsfunktion 132 einer Gewichtung unter
worfen, beispielsweise mit dem Faktor 0,9 multipliziert, um
die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 133 zu erzeugen
(Schritt ST 26).
Die Zugehörigkeitsfunktionen 128 und 131 der zweiten Hälfte
der Regeln 120 und 121 und die erforderlichenfalls gewich
tete zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 133 werden in
die Zusammensetzungseinrichtung 145 eingegeben und dort
zusammengesetzt, um eine neue zusammengesetzte Zugehörig
keitsfunktion 134 zu erzeugen (Schritt ST 27). Für das Zu
sammensetzen werden die Rechenoperationen der Vereinigung
angewendet. Wenn alle Zugehörigkeitsfunktionen 128 nur Werte
"0" aufweisen, dann wird die vorhergehend zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion 132 durch die Multiplikationsein
richtung 149 mit 1,0 multipliziert und als zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion 133 in die Zusammensetzungseinrich
tung 145 eingegeben, ohne einer Gewichtung unterworfen
worden zu sein. Entsprechend ist die neue zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion 134, die mittels der Zusammen
setzungseinrichtung 145 erhalten wurde, die gleiche wie die
vorhergehende Zugehörigkeitsfunktion 132. Wie oben beschrie
ben stellt die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 134
die Störung "nicht zufriedenstellende Regelverstärkung Kc"
bei diesem Zeitpunkt dar. Die so erzeugte zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion 134 wird in die Folgerungswert-Be
stimmungseinrichtung 147 eingegeben, die ihrerseits auf der
Basis davon die Regelverstärkung K c o als Folgerungswert 135
an den Regler 137 als Ausgang der Störungsfolgevorrichtung
138 ausgibt (Schritt ST 28). Das heißt, daß eine Regelver
stärkung, bei der der Wert der zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion 134 am kleinsten ist, ausgewählt werden kann.
Als nächstes erfolgt eine Beurteilung über die Unterbrechung
des Vorganges (Schritt ST 29), und wenn das Verfahren fort
gesetzt werden soll, wird zum Schritt ST 30 zurückgekehrt
und die im Schritt ST 27 erhaltene zusammengesetzte Zugehö
rigkeitsfunktion wird als Eingabe für die darauffolgende
Iteration verwendet.
In der Folge wird eine weitere Ausführungsform der Störungs
folgevorrichtung mit Bezug auf die Fig. 9, 10 und 13 be
schrieben.
Zuerst sollen wieder die charakteristischen Variablen 122
bis 125 erläutert werden. Die charakteristische Variable 122
ist der divergierende Trend Sa des Fehlers (e) 142, die cha
rakteristische Variable 123 die Größe Sb des Fehlers 142,
die charakteristische Variable 124 der Folgegrad Sc der ge
regelten Variablen (y) bezüglich einer Änderung am Bezugs
eingang (r) 140, und die charakteristische Variable 125 die
Größe Sd (=Sb) des Fehlers 142. In diesem Beispiel hat die
Regel 120 die Bedeutung "Wenn der divergierende Trend des
Fehlers (e) 142 groß und der absolute Wert davon auch groß
ist, dann ist die Regelverstärkung Kc vorzugsweise kleiner
als der vorliegende Wert." Die tatsächlichen Werte der
charakteristischen Variablen 122 bis 125, die in die Gewich
tungseinrichtung 144 eingegeben werden, sind Sa o , Sb o , Sc o
und Sd o . Ob nach Regel 120 der Wert S a o groß ist oder nicht
oder ob der Wert S b o groß ist wird jeweils durch die Zuge
hörigkeitsfunktionen 126 und 127 der ersten Hälfte der Regel
120 bewertet. In dem in der Fig. 13 gezeigten Beispiel sind
diese Werte gleich "0,4" und "1,0", und aus diesen Werten
wird der kleinere Wert "0,4" für den Grad des Zusammenpas
sens der ersten Hälfte der Regel 120 verwendet. Die zweite
Hälfte der Regel 120 definiert die Störung bzw. den Zustand
"kleine Regelverstärkung Kc (= zufriedenstellende Regelver
stärkung Kc)". Es wird eine Zugehörigkeitsfunktion 128 mit
einem Maximum erzeugt, in der eine Gewichtung entsprechend
dem Grad des Zusammenpassens "0,4" der ersten Hälfte bei
einem Wert erfolgt, der kleiner als die vorliegende Regel
verstärkung K c o ist. Dasselbe gilt für die Regel 121. Die
Zugehörigkeitsfunktion 131 der zweiten Hälfte wird durch
Bewerten der tatsächlichen Werte S c o und Sd o der eingegeben
en charakteristischen Variablen 124 und 125 mittels der Zu
gehörigkeitsfunktionen 129 und 130 der ersten Hälfte und auf
der Basis des Grades des Zusammenpassens, der sich aus einer
solchen Bewertung ergibt, erzeugt. In diesem Beispiel ist
die Zugehörigkeitsfunktion 131 ein Funktion, deren Werte
alle "0" sind.
Die Fig. 14 ist ein Flußdiagramm für den Ablauf des Verfah
rens. Die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 134, die
in der vorhergehenden Iteration durch die Zusammensetzungs
einrichtung 145 zusammengesetzt und als Eingabe für die
darauffolgende Iteration ausgegeben wurde (Schritt ST 40),
wird zu der Verzögerungseinrichtung 147 gesendet und dort um
einen Iterationsabschnitt verzögert, um eine Zugehörigkeits
funktion 132 zu erhalten (Schritt ST 31). Unabhängig davon
werden die charakteristischen Variablen 122 bis 125 in die
Gewichtungseinrichtung 144 eingegeben (Schritt ST 32), und
die Gewichtungseinrichtung 144 erzeugt die Zugehörigkeits
funktionen 128 und 131 für die zweite Hälfte durch Bewerten
der charakteristischen Variablen 122 bis 125, die mittels
der Zugehörigkeitsfunktionen 126, 127 und 129, 130 der
ersten Hälfte der Regeln 120 und 121 und auf der Basis des
erhaltenen Grades des Zusammenpassens eingegeben wurden
(Schritt ST 33). Die Feststellungseinrichtung 148 stellt
fest, ob die Zugehörigkeitsfunktion 128 oder 131 einen Wert
größer als "0" annimmt (Schritt ST 34), und es wird beur
teilt, ob eine Gewichtung erforderlich ist (Schritt ST 35).
In dem dargestellten Beispiel wird die Regel 120 in Kraft
gesetzt und die Zugehörigkeitsfunktion 128 für die zweite
Hälfte nimmt einen Wert größer als "0" an. Die vorhergehend
zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 132 wird daher zum
Beispiel in der Multiplikationseinrichtung 149 mit dem Fak
tor 0,9 gewichtet, um eine zusammengesetzte Zugehörigkeits
funktion 133 zu erzeugen (Schritt ST 36).
Die Zugehörigkeitsfunktionen 128 und 131 der zweiten Hälfte
der Regeln 120 und 121 und die zusammengesetzte und erfor
derlichenfalls gewichtete Zugehörigkeitsfunktion 133 werden
in die Zusammensetzungseinrichtung 145 eingegeben und dort
zusammengesetzt, um eine neue zusammengesetzte Zugehörig
keitsfunktion 134 zu erzeugen (Schritt ST 37). Für diese
Zusammensetzung werden die Rechenoperationen einer Vereini
gung verwendet. Wenn die Zugehörigkeitsfunktionen 128 und
131 nur den Wert "0" haben, dann wird die zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion 132 in der Multiplikationseinrichtung
149 mit 1,0 multipliziert und als zusammengesetzte Zugehö
rigkeitsfunktion 133 in die Zusammensetzungseinrichtung 145
eingegeben, ohne einer Gewichtung unterworfen worden zu
sein. Entsprechend ist die durch die Zusammensetzung in der
Zusammensetzungseinrichtung 145 erhaltene neue Zugehörig
keitsfunktion 134 die gleiche wie die vorhergehend zusammen
gesetzte Zugehörigkeitsfunktion 132. Wie beschrieben, stellt
die zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion 134 die Störung
bzw. den Zustand "zufriedenstellende Regelverstärkung Kc"
dar, wie sie bis dahin vorliegt. Die so erzeugte zusammen
gesetzte Zugehörigkeitsfunktion 134 wird in die Folgerungs
wert-Bestimmungseinrichtung 115 eingegeben, die ihrerseits
auf der Basis dieser Eingabe die Regelverstärkung K c o als
Folgerungswert 135 aus der Störungsfolgevorrichtung 138 an
den Regler 137 abgibt (Schritt ST 38). Zur Bestimmung eines
repräsentativen Wertes K c o für eine zufriedenstellende Re
gelverstärkung wird von der zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion 134 der Schwerpunkt berechnet. Als nächstes
erfolgt eine Beurteilung bezüglich der Unterbrechung des
Vorganges (Schritt ST 39), und wenn das Verfahren fortge
setzt werden soll, wird zu dem Schritt ST 40 zurückgekehrt,
wobei die im Schritt ST 37 erhaltene zusammengesetzte Zuge
hörigkeitsfunktion als Eingabe für die darauffolgende Itera
tion verwendet wird.
In den beschriebenen Ausführungsformen wurden beispielhaft
zwei Folgerungsregeln verwendet, es können jedoch auch mehr
als drei Regeln angewendet werden. Auch kann zusätzlich die
Anzahl der Eingänge und Ausgänge und die Anzahl der Stufen
für die Bedingungen in der ersten Hälfte geeignet einge
stellt werden. Des weiteren kann als Verfahren zum Erhalten
eines Folgerungswertes aus einer zusammengesetzten Zugehö
rigkeitsfunktion ein flächenhalbierendes Verfahren oder
dergleichen anstelle der Berechnung des Schwerpunktes ver
wendet werden.
Auch können die Ausführungsformen nicht nur wie beschrieben
zum Einstellen einer Regelverstärkung zum Regeln eines Pro
zesses dienen, sondern können auch für die Ableitung anderer
Parameter verwendet werden, um ähnliche Effekte zu errei
chen.
Erfindungsgemäß wird somit eine zusammengesetzte Zugehörig
keitsfunktion, die in einer vorhergehenden Zusammensetzung
erhalten wurde, mit oder ohne Gewichtung entsprechend den
Bedingungen zurückgeführt und zur Zusammensetzung einer
laufenden Zugehörigkeitsfunktion erneut verwendet. Auch in
dem Fall, daß die charakteristische Variable (Si) normaler
weise Si=0 ist und nur beim Auftreten eines besonderen
Ereignisses zu 0 < Si 1 wird, ist somit eine Ableitung
möglich. Für den Fall, daß nicht nur der Folgerungswert kon
tinuierlich verläuft, sondern daß auch ein abzuleitender
Parameter konstant ist oder sich nur langsam ändert, kann so
ein konvergierender Folgerungswert erhalten werden.
Claims (7)
1. Störungsfolgevorrichtung, gekennzeichnet
durch eine Gewichtungseinrichtung (13; 45), die gemäß einer
Anzahl von Regeln mit jeweils einer ersten Hälfte und einer
zweiten Hälfte eine Zugehörigkeitsfunktion mit einem Wert
zwischen "0" und "1" verwendet, wobei der Grad des Zusammen
passens der ersten Hälfte von charakteristischen Variablen
eines mittels der Regeln überwachten Prozesses bewertet und
die Zugehörigkeitsfunktion für die zweite Hälfte der Regeln
entsprechend dem Grad des Zusammenpassens gewichtet wird;
durch eine Zusammensetzungseinrichtung (14; 46) zum Zusam
mensetzen einer vorhergehend zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion, die in einem eigenen Zusammensetzungsvorgang
erhalten wurde, und der Zugehörigkeitsfunktionen, die durch
die Gewichtungseinrichtung gewichtet wurden, um eine neue
zusammengesetzte Zugehörigkeitsfunktion zu erhalten; und
durch eine Folgerungswert-Bestimmungseinrichtung (15; 47)
zur Bestimmung eines Folgerungswertes aus der zusammenge
setzten Zugehörigkeitsfunktion, die mittels der Zusammen
setzungseinrichtung erhalten wurde.
2. Störungsfolgevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die vorhergehend zusammengesetzte Zuge
hörigkeitsfunktion, die in die Zusammensetzungseinrichtung
zurückgeführt wird, entsprechend dem Ausmaß der Änderung der
Prozeßeigenschaften des zu überwachenden Prozesses gewichtet
wird.
3. Störungsfolgevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeweils mittels der Regeln der Gewichtungsein
richtung beurteilt wird, daß ein auszugebender Folgerungs
wert "übermäßig groß" und "übermäßig klein" ist, und daß die
Zusammensetzungseinrichtung Zugehörigkeitsfunktionen zusam
mensetzt, die eine Nichterfüllung im Sinne von "übermäßig
groß" oder "übermäßig klein" darstellen.
4. Störungsfolgevorrichtung, gekennzeichnet
durch eine Gewichtungseinrichtung (13; 45), die gemäß einer
Anzahl von Regeln mit jeweils einer ersten Hälfte und einer
zweiten Hälfte eine Zugehörigkeitsfunktion mit einem Wert
zwischen "0" und "1" verwendet, wobei jede Regel das Ausmaß
der Einhaltung eines Folgerungswertes beschreibt und wobei
aus den charakteristischen Variablen eines Prozesses der
Grad des Zusammenpassens der ersten Hälften bewertet und die
Zugehörigkeitsfunktionen der zweiten Hälften entsprechend
dem Grad des Zusammenpassens gewichtet werden; durch eine
Zusammensetzungseinrichtung (14; 46) zum Zurückführen und
Eingeben einer vorhergehend zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion, die in einem eigenen Zusammensetzungsvorgang
erhalten wurde, und Zusammensetzen der ersterwähnten Zugehö
rigkeitsfunktion und jeder Zugehörigkeitsfunktion, die wie
beschrieben in die Gewichtungseinrichtung eingegeben und
gewichtet wurde, um eine neue zusammengesetzte Zugehörig
keitsfunktion zu erhalten; durch eine Bewertungs- und Ge
wichtungseinrichtung (49, 50) zum Gewichten der vorhergehend
zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion entsprechend dem
Ausmaß einer Änderung in der Prozeßcharakteristik, die in
die Zusammensetzungseinrichtung zurückgeführt wird; und
durch eine Folgerungswert-Bestimmungseinrichtung (15; 47)
zum Bestimmen und Ausgeben eines Folgerungswertes aus der
zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion, die in der Zusam
mensetzungseinrichtung erhalten wird.
5. Störungsfolgevorrichtung, gekennzeichnet
durch eine Gewichtungseinrichtung (13; 45), die gemäß einer
Anzahl von Regeln mit einer ersten Hälfte und einer zweiten
Hälfte eine Zugehörigkeitsfunktion mit einem Wert zwischen
"0" und "1" verwendet, wobei der Grad des Zusammenpassens
für die erste Hälfte der Regeln anhand von charakteristi
schen Variablen für einen Prozeß bewertet und die Zugehörig
keitsfunktion für die zweite Hälfte der Regeln entsprechend
dem Grad des Zusammenpassens gewichtet wird; durch eine Zu
sammensetzungseinrichtung (14; 46) zum Zusammensetzen einer
vorhergehend zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion, die
in einem eigenen Zusammensetzungsvorgang erhalten wurde, und
der Zugehörigkeitsfunktionen, die durch die Gewichtungsein
richtung gewichtet wurden, um eine neue zusammengesetzte
Zugehörigkeitsfunktion zu erhalten; durch eine Feststel
lungs- und Gewichtungseinrichtung zum Gewichten, wie er
forderlich, der vorhergehend zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion, die in die Zusammensetzungseinrichtung zu
rückgeführt wurde, wenn eine der Zugehörigkeitsfunktionen
für die zweite Hälfte der Regeln einen Wert größer als "0"
annimmt; und durch eine Folgerungswert-Bestimmungseinrich
tung (15; 47) zur Bestimmung und Ausgabe eines Folgerungs
wertes aus der zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion, die
durch die Zusammensetzungseinrichtung erhalten wurde.
6. Störungsfolgevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeweils anhand der Regeln für die Gewichtungs
einrichtung beurteilt wird, ob der auszugebende Folgerungs
wert "übermäßig groß" und "übermäßig klein" ist, und daß die
Zusammensetzungseinrichtung Zugehörigkeitsfunktionen zusam
mensetzt, die eine Nichterfüllung im Sinne von "übermäßig
groß" oder "übermäßig klein" darstellen.
7. Störungsfolgevorrichtung, gekennzeichnet
durch eine Gewichtungseinrichtung, die gemäß einer Anzahl
von Regeln mit einer ersten Hälfte und einer zweiten Hälfte
eine Zugehörigkeitsfunktion mit einem Wert zwischen "0" und
"1" verwendet, wobei jede Regel zur Beschreibung des Grades
der Einhaltung eines Folgerungswertes dient und wobei der
Grad des Zusammenpassens für die erste Hälfte der Regeln
anhand von charakteristischen Variablen eines Prozesses be
wertet und die Zugehörigkeitsfunktion für die zweite Hälfte
der Regeln entsprechend dem Grad des Zusammenpassens gewich
tet wird; durch eine Zusammensetzungseinrichtung zum Zusam
mensetzen einer vorhergehend zusammengesetzten Zugehörig
keitsfunktion, die in einem eigenen Zusammensetzungsvorgang
erhalten wurde, mit Zugehörigkeitsfunktionen, die durch die
Gewichtungseinrichtung gewichtet wurden, um eine neue zu
sammengesetze Zugehörigkeitsfunktion zu erhalten; durch eine
Feststellungseinrichtung zum Gewichten, falls erforderlich,
der vorhergehend zusammengesetzten Zugehörigkeitsfunktion,
die in die Zusammensetzungseinrichtung zurückgeführt wird;
und durch eine Folgerungswert-Bestimmungseinrichtung zum
Bestimmen und Ausgeben eines Folgerungswertes aus der zusam
mengesetzten Zugehörigkeitsfunktion, die durch die Zusammen
setzungseinrichtung erhalten wird.
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Also Published As
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GB8819360D0 (en) | 1988-09-14 |
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