[其他]利用智能處理的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85108971
• 申請(qǐng)日: 1985-11-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85108971A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷藤真也;諸岡泰男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): G05B15/02
• 分類號(hào): G05B15/02
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 沙捷

本發(fā)明涉及計(jì)算劃控制系統(tǒng)。為了確定一個(gè)最佳控制策略該系統(tǒng)采用了智能處理技術(shù)。更確切地說(shuō)本發(fā)明是涉及一個(gè)可確定一套表示控制策略的最佳數(shù)學(xué)模型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它利用智能信息處理技術(shù)將該模型應(yīng)用于一個(gè)實(shí)際控制系統(tǒng)。

在這一計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，或更廣義的信息處理系統(tǒng)中，系統(tǒng)的控制方法和策略是由數(shù)學(xué)模型表示的;為了將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于一個(gè)實(shí)際控制系統(tǒng)，該模型被翻譯成程序編碼。例如工藝過(guò)程控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)是由一套數(shù)學(xué)模型加以描述的，用此來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備在各種操作時(shí)的最佳控制。

但是，給定的數(shù)學(xué)模型并非在任何操作時(shí)都是最佳的。

在設(shè)備復(fù)雜或者設(shè)備的特性不清楚，不能把握?qǐng)龊希刂品椒ㄍ菓{操作者的經(jīng)驗(yàn)（或kncn-hou）來(lái)確定的。通常，操作者的經(jīng)驗(yàn)越多，找到的控制方法越好。進(jìn)一步講，當(dāng)操作順序發(fā)生變動(dòng)或者是并未包括在原始規(guī)劃的操作插入到該系統(tǒng)中的時(shí)候，必須修改數(shù)學(xué)模型，并要修改已編好的程序的許多部分，或者是必須編制另一個(gè)新的程序。在這一過(guò)程中各種誤差都會(huì)出現(xiàn)，并會(huì)引起下列問(wèn)題。

（1）由于校正的或增補(bǔ)的程序中所包含的錯(cuò)誤引起的系統(tǒng)障礙。

（2）校正或附加程序的大量工作。

用手來(lái)進(jìn)行程序的校正是很難完全避免出錯(cuò)誤的。這樣的典型例子是軋鋼設(shè)備中的加熱爐的燃燒控制。加熱爐可對(duì)各種類型、各種尺寸的材料進(jìn)行加熱。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一個(gè)用于加熱爐控制的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)（IFAC，1983年1月17-20，IFAC/IFIP專題論文集）。在這樣一個(gè)系統(tǒng)中，當(dāng)控制目標(biāo)改變時(shí)，就要校正或增補(bǔ)程序。這樣，便會(huì)引入錯(cuò)誤，并需要做大量的工作去排除之。當(dāng)新的數(shù)據(jù)模型（或公式）給定后，我們必須求導(dǎo)出數(shù)學(xué)公式之間的關(guān)系式，確定一個(gè)可求得滿足該數(shù)學(xué)公式的解的算法，并把這些關(guān)系式和算法變換成一個(gè)程序。因此，當(dāng)增加一個(gè)新的數(shù)學(xué)公式或必須修改系統(tǒng)中的某一公式時(shí)，程序的許多部分必須加以修正。

雖然程序的校正或編寫通常是由一位系統(tǒng)工程師或程序設(shè)計(jì)師來(lái)做的，也很難防止將數(shù)學(xué)公式變換成程序的每一步中不出錯(cuò)。

我們?cè)谝粋€(gè)熱電廠的汽輪機(jī)或鍋爐的控制系統(tǒng)中，以及基于現(xiàn)代控制理論的一個(gè)系統(tǒng)中遇到過(guò)類似的問(wèn)題，在這些系統(tǒng)中控制策略是由成本函數(shù)和限制函數(shù)表示的。

本發(fā)明的目的是提出一個(gè)系統(tǒng)，不加修改就能將新模型直接編入程序中。

依據(jù)本發(fā)明，數(shù)學(xué)公式和數(shù)學(xué)公式應(yīng)用條件是由使用者定義的，并且該公式可自動(dòng)翻譯成一種程序，而這一譯得的程序在應(yīng)用條件得以滿足時(shí)便被接到另一個(gè)定義之前已編好的程序中。

“應(yīng)用條件”表示在何種條件下應(yīng)當(dāng)使用該數(shù)學(xué)公式或其譯得的程序。換句話說(shuō)，是應(yīng)用條件是從由使用者定義的許多公式中選擇出一套最佳的數(shù)學(xué)公式。這一選擇是由智能處理技術(shù)或“推論”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

圖1表示本發(fā)明的方塊圖。

圖2表示本發(fā)明的工藝流程。

圖3表示鋼板中的溫度。

圖4A至4C表示數(shù)學(xué)公式模型應(yīng)用條件和數(shù)學(xué)公式模型的示例。

圖5表示中間編碼程序產(chǎn)生單元的流程。

圖6表示操作碼的示例。

圖7A至7F是表示程序產(chǎn)生的流程圖。

圖8表示一個(gè)變量轉(zhuǎn)換表。

圖9是解釋程序的方塊圖。

圖10是本發(fā)明的一個(gè)更概括性的方塊圖。

圖11A至11C表示本發(fā)明更概括性的實(shí)施方案。

現(xiàn)在將結(jié)合軋鋼設(shè)備中加熱爐的溫度控制來(lái)描述本發(fā)明。

圖1中，數(shù)字100表示控制單元，數(shù)字200表示數(shù)學(xué)公式處理單元，數(shù)字101表示運(yùn)動(dòng)調(diào)度預(yù)測(cè)單元，數(shù)字103表示鋼板溫度預(yù)測(cè)單元，數(shù)字102表示預(yù)測(cè)計(jì)算單元，數(shù)字104表示控制量預(yù)測(cè)單元。數(shù)字30a～30c表示比例積分控制器（PI控制器），數(shù)字11表示要由加熱爐10加熱的鋼板。燃料從一個(gè)燃燒咀中送入的，并用一個(gè)爐溫檢測(cè)器檢測(cè)爐溫，以便控制爐溫。當(dāng)鋼板從爐子的入口向爐子的出口傳送時(shí)，它被加熱到一個(gè)目標(biāo)萃取溫度。

與控制目標(biāo)直接相關(guān)的預(yù)測(cè)計(jì)算單元102接在數(shù)學(xué)公式處理單元200上，來(lái)確定鋼板的最佳加熱曲線。在圖1中，本發(fā)明應(yīng)用于預(yù)測(cè)計(jì)算單元102和數(shù)學(xué)公式處理單元200上。預(yù)測(cè)計(jì)算單元102向數(shù)學(xué)公式處理單元200查詢將要由從加熱爐操作數(shù)據(jù)中設(shè)定什么控制目標(biāo)。數(shù)學(xué)公式處理單元200將數(shù)學(xué)公式應(yīng)用條件與加熱爐操作數(shù)據(jù)相比較以便選擇一個(gè)數(shù)學(xué)公式。數(shù)學(xué)公式處理單元200將選定的數(shù)學(xué)公式自動(dòng)地變換成一個(gè)可執(zhí)行的程序，并將其送回預(yù)測(cè)計(jì)算單元102。預(yù)測(cè)計(jì)算單元102接收這一程序，執(zhí)行之并確定基于執(zhí)行結(jié)果的加熱曲線。