[发明专利]一种混成系统最优控制生成方法和装置

权利要求书

1.一种混成系统最优控制生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取控制模式自动机数据、环境约束信息和目标控制表达式；

所述控制模式自动机数据用以表示所述混成系统的控制模式之间变迁，是以控制模式为节点并以模式变迁为边所构建的控制流图；

所述控制流图包括有初始控制模式作为初始节点；

所述控制模式包括系统约束信息、系统量和系统量之间关系的约束信息；

所述模式变迁包括系统约束信息；

所述环境约束信息用以表示所述混成系统所在环境的约束性条件信息，是全局的关于系统量的约束性条件信息；

所述系统约束信息用以表示混成系统内系统量的约束性条件信息；

所述系统量是用以表示所述混成系统行为特征的参数量，包括状态量和控制量；

所述状态量是用以表示所述混成系统状态的参数量；

所述控制量是用以表示所述混成系统外部控制输入的参数量，包括用以表示时间的时间量；

所述目标控制表达式是以所述系统量为变量的表达式，并以表达式最值作为控制目标；

S2：根据所述控制流图的节点边关系，在最大深度的限定下，以广度优先方式从所述初始节点开始对所述控制流图进行遍历，找出其中深度不超过最大深度的所有节点路径，并根据节点路径中节点之间的关系，组成控制模式序列集合；所述控制模式序列集合是控制模式序列的集合；所述控制模式序列是由用以表示节点的控制模式按顺序组成的序列；所述最大深度根据所述控制流图中节点数确定；

S3：对所述控制模式序列集合中每个控制模式序列中，各控制模式中的系统量约束信息和各模式变迁中的系统量约束信息结合所述环境约束信息编码成针对控制模式序列的不满足度计算表达式；

S4：为所述控制模式序列集合中每个控制模式序列找出其最优的控制配置序列；

S5：根据每个控制模式序列所对应的最优的控制配置序列的目标控制值，而后选取目标控制值最小所对应的控制配置序列作为输出；

其中，所述控制配置序列是控制配置的序列；

所述控制配置序列中各个控制配置分别对应于控制模式序列中的控制模式；

所述控制配置用以表示各个 所述控制量的取值；

所述步骤S4中“为控制模式序列找出其最优的控制配置序列”包括以下步骤：

S41：根据环境约束信息和系统约束信息确定各个控制模式各个控制量的样本取值范围h_i,j；

其中，h_i,j表示为第i个控制模式中第j个控制量的样本取值范围；

S42：根据各个控制模式各个控制量的样本取值范围h_i,j构建评估样本集；

所述评估样本集是序列样本s_k的集合；

s_k表示第k个序列样本；s_k＝{s_k,i}；

其中，s_k,i表示第k个序列样本中第i个模式样本；第i模式样本表示控制模式序列中第i个控制模式所对应的样本；s_k,i＝{s_k,i,j}，s_k,i,j∈h_i,j；

其中，s_k,i,j表示第k个序列样本中第i个模式样本中第j个控制量的样本取值；

S43：根据所述不满足度计算表达式和所述目标控制表达式对所述序列样本计算评估值；

S44：通过评估值的大小比较，缩小样本取值范围h_i,j；

S45：通过评估值的大小比较，序列样本中选取最优样本，并根据所述目标控制表达式对所述最优样本计算目标控制值；

S46：判断目标控制值是否收敛，若目标控制值未收敛，则转步骤S42进行迭代；否则结束循环；

S47：以所述最优样本作为该控制模式序列的最优的控制配置序列。

2.如权利要求1所述的混成系统最优控制生成方法，其特征在于，所述步骤S43包括如下步骤：

S431：根据所述不满足度计算表达式对所述序列样本计算不满足度值，若不满足度值不满足，则剔除其中这些不满足的序列样本；

S432：根据所述目标控制表达式对所述序列样本计算目标控制值，并以所述目标控制值作为评估值。