[發(fā)明專利]用于計(jì)算RBF模型的模型計(jì)算單元和控制設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780054634.7
• 申請(qǐng)日: 2017-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109661673B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.馬克特;A.貢托羅;H.尤爾默;E.克洛彭堡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): G06N3/063
• 分類號(hào): G06N3/063;G06N3/048;G05B13/04;F02P5/15;G06F15/78
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;劉春元

本發(fā)明涉及模型計(jì)算單元（22），其用于計(jì)算RBF模型，模型計(jì)算單元具有以硬件構(gòu)造的固定接線的計(jì)算核（11、13、14），用于在經(jīng)耦合的功能塊中計(jì)算固定地預(yù)給定的計(jì)算算法，其中所述計(jì)算核（11、13、14）構(gòu)造用于，針對(duì)RBF模型根據(jù)輸入?yún)⒘肯蛄康囊粋€(gè)或多個(gè)輸入?yún)⒘俊⒖刂莆恢命c(diǎn)（V[j,k]）、長(zhǎng)度尺度（L[j,k]）、針對(duì)每個(gè)控制位置點(diǎn)所預(yù)給定的權(quán)重參數(shù)（p3[j]）來(lái)計(jì)算輸出參量，其中輸出參量被構(gòu)成作為針對(duì)每個(gè)控制位置點(diǎn)（V[j,k]）所計(jì)算的值的總和，其中所述值是由被分配給有關(guān)的所述控制位置點(diǎn)（V[j,k]）的權(quán)重參數(shù)（p3[j]）和值的指數(shù)函數(shù)的結(jié)果的乘積，其中所述值根據(jù)所述有關(guān)的控制位置點(diǎn)（V[j,k]）與所述輸入?yún)⒘肯蛄康耐ㄟ^(guò)所述長(zhǎng)度尺度（L[j,k]）來(lái)加權(quán)的平方間距得出，其中，長(zhǎng)度尺度（L[j,k]）作為局部的長(zhǎng)度尺度相對(duì)于所述控制位置點(diǎn)其中的每個(gè)單獨(dú)地被提供。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在單獨(dú)的硬接線的模型計(jì)算單元中對(duì)函數(shù)模型（Funktionsmodelle）的計(jì)算，所述模型計(jì)算單元尤其是用于利用局部的長(zhǎng)度尺度來(lái)計(jì)算RBF模型（RBF:?radialeBasisfunktion?(徑向基核函數(shù))）。

背景技術(shù)

技術(shù)系統(tǒng)、諸如內(nèi)燃機(jī)、電驅(qū)動(dòng)裝置、蓄電池等等的控制的功能常常利用模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述模型表示真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)映射。然而，在物理模型的情況下、尤其是在復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)性情況下缺乏需要的計(jì)算精確度，并且在當(dāng)今的計(jì)算能力情況下通常困難的是，在對(duì)于控制設(shè)備所要求的實(shí)時(shí)要求之內(nèi)計(jì)算這樣的模型。對(duì)于這樣的情況考慮，使用基于數(shù)據(jù)的模型，所述模型僅僅基于借助于試驗(yàn)臺(tái)等所獲得的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)描述輸出參量和輸入?yún)⒘恐g的相互關(guān)聯(lián)性。基于數(shù)據(jù)的模型尤其是適合用于建模如下的復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)性，在所述相互關(guān)聯(lián)性的情況下多個(gè)如下輸入?yún)⒘恳赃m合的方式在模型中被考慮，其中在所述輸入?yún)⒘恐g存在相互關(guān)系。

基于數(shù)據(jù)的函數(shù)模型通常基于大量的控制位置（Stützstelle），以便實(shí)現(xiàn)對(duì)于相應(yīng)應(yīng)用足夠的建模精確度。基于大數(shù)目的控制位置，為了利用基于數(shù)據(jù)的函數(shù)模型、例如高斯過(guò)程模型來(lái)計(jì)算模型值，而需要高計(jì)算能力。為了能夠在控制設(shè)備應(yīng)用中實(shí)時(shí)地計(jì)算這樣的基于數(shù)據(jù)的函數(shù)模型，因此能夠設(shè)置基于硬件構(gòu)型的模型計(jì)算單元。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于計(jì)算RBF模型的模型計(jì)算單元以及根據(jù)并列權(quán)利要求之一所述的控制設(shè)備和控制設(shè)備的應(yīng)用。

其他的構(gòu)型在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。

根據(jù)第一方面，設(shè)置一種模型計(jì)算單元，所述模型計(jì)算單元用于計(jì)算RBF模型，所述模型計(jì)算單元具有以硬件構(gòu)造的固定接線的計(jì)算核，用于在經(jīng)耦合的功能塊（Funktionsbl?cken）中計(jì)算固定地預(yù)給定的計(jì)算算法，其中所述計(jì)算核構(gòu)造用于，針對(duì)RBF模型根據(jù)輸入?yún)⒘肯蛄康囊粋€(gè)或多個(gè)輸入?yún)⒘俊⒖刂莆恢命c(diǎn)、長(zhǎng)度尺度（L?ngenskalen）、針對(duì)每個(gè)控制位置點(diǎn)所預(yù)給定的權(quán)重參數(shù)來(lái)計(jì)算輸出參量，其中構(gòu)成針對(duì)每個(gè)控制位置點(diǎn)所計(jì)算的值的總和的輸出參量，其中所述值是由被分配給有關(guān)的所述控制位置點(diǎn)的權(quán)重參數(shù)和負(fù)值的指數(shù)函數(shù)的結(jié)果的乘積，其中所述負(fù)值從有關(guān)的控制位置點(diǎn)與所述輸入?yún)⒘肯蛄康耐ㄟ^(guò)所述長(zhǎng)度尺度來(lái)加權(quán)的平方間距得出，其中所述長(zhǎng)度尺度作為局部的長(zhǎng)度尺度相對(duì)于所述控制位置點(diǎn)其中的每個(gè)控制位置點(diǎn)單獨(dú)地被提供。

上述模型計(jì)算單元的構(gòu)思在于，在控制設(shè)備中的計(jì)算核中在硬件結(jié)構(gòu)中單獨(dú)地構(gòu)造所述模型計(jì)算單元，以用于計(jì)算RBF模型。以這種方式，可以提供基本上固定接線的硬件電路，用于實(shí)現(xiàn)如下功能，所述功能實(shí)現(xiàn)：計(jì)算RBF模型并且在此僅引起控制設(shè)備的以軟件控制的微處理器中的非常小的計(jì)算負(fù)荷。通過(guò)由模型計(jì)算單元所提供的硬件加速，RBF模型也能夠?qū)崟r(shí)地被計(jì)算，從而使這樣的模型的應(yīng)用對(duì)于機(jī)動(dòng)車中的內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備的應(yīng)用而言變得有吸引力。

此外，RBF模型的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)：利用比在可比的基于數(shù)據(jù)的模型、諸如高斯過(guò)程模型情況下更小數(shù)目的控制位置點(diǎn)進(jìn)行基于數(shù)據(jù)的建模。