Patent DE-102014102665-B4 (DE)
Title: Verbesserte Kalman-Filter in Prozesssteuerungssystemen
Inventor: BLEVINS TERRENCE LYNN
IPC: G05B13/04
Filed: 2014-02-28
Granted: 2024-02-08
Abstract: Steuerungssystem (10) zum Benutzen bei der Steuerung eines Prozesses, das Steuerungssystem umfassend:eine Steuerungseinheit (11) einschließlich einer Prozessvariableneingabe und einer Steuerungsroutineeinheit, die mit der Prozessvariableneingabe kommunikativ gekoppelt sind, wobei die Steuerungsroutineeinheit ein Steuerungssignal erzeugt zur Benutzung beim Steuern des Prozesses basierend auf einem an der Prozessvariableneingabe empfangenen Prozessvariablenwert;eine Kalman-Filtereinheit, die mit der Steuereinheit (11) gekoppelt ist, wobei die Kalman-Filtereinheit einmal während jeder einer Reihe der Ausführungszyklen betrieben wird, um eine Prozessvariablenschätzung zu erzeugen, die Kalman-Filtereinheit beinhaltend:eine Steuerungssignaleingabe, gekoppelt zum Empfangen des durch die Steuerungsroutineeinheit erzeugten Steuerungssignals,eine Schnittstelle (660), einschließlich einer Prozessvariablen-Feedbackeingabe, die ein Prozessvariablenmessungssignal weniger häufig als einmal pro Ausführungszykluszeit der Kalman-Filtereinheit empfängt,ein Prozessmodell, gekoppelt zum Empfangen des Steuerungssignals an der Steuerungssignaleingabe zur Erzeugung einer Ausgangs-Prozessvariablenschätzung,eine Korrektureinheit, gekoppelt zur Benutzung des über die Prozessvariablen-Feedbackeingabe empfangenen Prozessvariablenmessungssignals zur Erzeugung eines Korrektursignals von einem Rest, wobei die Korrektureinheit einen ersten Kombinierer (418), eine Schaltereinheit (662) und eine Verstärkungseinheit (422) beinhaltet, undeinen zweiten Kombinierer (414), gekoppelt mit dem Prozessmodell und mit der Korrektureinheit, um die Ausgangs-Prozessvariablenschätzung mit dem Korrektursignal zur Erzeugung einer weiteren Prozessvariablenschätzung zu kombinieren;wobei während dem Ausführungszyklus der Kalman-Filter-Einheit, an der ein neuer Wert des Prozessvariablenmessungssignals verfügbar ist, und während einer vorbestimmten Reihe von Ausführungszyklen nach dem Ausführungszyklus, an dem ein neuer Wert des Prozessvariablenmessungssignals verfügbar ist, die Schaltereinheit (662) betrieben wird zur Bereitstellung eines neuen Werts des Rests an die Verstärkungseinheit (422), um das Korrektursignal zu erzeugen, wobei der neue Wert des Rests durch das Kombinieren der Ausgangs-Prozessvariablenschätzung mit einem Wert des Prozessvariablenmessungssignals am ersten Kombinierer (418) bestimmt wird;wobei während Ausführungszyklen der Kalman-Filter-Einheit nach der vorbestimmten Reihe von Ausführungszyklen nach dem Ausführungszyklus, an dem ein neuer Wert des Prozessvariablenmessungssignals verfügbar ist, die Schaltereinheit (662) betrieben wird zur Bereitstellung eines gespeicherten Werts des Rests an die Verstärkungseinheit (422) zur Erzeugung des Korrektursignals, wobei der gespeicherte Wert des Rests während dem einen der Ausführungszyklen der vorbestimmten Reihe von Ausführungszyklen bestimmt wird; undwobei die Prozessvariableneingabe der Steuerungseinheit (11) gekoppelt ist zum Empfangen der Prozessvariablenschätzung basierend auf der weiteren Prozessvariablenschätzung.