JPS61245203A

JPS61245203A - パタ−ン認識型自己調整制御器

Info

Publication number: JPS61245203A
Application number: JP8735285A
Authority: JP
Inventors: トーマス　ダブリユ．クラウス
Original assignee: Foxboro Co
Current assignee: Schneider Electric Systems USA Inc
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1986-10-31

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】〔産業上の利用分野〕本発明は一般的にプロセスを制御する適応型制部器、よ
り詳細には所望によりプロセスの実際ノ状態と所望状態
との差に応答して制御器動作パラメータが自動的に変化
して、制御器の反応なプ。

セスの動特性と笑質Ｅ１９に一致させるパターン認識型
の自己調整制御器に関する。

〔従来の技術〕

代表的な制御ループの場合、制御器がプロセスに接続さ
れて温度、流磁もしくはレベル等のプロセス制御変数を
測定し、信号として制御器へ送って設定点として知られ
る所望値と比較する。さまざ′ｆな制御器要素がエラー
信号に応答してプロセスを調整する制御信号を発主し、
プロセス制御変数を所望値に維持する。制御器の反応を
プロセスの動特性と実質的に一致させ、特にプロセスが
外乱を受けた後もしくは設定点が急激に変化した時に、
全体制御ループを最適状態に維持できれば有利であるこ
とをお判り願えることと思う。

パターン認識自己調整制御器は制御器動作パラメータを
自動調整し制御器の反応を所望するように変化させて制
御ループを最適状：Ｓとする。パターン認識は制御器の
動作パラメータを手動調整するのに使用する公知の技術
であることをお判り願いたい。代表的に定常状態モード
で作動する制御システムは揺乱を受は応答パターンが観
察される。

操作者がこのパターンを所望パターンと比較し℃制御器
の設定値を修正し両パラメータを実質的に一致させる。

このようにして制御器動作パラメータを設定するための
プロセスの必須の経験及び／もしくは知識が得られる前
に、多くの試行錯課が行われると、調整は時間を要しコ
ストの高いものとなる。

さらに制御器の設定は動作状態の特定の設定及び範囲に
ついて行われるため、設定点修正、プロセス負荷外乱も
しくは制御システム装置の経年変化、摩耗及び腐食等の
結果生じる動作状態の変化を補償する必要がある。熟練
した操作者が使用する手動調整プロセスの必要性をなく
して複製する適応型制御器を提供するためにさまざまな
試みがなされたが成功は少なかった。

多くの応用において、制御ループの動的反応な表わす公
式は非常に複雑であり、そのため所望の理想的パターン
を得るのにどの動作パラメータを使用すべきかを分析的
に決定するのが非常に困難である。その結果、分析的解
決は簡単化の前提に基ずくことが多く、人間の干渉なし
に制御できる動作状態やプロセス応用数の範囲が狭めら
れる。

本譲受人に譲受けもたイー・エッチ・プリストルの米国
特許第３．７９８．４２６号には、操作者なしでｍ整可
能なパターン評価適応型制御器が開示されている。そこ
に記載されているように、被制御プロセスが局部外乱や
設定点の変化等の混乱から回復すると、プリストルの教
示に従って製作された制御器はプロセス制御変数の初期
回復反応を調べて、さまざまな評価時間間隔を計算する
。プロセス制御変数の所望値から逸脱が好ましくは各評
価期間にねたつ℃積分され結合され℃積分エラーを生じ
る。積分エラーの大きさに基いて、プロセスの次の混乱
時に最適制御動作を保証するのに必ｉｌｌ　Ｔｘように
制御器の動作パラメータが変化する。

しかしながら初期回復反応と関連する評価期間の大きさ
との調停は、全動作状態について必ずしも一定ではない
。プリストルの教示する制御器は複雑な非線型プロセス
の制御には適しているが、操作者が評価期間の決定に使
用する基準を変えることなく管理できる状況の数は制限
される。

従って広範な動作状態及び／もしくは応用に適した改良
された適応型制御器が必要とされる。さらに操作者が肉
体的危険に直面するよ５　Ｔｘ場合に特に、操作者の操
作を最少限もしくは無くしてしまうことも望ましい。

〔発明の要約（および効果）〕

従来技術制御ループ及び制御器の前記制約はプロセスが
混乱した動作状態に達する時に生じるプロセス制御変数
の少くとも２つの反応特性を測定する検出器を含む改良
された新しい自己調整制御器を提供して克服される。ま
た検出器の出力に接続されて２つの特性に応答し、所望
により制御器の動作パラメータを変えて後にプロセスに
外乱や変動が加わる時に制御ループの応答を所定の性能
基準と一致させるアダプタも含まれている。

実施例において、制御器は比例微積分（ＰＩＤ　）型で
ある。制御器を制御動作に設定すると、ノイズバンドに
５ｉＲだ所定値を越えるエラー信号の尖頭値が検出され
て制御ループの閉ループ応答のオーバシュート及び減衰
特性の計算に使用される。

必要ならばオーバシュート及び減衰特性の計算値と所望
値の差に従って、Ｐより係数が変えられる。

予適応モードも提供され、制御器は制御ループの開路応
答を評価してＰより係数の初期値、プロセスの概略期間
に関連する最大待時間及びノイズバンドを決定する。

本発明は操作者が干渉することなく広範な動作状態や応
用を制御するのに適している。特定の被制御プロセスに
ついて多電の知識を累積する必要性もない。本発明はプ
ロセスが混乱状態に達するたびにプロセス制御変数の反
応を評価するため、局部外乱の逆効果や制御システム装
置の経年変化、摩耗及び腐食が自動的に調整される。さ
らに本発明はこの反応の実際の性能特性を測定して、こ
れらの特性の所望値と比較することにより制御ループの
反応を評価する。その結果、制御ループの反応を示す複
雑な式の分析的解決を探そうとする従来技術の制御器に
付随する前記問題が回避される。

〔実施例〕

第１Ａ図にプロセス制御ループ８のブロック図を示し、
それは本発明の教えるところに従って作られた自己調整
制御器システム１０及び制約はしないが温度、圧力、レ
ベル、濃度等のプロセス制御変数１４を特徴とするプロ
セス１２を含んでいる。プロセス制御変数１４を受信す
るように接続されたセンサ１６はプロセス制御変数１４
値を表わす測定信号１８を出力するように作動する。セ
ンサ１６はここではアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換
器１６０に接続されるスイッチ１１０に接続されている
Ｄ／　Ａ変換器１６０に加えられる設定点２２はプロセ
ス制御変数１４の所望値を表わす。

自己調整制御器システム１０がデジタル変換された測定
信号１８及び設定点２２に応答して制御信号を発生する
。制御器操作変数２４値を設定するように作動する弁等
の最終制御素子２３が従来のデジタル／アナログＣＤ／
Ａ）変換器１６２の出力に生じる制御信号２０を受信す
る。プロセス１２はその変数の変化に応答してプロセス
制御変数１４を変化させ、その値を設定点２２により示
される所望値と実質的に同じとする。

プロセス１２は外乱２６にも応答することを御理解願い
たい。外乱２６の大きさが充分大きくてプロセス１２に
よりプロセス制御変数１４値が多少変化すると、制御ル
ープ８は修正動作に応答して外乱２６の影響を除く。

測定信号１８及び設定点２２を受信するように接続され
た比較器３０はプロセス制御変数１４値と所望値との差
を表わすエラー信号３２を出力するように作動する。（
後記する）アダプタ３４が比較器３０に接続されてエラ
ー信号３２を受信する。次にアダプタ３４はプロセッサ
信号４０を出力し、それは後に従来の比例微積分（Ｐよ
り）制御器４２の入力に加えられる。また、エラー信号
３２を受信する比較器３０に接続されたＰより制御器４
２はエラー信号３２とエラー信号の時間積分とエラー信
号の時間微分との三項の和に比例する（修正動作を表わ
す）制御器信号２０を出力するように作動する。６つの
各項の相対的寄与はそれぞれ比例（Ｐ）、積分（１）及
び微分（Ｄ）係数として知られる係数により決定される
。制御器４２はプロセッサ信号４０に応答してＰより係
数値を設定する。アダプタ３４は（後記する）初期化信
号４６を受信する入力端子４４を含み、自己調整制御器
システム１０をスイッチインして作動させると制御ルー
プ８の適切な動作が開始する。

第１Ｂ図はアダプタ３４の電子素子を示すブロック図で
ある。測定信号１８及び設定点２２は共に測定信号１８
及び設定点２２？：表わすデジタル信号を出力する従来
のアナログ／デジタル（Ａ／［）　）変換器１６００Å
力導線に加えられる。これらのデジタル信号はインテル
８０５１マイクロプロセジサ４０４、ランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ　）４０６、電気的ゾ四グラマプル読取
専用メモリ（ＩＣＦＲＯＭ　）　４０８及びデジタル／
アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１６２に接続されたパス４０
２に沿って送信される。アダプタ３４は実際にはｘｐｕ
ｏＭ４０８に格納され実際のハードウェア回路の動作を
書換えるコンピュータソフトウェアプログラムとして具
現されている。ＲＡＭ　４０６はＭＰＲＯＭ　４　Ｑ　
８内のプログラムにより制御される動作を実行するマイ
クロプロセッサ４０４が必要とするデータメモリ及びレ
ジスタを含んでいる。アダプタ３４が測定信号１８及び
設定点２２から引出される情報を処理すると、その結果
生じるプロセッサ信号４０はＰより制御器４２へ加えら
れる。

第１Ａ図、第１Ｂ図及び第２図を参照として、時間基線
に沿ったエラー信号３２の反応は測定信号１８値と設定
点２２間に相違を生じる混乱状態に対する制御ループ８
の閉ループ応答を表わしている。代表的に、混乱状態は
プロセス制御変数１４値を突然変化させる（周囲動作状
態の変化等の）負荷外乱２６もしくは設定点２２の突然
の変化により生じる。第２図は説明の都合上軌跡５０に
より示すエラー信号３２のグラフである。グラフの水平
軸は時間Ｔであり垂直軸はプロセス制御変数１４値と設
定点２２により示される所望値との差を表わすエラー信
号の大きさＭである。図示するように、軌跡５０はそれ
ぞれピーク振幅Ｅｌ　。

Ｅ２及びＥ３？：有しそれぞれ時間Ｔｌ　＊　’ｒ２及
びＴ３において生じる３つのピーク５２，５４及び５６
（局部極値として知られる）を特徴とする。結局、制御
ループ８は初期混乱状態に応答し、プロセス制御変数１
４が所望値に戻っているすなわち変化している状態に応
じて軌跡５０の大きさＭは実質的に０に等しくなる。

（軌跡５０の反応で示す）制御ループ８の閉ループ応答
は制御ループの反応を説明するのに制御技師なら良く知
っている性能測定である減衰、オーバシュート及び時間
により指定できることがお判りいただけると思う。特に
、減衰ＤＭＰ、オーバシュー）　ＯＶＲ及び時間Ｔｏは
次のように定義できる。

ＤＭＰ＝（［３−［２）／（Ｉ［ｔｌｉ２）ＯＶＲ＝　
−１２７Ｅ　１ ’ｒ、）＝’ｒ３−’ｒ１その結果、制御ループ８の所望性能は減衰、オーバシュ
ート及び時間の所定値により指定することができ、次に
それらは自己調整制御器システム１０の調整に使用する
理想パターンを描くのに使用できる。すなわち、軌跡５
０が理想パターンと一致すると軌跡を生じた制御器の設
定値が最適となる。本発明において、理想パターンは好
ましくは第１と第３のピークが発生する間の期間の中間
で第２の尖頭値が生じるようにされた３個のピークを含
んでいる。

軌跡５０の特定パターンは設定点２２の値が突然増大し
て正のエラーピーク５２が生じる状態を表わす。設定値
２２の値が突然減少する場合には、エラー信号１８の第
１のピークは負の振幅を有する。しかしながら、後者の
場合の理想パターンは軌跡５０に望まれる理想パターン
の鏡像である点を除けば、減衰、オーバシュート及び時
間の同じ所定値を使用して理想パターンを指定すること
ができる。

第３Ａ図、第３Ｂ図〜第８Ａ図、第８Ｂ図にアダプタ３
４の論理動作を説明するフロー図を示す。

当業者であればフロー図を使用して本発明を具現したコ
ンピュータソフトウェアプログラムを生成することがで
きる。第３Ａ図の開始ブロック６０に示すように、制御
器システムをスイッチインして作動させるとアダプタ３
４がブロック６２に示す初期化実施機能を実行する。

次に第２図の軌跡５０及びフロー図に関して自己調整制
御器システム１０の動作を説明する。制御器システムが
プロセス１２の制御を行う前に、少くとも５つの初期入
力を入力端子４４（第１Ａ図）に加える必要がある。５
つの入力とは、Ｐより制御器４２の各Ｐより係数の３個
の初期設定値と、プロセスの近似時間目盛に関連する最
大待時間”ＭＡＸの一つの設定値と、ノイズバンドＮＥ
の一つの設定値である。好ましくは第２図に示すノイズ
バンドＮＢはエラー信号３２に予想されるノイズのピー
クピーク値の半分に等しい。使用者は新庄のＤＭＰ及び
ＯＶＲ性能測定値を入力することもできる。しかしなが
ら、これらの値を入力しない場合には、制御器システム
がＤＭＰ　（ユーザ）及ヒ０ＶＲ（ユーザ）の項に０．
６及び０．５を使用する。

初期化実施機能の完了後、アダプタ３４は初期値すなわ
ちＰより係数をプロセッサ信号４０の一部として送信し
、それによりＰより制御器４２はこれらの初期値をＰよ
り係数として設定する。

一般的に、自己調整制御器システム１０の動作は９つの
状態で説明することができる。第１の状態はブロック６
３の休止モードであり、軌跡５０の大きさＭが好ましく
は時間基線を中心とする上下値間にある状態と関連して
いる。上下値はそれぞれ好ましくはノイズバンドＮＢの
４倍に等しい大きさを有している。ノイズバンドＮＢは
入力端子４４からアダプタ３４へ加えられる初期入力の
一つであることを思い出していただきたい。第１状態に
おい℃、自己調整制御器システム１０はＰより制御器４
２に設定されたＰより係数で作動して、第６Ａ図のブロ
ック６４に記載された機能を実施する。エラー信号３２
の値が上下値の間にある限り（軌跡５０が時間Ｔｇの左
側にある第２図の状態に対応する）、ｐより係数の変化
に関する判断はなされない。

軌跡５０の大きさＭが初めて上値（４ＮＥに等しい）を
越えると、制御器システム１０はブロック６５のピーク
１突止モードである第２の状態へ変り、ここでアダプタ
３４は大きさＭ　Ｙ　ＲＡＭ　４０６（第１Ｂ図）内の
第１のピーク記憶レジスタに記憶された置ＰＫ１と比較
する。第３Ｂ図のループ６６を参照として、大きさＭが
記憶＠ｐｘ１を越えると記憶量は大きさ証と等しくなる
ように変化し、その後アダプタ３４はエラー信号３２の
新しい測定を行う。大きさＭの値が増大すると、（最初
０に等しかった）量ｐｘ　１もピーク振幅Ｅ１に等しく
なるまで増大する。軌跡５０の大きさＭが記憶値な越え
ずに減少し始めると、レジスタはこれ以上更新されずア
ダプタ３４は第６の状態に変化する。

第３の状態はブロック６Ｔで開始し、それはピーク１確
証モードとして知られている。本説明において軌跡５０
は正であるピーク振幅Ｅ！１へ立上る。従ってＰＫ　ｌ
の符号は＋１に設定される。エラー信号３２の第１ピー
クが負であれば、符号値は−１となる。符号は制御器シ
ステムの後の部分で使用される。軌跡５０の大きざがＢ
１の９５チの値まで降下すると、（第１Ｂ図のＲＡＭ　
４０６にる。タイマーは大きさＭの各測定の時間発生を
測定するクロックである。Ｍが好ましくはＰＫｌの９５
％に等しい時にタイマーを初期化すれば、制御ループデ
ッドタイム及びノイズが実際の時間発生及び第１ピーク
の形状に及ぼす劣化効果を最小限とするのを助ける。す
なわち第１のピークが良く定幅された極限値を持たない
場合には、アダプタはＭがＰＫｌの９５％であるより特
定な事象に応答するようにされる。菱形ブロック２００
に従って軌跡５０かＥｌの６０％以下に降下すると、こ
の事象の時間Ｔ６０（測定）も記憶され後にある条件を
満す場合に使用される。

タイマーの値ＴがＴｏ／４（４で除した周期Ｔｏ）を越
えると、すなわち軌跡５０の大きさがＥ１／２（２で除
した第１のピーク振幅）よりも小さくなると、第１のピ
ーク５２は確証されたというマークが付され制御器シス
テムは後記する第４の状態に変化する。第２のぎ−ク５
４は理想的には第１のピーク発生後’Ｌ’　ｏ／２０時
間間隔に予期されることを思い出していただきたい。従
ってＴｏ／４時間経過後に第２のピークの探索を開始す
れば、たとえ実際の過渡応答期間が２の因数だけ異って
いてもそのピークを検出できる。さらに軌跡５０の大き
さがｌ１ｔｌ／２に等しい別の状態で第２のピークの探
索を開始しても、Ｔｏ／４の経過時間よりも早期に生じ
れば第２のピーク５４を検出することができる。この構
成により実際の閉ループ応答周波数が最初に計算した期
間１［１ｏに基いて予期されるものよりも遥かに高い周
波数となるような状態が補償される。第６Ｂ図の他の菱
形ブロック６８゜６９については後記する。

第４Ａ図のブロック１０で開始されぎ−ク２突止モード
として知られる第４の状態において、アダプタ３４は軌
跡５０の大きさＭを第２の−一り記憶レジスタ（第１Ｂ
図のＲＡＭ　４０６内にある）に記憶された量ＰＫ２と
比較することにより極小値の発生を検出するように作動
する。この大きさＭが記憶値よりも小さければ、記憶レ
ジスタ内の４ｊ／ｋＰＫ２がその大きさＭへ更新され（
同じに設定され）、アダプタ３４はエラー信号３２の次
の大きさを測定する。第４Ａ図のループ７１に示すこの
プロセスは軌跡５０の大きさが減少する限り継続する。

ループ７１は後記する菱形ブロック７２な含んでいる。

軌跡５０の大きさが初めてその極小値Ｅ２に達すると、
量ＰＫ２はＥ２に等しく設定されタイマーの値Ｔにより
決定されるｔ−り５４０時間発生が量ＴＰＫ（２）とし
て（第１Ｂ図のＲＡＭ　４０６内に存在する）第２のぎ
−り時間レジスタに記憶される。その後、ビーク５４が
生じた後に大きさＭの次の測定が行われていると、アダ
プタ３４は第５の状態に変る。

第５の状態は第４Ａ図のブロック７３で開始さね、ピー
ス２確証モードとして知られる。第４Ｂ図のブロック７
４及び７５に記載されているように、第２のぎ−り５４
突止後の時間がＴｏ／４に等しい期間を越えるか軌跡５
０の大きさがＥ１／４よりも小さくなると、第２のビー
ク５４は確証さ、れたというマークが付され制御器シス
テムは第６の状態に変化する。

第６の状態は第５Ａ図のブロック７６で開始されビーク
６突止モードとして知られ、ここでアダプタ３４は軌跡
５０の大きさＭを第６のビーク記憶レジスタ（第１Ｂ図
のＲＡＭ　４０６内に存在する）に記憶された量ＰＫ３
と比較して極太値を探索する。大きさＭが記憶値を越え
ると、童ＰＫ３がその大きさと等しく設定されアダプタ
３４は軌跡５０の次の大きさを測定する。ループγＴに
示すこのプロセスは軌跡５０の大きさが増大する限り継
続する。軌跡５０が極大値Ｅ３に達すると、量Ｐ’に３
はＥ６に等しく設定されタイマーの値Ｔにより決定され
るｔ−り５６の時間発生が量ＴＰＫ（３）として（第１
Ｂ図のＲＡＭ　４０６内の）第６のビークレジスタへ記
憶される。その後アダプタ３４は第７の状態に変化する
。ループ７Ｔに含まれる菱形ブロック７８については後
記スる。

第７の状態はブロック７９で開始されぎ−ク６確証モー
ドと呼ばれる。第５Ｂ図を参照として、ビーク５６を突
止めて以来の時間がＴｏ／４に等しい期間を越えると、
すなわち軌跡５０の大きさがＥ１／４よりも小さくなる
と、第６のぎ−ク５６は確証済みとマークされる。第６
のｔ−りが確証されると、アダプタ３４は第５Ｂ図のブ
ロック８０で開始され時間更新モードとして知られる第
８の状態に変る。第６Ａ図を参照した本説明において、
６個のざ−り５２，５４及び５６は全て独特なものと考
えられ、それはＥｌが４ＮＢよりも大きく、Ｅ６がＮＢ
よりも太きくＥ２が−ＮＢよりも小さいためである。そ
の結果、アダプタ３４はブロック８１の動作を行い、量
ＴＥ？に■及びＴＰＫ（３）を使用してＫｔｌ値ＴＰＢ
ＡＫ（２）　、　ＴＰＥＡＫ（３）及び期間Ｔｏす設定
する。その後第６Ｂ図のブロック８２に従って２つの中
間時間−豆及びＴＭＩＮが計算され、ここテ＋ｒＩＶＩ
ｆＡｘ＝ｍａｘｉｍｕｍ（ｘ、ｙ）の表記はかっこ内の
１１　ｘ　＋　ｙを互いに比較して最大値を有する量を
ＴＭＡＸに等しく設定する論理演算に関連し、表記ＴＭ
ＩＮ　＝　ｍｉｎｉｍｕｍ　（ｘ　、　ｙ　、　ｚ　）
　　は　ｘ、　ｙ、　ｚの中の最小蓋を−ＩＮ　に等し
く設定する論理演算に関連する。

２つの中間時間の計算後、アダプタ３４は第７図のブロ
ック８３に示す適応モードとして知られる第９の状態に
入る。測定ビーク撮幅Ｅ１．Ｅ２及びＥ６に基いて、ア
ダプタはそれぞれＤＭＰ　（測定）及びＯＶＲ（測定）
として示す予め定義された減衰及びオーバーシュート性
能測定を計算する。

一般的に、新しいＰＩＤ係教を決定するのに適応モード
で６段階がとられる。それは１、（被定義）ジーグラーニコラス比をエラー信号３２
のパターン形状に基いて調整する。

２）調整された期間及びジーグラーニコラス比に基いて
ＰＩＤ係数を変える。

３、　減衰及びオーバーシュート項の所望の制約ＩＫン
て、またＰＩＤ係数を変える。

さらにアダプタ３４は形状エラー５ＥＲＲ計算を行い、
ここで５ＥＲＲ＝ＡとＢの中の／」１さい方の値Ａ＝ＤＭＰ（
ニーｒ　）　−ＤＭＰ　（測定）Ｂ＝ＯＶＲ（ユーザ）
　−０ＶＲ（測定）すなわち、ＤＭＰ　（ユーザ）及びＯＶＲ（ニーｆ）はブロック６
２の初期化実施動作中に設定されている。

本発明において、ＤＭＰ　（ユーザ）及びＯＶＲ（ユー
ザ）の値は通常操作者（すなわちユーザ）が手動設定す
る。このようにして、これらの値は初期化信号４６の一
部である。操作者がＤＭＰ　（ユーザ）及びＯＶＲ（ユ
ーザ）の値を設定しないと決定する場合には、アダプタ
３４は０．６をＤＭＰ　（ユーザ′）に使用し０．５を
ＯＶＲ（ユーザ）に使用するようにされる。第８Ａ図に
示すように、次の関係にメ８て形状調整係数ＦＡＣがま
ず計算される。

５ＥＲＲ＜　Ｏであれば、ＦＡＣ＝ＦＡＣ１＝　１．０
　＋Ｋｓ（ＳＩＲ−Ｃ）　）　５ＥＲＲ；５ＥＲＲ＞　０であれば、ＦＡＣ：　ＦＡＣ２＝　１．
０　／（１，０−）Ｋｓ（ＳＥＲＲ−０，３’）　５Ｅ
ＲＲ：）第７図に戻って、Ｋｓの値は２．０であるかも
しくはに＝（Ｋｌ−１＋６゜Ｏ）／２．０の値であるこ
とを説明する。ここで指標１は１からエラー信号３２の
連続サイクルａｎ（この円軌跡５０は１サイクル）まで
の範囲であり、性能測定は次の不等式で表わすことがで
きる。

ＤＭＰ　（ユーザ）　＜　０．１５　　　　　　　　（
１１いて計算された減衰項である。さらに軌跡５０が２
つの不等式（１）及び（２）で表わされていない場合は
に８＝２．０となる。しかしながら軌跡５０が２つの不
等式（１１及び（２）で表わされた最初の軌路であれば
１＝１且つＫｌ　＝　（Ｋｏ　＋　６．０　）　／　２
．０となる。

ＫＯは２に等しく定められているため、Ｋｌ　＝　（２
，０＋　６．０　）　／　２．０　＝　４．０となる。

軌跡５０の次の軌跡も２つの不等式で表わされる場合に
は、１＝２となりＫｐ、＝（Ｋ１＋６゜Ｏ）／２．０＝（４，０＋６．（
］）／２．Ｃ１＝５．０となる。ブロック８４に使用す
る表記は前記構成を表わし、ここにに８（現在）＝にニー１である。

定数Ｇの値は菱形ブロック２１０内の量を定義する後記
の関係に基いて０．２もしくは０．６である。

ＦＡＣの値を決定した後、アダプタ３４は次のように新
しい比例係１ｉＰを計算する。

ｐ＝ｐ　（現在）　Ｘ　ＦＡにこにＰ（現在）は軌跡５０となった現在の比例係ｆｉ　
（ＰＩＤ制鐸器４２に使用される）である。

第８Ａ図に戻って、軌跡５００６つの♂−りは全て独特
なピークと考えられ、従ってアダプタ３４はブロック９
１な出て菱形ブロック８５に入ることを思い出していた
だきたい。Ｒａｔｉ及びＲａｔｄは制御技師にはジーグ
ラーニコラス比として知られる比であることを指摘した
い。これらの比は工／周期及びＤ／周期として定義され
ている。

また従来技術で制御器の調整は制御器のそれぞれ積分工
及び微分り係数に対して０．５及び０．１２等の固定値
を有するジーグラーニコラス比に基つ゛くことができる
ことも知られている。しかしながらエラー信号３２０期
間は工及びＤ係数の実際の設定値の影響を受けるため、
このような制御基準の応用は制約される。本発明におい
て、軌跡５０の測定された期間’ｒｏは工及びＤ係数の
変化に従って調整され固定値に等しくなるような制約は
受けない。

第８Ａ図に関してさらに説明すると、アダプタ３４は次
の決定を行う論理を含んでいる。

ＤＭＰ　（測定）　−０ＶＲ（測定）　＞　０．２なら
ば■（現在）　＜　１．１　ｘ　Ｒａｚｔ　（現在）　
ｘ　ＴｏするとＲａｚｉ　＝　８５％ｘ　Ｒａｚｉ　（
現在）、且つＲａｔｄ　＝　８５％ｘ　Ｒａｔｄ　（現
在）。

しかしながら、第８Ｂ図を参照として次のことが生じる
と、ＤＭＰ　（測定）　−０ＶＲ（ｆａｌｌ定）＜Ｏならば
Ｒａｔｉ　＝　１．２ｘ　Ｒａｚｉ　（現在）Ｒａｔｄ
　＝＝　１．２　Ｘ　Ｒａｔｄ　（現在）゛アダプタは
ブロック８８に入り、そこでＲａ　ｔ、ｉ及びＲａｚｄ
の新しい値を使用して次のように工及びＤ係数の新しい
値を計算する。

Ｉ　　”　　ＴＭＡＸ　　ｘ　ＲａｚｉＤ　＝　ＴＭＩ
Ｎ　Ｘ　Ｒａ１ｄ新しい比例Ｐ１積分工及び微分り係数値を計算すると、
アダプタ３４はこれらの値をプロセッサ信号４０として
ＰＩＤ制御器４２へ送信し、制御器へ新しい設定値を与
える。その後ブロック８９に従っである変数が再定義さ
れ、アダプタ３４は最初の状態に戻ってプロセス１２に
茄わる新しいアンプセット状態により生じるエラー信号
のもう一つのサイクルを待つ。新サイクルはエラー信号
３２の大きさＭが４ＮＢの絶対値を越える時のみ開始す
ることをご理解願いたい。ここで次のアップセット状態
に対する応答を改善するように、制御器システム１０の
動特性は変化している。前記説明に基いて、第７図のブ
ロック２１０で述べた変数が知られ、次にブロック２１
０に記載された条件に従って定ｍＧを算出できる。

状態ろ（第６Ｂ図のブロック６７に関して、菱形ブロッ
ク６８の目的は説明されていない。第２図の軌跡５０が
ノイズスパイク５３を含む場合には、アダプタ３４はス
パイク５３を極大値として認識する。従って、ＰＫＩの
値はビーク５３の振幅に等しく設定され真のビーク５２
が失われる。

このようにして、この望ましくない結果を避けるために
、アダプタ３４は菱形ブロック６８を含み軌跡５０の真
の第１ピークの前に生じるノイズスパイクは実質的に無
視される。後記するように、大きさＭがＰＫＩよりも実
質的に大きければ、アダプタは状態２へ戻る。

状態６も菱形ブロック６９を含む。ＷＭＡＸはアダプタ
動作の初期化段階中に初期設定されることを思い出して
いただきたい。ＷＭＡＸはプロセス１２の想定最大時間
目盛と関連している。しかしながら制御器４２が極めて
緩慢に調整されると、制卸ループ８はアップセント状態
に応答する過度の時間をとることができる。すなわち、
ＷＭＡＸに較べて周期Ｔｏは比較的大きい。このような
場合、アダプタ３４は緩慢な状態に遭遇すると制御器３
２を再調整する条件を含む。このようにして、アダプタ
３４が初めて状態２に入って以来の時間がＷＭＡＸを越
えると、アダプタは次に状態８に入り第６Ａ図の菱形ブ
ロック９０に示す動作を実行する。図示するように、次
にもし存在する場合は値が算出されることが判る。軌跡
５０を伴う説明において、軌跡５０は制御器システム１
０を最初に作動させた後に生じる最初の応答であるため
、前の評価はない。従って前のデータの初期値は初期化
実施ブロック完了時に生じる値である。アダプタが第８
Ｂ図のブロック８９を完了すると、菱形ブロック９０内
の”（現在）″と付された変数は前記前のデータとなる
定義された値を有し初期設定値と置換される。

第６Ａ図、第６Ｂ図及び菱形ブロック６９に関する検討
を参照として、アダプタは入力８Ｃを介して状態８に入
る。第８Ａ図の菱形ブロック９１で説明したように、Ｐ
Ｋｉだげが独特であれば、ブロック９２に従って新しい
工及びＤ係数値が算出される。しかしながら、エラー信
号３２の大きさＭが状態″Ｎｏ”に対応する第１ピーク
から緩やかに減少し、ＰＩ３及びＰＸ３の絶対値が各々
ＮＢよりも大きい場合には、新しい工及びＤ係数は調整
されたジーグラーニコラス比だけでなく中状態４は第４
Ａ図の菱形ブロック７２を含む。

この構成は（ＰＫ１０９５％の発生に関する）時間Ｔが
ＷＭＡＸ　を越えないうちに第２のピークが生じない状
況に対するものである。この場合、アダプタ３４は次に
入力８Ｃを介して状態８に入り前記した方法で進行する
。この構成は制御器が緩慢である前記の場合を補償する
。

アダプタが状態５にある場合は、第４Ｂ図に示すように
菱形ブロック９３がその動作に含まれも第２図の軌跡５
０がノイズぎ−ク５５を含む場合には、アダプタはピー
ク５５を極小値として認識し真の第２ｔ−り５４を検出
しない。アダプタ３４は菱形ブロック６８に関して前記
したようにノイズピーク５５を無視するため、菱形ブロ
ック９３の使用によりこの望ましくない状態が避けられ
ムアダプタが第５Ａ図の状態６であると、その動作は菱
形ブロック７８を含む。菱形ブロック７８に示す時間間
隔内に第６の？−りが見つからない場合には、アダプタ
は入力８Ｂを介して状態８に入る。その後アダプタは第
６Ａ図の菱形ブロック９４から開始される論理動作を継
続する。

第５Ｂ図の菱形ブロック９５は状態７である場合、アダ
プタの動作に宮まれる。第２図の軌跡５０がノイズスパ
イク５Ｔを含む場合には、アダプタはビーク５７を極大
値として認識し真の第６のビーク５６な検出し損う。ア
ダプタは菱形プロンクロ８に関して説明したのと同様に
ノイズビーク５７ｆｔ：無視するため、この望ましくな
い状態を避けるために菱形ブロック９５が含まれる。

前記したことから本発明は制御ループ８がアップセント
状態に応答している場合、プロセス制御することをお判
り願いたい。６つの特性は好ましくは３つの独特なピー
クの存在にνた振幅情報である。しかしながら２つのみ
もしくは１つのみのピークしか検出されていない場合に
は、これらの特性の決定が行われる。６つの特性が減衰
制約いるに過ぎない場合には、制御ループ８のオーバシ
ュート性能の測定には２つの特性しか必要とし性を生じ
る。

実施例において、さまさｆなプロセス特性を自動的に識
別してＰ、Ｉ及びＤ係数、最大待時間及びノイズバンド
ＮＢＯサイズの初期設定値を決定できる予適応モードも
提供されている。従って予適応モードでは操作者が初期
設定値を手動入力する必要がない。予適応モードにおい
ズ、制御器システム１０は制御ループが開いて設定点が
もはやＰＩＤ制御器４２により使用されない特殊手動状
態にある。第１Ａ図を参照として、制−器システムはス
イッチ１１０を起動させてセ／す１６を比較器３０から
切離しプリアダプタ１１２に接続された従来のアナログ
／デジタル（Ａ／Ｄ　）変換器１γ０にセンサを接続す
ることにより手動モードとされる。予適応モードはプロ
セスが第１の定常状態にあることを要求する。プリアダ
プタ１１２は制御器４２へ信号を送信し、それはプロセ
ス制ｖＲＪ変数１４となり好ｆＬ＜は前の定常状態値か
ら少くとも３％異なる新しい値に変化する（乱される）
。

プロセス１２が新しい定常状態に達するかあるいはプロ
セス制御変改１４が１０％変化すると、プロセスは初期
定常状態値に戻る。

第９図にプロセス制ｆｉｌｌ変数値１４対時間（分）の
グラフを示す。軌跡１１４はプロセス制御変改１４を定
常状態値ＮからＮよりも１０％大きな新しい値に６動揺
”させた場合のプロセス１２の応答を示す。軌跡丁１４
は応答の一例であり、予適応モードにある場合の制御器
システム１０の動作説明のためにのみ使用する。

時間ＴＢＭＰにおいて、プロセス１２は動揺を受はプリ
アダプタ１１２がその結果たる軌跡１１４をたどる。プ
リアダプタは所定点１２０，１２２゜１２４及び１２６
の時間発生を記録し、ここでその対応する大きさはそれ
ぞれＮ＋１％ＮＳＮ＋２％Ｎ　％　Ｎ　＋　３％Ｎ及び
Ｎ＋４％Ｎである。さらにプリアダプタは好ましくはコ
ード法と呼ぶ技術により軌跡１１４の屈曲点を決定する
。

後記するように、プロセス１２が第１の定常状態にある
低時間基線である水平軸上に点Ｔｆ　が選定される。プ
リアダプタ１１２はプロセス制御変改の測定を行ってい
る時は常に、点Ｔｆと測定を懺わす軌跡１１４上の点を
結ぶ線の勾配を決定する。例えは現在の測定時がＴＸで
プロセス制＃変教の対応する測定値がＮＸであれば、点
１１Ｂが決定される。点Ｔｆと符号１１８とを結ぶコー
ド１３０として示す線の勾配は、各座標（時間及び大き
さ）が判っているため容易に計算される。お判りいただ
けることと思うが、点１１８が上部屈曲点１１６に近ブ
くと関連するコードの勾配が最大値に近っ”く。前記コ
ード法が軌跡１１４の上部屈曲点を決定する精度はＴｆ
の実際位置に依存する。特定実施例において、点Ｔｆは
時間ＴＢＭＰノ１５秒前にある。

プリアダプタは上部屈曲点１１６を決定すると次にそれ
ぞれ屈曲点１１６及び点１２０，１２２゜１２４・及び
１２６から延在する４線から最大勾配を有する線を探す
。本発明では線１３２が最大勾配線である。線１３２と
低時間基線との交点１３６はプロセス１２のデッドタイ
ムＴｄｔを懺わすのに使用される。線１３２は制御技師
にプロセス感度とし℃知られる特性に比例する。本発明
においてプロセス感度ＳＥＮは第１の低定常状態から新
しい定常状態へ動揺するプロセス制御に数となった制御
信号（第１Ａ図）の多変化を線１３２の勾配（勾配で示
す）に乗じて算出される。

軌跡１１４の前記特性に基いて、プリアダプタ１１２に
より初期ＰＩＤ係数及びＷＭＡＸ　が次のように算出さ
れる。

Ｐ（現在）＝１２０ｘＴｄｔ／ＳＥＮ ■（現在）　＝　１−５　×ＴｄｚＤ（現在）＝■（現在）／６ＷＭＡｘ＝５．０×Ｔｄｔ前記価は制御器４２だけでなくアダプタ３４にも送信さ
れ、必要な場合第６Ａ図のブロック６２の動作を行うこ
とができる。

時間ＴｒＯ後、プロセス１２は最初の低定常状態に戻る
。次にプリアダプタ１１２は２ＮＢに等しいビークビー
クノイズバンドを決定するために３分間プロセス制御変
数１４値を観察する。

第１０図に本発明で使用してノイズバンド２ＮＢを決定
するノイズバンドを形成するブロック図を示す。プロセ
ス１２は初期像定常状態に戻っている。（第１Ａ図に示
す）測定度ｖ！１１８は軌跡１４１で懺わされる測定変
数１８内の低周波数部を除去する良く知られた装置であ
る高域濾波器１４００Å力に加えられる。本濾波器のブ
レーキ周波数は可変であり好ましくはＴｄｌの６倍に等
しく設定されている。軌跡１４３として示す出力信号１
４２が絶対値積分器１４４へ加えゆれ、好ましくは６分
間出力信号１４２を積分して軌跡１４６として示す信号
１４５を出力する。従来の平均化回路１４８が信号１４
５を受信して信号１４５を４倍し積分器１４４が使用す
る６分間の積分期間で除じることによりその平均を決定
する。平均回路１４８から出力される信号１５０の大き
さはプロセス１２のビークビークノイズバンド２ＮＢで
ある。平均化回路に使用する４の因数は、信号１４１が
正弦波であれば結果の近似に基いている。その結果生じ
る信号１５０はアダプタ３４へ送信され必要な場合そこ
で使用される。

プリアダプタ１１２はまた必要な場合ノイズバンド２Ｎ
Ｂのサイズに基いてＤ（現在）係数の新しい初期値を算
出する論理も含んでいる。後記するように、この論理は
次の演算を行う。

〉（６，０−２ＮＢ）　／　２．５の鷲を計算する。

ｚ＞ｉならば、Ｄ（現在）；工（現在）／６な設定する
。

（すなわち、初期値は前に計算したものから変らない）ｚ＜０ならば、Ｄ（現在）＝０を設定し、０＜Ｚ＜１ｒ
ｊらば、Ｄ（現在）＝Ｉ（現在）＋６ＸＺを設定する。

予適応モードが完了すると、制御器システム１０は休止
状態に戻る。

好ましくはプリアダプタ１１２は当業者であれば（第９
図及び第１０図に関して）前記した機能及び動作から生
成できるコンピュータソフトウェアプログラムとして具
現されている。第１Ｂ図を参照として、プリアダプタを
具現したプログラムはＥＦＲＯＭ　４０８に記憶され、
マイクロプロセッサ４０４により使用される。プリアダ
プタ１１２が受信、生成及び出力するさまざまなデータ
及び情報がＲＡＭ　４０６に記憶される。

アダプタ３４は制御ループ８の閉ループ応答に応答はす
るが、プリアダプタ１１２は自己１Ｉ１１ｉ制御器でも
あるためその開ループ応答も使用できる。

プロセスが遅延に支配されＤ係数がＯに等しく設定され
て制御器がＰＩ屋である状況に対する１６の収斂グラフ
が第１１図に示されている。各グラフの各Ｘが制御器の
Ｐ及び工係数の初期開始値な我わす。グラフの各セグメ
ントは制御器の適応評価サイクルを表わす。従って各グ
ラフの屈曲点は新しい係数値が制御器に設定されている
状況を我わす。初期値が広範に散乱していても、１６の
グラフの全てがＰ及び工係数の同じ最終値に収斂するこ
とが判る。収斂グラフの右に記載したＰ及び工係数の最
終値を制御器に設定した時のエラー信号の反応パター／
である軌跡３００（水平及び垂直目盛なしで示す。）も
第１１図に示す。

第１２図において、制御器はＰＩＤ型でありプロセスは
遅延支配である。この場合の減彰Ｄｍｐ及びオーバシュ
ー）　ＯＶＲ制約条件は第１１図の場合と同じではない
ことに御注意願いたい。１６のグラフ全部がＰ及び工係
数の同じ最終値に収斂することがお判り願えることと思
う。また第１２図は２次元グラフであり、Ｄ係数の収斂
は示されていない。軌跡３０２は制御器にＰＩＤ係数の
最終値を設定した時に生じるエラー信号パターンである
。

第１６図を参照とし【、制御器はＰＩＤ　ｆｉであり１
４のグラフがあり全て最終セットのＰより係数値は収斂
する。軌跡３０４はグラフの右に示すこれらの最終値を
制御器に設定した場合の工２−信号反応パターンである
。

第１４図の場合に使用する制御器はＰＩＤ型である。こ
の場合、プロセス特性は変化し軌跡３０６は制御器が算
出して使用するＰ及び１係数値（Ｄ係数値は示さず）を
我わす。制御器がこれらの最終値を見つげ出す前にプロ
セス特性が変化しているため、係数の最終値は算出され
ない。制御器の繰返特性テストとして、プロセス特性の
増大する時に使用したものとは逆の方法でプロセス特性
は初期値に戻る。軌跡３０６の戻り部は本質的に先導部
と同じである。軌跡３０８は制御器にＰＩＤ係数の初期
値を設定する時のエラー信号反応パターンである。これ
らの初期値をグラフの右に示す。

実施例について本発明を説明しズきたが、当業者であれ
ば発明の範囲内で改善や修正ができることは明白である
。例えば理想パターンを指定するのに減衰やオーバシュ
ート以外の基準を使用することができる。さらにスミス
予報器やダーリン制御器も適切であるため、制御器はＰ
ＩＤ型に限らない。さらにマイクロコンぎユータ４Ｑ４
、ＲＡＭ４０６　及ヒＥｐＲｏｍ　４０　Ｂの替りにＨ
Ｐ　９８４５やＤＥＣＶＡＸ　１１　／　７８０等の他
の市販のコンピュータも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明に従つ【製作された制御器を含む制御
ループのブロック図、第１Ｂ図は第１Ａ図の実施例の電
子素子を示すブロック図、第２図は第１Ａ図の制御ルー
プに生じるエラー信号の反作を示すフロー図、第９図は
本発明に使用するプロセス制ａ１変教の反応の振幅対時
間のグラフ、第１０図はノイズレベルを決定するために
本発明で使用するノイズバンド回路のブロック図、第１
１図は本発明を支配的な遅延プロセスに接続しＤ係数が
０である時に得られるテスト結果の収斂図、第１２図は
本発明を支配的な遅延プロセスに接続し第１１図の場合
とは異なる一組の状態で作動させる時に得られるテスト
結果を示す収斂図、第１３図は本発明をデッドタイムが
支配するプロセスに接続した時に得られる結果の収斂図
、第１４図は本発明を変化したプロセスに接続した時に
得られる結果を示すグラフである。符号の説明８・・・プロセス制御ループ１０・・・自己ＩＩｌ＠整制御器システム１２・・・プ
ロセス１６・・・センサ２３・・・最終制御素子３０・・・比較器３４・・・アダプタ４２・・・ＰＩＤ制御器１１０・・・スイッチ１１２・・・プリアダプタ１６０・・・Ａ／Ｄ変換器１６２・・・Ｄ／Ａ変換器４０４・・・マイクロプロセッサ４０６・・・調４０８・・・ＥＰＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）制御システムに使用するパターン認識型自己調整
制御器装置であって、少くとも一つの動作パラメータで
特徴づけられ、かつ、前記制御システム内のプロセスに
接続されてプロセス制御変数値を制御する前記制御器装
置は前記プロセス制御変数の閉ループ反応に応答して前記反
応の第１及び第２の特性を測定し、前記第１の特性は前
記閉ループ反応の極大値の尖頭値であり前記第２の特性
は前記極大値に続く点における前記閉ループ反応の振幅
である検出器装置と、前記検出器装置に接続され前記第
１及び第２の特性に応答し、所定関係に従って前記動作
パラメータを変えて前記制御器装置の反応を実質的に前
記プロセスの反応と一致させる調整装置とを具備するパ
ターン認識型自己調整制御器装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
所定関係には所望値を有する性能基準が含まれ、前記制
御器装置は、前記第１及び第２の特性を結合して前記性能基準の測定
値を生じる装置と、前記性能基準の所望値と測定値との差を得る装置と、を具備し、前記調整装置は前記差に応答して前記動作パ
ラメータを変えるパターン認識型自己調整制御装置。
（３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
検出器装置はプロセス制御変数の前記閉ループ反応の第
３特性を測定し、前記所定の関係にはさらに所望値を有
する第２の性能基準が含まれ前記結合装置はさらに前記
第１、第２及び第３の特性を結合して前記第２の性能基
準の測定値を出力し、前記差装置はさらに前記第２の性
能基準の所望値と測定値との差を得、前記制御装置はさ
らに前記調整装置に接続されて前記第１の性能基準差と
前記第２の性能基準差のいずれかを選定し、その結果前
記調整装置は前記選定に応答して前記動作パラメータを
変えるパターン認識型自己調整制御器。
（４）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
性能基準は前記第１及び第２の特性に比例するオーバシ
ュート比であるパターン認識型自己調整制御器。
（５）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
検出器装置はプロセス制御変数の前記閉ループ反応の第
３特性を測定し、前記所定関係にはさらに所望値を有す
る第２の性能基準が含まれ、前記結合装置はさらに前記
第１、第２及び第３の特性を結合して前記第２の性能基
準の測定値を生成し、前記差装置はさらに前記第２の性
能基準の所望値と測定値との差を得、前記制御装置はさ
らに前記調整装置に接続されて前記第１の性能基準差と
前記第２の性能基準差のいずれかを選定し、その結果前
記調整整装置は前記選定に応答して前記動作パラメータ
を変えるパターン認識型自己調整制御器。
（６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記
第２の性能基準は前記第１、第２及び第３の特性に比例
する減衰比であるパターン認識型自己調整制御器。
（７）特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記
動作パラメータには比例（Ｐ）係数及び積分（Ｉ）係数
が含まれ、前記制御装置はさらにそれぞれ前記第１及び
第２の特性及び前記第１及び第３の特性間の時間間隔を
測定する装置と、前記時間間隔に応答して閉ループ反応
の期間を表わす期間Ｔ＿０を決定する装置を具備し、前
記制御装置は前記論理装置が行う選定に基づいて前記Ｐ
係数を変え、適応比及び前記測定期間Ｔ＿０に基いて前
記Ｉ係数を変えるパターン認識型自己調整制御器。
（８）特許請求の範囲第７項記載の装置において、前記
第１及び第２の適応比の値は前記周期Ｔ０、前記測定さ
れた減衰及びオーバシュート比及び評価される閉ループ
反応を生成した前記装置内に存在するＩ係数の値に基づ
く所定関係に従って変化するパターン認識型自己調整制
御器。
（９）特許請求の範囲第７項記載の装置において、さら
に第２の適応比及び前記周期Ｔ０に基づいて変化した値
を有する微分（Ｄ）係数を含むパターン認識型自己調整
制御器。
（１０）特許請求の範囲第９項記載の装置において、前
記第１及び第２の適応比の値は前記周期Ｔ０、前記測定
された減衰及びオーバシュート比及び評価される閉ルー
プ反応を生成した前記装置内に存在するＩ係数の値に基
づく所定関係に従って変化するパターン認識型自己調整
制御器。
（１１）特許請求の範囲第１０項記載の装置において、
前記第１及び第２の適応比はジーグラ−ニコラス比であ
るパターン認識型自己調整制御器。
（１２）特許請求の範囲第１０項記載の装置において、
Ｐ係数の変化も前記減衰比の測定及び所望値と前記閉ル
ープ反応の前のサイクルから情報に基づいた所定関係と
関連しているパターン認識型自己調整制御器。
（１３）特許請求の範囲第１２項記載の装置において、
前記Ｐ係数の変化も前記第１及び第２の適応比、前記周
期Ｔ０及び評価される閉ループ反応を生成した前記装置
内に存在するＩ及びＤ係数の値を含む所定関係に基づい
ているパターン認識型自己調整制御器。
（１４）特許請求の範囲第１３項記載の装置において、
前記第１、第２及び第３の特性は前記第１の特性の絶対
値が所定ノイズレベルよりも大きい場合のみ測定される
パターン認識型自己調整制御器。
（１５）特許請求の範囲第１４項記載の装置において、
さらに前記第１特性の時間発生を測定する装置と前記閉
ループ反応の振幅の絶対値が所定値に降下する時間に基
づく期間だけ前記時間発生を変化させる装置を含むパタ
ーン認識型自己調整制御器。
（１６）特許請求の範囲第１５項記載の装置において、
前記所定値は前記第１の特性の測定された振幅の９５％
に等しいパターン認識型自己調整制御器。
（１７）特許請求の範囲第１５項記載の装置において、
前記測定周期Ｔ０はさらに前記第１、第２及び第３の特
性の測定振幅、前記第１、第２及び第３の特性間の前記
時間間隔、第１の特性の前記時間発生と前記閉ループ反
応の絶対値が第２の所定値に降下する時の時間との間の
間隔に基づいた第４の特性と、前記閉ループ反応の前の
サイクルで、第１、第２及び第３の特性が発生する間の
時間間隔を含む関係に基づいて調整されるパターン認識
型自己調整制御器。
（１８）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第２の所定値は前記第１の特性の測定された振幅の
６０％に等しいパターン認識型自己調整制御器。
（１９）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第１、第２及び第３の特性は３個の極値であり、極
値の振幅の絶対値は各々が所定ノイズレベルに基づいた
関連値よりも大きいパターン認識型自己調整制御器。
（２０）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第１、第２及び第３の特性は３個の極値であり、最
初の２個の極値のみの振幅の絶対値は各々が所定ノイズ
レベルに基づいた関連値よりも大きいパターン認識型自
己調整制御器。
（２１）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第１、第２及び第３の特性は３個の極値であり、前
記第４の特性は前記閉ループ反応の予め評価されたサイ
クルの第４の特性よりも小さいパターン認識型自己調整
制御器。
（２２）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第１及び第２の特性のみがそれぞれ前記閉ループ反
応の２個の極値であり、極値の振幅の絶対値は各々が所
定ノイズレベルに基づいている関連値よりも大きいパタ
ーン認識自己調整制御器。
（２３）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第１の特性のみが前記閉ループ反応の極値であり、
第４の特性は前記閉ループ反応の予め評価されたサイク
ルの第４の特性よりも小さいパターン認識型自己調整制
御器。
（２４）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第２及び第３の特性は共に前記第１の特性の時間発
生から所定最大時間間隔だけ等しい時期に生じ、前記第
４の特性は０よりも大きく前記閉ループ反応の前に評価
されたサイクルの第４の特性よりも小さいパターン認識
型自己調整制御器。
（２５）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第１及び第２の特性は前記閉ループ反応の極値であ
り、前記第３の特性は前記第１の特性の時間発生から所
定の最大期間後に生じ、前記第４の特性は０より大きい
パターン認識型自己調整制御器。
（２６）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第２の特性の探索は前記第１の特性の時間発生から
第１の所定探索期間後に開始され、前記第３の特性の探
索は前記第１の特性の時間発生から第２の所定探索期間
後に生じるパターン認識型自己調整制御器。
（２７）特許請求の範囲第２６項記載の装置において、
前記第１の所定探索期間は４で除した周期Ｔ＿０に基づ
いており前記第２の所定探索期間は４で除した周期Ｔ＿
０及び前記第２の特性の時間発生に基づいているパター
ン認識型自己調整制御器。
（２８）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記第２の特性の探索は前記第１の特性の発生後で且つ
前記閉ループ反応の振幅の絶対値が所定探索値に降下す
る時間後に開始されるパターン認識型自己調整制御器。
（２９）特許請求の範囲第２８項記載の装置において、
前記探索値は前記第１の特性の振幅の５０％に等しいパ
ターン認識型自己調整制御器。
（３０）特許請求の範囲第１７項記載の装置において、
前記検出器は前記第１、第２及び第３の特性内の短い持
続時間のピークをノイズピークとして識別する装置と、
前記ノイズ識別装置に接続されて前記各第１、第２及び
第３特性の時間発生の前に前記ノイズピークを除去する
装置と、を具備するパターン認識型自己調整制御器。
（３１）特許請求の範囲第３０項記載の装置は前記プロ
セス制御変数の開ループ反応に応答して前記動作パラメ
ータの初期値を決定する装置を含むパターン認識型自己
調整制御器。
（３２）許請求の範囲第３１項記載の装置は前記プロセ
ス制御変数の定常状態に応答して前記ノイズレベルを測
定する装置を含むパターン認識型自己調整制御器。
（３３）動作パラメータを特徴としプロセスに接続され
てプロセス制御変数値を制御するパターン認識自己調整
制御器装置において、前記プロセスは前記制御器装置の
出力する制御信号に応答し、該制御器装置は前記制御信号が時間Ｔにおいて一つの値からもう一つの
値へ適切に動揺して前記プロセス制御変数がそれに応じ
て第１の時間基線を有する一つの定常状態から第２の時
間基線を有する新しい定常状態に変化する時の前記プロ
セス制御変数の開ループ反応に応答する勾配検出装置と
、前記プロセス制御変数が前記一つの定常状態から前記新
しい定常状態に変る時に前記第１の時間基線上に固定さ
れた点Ｔｆから前記開ループ反応上の連続点へ延在する
線の勾配を決定する装置と、前記線から勾配の最大絶対
値を有する線を選定する装置と、前記最大勾配線が屈曲点として通過する前記開ループ反
応上の点を識別する装置と、前記上部屈曲点の前に生じる前記開ループ反応の増分点
を選定する装置と、前記上部屈曲点と前記増分点とを延在する線を示すプロ
セスの勾配の絶対値を測定する装置と、前記プロセス表
示線と前記第１の時間基線との交点を測定する装置と、前記交点と前記時間Ｔとの時間差を測定して前記プロセ
スのプロセスデッドタイム特性Ｔ＿ｄ＿ｔを表わす第１
の信号を出力する装置と、プロセス表示線の前記勾配に応答してプロセス感度特性
ＳＥＮを表わす第２の信号を出力する装置と、前記勾配検出装置の出力を受信するように接続され前記
第１及び第２の信号に応答して所定関係に従って前記制
御器動作パラメータを変える調整装置とを具備するパタ
ーン認識型自己調整制御器。
（３４）特許請求の範囲第３３項記載の装置において、
前記増分点は前記開ループ反応上の第１と第２の点を比
較し、前記プロセス表示線はそれぞれ前記屈曲点及び前
記第１及び第２の点を延在する第１及び第２の線から選
定され前記検出器装置は、前記第１及び第２の線の中か
らプロセス表示線として設定されている最大絶対値の勾
配を有する線を選定する装置を具備するパターン認識型
自己調整制御器。
（３５）特許請求の範囲第３４項記載の装置において、
前記動作パラメータは比例Ｐ、積分（ I ）及び微分（
Ｄ）係数を含み、前記所定関係は次のことを含むパター
ン認識型自己調整制御器Ｐ＝１２０Ｔ＿ｄ＿ｔ／ＳＥＮＩ＝１．５Ｔ＿ｄ＿ｔＤ＝Ｉ／６周期Ｔ＿０＝５Ｔ＿ｄ＿ｔ。
（３６）特許請求の範囲第３５項記載の装置はプロセス
制御変数の前記開ループ反応のノイズレベル特性を決定
する装置と、前記ノイズ装置に接続され、前記ノイズレベル特性に比
例する所定関係に基づいて前記Ｄ係数を変える装置とを含むパターン認識型自己調整制御器。
（３７）特許請求の範囲第３６項記載の装置において、
前記ノイズ装置は前記開ループ反応から所定の高周波成分を除去する高域
濾波装置と、前記濾波装置の出力を受信して所定時間間隔にわたり前
記出力を積分するように接続された積分器装置と、前記積分器装置の出力に応答して、前記開ループ反応の
ピークピークノイズ帯域特性を表わし前記積分器装置出
力の所定平均値に基づく値２ＮＢを有するノイズ帯域信
号を発生する平均化装置と、を具備するパターン認識型
自己調整制御器。
（３８）特許請求の範囲第３７項記載の装置において、
前記所定の関係は量Ｚに基づいており、ここにｚ＝（３
．０−２ＮＢ）／２．５且つ０＜ｚ＜１ならばＤ＝Ｉ／６×ｚｚ＜０ならばＤ＝０であるパターン認識型自己調整制御器。