控制策略优化方法、装置、存储介质及电子设备与流程

本发明涉及控制系统设计领域，具体而言，涉及一种控制策略优化方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、控制策略在对系统进行控制的过程中起着重要作用，现有的控制系统设计通常只关注单回路、单一的控制策略结构设计和参数整定，如，比例积分微分控制器，状态空间控制器，模型预测控制器，模糊控制器等，无法同时处理多回路、多套控制策略的优化选取问题，这限制了工程师在设计和优化控制系统时的灵活性和效果，也无法全面了解不同控制策略应用于被控系统的优劣势，从而使得所确定出来的控制策略难以满足用户的需求。

2、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种控制策略优化方法、装置、存储介质及电子设备，以至少解决控制策略难以满足用户需求的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种控制策略优化方法，包括：确定被控系统对应的多个控制策略，其中，多个控制策略用于表征对被控系统进行控制的控制器；建立多个控制策略的控制效果目标，其中，控制效果目标用于表征利用多个控制策略对被控系统进行控制所得到的控制效果；基于控制效果目标对多个控制策略进行多目标优化，得到多个控制策略的变量参数集合；基于多个控制策略的变量参数集合和控制需求，从多个控制策略中确定出目标控制策略，其中，目标控制策略符合被控系统对应的应用场景。

3、可选的，确定被控系统对应的多个控制策略，包括：确定多个控制策略对应的控制器的类型；确定多个控制策略对应的控制器的结构；基于控制器的类型和控制器的结构，确定多个控制策略的待优化变量参数。

4、可选的，建立多个控制策略的控制效果目标，包括：基于被控系统的工艺要求和控制器的结构，确定控制优化对象；基于控制优化对象的性能指标，建立控制效果目标。

5、可选的，基于控制优化对象的性能指标，建立控制效果目标，包括：基于控制优化对象的频域性能指标，建立第一子目标；基于控制优化对象的时域性能指标，建立第二子目标；对第一子目标和第二子目标进行加权处理，得到控制效果目标。

6、可选的，基于控制效果目标对多个控制策略进行多目标优化，得到多个控制策略的变量参数集合，包括：基于控制效果目标、多个控制策略的待优化变量参数，构建多目标优化问题；利用多目标优化算法对多目标优化问题进行求解，得到变量参数集合。

7、可选的，利用多目标优化算法对多目标优化问题进行求解，得到变量参数集合，包括：基于被控系统对应的应用场景，确定待优化变量参数的编码；基于待优化变量参数的编码，生成初始种群；对初始种群进行遗传操作，得到第一种群；按照排列比例对第一种群中的个体进行迁移，得到第二种群；重复执行对初始种群进行遗传操作和对第一种群中的个体进行迁移的步骤，直至迭代次数达到目标次数，得到目标种群；获取目标种群中的变量参数，得到变量参数集合。

8、可选的，基于多个控制策略的变量参数集合和控制需求，从多个控制策略中确定出目标控制策略，包括：对变量参数集合进行可视化处理，得到第一可视化结果；基于变量参数集合、第一可视化结果和控制需求，从多个控制策略中确定出目标控制策略，其中，目标控制策略的控制效果目标优于多个控制策略中除第一控制策略之外的其他控制策略的控制效果目标。

9、可选的，在控制效果目标为多个的情况下，基于多个控制策略的变量参数集合和控制需求，从多个控制策略中确定出目标控制策略，包括：对多个控制效果目标对应的变量参数集合进行可视化处理，得到第二可视化结果；基于多个控制效果目标对应的变量参数集合、第二可视化结果和控制需求，对多个控制效果目标进行权衡分析，得到目标控制策略。

10、可选的，该方法还包括：建立被控系统的仿真数学模型；基于目标控制策略和仿真数学模型，构建仿真控制系统；对仿真控制系统的控制效果进行仿真，得到目标控制策略对应的测试结果。

11、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种控制策略优化装置，包括：第一确定模块，用于确定被控系统对应的多个控制策略，其中，多个控制策略用于表征对被控系统进行控制的控制器；构建模块，用于建立多个控制策略的控制效果目标，其中，控制效果目标用于表征利用多个控制策略对被控系统进行控制所得到的控制效果；优化模块，用于基于控制效果目标对多个控制策略进行多目标优化，得到多个控制策略的变量参数集合；第二确定模块，用于基于多个控制策略的变量参数集合和控制需求，从多个控制策略中确定出目标控制策略，其中，目标控制策略符合被控系统对应的应用场景。

12、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制所在设备的处理器中上述中任意一项的方法。

13、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器执行上述中任意一项的方法。

14、在本发明实施例中，通过确定被控系统对应的多个控制策略，其中，多个控制策略用于表征对被控系统进行控制的控制器；建立多个控制策略的控制效果目标，其中，控制效果目标用于表征利用多个控制策略对被控系统进行控制所得到的控制效果；基于控制效果目标对多个控制策略进行多目标优化，得到多个控制策略的变量参数集合；基于多个控制策略的变量参数集合和控制需求，从多个控制策略中确定出目标控制策略，其中，目标控制策略符合被控系统对应的应用场景。容易注意到的是，可以建立多个控制策略的控制效果目标，并基于控制效果目标对多个控制策略进行多目标优化以得到多个控制策略的变量参数集合，进而使得能够基于多个控制策略的变量参数集合和控制需求从多个控制策略中确定出目标控制策略，由于目标控制策略符合被控系统对应的应用场景，也即，通过将不同控制结构、不同控制参数下的控制策略进行对比，从而确定出适合不同应用场景的最优控制策略，从而使得确定出的目标控制策略更加符合用户的需要，进而解决了控制策略难以满足用户需求的技术问题。

技术特征：

1.一种控制策略优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定被控系统对应的多个控制策略，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立所述多个控制策略的控制效果目标，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述控制优化对象的性能指标，建立所述控制效果目标，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述控制效果目标对所述多个控制策略进行多目标优化，得到所述多个控制策略的变量参数集合，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用多目标优化算法对所述多目标优化问题进行求解，得到所述变量参数集合，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述多个控制策略的变量参数集合和控制需求，从所述多个控制策略中确定出目标控制策略，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制效果目标为多个的情况下，基于所述多个控制策略的变量参数集合和控制需求，从所述多个控制策略中确定出目标控制策略，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种控制策略优化装置，其特征在于，包括：

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所在设备的处理器中执行权利要求1至9中任意一项所述的方法。

12.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种控制策略优化方法、装置、存储介质及电子设备。其中，该方法包括：确定被控系统对应的多个控制策略，其中，多个控制策略用于表征对被控系统进行控制的控制器；建立多个控制策略的控制效果目标，其中，控制效果目标用于表征利用多个控制策略对被控系统进行控制所得到的控制效果；基于控制效果目标对多个控制策略进行多目标优化，得到多个控制策略的变量参数集合；基于多个控制策略的变量参数集合和控制需求，从多个控制策略中确定出目标控制策略，其中，目标控制策略符合被控系统对应的应用场景。本发明解决了控制策略难以满足用户需求的技术问题。

技术研发人员：李雨宽,吴庆尉,刘志勇,吴洁芸,高宇廷,陈阜
受保护的技术使用者：中控技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31