复杂动态系统的基于显式规则的控制技术方案

一种用于配置动态系统的控制器的方法包括：获得由多个所存储的控制点形成的控制数据流形，每个控制点表示指定动态系统的状态的状态信号和分配的控制信号。每个状态信号被映射到多维状态空间。所分配的控制信号由第一控制算法根据状态信号产生。该方法包括：通过标识控制数据流形上属于公共局部近似函数的控制点来检测控制数据流形上的区块，以及训练分类器以将控制点分类成不同的区块。该方法还包括：针对每个检测到的区块训练相应的回归模型以用于近似该区块中的状态信号和控制信号之间的关系，来创建基于显式规则的控制算法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开总体上涉及用于控制复杂动态系统的控制器，并且具体地涉及一种用于针对动态系统产生基于显式规则的控制的技术。

技术介绍

1、为了控制复杂的系统(诸如电网、建筑系统、工厂、机动车辆、工厂机器人等)，复杂的控制是必要的。虽然可以合成用于控制这种复杂系统(诸如模型预测控制(mpc))的精妙控制，但是它们的实现通常受限于硬件限制。

2、利用mpc控制器，取决于输入变量，模拟要控制的系统的未来行为，以便确定优化系统行为的输出信号(控制动作)，通常具有限定的约束。mpc在数学意义上产生最优解。然而，这种控制需要在线求解数学程序以计算控制动作。线性mpc控制器是工业上目前最先进的控制器。考虑到具有许多约束或甚至离散变量/决策的高度非线性问题，mpc的实现可能相当具有挑战性。mpc需要很高的计算工作量，并且数学挑战与相应的非线性优化技术有关，例如，不保证收敛。

3、解决上述挑战的已知方法涉及显式模型预测控制(显式mpc)。通过针对感兴趣的操作条件的给定范围离线地求解优化问题并且利用多参数编程技术，显式mpc将最优控制动作离线地计算为状态和参考向量本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于配置动态系统的控制器的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述状态信号和所述控制信号表示时间序列数据，其中，对于每个时间步长，由所述第一控制算法基于针对此时间步长的更新的状态信号来生成相应的控制信号，并且其中，针对所述动态系统的各种初始状态和场景参数来生成关于状态信号和所述控制信号的时间序列数据。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，包括基于所述第一控制算法与所述动态系统的模拟模型的交互来模拟地生成状态信号和所述控制信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一控制算法包括模型预测控制(MPC)算法，其中，所述方法...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于配置动态系统的控制器的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述状态信号和所述控制信号表示时间序列数据，其中，对于每个时间步长，由所述第一控制算法基于针对此时间步长的更新的状态信号来生成相应的控制信号，并且其中，针对所述动态系统的各种初始状态和场景参数来生成关于状态信号和所述控制信号的时间序列数据。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，包括基于所述第一控制算法与所述动态系统的模拟模型的交互来模拟地生成状态信号和所述控制信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一控制算法包括模型预测控制(mpc)算法，其中，所述方法包括：

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一控制算法包括基于策略的神经网络，所述策略被训练为将状态信号映射到所分配的控制信号。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括通过执行多个实验来生成状态信号和所述控制信号，所述多个实验涉及执行所述第一控制算法的现场控制器与所述动态系统的交互。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，检测所述控制数据流形上的区块包括以下无监督过程：

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，每个区块包括嵌入有所述控制数据流形的空间中的超平面。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，相应的回归模型各自包括线性回归模型。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，所述控制数据流形包括非线性区域：

11.根据权利要求1至7中...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪克·哈特曼，阿米特·潘迪，苏阿特·古穆索伊，乌尔里赫·明茨，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：