CN111522234A - 一种基于自适应策略的自动控制系统及方法 - Google Patents

一种基于自适应策略的自动控制系统及方法 Download PDF

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钱少宁
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    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance

Abstract

本发明涉及一种基于自适应策略的自动控制系统及方法，包括自适应控制装置、切换连通装置、调节装置、反馈装置、人机交互装置，所述自适应控制装置接收人机交互装置的输入信息以及反馈装置的反馈信息，控制切换连通装置进行连通选择，并通过调节装置进行控制系数的调节，通过连通选择和控制系数的调节，实现自适应控制。本发明能够针对不同的对象进行自适应的自动控制，能够提高自动控制的稳定性。

Description

一种基于自适应策略的自动控制系统及方法
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种基于自适应策略的自动控制系统及方法。
背景技术
现有技术中，针对不同的对象往往采用单一的控制方式，在一定程度上虽然能够满足控制对象的需求，但是，针对未来大规模对象的不同需求的响应无法满足其自适应需求，现有的许多可移动的对象，由于生产厂家的不同，并没有统一的需求标准，并且，不同的用户也有不同的个人需求，那么就需要在对其进行控制时，需要匹配不同的对象而进行子适应的控制，如何进行准确的自适应控制以满足用户的不同对象的控制需求，这是需要重点研究的一个方向，也是实现自动控制的难点。
发明内容
本申请涉及一种基于自适应策略的自动控制系统，包括自适应控制装置、切换连通装置、调节装置、反馈装置、人机交互装置，所述自适应控制装置接收人机交互装置的输入信息以及反馈装置的反馈信息，控制切换连通装置进行连通选择，并通过调节装置进行控制系数的调节，通过连通选择和控制系数的调节，实现自适应控制。
所述的自动控制系统，所述人机交互装置包括触控终端或者移动终端，所述触控终端有线连接着所述自适应控制装置，所述移动终端通过无线通信方式连接所述自适应控制装置。
所述的自动控制系统，所述切换连通装置用于切换多个电源输入模块切换为并联连接，以共同为相同的负载进行供电，所述调节装置用于调节多个并联连接的每个电源输入模块的调节系数，所述调节系数用于调节电源输入模块的电流或者损耗。
所述的自动控制系统，所述反馈装置包括第一子反馈模块和第二子反馈模块，所述第一子反馈模块用于检测自适应控制装置的控制指令的执行反馈，所述第二子反馈模块用于进行多个输入电源和负载的基础信息检测，所述基础信息至少包括电流、电压、功率、分布状态。
所述的自动控制系统，所述自适应控制装置至少包括第一接收模块、第二接收模块、计算模块、第一输出模块、自适应处理模块和第二输出模块，所述第一接收模块首先接收所述人机交互装置的所述输入信息，传输到所述计算模块进行初步计算，并将计算结果传输到所述第一输出模块和自适应处理模块，所述第一输出模块传送计算结果传输到所述切换连通装置，控制并联连接的具体输入电源的并联数量；所述第二接收模块用于接收所述反馈装置的反馈信息，并将所述反馈信息传输到所述自适应处理模块，所述自适应处理模块根据所述计算结果和反馈信息，进行自适应处理，将处理结果传输到所述第二输出模块，所述第二输出模块传送所述处理结果到所述调节装置。
所述的自动控制系统，所述自适应处理模块包括损耗计算单元、电流计算单元，通过如下方式进行自适应处理；设定多个输入电源VDC1、VDC2、VDC3···VDCn的并联支路的电流分别对应的电流分别为I1、I2、I3···In,对应的电阻分别为R1、R2、R3···Rn；对应的可调节电阻分别为Rd1、Rd2、Rd3···Rdn；负载的电阻为RL；n为并联支路的数量；计算可调节系数的最小值为DX；
Figure BDA0002488589660000021
其中，Plossn为损耗值，所述损耗计算单元计算方式如下：
Figure BDA0002488589660000022
通过所述切换连通装置选择并联支路n＝2,则所述电流计算单元计算电流I1、I2为：
Figure BDA0002488589660000023
Figure BDA0002488589660000024
其中，μ为中间偏差控制系数，通过自适应控制装置生成，h为中间系数，计算方式如下：
Figure BDA0002488589660000025
Figure BDA0002488589660000026
则，此时的损耗值为Ploss2，其取值方式为：
Figure BDA0002488589660000027
其中，a、b、c为中间变量，其取值为：
Figure BDA0002488589660000028
Figure BDA0002488589660000029
Figure BDA00024885896600000210
通过上述计算，可变形获得Rd2从0逐渐增大到最大值，从而获得根据切换连通装置的结果和反馈装置的反馈的电流信息和负载阻值RL确定最小的调节系数DX，从而实现当前的不同负载进行自适应性控制。
所述的自动控制系统，所述负载通过多个并联的输入电源进行并联共同供电。
一种基于自适应策略的自动控制方法，包括自适应控制装置，所述自适应控制装置至少包括第一接收模块、第二接收模块、计算模块、第一输出模块、自适应处理模块和第二输出模块，其控制方法具体包括：
所述第一接收模块首先接收所述人机交互装置的所述输入信息，传输到所述计算模块进行初步计算；
所述计算模块确认负载信息与多个输入电源的每个的状态信息，初步计算输入电源的数量信息，并将计算结果传输到所述第一输出模块和自适应处理模块；
所述第一输出模块传送计算结果传输到所述切换连通装置，控制并联连接的具体输入电源的并联数量；
所述第二接收模块用于接收所述反馈装置的反馈信息，并将所述反馈信息传输到所述自适应处理模块，所述自适应处理模块根据所述计算结果和反馈信息，进行自适应处理，将处理结果传输到所述第二输出模块，所述第二输出模块传送所述处理结果到所述调节装置。
所述的自动控制方法，所述负载通过所述切换连通装置选择的多个并联的输入电源进行并联共同供电。
所述的自动控制方法，还包括反馈装置，所述反馈装置包括第一子反馈模块和第二子反馈模块，所述第一子反馈模块用于检测自适应控制装置的控制指令的执行反馈，在切换连通装置选择的多个并联的输入电源后，所述第一子反馈模块通过发送连通测试信号，并接收所述连通测试信号，判断输入电源连通的数量，并将所述连通的数量发送给所述自适应控制装置的第二接收模块，所述第二接收模块将反馈的数量发送给所述自适应处理模块进行确认数量信息，如果数量正确，则继续执行自适应处理，如果数量不正确，则控制所述计算模块再一次将计算结果传输到所述第一输出模块；然后通过第一子反馈模块再执行一次反馈，如果数量仍然不正确，则进行检修；
所述第二子反馈模块用于进行多个输入电源和负载的基础信息检测，所述基础信息至少包括电流、电压、功率、分布状态。
本发明的有益效果为：本发明能够针对不同的对象进行自适应的自动控制，能够提高自动控制的稳定性，本发明能够根据不同的负载对象进行自适应调整，通过调整输入的数量进行初步调整，并能够进行数量反馈，避免控制方式未被系统响应，在执行完成初步控制调整后，根据自适应系数进行准确调整，提高控制的准确性。作为本发明的主要改进点，在于设置自适应处理模块，能够进行损耗计算和电流计算，以此确定最小调节系数，并在计算最小调节系数的中，设置中间偏差控制系数和中间系数，以此根据不同的系统调节自适应控制的偏差；作为本发明的另一改进点在于，自适应控制装置包括多个不同类型的处理计算和输入输出，能够进行不同控制方式和反馈信息的接收，避免控制信号之间的干扰；作为本发明的另一改进之处，在于是通过多个并联进行共享方式对同一负载进行提供能源，提高负载接收能源的速度。
附图说明
图1为本发明一种基于自适应策略的自动控制系统的示意图。
图2为本发明自适应控制装置的示意图。
图3为发明一种基于自适应策略的自动控制方法的示意图
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1所示，为本申请涉及一种基于自适应策略的自动控制系统的示意图，包括自适应控制装置、切换连通装置、调节装置、反馈装置、人机交互装置，所述自适应控制装置接收人机交互装置的输入信息以及反馈装置的反馈信息，控制切换连通装置进行连通选择，并通过调节装置进行控制系数的调节，通过连通选择和控制系数的调节，实现自适应控制。
所述的自动控制系统，所述人机交互装置包括触控终端或者移动终端，所述触控终端有线连接着所述自适应控制装置，所述移动终端通过无线通信方式连接所述自适应控制装置。
所述的自动控制系统，所述切换连通装置用于切换多个电源输入模块切换为并联连接，以共同为相同的负载进行供电，所述调节装置用于调节多个并联连接的每个电源输入模块的调节系数，所述调节系数用于调节电源输入模块的电流或者损耗。
所述的自动控制系统，所述反馈装置包括第一子反馈模块和第二子反馈模块，所述第一子反馈模块用于检测自适应控制装置的控制指令的执行反馈，所述第二子反馈模块用于进行多个输入电源和负载的基础信息检测，所述基础信息至少包括电流、电压、功率、分布状态。
如图2所示，为本发明所述自适应控制装置的示意图，至少包括第一接收模块、第二接收模块、计算模块、第一输出模块、自适应处理模块和第二输出模块，所述第一接收模块首先接收所述人机交互装置的所述输入信息，传输到所述计算模块进行初步计算，并将计算结果传输到所述第一输出模块和自适应处理模块，所述第一输出模块传送计算结果传输到所述切换连通装置，控制并联连接的具体输入电源的并联数量；所述第二接收模块用于接收所述反馈装置的反馈信息，并将所述反馈信息传输到所述自适应处理模块，所述自适应处理模块根据所述计算结果和反馈信息，进行自适应处理，将处理结果传输到所述第二输出模块，所述第二输出模块传送所述处理结果到所述调节装置。
所述的自动控制系统，所述自适应处理模块包括损耗计算单元、电流计算单元，通过如下方式进行自适应处理；设定多个输入电源VDC1、VDC2、VDC3···VDCn的并联支路的电流分别对应的电流分别为I1、I2、I3···In,对应的电阻分别为R1、R2、R3···Rn；对应的可调节电阻分别为Rd1、Rd2、Rd3···Rdn；负载的电阻为RL；n为并联支路的数量；计算可调节系数的最小值为DX；
Figure BDA0002488589660000041
其中，Plossn为损耗值，所述损耗计算单元计算方式如下：
Figure BDA0002488589660000051
通过所述切换连通装置选择并联支路n＝2,则所述电流计算单元计算电流I1、I2为：
Figure BDA0002488589660000052
Figure BDA0002488589660000053
其中，μ为中间偏差控制系数，通过自适应控制装置生成，h为中间系数，计算方式如下：
Figure BDA0002488589660000054
Figure BDA0002488589660000055
则，此时的损耗值为Ploss2，其取值方式为：
Figure BDA0002488589660000056
其中，a、b、c为中间变量，其取值为：
Figure BDA0002488589660000057
Figure BDA0002488589660000058
Figure BDA0002488589660000059
通过上述计算，可变形获得Rd2从0逐渐增大到最大值，从而获得根据切换连通装置的结果和反馈装置的反馈的电流信息和负载阻值RL确定最小的调节系数DX，从而实现当前的不同负载进行自适应性控制。
所述的自动控制系统，所述负载通过多个并联的输入电源进行并联共同供电。
如图3所示，是一种基于自适应策略的自动控制方法的示意图，包括自适应控制装置，所述自适应控制装置至少包括第一接收模块、第二接收模块、计算模块、第一输出模块、自适应处理模块和第二输出模块，其控制方法具体包括：
所述第一接收模块首先接收所述人机交互装置的所述输入信息，传输到所述计算模块进行初步计算；
所述计算模块确认负载信息与多个输入电源的每个的状态信息，初步计算输入电源的数量信息，并将计算结果传输到所述第一输出模块和自适应处理模块；
所述第一输出模块传送计算结果传输到所述切换连通装置，控制并联连接的具体输入电源的并联数量；
所述第二接收模块用于接收所述反馈装置的反馈信息，并将所述反馈信息传输到所述自适应处理模块，所述自适应处理模块根据所述计算结果和反馈信息，进行自适应处理，将处理结果传输到所述第二输出模块，所述第二输出模块传送所述处理结果到所述调节装置。
所述的自动控制方法，所述负载通过所述切换连通装置选择的多个并联的输入电源进行并联共同供电。
所述的自动控制方法，还包括反馈装置，所述反馈装置包括第一子反馈模块和第二子反馈模块，所述第一子反馈模块用于检测自适应控制装置的控制指令的执行反馈，在切换连通装置选择的多个并联的输入电源后，所述第一子反馈模块通过发送连通测试信号，并接收所述连通测试信号，判断输入电源连通的数量，并将所述连通的数量发送给所述自适应控制装置的第二接收模块，所述第二接收模块将反馈的数量发送给所述自适应处理模块进行确认数量信息，如果数量正确，则继续执行自适应处理，如果数量不正确，则控制所述计算模块再一次将计算结果传输到所述第一输出模块；然后通过第一子反馈模块再执行一次反馈，如果数量仍然不正确，则进行检修；
所述第二子反馈模块用于进行多个输入电源和负载的基础信息检测，所述基础信息至少包括电流、电压、功率、分布状态。
所述自适应处理模块包括损耗计算步骤、电流计算步骤，通过如下方式进行自适应处理；设定多个输入电源VDC1、VDC2、VDC3···VDCn的并联支路的电流分别对应的电流分别为I1、I2、I3···In,对应的电阻分别为R1、R2、R3···Rn；对应的可调节电阻分别为Rd1、Rd2、Rd3···Rdn；负载的电阻为RL；n为并联支路的数量；计算可调节系数的最小值为DX；
Figure BDA0002488589660000061
其中，Plossn为损耗值，
所述损耗计算步骤具体包括：
Figure BDA0002488589660000062
通过所述切换连通装置选择并联支路n＝2；
则所述电流计算步骤具体包括：计算电流I1、I2为：
Figure BDA0002488589660000063
Figure BDA0002488589660000064
优选的是，偏差调节步骤，通过自适应控制装置根据输入电源的分布位置和使用时间段进行偏差调节，当分布位置大于阈值时，将中间偏差控制系数调小，如果使用时间段为高峰值时，则将中间偏差控制系数调大，总而言之，中间偏差控制系数是是根据分布位置和使用时间段的综合加权获得的。
其中，μ为中间偏差控制系数，通过自适应控制装置生成，h为中间系数，计算方式如下：
Figure BDA0002488589660000065
Figure BDA0002488589660000066
则，此时的损耗值为Ploss2，其取值方式为：
Figure BDA0002488589660000067
其中，a、b、c为中间变量，其取值为：
Figure BDA0002488589660000071
Figure BDA0002488589660000072
Figure BDA0002488589660000073
通过上述计算，可变形获得Rd2从0逐渐增大到最大值，从而获得根据切换连通装置的结果和反馈装置的反馈的电流信息和负载阻值RL确定最小的调节系数DX，从而实现当前的不同负载进行自适应性控制。
本发明的有益效果为：本发明能够针对不同的对象进行自适应的自动控制，能够提高自动控制的稳定性，本发明能够根据不同的负载对象进行自适应调整，通过调整输入的数量进行初步调整，并能够进行数量反馈，避免控制方式未被系统响应，在执行完成初步控制调整后，根据自适应系数进行准确调整，提高控制的准确性。作为本发明的主要改进点，在于设置自适应处理模块，能够进行损耗计算和电流计算，以此确定最小调节系数，并在计算最小调节系数的中，设置中间偏差控制系数和中间系数，以此根据不同的系统调节自适应控制的偏差；作为本发明的另一改进点在于，自适应控制装置包括多个不同类型的处理计算和输入输出，能够进行不同控制方式和反馈信息的接收，避免控制信号之间的干扰；作为本发明的另一改进之处，在于是通过多个并联进行共享方式对同一负载进行提供能源，提高负载接收能源的速度。

Claims (10)

1.一种基于自适应策略的自动控制系统，其特征在于，包括自适应控制装置、切换连通装置、调节装置、反馈装置、人机交互装置，所述自适应控制装置接收人机交互装置的输入信息以及反馈装置的反馈信息，控制切换连通装置进行连通选择，并通过调节装置进行控制系数的调节，通过连通选择和控制系数的调节，实现自适应控制。
2.如权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于，所述人机交互装置包括触控终端或者移动终端，所述触控终端有线连接着所述自适应控制装置，所述移动终端通过无线通信方式连接所述自适应控制装置。
3.如权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于，所述切换连通装置用于切换多个电源输入模块切换为并联连接，以共同为相同的负载进行供电，所述调节装置用于调节多个并联连接的每个电源输入模块的调节系数，所述调节系数用于调节电源输入模块的电流或者损耗。
4.如权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于，所述反馈装置包括第一子反馈模块和第二子反馈模块，所述第一子反馈模块用于检测自适应控制装置的控制指令的执行反馈，所述第二子反馈模块用于进行多个输入电源和负载的基础信息检测，所述基础信息至少包括电流、电压、功率、分布状态。
5.如权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于，所述自适应控制装置至少包括第一接收模块、第二接收模块、计算模块、第一输出模块、自适应处理模块和第二输出模块，所述第一接收模块首先接收所述人机交互装置的所述输入信息，传输到所述计算模块进行初步计算，并将计算结果传输到所述第一输出模块和自适应处理模块，所述第一输出模块传送计算结果传输到所述切换连通装置，控制并联连接的具体输入电源的并联数量；所述第二接收模块用于接收所述反馈装置的反馈信息，并将所述反馈信息传输到所述自适应处理模块，所述自适应处理模块根据所述计算结果和反馈信息，进行自适应处理，将处理结果传输到所述第二输出模块，所述第二输出模块传送所述处理结果到所述调节装置。
6.如权利要求5所述的自动控制系统，其特征在于，所述自适应处理模块包括损耗计算单元、电流计算单元，通过如下方式进行自适应处理；设定多个输入电源VDC1、VDC2、VDC3···VDCn的并联支路的电流分别对应的电流分别为I1、I2、I3···In,对应的电阻分别为R1、R2、R3···Rn；对应的可调节电阻分别为Rd1、Rd2、Rd3···Rdn；负载的电阻为RL；n为并联支路的数量；计算可调节系数的最小值为DX；
Figure FDA0002488589650000011
其中，Plossn为损耗值，所述损耗计算单元计算方式如下：
Figure FDA0002488589650000021
通过所述切换连通装置选择并联支路n＝2,则所述电流计算单元计算电流I1、I2为：
Figure FDA0002488589650000022
Figure FDA0002488589650000023
其中，μ为中间偏差控制系数，通过自适应控制装置生成，h为中间系数，计算方式如下：
Figure FDA0002488589650000024
Figure FDA0002488589650000025
则，此时的损耗值为Ploss2，其取值方式为：
Figure FDA0002488589650000026
其中，a、b、c为中间变量，其取值为：
Figure FDA0002488589650000027
Figure FDA0002488589650000028
Figure FDA0002488589650000029
通过上述计算，可变形获得Rd2从0逐渐增大到最大值，从而获得根据切换连通装置的结果和反馈装置的反馈的电流信息和负载阻值RL确定最小的调节系数DX，从而实现当前的不同负载进行自适应性控制。
7.如权利要求6所述的自动控制系统，其特征在于，所述负载通过多个并联的输入电源进行并联共同供电。
8.一种基于自适应策略的自动控制方法，其特征在于，包括自适应控制装置，所述自适应控制装置至少包括第一接收模块、第二接收模块、计算模块、第一输出模块、自适应处理模块和第二输出模块，其控制方法具体包括：
所述第一接收模块首先接收所述人机交互装置的所述输入信息，传输到所述计算模块进行初步计算；
所述计算模块确认负载信息与多个输入电源的每个的状态信息，初步计算输入电源的数量信息，并将计算结果传输到所述第一输出模块和自适应处理模块；
所述第一输出模块传送计算结果传输到所述切换连通装置，控制并联连接的具体输入电源的并联数量；
所述第二接收模块用于接收所述反馈装置的反馈信息，并将所述反馈信息传输到所述自适应处理模块，所述自适应处理模块根据所述计算结果和反馈信息，进行自适应处理，将处理结果传输到所述第二输出模块，所述第二输出模块传送所述处理结果到所述调节装置。
9.如权利要求8所述的自动控制方法，其特征在于，所述负载通过所述切换连通装置选择的多个并联的输入电源进行并联共同供电。
10.如权利要求9所述的自动控制方法，其特征在于，还包括反馈装置，所述反馈装置包括第一子反馈模块和第二子反馈模块，所述第一子反馈模块用于检测自适应控制装置的控制指令的执行反馈，在切换连通装置选择的多个并联的输入电源后，所述第一子反馈模块通过发送连通测试信号，并接收所述连通测试信号，判断输入电源连通的数量，并将所述连通的数量发送给所述自适应控制装置的第二接收模块，所述第二接收模块将反馈的数量发送给所述自适应处理模块进行确认数量信息，如果数量正确，则继续执行自适应处理，如果数量不正确，则控制所述计算模块再一次将计算结果传输到所述第一输出模块；然后通过第一子反馈模块再执行一次反馈，如果数量仍然不正确，则进行检修；
所述第二子反馈模块用于进行多个输入电源和负载的基础信息检测，所述基础信息至少包括电流、电压、功率、分布状态。
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