【手続補正書】
【提出日】令和3年4月2日(2021.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】制約ハンドリングを伴う極値探索制御システム、方法及び極値探索制御装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極値探索制御システムであって、
ビルディングの可変の状態または条件に影響を与えるように動作可能なプラントと、
極値探索制御装置と
を含み、
前記極値探索制御装置は、
前記プラントに制御入力を与え、前記プラントから第１のフィードバックとして性能変数を受信することであって、前記プラントは前記制御入力を使用して前記性能変数に影響を及ぼし、前記性能変数は前記プラントの資源消費量を表すことと、
前記プラントから第２のフィードバックとして前記可変の状態または条件の測定値を受信することと、
前記測定値にペナルティ関数を適用することによって性能ペナルティを計算することと、
前記性能ペナルティにより前記性能変数を修正して修正済み費用関数を生成することと、
前記制御入力に対する前記修正済み費用関数の勾配を推定することと、
前記制御入力を変調することによって前記修正済み費用関数の前記勾配をゼロに向けて動かすことと
を行うように構成され、
前記ペナルティ関数は、前記測定値が設定値またはデッド区域よりも大きい場合、前記性能ペナルティは前記測定値が前記設定値またはデッド区域から離れるにつれて増加し、前記測定値が設定値またはデッド区域よりも小さい場合、前記性能ペナルティは前記測定値が前記設定値またはデッド区域から離れるにつれて増加するように構成される、極値探索制御システム。
【請求項２】
前記ペナルティ関数は、前記測定値が前記デッド区域から逸脱する量に基づいて単調増加する、請求項１の極値探索制御システム。
【請求項３】
前記制御入力を変調することは、前記制御入力にディザ信号を適用することを含み、
前記極値探索制御装置はさらに、前記ディザ信号により引き起こされる前記測定値の変動を含むように前記デッド区域の範囲を自動的に定めるように構成される、請求項２の極値探索制御システム。
【請求項４】
前記ペナルティ関数はデッド区域関数に基づき、
前記デッド区域関数は、
前記測定値が前記測定値の最小値と前記測定値の最大値との間にあるときゼロ値を有し、
前記測定値が前記最小値を下回るとき線形に減少し、
前記測定値が前記最大値を上回るとき線形に増加する、請求項１の極値探索制御システム。
【請求項５】
前記極値探索制御装置は、
前記測定値に基づいて前記デッド区域関数の値を計算してデッド区域値を生成することと、
前記デッド区域値の二乗値または絶対値を計算することと
によって前記性能ペナルティを計算するように構成される、請求項４の極値探索制御システム。
【請求項６】
前記極値探索制御装置はさらに、前記デッド区域値の前記二乗値または絶対値にスケーリングパラメータを掛けることによって前記性能ペナルティを計算するように構成される、請求項５の極値探索制御システム。
【請求項７】
前記極値探索制御装置は、前記性能変数に１と前記性能ペナルティとの和を掛けることによって、前記性能ペナルティにより前記性能変数を修正して前記修正済み費用関数を生成するように構成される、請求項１の極値探索制御システム。
【請求項８】
前記極値探索制御装置は、ディザ信号により前記制御入力を増大するように構成される、請求項１の極値探索制御システム。
【請求項９】
方法であって、
ビルディングの可変の状態または条件に影響を与えるためにプラントを動作させるステップと、
前記プラントに制御入力を与え、前記プラントから第１のフィードバックとして性能変数を受信するステップであって、前記プラントは前記制御入力を使用して前記性能変数に影響を及ぼし、前記性能変数は前記プラントの資源消費量を表すステップと、
前記プラントから第２のフィードバックとして前記可変の状態または条件の測定値を受信するステップと、
前記測定値にペナルティ関数を適用することによって性能ペナルティを計算するステップと、
前記性能ペナルティにより前記性能変数を修正して修正済み費用関数を生成するステップと、
前記制御入力に対する前記修正済み費用関数の勾配を推定するステップと、
前記制御入力を変調することによって前記修正済み費用関数の前記勾配をゼロに向けて動かすステップと
を含み、
前記ペナルティ関数は、前記測定値が設定値またはデッド区域よりも大きい場合、前記性能ペナルティは前記測定値が前記設定値またはデッド区域から離れるにつれて増加し、前記測定値が設定値またはデッド区域よりも小さい場合、前記性能ペナルティは前記測定値が前記設定値またはデッド区域から離れるにつれて増加するように構成される、方法。
【請求項１０】
前記ペナルティ関数は、前記測定値が前記デッド区域から逸脱する量に基づいて単調増加する、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記制御入力にディザ信号を適用することと、前記ディザ信号の動作により引き起こされる前記測定値の振動を含むように前記デッド区域を定めることとによって前記デッド区域の範囲を自動的に決定するステップをさらに含む、請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記ペナルティ関数はデッド区域関数に基づき、
前記デッド区域関数は、
前記測定値が最小値と最大値との間にあるときゼロ値を有し、
前記測定値が前記最小値を下回るとき線形に減少し、
前記測定値が前記最大値を上回るとき線形に増加する、請求項９の方法。
【請求項１３】
前記性能ペナルティを計算するステップは、
前記測定値に基づいて前記デッド区域関数の値を計算することによりデッド区域値を生成するステップと、
前記デッド区域値の二乗値または絶対値を計算するステップと
を含む、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記性能ペナルティを計算するステップはさらに、前記デッド区域の前記二乗値または絶対値にスケーリングパラメータを掛けるステップを含む、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記性能ペナルティにより前記性能変数を修正して前記修正済み費用関数を生成するステップは、前記性能変数に１と前記性能ペナルティとの和を掛けるステップを含む、請求項９の方法。
【請求項１６】
ディザ信号により前記制御入力を増大するステップをさらに含む、請求項９の方法。
【請求項１７】
極値探索制御装置であって、
性能変数、およびビルディングの可変の状態または条件の測定値を受信するためにプラントに通信可能に結合される制約ハンドラを含み、
前記プラントは、前記極値探索制御装置からの制御入力に応答して前記性能変数および前記測定値に影響を及ぼすように動作可能であり、
前記制約ハンドラは、
前記測定値にペナルティ関数を適用することによって性能ペナルティを計算することと、
前記性能ペナルティにより前記性能変数を修正して修正済み費用関数を生成することと、
前記修正済み費用関数を性能勾配プローブに与えることと
を行うように構成され、
前記性能勾配プローブは、前記制御入力に対する前記修正済みの費用関数の勾配を推定し、前記勾配を操作変数アップデータに与えるように構成され、
前記操作変数アップデータは、前記プラントが前記勾配をゼロに向けて動かすための更新済み制御信号を生成するように構成され、
前記ペナルティ関数は、前記測定値が設定値またはデッド区域よりも大きい場合、前記性能ペナルティは前記測定値が前記設定値またはデッド区域から離れるにつれて増加し、前記測定値が設定値またはデッド区域よりも小さい場合、前記性能ペナルティは前記測定値が前記設定値またはデッド区域から離れるにつれて増加するように構成される、極値探索制御装置。
【請求項１８】
前記ペナルティ関数は、前記測定値が前記デッド区域から逸脱する量に基づいて単調増加する、請求項１７の極値探索制御装置。
【請求項１９】
前記操作変数アップデータは、ディザ信号により前記更新済み制御信号を増大するように構成される、請求項１７の極値探索制御装置。
【請求項２０】
前記制約ハンドラは、前記性能変数に１と前記性能ペナルティとの和を掛けることによって、前記ペナルティ関数により前記性能変数を修正して前記修正済み費用関数を生成するように構成される、請求項１７の極値探索制御装置。