一种三维反向离散数据的获取方法及系统

技术领域

本发明涉及一种三维反向离散数据的获取方法及系统。

背景技术

在实际工程应用或科学实验中，存在一类控制对象，其输出主要与两个输入因素相关，用函数的形式可以记为：Z＝f(X，Y)，其中X、Y为控制对象的输入，属于自变量，Z为控制对象的输出，属于因变量，且控制对象存在以下特性：变量X一定时，因变量Z随自变量Y的单调变化而单调变化，将其输出特性绘制为曲线时，曲线之间无交叉。实际应用时，通常是已知变量X，需要控制变量Y去得到所需要的输出Z，相当于需要明确函数Y＝g(X，Z)。实际中，Z＝f(X，Y)的函数关系式难以明确表示，无法直接求得函数Y＝g(X，Z)。对控制对象进行测试时，输入多组数据(x′

这类问题相当于已知三维正向离散数据，计算任意三维反向离散数据，目前这方面相关研究较少，解决方法主要有拟合和插值两种，若采用曲面拟合，即依据测试得到的多组(x′

发明内容

针对一类控制对象，其输出与两个输入量相关，且满足以下特性：其中一个输入量不变时，输出随另一个输入量单调变化。对该类控制对象，通过实验可以直接得到多组三维正向离散数据，但在应用时需要其任意三维反向离散数据，而当前三维反向离散数据获取过程复杂、计算量大，无法快速得到。

因此本发明的目的是：基于传统插值法提供一种在MATLAB/Simulink环境下简单快速易实现的计算三维反向离散数据的方法。以解决上述控制对象，三维反向离散数据获取过程复杂、计算量大，无法快速得到的问题。

由于三个变量之间无明确的函数关系，因此通过三维正向离散数据计算其三维反向离散数据时，正向数据中不包含的点只能近似估算。因为正向数据存在以下特征：其中一个自变量一定时，因变量随另一个自变量单调变化，将三维正向离散数据绘制为二维曲线时，曲线之间无交叉，所以，采用线性插值法求未知节点对应的输出时，依然可以满足控制对象的特性。

本发明的技术方案是：

一种三维离散数据反向数据的获取方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、获取控制对象的三维正向离散数据，并导入MATLAB/2-D lookup table模块；

步骤2、搭建stateflow流程图；

确定三维反向离散数据中变量Z的期望值z

步骤3、输入x

将x

其中，x

步骤4、利用stateflow流程图判断z

在stateflow流程图中判断|z

若满足，则U＝1，表明当前z

若不满足，则U＝0，表明当前z

步骤5、y

令y

步骤6、保存当前x

步骤7、z

判断当前z

若满足，对z

若不满足，进入步骤8。

步骤8、x

令z

判断x

若满足，则进入步骤9。

若不满足，进入步骤10。

步骤9、重复步骤3、4、5、6、7、8；计算其他x

步骤10、迭代结束，至此，已得到三维正向离散数据数值范围内，任意x

进一步地，步骤1具体包括：

步骤1.1、对控制对象进行实验测试，输入多组数据(x′

步骤1.2、在MATLAB/2-D lookup table模块导入步骤1.1获取的三维正向离散数据，Breakpoints的行和列分别由变量X，Y各个离散节点{x′

本发明还提供一种三维反向离散数据的获取系统，包括处理器及存储器，其特殊之处在于：所述存储器中存储计算机程序，计算机程序在处理器中运行时，执行三维反向离散数据的获取方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特殊之处在于：储存有计算机程序，计算机程序被执行时实现三维反向离散数据的获取的方法。

本发明的有益效果是：

只需在Matlab/Simulink中按照本发明所述步骤搭建模型，导入三维正向离散数据，运行模型即可快速得到任意所需的三维反向离散数据。该方法省去了传统曲面拟合所需要的曲面建模、评价拟合效果、选择最优模型等步骤，该方法实现简单、计算速度极快且占用计算机空间小，而且可以通过调节迭代步长改变三维反向离散数据的节点间隔，得到任意离散节点对应的反向数据值。

附图说明

图1为本发明所适用的其中一种控制对象特性曲线图，图中y′

图2为本发明三维反向离散数据获取方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行具体说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。为了区分三维正向离散数据与三维反向离散数据，下述三维正向离散数据用x′

以下实施例以车辆辅助制动设备液力缓速器为例，x′

如图2所示，本发明实施过程如下：

1、向MATLAB/2-D lookup table模块导入三维正向离散数据，Breakpoints的行和列分别由变量X，Y各个离散节点{x′

2、搭建stateflow流程图，输入分别为三维反向离散数据中变量Z的期望值z

3、x

4、在stateflow流程中判断|z

若满足，则U＝1，表明当前z

否则U＝0，表明当前z

5、y

令y

6、保存当前x

7、z

判断当前z

若满足，对z

其中，l为迭代次数，l初始值为0；Δz为迭代步长，根据需要设置；z

8、x

令z

其中，m为迭代次数，m初始值为0；Δx为迭代步长，根据需要设置。

9、判断x

若满足，则重复第3、4、5、6、7、8步，计算其他x

若不满足，则迭代结束。至此，已得到三维正向离散数据范围内，任意x

本发明还提供一种三维反向离散数据的获取系统，包括处理器及存储器，所述存储器中存储计算机程序，计算机程序在处理器中运行时，执行三维反向离散数据的获取方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现三维反向离散数据的获取的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。