[发明专利]一种智能控制系统中互补约束优化问题的正则化方法

说明书

本发明涉及一种智能控制系统中互补约束优化问题的正则化方法，所述本方法能把控制问题进行松弛操作，转化为正则化控制问题，把控制问题的稳定点的计算用正则化控制问题的近似稳定点代替，算法收敛快，省时，满足控制系统的实时化要求；对正则化控制问题用序列二次规划方法进行求解，产生一系列对数正则化问题的近似二阶稳定点，计算出来的稳定点具有比较好的稳定性，是智能控制系统所必需的控制参数，方法独特，适合智能控制的多种控制器计算，由此设计的控制器能很快稳定系统，性能可靠。

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，涉及一种智能控制系统中互补约束优化问题的正则化方法。

背景技术

制造业是决定国家发展水平的最基本要素之一，智能制造是具有感知、推理和控制功能的制造业装备的统称，代表了制造业的发展需求。智能制造水平已成为衡量一个国家现代化水平的重要标志。智能制造的发展促使人们利用基础学科的最新成果研究一种新型的制造系统，即，智能制造系统，其研究对象面向整个制造环境的集成化与自组织能力，在这里，智能制造单元的局部智能控制器的设计是人们研究的热点，取得了丰硕的成果，这些研究成果包括工艺过程中控制单元的控制器设计，整个操作工艺过程的控制器设计，但对这些智能制造系统研究中，不可避免地会遇到在系统中存在的混沌现象，由于智能制造系统在运行中与外部存在信息交换，因此这种系统的混沌现象受外部环境影响，智能控制系统所必需的控制参数对初始值存在敏感性，这种敏感性能使得系统随着时间的推移产生完全无法预测的轨迹，从而使得系统中信息流存在误差和影响。近年来，有些学者研究了考虑含有互补约束的数学模型，模型中目标函数和约束函数都是二次连续可微函数。此类问题一般情况下很难求解，因为从几何角度来看它的可行域是非凸的，甚至是非连通的，在任何可行点处系统可能都不成立，因此用于求解非线性规划问题的现有技术都不能直接用来求解这个问题。本方法能把正则化控制问题(3)的M-近似稳定点的计算代替问题(1)的M-稳定点的计算，算法收敛快，省时，满足控制系统的实时化要求；对正则化控制问题3，用序列二次规划方法进行求解，产生一系列对数正则化问题的近似二阶稳定点，所述M-稳定点具有比较好的稳定性；计算出来的稳定点是智能控制系统所必需的控制参数，方法独特，适合智能控制的多种控制器计算。

发明内容

为了克服现有技术的不足，提出了一种智能控制系统中互补约束优化问题的正则化方法，所述方法应用于在智能制造系统控制器中，考虑如下含有互补约束的决策控制问题：

其中z∈Rⁿ是决策变量，目标函数f(z)和约束函数g_i(z)，h_i(z)，G_i(z)，H_i(z)都是二次连续可微函数，公式1中的垂直互补条件

可以等价的写为

0＜G_i(z)⊥H_i(z)≥＝0，i＝1，…，m

于是公式1的M-稳定点z满足如下条件：

其中，

I₀₀＝{i|G_i(z)＝H_i(z)＝0}，I₀₊＝{i|0＝G_i(z)＜H_i(z)}，I₊₀＝{i|G_i(z)＞H_i(z)＝0}.

利用对数正则化方法，把决策控制问题1松弛成如下的正则化控制问题3：