[发明专利]稳定确定性的基于最优化的控制系统及方法

权利要求书

1.一种控制方法，包括：

经由使用通信地耦接到工业设备的控制系统，确定所述工业设备的多个变量的第一可行控制轨迹，其中，所述第一可行控制轨迹是在第一时间步长期间实现的控制轨迹的延伸，其中，所述第一可行控制轨迹在所述第一时间步长之后的多个未来时间步长上延伸；

经由使用所述控制系统，通过执行第一最优化搜索，确定所述多个变量的在所述多个未来时间步长上延伸的第二可行控制轨迹，其中，所述多个未来时间步长包括继所述第一时间步长之后的第二时间步长；

经由使用所述控制系统，确定在所述第二时间步长期间使用所述第一可行控制轨迹的第一成本；

经由使用所述控制系统，确定在所述第二时间步长期间使用所述第二可行控制轨迹的第二成本；

经由使用所述控制系统，基于所述第一成本和所述第二成本之间的比较，从所述第一可行控制轨迹和所述第二可行控制轨迹中选择稳定控制轨迹；以及

经由使用所述控制系统，通过指示所述工业设备至少部分地基于所述稳定控制轨迹来实现控制动作，控制所述工业设备的操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

确定所述第一可行控制轨迹包括：至少部分地基于在所述第一时间步长期间对所述工业设备的操作的约束和所述工业设备的状态，执行第二最优化搜索；以及

确定所述第二可行控制轨迹包括：至少部分地基于在所述第二时间步长期间对所述工业设备的操作的约束和所述工业设备的状态，执行所述第一最优化搜索。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一最优化搜索包括可行最优化搜索，或者所述第二最优化搜索包括所述可行最优化搜索，或者所述第一最优化搜索和所述第二最优化搜索均包括所述可行最优化搜索。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述可行最优化搜索包括原始有效集求解。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一可行控制轨迹包括在所述第一时间步长期间所使用的控制轨迹的移位和填补版本。

6.根据权利要求1所述的方法，包括在所述工业设备的操作期间确定所述第一可行控制轨迹和所述第二可行控制轨迹。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第二可行控制轨迹包括：

在所分配的时间量期间确定不可行控制轨迹，其中，所述不可行控制轨迹不满足对所述工业设备的操作的约束；以及

将所述不可行控制轨迹映射到所述第二可行控制轨迹，其中，所述第二可行控制轨迹满足对所述工业设备的操作的约束。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第二可行控制轨迹包括：

至少部分地基于被配置成对所述工业设备的操作进行建模的非线性模型，执行所述第一最优化搜索；以及

至少部分地基于最优化搜索的结果确定所述第二可行控制轨迹，以确保所述第二可行控制轨迹满足对所述工业设备的操作的每个约束。

9.一种控制方法，包括：

基于针对第二时间步长之前的第一时间步长所应用的控制轨迹，在预先确定的时间帧内针对所述第二时间步长来确定受控过程的多个变量的第一可行控制轨迹，所述轨迹在所述第一时间步长之后的多个未来时间步长上延伸；

应用基于最优化控制算法，针对所述第二时间步长来确定第二可行控制轨迹；

如果应用所述第一可行控制轨迹的第一成本小于应用所述第二可行控制轨迹的第二成本，或者如果所述基于最优化控制算法在允许的时间内不确定所述第二可行控制轨迹，则选择所述第一可行控制轨迹；以及

通过应用所选择的控制轨迹来控制所述受控过程。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一可行控制轨迹是通过应用基于最优化控制算法而被确定的。