[發(fā)明專利]控制系統(tǒng)中點(diǎn)定位問(wèn)題的同義去冗余網(wǎng)格法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410412621.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104375416B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張聚;胡標(biāo)標(biāo);謝作樟;修曉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司33201
• 代理人: 王兵,黃美娟

1.控制系統(tǒng)中點(diǎn)定位問(wèn)題的同義去冗余網(wǎng)格法，包括如下步驟：

步驟1，同義去冗余網(wǎng)格法離線處理過(guò)程

1.1，根據(jù)劃分參數(shù)計(jì)算哈希函數(shù)，將得到的數(shù)據(jù)記錄于一個(gè)數(shù)組中，我們把數(shù)組命名為Fhash；這里的哈希函數(shù)如下式：

$f\left(X\right)=floor\left(\right(X-a)\×\frac{N}{b-a})---\left(1\right)$

這里的N代表劃分參數(shù)，a和b是某個(gè)維度上的邊界坐標(biāo)，我們需要記錄在數(shù)組中的數(shù)據(jù)為-a和

1.2，空間中分區(qū)的劃分是依據(jù)特征值——同一分區(qū)中的所有點(diǎn)具有相同的特征值；我們將特征值相等的分區(qū)稱為同義分區(qū)；顯式模型預(yù)測(cè)控制中分區(qū)特征值被稱為FG矩陣；某個(gè)顯式模型預(yù)測(cè)控制輸出維度為1的二維狀態(tài)空間分區(qū)P的FG矩陣為：

FG₁＝[f₁₁ f₁₂ g₁] (2)

相鄰的另一個(gè)分區(qū)Q的FG矩陣為：

FG₂＝[f₂₁ f₂₂ g₂](3)

若滿足

(f₁₁-f₂₁)²+(f₁₂-f₂₂)²+(g₁-g₂)²≤δ (4)

其中f和g是構(gòu)成特征值矩陣的元素，控制輸出由特征值矩陣與狀態(tài)向量計(jì)算得到；當(dāng)δ是一個(gè)極小的正數(shù)，則認(rèn)為P和Q是同義的，它們互為同義分區(qū)；

由確定同義分區(qū)的式子(4)計(jì)算得到同義分區(qū)并分組，每一組同義分區(qū)僅保留一個(gè)特征值數(shù)據(jù)，依次將特征值數(shù)據(jù)存放于FG_temp矩陣數(shù)組中；計(jì)算完成后用FG_temp矩陣數(shù)組替換經(jīng)mp-QP后產(chǎn)生的FG矩陣數(shù)組，保留同義分區(qū)分組數(shù)據(jù)備用；

1.3，根據(jù)劃分參數(shù)構(gòu)造哈希表網(wǎng)格區(qū)域多胞形，將其依次與每個(gè)分區(qū)取交，若交運(yùn)算結(jié)果不為空，則將相交得到的子分區(qū)依次保存于PinGrid多胞形數(shù)組中；若此網(wǎng)格區(qū)域與每個(gè)分區(qū)的交都為空，則將Hash數(shù)組中對(duì)應(yīng)的記錄記為0；

1.4，查詢步驟2保存的同義分區(qū)分組數(shù)據(jù)，將當(dāng)前網(wǎng)格區(qū)域的PinGrid數(shù)組中的子分區(qū)按照同義分區(qū)分組；可以觀察到，不同網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的特征值分布呈現(xiàn)5種不同的狀況：

a.整個(gè)網(wǎng)格區(qū)域在空間內(nèi)部，且內(nèi)部只有1種特征值；

b.整個(gè)網(wǎng)格區(qū)域在空間內(nèi)部，且分布著2種以上不同的特征值；

c.部分網(wǎng)格區(qū)域在空間外部，且分布著2種以上不同的特征值；

d.部分網(wǎng)格區(qū)域在空間外部，且內(nèi)部只有1種特征值；

e.整個(gè)網(wǎng)格均在空間外部；

若當(dāng)前網(wǎng)格區(qū)域?qū)儆赼類網(wǎng)格區(qū)域，假設(shè)其特征值編號(hào)為nfg，將Hash數(shù)組中對(duì)應(yīng)的記錄記為-nfg；若當(dāng)前網(wǎng)格區(qū)域?qū)儆赽、c或者d類，則將每一組同義子分區(qū)各自取并，然后將運(yùn)算結(jié)果依次記錄于多胞形數(shù)組NewP_temp并編號(hào)，將其中第一個(gè)新分區(qū)的編號(hào)記錄于Hash數(shù)組中對(duì)應(yīng)的位置；在FGN_temp數(shù)組中依次記錄當(dāng)前網(wǎng)格中生成的每個(gè)新分區(qū)的特征值的編號(hào)；

1.5，對(duì)下一個(gè)網(wǎng)格區(qū)域執(zhí)行步驟3與步驟4，直到計(jì)算完最后一塊網(wǎng)格區(qū)域；

1.6，在NewP_temp數(shù)組中依次抽取每個(gè)新分區(qū)的描述矩陣，依次記錄于HK數(shù)組中；將每個(gè)新分區(qū)的描述矩陣在HK數(shù)組中的起始記錄地址依次記錄于一維的NC數(shù)組中；

1.7，將一維的FGN_temp數(shù)組作為新的一列并入NC數(shù)組中；為了便于在線查找，將作為哈希表的Hash數(shù)組一維化；

1.8，刪除所有中間數(shù)據(jù)，最后僅保留Fhash、Hash、NC、HK和FG這五個(gè)數(shù)組；

步驟2，同義去冗余網(wǎng)格法在線處理過(guò)程

2.1，根據(jù)狀態(tài)點(diǎn)坐標(biāo)，通過(guò)Fhash數(shù)組計(jì)算確定網(wǎng)格區(qū)域下標(biāo)；

2.2，計(jì)算該網(wǎng)格區(qū)域在Hash數(shù)組中下標(biāo)，確定在該網(wǎng)格區(qū)域中的分區(qū)編號(hào)；其中Hash元素為0表示這個(gè)網(wǎng)格區(qū)域全部位于空間之外，為負(fù)說(shuō)明可以直接取得特征值，為正則說(shuō)明還需要確定點(diǎn)屬于哪個(gè)新分區(qū)才能取得它的特征值；

2.3，NC數(shù)組的第一列依次描述了每個(gè)新分區(qū)的HK描述矩陣在HK數(shù)組中的起始記錄地址，第二列則依次指明每個(gè)新分區(qū)對(duì)應(yīng)的特征值的編號(hào)；

由分區(qū)編號(hào)可以通過(guò)NC數(shù)組得到分區(qū)描述矩陣HK，依次判斷該狀態(tài)點(diǎn)是處于哪一個(gè)分區(qū)中；

2.4，確定狀態(tài)點(diǎn)所處分區(qū)，根據(jù)下標(biāo)從FG數(shù)組中取得分區(qū)特征值。