CN116125796A - 一种设备控制方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本说明书公开了一种设备控制方法、装置、存储介质及电子设备,将各待调整参数部署到初始控制器,将调试信号输入初始控制器,以确定调试信号对应的控制量,对待控制设备进行控制,确定调试信号对应的状态量。根据调试信号对应的状态量与期望状态量之间的偏差,确定综合误差;确定目标参数,对目标参数进行调整,在调整完目标参数后,重新确定目标参数,以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至调整结束,将调整后的参数进行部署,得到调整后控制器;将控制信号输入到调整后控制器中,确定控制量,根据控制信号对应的控制量,对待控制设备进行控制。
Description
技术领域
本说明书涉及计算机技术领域,尤其涉及一种设备控制方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
目前,控制系统在对待控制设备进行控制时,是将配置好的参数部署到控制器中,再通过配置好的控制器来对待控制设备进行控制。其中,部署到控制器中的参数数值,常常是根据人们以往的经验人为设置出的,这可能导致控制系统在通过配置好的控制器来控制待控制设备时,达不到预期望的控制效果。
因此,如何确定合适的控制器参数,使得控制系统通过控制器在控制待控制设备时,达到较好的控制效果,则是个亟待解决的问题。
发明内容
本说明书提供一种设备控制方法、装置、存储介质及电子设备,以部分的解决现有技术存在的上述问题。
本说明书采用下述技术方案:
本说明书提供了一种设备控制方法,包括:
获取预设的各待调整参数,并将所述各待调整参数部署到初始控制器;
接收调试信号,将所述调试信号输入所述初始控制器,确定针对待控制设备的控制量,根据所述调试信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述调试信号对应的状态量,所述调试信号中包含所述待控制设备期望达到的期望状态量;
根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定综合误差;
从所述各待调整参数中确定目标参数,以除所述目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对所述目标参数进行调整,并在调整完所述目标参数后,重新确定目标参数,并以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至结束针对所述各待调整参数的调整过程,并将调整后得到的参数进行部署,得到调整后控制器;
获取控制信号,将所述控制信号输入到所述调整后控制器中,确定针对所述待控制设备的控制量,并根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制。
可选地,根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,具体包括:
根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述控制信号对应的状态量;
根据所述控制信号对应的状态量,以及通过预设的观测器所观测出的所述状态量的观测量,确定所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差;
根据所述控制信号对应的状态量,确定所述待控制设备基于当前所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的扰动量,作为总扰动量;
根据所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差,以及所述总扰动量,重新确定控制量,并根据重新确定出的控制量,对所述待控制设备进行控制。
可选地,根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定综合误差,具体包括:
根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定第一调试信号以及第二调试信号;其中,所述第一调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量大于所述期望状态量,所述第二调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量小于所述期望状态量;
根据所述第一调试信号所对应的偏差与第一调试信号对应的鲁棒性权重,以及所述第二调试信号所对应的偏差与第二调试信号对应的快速性权重,确定所述综合误差。
可选地,获取预设的各待调整参数,具体包括:
获取预设的各初始参数;
确定包含有所述各初始参数的观测方程,所述观测方程用于根据所述待控制设备在所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的总扰动量、经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量,以及所述观测器对经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量进行观测得到的观测量,确定针对所述待控制设备的控制量;
以所述观测方程能够按照预设的配置形式进行配置为约束条件,对所述各初始参数的形式进行调整,得到各待调整参数。
本说明书提供了一种设备控制装置,包括:
第一获取模块,用于获取预设的各待调整参数,并将所述各待调整参数部署到初始控制器;
接收模块,用于接收调试信号,将所述调试信号输入所述初始控制器,确定针对待控制设备的控制量,根据所述调试信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述调试信号对应的状态量,所述调试信号中包含所述待控制设备期望达到的期望状态量;
第一确定模块,用于根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定综合误差;
第二确定模块,用于从所述各待调整参数中确定目标参数,以除所述目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对所述目标参数进行调整,并在调整完所述目标参数后,重新确定目标参数,并以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至结束针对所述各待调整参数的调整过程,并将调整后得到的参数进行部署,得到调整后控制器;
第二获取模块,用于将所述控制信号输入到所述调整后控制器中,确定针对所述待控制设备的控制量,并根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制。
可选地,所述第二获取模块具体用于,根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述控制信号对应的状态量;
根据所述控制信号对应的状态量,以及通过预设的观测器所观测出的所述状态量的观测量,确定所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差;
根据所述控制信号对应的状态量,确定所述待控制设备基于当前所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的扰动量,作为总扰动量;
根据所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差,以及所述总扰动量,重新确定控制量,并根据重新确定出的控制量,对所述待控制设备进行控制。
可选地,所述第一确定模块具体用于,根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定第一调试信号以及第二调试信号;其中,所述第一调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量大于所述期望状态量,所述第二调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量小于所述期望状态量;
根据所述第一调试信号所对应的偏差与第一调试信号对应的鲁棒性权重,以及所述第二调试信号所对应的偏差与第二调试信号对应的快速性权重,确定所述综合误差。
可选地,所述第一获取模块具体用于,获取预设的各初始参数;确定包含有所述各初始参数的观测方程,所述观测方程用于根据所述待控制设备在所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的总扰动量、经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量,以及所述观测器对经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量进行观测得到的观测量,确定针对所述待控制设备的控制量;
以所述观测方程能够按照预设的配置形式进行配置为约束条件,对所述各初始参数的形式进行调整,得到各待调整参数。
本说明书提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述设备控制方法。
本说明书提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述设备控制方法。
本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:
本说明书提供的设备控制方法,将各待调整参数部署到初始控制器中,将调试信号输入到初始控制器,针对待控制设备,确定调试信号对应的控制量以及调试信号对应的状态量;根据调试信号对应的状态量与期望状态量之间的偏差,确定综合误差;从各待调整参数中确定目标参数,以除目标参数以外的其他参数保持不变,且最小化综合误差为优化目标,对目标参数进行调整,将调整后的参数部署到控制器,得到调整后控制器,将控制信号输入到调整后控制器中,重新确定针对待控制设备的控制量,来对待控制设备进行控制。
从上述方法中可以看出,本申请以最小化综合误差为优化目标,对初始控制器中的预设的各待调整参数进行调整,并且在分别调整目标参数时保证了除目标参数以外的其他参数不改变,通过这种方式不断地调整各待调整参数,能使得最终调整结束后得到的控制器参数尽可能的符合控制需求,并且,将这种参数配置到控制器中还可以使得控制系统在通过控制器控制待控制设备时,达到较好的控制效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解,构成本说明书的一部分,本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书,并不构成对本说明书的不当限定。在附图中:
图1为本说明书中提供的一种设备控制方法的流程示意图;
图2为本说明书中提供的一种控制方式示意图;
图3为本说明书中提供的另一种控制方式示意图;
图4为本说明书提供的一种设备控制装置结构的示意图;
图5为本说明书提供的一种对应于图1的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本说明书保护的范围。
以下结合附图,详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
图1为本说明书中提供的一种设备控制方法的流程示意图,包括以下步骤:
S100:获取预设的各待调整参数,并将所述各待调整参数部署到初始控制器。
S102:接收调试信号,将所述调试信号输入所述初始控制器,确定针对待控制设备的控制量,根据所述调试信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述调试信号对应的状态量,所述调试信号中包含所述待控制设备期望达到的期望状态量。
控制系统在对待控制设备进行控制时,可以将接收到的控制信号输入到控制器中,通过控制器确定出针对待控制设备的控制量,再根据控制量对待控制设备进行控制。但在实际场景中,由于待控制设备受当前所处的实际环境以及待控制设备自身设备的影响,即,待控制设备受各种扰动的影响,在根据控制量对待控制设备进行控制时,待控制设备的实际状态量与待控制设备所期望达到的状态量可能会存在偏差。
为了便于描述,下面以待控制设备作为执行主体进行阐述。例如,待控制设备将调试信号输入到初始控制器中后,通过初始控制器确定出针对待控制设备的控制量u,待控制设备执行完该控制量后所期望达到的期望状态量为x*,但实际上待控制设备执行完该控制量后的状态量可能为x。其中,调试信号中包含待控制设备期望达到的期望状态量。
考虑到上述偏差,待控制设备可以通过接收调试信号,如阶跃信号,来对控制器进行调试,以确定出最适合对待控制设备进行控制的控制器参数。待控制设备可以将调试信号输入到初始控制器中,确定出针对待控制设备的控制量,再根据调试信号对应的控制量,对待控制设备进行控制,并且,待控制设备可以将执行调试信号对应的控制量后,待控制设备自身的状态量,作为调试信号对应的状态量。
值得说明的是,待控制设备还可以通过初始控制器来对接收到的调试信号(即x*)进行平滑处理,得到更加稳定的调试信号。例如,待控制设备可以将接收到的阶跃信号输入到初始控制器中,通过初始控制器中的跟踪微分器使阶跃信号的突变部分变得更加平滑,进而得到更加稳定的调试信号。
具体地,跟踪微分器结构可以为:
其中,x*为调试信号,x1为调试信号的跟踪值(即经平滑处理后的调试信号),x2为调试信号跟踪值的微分,r0为跟踪速度因子,fh为中间变量。
进一步地,待控制设备还可以通过初始控制器中预设的观测器来确定自身状态量的观测量,例如,无人车可以通过激光雷达(即观测器)来估计出当前车辆的速度和加速度(即车辆状态量的观测值)。
其中,针对预设的观测器,待控制设备可以确定包含有各初始参数的观测器的观测方程为:
上述方程中的x为待控制设备的状态量,u为控制器确定出的控制量,e为状态量与观测量的误差,Z1为观测量,是Z1的一阶微分量,Z2为系统内外扰动的估计值,β1和β2为观测器增益,是Z2的一阶微分量,b0为补偿系数。
需要说明的是,在待控制设备通过初始控制器确定待控制设备的控制量之前,可以获取预设的各待调整参数,将各待调整参数部署到初始控制器中。具体地,待控制设备可以以观测方程能够按照预设的配置形式进行配置为约束条件,对各初始参数的形式进行调整,得到各待调整参数。
也就是说,在获取到待控制设备的状态量x,以及状态量的观测量Z1后,待控制设备可以确定出Z1和x之间的微分方程关系为:
具体地,待控制设备可以将Z1和x之间的微分方程关系写作Laplace方程的形式:
其中,s为Laplace算子,并进一步地写作传递函数的形式:
由上述内容可以得知,观测器的特征方程为s2+β1s+β2,为了进一步确定系统内外的扰动,待控制设备可以对观测器增益β1和β2进行配置,配置为预设的(s+w0)2的形式,这能够使得观测器更加稳定,同时减小了调参难度,β1和β2参数可以选择为:
其中,w0为观测器带宽。因此,待控制设备可以在确定出β1和β2后,得到简化后的观测器的观测方程:
图2为本说明书中提供的一种控制方式示意图,如图2所示。在将各初始参数按照预设的配置形式进行配置得到各待调整参数后,待控制设备可以获取各待调整参数,并将各待调整参数部署到初始控制器中,以便于后续接收到各调试信号时,将调试信号输入到初始控制器中,进而确定针对待控制设备的控制量,并根据调试信号对应的控制量,对待控制设备进行控制,并确定待控制设备被控制后的状态量,作为调试信号对应的状态量。
S104:根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定综合误差。
待控制设备在接收到调试信号后,由于调试信号中包含待控制设备期望达到的期望状态量,因此,待控制设备可以根据调试信号对应的状态量与期望状态量之间的偏差,来确定第一调试信号,以及第二调试信号。其中,第一调试信号用于表示该调试信号对应的状态量大于期望状态量,第二调试信号用于表示该调试信号对应的状态量小于期望状态量。
例如,待控制设备接收到调试信号后,调试信号对应的状态量为x,调试信号中包含的期望状态量为x*,则调试信号对应的状态量与期望状态量之间的偏差E=x-x*。若调试信号对应的状态量大于期望状态量,即x大于x*,所产生的偏差E为正数,待控制设备可以确定出第一调试信号所对应的偏差;若调试信号对应的状态量小于期望状态量,即x小于x*,所产生的偏差E为负数,待控制设备可以确定出第二调试信号所对应的偏差。
值得说明的是,根据接收到的调试信号,待控制设备可以将调试信号输入到初始控制器,并将初始控制器输出的调试信号所对应的控制量作为第一轮控制量,同时,待控制设备可以基于初始控制器输出的第一轮控制量来对自身进行第二轮控制,以此类推,直到待控制设备达到预设的控制效果。
在待控制设备根据每轮控制量对自身进行控制时,不仅要基于上一轮的控制量,还要基于输入的调试信号,来对待控制设备控制。
在本说明书中,调试信号可以分为两类调试信号,第一调试信号表示调试信号对应的状态量大于期望状态量,第二调试信号表示调试信号对应的状态量小于期望状态量。若在该轮控制量控制待控制设备后设备自身的状态量大于期望状态量,待控制设备可以确定出第一调试信号所对应的偏差;若该轮控制量控制待控制设备后设备自身的状态量小于期望状态量,待控制设备可以确定出第二调试信号所对应的偏差。
具体地,待控制设备可以确定系统阶跃响应的一段定时间内系统偏差E小于零的所有离散时间内的偏差平方和A1(即一段定时间内第二调试信号对应的偏差的平方和),以及偏差大于零的所有离散时间内的偏差平方和A2(即一段定时间内第一调试信号对应的偏差的平方和)。
如下式:
其中,N为采样的时刻总数。
进一步地,待控制设备可以根据第一调试信号所对应的偏差与第一调试信号对应的鲁棒性权重a2,以及第二调试信号所对应的偏差与第二调试信号对应的快速性权重a1,确定综合误差,即a1 A1+a2 A2。
S106:从所述各待调整参数中确定目标参数,以除所述目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对所述目标参数进行调整,并在调整完所述目标参数后,重新确定目标参数,并以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至结束针对所述各待调整参数的调整过程,并将调整后得到的参数进行部署,得到调整后控制器。
为了让确定出的控制量更加准确,便于对待控制设备更好地进行控制,在确定出综合误差后,待控制设备可以从各待调整参数中确定目标参数,以除待调参数以外的其他参数保持不变,且以最小化综合误差为优化目标,对目标参数进行调整,并在调整完目标参数后,重新确定目标参数,并以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,以及以最小化综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至结束针对各待调整参数的调整过程。
例如,若控制器中含有四个初始参数:r0、w0、Kp和b0,待控制设备先可以将r0确定为目标参数,以w0、Kp和b0保持不变且以最小化综合误差为优化目标,对目标参数进行调整。具体地,待控制设备可以只增大或减小r0,确定增大或减小r0后的综合误差,以最小化综合误差为优化目标,对r0进行调整,直到确定出调整后的r0。
进一步地,待控制设备先可以将w0重新确定为目标参数,以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,以及以最小化综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整。具体地,待控制设备可以只增大或减小w0,使得调整后的r0以及Kp和b0保持不变,以最小化综合误差为优化目标,对w0进行调整,直到确定出调整后的w0。
以此类推,待控制设备可以确定出调整结束后的四个初始参数。在待控制设备将四个初始参数r0、w0、Kp和b0调整结束后,待控制设备可以将重新将r0确定为目标参数,以w0、Kp和b0保持不变且以最小化综合误差为优化目标,对r0进行第二轮的调整。此时,待控制设备是以第一轮调整确定出的其他三个参数保持不变,且以最小化综合误差为优化目标,第二次对r0进行调整。
也就是说,按照第一轮调整的方式,待控制设备可以将r0重新确定为目标参数,以除目标参数以外的其他参数保持不变,以及以最小化综合误差为优化目标,对目标参数进行第二次调整,并在调整完目标参数后,重新确定目标参数,并以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至确定出综合误差满足预设条件的情况时对应的各参数,才结束针对各待调整参数的调整过程。
确定出调整结束后的参数后,待控制设备可以将得到调整后的参数部署到控制器,得到调整后控制器。
S108:获取控制信号,将所述控制信号输入到所述调整后控制器中,确定针对所述待控制设备的控制量,并根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制。
在待控制设备将各待调整参数调整完成,并将调整后的参数部署到控制器,得到调整后控制器后,待控制设备可以获取控制信号,将控制信号输入到调整后控制器中,重新确定针对待控制设备的控制量,并根据控制信号对应的控制量,对待控制设备进行控制。
图3为本说明书中提供的另一种控制方式示意图,如图3所示。待控制设备可以将确定待控制设备被控制后的状态量,作为控制信号对应的状态量,并根据控制信号对应的状态量,以及通过预设的观测器所确定出的状态量的观测量,确定控制信号对应的状态量与观测量之间的误差。
进一步地,待控制设备还可以根据控制信号对应的状态量,来确定待控制设备基于当前所处的实际环境和\或待控制设备自身实际设备状态而产生的扰动量,作为总扰动量Z2。
因此,待控制设备可以根据控制信号对应的状态量与观测量之间的误差,以及总扰动量,确定控制信号对应的控制量:u=Kp(x1-Z1)-Z2/b0,并根据通过调整后控制器确定出的控制量,对待控制设备进行控制。其中,Kp为比例增益。
从上述方法中可以看出,本申请以最小化综合误差为优化目标,对初始控制器中的预设的各待调整参数进行调整,并且在分别调整目标参数时保证了除目标参数以外的其他参数不改变,通过这种方式不断地调整各待调整参数,能使得最终调整结束后得到的控制器参数尽可能的符合控制需求,并且,将这种参数配置到控制器中还可以使得控制系统在通过控制器控制待控制设备时,达到较好的控制效果。
综上所述,待控制设备可以将调试信号输入到初始控制器,通过初始控制器中的跟踪微分器,即:来得到更加平滑稳定的调试信号。并且,待控制设备可以通过初始控制器来得到调试信号对应的第一轮控制量,根据第一轮控制量来对待控制设备进行控制,进而得到第一轮控制量对应的状态量,进一步地,待控制设备可以通过初始控制器中的观测器:来确定第一轮控制量对应的状态量的观测量。
基于第一轮控制量对应的状态量以及状态量的观测量,待控制设备可以重新通过初始控制器来确定调试信号对应的第二轮控制量:u=Kp(x1-Z1)-Z2/b0,再根据第二轮控制量来对待控制设备进行控制,并得到待控制设备在第二轮控制后对应的状态量。
在对待控制设备进行控制时,针对每轮控制量对应的状态量,待控制设备可以根据每轮控制后得到的状态量与期望状态量之间的偏差,确定综合误差。待控制设备可以以最小化综合误差为优化目标,对初始控制器中的待调整参数进行调整。
待控制设备在对四个待调整参数r0、w0、b0和Kp进行调整的时候,可以将w0、b0和Kp保持不变,先对r0进行调整,通过调整r0,尽量使得综合误差最小。确定出调整完成的r0后,待控制设备可以将调整后的r0、b0和Kp保持不变,以最小化综合误差为优化目标,再对w0进行调整,直到四个待调整参数调整调整完成,此时,第一轮调整结束。
在第一轮调整完成后,待控制设备可以按照第一轮的调整方式,对四个待调整参数进行第二轮的调整。也就是说,待控制设备可以继续将w0、b0和Kp保持不变,对r0进行第二次调整,直到将四个待调整参数均完成第二轮调整。以此类推,待控制设备可以按照同样的调整方式,对待调整参数进行多轮的调整,直到四个待调整参数的调整轮次满足预设的调整轮次,或者根据调整后的参数能使得确定出的综合误差满足预设条件为止,此时,对各待调整参数的调整结束,待控制设备可以获取调整后的各参数。
以上为本说明书的一个或多个实施的方法,基于同样的思路,本说明书还提供了相应的设备控制装置,如图所示。
图4为本说明书提供的一种的设备控制装置的示意图,包括:
第一获取模块400,用于获取预设的各待调整参数,并将所述各待调整参数部署到初始控制器;
接收模块402,用于接收调试信号,将所述调试信号输入所述初始控制器,确定针对待控制设备的控制量,根据所述调试信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述调试信号对应的状态量,所述调试信号中包含所述待控制设备期望达到的期望状态量;
第一确定模块404,用于根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定综合误差;
第二确定模块406,用于从所述各待调整参数中确定目标参数,以除所述目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对所述目标参数进行调整,并在调整完所述目标参数后,重新确定目标参数,并以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至结束针对所述各待调整参数的调整过程,并将调整后得到的参数进行部署,得到调整后控制器;
第二获取模块408,用于获取控制信号,将所述控制信号输入到所述调整后控制器中,确定针对所述待控制设备的控制量,并根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制。
可选地,所述第二获取模块408具体用于,根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述控制信号对应的状态量;
根据所述控制信号对应的状态量,以及通过预设的观测器所观测出的所述状态量的观测量,确定所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差;
根据所述控制信号对应的状态量,确定所述待控制设备基于当前所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的扰动量,作为总扰动量;
根据所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差,以及所述总扰动量,重新确定控制量,并根据重新确定出的控制量,对所述待控制设备进行控制。
可选地,所述第一确定模块404具体用于,根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定第一调试信号以及第二调试信号;其中,所述第一调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量大于所述期望状态量,所述第二调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量小于所述期望状态量;
根据所述第一调试信号所对应的偏差与第一调试信号对应的鲁棒性权重,以及所述第二调试信号所对应的偏差与第二调试信号对应的快速性权重,确定所述综合误差。
可选地,所述第一获取模块400具体用于,获取预设的各初始参数;确定包含有所述各初始参数的观测方程,所述观测方程用于根据所述待控制设备在所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的总扰动量、经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量,以及所述观测器对经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量进行观测得到的观测量,确定针对所述待控制设备的控制量;
以所述观测方程能够按照预设的配置形式进行配置为约束条件,对所述各初始参数的形式进行调整,得到各待调整参数。
本说明书还提供了一种计算机可读存储介质,该存储介质存储有计算机程序,计算机程序可用于执行上述图1提供的一种设备控制的方法。
本说明书还提供了图5所示的一种对应于图1的电子设备的示意结构图。如图5所示,在硬件层面,该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器,当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行,以实现上述图1所述的设备控制的方法。
当然,除了软件实现方式之外,本说明书并不排除其他实现方式,比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等,也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元,也可以是硬件或逻辑器件。
在20世纪90年代,对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如,对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而,随着技术的发展,当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此,不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如,可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA))就是这样一种集成电路,其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上,而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且,如今,取代手工地制作集成电路芯片,这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现,它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似,而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写,此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL),而HDL也并非仅有一种,而是有许多种,如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等,目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚,只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中,就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现,例如,控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式,控制器的例子包括但不限于以下微控制器:ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320,存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的,计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白,本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白,本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书的实施例而已,并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说,本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本说明书的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种设备控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取预设的各待调整参数,并将所述各待调整参数部署到初始控制器;
接收调试信号,将所述调试信号输入所述初始控制器,确定针对待控制设备的控制量,根据所述调试信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述调试信号对应的状态量,所述调试信号中包含所述待控制设备期望达到的期望状态量;
根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定综合误差;
从所述各待调整参数中确定目标参数,以除所述目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对所述目标参数进行调整,并在调整完所述目标参数后,重新确定目标参数,并以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至结束针对所述各待调整参数的调整过程,并将调整后得到的参数进行部署,得到调整后控制器;
获取控制信号,将所述控制信号输入到所述调整后控制器中,确定针对所述待控制设备的控制量,并根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,具体包括:
根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述控制信号对应的状态量;
根据所述控制信号对应的状态量,以及通过预设的观测器所观测出的所述状态量的观测量,确定所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差;
根据所述控制信号对应的状态量,确定所述待控制设备基于当前所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的扰动量,作为总扰动量;
根据所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差,以及所述总扰动量,重新确定控制量,并根据重新确定出的控制量,对所述待控制设备进行控制。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定综合误差,具体包括:
根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定第一调试信号以及第二调试信号;其中,所述第一调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量大于所述期望状态量,所述第二调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量小于所述期望状态量;
根据所述第一调试信号所对应的偏差与第一调试信号对应的鲁棒性权重,以及所述第二调试信号所对应的偏差与第二调试信号对应的快速性权重,确定所述综合误差。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,获取预设的各待调整参数,具体包括:
获取预设的各初始参数;
确定包含有所述各初始参数的观测方程,所述观测方程用于根据所述待控制设备在所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的总扰动量、经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量,以及所述观测器对经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量进行观测得到的观测量,确定针对所述待控制设备的控制量;
以所述观测方程能够按照预设的配置形式进行配置为约束条件,对所述各初始参数的形式进行调整,得到各待调整参数。
5.一种设备控制装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取预设的各待调整参数,并将所述各待调整参数部署到初始控制器;
接收模块,用于接收调试信号,将所述调试信号输入所述初始控制器,确定针对待控制设备的控制量,根据所述调试信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述调试信号对应的状态量,所述调试信号中包含所述待控制设备期望达到的期望状态量;
第一确定模块,用于根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定综合误差;
第二确定模块,用于从所述各待调整参数中确定目标参数,以除所述目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对所述目标参数进行调整,并在调整完所述目标参数后,重新确定目标参数,并以除重新确定出的目标参数以外的其他参数保持不变,且以最小化所述综合误差为优化目标,对重新确定出的目标参数进行调整,直至结束针对所述各待调整参数的调整过程,并将调整后得到的参数进行部署,得到调整后控制器;
第二获取模块,用于将所述控制信号输入到所述调整后控制器中,确定针对所述待控制设备的控制量,并根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第二获取模块具体用于,根据所述控制信号对应的控制量,对所述待控制设备进行控制,并确定所述待控制设备被控制后的状态量,作为所述控制信号对应的状态量;
根据所述控制信号对应的状态量,以及通过预设的观测器所观测出的所述状态量的观测量,确定所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差;
根据所述控制信号对应的状态量,确定所述待控制设备基于当前所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的扰动量,作为总扰动量;
根据所述控制信号对应的状态量与所述观测量之间的偏差,以及所述总扰动量,重新确定控制量,并根据重新确定出的控制量,对所述待控制设备进行控制。
7.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第一确定模块具体用于,根据所述调试信号对应的状态量与所述期望状态量之间的偏差,确定第一调试信号以及第二调试信号;其中,所述第一调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量大于所述期望状态量,所述第二调试信号用于表示所述调试信号对应的状态量小于所述期望状态量;
根据所述第一调试信号所对应的偏差与第一调试信号对应的鲁棒性权重,以及所述第二调试信号所对应的偏差与第二调试信号对应的快速性权重,确定所述综合误差。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第一获取模块具体用于,获取预设的各初始参数;确定包含有所述各初始参数的观测方程,所述观测方程用于根据所述待控制设备在所处的实际环境以及所述待控制设备自身实际设备状态而产生的总扰动量、经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量,以及所述观测器对经输入到所述控制器中的信号的控制后所产生的状态量进行观测得到的观测量,确定针对所述待控制设备的控制量;
以所述观测方程能够按照预设的配置形式进行配置为约束条件,对所述各初始参数的形式进行调整,得到各待调整参数。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1~4任一项所述的方法。
10.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1~4任一项所述的方法。
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