JPS5917612A - 学習同定装置を有する異常検知装置 - Google Patents

学習同定装置を有する異常検知装置

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JPS5917612A
JPS5917612A JP57127851A JP12785182A JPS5917612A JP S5917612 A JPS5917612 A JP S5917612A JP 57127851 A JP57127851 A JP 57127851A JP 12785182 A JP12785182 A JP 12785182A JP S5917612 A JPS5917612 A JP S5917612A
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JP
Japan
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model
value
detector
identification device
learning identification
Prior art date
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Pending
Application number
JP57127851A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Murata
良一 村田
Toshikatsu Fujiwara
藤原 敏勝
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0267Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • G05B23/0272Presentation of monitored results, e.g. selection of status reports to be displayed; Filtering information to the user
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0275Fault isolation and identification, e.g. classify fault; estimate cause or root of failure

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は学習同定装置を有する異常検知装置に係り、特
に火力グランドや原子カプラント等において、圧力・温
度等々のプラント変数の正常状態における挙動を表現し
たモデルと実プラントよシの実測値を比較することによ
って実プラントが異常状態になったことを検知する形式
の異常検知装置に関する。
この種の異常検知装置においては正常状態を表わすモデ
ルの精度が装置全体の性能を大きく左右するため、性能
向上のためにはモデルの精度向上が極めて重要である。
いま、説明をわがシ易くするため1例として入力Uに対
して出力yが ただし、@、 b!係数 s>=1 、 b==2p:
微分演算子 なる特性を持つ対象をと9上げる。
同じ・母ターンの入力u−u(t)を用いて、(1)式
で表わされる対象の出力yを2回計測してそれぞれの計
測データ系列をy=ys(t) 、y=yx(t)とし
、何らかの同定手法を用いて、(1)式の係数a。
bを同定した結果 データ系列y=ys(t)からal = l + bl
= 2  ・・・(2)データ系列y=ya(t)から
al ”’ 2 r J ”’ 1  ”・(3)が得
られたとする。
(2)式、(3)式はaとbは逆になっているが(1)
式と同じ特性を表わしている。しかし、一般には計測誤
差などのためにa、bの同定結果にばらつきが出るのが
普通である。このばらつきに対処するために複数個得ら
れた定数値a+bの平均値をとることが従来性なわれて
いた。しかしながらたとえば上側では 讐””(at十az)=1.5  +  b=、(bs
+bz)=t5”・(4)となり、(1)式とは明らか
に異なるモデルしか得られなかった。これは平均値をと
ったために生じたことであり、もっと良いモデルを得る
ために周知の最小2乗推定法や最尤推定法を用いたオフ
ラインアルゴリズムあるいはオンライン用逐次推定アル
ゴリズムが案出されているが、前者では美大な量のデー
タ系列を蓄わえておかねばならず、また後者でもモデル
が線形しかも推定式も線形でなければ推定式の誘導すら
不可能あるいは非常に困難であるのが現状である。
従って従来は精度の高いモデルが得られないため異常検
知装置の性能が上がらないという欠点があった。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたもので、大蓋の
データを蓄わえることなく、また個個のデータ系列より
モデルを同定する手法が何であれ、複数個の同定結果よ
り最良のものを選び出す学習同定装置を有する異常検知
装置を提供することを目的とする。
本発明による学習同定装置を有する異常検知装置は異常
検知対象の状態量を検出する検出器から出力される検出
値とモデルによる計算値との差がしきい値設定器により
設定された所定のしきい値以上にずれたときに異常を検
知する異常検知装置において、上記検出値から得られる
パラメータセントをパラメータの重み付き加算値である
評価関数Kまとめ、この評価関数の平均値を指標として
最適な・fラメータセットを選ぶ学習同定装置を上記検
出器と上記モデルとの間に接続し、上記学習同定装置か
ら最適なパラメータセットを上記モデルに供給するよう
にしてなることを特徴とする。さらに詳細に説明すると
本発明の異常検知装置における上記学習同定装置は記憶
すべきデータ数を少なくするために、限られた個数(n
とする)の同定結果(前例では(&1 * t、 ) 
+ (al 1 b2 ) + n”2 )および後述
のJl(1=1.2.・・・I N ) I JNのみ
を蓄わえ、n個の同定結果より最良のものを選び出すだ
めの指標として Jl =v、 X al +wbX J       
 −(5)ただし、W& ! & 12:対する重み係
数”b ! b Vc対する重み係数 を設け、 過去の経験を学習するために、過去に行なったN()n
 )個の同定結果の平均値jNを設け、蓄わえているn
個の同定結果の内、Ji(3=xa2r・・・on)が
最もJNに近い特殊なj=j“を見出し、最良のモデル
の係数としてa=a4” + b=J”を自5− 動的に探索し、これにより上記モデルに最適なパラメー
タセットを供給するようにし、以って各・fラメータに
ついて平均をとるときの従来の不具合を解消するととも
に、実測値時系列のバラツキの影響を少くしてモデルの
精度を向上させることにより異常検知装置の性能を向上
させるものである。
以下本発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図、
第2図は本発明の一実施例の演算手順を実行するソフト
ウェアのフローチャートを示す図である。
第1図において1は異常検知対象例えば対象プラント、
2は検出器、3はモデル、4は減算器、5は絶対値発生
器、6は比較器、7はしきい値設定器、8は表示装置、
9は学習同定装置である。
第1図において異常検知対象プラント1のプラント変数
を検出器2によって検出してその検6− 出値をyとし、一方正常状態における該ゾラント変数の
値Xをモデル8によって発生させる。
減算器4によりてこれら2値の差すなわちx−yを算出
し、さらに絶対値発生器5によって絶対値をとる。すな
わち、絶対値発生器5の出力はIx−ylである。該出
力信号を比較器6の第1の入力端に接続し、しきい値設
定器7によって設定されるしきい値Cを上記比較器6の
第2の入力端に接続する。1x−ylO値がしきい値6
を越えたときに比較器6の出力を表示装置8Vc入力し
て異常を表示する。この場合前述の検出器2の出力を学
習同定装置9tlC入力し、同装置9で設定されるノ+
ラメータをモデル3Vc供給してモデル3の精度を向上
させる。
上記学習同定装置9においては以下のIうな演算が行な
われる。
先ずN回の試験により計測された計測値の時系列をそれ
ぞれyr(t) * ys(t) +・・・、y、(t
)とし、これらの計測値を用いてm個のi4ラメータJ
+821・・・1 amを学習同定する際の考え方を述
べる。
(1)N個の計測値の時系列釜々を用いてm個のパラメ
ータを同定する(同定手法は問わない)。
1番目(1=1 、2 、・・・、N)の計測値の時系
列を用いて同定したパラメータセットをとする。
(2)  N組のパラメータセット各々に対し評価関数
Jiとその平均値Jlを計算する。
11         1 Jl=wt at +va lL2 +−+Wm’mた
だしl=1 、2 、・・・、N wl j Wg h ”’ r 91m2重み定数(3
)N組の・やラメータセットの内最新のn(n≦N)組
すなわち、J=N−n+1 。
N−n+2.・・・、N jj、、、’j al  1  afi  j    j  amおよび
、これらの評価関数 JN−1+t  l  Jトn+3’ ”°lJNと前
(2)項の平均値jNを記憶する。
(4)記憶している評価関数JN−□+1 + ”’ 
HJNO内最もJNに近い値をもつ番号tをさがし11
        1 111  r  all  ”’  r  JHを最適
パラメータセットとする。
すなわち、 (1)項では時系列データの特徴をm個のパラメータセ
ットに集約する。
(2)項ではさらにパラメータセットの特徴を評価関数
JiKtとめると共に、Jlの分布を学習する変数とし
てJi (t=t 12 +?・・I N )の平均値
7Nを計算する。この7.には過去のN回の同定結果の
経験が蓄積されて−る。
(3)項では、・平うメータセットを選び出す候補とし
て最新のn組だけのノ42メータセットおよび評価関数
を記憶するにとどめることによって記憶データ量を減ら
している。
(4)項では最適のパラメータセットを評価関数Jを指
標として選択する。
以上が学習同定機能の考え方であり、(N+1)側めの
計測値時系列が得られたときの演算手順9− は第2図に示す如く以下の逐次演算を行なうだけでよい
(手順1)  (N+1)側めの計測値時系列を用いて
パラメータセット を同定する。
(手順2) 評価関数 JN+l = wt at  + wz al  +−
+Wln&mおよび平均値 を計算する。
(手順3) 記憶している内で最も古いパラメータセッ
ト と評価関数JN−n+1および平均値JNを捨て、最新
のパラメータセット と評価関数JN+1および平均値JN+1を記憶する。
(手順4) 手順3で更新されたn個の評価関数JN−
B−H* JN−N+1 + ”・IJN+鳳の中から
JN+1に最も10− 近い値をもつ番号tをさがし、 ILI  l  &雪 1  ”’I’mを新しい最適
・ヤラメータセットとする。
本発明は以上の如く構成されてiるので以下の如き優れ
た効果が奏せられる。
(1)  ノfラメータセットをパラメータの重み付詮
加算値である評価関数JKまとめ、Jの平均値jを指標
として最適な・ヤラメータセットを選ぶことによって、
従来例に述べた各パラメータについて平均をとるときの
不具合を解消でなる。
(2)Jの平均値には過去のすべての経験が蓄積されて
いると埴う性質を利用して、過去の経験に関する学習機
能が付加されてiるので、これによって、例外的・突発
的に生ずる実測値時系列のバラツキの影響を小さくする
ことができると共に使用実績を積むにつれて次第KAデ
ルの精度を向上させることができる。
(3)最新のn組の・やラメータセットとn個の評価関
数および評価関数の平均値だけを記憶すればよいので従
来の大量のデータを記憶していなければならないという
不具合を解決できる。
(4)以上によって、使用実績に応じてモデルの精度を
益々向上させることによυ異常検知装置の性能を益々向
上させることができる。
要するに本発明によれば異常検知対象の状態量を検出す
る検出器から出力される検出値とモデルによる計算値と
の差がしきい値設定器によシ設定された所定のしきい値
以上にずれたときに異常を検知する異常検知装置におい
て、上記検出値から得られるパラメータセットを・ヤラ
メータの重み付き加算値である評価関数にまとめ、この
評価関数の平均値を指標として最適な・fラメータセッ
トを選ぶ学習同定装置を上記検出器と上記モデルとの間
に接続し、上記学習同定装置から最適な・fラメータセ
ットを上記モデルに供給するようにしてなることにより
モデルの精度を向上させて異常検知装置の性能を向上し
得る学習同定装置を有する異常検知装置を提供するもの
であるから、本発明は産業上極めて有益なものである。
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図、
第2図は本発明の一実施例の演算手順を実行するソフト
ウェアのフローチャートを示す図である。
1・・・対象プラント、2・・・検出器、3・・・モデ
ル、4・・・減算器、5・・・絶対値発生器、6・・・
比較器、7・・・しきい値設定器、8・・・表示装置、
9・・・学習同定装置。
出願人復代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 異常検知対象の状態量を検出する検出器から出力される
    検出値とモデルによる計算値との差がしきい値設定器に
    より設定された所定のしきい値以上にずれたときに異常
    を検知する異常検知装置において、上記検出値から得ら
    れるベラメータセットをノ臂うメータの重み付き加算値
    である評価関数にまとめ、この評価関数の平均値を指標
    として最適なパラメータセットを選ぶ学習同定装置を上
    記検出器と上記モデルとの間に接続し、上記学習同定装
    置から最適なノ9ラメータセットを上記モデルに供給す
    るようにしてなることを特徴とする学習同定装置を有す
    る異常検知装置。
JP57127851A 1982-07-22 1982-07-22 学習同定装置を有する異常検知装置 Pending JPS5917612A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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