[其他]利用智能处理的计算机控制系统

说明书

本发明涉及计算划控制系统。为了确定一个最佳控制策略该系统采用了智能处理技术。更确切地说本发明是涉及一个可确定一套表示控制策略的最佳数学模型的计算机控制系统，它利用智能信息处理技术将该模型应用于一个实际控制系统。

在这一计算机控制系统，或更广义的信息处理系统中，系统的控制方法和策略是由数学模型表示的;为了将数学模型应用于一个实际控制系统，该模型被翻译成程序编码。例如工艺过程控制系统的控制目标是由一套数学模型加以描述的，用此来实现设备在各种操作时的最佳控制。

但是，给定的数学模型并非在任何操作时都是最佳的。

在设备复杂或者设备的特性不清楚，不能把握场合，控制方法往往是凭操作者的经验（或kncn-hou）来确定的。通常，操作者的经验越多，找到的控制方法越好。进一步讲，当操作顺序发生变动或者是并未包括在原始规划的操作插入到该系统中的时候，必须修改数学模型，并要修改已编好的程序的许多部分，或者是必须编制另一个新的程序。在这一过程中各种误差都会出现，并会引起下列问题。

（1）由于校正的或增补的程序中所包含的错误引起的系统障碍。

（2）校正或附加程序的大量工作。

用手来进行程序的校正是很难完全避免出错误的。这样的典型例子是轧钢设备中的加热炉的燃烧控制。加热炉可对各种类型、各种尺寸的材料进行加热。已经开发出一个用于加热炉控制的实时数据控制系统（IFAC，1983年1月17-20，IFAC/IFIP专题论文集）。在这样一个系统中，当控制目标改变时，就要校正或增补程序。这样，便会引入错误，并需要做大量的工作去排除之。当新的数据模型（或公式）给定后，我们必须求导出数学公式之间的关系式，确定一个可求得满足该数学公式的解的算法，并把这些关系式和算法变换成一个程序。因此，当增加一个新的数学公式或必须修改系统中的某一公式时，程序的许多部分必须加以修正。

虽然程序的校正或编写通常是由一位系统工程师或程序设计师来做的，也很难防止将数学公式变换成程序的每一步中不出错。

我们在一个热电厂的汽轮机或锅炉的控制系统中，以及基于现代控制理论的一个系统中遇到过类似的问题，在这些系统中控制策略是由成本函数和限制函数表示的。

本发明的目的是提出一个系统，不加修改就能将新模型直接编入程序中。

依据本发明，数学公式和数学公式应用条件是由使用者定义的，并且该公式可自动翻译成一种程序，而这一译得的程序在应用条件得以满足时便被接到另一个定义之前已编好的程序中。

“应用条件”表示在何种条件下应当使用该数学公式或其译得的程序。换句话说，是应用条件是从由使用者定义的许多公式中选择出一套最佳的数学公式。这一选择是由智能处理技术或“推论”来实现的。

图1表示本发明的方块图。

图2表示本发明的工艺流程。

图3表示钢板中的温度。

图4A至4C表示数学公式模型应用条件和数学公式模型的示例。

图5表示中间编码程序产生单元的流程。

图6表示操作码的示例。

图7A至7F是表示程序产生的流程图。

图8表示一个变量转换表。

图9是解释程序的方块图。

图10是本发明的一个更概括性的方块图。

图11A至11C表示本发明更概括性的实施方案。

现在将结合轧钢设备中加热炉的温度控制来描述本发明。

图1中，数字100表示控制单元，数字200表示数学公式处理单元，数字101表示运动调度预测单元，数字103表示钢板温度预测单元，数字102表示预测计算单元，数字104表示控制量预测单元。数字30a～30c表示比例积分控制器（PI控制器），数字11表示要由加热炉10加热的钢板。燃料从一个燃烧咀中送入的，并用一个炉温检测器检测炉温，以便控制炉温。当钢板从炉子的入口向炉子的出口传送时，它被加热到一个目标萃取温度。

与控制目标直接相关的预测计算单元102接在数学公式处理单元200上，来确定钢板的最佳加热曲线。在图1中，本发明应用于预测计算单元102和数学公式处理单元200上。预测计算单元102向数学公式处理单元200查询将要由从加热炉操作数据中设定什么控制目标。数学公式处理单元200将数学公式应用条件与加热炉操作数据相比较以便选择一个数学公式。数学公式处理单元200将选定的数学公式自动地变换成一个可执行的程序，并将其送回预测计算单元102。预测计算单元102接收这一程序，执行之并确定基于执行结果的加热曲线。