CN101359219A - 基于多输入/单输出控制来控制设备的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多输入/单输出控制来控制设备的方法和装置，其中，在由第二类型输入变量β和输出变量α形成的控制模式空间CPS中，通过变形对应于每个变形坐标(pa、pb、pc)的J个模型控制模式PA、PB、PC的形状而形成对应于实际控制坐标点(px)的合成控制模式。根据在M维输入空间MPS中的变形坐标(pa、pb、pc)与实际控制坐标点(px)之间的权重来进行变形。形成合成控制模式Px，并且基于合成控制模式Px计算与输入值(px)对应的输出变量值α。

Description

基于多输入/单输出控制来控制设备的方法和装置

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；

(2)变形坐标装置，其用于在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)控制模式变形装置，其用于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)输出变量计算装置，其用于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。

在本发明中，当用于设备控制的必要输入变量中的变量数目为两个或更多个时，将变量分成第二类型输入变量和第一类型输入变量，第二类型输入变量直接限定为相对于输出变量的模型控制模式，第一类型输入变量用于映射模型控制模式。由第一类型输入变量形成的空间指定为M维空间。第一类型输入变量的数目M可以为一个或两个，并且一个变量形成一维空间(直线)，而两个变量形成二维空间(平面)。因此，当M为三个或更多个时，在狭义上，M维输入空间变成三维或高维空间。由第二类型输入变量和输出变量形成的空间形成控制模式。第二类型输入变量的数目可以为一个，其通过与输出变量组合而形成二维空间(平面)。因此，当N为两个或更多个时，在狭义上，控制模式空间变成三维或高维空间。

对于第一类型输入变量值的各种组合，在M维输入空间上限定两个或多个模型坐标，并且针对每个模型坐标映射并准备模型控制模式，所述模型控制模式反映出用于各第一类型输入变量值的各种组合的在第二类型输入变量与输出变量之间的期望的控制特征。当给出必要输入变量的当前值时，通过在必要输入变量中提取第一类型输入变量值，可以在M维输入空间上绘制作为实际控制坐标的坐标点。将存在于包括有实际控制坐标点的预定变形目标空间上的两个或多个模型坐标限定为变形坐标。

大致上，表示第一类型输入变量当前值的实际控制坐标点每秒钟都在变化，而且从不会与任何模型坐标重合。因此，选择邻近实际控制坐标点的多个模型坐标作为变形坐标。它们的具体选择取决于变形目标空间如何地设定。对每个模型坐标赋予其自身的模型控制模式。每个模型控制模式为一个控制函数，其用于在必要输入变量中的第一类型输入变量固定于模型坐标的坐标值上时限定如何根据剩余的第二类型输入变量值来改变输出变量。在控制模式空间上进行观察，使得人们可以将其理解为在每个模型坐标上具有自身形状的图形。

本发明的发明人通过将控制模式(控制函数)变成图形来获取该控制模式，并且采用了变形技术(参见例如“IEEE Computer Graphics andApplications，January/February 1998，60-73.”)，将专用于图像处理领域的变形技术应用到设备控制领域，由此，本发明人发现能够容易地获得最初并未准备的、用于实际控制坐标的控制模式。这使得本发明人进行了本发明。即，将根据M维输入空间中的多个变形坐标准备的模型控制模式当作每个控制模式中的图形，并且由M维输入空间中的每个变形坐标点和实际控制坐标点之间的距离给出的权重因子使得能够以与图像合成处理相同的方式进行变形。传统变形的目的仅在于可视地输出通过变形合成的图像。在本发明中，通过变形合成控制模式，并且变形中所获得的合成控制模式随后地作为控制公式用于设备控制过程，从而在给出第二类型输入变量时用来确定输出变量值。

通过变形给出的、对应于实际控制坐标点的合成控制模式通过纯图像合成处理获得。然而，合成控制模式完全不会与控制技术冲突。而且，它们能够反映在实际控制坐标点处的期望控制特征，只要每个控制模式准备成正确地反映在第二类型输入变量与输出变量之间的控制特征。尽管设备控制的实施方式是多输入和单输出，但是开发的主要工作仅在于例如机械地重复获得用于第一类型输入变量值(模型坐标的坐标值)的每个值的模型控制模式——所述模型控制模式表示在第二类型输入变量和输出变量之间关系的——的试验。将获得的模型控制模式配备到设备上，使得可以实际地立即使用该设备。另外，通过变形以较少人力容易地进行的图像合成算法可实现期望的设备控制方法和设备，通过所述方法和设备，能够从任意的输入值得出期望的输出结果。

第一类型输入变量——其个数M为两个——使得M维输入空间形成二维或多维空间。必须在相同维数的空间上以映射的方式准备一组模型坐标点和模型控制模式。在这种情况下，能够以下述方式相对于M维的实际控制坐标点容易和正确地确定变形坐标，这能够使得变形算法更加简单。即，在M维输入空间中的相邻模型坐标的框架连接使得设置了多个单元格，从而以每个顶点为模型坐标点的方式细密地分割M维输入空间。在所述单元格中，包括实际控制坐标点的单元格被指定为变形目标空间，而代表单元格顶点的模型坐标用作变形坐标。预先将M维输入空间分成单元格(变形目标空间)、以及确定实际控制坐标点属于哪个单元格使得能够容易地确定作为变形坐标的模型坐标，每个模型坐标为单元格的顶点。

这种单元格顶点的最小数目为M+1，其通过将散布在M维输入空间中的模型坐标彼此连接而得到。例如，M维输入空间形成形状为三角形——其给出最少的顶点——的单元格(例如单形体)。只要实际控制坐标点设置在M维输入空间中，可首先确定代表其中包括有实际控制坐标点的单形体的顶点的模型坐标，从而将每个模型坐标点确定为最接近的(M+1)个坐标点。这种框架连接方法可包括如下方法：当绘出单形体的由(M+1)个模型坐标形成的外接M维球(当M＝2时形成圆)时，外接M维球中没有其它的模型坐标。在这种方法中，分割空间的每个单形体(广义上)称为Delaunay三角(当M为三时，Delaunay三角形成具有四个顶点的三棱锥)。通过利用最接近实际控制坐标点的模型坐标、以及变形最小数目的模型控制模式的情况下，可以使用Delaunay三角作为单元格获得合成控制模式。这样能够简化过程。

单元格可选择成表示具有M+2个顶点的冗余顶点单元格。在这种情况下，可通过参照至少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执行根据本发明的用于控制设备的设备控制方法。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(2≤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。该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。

在所述M维输入空间中，相邻的模型坐标为彼此连接的框架，从而设置多个冗余顶点单元格，从而通过将顶点指定为所述模型坐标而细密地分割所述M维输入空间，所述单元格具有M+2个顶点。

在所述冗余顶点单元格中，将包括所述实际控制坐标点的冗余顶点单元格指定为所述变形目标空间，将形成所述冗余顶点单元格的顶点的M+2个模型坐标用作所述变形坐标。

具有更多顶点(M+2或更多个)而非单形体的冗余顶点单元格的应用可以增加与合成控制模式的形成相关的模型控制模式的数量(冗余)，并且改善了在根据合成控制模式在实际控制坐标点处的控制内容的适当性。

冗余顶点单元格的特定应用能够简化模型控制模式的变形计算。例如，冗余顶点单元格可选择为具有2^M个顶点的超长方体。当维数M为三个时超长方体变成长方体(概念上包括立方体)，并且当维数M为两个时变成矩形(概念上包括正方形)。在这种情况下，M维输入空间采用直角坐标系统。

当任意地设定冗余顶点单元格的顶点——即所有的模型坐标时，在变形计算中应当注意使得Mx(所有顶点的数目)的坐标值为独立变量。如果给出超长方体每个边(M方向)的长度，则上述超长方体的应用使得可以从形成超长方体顶点的单个模型坐标点的坐标来自动确定其它模型坐标。因此，在计算中需考虑的独立变量的数目为M(坐标分量的数目)+M(超长方体的每个边的长度)＝2M，并且与所有模型坐标任意设定的情况相比能够显著地简化计算。特别地，将形成冗余顶点单元格的多个超长方体设成彼此结合，使得超长方体的每个边可为常数。因此，在计算过程中，仅需将单个坐标点的坐标分量指定为变量，这样在计算中仅需要考虑M个独立变量，从而使得计算得到进一步简化。

下面的方法的应用能够显著地简化变形算法：当通过合成对应于每个模型坐标点的模型控制模式的线性插值来获得合成控制模式时，基于模型坐标之间的几何关系，每个模型坐标形成超长方体的相应顶点以及实际控制坐标点。即，在经由所述超长方体的实际控制坐标点的、平行于每个面的M个平面处进行分割。这样，所分割出的2M个局部长方体中的每个都共用所述的实际控制坐标点，并且排他地占据形成超长方体顶点的模型坐标中的一个。在M维输入空间采用直角坐标系统的情况下，当维数M为三时，超长方体变成长方体(概念上包括立方体)，且超长方体的分割数目为八。当维数M为二时，超长方体变成矩形(概念上包括正方形)，且超长方体的分割数目为四。当概括成M维时，相对于超长方体分割两个局部长方体。

局部长方体相对于超长方体的相对体积指定为相对于位于由模型坐标形成的超长方体的包括在局部长方体中的模型坐标的对角线方向相对侧上的模型坐标的权重以进行变形。这种方法使得可以将变形权重的权重计算转换成每个局部长方体的体积计算，并且利用例如模型控制模式的线性插值仅通过数次重复模型控制模式便可容易地获得最终的合成控制模式。

第二类型输入变量(N-M个)的个数为一，使得模型控制模式以及合成控制模式(其为由一个第二类型输入变量以及输出变量形成的控制模式)形成二维图形模式。这种方法使得模型控制模式的数据获得过程固定第一类型输入变量、以及简单地变化个数为一的第二类型输入变量的值，从而简化了找到适当输出变量值的方法。由于使用了图形模式，这可需要较少的处理时间以及简化在变形中算法的计算。

该方法允许所述二维图形模式由从模式起始点朝模式终止点设置的一定数目的处理点形成，并允许首先使对应于所有模型坐标的二维图形模式的每个处理点根据设置顺序彼此对应。通过应用与变形坐标相关的二维图形模式中的对应处理点、并通过合成的处理点来确定形成复合控制模式的二维图形模式来进行变形过程。将二维图形模式还原至合成的处理点可导致处理点的变形计算数目有限，从而减少变形计算的负担。该方法还允许通过作为变形结果给出的处理点容易地获得合成控制模式。

由处理点限定的二维图形模式的类型能够例如通过包括贝赛尔曲线和B样条曲线的曲线模式来表示，但是为了简化计算，优选地使用由顺序连接处理点而获得的折曲线。表示控制模式的二维图形模式使得能够在折点处以不连续的方式控制输出变量的倾斜度改变。这种情况使得即使在完成变形合成过程之后也可以将表示折点的处理点保留为与合成控制模式相对应的折点。因此，当多个具有不同折点的二维图形模式几何地混在一起时，其能够防止折点的位置变得不清楚。

作为设备应用的空调允许必要输入变量包括环境空气温度、日照量以及由室内温度与设定温度之间的差给出的温度偏差中的两个或更多个。另外，输出变量可选择为吹风量或吹风温度(或者相应的空气混合风门的开度)。这使得(特别地用于车辆的)空调的控制装置可以反复地确定用于控制吹风量或吹风温度的模型控制模式，并允许将所确定的结果配备在具有变形计算软件的装置的控制体(空调ECU)中。因此，与传统的TAO系统和神经网络系统相比，本发明既不需要复杂的计划逻辑也不需要学习过程。

更具体地，本发明使得必要输入变量包括三个目标，即：环境温度，日照量和温度偏差(室内温度与设定温度之间的差)，并使得第一类型输入变量包括两个因素：环境温度和日照量。另外，本发明使得第二类型输入变量仅包括温度偏差，并使得输出变量包括风量。这使得M维输入空间形成由环境空气温度和日照量形成的二维坐标平面。而且，其通过使模型控制模式对应于二维坐标平面上的多个模型坐标的方式将模型控制模式准备成示出温度偏差与风量之间的关系的二维图形模式。因此，本发明能够容易地获得二维图形模式形式的合成控制模式，通过将变形过程应用到模型控制模式而获得所述合成控制模式。

附图说明

从本发明优选实施方式的附图以及下面的详细描述可以更加全面地理解本发明，然而，优选实施方式的附图和详细描述并不用于将本发明限制于具体实施方式，而仅是用于解释和理解的目的。

在附图中：

图1是示出在本发明中应用的空调控制装置的电子结构的示例的框图；

图2是示出图1结构中的控制系统的主要部分的框图；

图3A是示出控制数据存储器的内容的概念图；

图3B是示出另一控制数据存储器的内容的概念图；

图4A示出各示例性数据模式的曲线图；

图4B是示出另一数据模式的曲线图；

图5是例示如何将M维输入空间分成单元格的视图；

图6是示出实际控制坐标与变形坐标之间的关系的视图；

图7是示出变形概念的图表；

图8是解释用于以图形模式给出的控制模式的变形算法概念的示例图表；

图9是示出应用图8所示的变形算法的风量控制系统的过程的流程图；

图10是示出关于如何将M维输入空间分成单元格的另一示例的图例；

图11是示出在图10中所示的变形坐标点与实际控制坐标点之间的关系的图例；

图12示出用于图10所示的风量控制过程的流程图；以及

图13是示出用于控制作为图形模式给出的控制模式的变形算法概念的另一图例。

具体实施方式

现在将参照附图描述本发明的优选实施方式。

图1是示出空调控制装置CA的整个结构的图案形式的框图，其举例示出根据本发明的设备控制装置。如图所示，空调控制装置CA包括管道1。该管道1包括用于循环室内空气的室内空气吸入口13以及用于吸入环境空气(大气)的环境空气吸入口14。切换风门15允许开口13和14中的任意一个进行操作。由鼓风机马达23操作的鼓风机16使空气从两个开口13、14吸入管道1。

管道1包括用于从吸入空气产生冷气的蒸发器17以及用于从吸入空气产生暖气的加热器芯2。加热器芯2利用发动机冷却水的废热来加热吸入空气。冷风和暖风以由空气混合风门3的倾斜度设定的适当比率速率混合到一起，并且混合的空气通过吹风口4、5和6吹出。用于防止前玻璃起雾的除霜吹风口4设置在面对前玻璃内部下边缘的仪表板的上端。面部吹风口5设置在仪表板的前方中央。足部吹风口6设置在仪表板的下端，其面对车辆中乘客的足部。这些开口4、5和6分别由切换风门7、8和9独立地开启和关闭。更具体地，响应于来自马达20的风门控制旋转输入相位，风门驱动齿轮机构10s被驱动以仅开启除霜吹风口4、仅开启面部吹风口5、仅开启足部吹风口6、同时开启面部吹风口5和除霜吹风口4、同时开启足部吹风口6和除霜吹风口4、以及开启全部面部吹风口5、除霜吹风口4和足部吹风口6。

切换风门15、空气混合风门3和切换风门7、8和9分别由马达21、19和20操作。这些马达19、20、21例如为步进马达，其中每个操作由空调ECU 50中央控制，空调ECU 50作为空调驱动控制装置的主单元。鼓风机马达23例如为无刷马达，且空调ECU 50使用PWM控制方式通过控制马达23的转速来控制吹风量。作为计算机硬件的空调ECU 50以可通信的方式与蒸发器传感器51、室内空气传感器55、环境空气传感器56、水温传感器57以及日照传感器58连接。

用于车辆空调的操作单元100包括独立的操作单元ECU 160，而且该ECU以可通信的方式与风量开关52、吹风口开关53、温度开关54、A/C开关59、自动开关103、内/外空气开关60、第一显示装置41和第二显示装置42连接。操作单元ECU 160以可通信的方式连接到空调ECU 50和通信总线(例如，包括一系列通信总线的LIN通信总线)。

也是计算机硬件的操作单元ECU 160以可通信的方式与风量开关52、吹风口开关53、温度开关54D和54P、A/C开关59、自动开关103、内/外空气开关60、第一显示装置41和第二显示装置42连接。风量开关52、吹风口开关53、温度开关54D和54P、A/C开关59、自动开关103和内/外空气开关60的每个操作输入状态通过操作单元ECU 160和通信总线30传送至空调ECU 50。

具体地，结合操作单元ECU 160的操作，空调ECU 50通过运行储存在内置ROM或其它存储装置中的空调控制固件主要执行下面的控制操作。

根据内/外空气开关60的操作输入状态，单元50和160通过传送控制信号来使得相应马达21的驱动IC致使切换风门15朝向室内空气侧倾斜或环境空气侧倾斜。

单元50和160还允许蒸发器17根据A/C开关59的操作状态来开或关。

另外，单元50和160允许空调操作模式根据自动开关103(模式切换装置)的输入状态在手动模式和自动模式之间切换。

在自动模式中，单元50和160通过发送操作控制指令而使得马达19、23、20以致使空气混合风门3对空气温度进行调节、致使鼓风机马达23对风量进行调节以及致使风门7、8和9对其位置进行调节，以便使室内温度接近于设定温度。通过参照由温度开关54D和54P给出的输入信息以及由室内空气传感器55、环境空气传感器56、水温传感器57和日照传感器58给出的输出信息来进行该操作。

此外，在手动模式中，单元50和160通过传送驱动控制指令来使得鼓风机马达23根据风量开关52和吹风口开关53的操作输入状态执行风量调节。单元50和160还允许马达20致使风门7、8和9具有相应的开/关状态。

空调控制装置CA参照首先限定的N个(N≥2)必要输入变量来计算一个输出变量值，并且空调控制装置CA根据该输出变量值控制设备。必要输入变量包括如下类型：个数为M(1≤M＜N)并固定的第一类型输入变量；以及具有不同类型的输入变量并个数为“N-M”的剩余第二类型输入变量。

具体地，如图2所示，必要输入变量包括环境温度ξ、日照量η和温度偏差β(即N＝3)，其中第一类型输入变量包括环境温度ξ和日照量η(即M＝2)，而第二输入变量包括温度偏差β(即N-M＝1)。输出变量包括吹风量α或吹风温度Y。吹风量α和吹风温度Y分别独立地控制。下文中将使用吹风量α进行描述。装置参照必要输入变量β、ξ、η计算出主要对必要输入变量β进行限定的单个输出变量值，并且装置基于输出变量α控制空调、设备。

计算机执行固件以运行包括控制特征信息存储装置、变形坐标装置、控制模式变形装置和输出变量计算装置的功能性装置。

在这些装置中，运行控制特征信息存储装置，以独立地准备多个模型控制模式P(见图3)，所述模型控制模式P用于限定在设备M(N-M)个(因此在本实施方式中为一个)的第二类型输入变量(温度偏差β)与输出变量值(风量α)之间的关系，从而根据必要输入变量值(环境温度ξ、日照量η、和温度偏差β值)来确定输出变量(风量α)值。图1中所示的控制数据存储器171用来执行该操作。在由第一类型输入变量(环境空气温度ξ和日照量η)形成的M维输入空间MPS(由ξ和η形成的平面)上，在预定个数为Q(Q≥2)(如图3A所示，在本实施方式中Q＝30)的模型坐标中的每一个上限定所述模式。

变形坐标装置如下。如图5所示，当提供必要输入变量(环境空气温度ξ、日照量η和温度偏差β)的N维输入值(px)时，变形坐标装置执行以将由包括于N维(三维)输入值px中的第一类型输入变量(环境空气温度ξ和日照量η)形成的M维输入空间MPS(ξ-η平面)中的坐标指定为实际控制坐标px。变形坐标装置进一步执行以将模型坐标中的J个(2≤J≤Q)(在本实施方式中，J＝3并且变形目标空间DT为Delaunay三角)限定为变形坐标(pa、pb和pc)，所述J个模型坐标位于预定的变形目标空间DT中，该预定变形目标空间DT包括M维输入空间MPS(ξ-η平面)中的实际控制坐标点px。

通过变形与每个变形坐标(pa、pb、pc)对应的J个模型控制模式Pa、Pb、Pc的形状，控制模式变形装置执行以形成对应于实际控制坐标点px的合成控制模式Px，在由第二类型输入变量(温度偏差β)和输出变量(风量α)形成的控制模式空间CPS(β-α平面)中，根据M维输入空间MPS(ξ-η平面)中的变形坐标pa、pb、pc和实际控制坐标(px)之间的权重来进行变形。

输出变量计算装置执行，以基于合成控制模式Px计算对应于N维输入值的输出变量值(风量α)。

将进一步具体描述空调控制装置。如图2中所示，空调ECU 170读取由图3中所示的三个传感器——室内空气传感器55、环境空气传感器56和日照传感器58——检测的值以及由温度开关54设定的设定温度。周围传感器56检测到的值给出环境空气温度ξ，以及日照传感器58检测到的值给出日照量η。设定温度与由室内传感器55检测到的值之间的差作为温度偏差β(如果室内温度低于设定温度则温度偏差β读数为负值，如果前者高于设定温度则温度偏差β读数为正值)给出。

成对的环境空气温度ξ和日照量η的值代表M维输入空间MPS(ξ-η平面)上的实际控制坐标点px。由具有可变值的环境空气温度ξ和日照量η(第一类型输入变量)组成的各个组被确定为模型坐标p。如图3A所示，控制数据存储器170储存每个模型坐标pi(ξi、ηi)中的模型控制模式Pi(≡P1至P30)。

如图4A所示，每个模型控制模式Pi(≡P1至P30)代表一个绘制于由温度偏差β(第二类型输入变量)和风量α(输出变量)形成的控制模式平面CPS(β-α平面)上的二维图形模式。每个模式从其起始点至终止点包括一定数目(在图中为九个)的处理点hi，并且其通过线连接处理点hi的折线形式来限定。因此，控制模式P可首先限定为处理点hi在β-α平面上的坐标值的组合。根据排列顺序，每个模型控制模式Pi处的每个处理点h彼此之间具有初级对应关系。

由环境空气温度ξ和日照量η——其为第一类型输入变量——形成的M维输入空间MPS(ξ-η平面)通过Delaunay三角(单形体)细密地分割，Delaunay三角的每个顶点由模型坐标点表示。利用Delaunay三角的具体控制流程在图9中的流程图中示出。首先，包括实际控制坐标点px的限定单元格DT——实际控制坐标点px的坐标分量为给定的环境空气温度ξ和日照量η(步骤S1)。其次，选择三个模型坐标作为变形坐标pa、pb、pc，每个模型坐标限定单元格DT的每个顶点(步骤S2)。

第三，如图6所示，从控制数据存储器170读取对应于变形坐标pa、pb、pc的三个模型控制模式Pa、Pb、Pc(步骤S3)。第四，通过基于在实际控制坐标点px与每个变形坐标pa、pb、pc之间的距离所获得的权重来实现变形，以形成对应于实际控制坐标点px的合成控制模式Px(步骤S4)。图1中示出的变形计算器172执行该计算。

图7概念性地示出根据“IEEE Computer Graphics and Applications，January/February 1998，60-73.”中所介绍的方法的变形算法。举例示出分别对应于Delaunay三角一个顶点的三个控制图形模式P0、P1、P2，其中函数Wij指从Pi至Pi的偏差函数，并且其限定与Pi上每个点相对应的Pi上的点。可通过将Wij应用到重心坐标gi并对线形内部的每个Pi插值Wij、由此提供一个中间偏差函数Wi条而形成合成控制模式P。彼此相邻的两个Pi通过相对于实际控制坐标px的重心坐标G^*的权重形成中间合成Wi条，从而提供一个中间控制模式Pi条。通过利用所示的权重，可通过线性地合成Pi条的相应点(即相应的处理点)来给出合成控制模式Px。

图8进一步对上面进行详细描述。在ξ-η平面上，变形坐标pa、pb和pc由点A、B和C表示。点X表示实际控制坐标点px。当从每个顶点A、B、C经过点X朝相应边画直线并且每个交点由D、E和F表示时，重心坐标G^*的每个分量可由“ga、gb、gc”表示并由公式(1)表达。

即，当合成控制模式Px的重心坐标由G^*≡(ga，gb，gc)给出时，

$\left.\begin{array}{c}{g}_a=\frac{\mathrm{DX}}{\mathrm{AD}}\\ g_b=\frac{\mathrm{EX}}{\mathrm{BE}}\\ g_c=\frac{\mathrm{FX}}{\mathrm{CF}}\end{array}\right\}---\left(1\right).$

每个点的坐标值和每个边的长度能够通过已知的解析几何算出，因此省略详细描述。通过图8所示的Pd、Pe和Pf，可由公式(2)计算三个中间控制模式Pi条。因此，能够通过结合Pd、Pe和Pf的线形、同时将ga、gb和gc用作其权重来计算Px。

如本文所述，对应于每个变形坐标点pa、pb、pc的每个模型控制模式Pa、Pb、Pc实际上是通过连接处理点给出的折线模式，并且等于β-α平面上的处理点hi的坐标值的组合。因此，能够通过用处理点的相应坐标值代替公式(2)中的Pa、Pb、Pc来实现中间控制模式Pd、Pe、Pf的处理点的合成。

$\left.\begin{array}{c}{P}_d=\frac{\mathrm{CD}}{\mathrm{BC}}\·P_c+\frac{\mathrm{BD}}{\mathrm{BC}}\·P_b\\ P_e=\frac{\mathrm{AE}}{\mathrm{CA}}\·P_a+\frac{\mathrm{CE}}{\mathrm{CA}}\·P_c\\ P_f=\frac{\mathrm{BF}}{\mathrm{AB}}\·P_b+\frac{\mathrm{AF}}{\mathrm{AB}}\·P_a\end{array}\right\}---\left(2\right)$

另外，将结果代入公式(3)中能够给出合成控制模式Px的合成处理点。

Px＝g_a·Pd+g_b·Pe+g_e·Pf   …(3)

可通过将其彼此联立而给出整个合成控制模式Px。最后，在合成控制模式Px上，读取并输出对应于最新探测到的温度偏差β(第二类型输入变量)值的风量α值以作为控制值(步骤S5)。

如图10所示，M维输入空间(ξ-η平面)可由顶点多于Delaunay三角(单形体)的冗余顶点单元格DT分割。与单形体相比具有更多顶点(M+2或更多)的冗余顶点单元格HCB的应用可增加与形成合成控制模式Px相关的模型控制模式Pa、Pb、Pc的数目(在此情况下从三个增加到四个)。这能够增加遵循合成控制模制Px的实际控制坐标点px的控制分量的正确度。

在本优选实施方式中，冗余顶点单元格HCB选择成具有2^M个顶点的超长方体HCB。超长方体HCB的每个边设成平行于形成M维输入空间的M个坐标轴中的一个。如图10所示，当M维输入空间采用直角坐标系统时，维数M为二则形成矩形(理论上包括正方形)，以及维数M为三则形成长方体(理论上包括立方体)。

任意设定冗余顶点单元格的顶点——即所有的模型坐标——使得变形计算将Mx(所有顶点的数目)个坐标值当成独立变量。然而，如果给出超长方体的每个边的长度(经过M)，则上述超长方体的应用使得其它模型坐标的坐标可以从形成超长方体一个顶点的单个模型坐标点的坐标自动地确定。

图13示出维数M为二的实际示例。模型坐标pa——其形成矩形(超长方体)HCB的最接近ξ-η平面(M维输入空间)原点的顶点——的坐标(ξa、ηa)可使得矩形HCB沿ξ轴方向的边长以Δη示出，且形成剩余三个顶点的模型坐标pb、pc、pd分别以“pb：(ξa+Δξ，ηa)”、“pc：(ξa，ηa+Δη)”以及“pd：(ξa+Δξ，ηa+Δη)”给出。如图10所示，设定待合成的多个形成冗余顶点单元格的超长方体HCB(即当以矩阵形式沿ξ轴和η轴方向上以相等的间距设置每个模型坐标时)，使得Δξ和Δη为常量。因此，变形计算可以仅将单个模型坐标点的坐标分量ξa和ηa处理成独立变量，这在计算中仅需要两个独立变量，使得显著简化了变形计算。

图12示出示范使用超长方体HBC(矩形)的特定控制流程的流程图。首先，如图10所示，确定超长方体HBC，其包括坐标分量为给定的环境空气温度ξ和日照量η的实际控制坐标点px。然后，如图11所示，选择形成所限定的超长方体HCB的每个顶点的四个模型坐标点作为变形坐标pa、pb、pc、pd。进一步地，从控制数据存储器170读取相应的四个模型控制模式Pa、Pb、Pc、Pd(步骤S201)。然后，利用对应于变形坐标pa、pb、pc、pd和实际控制坐标点px之间距离的权重进行变形过程，从而形成对应于实际控制坐标点px的合成控制模式Px(步骤S202)。该计算通过图1中所示的变形计算器172来完成。

图13概念性地示出使用超长方体HCB(矩形)的控制模式变形算法。变形坐标pa、pb、pc、pd分别标示为A、B、C、D，并且沿平行于每个边CA、DB、CD、AB、经过长方体的实际控制坐标点px的两个直线(两个平面)分割长方体。因此，矩形HCB共用实际控制坐标点X(px)，并且矩形分成四个(2^M个)局部矩形SCB，每个局部矩形排他地占据形成矩形HCB顶点的模型坐标中的一个。具体地，矩形分成“CKXN(区域：Sb)”、“NXLD(区域：Sa)”、“KAMX(区域：Sd)”和“XMBL(区域：Sc)”。

将每个局部矩形(局部长方体)SCB相对于矩形(超长方体)的相对面积(相对体积)指定为下述模型坐标的权重：该模型坐标位于包括在局部长方体中的模型坐标的超长方体对角线方向的相对侧上。在这种情况下，坐标pa与坐标pd相对地设置，坐标pb与坐标pc相对，坐标pd与坐标pa相对，以及坐标pc与坐标pb相对。即，当矩形HCB的面积为S0时，根据下面的公式计算并合成所述的合成控制模式Px。

Px＝(1/S0)×(Sa·Pa+Sb·Pb+Sc·Pc+Sd·Pd)…(13)

在数学上，变形计算算法等价于通过随后执行下面的插值合成计算来获得合成控制模式Px的情况。即，利用杠杆原理来以如下方式合成初步中间模式：将由模型坐标所形成的线段的实际控制坐标点px的正投影点指定为在超长方形HCB的每个坐标轴方向上的两个相邻模型坐标之间的二分点。然后，对于在面对超长方体HCB的每个表面的两个边中获得的初步中间控制模式，在由相应正投影点形成的线段中将实际控制坐标点px的正投影点指定为二分点。利用杠杆原理，通过在二分点处合成初步中间控制模式来形成第二中间模式。重复地进行该随后的过程，直到二分点抵达实际控制坐标点X。从超长方体HCB中各个边开始的差值过程导致相同的最终结果。

图13举例示出上述计算。将实际控制坐标点px对于线段DB的正投影点指定为“L”，以及将实际控制坐标点px的正投影点指定为“KL”，在线段DB侧的初步中间控制模式P_L能够由附图中的公式(11)(下面列出)计算，且线段CA侧的初步中间控制模式P_K能够由相同附图中的公式(12)(下面列出)计算。利用初步中间控制模式P_L和P_K找到赋予位于线段KL上的实际控制坐标X的第二中间控制模式，其导致下述的几何理解：可从公式(13)获得合成控制模式Px。可从公式(13)和(16)(下面列出)获得的公式(17)(下面列出)示出其中Px由ξa和ηa表示的结果。

上面解释的公式如下：

$P_L=\frac{\mathrm{DL}}{\mathrm{DB}}\·P_b+\frac{\mathrm{LB}}{\mathrm{DB}}\·P_d...\left(11\right)$

$P_k=\frac{\mathrm{DL}}{\mathrm{DB}}\·P_a+\frac{\mathrm{LB}}{\mathrm{DB}}\·P_c...\left(12\right)$

$P_x=\frac{\mathrm{DN}}{\mathrm{CD}}\·P_k+\frac{\mathrm{NC}}{\mathrm{CD}}\·P_L$

$=\frac{\mathrm{DN}}{\mathrm{CD}}(\frac{\mathrm{DL}}{\mathrm{DB}}\·P_a+\frac{\mathrm{LB}}{\mathrm{DB}}\·P_c)+\frac{\mathrm{NC}}{\mathrm{CD}}(\frac{\mathrm{DL}}{\mathrm{DB}}\·P_b+\frac{\mathrm{LB}}{\mathrm{DB}}\·P_d)$

$=\frac{1}{S_0}(S_a\·P_a+S_b\·P_b+S_c\·P_c+S_d\·P_d)...\left(13\right)$

在该公式中，代入

$\left.\begin{array}{cc}{S}_0\≡\mathrm{CD}\·\mathrm{DB}& \\ S_a\≡\mathrm{DN}\·\mathrm{DL}& S_b\≡\mathrm{NC}\·\mathrm{DL}\\ S_c\≡\mathrm{DN}\·\mathrm{LB}& S_d\≡\mathrm{NC}\·\mathrm{LB}\end{array}\right\}---\left(14\right)$

以及

$\left.\begin{array}{c}{\mathrm{\ξ}}_x^{\′}\≡{\mathrm{\ξ}}_x-{\mathrm{\ξ}}_a\\ {\mathrm{\η}}_y^{\′}\≡{\mathrm{\η}}_y-{\mathrm{\η}}_a\end{array}\right\}---\left(15\right),$

提供

$\left.\begin{array}{cc}{S}_0=\mathrm{\Δ\ξ}\·\mathrm{\Δ\η}& \\ S_a=(\mathrm{\Δ\ξ}-{\mathrm{\ξ}}_x^{\′})(\mathrm{\Δ\η}-{\mathrm{\η}}_y^{\′})& S_b={\mathrm{\ξ}}_x^{\′}\·(\mathrm{\Δ\η}-{\mathrm{\η}}_y^{\′})\\ S_c={\mathrm{\η}}_y^{\′}\·(\mathrm{\Δ\ξ}-{\mathrm{\ξ}}_x^{\′})& S_d={\mathrm{\ξ}}_x^{\′}\·{\mathrm{\η}}_y^{\′}\end{array}\right\}---\left(16\right).$

因此，从公式(13)和(16)，提供

$P_x=\frac{1}{\mathrm{\Δ\ξ}\·\mathrm{\Δ\η}}\{(\mathrm{\Δ\ξ}-{\mathrm{\ξ}}_x^{\′})(\mathrm{\Δ\η}-{\mathrm{\η}}_y^{\′})\·P_a+{\mathrm{\ξ}}_x^{\′}\·(\mathrm{\Δ\η}-{\mathrm{\η}}_y^{\′})\·P_b$

$+{\mathrm{\η}}_y^{\′}\·(\mathrm{\Δ\ξ}-{\mathrm{\ξ}}_x^{\′})\·P_c+{\mathrm{\ξ}}_x^{\′}\·{\mathrm{\η}}_y^{\′}\·P_d...\left(17\right)$

如图3所示，为了在矩形HCB中合成实际控制坐标点X的合成控制模式Px，需要总共三个模式合成过程(维度为二)，包括在线段CA、DB和KL上的合成过程。当其扩展到M＝3的情况下，通过将长方体HCB中的实际控制坐标点X用作二分点，通过在长方体HCB中彼此相对的两个矩形上执行二维合成过程、以及针对两个矩形合成第二中间控制模式来获得第三中间控制模式。这能够导致最终的合成控制模式Px。模式合成过程的数目为七(3乘以2加上1)。

在M＝4的情况下，通过在两个系统中——实际控制坐标点X位于这两个系统之间——执行M＝1的模式合成过程、以及通过将点X指定为二分点了合成其结果而获得最终的合成控制模式Px。因此，将M＝n时的模式合成过程的数目指定为Q_n、以及将M＝n-1模式合成过程的数目指定为Q_n-1可导致递归公式

“Q_n＝2Q_n-1+1，Q₂＝4”.

发现该公式导致“Q_n＝2^n-1+1”。即，为了获得合成控制模式Px，将超长方体用作M维输入空间中的单元格需要2^M-1次模式合成过程。这示出M＝2导致三次，而M＝3导致七次，其于上述结果对应。

当M维输入空间的维数较大时，即当必须准备第一类型输入变量时，作为合成控制模式Px，模型控制模式所需的二维图形模式的试验准备通过2^M-1次过程提供对应于第一类型输入变量的现有值的二维图形模式。具体地，如果二维图形模式由有限数目的处理点确定，每个合成过程可通过处理点坐标的线性插值计算来替换。假设在单个二维图形模式上总共指定十个处理点，通过这种计算，即使当存在有例如M-20个大量的变量时，确定合成控制模式Px的计算次数可接近(2²⁰-1)×10＝10.5×10⁶次。该计算过程的计算负担远小于对数百万色素进行变形的图像变形过程、或者远小于优化具有二十个变量的多变量控制系统的传统装置(例如，线性规划或者二次规划)。

通过相同的技术，用吹风温度替代风量α可得出相同的输出设定值。在这种情况下，已经描述的风量α是对应于吹风温度或其根源的参数，并且其能够由图1示出的空气混合风门3的角位置Y来代替。模型控制模式由示出温度偏差β与角位置之间的关系的图形模式来表示。如图3B所示，控制数据存储器170存储对应于每个模型坐标点pi≡(ξi，ηi)的图形模式PRi(≡R1至R30)。

本发明能够应用到除了空调以外的电子装置控制器。第一类型输入变量的数目M能够设成三个或更多个。在这种情况下，在三维或多维局部输入空间上以映射形式准备模型控制模式，并且通过进行四个或更多个模型控制模式的变形来获得合成控制模式。另外，第二类型输入变量的数目(N-M)能够设定为二个或更多个。在这种情况下，控制模式空间给出为三维空间或多维空间，并且在该空间中将控制模式的线形准备为曲面。

虽然为了便于更好地理解本发明的目的而根据优选实施方式公开了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明原理的情况下能够以多种方式实施本发明。

Claims (20)

1.一种设备控制方法，用于通过参照至少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，其中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，所述方法包括以下步骤：

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；

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；

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

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。

2.根据权利要求1所述的设备控制方法，其中所述个数为M的第一类型输入变量的数目为两个或更多个；

在所述M维输入空间中，相邻的模型坐标为彼此连接的框架，从而设置多个单元格，从而通过将顶点指定为所述模型坐标而细密地分割所述M维输入空间；

在所有单元格中，将包括所述实际控制坐标点的单元格指定为所述变形目标空间；以及

单元格顶点形成所述模型坐标以用作所述变形坐标。

3.根据权利要求2所述的设备控制方法，其中所述单元格为具有M+1个顶点的单形体，每个顶点均为所述模型坐标点。

4.根据权利要求3所述的设备控制方法，其中，以经过所述实际控制坐标点的、平行于每个平面的M个平面分割超长方体，使得所述超长方体分割成个数为2^M的局部长方体，其中每个所述局部长方体排他地占据形成所述超长方体的顶点的所述模型坐标中的一个；以及

将所述局部长方体相对于所述超长方体的相对体积指定为相对于如下模型坐标的权重以进行变形：位于由所述模型坐标形成的超长方体的包括在所述局部长方体中的模型坐标的对角线方向相对侧上的那个模型坐标。

5.根据权利要求4所述的设备控制方法，其中

所述(N-M)个第二类型输入变量的个数为一个，所述模型控制模式和所述合成控制模式能够在作为控制模式空间的控制模式平面中以二维图形模式绘出，所述控制模式空间由所述单个第二类型输入变量和所述输出变量形成。

6.根据权利要求5所述的设备控制方法，其中

所述二维图形模式由从模式起始点朝模式终止点设置的一定数目的处理点形成；

首先使对应于所有模型坐标的二维图形模式的每个处理点根据它们的设置顺序彼此对应；

通过在变形坐标中彼此变形所述二维图形模式的相应处理点来形成合成处理点；以及

由所述合成处理点限定形成所述合成控制模式的二维图形模式。

7.根据权利要求6所述的设备控制方法，其中

所述二维图形模式形成通过顺序连接所述处理点得到的折线模式。

8.根据权利要求7所述的设备控制方法，其中所述设备为空调；

所述必要输入变量包括环境温度、日照量和温度偏差中的两个或多个，所述温度偏差由室内温度与设定温度之间的差给出；以及

所述输出变量为吹风量或吹风温度。

9.根据权利要求8所述的设备控制方法，其中

所述必要输入变量包括环境温度、日照量和温度偏差中的全部；

所述第一类型输入变量包括环境温度和日照量；

所述第二类型输入变量包括温度偏差；

所述输出变量为吹风量或吹风温度；

所述M维输入空间为由环境温度和日照量形成的二维坐标平面；

通过对应于所述二维坐标平面上的多个模型坐标将模型控制模式独立地准备为示出温度偏差与吹风量或吹风温度之间的关系的二维图形模式；以及

所述合成控制模式是通过变形所述形成模型控制模式的二维图形模式而形成的二维图形模式。

10.一种设备控制方法，用于通过参照至少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，其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(2≤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，所述方法包括以下步骤：

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；

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；

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；

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；其中

在所述M维输入空间中，相邻的模型坐标为彼此连接的框架，从而设置多个冗余顶点单元格，从而通过将顶点指定为所述模型坐标而细密地分割所述M维输入空间，所述单元格具有M+2个顶点；以及

在所述冗余顶点单元格中，将包括所述实际控制坐标点的冗余顶点单元格指定为所述变形目标空间，将形成所述冗余顶点单元格的顶点的M+2个模型坐标用作所述变形坐标。

11.根据权利要求10所述的设备控制方法，其中每个所述冗余顶点单元为具有2^M个顶点的超长方体。

12.根据权利要求11所述的设备控制方法，其中形成所述冗余顶点单元格的多个超长方体设成彼此全等。

13.根据权利要求12所述的设备控制方法，其中，以经过所述实际控制坐标点的、平行于每个平面的M个平面分割所述超长方体，使得所述超长方体分割成个数为2M的局部长方体，其中每个所述局部长方体排他地占据形成所述超长方体的顶点的所述模型坐标中的一个；以及

将所述局部长方体相对于所述超长方体的相对体积指定为相对于模型坐标的权重以进行变形：位于由所述模型坐标形成的超长方体的包括在所述局部长方体中的模型坐标的对角线方向相对侧上的那个模型坐标。

14.根据权利要求13所述的设备控制方法，其中

所述(N-M)个第二类型输入变量的个数为一个，所述模型控制模式和所述合成控制模式能够在作为控制模式空间的控制模式平面中以二维图形模式绘出，所述控制模式空间由所述单个第二类型输入变量和所述输出变量形成。

15.根据权利要求14所述的设备控制方法，其中

所述二维图形模式由从模式起始点朝模式终止点设置的一定数目的处理点形成；

首先使对应于所有模型坐标的二维图形模式的每个处理点根据它们的设置顺序彼此对应；

通过在变形坐标中彼此变形所述二维图形的相应处理点来形成合成处理点；以及

由所述合成处理点限定形成所述合成控制模式的二维图形。

16.根据权利要求15所述的设备控制方法，其中

所述二维图形形成通过顺序连接所述处理点得到的折线模式。

17.根据权利要求16所述的设备控制方法，其中所述设备为空调；

所述必要输入变量包括环境温度、日照量和温度偏差中的两个或多个，所述温度偏差由室内温度与设定温度之间的差给出；以及

所述输出变量为吹风量或吹风温度。

18.根据权利要求17所述的设备控制方法，其中

所述必要输入变量包括环境温度、日照量和温度偏差中的全部；

所述第一类型输入变量包括环境温度和日照量；

所述第二类型输入变量包括温度偏差；

所述输出变量为吹风量或吹风温度；

所述M维输入空间为由环境温度和日照量形成的二维坐标平面；

通过对应于所述二维坐标平面上的多个模型坐标将模型控制模式独立地准备为示出温度偏差与吹风量或吹风温度之间的关系的二维图形；以及

所述合成控制模式是通过变形所述形成模型控制模式的二维图形而形成的二维图形。

19.一种控制装置，用于通过参照至少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，其中

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，

所述装置包括：

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；

变形坐标装置，其用于在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；

控制模式变形装置，其用于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

输出变量计算装置，其用于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。

20.根据权利要求19所述的控制装置，其中所述设备为空调；

所述必要输入变量包括环境温度、日照量和温度偏差中的两个或多个，所述温度偏差是由室内温度与设定温度之间的差给出；以及

所述输出变量为吹风量或吹风温度。

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