專利名稱：用于控制體系過程的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于控制體系過程的方法和系統(tǒng)
背景技術(shù)：
公開了用于控制體系過程(plant process )的方法和系統(tǒng)。在過 程控制系統(tǒng)中，比例-積分-微分(PID )控制已被用于過程反饋控制。 過程響應(yīng)被反饋到PID控制器，PID控制器用于調(diào)整過程的變量，例 如溫度、壓強(qiáng)或流率(flow rate)。 PID控制器使用反饋來例如調(diào)整傳 給過程的輸出命令以保持過程穩(wěn)定。
利用與過程相關(guān)的設(shè)置來配置PID控制器。例如，在PID控制 器的每條路徑(即，比例(p)路徑、積分(I)路徑和/或微分(D)
路徑)中建立增益。這些設(shè)置通過對實(shí)際過程運(yùn)行測試來手工選擇。 手工選擇要詳細(xì)地了解該過程。這些設(shè)置可以不時(shí)地通過重新運(yùn)行測 試來手工更新。
PID控制器設(shè)置的自動更新是離線執(zhí)行的和/或利用被控制的過 程的模型執(zhí)行的。為了準(zhǔn)確地對體系建模，提供了PID硬件控制器， 這些控制器受限于各個(gè)單獨(dú)的環(huán)路，并且專用于體系的特定過程變 量。使用專門的單獨(dú)的環(huán)路控制器至少部分是因?yàn)樗鼈兒喕诉^程的 建模。

發(fā)明內(nèi)容
公開了 一種用于控制過程的方法，包括建立用于比例-積分-微分 (PID)控制器的控制因子，所述PID控制器用于控制相對于設(shè)置點(diǎn) 的過程的參數(shù)；經(jīng)由所述過程的傳感器和第一反饋環(huán)路接收與所述過 程的參數(shù)有關(guān)的反饋信號；以及基于所述反饋信號自動調(diào)整所述PID 控制器的控制因子。
公開了一種用于控制過程的設(shè)備，包括用于接收所述過程的參 數(shù)的設(shè)置點(diǎn)的裝置；用于經(jīng)由所述過程的傳感器和第一反饋環(huán)路接收
與所述過程的參數(shù)有關(guān)的反饋信號的裝置；用于將所述設(shè)置點(diǎn)與所述 反饋信號相比較以產(chǎn)生誤差信號的裝置；用于在平行PID路徑中處理 所述誤差信號的裝置；以及用于基于所述反饋信號自動調(diào)整所述PID 路徑中的至少一條的控制因子的裝置。
公開了一種用于控制過程的系統(tǒng)，包括用于為比例-積分-微分 (PID)控制器建立設(shè)置點(diǎn)的用戶接口，所述PID控制器用于控制過 程的參數(shù)；用于經(jīng)由所述過程的傳感器接收與所述過程的參數(shù)有關(guān)的 反饋信號的反饋環(huán)路；以及用于基于所述反饋信號自動調(diào)整所述PID 控制器的控制因子的處理器。


這里描述的特征和優(yōu)點(diǎn)將從對附圖中所示的典型實(shí)施方案的詳 細(xì)描述中變得更加清楚，在附圖中
圖1示出了根據(jù)一個(gè)典型實(shí)施方案用于控制體系中的一個(gè)或多 個(gè)過程參數(shù)的方法和系統(tǒng)圖2示出了可以用在圖1的過程控制中的示例性的PID控制器 的功能框圖3示出了用于自動確定對圖2的PID控制器的控制因子的調(diào) 整的示例性處理器的功能框圖4A和4B示出了用于調(diào)整圖3處理器中的PID控制因子的處 理器的功能框圖5示出了圖4處理器中用于捕捉由設(shè)置點(diǎn)控制的過程參數(shù)的變 化幅度的一個(gè)部分的功能框圖6示出了圖4處理器中用于確定由圖5處理器檢測到的變化的 峰值幅度的一個(gè)部分的功能框圖7示出了圖4處理器中用于確定對PID控制因子的調(diào)整的一 個(gè)部分的功能框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了用于利用控制因子的自動調(diào)整或自動調(diào)節(jié)控制體系
100的過程中的一個(gè)或多個(gè)過程參數(shù)的典型控制系統(tǒng)，其中控制因子 被用于修改PID控制器的每條路徑中的增益。這里所用的"體系 (plant)"是用于處理的任意規(guī)模的任意系統(tǒng)，其中用于過程控制的 變量可以被監(jiān)視和調(diào)節(jié)。用于控制體系中的過程的典型設(shè)備被表示為 具有比例(P)、積分(I)和微分(D)路徑的PID控制器102。如 參考圖2更詳細(xì)地討論的，PID控制器102包括PID處理器208。 PID 處理器的每條路徑可以具有用于修正路徑增益的控制因子?？刂埔蜃?是由控制因子處理器218自動調(diào)整或調(diào)節(jié)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識 到，可以包括任意數(shù)目的PID控制器。
每個(gè)PID控制器102可以調(diào)節(jié)由體系100執(zhí)行的過程的一個(gè)或 多個(gè)參數(shù)?？刂破?02經(jīng)由設(shè)置點(diǎn)輸入202接收設(shè)置點(diǎn)信號，并經(jīng)由 反饋輸入204接收來自過程的反饋信號。設(shè)置點(diǎn)可以經(jīng)由用戶接口 107 建立和接收。誤差信號由PID控制器的加法器206 (例如，提供輸入 信號的任意適當(dāng)組合)生成。加法器的輸出被輸送到PID處理器208 和控制因子處理器218以產(chǎn)生過程參數(shù)控制輸出信號264。
設(shè)置點(diǎn)可以是在過程控制中使用的可變參數(shù)，例如物理特性，包 括但不限于溫度設(shè)置點(diǎn)、壓強(qiáng)設(shè)置點(diǎn)、流率設(shè)置點(diǎn)或任何期望過程的 任何其他期望的設(shè)置點(diǎn)。反饋信號可以是從傳感器(例如體系的在線 傳感器)接收的實(shí)際反饋信號。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，反饋信號 不一定是從傳感器直接接收的，并且傳感器不一定是在線的，相反地， 傳感器可以是適合于過程的目標(biāo)部分和運(yùn)行條件的任何過程傳感器， 運(yùn)行條件例如是在由輸出信號264控制的體系中的特定位置處的溫 度。
例如，在圖示過程中，PID控制器102可以用于調(diào)節(jié)(例如在部 分氧化床中的)重整器的底部中的一個(gè)或多個(gè)加熱元件的溫度，或任 何期望過程的任何其他期望的過程參數(shù)。被包括在體系中的重整器具 有對輸出信號264作出響應(yīng)的加熱器。設(shè)置點(diǎn)是重整器溫度的期望工 作點(diǎn)。反饋信號可以是來自實(shí)際的在線溫度傳感器的信號，或者來自
反饋環(huán)路的信號，所述實(shí)際的在線溫度傳感器被包括在重整器中或位
于重整器附近。反饋信息向PID控制器102提供了準(zhǔn)確的溫度測量結(jié) 果，用于與溫度設(shè)置點(diǎn)相比較。在典型的實(shí)施方案中，傳感器被圖示 為外部傳感器112，但也可以使用任何合適的傳感器。
示例性圖1的實(shí)施方案的PID控制器生成設(shè)置點(diǎn)和反饋之間的 誤差信號，誤差信號隨后被利用PID路徑加以處理以產(chǎn)生用于過程控 制的輸出信號264。還可以設(shè)置穩(wěn)態(tài)誤差極限(例如，±2%或任何其 他期望的極限)。加熱器可以在其容量的某一百分比開啟或關(guān)閉以將 溫度維持在盡可能接近設(shè)置點(diǎn)的溫度。
控制因子是為PID控制器相對于設(shè)置點(diǎn)控制過程參數(shù)而設(shè)立的。 最初，PID控制因子可以被設(shè)置為缺省值(例如，經(jīng)由用戶接口或者 以任何期望方式建立的)。當(dāng)過程開始對加熱器輸出作出響應(yīng)時(shí)，PID 控制因子可以基于對當(dāng)前設(shè)置下的過程特性的分析開始自我調(diào)整 (即，自調(diào)節(jié))。當(dāng)過程響應(yīng)達(dá)到預(yù)定設(shè)置點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)誤差極限時(shí)，PID 控制因子可以被鎖定。
根據(jù)典型的實(shí)施方案，PID控制器的控制因子可以這樣基于反饋 信號而被自動調(diào)整。根據(jù)典型的實(shí)施方案，自動調(diào)整可以利用來自體 系過程的實(shí)際反饋信號實(shí)時(shí)執(zhí)行。針對PID控制器的每條路徑提供的 不同控制因子可以分別調(diào)整。
對于反饋控制系統(tǒng)中的動態(tài)過程來說，過程誤差可能是周期性 的。根據(jù)典型的實(shí)施方案，PID控制器動態(tài)分析過程響應(yīng)，以提取出 諸如過沖、下沖、上升時(shí)間、下降時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差之類的過程特性。 然而，可以考慮任何其他期望的過程特性。利用這些過程特性，PID 控制器自動調(diào)整PID路徑的控制因子以改善過程響應(yīng)。例如，過沖和 下沖可以用于調(diào)整PID控制因子。上升時(shí)間和下降時(shí)間可以用于計(jì)算 過程振蕩的時(shí)間段，并確定增量變化或調(diào)整量被應(yīng)用于每個(gè)控制因子 的先前值的比率。穩(wěn)態(tài)誤差可以根據(jù)過沖、下沖、上升時(shí)間和下降時(shí) 間確定，并且可以用于確定何時(shí)停止PID控制因子的自動調(diào)整，
在典型的實(shí)施方案中，設(shè)置點(diǎn)變化可以用于發(fā)起從當(dāng)前PID控
制因子值開始的自調(diào)節(jié)過程。自動調(diào)整可以根據(jù)指定的要求進(jìn)行，指 定的要求例如是對過沖、下沖、穩(wěn)態(tài)誤差、上升時(shí)間、下降時(shí)間和/ 或任何其他期望的物理特性建立的極限。可替換地或另外，使用缺省 設(shè)置的通用自調(diào)節(jié)可以在沒有特定極限的情況下進(jìn)行。
根據(jù)典型的實(shí)施方案，任何數(shù)目的過程參數(shù)都可以由給定PID 控制器控制，并且/或者可以提供任何數(shù)目的PID控制器。對于每個(gè) 額外PID控制器，可以建立額外的控制因子。關(guān)于體系過程的每個(gè)額 外參數(shù)的反饋信號可以經(jīng)由額外的傳感器和額外的反饋環(huán)路接收。額 外的控制因子如同已經(jīng)討論的控制因子一樣，可以基于反饋信號而被 自動調(diào)整。在使用額外的PID控制器的情況下，PID控制器的參數(shù)和 該額外PID控制器可以是相互依賴的。
在操作中，對于PID控制器的每條路徑的控制因子的自動調(diào)整 可以例如由設(shè)置點(diǎn)的改變觸發(fā).根據(jù)典型的實(shí)施方案，PID控制器的 輸出信號被發(fā)送到體系過程的致動器，作為設(shè)置點(diǎn)的函數(shù)(例如，只 有當(dāng)過程設(shè)置點(diǎn)非零時(shí))。在誤差信號和設(shè)置點(diǎn)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可 以允許調(diào)整。例如，在處理設(shè)置點(diǎn)和誤差信號以對PID控制器中的每 條路徑自動調(diào)整控制因子時(shí)，經(jīng)由在線傳感器接收的反饋信號可以用 于確定由PID控制器102控制的參數(shù)中的下降時(shí)間、上升時(shí)間、過沖、 下沖和穩(wěn)態(tài)誤差中的至少 一個(gè)。預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)可以包括確定過沖超過"&置 點(diǎn)的誤差信號的峰值幅度處于新的最大值?？梢栽谡`差信號的一個(gè)振 蕩時(shí)間段上評估預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。然后，在穩(wěn)態(tài)誤差在一個(gè)指定范圍內(nèi)時(shí)， 可以結(jié)束自動調(diào)整。
誤差信號可以在PID控制器中進(jìn)行調(diào)節(jié)(condition)以輸入到 體系過程的致動器。調(diào)節(jié)可以包括將誤差信號的值動態(tài)映射到致動 器。該調(diào)節(jié)可以包括例如捕捉輸出信號的上限和下限，并合并上限和 下限以用于動態(tài)映射。
當(dāng)想要進(jìn)行控制因子的調(diào)整時(shí)，調(diào)整量可以利用經(jīng)驗(yàn)確定的加權(quán) 因子進(jìn)行加權(quán)。加權(quán)因子可以例如存儲在查找表中，當(dāng)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn) 時(shí)訪問該查找表。
根據(jù)典型的實(shí)施方案，可以使用缺省值發(fā)起PID控制器的操作。 這些缺省值可以針對要自動調(diào)整的每個(gè)控制因子進(jìn)行選擇，并且可以 例如針對PID控制器的每條比例、積分和微分路徑進(jìn)行選擇。
在討論反饋和設(shè)置點(diǎn)被用于產(chǎn)生在PID控制器102中處理的誤 差信號的細(xì)節(jié)之前，將描述由圖1的體系100實(shí)現(xiàn)的示例性過程。
圖1的示例性控制器102被示為與氫氣生成過程體系100相關(guān) 聯(lián)。在圖l的體系中，尾氣燃燒室110被用于預(yù)加熱諸如天然氣、水 和空氣之類的反應(yīng)物，并燃燒某些廢氣。重整器114是自熱重整器， 其按升序被圖示為包括部分氧化床116、蒸汽重整床118、用于去除 含硫化合物的氧化鋅床120、以及用于去除一氧化碳的上下水煤氣變 換床122、 124。可選的優(yōu)先氧化(PrOx)反應(yīng)器126可以被提供用 于從重整物中去除一氧化碳。熱交換器128被提供用于冷卻離開重整 器的重整物。
圖1的過程體系100還包括壓縮機(jī)134、 136，壓縮機(jī)134、 136 用于在將重整物引入到變壓吸收單元138之前對重整物進(jìn)行壓縮，變 壓吸收單元138具有各種關(guān)聯(lián)的壓強(qiáng)釋放閥137和流控制閥139。水 分離裝置130可以被提供用于去除水。槽140被提供用于在氫氣分發(fā) 或存儲之前保存離開變壓吸收單元138的氬氣。
在圖1的體系中包括水供應(yīng)和回收槽142，槽142包括用于冷卻 回收水的散熱器系統(tǒng)。供水系統(tǒng)包括冷卻管線144和146。管線154 是用于尾氣燃燒器110的供水管線。分離的空氣供應(yīng)管線被提供用于 燃燒(表示為二級氣源156)和用作到尾氣燃燒室110的反應(yīng)物(表 示為一級氣源158)。天然氣源160經(jīng)由去硫設(shè)備162向尾氣燃燒室 110供氣。還提供了排氣口 164以及水入口 166和空氣進(jìn)氣口 168、 170。
下面將參考圖2-7描述圖1體系中的示例性控制器102的細(xì)節(jié)。 圖2示出了示例性PID控制器102的功能框圖。
參考圖2， PID控制器102構(gòu)成用于控制過程的設(shè)備，并且包括 諸如設(shè)置點(diǎn)輸入202之類的裝置，其用于接收諸如體系過程的溫度之
類的參數(shù)的設(shè)置點(diǎn)。PID控制器還包括諸如輸入204之類的裝置，其 用于經(jīng)由過程傳感器和第 一反饋環(huán)路接收與體系過程的參數(shù)有關(guān)的 反饋信號。諸如差分加法器206之類的裝置被提供用于將設(shè)置點(diǎn)與反 饋信號相比較以產(chǎn)生誤差信號。諸如PID處理器208之類的裝置被提 供用于處理平行PID路徑中的誤差信號；平行PID路徑即比例路徑 210、包括積分器的積分路徑212和包括微分器的微分路徑214。這三 條PID路徑與加法器216相連，用于產(chǎn)生PID處理器208的輸出。
諸如控制因子處理器218之類的裝置被提供用于基于反饋信號 自動調(diào)整至少一條PID路徑的控制因子。在圖2的典型實(shí)施方案中， 控制因子處理器218向增益調(diào)整乘法器220、 222和224中的一個(gè)或 多個(gè)提供輸出。
圖2的PID控制器可以包括諸如歸一化器226之類的裝置，用 于歸一化誤差信號。在圖示的例子中，歸一化器226可以包括數(shù)學(xué)函 數(shù)228和230。乘法塊228將誤差信號乘以一個(gè)反向常數(shù)232，以求 反誤差信號進(jìn)行信號格式化.求反后的誤差信號在數(shù)學(xué)函數(shù)塊230中 被除以設(shè)置點(diǎn)。由于加法器234和在常數(shù)塊236中給出的常數(shù)，因此 避免了在對誤差信號歸一化時(shí)除以0的出現(xiàn)。數(shù)學(xué)函數(shù)塊230的輸出 代表相對于設(shè)置點(diǎn)信號歸一化的誤差信號，并且被輸送到限幅器238 以限制歸一化值并避免飽和。限幅器的輸出經(jīng)由與控制因子處理器 218相關(guān)聯(lián)的乘法器220、 222和224被輸送到PID處理器208。
PID控制器102包括用于調(diào)節(jié)PID處理器的輸出"X"的裝置，表 示為下限捕捉塊240和上限捕捉塊242。這兩個(gè)塊的輸出捕捉PID控 制器輸出的上限和下限，并且經(jīng)由合并功能246被合并。下限捕捉塊 和上限捕捉塊可以存儲來自PID處理器208的上輸出信號和下輸出信 號，以使得由PID處理器產(chǎn)生的誤差信號的范圍幅度可以適合于用在 處理體系中的實(shí)際致動器的范圍。
合并功能將下限和上限捕捉塊的幅度受限輸出合并為X-數(shù)據(jù) 值，X-數(shù)據(jù)值可以由用于格式化的裝置(表示為動態(tài)映射塊248)使 用。動態(tài)映射塊248將PID處理器的輸出映射到致動器電壓的一設(shè)定
范圍。例如，在由下限和上限捕捉塊提供的輸出范圍從O到IOV時(shí)， 這些輸出可以被動態(tài)映射到從O到1的范圍，此時(shí)后一范圍對于體系
過程的致動器的輸入是必需的。
如圖2所示，PID處理器的"X，，輸出被輸送到動態(tài)映射塊248。 下限和上限捕捉塊的合并輸出被輸送到動態(tài)映射塊的"xdat，，輸入。動 態(tài)映射中Y值的飽和極限經(jīng)由飽和塊250被輸送到動態(tài)映射塊的 "ydat"輸入。動態(tài)映射塊的輸出被輸送到轉(zhuǎn)換器塊252，轉(zhuǎn)換器塊252 用于提供適合于輸入到體系的致動器的值。
PID控制器102包括諸如檢測器254之類的裝置，用于基于設(shè)置 點(diǎn)的改變發(fā)起PID處理器中控制因子的自動調(diào)整。發(fā)起裝置可以包括 用于檢測設(shè)置點(diǎn)何時(shí)已改變了預(yù)定量的檢測器256。該量可以經(jīng)由轉(zhuǎn) 換器258被轉(zhuǎn)換為適合于輸入到控制因子處理器218以及下限和上限 捕捉塊240、 242的水平，使得在設(shè)置點(diǎn)已改變預(yù)定量時(shí)發(fā)生復(fù)位操 作。該預(yù)定量可以例如由用戶(例如，經(jīng)由用戶接口)配置。
PID控制器102還包括諸如開關(guān)260之類的裝置，用于控制裝置 的輸出。開關(guān)260被用于在PID處理器的輸出和諸如0的常數(shù)之間進(jìn) 行選擇。關(guān)系運(yùn)算器262被配置為監(jiān)視設(shè)置點(diǎn)，并確保在設(shè)置點(diǎn)已從 O改變之后開關(guān)只允許PID處理器的輸出被路由到輸出264。
圖3更詳細(xì)地示出了控制因子處理器218的示例性實(shí)現(xiàn)方式。如 圖所示，控制因子處理器接收來自差分加法器206的誤差信號作為誤 差信號302。控制因子處理器還接收經(jīng)設(shè)置點(diǎn)202以及由檢測器254 產(chǎn)生的復(fù)位PID輸入304?？刂埔蜃犹幚砥?18包括被表示為PID參 數(shù)處理器306的用于為PID路徑中的任何一條或全部產(chǎn)生控制因子的 裝置。用于比例路徑的控制因子被標(biāo)記為308，用于積分路徑的控制 因子被標(biāo)記為310，用于微分路徑的控制因子被標(biāo)記為312。
復(fù)位的PID輸入304被輸送到PID參數(shù)處理器306的輸入314 以在設(shè)置點(diǎn)已改變時(shí)復(fù)位控制因子調(diào)整處理器。"沒置點(diǎn)202被輸送到 處理器306的設(shè)置點(diǎn)輸入316。誤差信號302被輸送到處理器306的 輸入318。誤差信號還通過過值檢測(hit crossing )塊322和諸如"OR"
運(yùn)算器324之類的邏輯運(yùn)算器，以產(chǎn)生處理器306的復(fù)位計(jì)數(shù)器輸入 320。處理器306的計(jì)數(shù)器確定誤差信號的振蕩周期的一半以監(jiān)視穩(wěn) 態(tài)誤差。邏輯OR運(yùn)算器324還接收來自復(fù)位PID輸入304的輸入。當(dāng)誤差信號已超過正方向的設(shè)置點(diǎn)值，達(dá)到峰值，然后值減小到 與設(shè)置點(diǎn)值相交叉的點(diǎn)(如過值檢測塊322檢測到的)時(shí)，邏輯"l" 被輸送到OR運(yùn)算器324。這經(jīng)由處理器306的復(fù)位計(jì)數(shù)器輸入320 使計(jì)數(shù)器復(fù)位。類似地，當(dāng)復(fù)位PID輸入304變?yōu)檫壿?時(shí)，復(fù)位計(jì) 數(shù)器輸入320被用來經(jīng)由OR運(yùn)算器324復(fù)位處理器306的計(jì)數(shù)器。 從而，OR運(yùn)算器324定義了這樣一個(gè)時(shí)間段，該時(shí)間段在設(shè)置點(diǎn)已 改變時(shí)開始，并且在誤差信號跨過設(shè)置點(diǎn)時(shí)被復(fù)位以開始圍繞設(shè)置點(diǎn) 的新的振蕩周期。
處理器306包括使能處理器的操作的使能輸入326，以便在輸出 308、 310和/或312處可以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)控制因子。用于使能PID 參數(shù)處理器306的裝置包括關(guān)系運(yùn)算器328，其確保了除非設(shè)置點(diǎn)已 從0改變，否則處理器306不被使能。在設(shè)置點(diǎn)已改變之前，諸如0 的常數(shù)被輸送到鎖存器332的時(shí)鐘輸入以防止處理器306被使能。諸 如D觸發(fā)器332之類的鎖存器在關(guān)系運(yùn)算器328檢測到設(shè)置點(diǎn)已從0 改變時(shí)，與時(shí)鐘同步鎖存來自輸入334的邏輯"1"。觸發(fā)器332的鎖 存的Q輸出觸發(fā)PID參數(shù)處理器306的使能輸入326。
關(guān)于PID參數(shù)處理器306的細(xì)節(jié)在圖4A中示出，并且標(biāo)識了基 于輸入314、 316、 320和326分別自動調(diào)整用于PID路徑308、 310 和312的控制因子的條件。在典型的實(shí)施方案中，使能輸入326被圖 示為指示在脈沖發(fā)生時(shí)處理器306被使能。
處理器306包括A參數(shù)(P)處理器408，用于捕捉關(guān)于被監(jiān)視的 參數(shù)的誤差信號的改變，以便可以檢測過沖和下沖。A時(shí)間段(T)處 理器406被提供用于捕捉作為誤差信號的上升和下降時(shí)間的函數(shù)的過 程振蕩的時(shí)段。可以利用過沖、下沖、上升時(shí)間和下降時(shí)間計(jì)算穩(wěn)態(tài) 誤差，以便在穩(wěn)態(tài)誤差減小到期望(例如，可接受的)水平時(shí)，PID 控制因子的自動調(diào)整可以中止。
AP處理器408開始于缺省值416 (例如O)，并且捕捉在與圍繞 設(shè)置點(diǎn)的誤差信號的振蕩的一半相對應(yīng)的間隔內(nèi)過沖超過設(shè)置點(diǎn)的 誤差信號的幅度。AP處理器408在復(fù)位計(jì)數(shù)器信號變高時(shí)被復(fù)位， 表明誤差信號已返回到設(shè)置點(diǎn)值以在圍繞設(shè)置點(diǎn)的完整的振蕩時(shí)段 完成時(shí)開始新的振蕩時(shí)段。隨著圍繞設(shè)置點(diǎn)的振蕩時(shí)段的增大，提供 了這樣的指示，即不穩(wěn)定的狀況正在發(fā)生并且可以自動調(diào)整對控制因 子的修正，以使得誤差信號的振蕩時(shí)段減小。
PID參數(shù)處理器306被配置為響應(yīng)于設(shè)置點(diǎn)的改變并且在預(yù)定標(biāo) 準(zhǔn)發(fā)生時(shí)自動調(diào)整控制因子308、 310和312。邏輯運(yùn)算器可以用于要 求多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在由用戶指定的某一時(shí)間點(diǎn)存在。這些邏輯運(yùn)算由用于邏 輯組合的裝置(表示為AND門402和404 )執(zhí)行，但也可以使用任何 期望的邏輯(實(shí)現(xiàn)的軟件或硬件)。
一般來說，用于捕捉A時(shí)間間隔的裝置(表示為AT處理器406) 被用于產(chǎn)生與誤差信號振蕩有關(guān)的信息。用于捕捉被控制的參數(shù)的變 化的獨(dú)立裝置(表示為AP處理器408)在確定輸出308、 310和312 上的控制因子何時(shí)將被更新時(shí)有用?，F(xiàn)在將參考圖4B的AND門402 和404更詳細(xì)地描述控制因子被更新的條件。
當(dāng)誤差信號在已經(jīng)過沖高于設(shè)置點(diǎn)之后又跨過并低于設(shè)置點(diǎn)時(shí) (由檢測器412檢測到)，AND門402的第一輸入410是邏輯"1"。 AND門402的第二輸入412對應(yīng)于關(guān)系運(yùn)算器414的輸出。關(guān)系運(yùn)算 器414將檢測到的誤差信號的峰值變化(即，代表設(shè)置點(diǎn)和反饋信號 之間的峰值差)與常數(shù)(例如"O")相比較。如果峰值誤差大于0，則 AND門的第二輸入412是邏輯1。如上所述，峰值誤差信號是經(jīng)由AP 處理器408檢測到的。
在操作中，檢測到的誤差信號的峰值經(jīng)由AP鎖(lock) 420被從 AP處理器408輸出到峰值A(chǔ)P鎖存器418的輸入，AP鎖420保存AP 的前一峰值。AP處理器408的輸出被輸送到鎖420的輸入，使得其 可以被保持以輸入到鎖存器418,其中當(dāng)前AP峰值可以與前一AP峰 值進(jìn)行比較。
無論何時(shí)當(dāng)前AP峰值超過先前的最大AP峰值，新的峰值都被存 儲在鎖420中以與在感興趣的當(dāng)前時(shí)段內(nèi)累積的后續(xù)A峰值做比較。 感興趣的當(dāng)前時(shí)段響應(yīng)于復(fù)位PID信號314而經(jīng)由AP鎖存器418的 復(fù)位輸入被復(fù)位。如上所述，無論何時(shí)A峰值超過諸如0的常數(shù)，關(guān) 系運(yùn)算器414都向AND門402輸送邏輯"l，，以指示過沖狀況。
AND門402的第三輸入422對應(yīng)于關(guān)系運(yùn)算器426的輸出。當(dāng) 在關(guān)系運(yùn)算器426的第一輸入處接收到的當(dāng)前AP峰值超過前一峰值 (表明過沖不穩(wěn)定性)時(shí)，關(guān)系運(yùn)算器426向AND門402的第三輸 入輸送邏輯"l"。
最終，AND門402的第四輸入424對應(yīng)于AP峰值鎖420的輸出。 從而，在當(dāng)前鎖AP峰值大于0時(shí)，邏輯"l，，將被輸送到AND門402 的第四輸入。
當(dāng)AND門402的所有四個(gè)輸入都是邏輯"l，，時(shí)，輸出從AND門 402被輸送到第二 AND門404。來自AND門402的輸出是在AND 門404的笫一輸入428處提供的。
AND門404的第二輸入430對應(yīng)于AND門432的輸出。AND 門422接收兩個(gè)輸入。第一輸入434對應(yīng)于關(guān)系運(yùn)算器436的輸出， 關(guān)系運(yùn)算器436將塊438中的可復(fù)位累加器值與諸如1的常數(shù)440相 比較。累加器對從設(shè)置點(diǎn)改變已發(fā)生(即，復(fù)位PID變高)并且來自 下沖狀況的誤差信號交叉穿過設(shè)置點(diǎn)(見圖3中OR運(yùn)算器324的輸 出)時(shí)起發(fā)生的脈沖數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)可復(fù)位累加器的計(jì)數(shù)輸出超過 預(yù)定常數(shù)440時(shí)，"l，，值被輸送到AND門432?？蓮?fù)位累加器塊438 接收復(fù)位計(jì)數(shù)器信號320，并接收經(jīng)由單位延遲442延遲的AND門 404的輸出作為使能信號。因此，假定使能信號在可復(fù)位累加器塊438 處是有效的，則超過常數(shù)的復(fù)位計(jì)數(shù)器信號320的值將使得關(guān)系運(yùn)算 器能夠產(chǎn)生邏輯"l"，從而使能AND門432。
返回AND門432,經(jīng)由關(guān)系運(yùn)算器444接收第二輸入，關(guān)系運(yùn) 算器444將來自AP鎖存器418的被鎖定的峰值A(chǔ)P值與乘法器塊446 的輸出相比較。乘法器塊446將設(shè)置點(diǎn)316乘以AP范圍值，例如0.05
或任何其他期望值，以確保只有當(dāng)設(shè)置點(diǎn)已改變至少5%時(shí)，才會輸 送邏輯1以使能AND門432從而使能AND門404。換句話說，當(dāng)對 于給定周期，設(shè)置點(diǎn)還未改變至少最小的預(yù)定量(例如0.05)時(shí)，AND 門404將不被使能，并且用于PID輸出308、 310和312的控制因子 將不會被自動調(diào)整。
經(jīng)由關(guān)系運(yùn)算器450接收AND門404的第三輸入448，關(guān)系運(yùn) 算器450將諸如0的常數(shù)與設(shè)置點(diǎn)316相比較。從而，當(dāng)設(shè)置點(diǎn)超過 0時(shí)，邏輯1被輸送到AND門404的輸入448，以使能PID控制因子 308、 310和312的自動調(diào)整。
AND門404的第四示例性輸入454對應(yīng)于與AT處理器406相關(guān) 聯(lián)的使能信號，其被用于基于其上升和下降時(shí)間確定誤差信號的振蕩 時(shí)段。第四輸入454對應(yīng)于AND門456的輸出。
AND門456接收三個(gè)輸入。AND門456的第一輸入458對應(yīng)于 關(guān)系運(yùn)算器460的輸出，關(guān)系運(yùn)算器460將AT處理器406的輸出與 諸如O的常數(shù)462相比較。當(dāng)AT輸出超過O時(shí)，在第一輸入458上 提供邏輯"l，，以使能AND門456。
AND門456的第二輸入464對應(yīng)于存儲在鎖466中的針對AT處 理器鎖定的值。當(dāng)對于AT存在指示誤差振蕩正在發(fā)生的值時(shí)，AND 門456經(jīng)由該輸入被^f吏能。
AND門456的第三輸入468對應(yīng)于關(guān)系運(yùn)算器470的輸出。關(guān) 系運(yùn)算器將AT處理器406的當(dāng)前輸出與在AT鎖存器468中捕捉和存 儲的先前的輸出相比較。當(dāng)捕捉的AT的當(dāng)前值超過在AT鎖存器468 中鎖存的先前存儲的值時(shí)(表明振蕩時(shí)段在增大)，邏輯l經(jīng)由關(guān)系 運(yùn)算器470被輸送到AND門456的第三輸入.當(dāng)AND門456的這三 個(gè)條件存在時(shí)，AND門404經(jīng)由第四輸入454被使能。
當(dāng)AND門404的所有四個(gè)條件都存在時(shí)，更新處理器472、 474 和476被用于自動調(diào)整PID輸出308、 310和312中的一個(gè)或多個(gè)的 控制因子，AND門404的輸出用作這些更新處理器中的每一個(gè)的使能 信號。參考用于比例路徑的第一更新處理器(即處理器472) ， AND 門404的輸出可被看作第一輸入478以發(fā)起對于比例路徑輸出308的 控制參數(shù)定位調(diào)整值的操作。處理器472的第二輸入對應(yīng)于復(fù)位信號 480。復(fù)位信號480對應(yīng)于復(fù)位PID信號314。更新處理器472的笫 三缺省輸入482對應(yīng)于初始比例增益，該初始比例增益可以例如由用 戶建立并存儲在存儲器中。該比例增益的值被表示為塊484。更新處 理器472的第四輸入486對應(yīng)于用于通過修正比例路徑308的輸出來 自動調(diào)整比例路徑中的增益的控制因子。在示例性實(shí)施例中，控制因 子486可以利用查找表488產(chǎn)生。查找表的輸出被經(jīng)由飽和塊490針 對更新處理器的輸入進(jìn)行調(diào)節(jié)，飽和塊490限制來自查找表的輸出的 值。
為了對查找表488尋址，從數(shù)學(xué)運(yùn)算器492提供輸入，數(shù)學(xué)運(yùn)算 器492接收來自鎖存器418的AP峰值的輸出和來自加法器494的輸 入。加法器494將設(shè)置點(diǎn)316與塊496中的常數(shù)"C，，相組合，常數(shù)確 保了在數(shù)學(xué)運(yùn)算器492中不會發(fā)生除以0的情形，數(shù)學(xué)運(yùn)算器492將 AP峰值的輸出除以設(shè)置點(diǎn)。
存儲在查找表中的值可以經(jīng)驗(yàn)確定，查找表是通過AP峰值對設(shè) 置點(diǎn)的比率訪問的。這些值可以針對給定過程確定，以使得對于給定 設(shè)置點(diǎn)和誤差信號將會對PID控制因子308、 310、 312作出適當(dāng)修正。 對于積分和微分路徑310、 312利用更新處理器474和476的輸入生 成類似的控制因子，更新處理器474和476的輸入對應(yīng)于上述的針對 比例路徑的更新處理器472的輸入。
為了確定在AT處理器406中捕捉的時(shí)間間隔，參考該處理器406 的三個(gè)輸入。第一輸入498對應(yīng)于離散時(shí)間積分器499的輸出。離散 時(shí)間積分器499經(jīng)由復(fù)位計(jì)數(shù)器信號320被復(fù)位，并且一旦當(dāng)被使能 時(shí)，累加經(jīng)由單位延遲495接收的來自脈沖發(fā)生器497的脈沖。AT 處理器406如同離散時(shí)間積分器499 一樣，也是經(jīng)由復(fù)位計(jì)數(shù)器信號 320被復(fù)位的。諸如塊494中的常數(shù)0之類的缺省值確保了 AT處理器 406的輸出不會降到0以下。
AT處理器406的輸出被輸送到鎖存器468，其中其可以被存儲 以在關(guān)系運(yùn)算器470中與后面的AT值相比較。AT捕捉路徑的目的是 確保圍繞設(shè)置點(diǎn)的誤差信號的振蕩隨時(shí)間減小。然而，如果振蕩在某 一時(shí)段內(nèi)增大，則可以確定誤差信號沒有圍繞設(shè)置點(diǎn)穩(wěn)定，因此可以 對輸出308、 310和312上的控制因子進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?br> 圖5圖示了與AP處理器408有關(guān)的細(xì)節(jié)。如圖所示，輸入對應(yīng) 于缺省信號416、復(fù)位計(jì)數(shù)器信號320和誤差信號318，誤差信號318 已被數(shù)據(jù)存儲讀取塊502讀取并存儲為上誤差信號。數(shù)據(jù)存儲讀取塊 502的輸出被輸送到單位延遲504。 MinMax塊506將經(jīng)延遲的數(shù)據(jù) 存儲讀取的輸出與邏輯1相比較。
MinMax塊506的輸出被作為輸入輸送到開關(guān)508，開關(guān)508由 復(fù)位信號320控制。在復(fù)位時(shí)，來自MinMax塊的輸出被輸送到數(shù)據(jù) 存儲寫入塊510以確保新的MinMax值被存儲。否則，缺省值被輸送 到數(shù)據(jù)存儲寫入塊510。
來自AP處理器408的信號輸出(由輸出512代表)是經(jīng)由開關(guān) 514接收的，開關(guān)514也由復(fù)位信號320控制。當(dāng)接收到復(fù)位信號時(shí)， 數(shù)據(jù)存儲讀取塊502中的數(shù)據(jù)存儲讀取值(經(jīng)單位延遲的)被輸送到 輸出512。否則，缺省值416被輸送到輸出512。
圖6示出了峰值A(chǔ)P鎖存器418的示例性功能實(shí)現(xiàn)方式。提供了 諸如D觸發(fā)器之類的鎖存器600，用于產(chǎn)生代表峰值A(chǔ)P值的時(shí)鐘同 步輸出。鎖存器600經(jīng)由開關(guān)602提供時(shí)鐘，開關(guān)602通常為邏輯"l"， 但是在發(fā)生復(fù)位信號320時(shí)，將塊420中的鎖定峰值輸送到時(shí)鐘輸入。 開關(guān)604通常為邏輯"0"，但是在發(fā)生復(fù)位信號時(shí)，將來自AP處理器 408的A峰值輸出輸送到D輸入。如果該值大于0，則邏輯1與時(shí)鐘同 步被送到D鎖存器600的輸出。
圖7示出了產(chǎn)生控制因子308的示例性的更新處理器(例如更新 處理器472 )的示例性實(shí)現(xiàn)方式。對于積分和微分控制因子310和312 可以配置類似的處理器。
參考圖7，圖示了定位輸入478、復(fù)位輸入480、缺省復(fù)位482
和因子輸入486。用于比例路徑408的控制因子308被示為可以輸送 到數(shù)據(jù)存儲存儲器的輸出?？刂埔蜃?08是經(jīng)由開關(guān)700輸出的，開 關(guān)700通常接收缺省值402。在發(fā)生復(fù)位值380時(shí)，開關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁?經(jīng)由單位延遲704來自數(shù)據(jù)存儲裝置702的輸出。
在調(diào)整時(shí)段期間，在更新值308之前，在AT捕捉時(shí)段期間確定 新的值。被捕捉的值被經(jīng)由開關(guān)706寫入存儲器中，開關(guān)706通常向 存儲器提供缺省值482。在發(fā)生復(fù)位時(shí)，新的值被輸送到數(shù)據(jù)存儲裝 置。數(shù)據(jù)存儲讀取702的輸出被經(jīng)由單位延遲704輸送到乘法器708 的一個(gè)輸入，在乘法器708中，該輸出被乘以經(jīng)由圖4B的查找表488 提供的控制因子。從而，存儲在存儲器中的用于比例路徑的當(dāng)前值被 乘以來自查找表的因子，并經(jīng)由輸入710加權(quán)(例如，10%加權(quán))。 加權(quán)可以是基于過程的。當(dāng)過程誤差明顯時(shí)，其可以被調(diào)整為例如100 %或任何期望量。
數(shù)學(xué)運(yùn)算器708的輸出還被輸送到另一數(shù)學(xué)運(yùn)算器712 (例如加 法器)以與來自數(shù)據(jù)存儲裝置702的輸出相組合。該輸出經(jīng)由開關(guān)706 被輸送到存儲器，作為在缺乏PID定位信號478的情況下用于比例輸 出308的經(jīng)自動調(diào)整的控制因子。如上所述，對于積分和微分路徑中 的每一條，也可以提供與圖7中所示類似的配置。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，圖1-7中所示的實(shí)施例的前述描述僅 僅是示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易進(jìn)行大量的變化。例如，本領(lǐng)域技 術(shù)人員將意識到，所描述的功能框圖可以用軟件和/或硬件實(shí)現(xiàn)，硬件 是模擬的、數(shù)字的或其任意組合。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到， 歸于各種處理器的不同功能當(dāng)然可以組合到單個(gè)處理器中，或者這里 描述的功能中的任何一個(gè)或全部可以分割為用于執(zhí)行指定功能的數(shù) 目增多的專用處理器。這里描述的每個(gè)處理器可以例如實(shí)現(xiàn)為微處理 器或其他計(jì)算機(jī)，并且/或者可以被配置為硬件、軟件和固件組件的組 合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，這里描述的邏輯功能中的任何一個(gè)都 可以按多種方式實(shí)現(xiàn)。另外，這里描述的所有值都僅僅是例子，并且 本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，這些值中的任何一個(gè)都可以適用于特定過
程和/或控制器的期望操作。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，本發(fā)明可以用其他具體形式實(shí)現(xiàn)，而 不脫離其精神或?qū)嵸|(zhì)特性。因此，當(dāng)前公開的實(shí)施例在所有方面都應(yīng) 考慮為說明性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定， 而不是由前述描述限定，并且落在其含義、范圍和等同物內(nèi)的所有改 變都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種用于控制過程的方法，包括建立用于比例-積分-微分(PID)控制器的控制因子，所述PID控制器被用來相對于設(shè)置點(diǎn)控制體系過程的參數(shù)；經(jīng)由所述過程的傳感器和第一反饋環(huán)路接收與所述過程的參數(shù)有關(guān)的反饋信號；以及基于所述反饋信號自動調(diào)整所述PID控制器的控制因子。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參數(shù)是所述過程的物理特性。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述自動調(diào)整是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括為用于控制所述過程的額外的PID控制器建立額外的控制因子； 經(jīng)由額外的傳感器和額外的反饋環(huán)路接收與所述過程的額外參 數(shù)有關(guān)的反饋信號；以及基于所述反饋信號自動調(diào)整所述額外的控制因子。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述參數(shù)和所述額外參數(shù)是 相互依賴的。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括使用經(jīng)由所述傳感器接收的反饋信號來檢測所述參數(shù)的下降時(shí) 間、上升時(shí)間、過沖、下沖和穩(wěn)態(tài)誤差中的至少一個(gè)。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括 建立所述參數(shù)的設(shè)置點(diǎn)；以及將經(jīng)由所述傳感器接收的反饋信號與所述設(shè)置點(diǎn)進(jìn)行比較以產(chǎn) 生誤差信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，包括在所述PID控制器內(nèi)調(diào)節(jié)所述誤差信號以輸入到所述體系過程 的致動器，其中所述調(diào)節(jié)包括將所述誤差信號動態(tài)映射到所述致動
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括 捕捉所述誤差信號的上限和下限；以及 合并所述上限和下限以用在所述動態(tài)映射中。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括將所述PID控制器的輸出信號作為所述參數(shù)的設(shè)置點(diǎn)的函數(shù)發(fā) 送到所述過程的致動器。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述PID控制器的輸出信 號只在所述設(shè)置點(diǎn)非0時(shí)被發(fā)送到所述致動器。
12. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中在檢測到所述設(shè)置點(diǎn)的改變 時(shí)進(jìn)行所迷PID控制器的控制因子的自動調(diào)整。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中在已滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行 所述控制因子的自動調(diào)整，其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括確定過沖超過所述 設(shè)置點(diǎn)的誤差信號的峰值幅度處于新的最大值。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)是在相對于 所述設(shè)置點(diǎn)的誤差信號的一個(gè)振蕩時(shí)段上被確定的。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中在參數(shù)相對于設(shè)置點(diǎn)的穩(wěn) 態(tài)誤差下降到期望水平時(shí)，中斷所述自動調(diào)整。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中使用經(jīng)驗(yàn)確定的加權(quán)因子 來加權(quán)調(diào)整的量。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述加權(quán)因子被存儲在查 找表中。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中對于所述PID控制器的比 例、積分和微分路徑中的每一條，獨(dú)立調(diào)整各自的控制因子。
19. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中對于所述比例、積分和微 分路徑中的每一條選擇初始缺省值。
20. —種用于控制過程的設(shè)備，包括用于接收所述過程的參數(shù)的設(shè)置點(diǎn)的裝置； 用于經(jīng)由所述過程的傳感器和第一反饋環(huán)路接收與所述過程的 參數(shù)有關(guān)的反饋信號的裝置； 用于將所述設(shè)置點(diǎn)與所述反饋信號相比較以產(chǎn)生誤差信號的裝置；用于在平行PID路徑中處理所述誤差信號的裝置；以及 用于基于所述反饋信號自動調(diào)整所述PID路徑中的至少一條的 控制因子的裝置。
21. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，包括 用于歸一化所述誤差信號的裝置。
22. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，包括用于調(diào)節(jié)所述誤差信號處理裝置的輸出以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出信 號的裝置。
23. 如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，包括用于通過將所述經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出信號動態(tài)映射到過程致動器來格 式化所述經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出信號的裝置。
24. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，包括用于在檢測到所述設(shè)置點(diǎn)的改變時(shí)發(fā)起所述自動調(diào)整的裝置。
25. 如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，包括用于基于所述設(shè)置點(diǎn)的改變控制所述設(shè)備的輸出的裝置。
26. 如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述用于自動調(diào)整的裝置包括用于為至少一條PID路徑產(chǎn)生控制因子的裝置。
27. 如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中所述用于產(chǎn)生控制因子的 裝置包括用于捕捉在給定時(shí)間段內(nèi)所述誤差信號的峰值改變的裝置。
28. 如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述用于自動調(diào)整的裝置 在已滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)執(zhí)行控制因子的調(diào)整，并且其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包 括確定過沖超過所述設(shè)置點(diǎn)的誤差信號的峰值幅度處于新的最大值。
29. 如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中由所述調(diào)整裝置執(zhí)行的所 述控制因子的自動調(diào)整在已超出誤差信號的預(yù)定振蕩時(shí)段時(shí)發(fā)生。
30. 如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中由所述調(diào)整裝置執(zhí)行的自 動調(diào)整在所述設(shè)置點(diǎn)超過0并且所述誤差信號的振蕩時(shí)段增大時(shí)發(fā)生。
31. 如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中利用存儲在查找表中的經(jīng) 驗(yàn)數(shù)據(jù)來調(diào)整控制因子，并且所述查找表是作為所述設(shè)置點(diǎn)和所述反 饋信號相對于所述設(shè)置點(diǎn)的峰值誤差的函數(shù)被訪問的。
32. —種用于控制過程的系統(tǒng)，包括用于為比例-積分-微分(PID)控制器建立設(shè)置點(diǎn)的用戶接口， 所述PID控制器用于控制過程的參數(shù)；用于經(jīng)由所述過程的傳感器接收與所述過程的參數(shù)有關(guān)的反饋 信號的反饋環(huán)路；以及用于基于所述反饋信號自動調(diào)整所述PID控制器的控制因子的 處理器。
33. 如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，包括 用于檢測所述設(shè)置點(diǎn)的改變的檢測器。
34. 如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述處理器包括 用于確定所述反饋信號相對于所述設(shè)置點(diǎn)的峰值誤差信號的第一處理器；以及用于確定相對于所述設(shè)置點(diǎn)的誤差信號的振蕩時(shí)段的時(shí)間處理器。
35. 如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，包括用于確定何時(shí)已滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，并且在已滿足所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)使 能所述控制因子的自動調(diào)整的邏輯。
36. 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述邏輯包括至少一個(gè) AND門。
37. 如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，包括用于存儲針對所述體系過程經(jīng)驗(yàn)確定的控制因子的查找表。
38. 如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中使用所述設(shè)置點(diǎn)和所述反 饋信號相對于所述設(shè)置點(diǎn)的檢測到的峰值誤差來訪問所述查找表。
39. 如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，包括 用于調(diào)節(jié)所述處理器的輸出以輸入到所述過程的致動器的電路。
40. 如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中所述電路通過檢測來自包 括在所述PID控制器中的PID處理器的輸出的下限和上限，將所述 處理器輸出動態(tài)映射到致動器輸入。
41. 如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，包括只有在所述設(shè)置點(diǎn)大于0時(shí)才將所述PID控制器的輸出選通到 一個(gè)體系的致動器的開關(guān)。
全文摘要
公開了一種用于控制過程的方法和系統(tǒng)。該方法包括建立用于比例-積分-微分(PID)控制器的控制因子，PID控制器被用來相對于設(shè)置點(diǎn)控制過程的參數(shù)。經(jīng)由過程的傳感器和第一反饋環(huán)路接收與過程的參數(shù)有關(guān)的反饋信號?；诜答佇盘栕詣诱{(diào)整PID控制器的控制因子。
文檔編號G05B13/02GK101103321SQ200580047009
公開日2008年1月9日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者孫宏橋, 惠特·W.·斯潘塞, 維斯納·R.·米爾考維克 申請人:德士古發(fā)展公司