随机、记忆与共轭控制

自控发展到现在,以及发展出各种复杂控制算法,但有三种基本控制算法需要明确:随机控制、记忆控制与共轭控制。

1.随机控制

   随机控制一般用在对对象一无所知或所知甚少的情况下。随机控制有点像枚举法,因此随机控制有个特点,就是在随机控制过程中,系统的可能性空间只有在达到目标值时才缩小,不达到目标值时,可能性空间不会缩小。类似枚举法,只有枚举到目标值时,控制才会起作用,因此随机控制方法也称谓寻找或探索。当枚举库里有很多选项时,一一枚举会非常耗时间,所以随机控制对计算速度或实时性要求较高。除计算速度影响到随机控制效果以外,如果目标不在枚举库里面时,随机控制也是无效的。随机控制中,不断扩大和改变探索范围是非常重要的。

2.记忆控制

 随机控制缺点也是很明显的,那就是需要花费较长时间才能在枚举库中检索出,基于此发展出了记忆控制。记忆控制让随机控制具有记忆能力,对于那些已经排除的选型,记忆控制不会在下次枚举时重新比较。记忆控制和记忆控制均需要适当考虑控制顺序,对那些可能削弱控制能力的状态不应该最先尝试。

 3.共轭控制

当需要扩大控制范围时,通常要用到共轭控制。以古代曹冲称象为例,想直接称量大象质量做不到,那就首先将大象转化成同质量的石头(L变换),之后称量许多小石头的质量(A控制),最后将石头质量转换为大象质量(L-1变换),这就是个扩大控制范围的过程,也即共轭控制过程。

数学上将L-1AL称为A过程的共轭过程,将L-1AL称为与A共轭的控制方法,它通过L变换和L-1变换,将原来不能控制的事编程我们可以控制的A过程去完成,A的控制范围在施加了L和L-1变换后扩大了,这里要注意左乘。

L一般称为感受器(传感器),L-1一般称为效应器(执行器)。

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