JPS6118207B2 - - Google Patents
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- JPS6118207B2 JPS6118207B2 JP50137905A JP13790575A JPS6118207B2 JP S6118207 B2 JPS6118207 B2 JP S6118207B2 JP 50137905 A JP50137905 A JP 50137905A JP 13790575 A JP13790575 A JP 13790575A JP S6118207 B2 JPS6118207 B2 JP S6118207B2
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- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Description
本発明は、プロセスの入力量をステツプ的に所
定量だけ変化させて、これに応じて変化するプロ
セスの出力量を時間的に採取して、プロセスの過
渡的なステツプ応答特性を求めるためのプロセス
の試験方法に関する。
プロセス制御においては、最適な制御を行なう
ため、プロセスの伝達関数等の動特性を知る必要
がある。このようなプロセスの動特性を求めるた
め、動特性試験が行なわれる。
プロセスの入力量をステツプ的に所定量だけ変
化させて、プロセスの出力量の変化を時間的に捉
えるとプロセスのステツプ応答特性を求めること
ができる。このステツプ応答特性を線図で評わす
と、定位性のプロセスの場合は、第1図aのx
(t)で示すような特性線となり、無定位性のプ
ロセスの場合は第1図bのx(t)で示すような
特性線となる。第1図a、およびbの線図におい
て、縦軸はプロセスの出力量xを、横軸は時間t
を表わす。
第1図aの線図において、特性線x(t)と出
力量xの最終安定値x(∞)を示す直線1eとで
囲まれた部分の面積STを求めるとこれからプロ
セスの総合の遅れ時間TTを算出でき、特性線x
(t)の最終安定値x(∞)からプロセスのゲイ
ンKを求めることができ、これらより定位性プロ
セスの動特性を示す伝達関数等を求めることがで
きる。また第1図bにおいて、特性線x(t)の
上昇過程で微係数がほぼ一定となる点で接線lsを
引き、この接線lsの時間軸との交点および特性線
x(t)の微係数等からプロセスの遅れ時間、積
分時間等を算出でき、これらから無定位性プロセ
スの動特性を示す伝達関数等を求めることができ
る。
このようにステツプ応答特性からプロセスの伝
達関数等の動特性値を求めることができるので、
プロセスの動特性を求める動特性試験はもつぱら
ステツプ応答試験で行なわれる。
しかして、プロセスの完全なステツプ応答特性
を求めるためには、プロセスの入力に与えるステ
ツプ変化させる試験入力を出力量が、最終安定値
に落着くまで継続しなければならないので、この
試験入力の継続時間が非常に長くなる。しかしな
がら、このような試験のために与えられるステツ
プ状に変化する試験入力はプロセスにとつては外
乱となるので、プロセスへ悪影響が及ぶのを避け
るためできるだけ継続時間を短くする必要があ
る。
本発明は前記にかんがみ、プロセスのステツプ
応答特性を求める試験において、プロセスに与え
るステツプ変化の試験入力の継続時間を短縮する
ことのできる試験方法を提供することを目的とす
るものである。
このような目的を達成するため、本発明はプロ
セスの入力量をステツプ状に所定量だけ変化さ
せ、これに応じて変化するプロセスの出力量を時
間的に採取してプロセスのステツプ応答特性を求
める試験方法において、前記プロセスの入力量を
変化させた時点からプロセスの出力量の採集を開
始し、採取したプロセスの出力量の時間的な変化
を検出し、その変化量が増大し、ほゞ一定となる
か、または最大値を越え最大値の一定比率まで減
少する時点において、前記プロセスの入力量を元
の量に戻すとともに、前記変化量が一定となつた
場合は、少なくともこの時点までに採取したプロ
セスの出力量にもとづいてプロセスの動特性値を
求め、変化量が減少した場合は、プロセスの出力
量が元の量に戻るまで出力量を採取し、この採取
したプロセスの出力量にもとづいてプロセスの動
特性値を求めるようにした方法に特徴を有するも
のである。
次にこのような本発明について、図面を参照し
て説明する。
第2図は、本発明の方法にもとづくプロセスの
試験装置の概略的構成を示すブロツク線図であ
る。この図において、1はプロセス制御装置でP
はその制御対象となるプロセス、FCはプロセス
Pを操作する操作部、Cは操作部FCに動作信号
CSを与える調節部であり、調節部Cは目標値SO
とプロセスPの出力制御量PSとを比較し、その
偏差に応じた動作信号CSを形成する。2は試験
装置であり、操作部Mは切換スイツチSWを介し
て可変できる所定振幅のステツプ状の試験用の動
作信号TSを与える試験信号発生器TD,プロセス
Pの制御量PSを一定時間間隔で読取り記憶する
メモリM、およびメモリMに記憶された制御量を
読出してその時間的変化を検出する変化検出器
ADにより構成される。前記変化検出器ADは制御
量の変化量が増大してほぼ一定となるかまたは最
大値を越え最大値の一定比率まで減少すると検出
信号ASを発生し、試験信号発生器TDに与える機
能を有する。そして試験信号発生器TDは検出信
号ASを受取ると、試験信号TSを停止するように
動作する。
第2図の装置において、通常はスイツチSWを
調節部C側に閉じて、プロセスPの制御量PSが
目標値SOと一致するように自動制御が行なわれ
る。
しかして、動特性試験を行なう場合は、スイツ
チSWを試験装置2の試験信号発生器TD側に切
換え、操作部FCを調節部Cから切離す。
このようにして、tp時点で試験信号発生器TD
から、操作部FCに第3図aに示すようなステツ
プ状の所定振幅の試験信号TSを与えると、操作
部FCはこれに応じてプロセスPに与える操作量
をステツプ状に変化させるため、プロセスPの制
御量PSが自己の動特性に応じて第3図bに示す
ように時間的に変化する。メモリMは試験信号T
Sの与えられた時点tpから一定の時間間隔で制御
量PSを採集し、順次記憶する。変化検出器ADは
メモリMに記憶された各時点の制御量PSiをその
1つ前、または適当な時間だけ前の時点の制御量
PSi-oと比較し、その時間変化量を検出し、保持
しているそれまでの変化量の最大値と比較し、そ
の時点における変化量が保持している最大値より
大きければ保持している変化量の最大値を新しい
最大値に更新し続けるため、変化検出器ADに
は、常に各採取時点までにおける制御量PSの変
化量の最大値が保持されている。しかして、変化
検出器ADにおいて検出される変化量が保持され
た変化量の最大値と等しくなる期間が所定期間継
続し、変化量が一定となつたことが判定されるか
または変化量の最大値より小さくなり、その値の
所定の比率の値、例えば変化量の最大値をDmax
とすると、0.368・Dmaxの値になるまで減少した
こと判定されると、この変化検出器ADは、検出
信号Asを発生し、試験信号発生器TDに与える。
今、プロセスPがG(S)=K/1+TSの1次の伝
達関数を有するものである場合、その操作量をス
テツプ状に変化させた場合の制御量Psの時間的
変化Ps(t)は、
で示される。この(1)式を微分すると、
となり、これは制御量Psの変化量を示す。(2)式
から明らかなようにPs(t)′が最大となるのは
t=oのときでその値Ps′(o)はPs′(o)=K/T
となる。このPs′(o)とPs′(t)の比をとると
The present invention is a process for determining the transient step response characteristics of a process by changing the input amount of the process by a predetermined amount in steps, and temporally sampling the output amount of the process that changes accordingly. Concerning the test method. In process control, in order to perform optimal control, it is necessary to know the dynamic characteristics such as the transfer function of the process. In order to determine the dynamic characteristics of such processes, dynamic characteristics tests are performed. By changing the input amount of the process by a predetermined amount in steps and capturing the change in the output amount of the process over time, the step response characteristics of the process can be determined. If we evaluate this step response characteristic diagrammatically, in the case of a localization process, x in Figure 1a is
The characteristic line will be as shown by x(t) in FIG. 1b in the case of a non-localizing process. In the diagrams in Figures 1a and b, the vertical axis represents the process output x, and the horizontal axis represents the time t.
represents. In the diagram of Figure 1a, if we calculate the area S T of the part surrounded by the characteristic line x(t) and the straight line 1e indicating the final stable value x(∞) of the output quantity x, we can calculate the overall delay in the process. The time T T can be calculated, and the characteristic line x
The gain K of the process can be determined from the final stable value x (∞) of (t), and from these, the transfer function etc. indicating the dynamic characteristics of the localization process can be determined. In addition, in Figure 1b, a tangent ls is drawn at the point where the differential coefficient becomes almost constant during the rising process of the characteristic line x(t), and the intersection of this tangent ls with the time axis and the differential coefficient of the characteristic line x(t) From these, the delay time, integration time, etc. of the process can be calculated, and from these, the transfer function etc. indicating the dynamic characteristics of the non-orientating process can be determined. In this way, dynamic characteristic values such as process transfer functions can be determined from the step response characteristics.
Dynamic characteristic tests to determine the dynamic characteristics of a process are mainly performed using step response tests. Therefore, in order to obtain the complete step response characteristics of a process, the test input that changes the step input to the process input must be continued until the output quantity settles down to the final stable value, so this test input must be continued. It takes a very long time. However, since the test input that changes in steps for such a test becomes a disturbance to the process, it is necessary to shorten the duration as much as possible to avoid adversely affecting the process. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a test method that can shorten the duration of test input of a step change applied to a process in a test for determining step response characteristics of a process. In order to achieve such an object, the present invention changes the input amount of the process by a predetermined amount in steps, and temporally samples the output amount of the process that changes accordingly to determine the step response characteristics of the process. In the test method, the collection of the output amount of the process is started from the time when the input amount of the process is changed, and the temporal change in the sampled output amount of the process is detected, and the amount of change increases and remains approximately constant. or exceeds the maximum value and decreases to a certain ratio of the maximum value, the input amount of the process is returned to the original amount, and if the amount of change becomes constant, the sample is collected at least up to this point. Find the dynamic characteristic value of the process based on the output amount of the process that has been changed, and if the amount of change decreases, collect the output amount until the output amount of the process returns to the original amount, and then calculate the dynamic characteristic value based on the output amount of the collected process. This method is characterized by determining the dynamic characteristic values of the process. Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a test apparatus for a process based on the method of the present invention. In this figure, 1 is a process control device and P
is the process to be controlled, FC is the operation unit that operates the process P, C is the adjustment unit that gives the operation signal C S to the operation unit FC, and the adjustment unit C is the target value S O
and the output control amount P S of the process P, and generates an operation signal C S according to the deviation. Reference numeral 2 designates a test device, in which an operating unit M includes a test signal generator TD that provides a step-like test operation signal T S of a predetermined amplitude that can be varied via a changeover switch SW, and a test signal generator TD that generates a control variable P S of a process P for a certain period of time. A memory M that reads and stores information at intervals, and a change detector that reads the control amount stored in the memory M and detects changes over time.
Constructed by AD. The change detector AD has a function of generating a detection signal A S and giving it to the test signal generator T D when the amount of change in the controlled variable increases and becomes almost constant, or exceeds the maximum value and decreases to a certain ratio of the maximum value. has. When the test signal generator T D receives the detection signal A S , it operates to stop the test signal T S . In the apparatus shown in FIG. 2, the switch SW is normally closed to the adjustment section C side, and automatic control is performed so that the controlled variable P S of the process P matches the target value S O. Therefore, when performing a dynamic characteristic test, the switch SW is switched to the test signal generator TD side of the test device 2, and the operation section FC is separated from the adjustment section C. In this way, at time t p the test signal generator TD
Therefore, when a test signal T S of a predetermined step-like amplitude as shown in FIG. The controlled variable P S of the process P changes over time according to its own dynamic characteristics as shown in FIG. 3b. Memory M is test signal T
The control amount P S is collected at regular time intervals from a given point in time t p of S and stored sequentially. The change detector AD compares the controlled variable P Si at each point in time stored in the memory M with the controlled variable P Si-o at the previous point or an appropriate time before, and detects the amount of change over time. , to compare it with the maximum value of the amount of change held up to that point, and if the amount of change at that point is greater than the maximum value held, continue to update the maximum value of the amount of change held to the new maximum value. , the change detector AD always holds the maximum value of the amount of change in the control amount P S up to each sampling point. Therefore, the period in which the amount of change detected by the change detector AD is equal to the maximum value of the amount of change held continues for a predetermined period, and it is determined that the amount of change has become constant or the maximum value of the amount of change Dmax is the value of a predetermined ratio of that value, for example, the maximum value of change
Then, when it is determined that the value has decreased to a value of 0.368·Dmax, the change detector AD generates a detection signal As and supplies it to the test signal generator TD. Now, if the process P has a first-order transfer function of G(S)=K/1+TS, then the temporal change Ps(t) in the controlled variable Ps when the manipulated variable is changed in a stepwise manner is , It is indicated by. Differentiating this equation (1), we get This indicates the amount of change in the control amount Ps. As is clear from equation (2), Ps(t)' is maximum when t=o, and its value Ps'(o) is Ps'(o)=K/T. Taking the ratio of this Ps′(o) and Ps′(t), we get
【式】となり、t=Tの時はPs′(T)/Ps′(o
)=e-1
=0.368となる。
したがつて、プロセスPが1次遅れのプロセス
であれば、変化検出器ADが検出信号Asを発生す
る時点はt=Tとなる時点、すなわち、試験信号
Tsの与えられたto時点からプロセスPの時定数
Tに相応した時間だけ経過した時点となる。
また、プロセスPがG(s)=K/(1+Ts)2と
いう
2次の伝達関数を有する場合について考察する
と、操作量のステツプ変化に対する制御量の応答
は(3)式で示すような時間関数となる。
この(3)式の1次微分は
となる。このPs(t)、すなわちPsの変化量の最
大値は、(4)式をさらに微分し、その値が0となる
時点で表われ、その時点を求めるとt=Tの時点
となる。(4)式のt=Tおよび操作量をステツプ状
に変化させた時点からプロセスの総合の時定数
2Tに対応する時間だけ経過したt=2Tの値は
Ps′(T)=K/Te-1,Ps′(2T)=2K/Te-2と
なる。し
たがつて、Ps′(2T)/Ps′(T)=2e-1==0.
736となる。ま
た、変化量が最大値となる時点t=Tと、さらに
その時点からプロセスの時定数2Tに対応した時
間だけ経過した時点t=3Tにおける(4)式の値
は、Ps′(T)=K/Te-1,Ps′(3T)=3K/Te
-3とな
る。したがつて、Ps′(3T)/Ps′(T)=3e-2
=0.406となる。
この考察から明らかなような、G(s)=
K/(1+Ts)2の伝達関数を有するプロセスであれ
ば、
操作量のステツプ変化に対する制御量の変化量が
最大値となつた時点からプロセスの総合の時定数
2Tに相応する時間だけ経過した時点で制御量の
変化量がその最大値の0.406倍の値に減少する。
また、パルス応答によりプロセスの動特性を求
求めるためには試験入力の継続時間はプロセスの
時定数に相当する長さだけ必要である。前述の1
次の伝達関数を有するプロセスでは変化量が最大
値の0.368倍に減少した時点で試験入力を切れば
試験入力の継続時間はプロセスの時定数Tに等し
くなり、2次の伝達関数を有するプロセスでは変
化量が最大値の0.406倍に減少した時点で試験入
力を切れば試験入力の継続時間はプロセスの時定
数2TにさらにTを加えた長さになる。n次の伝
達関数を有するプロセスでは、nが大きくなるほ
ど変化量が最大値となつた時点からさらにプロセ
スの時定数だけ経過した時点における変化量と最
大値との比率は大きくなる。
定位性のプロセスの場合のステツプ応答特性は
第1図aに示すようになり、高次の伝達関数を有
するほど特性線x(t)は応答初期の特性がねて
きて応答が直ちに表われにくくなるが、必らず制
御量の変化量は最大となる時定を経過したのち最
終的に0となるので、必らず最大値に対して減少
する比率を設定することができる。したがつて、
1次の伝達関数を有するプロセスを基準にして変
化量が最大値の0.368倍に減少した時点で試験入
力を切るようにすれば、プロセスの特性が全くわ
からないn次の伝達関数を有するプロセスの試験
に際しても、試験入力の継続時間をプロセスの時
定数以上とすることができる。実際のプロセスの
試験においては制御量にはノイズ等がわかるの
で、試験入力を切るための最大値に対する変化量
の比率を0.368よりも小さくして試験入力の継続
時間を多少長くすることが好ましい。
このように変化検出器ADにより、ステツプ状
の試験信号に対するプロセスの制御量の時間的変
化量が最大値を越えてその最大値の所定比率に減
少する点を検出し、この時点で試験信号Tsを切
るようにすれば、プロセスの特性がわからなくて
も試験信号の継続時間としてプロセスPの時定数
に相応した長さを確保できる。
一般的なn次おくれの伝達関数について考えて
みると、伝達関数はG(s)=K/(1+Ts)nとな
り、
操作量のステツプ変化に対する制御量の応答は(5)
式で示すような時間関数となる。
この(5)式の1次微分は、
また、2次微分は、
となる。したがつてPsの変化量の最大値は(7)式
よりt=(n−1)Tの時点で表われる。
前記の説明はプロセスが定位性を有する場合で
あるが、無定位性を有する場合には、プロセスの
ステツプ応答は発散するので、変化量は時定数に
相応した遅れ時点で最大となり、それ以後は変化
せずほゞ一定となるような変化を示す。これに対
応できるように変化検出器ADは変化量が増大し
てその値がほゞ一定となるような変化を検出する
機能も備えている。したがつて、プロセスが無定
位性を有する場合であつても、変化検出器AD
は、プロセスの時定数に相応した遅れ時点で試験
信号発生器TDに検出信号Asを与える。
このようにして、第3図のta時点で、制御量Ps
の時間的変化量Dが最大値Dmaxを越え、
0.368Dmaxに減少したことが検出されると、変化
検出器ADから第3図cに示すように検出信号As
が発生される。これにより試験信号発生器TDは
試験信号Tsを停止するので、操作部FCからプロ
セスPに与えられる操作量Fsは元に戻される。
これにより、プロセスPの制御量Psは、第3図
bに示すようにta時点以後は、わずかに増加して
から減少し、元の量に戻る。
変化検出器ADにおいて、制御量Psの変化量が
最大値を越えて減少することが検出された場合は
プロセスが定位性であることを意味するのでta時
点以降も制御量Psが元の量に戻るまで採取を継
続してメモリMに読取り記憶する。したがつてこ
の場合はメモリMに第3図bに示す制御量Psの
時間的変化Ps(t)が全て集録される。
本発明においては、このように試験信号Tsが
プロセスの制御量Psが最終安定値に到達する以
前に切られるため、メモリMに集録された制御量
Psは完全なステツプ応答を示すものとはならな
い。しかし、プロセスが線形であるとすれば、第
3図aに示すような所定時間幅TAを有するパル
ス試験信号Tsに対する第3図bに実線で示すよ
うなプロセスのパルス応答特性線Ps(t)か
ら、演算により第3図bに点線で示すステツプ応
答特性Ps(t)′線を求めることができる。すな
わち、期間TAの間は第3図bから明らかなよう
にPs(t)′=Ps(t)として期間TBにおいて
はPs(t)′=Ps(t)+Ps(t−TA)として求
めることができるのである。このようにして求め
たステツプ応答特性線Ps(t)′から前記したよ
うな手法で、プロセスの動特性値を求めることが
できる。
なお、変化検出器ADにおいて、制御量Psの変
化量が最大値で一定となることが検出された場合
は、プロセスが無定位性であることを意味するの
で、この場合にはすでにこの時点までに採取した
データにより充分プロセスの動特性値を求めるこ
とができるので、この時点で制御量の採集を中止
してもよいのである。
プロセスが無定位性である場合には、第4図b
に示すように変化検出器ADの検出信号Asによつ
て試験信号Tsを切つただけでは制御量Psは元に
戻らないため、第4図aに示すように例えば試験
信号Tsの継続時間TAと等しい期間おいて、今度
は最初の試験信号Tsと等しい時間幅の逆極性の
試験信号−Tsを与えるようにすれば、第4図a
に示すようにプロセスの制御量Psを元に戻すこ
とができる。
なお、変化検出器ADにおける変化量の減少を
検出するための最大値に対する設定比率は0.368
に限る必要はない。
以上説明したように、本発明によれば、プロセ
スのステツプ応答特性を求めるためにプロセスに
与えるステツプ状に変化する入力の継続時間をプ
ロセスの制御量の変化量を検出して、プロセスの
時定数に相応する時間を確保できるようにして制
限するので、これを短くすることができる。この
ため、試験入力によつてプロセスが悪影響を受け
るのを避けることができる。またプロセスに与え
る入力の継続時間がプロセスの時定数に相応する
時間以上となることにより、プロセスの応答制御
量を最終安定値の60%以上の比較的大きい値まで
変化させて採取することができるので、変化量検
出のためのデータ処理等を容易にかつ正確に行な
うことができる等の効果もあり、本発明の方法は
有用である。[Formula], when t=T, Ps'(T)/Ps'(o
)=e -1 =0.368. Therefore, if the process P is a first-order delayed process, the time point at which the change detector AD generates the detection signal As is the time point when t=T, that is, the test signal
This is the time when a time corresponding to the time constant T of the process P has elapsed from the given to time point of Ts. Furthermore, considering the case where process P has a quadratic transfer function of G(s)=K/(1+Ts) 2 , the response of the controlled variable to a step change in the manipulated variable is a time function as shown in equation (3). becomes. The first derivative of this equation (3) is becomes. This Ps(t), that is, the maximum value of the amount of change in Ps, appears when the equation (4) is further differentiated and the value becomes 0, and when that point is found, it is the time t=T. t=T in equation (4) and the overall time constant of the process from the time when the manipulated variable is changed in a stepwise manner.
The value of t=2T after the time corresponding to 2T has passed is
Ps'(T)=K/Te -1 , Ps'(2T)=2K/Te -2 . Therefore, Ps'(2T)/Ps'(T)=2e -1 ==0.
It becomes 736. In addition, the value of equation (4) at time t = T when the amount of change reaches its maximum value and further at time t = 3T, which corresponds to the time constant 2T of the process, is Ps' (T) = K/Te -1 , Ps′(3T)=3K/Te
-3 . Therefore, Ps'(3T)/Ps'(T)=3e -2
=0.406. As is clear from this consideration, G(s)=
For a process with a transfer function of K/(1+Ts) 2 , the overall time constant of the process is calculated from the time when the amount of change in the controlled variable in response to a step change in the manipulated variable reaches its maximum value.
When a time corresponding to 2T has elapsed, the amount of change in the control amount decreases to a value that is 0.406 times its maximum value. In addition, in order to obtain the dynamic characteristics of the process using a pulse response, the duration of the test input is required to be a length corresponding to the time constant of the process. 1 mentioned above
In a process with the following transfer function, if the test input is cut off when the amount of change decreases to 0.368 times the maximum value, the duration of the test input will be equal to the time constant T of the process, and in a process with a quadratic transfer function, If the test input is cut off when the amount of change has decreased to 0.406 times the maximum value, the duration of the test input will be the process time constant 2T plus T. In a process having an n-th order transfer function, the larger n becomes, the larger the ratio between the amount of change and the maximum value becomes when the time constant of the process has elapsed from the time when the amount of change reached the maximum value. The step response characteristics in the case of the localization process are as shown in Figure 1a, and the higher the transfer function, the more the characteristic line x(t) loses its initial response characteristics and the response is less likely to appear immediately. However, since the amount of change in the control amount always reaches 0 after a time period at which it becomes maximum, it is possible to set a ratio that necessarily decreases with respect to the maximum value. Therefore,
If the test input is turned off when the amount of change decreases to 0.368 times the maximum value based on a process with a first-order transfer function, it is possible to test a process with an n-order transfer function for which the characteristics of the process are completely unknown. Even in this case, the duration of test input can be made longer than the time constant of the process. In an actual process test, since noise and the like can be detected in the control amount, it is preferable to make the ratio of the amount of change to the maximum value for turning off the test input smaller than 0.368 and to make the duration of the test input somewhat longer. In this way, the change detector AD detects the point at which the temporal change in the process control amount for the step-like test signal exceeds the maximum value and decreases to a predetermined ratio of the maximum value, and at this point the test signal Ts By cutting , a length corresponding to the time constant of the process P can be secured as the duration of the test signal even if the characteristics of the process are not known. Considering a general transfer function with an n-th delay, the transfer function is G(s) = K/(1+Ts) n , and the response of the controlled variable to a step change in the manipulated variable is (5)
It becomes a time function as shown in the formula. The first derivative of this equation (5) is Also, the second derivative is becomes. Therefore, the maximum value of the amount of change in Ps appears at the time t=(n-1)T from equation (7). The above explanation is for the case where the process has localization, but when the process has no localization, the step response of the process diverges, so the amount of change is maximum at the time of delay corresponding to the time constant, and after that, Indicates a change that does not change and remains almost constant. In order to cope with this, the change detector AD also has a function to detect a change in which the amount of change increases and its value remains approximately constant. Therefore, even if the process has nonorientation, the change detector AD
provides the detection signal As to the test signal generator TD at a time delay corresponding to the time constant of the process. In this way, at time ta in Fig. 3, the control amount Ps
When the amount of change D over time exceeds the maximum value Dmax,
When a decrease to 0.368Dmax is detected, the detection signal As is output from the change detector AD as shown in Figure 3c.
is generated. As a result, the test signal generator TD stops supplying the test signal Ts, so the operation amount Fs given to the process P from the operation unit FC is returned to its original value.
As a result, as shown in FIG. 3b, the control amount Ps of the process P increases slightly after time ta, then decreases and returns to the original amount. If the change detector AD detects that the amount of change in the control amount Ps decreases beyond the maximum value, it means that the process is localizing, so the control amount Ps remains the original amount even after time ta. The sampling is continued until it returns and is read and stored in the memory M. Therefore, in this case, all the temporal changes Ps(t) of the control amount Ps shown in FIG. 3b are recorded in the memory M. In the present invention, since the test signal Ts is cut off before the process control amount Ps reaches the final stable value, the control amount stored in the memory M
Ps does not represent a complete step response. However, if the process is linear, the pulse response characteristic line Ps (t ), the step response characteristic Ps(t)' line shown by the dotted line in FIG. 3b can be obtained by calculation. That is, as is clear from FIG. 3b, during period T A , Ps (t)' = Ps (t), and during period T B , Ps (t)' = Ps (t) + Ps (t - T A ). It can be found as From the step response characteristic line Ps(t)' obtained in this way, the dynamic characteristic value of the process can be obtained using the method described above. In addition, if the change detector AD detects that the amount of change in the control amount Ps is constant at the maximum value, it means that the process is non-localizing, so in this case, the process has already been performed up to this point. Since it is possible to sufficiently obtain the dynamic characteristic values of the process from the data collected at this point, it is possible to stop collecting the control variables at this point. If the process is ataxic, then Figure 4b
As shown in Fig. 4a, simply cutting off the test signal Ts by the detection signal As of the change detector AD does not return the control amount Ps to its original state . If a test signal -Ts of opposite polarity and a time width equal to that of the first test signal Ts is given after a period equal to
The process control amount Ps can be restored as shown in . The setting ratio to the maximum value for detecting a decrease in the amount of change in the change detector AD is 0.368.
There is no need to limit it to. As explained above, according to the present invention, in order to obtain the step response characteristics of the process, the duration of the input that changes in a step-like manner given to the process is detected by the amount of change in the control amount of the process, and the time constant of the process is determined. This can be shortened by limiting the amount of time that can be secured. Therefore, it is possible to prevent the process from being adversely affected by the test input. In addition, by making the duration of the input to the process longer than the time corresponding to the time constant of the process, it is possible to change the response control amount of the process to a relatively large value of 60% or more of the final stable value. Therefore, the method of the present invention is useful because it has the advantage that data processing for detecting the amount of change can be easily and accurately performed.
第1図はプロセスのステツプ応答特性線図、第
2図は、本発明方法にもとづく試験装置のブロツ
ク構成図、第3図および第4図は本発明の作用解
説図である。
1……プロセス制御系、2……試験装置、C…
…調節部、FC……操作部、P……プロセス、M
……メモリ、AD……変化検出器、TD……試験信
号発生器。
FIG. 1 is a process step response characteristic diagram, FIG. 2 is a block diagram of a test apparatus based on the method of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams of the operation of the present invention. 1... Process control system, 2... Test equipment, C...
...Adjustment unit, FC...Operation unit, P...Process, M
...Memory, AD...Change detector, TD...Test signal generator.
Claims (1)
変化させ、これに応じて変化するプロセスの出力
量を時間的に採取してプロセスの過渡応答特性を
求めるプロセスの試験方法において、前記プロセ
スの入力量を変化させた時点からプロセスの出力
量の採取を開始し、採取したプロセスの出力量の
時間的変化を検出し、その変化量がほゞ一定とな
るかまたは最大値を越え最大値の所定比率まで減
少する時点において、前記プロセスの入力量を元
の量に戻すとともに、前記変化量がほゞ一定とな
つた場合は、少くともこの時点までに採取したプ
ロセスの出力量にもとづいてプロセスの動特性値
を求め、前記変化量が最大値を越えて減少した場
合は前記プロセスの出力量がほゞ元の量に戻るま
で出力量を採集し、この採取したプロセスの出力
量にもとづいてプロセスの動特性値を求めるよう
にしたことを特徴とするプロセスの試験方法。1. In a process testing method for determining the transient response characteristics of a process by changing the input amount of the process by a predetermined amount in steps and temporally sampling the output amount of the process that changes accordingly, the input amount of the process is Start collecting the output amount of the process from the moment when the output amount of the process is changed, detect the temporal change in the sampled output amount of the process, and determine whether the amount of change becomes approximately constant or exceeds the maximum value by a predetermined ratio of the maximum value. At the point when the input amount of the process has decreased to the original amount, and if the amount of change has become approximately constant, the process operation is changed based on at least the output amount of the process collected up to this point. Find the characteristic value, and if the amount of change decreases beyond the maximum value, collect the output amount until the output amount of the process returns to almost the original amount, and change the process based on the collected output amount of the process. A process testing method characterized by determining dynamic characteristic values.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50137905A JPS5261686A (en) | 1975-11-17 | 1975-11-17 | Testing method of process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50137905A JPS5261686A (en) | 1975-11-17 | 1975-11-17 | Testing method of process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5261686A JPS5261686A (en) | 1977-05-21 |
JPS6118207B2 true JPS6118207B2 (en) | 1986-05-12 |
Family
ID=15209409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50137905A Granted JPS5261686A (en) | 1975-11-17 | 1975-11-17 | Testing method of process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5261686A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS58107080A (en) * | 1981-12-21 | 1983-06-25 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Automatic correction system of gain of motor speed control system |
JP5815987B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-11-17 | キヤノン株式会社 | Exposure apparatus and device manufacturing method |
-
1975
- 1975-11-17 JP JP50137905A patent/JPS5261686A/en active Granted
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Publication number | Publication date |
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JPS5261686A (en) | 1977-05-21 |
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