一种数据标定方法与控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种数据标定方法与控制系统，所述方法包括：控制系统初始化，并选定一个输入数据进行输入；控制系统根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定，并利用标定后的运算参数运算所述输入数据，得到输出数据；控制系统判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若未超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数。
【专利说明】一种数据标定方法与控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据处理【技术领域】，特别涉及一种数据标定方法与控制系统。
【背景技术】
[0002]所谓标定，指的是通过对控制系统的一系列的调整和校正，来使控制系统中数据的输入和输出达到特定的关系。例如在车辆控制系统中，当发动机及整车数据、控制策略和外围数据等相关信息均确定之后，还可以通过标定来进行诸多优化，使整车性能尽可能充分的展现，更好的满足国家相应标准规范，或更适应用户的需求。可以说标定对于车辆性能的发挥影响重大。
[0003]在现有技术中，标定是通过人工完成的。需要专业的标定工程师手工对控制系统进行反复的调整和校正以达到优化的效果。所以现有技术的缺陷就在于，手工标定工作过程繁琐、工作量大，进度缓慢而且占用大量的人力；另外，标定结果意味着优化的效果，现有技术中对于优化效果的辨识和判断依靠标定工程师的经验，缺乏理论上的标准，统一性有待提闻。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种数据标定方法与控制系统，实现自动化的标定。
[0005]为实现上述目的，本发明有如下技术方案:
[0006]一种数据标定方法，所述方法包括:
[0007]控制系统初始化，并选定一个输入数据进行输入；
[0008]控制系统根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定，并利用标定后的运算参数运算所述输入数据，得到输出数据；
[0009]控制系统判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若未超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数。
[0010]则所述方法还包括:
[0011]反复根据预设的标定算法对自身的运算参数进行标定，并将使输出数据与输出标准之差不超过容差阈值的运算参数范围，作为合法参数范围。
[0012]所述方法还包括:
[0013]在合法参数范围内，选取多个合法运算参数，并根据预设的评价规则计算每个合法运算参数的评价指标；
[0014]将评价指标最高的合法运算参数作为最优运算参数。
[0015]所述方法还包括:
[0016]选定多个输入数据并依次输入，标定得到每个输入数据相应的合法运算参数。
[0017]所述方法还包括:
[0018]将所述多个输入数据分配到控制系统中的多个处理模块进行并行标定。[0019]一种控制系统，所述系统包括:
[0020]主运算模块，用于选定一个输入数据进行输入，利用标定后的运算参数运算所述输入数据，得到输出数据；
[0021]处理模块，用于根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定；并判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若为超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数。
[0022]所述处理模块包括:
[0023]标定单元，用于根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定；
[0024]判断单元，用于判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若为超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数；
[0025]所述标定单元反复根据预设的标定算法对自身的运算参数进行标定，则所述判断单元将使输出数据与输出标准之差不超过容差阈值的运算参数范围，作为合法参数范围。
[0026]所述处理模块还包括:
[0027]评价单元，用于在合法参数范围内，选取多个合法运算参数，并根据预设的评价规则计算每个合法运算参数的评价指标；将评价指标最高的合法运算参数作为最优运算参数。
[0028]所述主运算模块选定多个输入数据并依次输入。
[0029]所述系统中处理模块的数量为多个，当主运算模块选定了多个输入数据时，各处理模块对输入数据进行并行标定。
[0030]通过以上技术方案可知，本发明存在的有益效果是:通过将标定算法写为逻辑语句并在控制系统中程序化，实现了控制系统数据标定的自动化，避免了人工标定的繁琐过程，也使得也使得标定所应用的标定算法统一化、标准化；避免了人工标定中工程师主观因素的影响；通过对合法运算参数进行评价并得到最优运算参数，提高了标定结果的准确性；通过在本发明整体技术方案中结合并行处理技术，进一步的提高了标定效率，缩短了自动标定所消耗的时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本发明实施例所述方法流程图；
[0033]图2为本发明另一实施例所述方法流程图；
[0034]图3为本发明又一实施例所述并行处理流程图；
[0035]图4为本发明实施例所述系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]在现有技术中所谓标定，就是通过对控制系统算法中的运算参数进行一系列的调整和校正，从而控制系统在对输入数据运算之后，得到的输出数据能够尽可能的达到最优效果。在现阶段，标定是通过专业的标定工程师根据经验反复对运算参数进行修正和调试，最终得到理想的运算参数。
[0038]为了便于说明，以下举出一个简单的案例:对于运算关系式a*x = y，其中X为输入数据，y为输出数据，a为运算参数。当输入数据等于5，而输出标注(即理论上输出数据的最优值)y’ = 10，容差C = 2(容差意味着在某些复杂的运算关系式中，y与y’很难做到绝对相等，所以相差在容差的范围内均可以接受，也就是使a*5= 10±2的a值均是合法的)。
[0039]由于上述关系式非常简单，根据经验可直接确定a = 2是运算参数的最优值。不过在常规的标定过程中运算关系更为复杂，标定工程师可能需要在某个经验范围内(比如1.5?2.5)反复的测试，方能够确定运算参数a的合法参数范围(满足容差的范围)是
1.6?2.4。如果实际情况中对标定的要求更为严格，则还需要在合法参数范围中进一步进行评价优化，最终在这一范围内找到最优运算参数。
[0040]不过现有的人工标定的方案，效率和精确度都存在着不足，所以本发明中将公开一种自动化实现数据标定的技术方案。
[0041]参见图1所示为本发明所述方法的一个具体实施例。本实施例中，所述方法包括以下步骤:
[0042]步骤101、控制系统初始化，并选定一个输入数据进行输入。
[0043]本步骤为所述方法的准备步骤，控制系统初始化后即可开始标定流程。
[0044]步骤102、控制系统根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定，并利用标定后的运算参数运算所述输入数据，得到输出数据。
[0045]本实施例中，所述预设的标定算法将代替传统的人工标定。实际上算法本身均属于现有的数学方法，与现有技术中人工使用的算法原理上并无区别。所以本实施例中，不再对标定算法本身做出具体的限定，凡是本领域中涉及的相关算法，均能够结合在本实施例整体技术方案之下。但需要说明的是，本步骤中一方面可将这些算法写为逻辑语句并程序化，交由控制系统的处理器自动执行，另一方面也可将标定过程中标定算法统一化、标准化。
[0046]在控制系统中，利用固有的运算关系和运算参数对输入数据进行运算，得到输出参数的过程可称为是主运算。本步骤中，标定算法先对运算参数进行标定，再利用标定后的运算参数和运算关系对输入数据启动主运算过程，得到输出数据。
[0047]以前述a*x = y的主运算过程为例。运算关系既定，假设标定算法标定后得到运算参数a = 1.85,输入数据X = 5。则经过主运算输出数据y = 1.85*5 = 9.25。
[0048]步骤103、控制系统判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若未超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数。
[0049]要判断标定后的运算参数是否为合法的运算参数，需要看计算得到的输出数据与预设的输出标准之差，是否超过了容差范围之内。若未超过则视为该输出数据合法，标定得到的运算参数有效，否则视为标定未成功，需重新对运算参数进行标定，直到输出数据与输出标准之差在容差范围内。
[0050]本实施例中，输出数据y = 9.25，输出标准y’ = 10，容差c = 2 ；
[0051]则y-y’ = -0.75 < ±2，说明输出数据与输出标准之差在容差范围内。所以标定后的运算参数a = 1.85是合法运算参数。
[0052]本实施例为所述方法的一个基础实施例，本实施例中技术方案存在的有益效果是:通过将标定算法写为逻辑语句并在控制系统中程序化，实现了控制系统数据标定的自动化，避免了人工标定的繁琐过程，也使得标定所应用的标定算法统一化、标准化；避免了人工标定中工程师主观因素的影响。
[0053]图1所示实施例仅为所述方法的一个基础实施例。以上实施例中,得到的仅仅是能使输出数据满足容差范围的合法运算参数，但未必能使得输出参数趋近甚至达到输出标准，也就是说从优化的角度上来讲，图1所示实施例的技术方案还存在着较大的优化空间。
[0054]参见图2所示，为本发明所述方法的另一个具体实施例，本实施例中所述方法包括以下:
[0055]步骤201、控制系统初始化，并选定一个输入数据进行输入。
[0056]步骤202、控制系统根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定，并利用标定后的运算参数运算所述输入数据，得到输出数据。
[0057]步骤203、控制系统判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若未超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数。
[0058]步骤204、反复根据预设的标定算法对自身的运算参数进行标定，并将使输出数据与输出标准之差不超过容差阈值的运算参数范围，作为合法参数范围。
[0059]显而易见的是，必然存在着某一个数值范围，运算参数在该范围内任意取值均为合法运算参数，这一范围将称为是合法参数范围。
[0060]至步骤203为止，所述方法中仅得到了一个合法运算参数。不过如果利用标定算法连续的调整运算参数的范围，反复进行标定，必然能够得出所述合法参数范围。
[0061]例如在前述案例中，所述合法参数范围即1.6~2.4，期间任意取值均能够使输出数据满足容差。不过，该范围内必然存在着一个数值，使得输出数据最趋近甚至等于输出标准，该数值则被认为是运算参数的最优数值，即最优运算参数。本实施例在前一实施例基础上的优化方案，就是在合法参数范围之内找到最优运算参数。
[0062]步骤205、在合法参数范围内，选取多个合法运算参数，并根据预设的评价规则计算每个合法运算参数的评价指标。
[0063]本实施例中通过对合法运算参数进行评价，得到并对比评价指标而得到最优运算参数。具体评价过程如下:
[0064]首先在合 法参数范围内选取若干合法运算参数，一般而言需要按照一定的分度值连续选择。表1第一横行所不为分度值为0.1的时,选取的一系列合法运算参数值；表2第一横行所示，为分度值为0.01时，选取的一系列合法运算参数值。分度值根据实际情况具体确定，本实施例中不作限定。
[0065]对于合法运算参数的计算，需要利用预设的评价规则。本实施例中评价规则如下:评价参量P1 = (a-2)2 ;评价参量P2 = Ι/a ;评价指标Z = P2^K2-P1^K1 ;其中K1和K2为权重值，K1 = 6, K2 = 4 ;评价指标Z的数值越大,则相应的运算参数a越理想。
[0066]步骤206、将评价指标最高的合法运算参数作为最优运算参数。
[0067]表1和表2的第四横行，即表示了每个合法运算参数相应的评价指标的数值。表1中评价指标最高为Z = 2.045,对应的运算参数为a = 1.9,则a = 1.9作为最优运算参数。表2中评价指标最优为Z = 2.046，对应的运算参数为a = 1.91，则将a = 1.91作为最优运算参数。
[0068]当a = 1.9时，则输出数据y = 9.5,当a = 1.91,则输出数据y = 9.55 ;显然,这相比图1所示实施例中求得的a = 1.85, y = 9.25的结果更为理想,输出数据更加趋近于输出标准。
[0069]
【权利要求】
1.一种数据标定方法，其特征在于，所述方法包括: 控制系统初始化，并选定一个输入数据进行输入； 控制系统根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定，并利用标定后的运算参数运算所述输入数据，得到输出数据； 控制系统判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若未超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，则所述方法还包括: 反复根据预设的标定算法对自身的运算参数进行标定，并将使输出数据与输出标准之差不超过容差阈值的运算参数范围，作为合法参数范围。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述方法还包括: 在合法参数范围内，选取多个合法运算参数，并根据预设的评价规则计算每个合法运算参数的评价指标； 将评价指标最高的合法运算参数作为最优运算参数。
4.根据权利要求1?3任意一项所述方法，其特征在于，所述方法还包括: 选定多个输入数据并依次输入，标定得到每个输入数据相应的合法运算参数。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述方法还包括: 将所述多个输入数据分配到控制系统中的多个处理模块进行并行标定。
6.—种控制系统，其特征在于，所述系统包括: 主运算模块，用于选定一个输入数据进行输入，利用标定后的运算参数运算所述输入数据，得到输出数据； 处理模块，用于根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定；并判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若为超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数。
7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述处理模块包括: 标定单元，用于根据预设的标定算法对相应的运算参数进行标定； 判断单元，用于判断所述输出数据与预设的输出标准之差，是否超过容差阈值，若为超过则将所述标定后的运算参数作为合法运算参数； 所述标定单元反复根据预设的标定算法对自身的运算参数进行标定，则所述判断单元将使输出数据与输出标准之差不超过容差阈值的运算参数范围，作为合法参数范围。
8.根据权利要求7所述系统，其特征在于，所述处理模块还包括: 评价单元，用于在合法参数范围内，选取多个合法运算参数，并根据预设的评价规则计算每个合法运算参数的评价指标；将评价指标最高的合法运算参数作为最优运算参数。
9.根据权利要求6?8任意一项所述系统，其特征在于，所述主运算模块选定多个输入数据并依次输入。
10.根据权利要求9所述系统，其特征在于，所述系统中处理模块的数量为多个，当主运算模块选定了多个输入数据时，各处理模块对输入数据进行并行标定。
【文档编号】G05B19/04GK104007676SQ201410192488
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】周之光, 石伟, 时艳茹, 姬凯, 马明霞 申请人:潍柴动力股份有限公司