JPS58168106A - System for discriminating instability of process control - Google Patents

System for discriminating instability of process control

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JPS58168106A
JPS58168106A JP57050148A JP5014882A JPS58168106A JP S58168106 A JPS58168106 A JP S58168106A JP 57050148 A JP57050148 A JP 57050148A JP 5014882 A JP5014882 A JP 5014882A JP S58168106 A JPS58168106 A JP S58168106A
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control
variable
vibration
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amplitude
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Tokuji Oota
太田 徳二
Seiji Kawai
成治 川合
Takeya Fukumoto
福本 武也
Hideki Yoshioka
秀樹 吉岡
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
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Fuji Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring

Abstract

PURPOSE:To discriminate the instability of a process control applicable to the adaptive control, by utilizing poles of the oscillation of a process variable and an operation variable, the oscillating period and the attenuation factor of the amplitude of oscillation. CONSTITUTION:The three poles X1-X3 and their generated times tX1-tX3 are obtained from the timewise change of the process variable X, the three poles Y1-Y3 and their generated times tY1-tY3 are obtained from the operating variable similarly, the period (tX3-tX1) of the waveform X and the period (tY3- tY1) of the waveform Y are compared and whether the ratio of both is close to the unity in a certain range or not is discriminated. Further, whether the attenuation factor of the amplitude of the waveform X is larger than a prescribed attenuation factor or not is discriminated according to the formula of discrimination. Similarly, the same is performed for the amplitude of the waveform Y. When the three conditions are established, it is discriminated that the control operation is instable and hunting takes place.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プロセスに対してフィードバック制御を行う
閉ループ制御システムにおいて、制御動作が不安定化し
たか否かを自動的に判別する方式1式% プロセスのフィードバック制御方式において、関節針の
制御パラメータをプロセスの特性に適応させて良好な制
御を実現する適応制御が知られている。かかる適応制御
の一つとして、例えばそれまで安定的に動作していたプ
ロセスのフィードバック制御において、プロセスの特性
変動が生じたために制御動作が不安定化し、ハンチング
が生じたとき、該ハンチングを−出し1それにより調節
計の制御パラメータを一段弱いものに変更して、再び安
定した制御動作に復帰することが考えられるが、本発明
は上述のような用途に使用可能な制御動作あハンチング
検出手段に関するものであるOさて、この種の制御動作
の不安定化判別方式、換言すればハンチング検出方式は
、原理的には色色と考えられる所であろうが、具体的な
手段としては未だ知られたものがないQ そこで本発明は、上述のような技術的ニーズに応えるた
め゛になされたものであり、従って本発明の目的は、上
述の如き適応制御に適用可能な、プロセス制御の不安定
化判別方式を提供すること、にあるO 本発明の原理は要するに次め如くである。すなわちプロ
セスのフィードバック制御において、プロセス変数が時
間に対して振動的に変化し、しかもその振動の減衰が遅
く、操作変数も同じ(振動しその減衰が遅いという状態
にあり、その上、プロセス変数の振動周期と、紳作変数
の振動周期がはホ等しければ、ハンチングが発生したと
判断するという原理に立っている。上記の三つの条件を
満たさない限り一例えばプロセス変数が振動するという
だけでは、それはノイズによるにすぎない場合もあるの
でハンチングとは判断しない。なお減衰が運いというこ
とは振動の半周期ごとの振幅をを意味するものとする。
Detailed Description of the Invention The present invention provides a method for automatically determining whether or not a control operation has become unstable in a closed loop control system that performs feedback control on a process. Adaptive control is known, which achieves good control by adapting the control parameters of a joint needle to the characteristics of the process. One example of such adaptive control is, for example, in feedback control of a process that has been operating stably until then, when the control operation becomes unstable due to a change in the characteristics of the process and hunting occurs, the hunting is stopped. 1 As a result, it is possible to change the control parameters of the controller to a weaker one and return to stable control operation again, but the present invention relates to control operation/hunting detection means that can be used for the above-mentioned applications. Now, this type of control operation instability determination method, in other words, hunting detection method, can be thought of as a color in principle, but no concrete means are known yet. Therefore, the present invention was made to meet the above-mentioned technical needs, and therefore, the purpose of the present invention is to destabilize process control that can be applied to the above-mentioned adaptive control. The principle of the present invention is to provide a discrimination method.The principle of the present invention is as follows. In other words, in process feedback control, the process variable changes oscillatedly with respect to time, and the oscillation decays slowly, and the manipulated variable remains the same (oscillates and decays slowly, and the process variable It is based on the principle that if the vibration period and the vibration period of the process variable are equal, it is determined that hunting has occurred.Unless the above three conditions are met, for example, just because the process variable vibrates, This is not determined to be hunting, as it may simply be due to noise.Note that damping means the amplitude of each half cycle of vibration.

従って本発明の構成の要点は、プロセス変数を針濶しそ
の振動における極点を所定個数検出する第1の手段と、
プロセスに屑する調節部からの操作変数を針曹しその振
動における極点を所定個数検出するs2の手段と1前記
@1の手段により検出された極点の検出時麺ならびに値
と前記第2の手段により検出された極点の検出時舅なら
びに値を用いてプロセス変数の振動周期と操作変数の振
動周期とのずれが所定の限度内にあるか否かを判別する
第3の手段と、同じく前記第1の手段により検出された
極点、、QIII&出値を用いてプロセス変数の振動振
幅の減衰率が所定の減衰率より大であるか否かを判別す
る第4の手段と1同じく前記II2の手段により検出さ
れた1点の検出値を用いて操作変数の振動振幅の減衰率
が所定の減衰率より大であるか否かを判別する第5の手
段とを有して成り、前記第3乃至第5の各手段において
何れも有りと判別さ゛れたとき、制御動作の不安定化し
たことを判別するようにした点にある。
Therefore, the main points of the configuration of the present invention are: a first means for measuring a process variable and detecting a predetermined number of extreme points in its vibration;
The means of s2 for detecting a predetermined number of extreme points in the vibrations of the operating variables from the control unit that are lost in the process; 1. The noodle and value at the time of detection of the extreme points detected by the means of @1; and the second means. a third means for determining whether or not the deviation between the vibration period of the process variable and the vibration period of the manipulated variable is within a predetermined limit using the detection value and the value of the extreme point detected by the third means; A fourth means for determining whether the damping rate of the vibration amplitude of the process variable is larger than a predetermined damping rate using the pole point, , QIII & output value detected by the means of 1, and the means of II2 above. and a fifth means for determining whether or not the damping rate of the vibration amplitude of the manipulated variable is larger than a predetermined damping rate using the detected value at one point detected by the third to third means. When each of the fifth means determines that the control operation has become unstable, it is determined that the control operation has become unstable.

次に図を参照して本発明の一実施例を説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明による不安定化判別方式の用途例を示す
ブロック図である。同図において、1はプロセス、2は
調幀部、3は不安定化判別手段(ハンチング検出手段)
、4は制御パラメータ調整部、5は判別用パラメータ設
定部、である・第1図において、調節部2は、プロセス
1からプロセス変数Xを検出し、それに従って調節出力
(操作変数Y)をプロセス1へ送り、いわゆるフィード
バック制御が行われている。不安定化判別手段3は、プ
ロセス変数Xと操作変@Yを監視しており、それにより
、プロセス1と調節部2から成る制御系にハンチングが
起きたと判断すると、その判別結果Vを制御パラメータ
調整部4へ送る。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the application of the destabilization determination method according to the present invention. In the figure, 1 is the process, 2 is the investigation section, and 3 is the instability determining means (hunting detection means).
, 4 is a control parameter adjustment unit, and 5 is a discrimination parameter setting unit. In FIG. 1, the adjustment unit 2 detects a process variable 1, and so-called feedback control is performed. The destabilization determining means 3 monitors the process variable Send it to the adjustment section 4.

調整部4では、調節部2が例えばPID制御を行つてい
るものとすると、その制御パラメータ(比例ゲイン、積
分時定数、微分時定II)を変更する指令Wを調節部2
べ送って制御パラメータを変更させ、それによりハンチ
ングが発生しないようにする。なお判別用パラメータ設
定部5は、不安定化判別手段3においてハンチング検出
を行うのに必要な一パラメータUを設定するためのもの
である0 本発明による不安定化判別方式は1上記不安定化判別手
段(ハンチング検出手段)3として使用可能なものであ
ることは先にも述べた。
In the adjustment section 4, assuming that the adjustment section 2 is performing PID control, for example, the adjustment section 2 sends a command W to change the control parameters (proportional gain, integral time constant, derivative time constant II).
The control parameters are changed in order to prevent hunting from occurring. Note that the determination parameter setting section 5 is for setting a parameter U necessary for detecting hunting in the destabilization determining means 3. As mentioned above, it can be used as the discrimination means (hunting detection means) 3.

次に$211を参照して本発明の動作原理を具体的に説
明する。
Next, the operating principle of the present invention will be specifically explained with reference to $211.

第2110)は、プロセス変数Xの時間的変化の一例を
示したグラフであり、第2[1(ロ)は同じ時間におけ
る操作変数Yの時間的変化の一例を示したグツ7である
No. 2110) is a graph showing an example of a temporal change in the process variable X, and No. 2 (1) is a graph showing an example of a temporal change in the manipulated variable Y at the same time.

第2wJピ)にお゛ける3個の極点(山または谷の頂点
)の値Xi e X2 * xsと発生時N txt 
# txg p lx3が求まり、また第2g−)にお
ける同様な3個の極点のfil Ys # Y2 e 
Yaと発生時刻tyt e jY2 # IY3が求ま
ったものとする。
The values of the three poles (peaks of peaks or valleys) at the second wJ pi) and the time of occurrence N txt
# txg p lx3 is found, and fil Ys # Y2 e of similar three poles in 2nd g-)
It is assumed that Ya and the occurrence time tyte jY2 #IY3 have been found.

このとき、Xの波形の周期(1’xs  1工1)とY
の波形の周期(tya−tyx)を比較し、両者の比が
成る許容範囲&1の範囲内で1に近いか否かを判定する
0すなわち次の式を満足するか否かを判定す更に、波形
Xの振巾の減衰率が成る所定の減衰率αより大であるか
どうかを判定する◇すなわち次の式を満足するか否かを
判定する。
At this time, the period of the waveform of X (1'xs 1 work 1) and Y
Compare the period of the waveform (tya-tyx) and determine whether the ratio of the two is close to 1 within the tolerance range &1.0, that is, determine whether the following formula is satisfied.Furthermore, It is determined whether the attenuation rate of the amplitude of the waveform X is greater than a predetermined attenuation rate α. In other words, it is determined whether the following equation is satisfied.

lX5−X3+1>α・1Xz−Xtl聞様に、波形Y
の振幅の減衰率が成る所定の減衰率αより大であるかど
うかを判定する。すなわち次の式を満足するか否かを判
定する。
Waveform Y
It is determined whether the attenuation rate of the amplitude of is greater than a predetermined attenuation rate α. That is, it is determined whether the following equation is satisfied.

l Ys−Yz I >α・1Yz−Yll  □以上
、3条件が成立したとき、本発明においては制御動作が
不安定化した、つまりハンチングが発生したと判断する
わけである。
l Ys-Yz I >α·1Yz-Yll □ When the above three conditions are satisfied, in the present invention, it is determined that the control operation has become unstable, that is, hunting has occurred.

以上のことから本発明においては、プロセス変数Xと操
作変数Yの時間的変化を監視しており、それぞれについ
て少なくも3個の極点を正確に検出することと、検出さ
れた極点の値と時刻について所定の演算を施すことが必
須であることが理解されたであろう。
From the above, in the present invention, it is necessary to monitor the temporal changes of the process variable It will be understood that it is essential to perform predetermined calculations on .

Jli31iUは本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。同図において、破線で囲んだブロックSは、その
まま第1611における不安定化判別手段3として使用
可能なものである。DXlはプロセス変#Xにおける第
1の極点(例えば第2図(イ)におけるXl)の検出部
であり、検出値(Xlとt工1)を判別演算部Eに送る
。同様にDX2は第2の極点(例えば第2図(イ)にお
けるX2 )のIIk邑部、DX3は第3の極点(41
i1えば第2図←)におけるXa )の検出部、であり
それぞれの検出値を判+1jll演算部Eに送る。
Jli31iU is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, the block S surrounded by a broken line can be used as it is as the destabilization determining means 3 in the 1611th block. DXl is a detection unit for the first extreme point in process change #X (for example, Xl in FIG. 2(a)), and sends the detected value (Xl and t-work 1) to the discrimination calculation unit E. Similarly, DX2 is the IIk part of the second pole (for example, X2 in Figure 2 (a)), and DX3 is the third pole (41
i1 is, for example, the detection section of Xa) in FIG.

DYI 、 L)Y2 、 DY3はそれぞれ操作変数
Yにおける第1.第2.第3の極点(第2図←)におけ
るYl。
DYI, L)Y2, DY3 are the first . Second. Yl at the third pole (Fig. 2←).

Y2 e Ya )の検出部であり、各検出値(Ylと
’YlpY2とlY2 p Yaとtya )を判別演
算部Eに送る。
Y2 e Ya ), and sends each detected value (Yl and 'YlpY2 and lY2 p Ya and tya) to the discrimination calculation section E.

判別演算部Eは1極点検出部DXI〜DX3 、 DY
、〜DYaから与えられる各極点の検出値に対して所定
の演算をほどこし、それによりハンチングの有無の判別
結果Vを出力する。hm演算部Eは、所定の演算を行っ
てハンチングの有無を判別するのに必要な判別用パラメ
ータUを設定部5から設定される。なおその中の一部の
パラメータU′は、極点の検出に必要なバラ、メータで
もあるので、判別演算部Eから更に極点検出部DX1〜
DX3 、 DY1〜DY3へ送られるORはリセット
信号である0プロセス変数Xにしても操作変数Yにして
も、実際の波形は第2図に示した如き、きれいな波形で
はなく、ノイズが重畳した波形になっているので、極点
でもない所を極点と誤検出することがあり、これを避け
るためには検出手段に特別の工夫を要するが、これにつ
いては後述する。
The discrimination calculation unit E is one pole detection unit DXI to DX3, DY
, ~DYa, a predetermined calculation is performed on the detection value of each pole point, and a determination result V of the presence or absence of hunting is thereby output. The hm calculation unit E is set by the setting unit 5 with a determination parameter U necessary for performing a predetermined calculation to determine the presence or absence of hunting. Note that some of the parameters U' are also variables and meters necessary for detecting the extreme points, so they are further transmitted from the discrimination calculation unit E to the extreme point detection units DX1 to DX1.
The OR sent to DX3 and DY1 to DY3 is a reset signal.Whether it is the process variable Therefore, a place that is not an extreme point may be mistakenly detected as an extreme point, and in order to avoid this, special measures are required for the detection means, which will be described later.

次に前述の判別用パラメータUについて説明する。Next, the above-mentioned discrimination parameter U will be explained.

制御対象のプロセスが定まれば、ハンチングを起こした
ときのプ田七ス変歇X(または操作変数Y)の振動周期
Tiは大体予測できるので、この*動jlllThを予
■して一つのパラメータトシテ定める。以下、パラメー
タUの種数を列挙するOTl・・・・・・極点探索の時
間巾 ″T2・・・・・・振動性がないと判定して、それ以後
の極点探索をやめる時間巾 Th・・・・・・想定される振動周期 DX・・・・・・Xが振動していると判定する最低振巾
(Xの振巾がDXより小さいとそれは ノイズによるものと見て振動とは見な い) DY・・・・・・Yが振動していると判定する最低振巾
(Yの振巾がDYより小さいとそれは ノイズによるものと見て振動とは見な い) C1・・・・・・XとYの各振動周期のずれの許容誤差
ξ2・・・・・・実際の振動の周期と予想周期との許容
誤差 α・・・・・・不安定と判別する振巾の最小減衰率(振
巾の減衰率がα以上なら不安定と 判定) この中で、Tl p TlはUとしても使用される。
Once the process to be controlled is determined, the oscillation period Ti of the variable X (or manipulated variable Y) when hunting occurs can be roughly predicted, so this *motion jllllTh can be predicted and a single parameter Toshite decided. The genus of the parameter U is listed below. ... Assumed vibration period DX ... Minimum amplitude for determining that X is vibrating (If the amplitude of X is smaller than DX, it is considered to be due to noise and is not considered as vibration. DY...Minimum amplitude for determining that Y is vibrating (If the amplitude of Y is smaller than DY, it is considered to be due to noise and is not considered as vibration) C1...・Tolerance of deviation between X and Y vibration cycles ξ2...Tolerance between actual vibration cycle and expected cycle α...Minimum damping rate of amplitude to be determined as unstable (If the amplitude attenuation rate is α or more, it is determined to be unstable.) Among these, Tl p Tl is also used as U.

Thのfiww度が患い場合には、許容wA差−2を大
きくしたり、使用をやめたりする。TIは想定し壺に定
めるとよい。これらTl e Tl t Th # D
XeDYはその一例が第2図に示されている。
If the fiww degree of Th is poor, the allowable wA difference -2 is increased or the use is discontinued. It is good to assume TI and set it in a pot. These Tl e Tl t Th # D
An example of XeDY is shown in FIG.

次に、極点の検出動作、その、後め判別動作について1
12図、第3図を参照して説明する。
Next, regarding the operation of detecting the extreme point and its subsequent discrimination operation, 1.
This will be explained with reference to FIGS. 12 and 3.

■極点検出部DX1は、極点の判別動作を開始すると、
T1の時間巾を単位としてその時間巾内におけるプルセ
ス変数Xの変化を調べてゆき、そあ時間巾Tl内の成る
時点で変lkXの値が最大値または最小値となり、その
最大値または最小値がその最大値または最小値の時点以
後、該時間巾Tlの残り期間において、更新されなかっ
たとき、前記時点をlxl %そのときの変WkXの振
巾をXlとし、これらの値を第1の極点を表すものとし
て判別演算部Eに送り記憶させる〇 ■嬉lの極点の検出が#Iした一m(第2−〇)のグラ
フでは13 )より、―記憶と同機にして第3の一点を
−してゆ(0 @111ell#)検出を1ltTlt鋏、TlF)時
間巾が1過しても第2の一点が検出されないときは、ブ
ーセス魔1lkxは細動していないものと、!Nmして
前記■へ戻る。
■When the polar point detection unit DX1 starts the polar point determination operation,
Using the time span of T1 as a unit, we examine the change in the pulse variable is not updated in the remaining period of the time width Tl after the time of its maximum value or minimum value, the said time is lxl%, the amplitude of the change WkX at that time is Xl, and these values are the first It is sent to the discriminator calculation unit E as a representation of the extreme point and stored in memory. From the graph of 1m (No. 2-0) where the detection of the extreme point of Happy I was #I, 13), it is the third point in the same plane as the memory. If the second point is not detected even after one time span (0 @111ell#) detection is 1ltTlt scissors, TlF), then it is assumed that Bootes Demon 1lkx is not fibrillating! Nm and return to above (■).

■第3の一点が―点検歯部DXsにより検出されるとそ
の値と−m(第2閣ではxlと@XZ )を判**算g
mへ過って記憶させる。
■When the third point is detected by the inspection tooth DXs, calculate that value and -m (xl and @XZ in the second cabinet).
m to be memorized.

■第2の論点の検出が終了した詩ml(gH&!Iのt
8)より前記0と同様にして113の論点(Xistx
s)を1Iillしても*亥らないと書は■へ戻る。
■ Poem ml for which detection of the second point has been completed (gH&!I's t
8), similar to 0 above, issue 113 (Xistx
Even if s) is 1Ill, if * is not raised, the book returns to ■.

Oこのようにして第1の一点が山の頂上ならば(山、谷
、山)の三つの一点を、また第1fl極点が谷の底なら
ば(谷、山、釡)の三つの論点が求まる。
O In this way, if the first point is the top of the mountain, then the three points are (mountain, valley, mountain), and if the first point is the bottom of the valley, then the three points are (valley, mountain, pot). Seek.

Φこのようにして三つの一点が求まると、判別演算部層
では、隣り会う一点の値の比砿を行い、その差が所廐の
葺以上ないと、第1の極点を抽で、第2、II3の各極
点を第1.第2に移し、$3の極点を新たに求める。例
えば lXl−X21>DXまたはl X2−Xa I >D
X・・・・・・ (1) が成立すれば、判別演算部Eでは、次の1ill別演算
へ進むが、前記(1)が不成立ならば、求めた三つの極
点(Xi # X2 t Xa )をCX2 e Xl
 #※〕と置き換え1第3の極点※を求める・ 操作変数Yについても全く同様に、三つの極点を求め IYI−Y21≧DYまたは1Y2−Yal≧DY・・
・・・・(ω を判定し、不成立なら第1の極点を麺て、第2、第3の
一点を第1.$2に移し、改めて第3の極点を求める。
ΦOnce the three points are found in this way, the discriminator calculation layer compares the values of the adjacent points, and if the difference is not greater than the distance between the two points, the first point is drawn and the second point is determined. , II3 as the first . Move to the second step and find a new pole of $3. For example lXl-X21>DX or lX2-Xa I>D
X... If (1) holds true, the discriminant calculation unit E proceeds to the next 1ill-specific calculation; however, if the above (1) does not hold, the obtained three poles (Xi #X2 t Xa ) to CX2 e Xl
#*] and replace 1 Find the third pole *.For the manipulated variable Y, find the three poles in exactly the same way: IYI-Y21≧DY or 1Y2-Yal≧DY...
(Determine ω, and if it does not hold, remove the first extreme point, move the second and third points to 1.$2, and find the third extreme point again.

■プルセス変数Xに対しても操作変数Yに対しても3つ
の極点が検出されたならば、それを用いて次の判別式の
成立の成否を調べる。
(2) If three extreme points are detected for both the push variable X and the manipulated variable Y, use them to check whether the following discriminant holds true.

1Xa−Xzl>α・lX2 Xll      ・・
・・・・ (4)IYs−Yzl>α・1Y2−Yll
     ・・・・・・ (5)以上のすべての判別式
が成立すると、ハンチングが発生しているものと判別し
、判別演算sEは判別結果■を出力する0しかし、以上
三つの判別式のうちいずれか1つでも不成立の勘合には
、■と一様に次の極点を探索する。
1Xa-Xzl>α・lX2 Xll...
... (4) IYs-Yzl>α・1Y2-Yll
...... (5) If all the above discriminants hold true, it is determined that hunting has occurred, and the discriminant calculation sE outputs the discriminant result ■.0However, among the above three discriminants, If any one of the conclusions is not met, the next extreme point is searched uniformly with ■.

■上記■、■の探索動作中で一点が検出されなかった場
合には、上記■、■と同機に■へ戻る。
■If a single point is not detected during the search operations described in ■ and ■ above, return to ■ with the same aircraft as in ■ and ■ above.

[相]上記■の判別条件(3) # (4) t (5
)のほかに、不安定振動の周期Thが何らかの理由によ
り高精度で与えられる場合には、 の条件を更に付加して、判別の信頼性を向上させること
もできる。
[Phase] Discrimination condition (3) # (4) t (5
In addition to ), if the period Th of unstable vibration is given with high accuracy for some reason, the following conditions can be added to improve the reliability of the discrimination.

なお、T1.Tlの定め方は先にも説明したが、予測さ
れた振動周期Thの精度と関連して次のように定めると
よい。Tlについては、ノイズの周るべく近づける。
In addition, T1. The method of determining Tl has been described above, but it is preferable to determine it as follows in relation to the accuracy of the predicted vibration period Th. Regarding Tl, set it as close as possible to the noise.

諮ト極点探索の時間巾TIの役割について第4図を参照
して説明する。
The role of the time span TI in the search for the peak point will be explained with reference to FIG.

1114−は、プロセス変数Xの時藺釣変化を示したグ
ラフであるが、ノイズにより5IkAと亥ぎ゛られしい
山Mが発生したとする。しかし極点探索の時間巾T1を
適切に定めておくことにより、このM点を極点と組線す
ることはない。この場合亀時間巾Tl内でM点を過ぎた
時点においてプロセス変数Xの飯大錬が更新されている
ので、M点を極点と判別することはない。
1114- is a graph showing a change over time in the process variable X, and it is assumed that a peak M, which is 5 IkA and is extremely high, has occurred due to noise. However, by appropriately determining the time width T1 of the pole search, this M point will not be connected to the pole. In this case, since the Iidairen of the process variable X is updated at the point when the point M is passed within the tortoise time width Tl, the point M is not determined to be the extreme point.

85図は、プロセス変数Xの##間的に化を示したグラ
フであるが、最初の時間巾T1で極点DXの検出を終了
した後、次の時間巾T2にわたって一点が皺肯されなけ
ればプロセス変数Xは振動していないものと判定するよ
うにしているので、時間巾T2の終了する時点?でそれ
以前のデータにもとずく判定を終了させる。その結果、
何時までもII2の極点探索動作が続くことがなく、不
安定振動のw*m作の適応性が保証される。
Figure 85 is a graph showing how the process variable Since it is determined that the process variable to terminate the judgment based on the previous data. the result,
The pole searching operation of II2 does not continue indefinitely, and the adaptability of w*m operation of unstable vibration is guaranteed.

111611乃11i 101fil+hfh7’a 
七X変数xと操作変数Yの時間的変化の例を示したグラ
フであるが、これらを参照して判別用パラメータの一つ
である最小減衰率αの定め方を説明する。
111611 no 11i 101fil+hfh7'a
This is a graph showing an example of the temporal change of the seven X variables x and the manipulated variable Y. With reference to these graphs, a method of determining the minimum attenuation rate α, which is one of the discrimination parameters, will be explained.

一般にプ藁セス変WkXと繰作変@Yの応答は、第65
に示す蔵くなるのがslI的とされ、その場合には減衰
率aν/a lは約0.25になるとされ、このような
振動の減衰を25−ダンピングといっている0減衰率が
この0.25という値より小さいと振動は安定側になり
、非常に小さくなると過滅責といわれ、制御動作は適応
性に欠ける。逆に、減衰率が0,25より大きくなると
振動は安定性を欠くにIる。第7Eに示すように振動が
発振する場合には、減衰率が1.0より大きい値−とな
り、第8図に示すように減衰の悪い場合には、減衰率が
1.0に近い。
In general, the response of the Puwara Setsu variable WkX and the repetition variable @Y is the 65th
The damping shown in is considered to be slI-like, and in that case, the damping rate aν/al is said to be approximately 0.25, and the 0 damping rate, which refers to the damping of such vibrations as 25-damping, is equal to this 0 damping rate. If the value is less than .25, the vibration will be on the stable side, and if it is very small, it is said to be overkill, and the control operation will lack adaptability. Conversely, if the damping factor is greater than 0.25, the vibrations become unstable. When the vibration oscillates as shown in FIG. 7E, the damping factor is greater than 1.0, and when the damping is poor as shown in FIG. 8, the damping factor is close to 1.0.

このようなことを考慮して、最小減衰率αとしては、1
.0よりわずかに小さい値(f14えば0.8とか0.
7)!設定するのが妥当で、振動を極端に避けたい場合
には、もつと小さい値にすればよい0実際の制御システ
ムにおいては、プロセス変数Xの振動に対して操作変数
Yの振動が連れる場合と進む場合の両方があり、また、
振動の極性が逆になることもあるので、振動時の極点の
関係が第9iElおよび第10gに示すようになる場合
もあ′る。
Taking this into consideration, the minimum attenuation rate α is set to 1
.. A value slightly smaller than 0 (for example, f14 is 0.8 or 0.
7)! It is appropriate to set this value, and if you want to avoid vibration to an extreme extent, you can set it to a small value.0 In an actual control system, when the vibration of the manipulated variable Y accompanies the vibration of the process variable There are both cases where you proceed with
Since the polarity of the vibration may be reversed, the relationship between the poles during vibration may be as shown in the 9th iEl and the 10th g.

すなわち第9図はプロセス変数Xと操作変数Yの振動の
位相が180度ずれている場合のグラフであり、第1θ
図はその位相関係が不明瞭な場合のグラフであるが、こ
れらの場合にも、本発明によってハンチングを検出でき
ることは説明するまでもないであろう。この点が本発明
の長所でも、ある。
In other words, FIG. 9 is a graph when the vibration phases of process variable X and manipulated variable Y are out of phase by 180 degrees, and the 1θth
Although the figure shows a graph where the phase relationship is unclear, it is needless to explain that hunting can be detected by the present invention even in these cases. This point is also an advantage of the present invention.

本発明の不安定化判別方式によれば、判別条件が簡潔で
あり、従ってそのためのブリダラム容量も少なくてすむ
ので、マイコンレベルの小容量のディジタル制御システ
ムにも実装可能である。またプロセス変数と操作変数の
両方の振動状況から判別しているので、振動の2周期以
内(詳しく LL三つの極点を求めるのに要する1、5
屑期)という短時間で、しかも安定的に(ノイズにより
誤動作することなく)ハンチングを判別できるという利
点がある。
According to the destabilization determination method of the present invention, the determination conditions are simple and the capacity required for the determination is small, so it can be implemented in a small-capacity digital control system at the microcomputer level. In addition, since the judgment is based on the vibration status of both the process variable and the manipulated variable, it is within two cycles of vibration (in detail, LL1,5
It has the advantage that hunting can be determined stably (without malfunctions due to noise) in a short period of time (the scrap period).

本発明による不安定化判別方式をプロセスのフィードバ
ック制御方式に採り入れれば、ll1lIlllII動
作をハンチングの起きる寸前まで精いっばいに強化し連
応性を高めることができる。何故ならば、プロセス変数
の髄かな変化によりハンチング力発生したとしても箋そ
れをいちはやく検出して、調節計の制御パラメータを変
更して、ハンチングを阻止することができるからである
If the destabilization determination method according to the present invention is incorporated into a process feedback control method, it is possible to strengthen the ll1lIllllII operation as much as possible to the point just before hunting occurs, and to improve coordination. This is because even if hunting force is generated due to subtle changes in process variables, it can be quickly detected and the control parameters of the controller can be changed to prevent hunting.

第1図の用途例では、制御パラメータのgas4は1調
節部2に対し制御動作の変更指令を出力する構成となっ
ている。この機能を強化して調節部2で使用する制御パ
ラメータの変更すべき設定値を与える機能を持たせる構
成としても、本発明は同様に利用でき、その場合には、
関節部2を簡易なものとすることが可能になる。
In the application example shown in FIG. 1, the control parameter gas4 is configured to output a command to change the control operation to the first adjustment section 2. The present invention can be similarly utilized as a configuration in which this function is enhanced to provide a function to provide a setting value to be changed for the control parameter used in the adjustment section 2, and in that case,
It becomes possible to make the joint part 2 simple.

更にこの発明は、通常に採用されているPIDフィード
バック制御システムのほかに、多St*のフィードバッ
ク制御システムにも応用できる0
Furthermore, this invention can be applied not only to the commonly used PID feedback control system but also to a multi-St* feedback control system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による不安定化判別方式の用途例(示す
ブロック図、第2図←)はプロセス変数Xの時間的変化
の一例を示したグラフ% 112m(財)は操作変数Y
の時間的変化の一例を示したグラフ、第3図は本発明の
一実施例を示すブロック図、第4図は極点探索の時間巾
T1の役割を説明するためのプロセス変WkXのグラフ
、第5図は設定時間巾T2の役割を説明するためのプロ
セス変数Xのグラフ、第6図乃至第10図はそれぞれプ
ロセス変数Xと操作変数Yの振動の一例を示したグラフ
、である。 符号説明 1・・・・・・プロセス、2・・・・・・調節部、3・
・・・・・不安定化判別手段、4・・・・・・制御パラ
メータ調整部、5・・・・・・[II用パラメータ設定
部、X・・・・・・プロセス変il、Y・・・l−操作
変数、U・・・・1・判別用パラメータ、■・・・・・
・判別結果、W・・・・・・制御パラメータの変更指令
、DX1〜DX3・・・・・・プリセス変WkXの極点
検出部、DYI〜DY3・・・・・・操作羨撒Yの極点
検出部、E・・・・・・判別演算部。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎    清 □ 11I11 × 第3 図 第 2 g #14図 第5図 71     :===・・=・・・・==・・=ミ>
;X/IJI力列5私こ7第6図
Figure 1 is an example of the application of the destabilization determination method according to the present invention (a block diagram shown, Figure 2 ←) is a graph showing an example of a temporal change in the process variable
3 is a block diagram showing an example of the present invention. FIG. 4 is a graph of process variation WkX to explain the role of time span T1 in pole search. FIG. 5 is a graph of the process variable X for explaining the role of the set time width T2, and FIGS. 6 to 10 are graphs showing examples of vibrations of the process variable X and the manipulated variable Y, respectively. Description of symbols 1...Process, 2...Adjustment section, 3.
...Instabilization determination means, 4...Control parameter adjustment section, 5...[II parameter setting section, X...process change il, Y. ...l-operated variable, U...1-discrimination parameter, ■...
・Discrimination result, W... Control parameter change command, DX1 to DX3... Extreme point detection unit of process variation WkX, DYI to DY3... Extreme point detection of operation error Y Section, E...discrimination calculation section. Agent Patent attorney Akio Namiki Agent Patent attorney Kiyoshi Matsuzaki 11I11
;X/IJI force sequence 5 Iko 7 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)  プロセスのフィードバック制御における制御動
作の不安定化したことを判別する方式であって・、プロ
セス制御を計測しその振動における極点を所定個数検出
する第1の手段と、プロセスに対するII鰺部からの操
1作変数を計測し千〇ii*における極点を所定個数検
出する182の手段と1前・記第1の手段により検出さ
れた極点の検出時刻ならびに値七曽記11120手段に
より検出された極点の検出時刻ならびに値を用いてプ璽
七ス変歇のllwII周層と繰作変数の振動属期とのず
れが所定の眼度内にあるか憂かを判別するiI3の手段
と、阿じ(前記第1の手段により検出された極点の検出
値を用いてプロセス制御の1118114mの減衰率が
所定の−衰率より大であるか膏かを1I11する114
の手段と1Rじ(前I5第2の手段により検出された極
点の検出値を層いて操作表置のsrs綴輻の減衰率が所
定の減衰率より大であるか否かを判別する第5の手段と
を有して威り1前記第3乃至II5の各手段において何
れも有りと判別されたとき、制御動作の不安定化したこ
とを判別するようにしたことを特徴とするプロセス制御
の不安定化判別方式。
1) A method for determining when a control operation in process feedback control has become unstable, comprising a first means for measuring process control and detecting a predetermined number of extreme points in the vibration, and a second means for the process. 182 means for measuring the operating variables and detecting a predetermined number of extreme points at 1,000ii*; 1) the detection time and value of the extreme points detected by the first means; iI3 means for determining whether the deviation between the llwII circumference layer of the prism change and the oscillation period of the repetition variable is within a predetermined degree using the detection time and value of the pole; (114) to determine whether the attenuation rate of the process control 1118114m is greater than a predetermined attenuation rate using the detection value of the pole detected by the first means;
A fifth method for determining whether or not the attenuation rate of the SRS convergence on the operation surface is larger than a predetermined attenuation rate by layering the detected values of the extreme points detected by the second means (I5). A method of process control characterized in that when it is determined that each of the third to II5 means is present, it is determined that the control operation has become unstable. Destabilization discrimination method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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