Спосіб контролю і керування технічним процесом

1. Спосіб контролю і керування технічним процесом, здійснюваним у часі у безперервному режимі або в періодичному режимі із застосуванням в кожний момент t заданих значень {C1(t), ... Cn(t)}, що приводить до вимірюваного результату R(t) і забезпечує одержання множини окремих спостережуваних величин, щонайменше дві з яких є незалежними {G1(t), ... Gm(t)}, який відрізняється тим, що:

- вимірюють щонайменше дві незалежні спостережувані величини {G1(t), ... Gp(t)},

- за допомогою прогнозованої моделі М чи ряду моделей, вхідні змінні яких містять щонайменше дві незалежні спостережувані величини, роблять розрахунок оцінки Res(t)=M(G1(t), ... Gp(t)) результату R(t),

- за допомогою закону керування L, вхідна змінна якого є оцінним результатом Res(t), розраховують нові задані значення {C1(t+1), ... Cn(t+1)}=L(Res(t)), застосовні для моменту t+1, і значення {C1(t), ... Cn(t)} заміняють значеннями {C1(t+1), ... Cn(t+1)}.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що прогнозована модель М є статистичною коригувальною моделлю, що залежить від параметрів {q1, ... qр}, що утворюють вектор параметрів q, коригованих за початковим базисом Вар, який складається із сукупності заданих значень, вимірів спостережуваних величин і виміру результату по множині послідовних виконань технічного процесу.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що для визначення моделі М діють у такий спосіб:

- вибирають структуру моделі, що залежить від вектора параметрів q,

- вибирають функцію вартості J, що має, наприклад, квадратичну форму,

- за допомогою початкового базису розраховують послідовність скоригованих моделей Ma,k, які відповідають різним векторам параметрів qk розміру qk, що глобально чи локально мінімізують функцію вартості за початковим базисом,

- для кожної моделі Ma,k розраховують коефіцієнти hii за кожним з прикладів початкового базису і розраховують узагальнений тестовий підсумок моделі Ма,k:

Е (qа,k)= i=1,N[(Ma,k(xi; qa,k)-Ri)/(1-hii)]2,

- розраховують величину m(qа,k)=(N.qk)-1/2Si=від 1 до N hii1/2 і вибирають модель Ma,k, що має найбільшу m(qа,k) між моделей з найменшими E(qа,k), ця модель є оптимальною моделлю Ма,орt.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 2 чи 3, який відрізняється тим, що:

- для виміру результату R визначають інтервал розкиду [smin, smax] типового відхилення перешкоди виміру,

- коригують параметри {q1, ... qр} прогнозованої моделі М таким чином, щоб на тестовому базисі Btest одержати тестовий підсумок S=S(M, Btest), такий як smin<S<smax, при цьому тестовий базис є сукупністю заданих значень, вимірів спостережуваних величин та виміру результату за рядом послідовних виконань технічного процесу.

5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що для коригування параметрів {q1, ... qр} прогнозованої моделі М вибирають перший початковий базис Вар і перший тестовий базис Btest, за допомогою першого початкового базису здійснюють першу оцінку параметрів {q1, ... qр} таким чином, щоб тестовий підсумок моделі М для початкового базису знаходився в інтервалі розкиду [smin, smax], потім, використовуючи в моделі М цю першу оцінку параметрів, за допомогою першого тестового базису Btest здійснюють оцінку тестового підсумку S=S(M, Btest), яку порівнюють з інтервалом розкиду [smin, smax], і якщо S знаходиться в зазначеному інтервалі розкиду, вважають, що оцінка параметрів є задовільною, у протилежному випадку початковий базис Вар доповнюють прикладами з першого тестового базису для одержання нового початкового базису у разі потреби доповнюють тестовий базис та знову визначають параметри {q1, ... qр} за допомогою нового початкового базису і тестовий підсумок S на новому тестовому базисі та ітерації продовжують доти, поки тестовий підсумок S не ввійде в інтервал розкиду [smin, smax].

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що для доповнення початкового базису прикладами з базового тесту:

- встановлюють поріг Sk інтервалу ймовірності для прогнозів моделі,

- розраховують інтервал ймовірності Ik для прогнозування моделі М за кожним з прикладів тестового базису,

- включають до початкового базису щонайменше один з прикладів тестового базису, інтервал ймовірності Ik якого перевищує Sk, тобто, у якого оцінка результату є найбільш невизначена.

7. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що інтервал ймовірності Ik для прогнозування моделі М за кожним прикладом тестового базису є пропорційним квадратному кореню з коефіцієнта hii цього приклада.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 4-7, який відрізняється тим, що по ходу технічного процесу вимірюють щонайменше один результат і відповідні спостережувані величини таким чином, щоб визначити щонайменше один додатковий приклад, який додають до початкового базису, і за допомогою одержаного в такий спосіб нового початкового базису коригують параметри моделі й оцінюють ефективність моделі.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що модель М є нейронною мережею.

10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що технічний процес є точковим зварюванням металевих листів.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що результат R є діаметром Ф зварного вузла чи будь-якою іншою порівнянною величиною, такою, наприклад, як зусилля розриву зварного вузла, а задані значення С1, ... Сn є зварювальним зусиллям Fs, силою зварювального струму Is, часом зварювання Dts і часом кування Dtf.

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що спостережувані величини є загальною споживаною енергією Еelec, максимальним розширенням під час зварювання DZmax,s і максимальною усадкою під час фази кування DZmax,f.

13. Спосіб за одним з пп. 11 чи 12, який відрізняється тим, що закон керування L визначають у такий спосіб:

- вибирають мінімальне значення Фmin і максимальне значення Фmах діаметра зварного вузла,

- вибирають число qm,

- визначають ковзне середнє Фmg з qm останніх прогнозів діаметра Ф зварного вузла,

- якщо Фmg>Фmах, то задане значення Іс сили зварювального струму зменшують, якщо Фmin<Фmg<Фmах, задане значення Іс сили зварювального струму не змінюють, якщо Фmg<Фmin, то задане значення Іс сили зварювального струму збільшують.

14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що встановлюють значення Ф0<Фmin і, якщо останній прогноз діаметра Ф зварного вузла менше Ф0, то в цьому випадку збільшують задане значення Іс сили зварювального струму.

15. Спосіб за одним з пп. 13 чи 14, який відрізняється тим, що встановлюють інкремент DIс сили зварювального струму і, якщо задане значення Іс сили зварювального струму зменшують чи збільшують, то інкремент DIс віднімають чи додають до Іс.

16. Спосіб за будь-яким з пп. 10-15, який відрізняється тим, що для побудови початкового базису виконують послідовність зварних точок, по черзі змінюючи задане значення сили зварювального струму Іс між нижньою межею і верхньою межею інтервалу зварюваності металу, використовуючи при цьому зварювальні електроди, причому інші задані значення залишають постійними.

17. Спосіб за будь-яким з пп. 1-16, який відрізняється тим, що його здійснюють за допомогою комп'ютерів.