专利名称：过程控制装置的调整方法、调整工具和过程控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及为了得到规定的控制性能，控制例如发电设备和石油化学、钢铁等一般产业设备的控制对象的过程控制装置及其调整方法，特别涉及能够简单地进行控制要素的控制参数的调整的过程控制装置、其调整方法和其调整工具。
背景技术：
现在，在例如发电设备和石油化学、钢铁等一般产业的设备中，为了将成为控制对象的温度、流量、压力、液面等的过程的值控制为规定值，而广泛使用了兼具比例、积分、微分动作的PID控制装置。
在现有的PID控制装置中，在控制对象的特性是迟缓特性的情况下，能够得到良好的控制特性，提出了许多PID控制装置的控制参数的调整工具。
但是，具有以下问题在控制对象具有除此以外的特性，例如积分特性和振动特性的情况下，难以进行能够得到良好控制特性的控制参数调整，进而，在具有不稳定特性的情况下，更加难以进行控制参数的调整。
另外，许多的发电设备和一般产业过程具有以下特性在控制对象的输入变化的情况下，到其输出变化为止会有任意的时间延迟(浪费时间)。因此，具有以下问题在控制对象的特性有延迟特性，与延迟时间常数相比浪费时间长的情况下，在现有的PID控制装置中无法得到充分的控制性能。
所以，最近为了解决这样的问题点，而提出了代替PID控制装置的在内部具备由一次延迟和浪费时间要素构成的正反馈补偿器的过程控制装置。例如，这样的提案有日本的公开专利公报P2002-157002。
图1是展示具有这种现有的正反馈补偿器和干扰补偿器的过程控制装置的结构例子的框图。
如该图所示，过程控制装置由以下部分构成将通过减法器18减去了控制目标值SV和控制对象13的控制量PV的偏差e作为输入，输出对控制对象13的控制量的控制器11；将控制对象13的控制量PV作为输入，输出对控制对象13的操作量的干扰补偿器12；从作为控制器11的输出的操作量中减去作为干扰补偿器12的输出的操作量，生成对控制对象13的最终的操作量MV的减法器14。
另外，控制器11由以下部分构成由一次延迟和浪费时间构成的补偿器(正反馈补偿器)15；比例器16；加法器17。
比例器16将控制目标值SV和控制对象13的控制量PV的偏差e作为输入进行比例运算，通过加法器17将该比例器16的输出和正反馈补偿器15的输出相加而设置为作为上述控制器11的输出的操作量，正反馈补偿器15反馈作为该控制器11的输出的操作量，作为该正反馈补偿器15的输入。
如上所述，现有的过程控制装置具备正反馈补偿器15以及干扰补偿器12，不只是能够良好地控制浪费时间长的控制对象13，还能够良好地控制PID控制无法良好地控制的具有振动特性和不稳定特性的控制对象13。
具有该正反馈补偿器15的过程控制装置将控制对象13近似为一次延迟和浪费时间要素，利用该参数决定正反馈补偿器15的控制参数。
因此，在导入了干扰补偿器12的情况下，必须将由控制对象13和干扰补偿器12构成的闭环系统整体的特性近似为一次延迟和浪费时间要素。
其结果是在变更了干扰补偿器12的参数的情况下，必须在该时刻计算由控制对象13和干扰补偿器12构成的闭环系统整体的近似特性，变更正反馈补偿器15和比例器16的参数。
为了得到充分的控制性能，必须在现场进行调整该干扰补偿器12的操作，到得到规定的控制性能为止必须循环进行以下的3个步骤(a)变更干扰补偿器12的参数，(b)计算闭环系统的近似特性，(c)变更正反馈补偿器15和比例器16的参数。
但是，在发电设备和一般产业过程中，大多情况下必须调整的控制对象有数百个以上，如果针对所有的对象循环进行上述3个步骤来进行调整，则有以下问题不只是调整时间会延长，还会由于参数变更次数的增加而带来参数设置错误。
针对该问题，如图2所示，在控制器11内部具备与具有正反馈补偿功能的过程控制装置的干扰补偿器12对应的具有与进行比例运算和微分运算的干扰补偿器12相同结构、相同参数的内部补偿器112，另外具备由控制对象13的模型构成的模型补偿器113，进而，将干扰补偿器12和内部补偿器112的参数设置为相同。
即，该过程控制装置在变更了干扰补偿器12和内部补偿器112的参数中的任意一个的情况下，能够自动地变更另一个参数，能够通过一次调整操作简单地进行参数变更。例如，作为这样的装置有本申请发明者发表的“Model-Driven PID Control system in Single-LoopController”。
另外，向具有与图1说明的部分相同功能的控制要素付与同一编号，并省略其说明。
在本发明中，由于没有必要用日本的公开专利公报P2002-157002所示那样的一次延迟和浪费时间要素近似由控制对象13和干扰补偿器12构成的闭环系统的特性，所以只需要一次的参数变更操作。所以，与具有上述的图1所示的正反馈补偿器15的现有的过程控制装置相同，能够良好地控制范围更广的控制对象，并且在现场能够简单地进行干扰补偿器12、内部补偿器112和模型补偿器113等的控制参数的调整操作。
但是，在图2所示的后者的提案中，由于为了使由控制对象13和干扰补偿器12构成的闭环系统的特性成为具有一次延迟和浪费时间的特性，而通过计算进行干扰补偿器12的补偿参数的设置，所以有可能产生计算错误。
另外，对于许多过程控制对象，到分别得到规定的控制性能为止循环进行计算，为了进一步判断其控制性能，而不只是必需大量时间，还有在这样的人为的操作中容易产生错误的问题。
如上所述，在发电设备和一般产业过程中，需要控制的控制对象非常多，该控制对象的特性也有各种各样。其结果是在过程控制装置中，要求对具有各种各样的特性的控制对象得到良好的规定的控制性能。
另外，为了更短时间并且安全地进行调整，必须能够用简单的步骤确实地进行控制参数的调整。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种在具有在与控制对象的时间常数相比浪费时间长的情况下，或在控制对象的特性不是迟缓特性的情况下，也能够进行良好的控制的正反馈补偿器的过程控制装置中，能够用短时间进行能够得到充分的控制性能的对控制参数的现场调整操作，并且，通过使控制参数的调整和控制性能可视化来判断是否良好，能够防止人为的计算错误、调整错误的过程控制装置的调整方法以及其调整工具。
为了达到上述目的，本发明的过程控制装置的调整方法具有以下结构。即是用由一次延迟和浪费时间表示的传递函数近似由控制对象和其干扰补偿器构成的闭环系统，通过控制器控制该近似的闭环系统的过程控制装置的调整方法，其特征在于用预定的传递函数定义控制对象的传递函数，针对干扰补偿器，在闭环系统的步骤响应不产生离散、振动的范围内设置由比例增益要素、不完全微分要素组成的干扰补偿器的补偿参数，将闭环系统的步骤响应作为第1响应而显示的第1步骤中，调整补偿参数，将闭环系统的模型传递函数作为由比例增益要素、浪费时间和一次延迟要素组成的模型传递函数的模型参数进行设置，将模型传递函数的步骤响应作为第2响应而与第1响应重叠显示，作为第2步骤调整模型参数，使得第1响应和第2响应的差收敛于规定的判断基准范围内，将模型参数作为控制器的控制参数进行规定的转换而设置控制器，将由控制对象、干扰补偿器和控制器组成的过程传递函数的步骤响应作为第3响应而显示，作为第3步骤判断过程控制装置的响应是否在规定的判断基准范围内，在第3响应超出了规定的判断基准范围的情况下，循环进行第1步骤到第3步骤而进行再调整，使其收敛于判断基准范围内。
所以，由于使干扰补偿器的调整是否良好的判断、控制器的控制参数调整是否良好的判断可视化，并且用规定的判断基准对控制性能进行定量的评价，所以能够提供一种调整操作简单并且能够在短时间内确实地执行的过程控制装置的调整方法。
将通过以下的说明和附图进一步说明本发明的其他特征和要点。
图1是通过干扰补偿器对现有的控制对象进行补偿使得由一次延迟和浪费时间表示的过程控制装置的结构框图。
图2是在现有的控制器内具备同样的传递函数的内部补偿器的过程控制装置的结构框图。
图3是说明本发明的过程控制装置的调整方法的流程图。
图4是本发明的过程控制装置的调整工具的结构图。
图5是展示本发明的干扰补偿器的步骤响应的图。
图6是说明本发明的闭环系统的调整方法的图。
图7是展示本发明的调整后的过程控制装置的步骤响应的图。
图8是展示本发明的再调整后的模型传递函数的步骤响应的图。
图9是展示再调整后的过程控制装置的步骤响应的图。
具体实施例方式
首先，成为本发明的对象的过程控制装置将用一次延迟和浪费时间近似了由控制对象和干扰补偿器组成的闭环系统的系统作为对象，并将由具有由一次延迟和浪费时间组成的正反馈补偿器的控制器控制的上述图1所示的过程控制装置作为对象。由于在图1中说明了该过程控制装置的结构和特性，所以在此省略。
图3是说明用一次延迟和浪费时间近似由成为本发明的对象的控制对象和干扰补偿器组成的闭环系统，由具有正反馈构造的控制器构成的过程控制装置的调整方法的流程图，图4是进行该调整的调整工具的结构图。
图3说明了图4中说明的调整工具10和安装了调整工具10的模拟程序执行的调整步骤。首先，用图4说明该调整工具10的结构和模拟程序的功能，然后说明图3的流程图的调整步骤。
在图4中，例如用通用的计算机实现调整工具10，它具备设置构成过程控制装置的各控制要素和控制系统的传递函数、参数，运算控制各个步骤响应的CPU1；内置该模拟程序的存储器2；显示设置的参数和各个步骤响应的CRT3；设置构成过程控制装置的各控制要素和控制系统的传递函数和调整参数的键盘4。
另外，安装在存储器2中的模拟程序由进行以下处理的程序构成(a)调整干扰补偿器的补偿参数，(b)调整闭环系统的模型传递函数的模型参数，(c)评价过程控制装置的控制性能。
各个程序具备以下的功能。
在图3中，(a)进行干扰补偿器的补偿参数的调整的模拟程序具有以下功能登记、设置图1的干扰补偿器12的传递函数及其补偿参数；计算、显示由控制对象13和干扰补偿器12构成的闭环系统的步骤响应；判断、显示其控制性能。
另外，在图3中，(b)进行闭环系统的模型传递函数的模型参数的调整的模拟程序具有以下功能登记、设置由控制对象13和干扰补偿器12组成的闭环系统的传递函数及其模型参数；计算、显示模型传递函数的步骤响应；判断、显示与上述(a)中的闭环系统的步骤响应的差。
另外，在图3中，(c)进行过程控制装置的控制性能评价的模拟程序具有以下功能登记、设置控制器11的传递函数及其控制参数；计算过程控制装置的传递函数；显示、计算其步骤响应；判断、显示过程控制装置的控制性能。
接着，再次参照图3，说明如上那样构成的本实施例的过程控制装置的调整方法。调整的项目大致区分有以下2种(A)调整干扰补偿器12的补偿参数；(B)调整由控制对象13、干扰补偿器12组成的闭环系统的模型传递函数的模型参数。
然后，基于调整的结果，根据过程控制装置整体的控制系统控制器11的控制参数进行模拟，判断控制性能。
依照该图说明以上调整步骤，步骤S01～步骤S03是干扰补偿器12的补偿参数的调整步骤，步骤S04～步骤S05是模型传递函数的模型参数的调整步骤，步骤S06～步骤S07是过程控制装置的性能判断。
启动第1程序，进行干扰补偿器的调整。最初，确定控制对象13的传递函数模型。该确定有各种方法，作为控制对象13的特性有各种各样，但在本实施例中，假设为具有浪费时间要素的积分系统，其传递函数模型如下所示，预先设置了积分时间200秒、浪费时间50秒。用式(1)将该控制对象的传递函数表示为P(S)。
P(S)＝(1/200S)×e-50S......(1)在此，记号S表示拉普拉斯运算符。在以下的说明中，说明对具有该传递函数的控制对象13的调整步骤。
从图4所示的键盘4输入并登记该控制对象13的传递函数P(S)的传递函数及其参数。然后，在图4所示的CRT(阴极射线管)3的屏幕上用细实线显示图5所示的该传递函数的步骤响应波形，并确认(步骤S01)。
接着，转移到干扰补偿器12的补偿参数的调整。作为干扰补偿器12采用用下述的模型式表示比例增益要素、不完全微分要素的形式。用式(2)将该干扰补偿器12的传递函数表示为F(S)。
F(S)＝Kf×(1+Tf×S)/(1+k×TfS) ......(2)这时，用下式(3)表示闭环系统的传递函数G(S)。
G(S)＝P(S)/(1+P(S)×G(S)) ......(3)将该干扰补偿器12的补偿参数、比例增益Kf、不完全微分要素(1+Tf×S/1+k×TfS)中的Tf、k调整、设置为闭环系统的传递函数G(S)的步骤响应稳定地收敛那样的值，并显示在图4所示的CRT3的屏幕上进行确认。
如果更详细地说明该补偿参数的调整步骤，则(1)从图4所示的键盘4登记闭环系统的传递函数G(S)及其参数。
(2)将比例增益Kf设置为1，计算并显示闭环系统的传递函数G(S)的步骤响应。
(3)设置比例增益Kf的绝对值使得闭环系统的传递函数G(S)的步骤响应成为规定的稳定系统。
例如，如果是不稳定系统则比例增益Kf＝-1。所以，到成为在规定时间内得到一定输出的稳定响应为止变更比例增益Kf的绝对值。如果是具有不稳定振动的不稳定系统，则在从0到控制对象13的时间常数的10分之1的范围内变更不稳定微分要素的Tf，而设置为过调收敛到规定范围内的值，观察显示在图4所示的CRT3上的步骤响应波形，循环进行调整(步骤S02)。
评价该闭环系统的传递函数G(S)的步骤响应波形，如果得到了规定的稳定响应性能，则结束干扰补偿器12的调整(步骤S03)。
在图5中用粗实线表示这样模拟的闭环系统的传递函数G(S)的步骤响应波形。图5的纵轴表示增益，横轴表示时间(秒)。在步骤信号在时刻0(秒)从0变化为1时，闭环系统的响应在大约300秒后稳定在增益0.5。另外，控制对象13的传递函数P(S)的步骤响应波形重叠，可以如该图中的细实线所示那样地显示。
这时，依照经验通常将补偿参数的不完全微分要素中的k设置为0.1，并设置为不完全微分要素中的Tf＝0，比例增益Kf＝2。
接着，如果补偿参数的调整结束了，则转移到闭环系统的模型传递函数Gm(S)的模型参数的调整。
该调整进行以下处理调整模型传递函数G(S)的模型参数，使得在上述步骤S03的阶段中确定的闭环系统的G(S)的步骤响应、将在后面详细说明的闭环系统的模型传递函数Gm(S)的步骤响应的差收敛到规定的评价范围内。
该调整启动第2程序，登记闭环系统的模型传递函数Gm(S)及其模型参数，计算步骤响应并显示在图4所示的CRT3上，进而重叠地显示根据在步骤S03的阶段求出的干扰补偿器13的补偿参数得到的传递函数G(S)的步骤响应，根据规定的判断基准判断这些步骤响应的差，调整模型传递函数Gm(S)的模型参数使得成为规定的响应性能(步骤S04、步骤S05)。
以下详细说明其步骤。如下式(4)所示，根据基于该过程控制装置的控制系统的结构的控制理论，用一次延迟和浪费时间定义模型传递函数Gm(S)。
Gm(S)＝Kp/((1+TpS)×e-LpS)......(4)在此，Kp是恒定增益，Tp是一次延迟的时间常数，Lp是浪费时间。
以下，参照图6说明调整步骤。在图4所示的CRT3的屏幕上用粗实线显示上述闭环系统的传递函数G(S)的步骤响应，登记模型传递函数Gm(S)及其模型参数，例如用虚线显示模型传递函数Gm(S)的步骤响应波形，使得与闭环系统的传递函数G(S)重叠但能够识别。
这时，模型参数的恒定增益Kp、一次延迟时间常数Tp和浪费时间Lp分别是0.5、50(秒)、60(秒)，设置为使得图6的影线部分所示的闭环系统的传递函数G(S)的步骤响应和模型传递函数Gm(S)的响应波形的差的面积值较小的值(步骤S04)。
通过例如作为控制特性的评价的IAE(误差绝对值积分)等来定量地评价该差。在该例子的情况下，图6的影线所示的部分表示响应波形的差。该图的纵轴、横轴有与图5相同的刻度。如果该差在规定的基准范围内，则该调整结束(步骤S05)。
如果上述调整结束了，则作为控制器11的控制参数，进行规定的转换设置在步骤S05中设置的模型参数(步骤S06)，登记图1所示的过程控制装置的控制系统整体的传递函数，计算并显示其步骤响应，确认该步骤响应是否在判断基准范围内。如果在规定的范围内则结束该调整(步骤S07)。
在处于规定范围外时，再次调整干扰补偿器12的补偿参数、模型传递函数Gm(S)的模型参数。
图7展示了启动第3程序，在图4所示的CRT3的屏幕上显示在上述步骤S05的阶段设置的干扰补偿器12的补偿参数、基于设置给控制器11的模型参数的过程控制装置的控制系统整体的步骤响应。
在该图中，纵轴为增益，横轴为时间，展示了在时刻0将从0变为1的步骤信号(目标值)施加到该过程控制系统时作为其输出的控制量的变化。上述那样的干扰补偿器12的补偿参数、模型传递函数Gm(S)的模型参数的调整结果会产生稳定的过调71、下冲72。
所以，为了减少该振动，再调整补偿参数、模型参数。图8和图9展示了再调整结果。在图8中，用粗实线表示将补偿参数的不完全微分要素中的Tf设置为0～10(秒)，设置为比例增益Kf＝2，不完全要素中的k＝0.1，闭环系统没有过调的控制特性。
接着，将模型参数的一次延迟时间常数Tp从50(秒)改变为45(秒)，将浪费时间Lp从60(秒)改变为65(秒)，并设置为恒定增益Kp＝0.5，一次延迟时间常数Tp＝45(秒)，浪费时间Lp＝65(秒)，使图8的粗实线所示的闭环系统的传递函数G(S)的步骤响应波形和用粗虚线所示的模型传递函数Gm(S)的步骤响应波形重叠，在图4所示的CRT3的屏幕上显示其差，调整其差使得在规定的判断基准值范围以下、上次调整以上，而使之进一步减小。可以通过例如上述的IAE(误差绝对值积分)等，定量地评价该判断基准。
其结果是，能够将过程控制装置整体的控制响应调整为图9所示那样的没有过调的步骤响应特性。
所以，根据本实施例，由于在图4所示的CRT3上显示步骤响应波形，所以能够使由补偿参数、模型参数的变更而产生的控制特性的变化可视化，容易掌握。另外，由于能够用规定的定量评价函数进行控制性能的判断评价，所以能够提供一种人为的错误和离散少的过程控制装置的调整方法及其调整工具。另外，从图4所示的键盘4输入调整所必需的信息，并将该信息存储在存储器2中。另外，根据需要由CPU(中央处理单元)将该信息用于调整、运算中。
如上所述，根据本发明，用由一次延迟和浪费时间表示的传递函数定义由控制对象和干扰补偿器组成的闭环系统，使通过具备正反馈补偿器的控制器控制的过程控制装置的控制要素和控制系统的传递函数的步骤响应可视化并重叠显示，定量地评价其控制特性的差，因此能够提供一种人为错误和调整离散少的过程控制装置的调整方法及其调整工具。
权利要求
1.一种过程控制装置的调整方法，该过程控制装置用由一次延迟和浪费时间表示的传递函数近似由控制对象和其干扰补偿器组成的闭环系统，并通过控制器控制该近似的闭环系统，其特征在于包括用预定的传递函数定义上述控制对象的传递函数，针对上述干扰补偿器，在上述闭环系统的步骤响应不产生离散、振动的范围内设置由比例增益要素、不完全微分要素组成的上述干扰补偿器的补偿参数，将上述闭环系统的步骤响应作为第1响应而显示的第1步骤中，调整上述补偿参数，将上述闭环系统的模型传递函数作为由比例增益要素、浪费时间和一次延迟要素组成的上述模型传递函数的模型参数进行设置，将上述模型传递函数的步骤响应作为第2响应而与上述第1响应重叠显示，作为第2步骤调整上述模型参数使得上述第1响应和上述第2响应的差收敛于规定的判断基准范围内，将上述模型参数作为上述控制器的控制参数进行规定的转换而设置上述控制器，将由上述控制对象、上述干扰补偿器和上述控制器组成的过程传递函数的步骤响应作为第3响应而显示，作为第3步骤判断过程控制装置的响应是否在规定的判断基准范围内，在上述第3响应超出了规定的判断基准范围的情况下，循环进行上述第1步骤到第3步骤而进行再调整，使其收敛于判断基准范围内。
2.一种过程控制装置的调整工具，该过程控制装置用由一次延迟和浪费时间表示的传递函数近似由控制对象和其干扰补偿器组成的闭环系统，并通过控制器控制该近似的闭环系统，其特征在于包括模拟上述过程控制装置的步骤响应的程序；设置用上述程序进行模拟的参数的设置装置；通过上述程序显示上述过程控制装置的步骤响应，评价步骤响应的显示评价装置。
3.根据权利要求2所述的过程控制装置的调整工具，其特征在于上述程序在由上述控制对象和上述干扰补偿器组成的闭环系统中，具备设置上述干扰补偿器的补偿参数，显示上述闭环系统的步骤响应，调整、判断响应性能的第1程序；设置上述闭环系统的模型传递函数及其模型参数，重叠显示上述第1程序的步骤响应显示、上述模型传递函数的步骤响应显示，判断上述第1程序的步骤响应和上述模型传递函数的步骤响应的差的第2程序，其中将由上述第2程序调整了的上述模型参数作为上述控制器的控制参数进行规定的转换而设置，判断上述过程控制装置的控制性能。
4.根据权利要求2所述的过程控制装置的调整工具，其特征在于上述设置装置具备设置上述干扰补偿器的传递函数和补偿参数的(第1)装置；设置上述闭环系统的模型传递函数和模型参数的(第2)装置；设置上述过程控制装置的传递函数和上述控制器的控制参数的(第3)装置。
5.根据权利要求4所述的过程控制装置的调整工具，其特征在于上述干扰补偿器的传递函数由比例增益要素和不完全微分要素构成，上述补偿参数由比例增益、不完全微分要素的微分时间常数构成。
6.根据权利要求4所述的过程控制装置的调整工具，其特征在于上述闭环系统的模型传递函数由比例增益要素、浪费时间要素和一次延迟要素构成，上述模型参数由比例增益、浪费时间和一次延迟的时间常数构成。
7.根据权利要求3所述的过程控制装置的调整工具，其特征在于上述设置装置具备设置上述干扰补偿器的传递函数和补偿参数的(第1)装置；设置上述闭环系统的模型传递函数和模型参数的(第2)装置；设置上述过程控制装置的传递函数和上述控制器的控制参数的(第3)装置。
8.根据权利要求7所述的过程控制装置的调整工具，其特征在于上述干扰补偿器的传递函数由比例增益要素和不完全微分要素构成，上述补偿参数由比例增益、不完全微分要素的微分时间常数构成。
9.根据权利要求7所述的过程控制装置的调整工具，其特征在于上述闭环系统的模型传递函数由比例增益要素、浪费时间要素和一次延迟要素构成，上述模型参数由比例增益、浪费时间和一次延迟的时间常数构成。
10.一种计算机可读取的记录介质，它记录了干扰补偿器调整用的第1程序，其特征在于该第1程序(1)登记、设置干扰补偿器的传递函数和闭环系统的传递函数以及它们的参数，(2)进而，进行闭环系统的步骤响应的计算和其结果的显示，(3)最后，进行性能的判断。
11.一种计算机可读取的记录介质，它记录了闭环系统的模型传递函数调整用的第2程序，其特征在于该第2程序(1)登记、设置闭环系统的模型传递函数及其参数，(2)进而，进行步骤响应的计算和结果的显示，(3)最后，进行基于第1程序的闭环系统的传递函数和基于第2程序的模型传递函数的步骤响应的差的判断和显示。
12.一种计算机可读取的记录介质，它记录了过程控制装置的控制系统整体的控制性能判断用的第3程序，其特征在于该第3程序(1)登记、设置控制器的控制参数和过程控制装置的传递函数，(2)进而，进行过程控制装置的传递函数的计算和步骤响应的显示，(3)最后，进行过程控制装置的控制性能的判断和显示。
13.一种计算机可读取的记录介质，其特征在于它记录了干扰补偿器调整用的第1程序、闭环系统的模型传递函数调整用的第2程序、过程控制装置的控制系统整体的控制性能判断用的第3程序，其中该第1程序(1)登记、设置干扰补偿器的传递函数和闭环系统的传递函数以及它们的参数，(2)进而，进行闭环系统的步骤响应的计算和其结果的显示，(3)最后，进行性能的判断，该第2程序(1)登记、设置闭环系统的模型传递函数及其参数，(2)进而，进行步骤响应的计算和结果的显示，(3)最后，进行基于第1程序的闭环系统的传递函数和基于第2程序的模型传递函数的步骤响应的差的判断和显示，该第3程序(1)登记、设置控制器的控制参数和过程控制装置的传递函数，(2)进而，进行过程控制装置的传递函数的计算和步骤响应的显示，(3)最后，进行过程控制装置的控制性能的判断和显示。
14.一种过程控制装置，为了用由一次延迟和浪费时间表示的传递函数近似由控制对象和其干扰补偿器组成的闭环系统，而通过键盘输入必要的信息，将该信息存储在存储器中，通过控制器控制该近似了的闭环系统，其特征在于用预定的传递函数定义上述控制对象的传递函数，针对上述干扰补偿器，在上述闭环系统的步骤响应不产生离散、振动的范围内设置由比例增益要素、不完全微分要素组成的上述干扰补偿器的补偿参数，将上述闭环系统的步骤响应作为第1响应而显示在显示装置上的第1步骤中，调整上述补偿参数，将上述闭环系统的模型传递函数作为由比例增益要素、浪费时间和一次延迟要素组成的上述模型传递函数的模型参数进行设置，将上述模型传递函数的步骤响应作为第2响应而与上述第1响应重叠地显示在显示装置上，作为第2步骤调整上述模型参数使得上述第1响应和上述第2响应的差收敛于规定的判断基准范围内，将上述模型参数作为上述控制器的控制参数进行规定的转换而设置上述控制器，将由上述控制对象、上述干扰补偿器和上述控制器组成的过程传递函数的步骤响应作为第3响应而显示在显示装置上，作为第3步骤判断过程控制装置的响应是否在规定的判断基准范围内，在上述第3响应超出了规定的判断基准范围的情况下，循环进行上述第1步骤到第3步骤而进行再调整，使其收敛于判断基准范围内，为了进行上述处理，而通过计算装置进行这些调整运算。
全文摘要
本发明是用由一次延迟和浪费时间表示的传递函数近似由控制对象和其干扰补偿器组成的闭环系统的过程控制装置的调整方法，将闭环系统的步骤响应作为第1响应显示，将闭环系统的模型传递函数的步骤响应作为第2响应与第1响应重叠地显示，调整各个参数使得第1响应和第2响应的差在规定的判断基准范围内，将该模型参数作为控制器的控制参数进行规定的转换而设置，进行调整使得过程控制装置的响应在规定的判断基准范围内。
文档编号G05B13/02GK1577190SQ20041006354
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月9日 优先权日2003年7月10日
发明者马场泰 申请人:株式会社东芝