[发明专利]用于优化可消耗输入变量的自学习控制系统和方法

说明书

一种用于诸如流控制系统或温度控制系统等可操作系统的控制系统。该系统在控制环路中操作以基于检测到的变量来定期地更新相对于至少一个可优化输入变量的模型。该模型提供在达到输出设定点的系统变量的所有可能的操作点或路径中输入变量的使用的预测。在一些示例实施例中，控制环路在可操作系统中的一个或多个可操作元件的初始设置和后续操作期间执行。控制系统在以下方面是自学习的：该系统的初始和后续参数中的至少一些是在运行时期间自动确定的。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月12日提交的题为“CO-ORDINATED SENSORLESS CONTROLSYSTEM(经协调的无传感器控制系统)”的美国临时专利申请No.61/736,051以及2013年1月17日提交的题为“SELF LEARNING CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR OPTIMIZING ACONSUMABLE INPUT VARIABLE(用于优化可消费输入变量的自学习控制系统和方法)”的美国临时专利申请No.61/753,549的权益，它们通过援引整体纳入于此。

技术领域

一些示例实施例涉及控制系统，且一些示例实施例具体地涉及流量控制系统或温度控制系统。

背景技术

具有比约束和目标更多的自由度的系统可以按许多不同的方式来操作，同时仍然达到相同的规定目标。典型示例是可以在两点之间通过不同路线、以不同速度、以不同档位、并不同地使用制动器来驾驶的车辆。

如果对这些系统在非规定目标上如何执行进行分析，通常会找出改进空间。例如，大多数车辆既没有使用最小可能的油量来操作，也没有使磨损尽可能小，也没有尽可能合法且安全地达到最小通行时间。

一旦针对给定环境设计了最优系统，情况通常是：该环境本身变化，该系统不再优化其最初设计的功能。

鉴于以下描述，现有系统的附加困难是可以明白的。

概述

根据一些方面，提供了一种用于诸如泵、调压器和风扇、离心机、以及相关系统等的温度控制系统和循环设备的控制系统。

在一个方面，提供了一种用于控制可操作系统的控制系统，包括：造成输出变量的一个或多个可操作元件，其中存在所述可操作系统的系统变量的一个以上操作点或路径，其能够提供给定输出设定点，其中操作点或路径处的至少一个系统变量限制所述操作点或路径处的另一系统变量的操作；以及一个或多个控制器，其被配置成在控制环路中操作以：检测输入变量，所述输入变量包括确定所述输出变量所需要的一个或多个可优化输入变量；检测所述系统变量；基于检测到的输入变量和检测到的系统变量来更新相对于所述至少一个可优化输入变量的模型，所述模型提供在达到输出设定点的所述系统变量的所有可能操作点或路径中所述输入变量的使用的预测；以及基于检测到的输入变量和检测到的系统变量中的一者或多者根据经优化的模型来操作所述一个或多个可操作元件，以提供达到所述输出设定点的所述系统变量的最优操作点或路径，所述输出设定点优化所述至少一个可优化输入变量的使用。

在另一方面，提供了一种用于控制流系统的流控制系统，包括：具有造成包括所述流系统的压力和流量的输出变量的可变地可控制马达的循环泵；以及一个或多个控制器，其被配置成在控制环路中操作以：检测输入变量，所述输入变量包括确定所述输出变量所需要的一个或多个可优化输入变量；检测所述输出变量；基于检测到的输入变量和检测到的输出变量来更新相对于所述至少一个可优化输入变量的模型，所述模型提供在达到输出设定点的所述输出变量的所有可能操作点或路径中所述输入变量的使用的预测；根据相对于基于检测到的输入变量和检测到的输出变量的所述至少一个可优化输入变量的所述模型来优化控制曲线，所述控制曲线提供所述压力和流量的操作点的协调以达到所述输出设定点；以及基于检测到的变量中的一者或多者来根据经优化的控制曲线来操作可变地可控制马达，以提供所述压力和流量的操作点来达到所述输出设定点。