[发明专利]基于多输入/单输出控制来控制设备的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制设备的方法和装置，并且具体地，涉及基于多输入/单输出控制来控制设备的方法和装置。

背景技术

最近的车辆自动空调设置成参照各种传感器输入——例如从环境温度传感器、日照量传感器以及室内温度传感器的输入——将车辆空调的吹风量和吹风温度控制为与车辆环境相应的适当值。该控制系统需要一种控制标准以将吹风量值和吹风温度值的设定值(由空气混和风门的开度限定)与传感器输入值相关联。传统上广泛采用的空调控制系统引入TAO方法(如下所述)。车辆空调基于室内温度传感器的温度信息来控制吹风温度和吹风量，从而使室内温度接近目标设定温度。

在这种空调中，目标吹风温度(TAO)通过下面的公式计算。

TAO＝E×(T_SET+ΔT)-F×T_R-G×T_AM-H×TS+C

(T_SET：设定温度；T_R：室内温度；T_AM：环境温度；TS：日照量；ΔT和C：修正常数；E至H：系数)

作为另一种系统，已知神经网络适于多输入/单输出控制。

TAO方法不得不根据车辆的类型将控制系数ΔT、C、E至H以及其它参数限定成不同的值。

然而，TAO是具有四个输入变量——例如设定温度(TSET)、室内温度(TR)、环境温度(TAM)以及日照温度(TS)——的多变量函数。即使可利用模拟，找到用于多变量的适当值、同时使变量独立地改变也还是需要相当大的人力，并且通过TAO来开发控制逻辑必须花费相当多的时间。

当输入数目增加时，使用神经网络的控制器趋向以指数速率增加所需的处理元素数目。另外，该系统需要多次重复复杂的学习过程直到获得用于各种输入组合的期望输入结果，这样需要很长的开发研制周期。另外，学习过程的进行需要高性能的计算机，这样导致了安装成本的提高。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供应用于多输入/单输出型设备控制系统的设备控制方法和设备控制装置，其能够仅通过准备可简单获得的模型控制模式并将之应用于处理强度较低的简单算法而从输入值获得期望的输出结果。

根据本发明的设备控制方法允许通过参照至少N个(N≥2)必要输入变量并基于所述必要输入变量计算首先限定的单个输出变量值来控制设备。所述必要输入变量包括固定的第一类型输入变量以及其余的第二类型输入变量。所述第一类型输入变量的个数为M(1≤M＜N)，所述第二类型输入变量的个数为(N-M)，每个所述第一类型输入变量和所述第二类型输入变量具有不同类型的输入变量。

设备控制方法包括下面的步骤：

(1)独立地准备多个用于限定在所述个数为(N-M)的第二类型输入变量与所述输出变量值之间的关系的模型控制模式，以根据所述必要输入变量值确定所述输出变量值，其中在由所述第一类型输入变量形成的M维输入空间上，在预定个数为Q(Q≥2)的模型坐标中的每一个上限定所述模式；

(2)当提供所述必要输入变量的N维输入值时，将包括于所述N维输入值中的所述第一类型输入变量的M维输入空间中的坐标指定为实际控制坐标；以及将所述模型坐标中的J个(2≤J≤Q)限定为变形坐标，所述J个模型坐标位于预定的变形目标空间中，所述预定的变形目标空间包括所述M维输入空间中的实际控制坐标点；

(3)通过变形对应于每个变形坐标的J个模型控制模式的形状而形成对应于所述实际控制坐标点的合成控制模式，在由所述第二类型输入变量和输出变量形成的控制模式空间中，根据在所述M维输入空间中的变形坐标与所述实际控制坐标之间的权重来进行所述变形；以及

(4)基于所述合成控制模式来计算与所述N维输入值对应的输出变量值。

根据本发明的设备控制装置允许通过参照至少N个(N≥2)必要输入变量并基于所述必要输入变量计算首先限定的单个输出变量值来控制设备。在该装置中，所述必要输入变量包括固定的第一类型输入变量以及剩余的第二类型输入变量。所述第一类型输入变量的个数为M(1≤M＜N)，所述第二类型输入变量的个数为(N-M)，每个所述第一类型输入变量和所述第二类型输入变量具有不同类型的输入变量。

设备控制装置基本上包括下面的四个装置：

(1)控制特征信息存储装置，其用于独立地准备多个用于限定在所述个数为(N-M)的第二类型输入变量与所述输出变量值之间的关系的模型控制模式，以根据所述必要输入变量值确定所述输出变量值。在由所述第一类型输入变量形成的M维输入空间上，在预定个数为Q(Q≥2)的模型坐标中的每一个上限定所述模式；