分析软件回答性能问题

有几个软件包可以帮助最终用户设计和调整他们的控制循环，以获得“最佳”性能。有些调优工具比其他调优工具更好，但并不总是容易区分，因为并不总是清楚一种设计是否比另一种设计更好。具有一组调优参数的控制器A可能比具有另一组调优参数的控制器B更快地消除误差，但控制器B可能会引起过程变量的过度波动。

问题是定义“最优”循环性能，并评估特定控制器是否能够实现它。这就是Matrikon Applications(埃德蒙顿，阿尔伯塔，加拿大)的ProcessDoc-PA的用武之地。它使用在正常闭环操作期间收集的过程数据，将现有控制器的性能与用户指定的基准进行比较。

ProcessDoc支持三个基准测试:确定时间、最小方差和相对性能。稳定时间是闭环性能最简单的衡量标准。它通过确定哪个控制器在扰动或设定值改变后首先出现，来显示哪个控制器更好。

方差是对过程变量在其设定值周围波动程度的度量。对于需要尽可能平滑的过程变量的控制应用，方差应最小化。ProcessDoc可以计算过程变量中存在的实际方差，并将其与理论最小方差进行比较。该功能允许用户测试多个控制器的方差，并选择最接近实现理论最小值的控制器。

控制器能做得更好吗?

也许更重要的是，方差计算还允许用户确定是否有任何控制器可以比上一个测试的控制器做得更好。如果现有的控制器成功地达到了理论上的最小方差，那么任何进一步的方差减少都必须来自于过程中的变化(例如减少导致死时间的传输延迟)。对控制器的进一步改进将是徒劳的。

相对性能基准使用户可以直接比较两个控制器(或不同设置的一个控制器)的性能。这个特性在确定重新调优控制器是否会显著提高性能时特别有用。

通过比较调优操作前后的方差，它还允许用户量化通过重新调优实现的相对性能改进。提供了几个时间域和频域图，以帮助用户确定哪个控制器(或哪个设置)执行得更好，以及为什么。

ProcessDoc自动处理大部分分析。用户提供一些参数，包括一个进程死时间的值(或一个可能的值范围)。了解死时间使ProcessDoc能够正确地观察控制器对过程变量的影响。如果没有它，ProcessDoc将无法确定对过程变量中的特定更改负责的控制工作。

尽管死时间的知识对于评估控制器的性能当然是至关重要的，但在我看来，ProcessDoc应该能够仅使用它已有的进程数据自动估计死时间。要求用户投入越少越好。幸运的是，相对性能基准测试不需要了解死时间，就可以评估基于返回调优操作的性能改进。

ProcessDoc运行在Microsoft Windows 95或NT 4.0下133 MHz Intel Pentium或更好。它需要32 MB RAM和20 MB可用磁盘空间。ProcessDoc-PA的标价是1万美元。

有关ProcessDoc-PA的更多信息，www.globalelove.com/info。

作者信息

咨询编辑，Vance J. VanDoren，博士，体育，是VanDoren Industries, West Lafayette, Ind的总裁。

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