專利名稱：：用于過程控制系統(tǒng)中靜摩擦補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備和方法用于過程控制系統(tǒng)中靜摩擦補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備和方法對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用根據(jù)35U.S.C§119(e)，本申請(qǐng)要求2005年10月13日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?0/725,668的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)?jiān)诖艘胍怨﹨⒖肌?br>技術(shù)領(lǐng)域：
本公開通常涉及控制系統(tǒng)，而且更具體地涉及用于過程控制系統(tǒng)中靜摩擦補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備和方法。技術(shù)背景處理廠一般是用過程控制系統(tǒng)管理的。除了其他功能外，這些控制系統(tǒng)在處理廠中經(jīng)常管理閥門的使用。在這些廠中，這些閥門一般控制材料的流動(dòng)。示例性處理廠包括制造廠、化工廠、原油精煉廠以及礦石處理廠。在這些廠中，這些閥門可以控制水、油、鹽酸或者廠中的任何其他或附加材料的流動(dòng)。處理廠中所用的閥門經(jīng)常遭受許多問題或缺陷。例如，閥門可能遭受閥門"靜摩擦"。靜摩擦是靜態(tài)摩擦的簡(jiǎn)寫，閥門靜摩擦指的是對(duì)運(yùn)動(dòng)開始的閥門阻力。它出現(xiàn)在該閥門未能對(duì)想要調(diào)節(jié)閥門開口的壓力作出響應(yīng)時(shí)。該閥門直到增加額外的壓力(這然后導(dǎo)致閥門比期望的打開或關(guān)閉更多)才作出響應(yīng)。這個(gè)過程然后被重復(fù)，通常造成閥門的振蕩。這經(jīng)常限制或阻止控制系統(tǒng)用該閥門精確控制材料的流動(dòng)。這還經(jīng)常浪費(fèi)能量并造成閥門的過度磨損。
發(fā)明內(nèi)容本公開提供了用于過程控制系統(tǒng)中靜摩擦補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備和方法。在第一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器，其可操作以存儲(chǔ)與閥門相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。該設(shè)備還包括至少一個(gè)處理器，其可操作以利用所述運(yùn)行數(shù)據(jù)的至少一部分來識(shí)別所述閥門是否正遭受靜摩擦。所述至少一個(gè)處理器還可操作以調(diào)節(jié)供給所述閥門的控制信號(hào)以便至少部分地補(bǔ)償該閥門所遭受的靜摩擦。在特定實(shí)施例中，所述至少一個(gè)處理器可操作以通過以下措施來調(diào)節(jié)控制信號(hào)(i)調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以使所述閥門移動(dòng)到穩(wěn)態(tài)位置和(ii)調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以使所述閥門保持在所述穩(wěn)態(tài)位置。在其他特定實(shí)施例中，所述至少一個(gè)處理器可操作以通過以下措施來調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以使所述閥門移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置(a)調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以使所述閥門從當(dāng)前位置移動(dòng)到新位置和(b)調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)以使該閥門從所述新位置移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置。在第二實(shí)施例中，一種方法包括識(shí)別閥門是否遭受靜摩擦。該方法還包括調(diào)節(jié)供給所述閥門的控制信號(hào)以便至少部分地補(bǔ)償該閥門所經(jīng)受的靜摩擦。在第三實(shí)施例中，一種計(jì)算機(jī)程序被包含在計(jì)算機(jī)可讀媒介上并且可操作以由處理器執(zhí)行。該計(jì)算機(jī)程序包括用于識(shí)別閥門是否遭受靜摩擦的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。該計(jì)算機(jī)程序還包括用于調(diào)節(jié)供給所述岡門的控制信號(hào)以便至少部分地補(bǔ)償該閥門所經(jīng)受的靜摩擦的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。通過以下的附圖、描述和權(quán)利要求書，其他的技術(shù)特征對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。為了更全面理解本公開，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，其中圖1示出了包括閥門的示例性過程控制系統(tǒng)；圖2示出了過程控制系統(tǒng)中的示例性閥門；圖3示出了與過程控制系統(tǒng)中遭受靜摩擦的閥門相關(guān)的示例性波動(dòng)；圖4示出了過程控制系統(tǒng)的示例性才莫型；圖5示出了用于過程控制系統(tǒng)中靜摩擦補(bǔ)償?shù)氖纠苑椒ǎ粓D6-8示出了過程控制系統(tǒng)中的示例性靜摩擦補(bǔ)償；圖9-IOB示出了用于定性地確定閥門中靜摩擦量的示例性技術(shù)；和圖11A和11B示出了用于定量地確定閥門中靜摩擦量的示例性技術(shù)。具體實(shí)施方式圖1示出了包括閥門102的示例性過程控制系統(tǒng)100。圖1所示的過程控制系統(tǒng)IO(H又用于說明目的?？梢?吏用其他系統(tǒng)而不脫離本公開的范圍。在所示出的示例中，一種或多種材料流經(jīng)管道104,而材料經(jīng)管道104的流動(dòng)是由閥門102控制的。管道104表示能夠幫助輸送一種或多種材料的任何合適結(jié)構(gòu)。例如，管道104可以表示能夠幫助輸送油、水、鹽酸或者任何其他材料或多種材料的鋼管或塑料管或管子。閥門102控制一種或多種材料流經(jīng)管道104的速率。例如，閥門102可以改變管道104的開口，其中較大的閥門開口允許較多材料流經(jīng)管道104。閥門102包括能夠控制一種或多種材料通過管道104或其他結(jié)構(gòu)流動(dòng)的任何結(jié)構(gòu)。例如，閥門102可以包括能夠移動(dòng)塞子以改變開口大小的閥桿(stem)。閥門102的一個(gè)示例性實(shí)施例示于圖2中，這在下面將進(jìn)行描述。在所示出的示例中，過程控制系統(tǒng)100還包括傳感器106、控制器108以及閥門致動(dòng)器/定位器110。傳感器106監(jiān)控與過程控制系統(tǒng)100相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)特性。例如，傳感器106可測(cè)量材料流經(jīng)管道104的流速。傳感器106可以監(jiān)控流經(jīng)管道104的材料或過程控制系統(tǒng)100的任何其他或附加特性，比如壓力或溫度。傳感器106還發(fā)送或輸出信號(hào)112至控制器108，其中該信號(hào)112包括識(shí)別由傳感器106所做的測(cè)量的值。流速或其他所監(jiān)控的特性可被稱為過程變量，而供給控制器108的信號(hào)112可被稱為過程變量(PV)信號(hào)。傳感器106包括能夠測(cè)量過程控制系統(tǒng)100的至少一個(gè)特性的任何硬件、軟件、固件或其組合?？刂破?08在系統(tǒng)100中控制閥門102的打開和關(guān)閉。在該示例性實(shí)施例中，控制器108使用由傳感器106提供的過程變量信號(hào)112和設(shè)置點(diǎn)(setpoint)(SP)信號(hào)114來控制閥門102。設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114識(shí)別過程變量信號(hào)112的期望值，并且設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114可以隨時(shí)間變化或可以不隨時(shí)間變化。作為特定的示例，控制器108可調(diào)節(jié)閥門開口使得材料通過管道104的流速保持在或接近設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114所指示的水平。利用過程變量信號(hào)112和設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114，控制器108產(chǎn)生并發(fā)送輸出信號(hào)(0P)信號(hào)116。輸出信號(hào)116控制閥門102的打開和關(guān)閉。理想地，輸出信號(hào)116控制閥門102以便過程變量信號(hào)112保持在或接近設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114?？刂破?08包括用于控制閥門102操作的任何硬件、軟件、固件或其組合。作為特定的示例，控制器108可包括至少一個(gè)處理器118以及能夠存儲(chǔ)由該至少一個(gè)處理器118執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令(比如一個(gè)或多個(gè)軟件例程)的至少一個(gè)存儲(chǔ)器120。閥門致動(dòng)器/定位器IIO根據(jù)輸出信號(hào)116打開和關(guān)閉閥門102。通6常，致動(dòng)器可代表物理上使閥門102的閥桿移動(dòng)(由此移動(dòng)閥門102的塞子)的隔膜(diaphragm)或其他結(jié)構(gòu)，同時(shí)定位器控制閥門閥桿使得其對(duì)應(yīng)于輸出信號(hào)116。閥門102通常包括致動(dòng)器并且可以包括定位器或可不包括定位器。閥門致動(dòng)器/定位器110包括能夠打開和/或關(guān)閉閥門102的任何一個(gè)(或多個(gè))結(jié)構(gòu)。在操作的一個(gè)方面，過程控制系統(tǒng)100包括靜摩擦補(bǔ)償器122。該靜摩擦補(bǔ)償器122有助于補(bǔ)償閥門102中的靜摩擦。當(dāng)在附加壓力被施加到閥門102之前閥門102不能響應(yīng)于來自閥門致動(dòng)器/定位器110的壓力時(shí)則發(fā)生靜摩擦。此時(shí)，閥門102轉(zhuǎn)到比期望的更大或更小的開口，并且該過程接著被反復(fù)。靜摩擦一般造成閥門102的位置的持久性振蕩，意味著閥門102的實(shí)際位置一般圍繞(由設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114限定的)期望的或穩(wěn)態(tài)位置來回?cái)[動(dòng)。靜摩擦補(bǔ)償器122有助于減小過程控制系統(tǒng)100中閥門靜摩擦的影響。例如，靜摩擦補(bǔ)償器122可產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)124，其補(bǔ)償由控制器108產(chǎn)生的輸出信號(hào)116以幫助促使閥門102至穩(wěn)態(tài)位置。一旦到達(dá)閥門的穩(wěn)態(tài)位置，靜摩擦補(bǔ)償器122可以(經(jīng)由補(bǔ)償信號(hào)124)補(bǔ)償輸出信號(hào)116以阻止控制器108將閥門102移離其穩(wěn)態(tài)位置。通過這種方式，靜摩擦補(bǔ)償器122可有助于減小或防止閥門靜摩擦顯著地影響過程控制系統(tǒng)100的整體操作。靜摩擦補(bǔ)償器122可包括用于至少部分地補(bǔ)償一個(gè)或多個(gè)閥門102中的靜摩擦的任何硬件、軟件、固件或其組合。例如，靜摩擦補(bǔ)償器122可包括至少一個(gè)處理器126以及能夠存儲(chǔ)由該至少一個(gè)處理器126執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令(比如一個(gè)或多個(gè)軟件例程)的至少一個(gè)存儲(chǔ)器128。作為特定的示例，靜摩擦補(bǔ)償器122可以表示由單機(jī)(stand-alone)單元或過程控制系統(tǒng)100中另一元件(比如控制器108)執(zhí)行的應(yīng)用程序或者其他邏輯。靜摩擦補(bǔ)償器122還可以表示硬件或者由單機(jī)單元或過程控制系統(tǒng)100中另一元件實(shí)施的其他一莫塊。靜摩擦補(bǔ)償器122可以以任何其他適當(dāng)?shù)姆绞絹韺?shí)施。圖2示出了過程控制系統(tǒng)中的示例性閥門102。圖2中所示的閥門102的實(shí)施例^又用于說明的目的。在過程控制系統(tǒng)100中可以使用閥門的其他實(shí)施例而不脫離本公開的范疇。如該示例所示，閥門102通常包括閥桿202和塞子204。閥桿202可以上下移動(dòng)從而移動(dòng)塞子204,這就改變了流過閥門102中的開口206的材料的量。閥門致動(dòng)器/定位器110通常包括平板208和彈簧210?？刂菩盘?hào)(比如氣動(dòng)信號(hào)或其他輸出信號(hào)116)可以;故增大以向下推動(dòng)平板208,這將塞子204推向開口206?？刂菩盘?hào)還可以被減小以允許彈簧210上推平板208,這使塞子204拉離開口206。這樣，流過閥門102的材料的量可以被控制。當(dāng)閥門102正在被調(diào)節(jié)時(shí)，靜摩擦可造成塞子204移動(dòng)得比期望的還多。靜摩擦可能由于各種原因而發(fā)生，所述原因包括密封退化、潤(rùn)滑劑耗盡、雜質(zhì)侵入、高溫時(shí)金屬滑動(dòng)面的活化(acUvation)以及閥門102中閥桿202周圍的填料(packing)。l爭(zhēng)摩擦經(jīng)常隨時(shí)間變化并且可導(dǎo)致閥門102的非均勻磨損。當(dāng)控制器108試圖調(diào)節(jié)閥門102以使得過程變量信號(hào)112處在或接近設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114時(shí)，靜摩擦經(jīng)常造成閥門102的位置的持久性振蕩。例如，控制器108可能試圖減緩材料通過閥門102的流動(dòng)，因此控制器108開始增大輸出信號(hào)116的值。然而，靜摩擦力阻止閥門102移動(dòng)，因此控制器繼續(xù)增大輸出信號(hào)116的值。在某個(gè)點(diǎn)，閥門102中的靜摩擦力被克服，而過度的輸出信號(hào)U6使閥門102關(guān)閉得比期望的更多?？刂破?08接著開始試圖以相反方向移動(dòng)閥門102。然后類似的過程可能發(fā)生，其中靜摩擦造成閥門102打開得比期望的更大。這一行為示于圖3中，圖3示出了與過程控制系統(tǒng)中遭受靜摩擦的閥門102相關(guān)的示例性波動(dòng)。在圖3中，過程變量信號(hào)112、設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114以及輸出信號(hào)116是隨時(shí)間制圖的。如此處所示的，過程變量信號(hào)112通常在具有較高值的時(shí)間段和具有較低值的時(shí)間段之間振蕩。這表示閥門102的位置繞其穩(wěn)態(tài)位置(由控制器108所用的設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114限定)振蕩。而且，如圖3所示，輸出信號(hào)116通常在過程變量信號(hào)112較高的時(shí)段期間減小而通常在過程變量信號(hào)112較低的時(shí)段期間增大。這表示輸出信號(hào)116的增大或減小一般伴隨著閥門102的過度移動(dòng)，造成過程變量信號(hào)112的跳變。這導(dǎo)致過程變量信號(hào)112的振蕩。這些振蕩經(jīng)常引起能量消耗的增加、材料的浪費(fèi)以及欠均勻的最終產(chǎn)品。減小或消除這些振蕩可產(chǎn)生顯著的商業(yè)或經(jīng)濟(jì)利益，尤其在加工業(yè)中存在較大數(shù)量的閥門(目前三百萬或更多)時(shí)。即使在加工業(yè)中能量消耗降低1%也會(huì)導(dǎo)致顯著的節(jié)約(比如每年$3億或更多)。同時(shí)，與識(shí)別靜摩擦并進(jìn)行閥門維護(hù)相比，補(bǔ)償靜摩擦能夠減少維護(hù)閥門的花費(fèi)，其中閥門維護(hù)會(huì)花費(fèi)每個(gè)閥門$400-$2000或更多。通常，靜摩擦補(bǔ)償器122可以補(bǔ)償或調(diào)節(jié)由控制器108提供的輸出信號(hào)116以幫助減小閥門102中靜摩擦的影響。當(dāng)缺乏任何設(shè)置點(diǎn)變化時(shí)，這可以有助于更快地促使閥門102至穩(wěn)態(tài)位置并且保持在該穩(wěn)態(tài)位置。到達(dá)穩(wěn)態(tài)位置所需的時(shí)間可取決于特定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和靜摩擦補(bǔ)償器122的設(shè)計(jì)。為了補(bǔ)償或調(diào)節(jié)由控制器108提供的輸出信號(hào)116，靜摩擦補(bǔ)償器122可用來在期望的時(shí)間量(比如規(guī)定數(shù)量的時(shí)間塊或時(shí)間步)內(nèi)推動(dòng)閥門102的閥桿202/塞子204至其穩(wěn)態(tài)位置。一旦靜摩擦補(bǔ)償器122處于穩(wěn)態(tài)位置，其可用來防止閥門102的閥桿202/塞子204移離這一穩(wěn)態(tài)位置，允許閥門位置保持不受干擾。以下描述用于補(bǔ)償閥門102中靜摩擦的靜摩擦補(bǔ)償器122的一個(gè)特定實(shí)施方式。靜摩擦補(bǔ)償器122的這一描述僅用于說明和解釋的目的。可使用靜摩擦補(bǔ)償器122的其他實(shí)施例而不偏離本公開的范疇。在討論靜摩擦補(bǔ)償器122的操作中，圖1所示的過程控制系統(tǒng)100(或任何其他控制系統(tǒng))可如圖4所示地進(jìn)行表示。在這個(gè)示例中，從設(shè)置點(diǎn)信號(hào)(Ysp)114中減去過程變量信號(hào)(Y)112以產(chǎn)生誤差信號(hào)e。該誤差信號(hào)e由控制器模型(Gc)402用來生成輸出信號(hào)(m)116。靜摩擦補(bǔ)償器122產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)(fk)124,其調(diào)節(jié)輸出信號(hào)116以產(chǎn)生控制信號(hào)u。該控制信號(hào)u被提供給閥門102。閥門102部分地由靜摩擦非線性(non-linearity)404表示。靜摩擦使得閥門102具有對(duì)信號(hào)u的非線性響應(yīng)，而該非線性響應(yīng)由非線性404表示。這里，x表示閥門102中閥桿202/塞子204的預(yù)期或預(yù)計(jì)位置。同時(shí)，過程模型或裝置(plant)(Gp)406表示過程系統(tǒng)100(包括閥門102)的線性行為。這意味著裝置406表示在閥門102中啟動(dòng)閥桿/塞子運(yùn)動(dòng)后(當(dāng)閥門位置線性響應(yīng)于輸出信號(hào)116時(shí))的閥門動(dòng)態(tài)特性，并且由靜摩擦造成的行為由非線性404表示。裝置406的輸出表示過程變量信號(hào)112。使用這一模型作為參考，靜摩擦補(bǔ)償器122的一些實(shí)施例可如圖5所示的操作，其示出了過程控制系統(tǒng)中靜摩擦補(bǔ)償?shù)氖纠苑椒?"00。如圖5所示，在步驟502靜摩擦補(bǔ)償器122可識(shí)別閥門102中任何靜摩擦的嚴(yán)重程度。在特定實(shí)施例中，靜摩擦補(bǔ)償器122可用不同技術(shù)來識(shí)別兩個(gè)靜摩擦嚴(yán)重程度度量。一個(gè)靜摩擦嚴(yán)重程度度量可以是定性的，而另一個(gè)靜摩擦嚴(yán)重程度度量可以是定量的。對(duì)于定性的靜摩擦嚴(yán)重程度度量，定性的模式識(shí)別方法可以用于靜摩擦診斷。如圖3所示，靜摩擦可在輸出信號(hào)116、過程變量信號(hào)112及其它信號(hào)中引起很明顯的形狀或模式。示例性形狀包括方形/矩形、三角形以及鋸齒形，這取決于所用的控制器108的類型。相比而言，無靜摩擦閥門102經(jīng)常在輸出信號(hào)116和過程變量信號(hào)112中呈現(xiàn)出更多的正弦振蕩。模式識(shí)別可用來識(shí)別形狀中的差異并確定是否在閥門102中存在靜摩擦以及達(dá)到何種程度。關(guān)于這種方法的其他細(xì)節(jié)示于圖9-10B中，這將在下面進(jìn)行描述。對(duì)于定量的靜摩擦嚴(yán)重程度度量，Hammerstein模型識(shí)別程序可用來估計(jì)以下靜摩擦^^莫型中的靜摩擦參數(shù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(1)k其他這里，Xt和Xw表示閥門102中閥桿202/塞子204的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)和過去運(yùn)動(dòng)，Ut表示控制器108的當(dāng)前輸出，而d表示表示閥門靜摩擦帶(band)或闞值。Ha,erstein才莫型示于圖4中，其中由靜摩擦引起的閥門102的非線性404與裝置406分開表示，該裝置406包括閥門102的線性行為。關(guān)于這種方法的其他細(xì)節(jié)示于圖11A-11B中，這將在下面進(jìn)行描述。假定存在靜摩擦，靜摩擦補(bǔ)償器122然后在步驟504確定將閥門102從其當(dāng)前位置移動(dòng)至穩(wěn)態(tài)位置所需的補(bǔ)償量。靜摩擦補(bǔ)償器122還在步驟506生成并提供一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)償信號(hào)(fk)124以提供必需的補(bǔ)償。靜摩擦補(bǔ)償器122在步驟508確定閥門102是否已到達(dá)其穩(wěn)態(tài)位置，并且如果沒有到達(dá)，則重復(fù)步驟504-506。在一些實(shí)施例中，靜摩擦補(bǔ)償器122可執(zhí)行以下的這些步驟。假定Yt,et，nit和Xt表示過程變量信號(hào)112、誤差e、輸出信號(hào)116和閥門102的閥桿/塞子位置的當(dāng)前值。根據(jù)方程式(1),在沒有補(bǔ)償(f>0)時(shí)，下式可以成立mf=wf且卜(-^I《(2)其中Xss表示閥門102的穩(wěn)態(tài)位置。在當(dāng)前時(shí)刻t補(bǔ)償信號(hào)124的添加可能不能在單次移動(dòng)中將閥門102從其當(dāng)前位置Xt移動(dòng)到穩(wěn)態(tài)位置Xss，并且可設(shè)計(jì)不止一次移動(dòng)以將閥門102從其當(dāng)前位置x,移動(dòng)到穩(wěn)態(tài)位置在特定實(shí)施例中，靜摩擦補(bǔ)償器122可設(shè)計(jì)一組補(bǔ)償閥門移動(dòng)，其將閥門102的閥桿202/塞子204推動(dòng)到其穩(wěn)態(tài)位置或接近其穩(wěn)態(tài)位置。令(f丄表示t時(shí)刻被添加到輸出信號(hào)(mt)116的補(bǔ)償信號(hào)124。如方程式(1)所示，偏離其過去值uw等于或大于d的幅度變化會(huì)造成閥門102的閥桿202/塞子204從其當(dāng)前位置移動(dòng)到新的位置。閥門102的第一補(bǔ)償移動(dòng)因此可被設(shè)計(jì)成(fk)Hmtl+d,使得",^土(A)"nit加減(fk)t都能造成閥門位置移動(dòng)使得Ix」〉d。確定進(jìn)行加還是減可取決于幾個(gè)因素，比如當(dāng)前閥門操作點(diǎn)到其可容許或飽和極限的接近度。此時(shí)(當(dāng)前時(shí)刻t),Ixtl〉d。下一個(gè)補(bǔ)償移動(dòng)可被設(shè)計(jì)成將閥門102移動(dòng)到其穩(wěn)態(tài)位置。利用該過程和控制器的模型，控制器108的下一個(gè)輸出可由靜摩擦補(bǔ)償器122預(yù)計(jì)。例如，以下式子可以用來預(yù)計(jì)控制器輸出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>這里，(YprJw表示時(shí)刻t+l的預(yù)計(jì)控制器輸出。對(duì)于閥門102移動(dòng)到其穩(wěn)態(tài)位置而言，可以使用下式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>總而言之，兩個(gè)補(bǔ)償移動(dòng)(fk)t和(fk)t+i可由靜摩擦補(bǔ)償器122作出以將閥門102移動(dòng)到其穩(wěn)態(tài)位置并提供靜摩擦補(bǔ)償<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>如方程式(10)所示，第二補(bǔ)償移動(dòng)可以不依賴于第一移動(dòng)。同時(shí)，由于方程式(9)中的第一補(bǔ)償移動(dòng)可涉及從輸出信號(hào)116加上或減去一值，因此至少存在兩種方式來設(shè)計(jì)第一補(bǔ)償移動(dòng)。由于控制器經(jīng)常將100%之間，因此第一補(bǔ)償移動(dòng)可經(jīng)設(shè)計(jì)使得第一移動(dòng)在0%到100%的范圍內(nèi)(閥門102不被推至全開或全閉)。此外，雖然這里所示的涉及兩個(gè)補(bǔ)償移動(dòng)，但是閥門102移動(dòng)到其穩(wěn)態(tài)位置可涉及任何數(shù)量的補(bǔ)償移動(dòng)。關(guān)于閥門102被移動(dòng)的次數(shù)，利用兩個(gè)以上的補(bǔ)償移動(dòng)可能不是最佳的，但是其可以有助于過程變量信號(hào)112更快地到達(dá)其設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114。另外，第一補(bǔ)償移動(dòng)可涉及將閥門102從其停滯(stuck)位置移動(dòng)的任何信號(hào)。因此，一組可能的第一補(bǔ)償移動(dòng)可以表示為(fk)t=Imt|+ad,其中a表示大于l的實(shí)值。這意味著可能存在若干方式來設(shè)計(jì)第一補(bǔ)償移動(dòng)，只要該移動(dòng)不造成閥門102飽和。高幅度的補(bǔ)償信號(hào)124可能被用來相對(duì)快速地將過程變量信號(hào)112帶到設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114。回到圖5,在閥門102到達(dá)其穩(wěn)態(tài)位置后，靜摩擦補(bǔ)償器122采取幫助閥門102維持在其穩(wěn)態(tài)位置的步驟。靜摩擦補(bǔ)償器122在步驟510確定將閥門102維持在其穩(wěn)態(tài)位置所需的補(bǔ)償量。在步驟512,靜摩擦補(bǔ)償器122產(chǎn)生并提供一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)償信號(hào)(fk)124以提供必需的補(bǔ)償。如在步驟514探測(cè)到?jīng)]有設(shè)置點(diǎn)變化，則靜摩擦補(bǔ)償器1"可繼續(xù)重復(fù)步驟510-512以維持閥門102在其穩(wěn)態(tài)位置。否則，靜摩擦補(bǔ)償器122可返回到步驟504以幫助閥門102移動(dòng)到與設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114的新值相關(guān)的新穩(wěn)態(tài)位置。在特定實(shí)施例中，靜摩擦補(bǔ)償器122可進(jìn)行如下的這些步驟。補(bǔ)償信號(hào)124可被設(shè)計(jì)成對(duì)于所有時(shí)刻t滿足以下條件k+("J<d(11)在這一條件下，閥門102的閥桿202/塞子204可維持在其穩(wěn)態(tài)位置，并且過程變量信號(hào)112可達(dá)到且維持該設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114。同時(shí)，補(bǔ)償信號(hào)124可被設(shè)計(jì)成使得用以下規(guī)定的值進(jìn)行恒定約束I(f丄l<d+A(12)其中A表示控制器輸出m處的極限環(huán)(limitcycle)的幅度。注意，圖5的上面描述已含有計(jì)算、方程式以及假定的具體示例。這僅用來說明和解釋?？梢允褂靡匀魏纹渌线m的方式操作的靜摩擦補(bǔ)償器122的其他實(shí)施例。利用上面關(guān)于圖5描述的技術(shù)，靜摩擦補(bǔ)償器122的示例性操作示于圖6-8。關(guān)于圖6和7，考慮閉環(huán)過程，其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(14)假定該系統(tǒng)每秒采樣一次，且環(huán)路由于用d=0.5的方程式(1)所模擬的靜摩擦而振蕩。兩步補(bǔ)償(如上關(guān)于圖5的步驟504-506所描述的)在時(shí)刻t=120秒時(shí)被激活。如圖6所示，線602表示過程變量信號(hào)112,線604表示設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114,而線606表示輸出信號(hào)116。在這一模擬中，過程變量信號(hào)112由于靜摩擦而振蕩。兩步補(bǔ)償激活時(shí)，這些振蕩減小或停止，并且閥門102到達(dá)其穩(wěn)態(tài)位置。這還示于圖7中，其中線702表示補(bǔ)償信號(hào)124,線704表示供給閥門102的控制信號(hào)u(輸出信號(hào)116與補(bǔ)償信號(hào)124之和)，而線706表示閥門102中閥桿202/塞子204的位置。這里似乎過程或控制器模型的使用不一定是必需的，允許該方法用于廣泛的各種工業(yè)設(shè)置中。圖8示出了用上述技術(shù)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。水流系統(tǒng)包括線性針形插塞閥門組件?？刂崎y門表示氣動(dòng)氣體(pneumaticair)閥門，并且致動(dòng)器被配置成"氣致關(guān)閉，，，其中故障保險(xiǎn)設(shè)置(failsafesetting)為"全開"。沒有使用閥門定位器。控制閥門最初顯示了可忽略的靜摩擦(<0.2%)?？刂破骺缍?0%到100%)的約5%的靜摩擦是由緊固閱桿填料(stempacking)引入的，這普遍存在于工業(yè)設(shè)置中。線性可變差動(dòng)變壓器(LVDT)用來測(cè)量閥門的閥桿位置。結(jié)果示于圖8中，其中線802表示過程變量信號(hào)112,線804表示設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114,線806表示補(bǔ)償信號(hào)124,而線808表示閥門中的閥桿位置。在這個(gè)示例中，過程變量信號(hào)112由于靜摩擦而振蕩，直到在時(shí)刻t=1200秒時(shí)靜摩擦補(bǔ)償器122激活。這些振蕩然后^f皮減小或消除，并且閥桿通過兩次補(bǔ)償移動(dòng)而移動(dòng)到其穩(wěn)態(tài)位置。在過程變量信號(hào)112穩(wěn)定在其設(shè)置點(diǎn)或接近其設(shè)置點(diǎn)后，靜摩擦補(bǔ)償器122在時(shí)刻t=2000秒被切斷。在t-1200和t=2000的時(shí)刻之間，靜摩4察補(bǔ)償器122防止閥門移離其穩(wěn)態(tài)位置。在時(shí)刻t=2000之后，一干擾造成閥門移離其設(shè)置點(diǎn)，并且由靜摩擦引起的振蕩再次出現(xiàn)。這在時(shí)刻t=2750秒時(shí)激活靜摩擦補(bǔ)償器122,這又消除了振蕩并將閥門帶到其穩(wěn)態(tài)位置。如這些示例所示，靜摩擦補(bǔ)償器122可在以下方面是有效的(i)相對(duì)快速地移動(dòng)閥門102至其穩(wěn)態(tài)位置以及(ii)將閥門102維持在其穩(wěn)態(tài)位置。圖6-8所示的示例僅供用來說明靜摩擦補(bǔ)償器122的示例性操作。靜摩擦補(bǔ)償器122可以以任何其他或附加的方式操作從而將閥門102移動(dòng)到其穩(wěn)態(tài)位置和/或?qū)㈤y門102維持在其穩(wěn)態(tài)位置。盡管圖1-8示出了過程控制系統(tǒng)IOO和靜摩擦補(bǔ)償器122的各種實(shí)施例及操作，但可對(duì)圖1-8進(jìn)行各種變化。例如，過程控制系統(tǒng)100可以包括任何數(shù)量的閥門102、管道104、控制器108和靜摩擦補(bǔ)償器122。同時(shí)，靜摩擦補(bǔ)償器122可用于任何其他合適的系統(tǒng)并且可與任何數(shù)量的控制器108和/或閥門102—起使用。此外，雖然示出了一系列步驟，但圖5方法500中的各個(gè)步驟可以重疊或并行出現(xiàn)。圖9-10B示出了用于定性地確定閥門102中靜摩擦的量的示例性技術(shù)。這例如在圖5的步驟502期間可能是有用的。如上所提，為了確定定性的靜摩擦嚴(yán)重程度度量，定性的模式識(shí)別方法可用來識(shí)別存在靜摩擦?xí)r一般出現(xiàn)的模式(比如方形/矩形、三角形或鋸齒形)。靜摩擦經(jīng)常引起不同信號(hào)(比如過程變量信號(hào)1U和輸出信號(hào)116)中明顯可區(qū)別模式的產(chǎn)生。然而，自動(dòng)識(shí)別并表征這些模式經(jīng)常由于許多因素而變得困難，這些因素包括靜摩擦模式通常是非對(duì)稱的、非線性的且在頻率和幅度上都是時(shí)變的。一種用于定性地確定閥門102中靜摩擦的量的技術(shù)可涉及精確表征信號(hào)中的振蕩。許多當(dāng)前技術(shù)缺乏或不能提供振蕩的時(shí)間定位、或振蕩和其連續(xù)零交叉(zero-crossing)的起始時(shí)刻的表征。由于可用的信息經(jīng)常受限于常規(guī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)(信號(hào)112-116)、控制器設(shè)置(比如比例、積分、導(dǎo)數(shù)和"PID"設(shè)置)和環(huán)路類型(比如流量、壓力、水平或溫度)，振蕩信號(hào)的時(shí)間定位在識(shí)別靜摩擦?xí)r可能很有用。如圖9所示，一種用于表征信號(hào)中振蕩的方法900涉及三個(gè)基本步驟。第一步驟902從被分析的信號(hào)(比如信號(hào)112或116)中去除非常數(shù)均值。在一些實(shí)施例中，這可涉及自適應(yīng)均值移動(dòng)(mean-shifting)程序的使用。在特定實(shí)施例中，均值移位程序可涉及找出被分析信號(hào)中的局部最大點(diǎn)和最小點(diǎn)。一旦極點(diǎn)被識(shí)別，作為上包絡(luò)的三次樣條可以連接所有的局部最大值，而下包絡(luò)可以由局部最小值產(chǎn)生。數(shù)據(jù)的均值可以通過平均上下包絡(luò)來計(jì)算。移位的信號(hào)可以通過從實(shí)際的信號(hào)中減去所計(jì)算的均值來獲得。第二步驟904涉及計(jì)算均值移位信號(hào)的面積并歸一化該面積。這個(gè)步驟可以有助于減少或去除由于噪聲而出現(xiàn)的偽零交叉。第三步驟906涉及找出面積曲線中出現(xiàn)斜率變化的點(diǎn)，這有助于識(shí)別被分析信號(hào)的零交叉。在一些實(shí)施例中，聚類技術(shù)可用于高噪聲數(shù)據(jù)以對(duì)近零交叉點(diǎn)進(jìn)行分組。自相關(guān)函數(shù)測(cè)試可以進(jìn)一步確認(rèn)所識(shí)別的零交叉之間的振蕩的存在。間歇振蕩信號(hào)中的平靜期(比如沒有振蕩的時(shí)段)可以用定性趨勢(shì)方法進(jìn)行識(shí)別。另外，在被分析的信號(hào)中出現(xiàn)零交叉的時(shí)間矢量可以被生成。這一方法900可以被完全自動(dòng)化，因?yàn)槠渖婕皬谋环治龅男盘?hào)中計(jì)算的參數(shù)。這一方法900還可以對(duì)單變量的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行操作。如下所述，當(dāng)分析信號(hào)112-116以確定定性靜摩擦嚴(yán)重程度度量時(shí)，可以使用這一方法900。一種用于定性地確定閥門102中靜摩擦的量的方法1000示于圖IOA-IOB中。通常，方法1000用所采樣的數(shù)據(jù)(比如信號(hào)112-116的樣本)來操作。假定數(shù)據(jù)采集的采樣間隔足以保持任何有關(guān)的振蕩模式。流量、壓力、水平及溫度環(huán)路的典型采樣間隔可分別為1秒、5秒、30秒及60秒。在步驟1002接收待分析的數(shù)據(jù)的一部分。這可以包括接收過程變量信號(hào)112、設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114和輸出信號(hào)116的數(shù)據(jù)樣本。該數(shù)據(jù)的至少一些可以如上關(guān)于圖9的步驟902所述的那樣進(jìn)行均值移位。在步驟1004確定振蕩的存在。這些振蕩例如可以用自相關(guān)測(cè)試進(jìn)行探測(cè)。如果沒有探測(cè)到振蕩，該方法1000返回到步驟1002以分析附加數(shù)據(jù)。否則，方法IOOO繼續(xù)至步驟1006,在此過程變量信號(hào)112(PV)和輸出信號(hào)116(OP)的振蕩4皮時(shí)間表征(timecharacterized)。這可以如上關(guān)于圖9的步驟904-906所述的發(fā)生。在一些實(shí)施例中，如果可能的話，識(shí)別門限數(shù)量的振蕩周期用于分析，例如至少十個(gè)周期。在特定實(shí)施例中，由于信號(hào)112和116在相似的時(shí)間范圍內(nèi)振蕩，一個(gè)信號(hào)(比如信號(hào)116)的零交叉的時(shí)戳可用作另一個(gè)信號(hào)(比如信號(hào)112)的零交叉的時(shí)戳。利用輸入數(shù)據(jù)和時(shí)間表征，在步驟1008生成過程變量信號(hào)112和輸出信號(hào)116的測(cè)試^t式。這可以包括例如(根據(jù)所識(shí)別的零交叉)選擇每個(gè)信號(hào)112和116的一部分，其中該部分含有振蕩的單個(gè)完整周期。這還可以包括識(shí)別峰值正負(fù)幅度及其相應(yīng)的時(shí)段。在步驟1010,選擇過程變量信號(hào)的測(cè)試模式。在步驟1012，為選定的測(cè)試模式生成參考模板。該參考模板可包括多種模式，比如方形/矩形、三角形、梯形以及正弦模式。這些模式可具有用于所選定的測(cè)試模式的適當(dāng)?shù)姆群皖l率，其可根據(jù)所識(shí)別的峰值幅度和響應(yīng)時(shí)段來確定。在步驟1014,選擇第一模板模式。在步驟1016,利用所選擇的測(cè)試模式和所選擇的模板模式來執(zhí)行模式匹配。這可包括利用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法(DynamicTimeWarping)來執(zhí)行沖莫式匹配。在步驟1018,確定并存儲(chǔ)兩個(gè)模式的相似性度量(或相異性度量)。如果在步驟1020還有模板模式要被處理，則方法1000返回到步驟1014。否則，在步驟1022從該模板中選擇與選定的測(cè)試模式最緊密匹配的模式。這可包括識(shí)別具有最高相似性度量或最低相異性度量的模板模式。此時(shí)，在步驟1024確定過程變量信號(hào)的測(cè)試模式和輸出信號(hào)的測(cè)試模式是否都被分析。如果沒有，則在步驟1026選擇輸出信號(hào)的測(cè)試模式。輸出信號(hào)的測(cè)試模式可以具有與過程變量信號(hào)的測(cè)試模式相同的時(shí)間范圍。方法IOOO接著返回到步驟1012,其中方法IOOO識(shí)別了參考模板中最緊密匹配輸出信號(hào)的測(cè)試模式的模式。在兩個(gè)測(cè)試才莫式都已被分析之后，在步驟1028確定是否探測(cè)到靜摩擦。例如，如果對(duì)于信號(hào)112或116沒有一個(gè)模板模式緊密匹配測(cè)試模式，則這會(huì)導(dǎo)致"無靜摩擦"判斷。如果每個(gè)測(cè)試模式緊密匹配其相應(yīng)模板模式之一，則下表可用來確定是否存在靜摩擦。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>這里，頂行識(shí)別控制或過程環(huán)路(流量、溫度、壓力、累積(integrating)或水平(level)以及帶PI控制的水平(levelwithPIcontrol))的不同類型。如果(對(duì)于指定的環(huán)路類型)PV和OP測(cè)試模式的所識(shí)別模板形狀匹配表1中規(guī)定的模式，則靜摩擦控制器122可斷定靜摩擦存在于閥門102中。如果(對(duì)于指定的環(huán)路類型)PV和OP測(cè)試才莫式的所識(shí)別模板形狀中的一個(gè)或多個(gè)不匹配表1中規(guī)定的模式，則靜摩擦控制器122可斷定靜摩擦不存在于閥門102中。例如，如果溫度環(huán)路具有形狀為平滑三角形的OP測(cè)試模式和形狀為正弦的PV測(cè)試模式，則這可表明靜摩擦存在于閥門102中。如果溫度環(huán)路具有形狀為平滑三角形的OP測(cè)試模式和形狀為方形的PV測(cè)試模式，則這可表明閥門102中不存在靜摩擦。如果在步驟1028中識(shí)別到靜摩擦，則在步驟1030將這個(gè)特定振蕩周期標(biāo)記為"粘滯的"(意指該振蕩周期表示閥門102中的靜摩擦)。如果在步驟1028沒有識(shí)別到靜摩擦，則不將該特定振蕩周期標(biāo)記為"粘滯的"。這個(gè)過程可以對(duì)被分析的信號(hào)中所識(shí)別的每一單獨(dú)的振蕩周期(比如對(duì)至少十個(gè)振蕩周期的每一個(gè))進(jìn)行重復(fù)。如果在步驟1032還有其他振蕩周期要被處理，則在步驟1034選擇下一個(gè)振蕩周期，并且該過程返回到步驟1008以分析下一個(gè)振蕩周期。如果所有的振蕩周期都已經(jīng)被分析，則在步驟1036確定靜摩擦的度量。例如，靜摩擦度量可被定義成被識(shí)別為"粘滯的"的周期數(shù)目與所分析的周期總數(shù)的比值。盡管圖9-10B示出了用于定性地確定閥門102中靜摩擦的量的技術(shù)的一個(gè)示例，但可對(duì)圖9-10B進(jìn)行各種變化。例如，雖然示為一系列步驟，但圖中所示的某些步驟可以重疊或并行出現(xiàn)。作為特定的示例，步驟1008-1010可與步驟1012-1014并行發(fā)生。圖IIA和IIB示出了一種用于定量地確定閥門102中靜摩擦的量的示例性技術(shù)。例如在圖5的步驟502期間這可能是有用的。如上所提，為了確定定量的靜摩擦嚴(yán)重程度的度量，Hammerstein;f莫型識(shí)別程序可以用來估計(jì)方程式(l)中的靜摩擦參數(shù)d。通常，該方法1100用所采樣的數(shù)據(jù)(比如信號(hào)112-116的樣本)來操作。這里，靜摩擦識(shí)別任務(wù)可涉及同時(shí)估計(jì)最佳過程模型(如沒有可用的)和靜摩擦帶d,使得充分建模運(yùn)行數(shù)據(jù)。如圖IIA所示，在步驟1102接收待分析的數(shù)據(jù)的一部分。這可包括接收過程變量信號(hào)112、設(shè)置點(diǎn)信號(hào)114和輸出信號(hào)116的數(shù)據(jù)樣本。例如通過利用小波降噪技術(shù)，該數(shù)據(jù)的至少一些可以被降噪。該數(shù)據(jù)還可以一皮歸一4匕。在步驟1104確定振蕩的存在。這些振蕩例如可以用自相關(guān)測(cè)試進(jìn)行探測(cè)。如果沒有探測(cè)到振蕩，該方法1100返回到步驟1102以分析附力口數(shù)據(jù)。否則，方法1100繼續(xù)至步驟1106,在此為靜摩擦帶d生成網(wǎng);^各。如果過程變量信號(hào)112和輸出信號(hào)116被歸一化，靜摩擦帶d—般可位于0-1或0%-100%的范圍內(nèi)。在特定實(shí)施例中，為靜摩擦帶d生成一維網(wǎng)格(其范圍是0-1),其值由任何適當(dāng)?shù)拈g隔(比如0.1)隔開。然后在步驟1108,從該網(wǎng)才各中選擇d值。然后選擇一模型與所選擇的d值一起使用。在步驟1110判斷過程系統(tǒng)的線性模型是否可用。該線性模型例如可以表示過程模型(比如裝置406)。如果線性模型可用，則在步驟1112選擇該線性模型。否則，在步驟1114，識(shí)別并分析帶外部變量的自回歸移動(dòng)平均(ARMAX)才莫型。在特定實(shí)施例中，ARMAX模型可以如下定義D(15)其中多項(xiàng)式A(q-》，B(q-1)和C(q-"可以被定義為:=1_"if_2一2------^W一"(16)且C(q—1)/A(q—》表示模型干擾。該模型可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行分析，比如通過使用基于Akaike信息準(zhǔn)則(AIC)的損失函數(shù)來分析。經(jīng)過步驟1116-1118,(具有不同模型階數(shù)的)ARMAX模型被分析，并且為每個(gè)模型階數(shù)確定損失函數(shù)。然后在步驟1120選擇具有最低AIC值的ARMAX沖莫型。在步驟1122,將所選擇的模型和所選擇的d值應(yīng)用于被分析的數(shù)據(jù)。這可包括應(yīng)用所選擇的模型和所選擇的d值到過程變量信號(hào)112，以便預(yù)測(cè)輸出信號(hào)116。然后，在步驟1124,將所預(yù)測(cè)的輸出信號(hào)116與實(shí)際的輸出信號(hào)116進(jìn)行比較以確定均方誤差。如果在步驟1126還有網(wǎng)格點(diǎn)要被處理，則該過程返回到步驟1108以選擇并分析另一網(wǎng)格點(diǎn)。否則，所有網(wǎng)格點(diǎn)已被分析，且在步驟1128選擇具有最低均方誤差的網(wǎng)格點(diǎn)。這一網(wǎng)格點(diǎn)可表示方程式(1)中的靜摩擦參數(shù)d的最佳估計(jì)。然后在步驟1130,基于所選擇的網(wǎng)格點(diǎn)匯報(bào)靜摩擦的量。盡管圖IIA和IIB示出了用于定量地確定閥門102中靜摩擦的量的技術(shù)的一個(gè)示例，但可對(duì)圖IIA和IIB進(jìn)行各種變化。例如，雖然示為一系列步驟，但圖中所示的某些步驟可以重疊或并行出現(xiàn)。同時(shí)，雖然圖中示出了網(wǎng)格搜索，但可以應(yīng)用其它算法來找出最優(yōu)或選定的靜摩擦帶d。另外，固定靜摩擦帶d網(wǎng)格大小(比如到0-1的值)和該帶的間隔或分辨率可能影響靜摩擦診斷。例如，在靜摩擦帶d的某個(gè)值之后，均方誤差可能變化不大，這用方程式(1)的靜摩擦模型來解釋。當(dāng)環(huán)路振蕩時(shí)，可以看出對(duì)于靜摩擦帶d超出大于實(shí)際靜摩擦帶d的值的任何增加，閥桿202/塞子204的位置保持不變，好像其保留其先前值。由于該輸入在離d的真值的某一值之上保持不變，所以所識(shí)別的線性模型保持相同。這可用來顯著地減小網(wǎng)格搜索空間，從而提高計(jì)算效率。網(wǎng)格的分辨率也可以基于控制系統(tǒng)的硬件考慮而被固定。作為一個(gè)示例，控制器輸出分辨率可以由數(shù)模(D/A)輸出轉(zhuǎn)換器限制，數(shù)模(D/A)輸出轉(zhuǎn)換器通常是分布式控制系統(tǒng)(DCS)的一部分。靜摩擦帶d的網(wǎng)格分辨率可因此#1設(shè)定為DCS系統(tǒng)的D/A分辨率。在一些實(shí)施例中，上述的各種功能是由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的或支持的，該計(jì)算機(jī)程序由計(jì)算機(jī)可讀程序代碼組成并且包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。短語"計(jì)算機(jī)可讀程序代碼"包括任何類型的計(jì)算機(jī)代碼，包括源代碼、目標(biāo)代碼以及可執(zhí)行代碼。短語"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"包括能夠由計(jì)算機(jī)訪問的任何類型的介質(zhì)，比如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(CD)、數(shù)字化視頻光盤(DVD)或任何其它類型的存儲(chǔ)器。闡述在整個(gè)該專利文件中所用的某些詞和短語的定義可能是有利的。術(shù)語"耦合"及其衍生詞指代兩個(gè)或多個(gè)元件之間的任何直接或間是否處于物理接觸。術(shù)語"應(yīng)用程序"和"程序"指代一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序、軟件部件、指令組、例程、函數(shù)、對(duì)象、類、實(shí)例、相關(guān)數(shù)據(jù)或其適于以適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)代碼(包括源代碼、目標(biāo)代碼以及可執(zhí)行代碼)實(shí)現(xiàn)的部分。術(shù)語"發(fā)射"和"接收"以及其衍生詞涵蓋了直接和間接通信。術(shù)語"包括"和"包含"以及其衍生詞意指無限制的包含。術(shù)語"或"是包含的，意指和/或。短語"與...相關(guān)"和"與其相關(guān)，，及其衍生詞可意指包括、包含于…中、與…互連、含有、涵蓋于…中、連接到或與…連接、耦合到或與…耦合、與…可通信、與…協(xié)作、交錯(cuò)、并置、鄰近、束縛于或與...聯(lián)系、具有、具有…屬性等等。術(shù)語"控制器"意指控制至少一個(gè)操作的任何設(shè)備、系統(tǒng)或其部分。控制器可以以硬件、固件、軟件或其至少兩個(gè)的某種組合來實(shí)現(xiàn)。與任何特定控制器相關(guān)的功能性可以本地或遠(yuǎn)程地進(jìn)行集中或分布。雖然本公開描述了某些實(shí)施例和通常相關(guān)的方法，但這些實(shí)施例及方法的變更和置換對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，上面的示例性實(shí)施例的描述不是限定或限制本公開。其它變化、替代和變更也是可能的而不偏離由所附權(quán)利要求書限定的本公開精神和范疇。權(quán)利要求1、一種設(shè)備，包含至少一個(gè)存儲(chǔ)器(120，128)，其可操作以存儲(chǔ)與閥門(102)相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；和至少一個(gè)處理器(118，126)，其可操作以利用所述運(yùn)行數(shù)據(jù)的至少一部分來識(shí)別所述閥門(102)是否正遭受靜摩擦；以及調(diào)節(jié)提供給所述閥門(102)的控制信號(hào)(116)以便至少部分地補(bǔ)償所述閥門(102)遭受的靜摩擦。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)處理器(118,126)可操作以通過以下措施來調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116):調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)移動(dòng)到穩(wěn)態(tài)位置；和調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)保持在所述穩(wěn)態(tài)位置。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)處理器(118,126)可操作以通過以下措施調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)從當(dāng)前位置移動(dòng)到新位置；和調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)從所述新位置移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)處理器(118,126)可操作以通過產(chǎn)生由(fk)t=|mt|+d定義的補(bǔ)償信號(hào)(124)來調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)從所述當(dāng)前位置移動(dòng)到所述新位置，其中(fk)t表示時(shí)刻t的補(bǔ)償信號(hào)(124),mt表示所述控制信號(hào)(116)在時(shí)刻t的值，且d表示靜摩擦模型中靜摩擦帶的值。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)處理器(118,126)可操作以通過產(chǎn)生由(fk)t+1=-mw定義的第二補(bǔ)償信號(hào)(124)來調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)從所述新位置移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置，其中(fk)t"表示時(shí)刻t+l的所述第二補(bǔ)償信號(hào)(124),且mt"表示所述控制信號(hào)(116)在時(shí)刻t+l的值。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)處理器(118,126)可操作以通過產(chǎn)生滿足條件lrih+(fk)t|<d的補(bǔ)償信號(hào)(124)來調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)保持在所述穩(wěn)態(tài)位置，其中(fj'表示時(shí)刻t的補(bǔ)償信號(hào)(124),mt表示所述控制信號(hào)(116)在時(shí)刻t的值，且d表示靜摩擦模型中靜摩擦帶的值。7、一種方法，包含識(shí)別閥門(102)是否正遭受靜摩擦；和調(diào)節(jié)提供給所述閥門(102)的控制信號(hào)(116)以便至少部分地補(bǔ)償所述閥門(102)遭受的靜摩擦。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)包含調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)移動(dòng)到穩(wěn)態(tài)位置；和調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)保持在所述穩(wěn)態(tài)位置。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置包含調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)從當(dāng)前位置移動(dòng)到新位置；和調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)從所述新位置移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置。10、一種包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上且可操作以由處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包含用于識(shí)別閥門(102)是否正遭受靜摩擦的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼；和用于調(diào)節(jié)提供給所述閥門U02)的控制信號(hào)(116)以便至少部分地補(bǔ)償所述閥門(102)遭受的靜摩擦的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。全文摘要提供了用于過程控制系統(tǒng)(100)中靜摩擦補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備、方法和計(jì)算機(jī)程序。判斷閥門(102)是否正經(jīng)受靜摩擦。調(diào)節(jié)提供給該閥門(102)的控制信號(hào)(116)以便至少部分地補(bǔ)償由該閥門(102)所經(jīng)受的靜摩擦。調(diào)節(jié)控制信號(hào)(116)可以包括(i)調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)移動(dòng)到穩(wěn)態(tài)位置，和(ii)調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)保持在所述穩(wěn)態(tài)位置。調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置可以包括(a)調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以所述閥門(102)從當(dāng)前位置移動(dòng)到新位置，和(b)調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)(116)以使所述閥門(102)從所述新位置移動(dòng)到所述穩(wěn)態(tài)位置。文檔編號(hào)G05D3/12GK101326474SQ200680046579公開日2008年12月17日申請(qǐng)日期2006年10月6日優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日發(fā)明者R·拉古納坦,R·斯里尼瓦桑申請(qǐng)人:霍尼韋爾國際公司