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龍圖騰網(wǎng)獲悉同濟(jì)大學(xué)申請的專利一種磁浮列車懸浮系統(tǒng)的安全強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制方法、設(shè)備及介質(zhì)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120215280B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510667687.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05B13/04；該發(fā)明授權(quán)一種磁浮列車懸浮系統(tǒng)的安全強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制方法、設(shè)備及介質(zhì)是由孫友剛;趙小寧;吉文;徐俊起;方鷺洋設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-05-23向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種磁浮列車懸浮系統(tǒng)的安全強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制方法、設(shè)備及介質(zhì)在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種磁浮列車懸浮系統(tǒng)的安全強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制方法、設(shè)備及介質(zhì)，涉及磁浮控制技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括以下步驟：S1、構(gòu)建懸浮系統(tǒng)動力學(xué)模型，作為訓(xùn)練環(huán)境；S2、將懸浮系統(tǒng)的控制問題建模為約束尋優(yōu)問題；S3、將約束尋優(yōu)問題轉(zhuǎn)為無約束優(yōu)化問題，對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行迭代求解；S4、構(gòu)建代價函數(shù)，加快無約束優(yōu)化問題的求解，設(shè)計(jì)懲罰項(xiàng)以引導(dǎo)系統(tǒng)狀態(tài)遠(yuǎn)離安全邊界；S5、在強(qiáng)化學(xué)習(xí)環(huán)境中，結(jié)合代價函數(shù)，對無約束優(yōu)化問題進(jìn)行迭代訓(xùn)練求解。本發(fā)明不依賴于精確的懸浮系統(tǒng)模型，無需針對每個特定挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)單獨(dú)的控制策略，可通過與懸浮系統(tǒng)的交互自適應(yīng)學(xué)習(xí)最優(yōu)控制策略，具有較強(qiáng)的魯棒性與靈活性。

本發(fā)明授權(quán)一種磁浮列車懸浮系統(tǒng)的安全強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制方法、設(shè)備及介質(zhì)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種磁浮列車懸浮系統(tǒng)的安全強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于，包括以下步驟： S1、構(gòu)建考慮多種外部干擾、時滯及軌道不平順的懸浮系統(tǒng)動力學(xué)模型，作為強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練環(huán)境； S2、將懸浮系統(tǒng)的控制問題建模為約束尋優(yōu)問題，定義李雅普諾夫候選函數(shù)及穩(wěn)定性約束條件； S3、將S2步驟的約束尋優(yōu)問題轉(zhuǎn)為無約束優(yōu)化問題，并通過梯度下降法對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行迭代求解； S4、基于屏障函數(shù)構(gòu)建代價函數(shù)，加快S3步驟無約束優(yōu)化問題的求解，并結(jié)合懸浮系統(tǒng)的物理邊界限制，設(shè)計(jì)懲罰項(xiàng)以引導(dǎo)系統(tǒng)狀態(tài)遠(yuǎn)離安全邊界； S5、在S1步驟建立的強(qiáng)化學(xué)習(xí)環(huán)境中，結(jié)合S4步驟的代價函數(shù)，對S3步驟的無約束優(yōu)化問題進(jìn)行迭代訓(xùn)練求解，得到具有穩(wěn)定性保證與安全約束懸浮系統(tǒng)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)智能體； 在所述S3的步驟中，所述無約束優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)為： ； 其中，和是拉格朗日乘子；是智能體在環(huán)境中接收到的觀測值；是從經(jīng)驗(yàn)回放池中采樣得到的獎勵求期望；是時刻的獎勵；是代價； 考慮保證穩(wěn)定性即可滿足最大化獎勵，上式簡化為： ； 通過梯度下降法進(jìn)行更新： ； 其中，是對求梯度；是對求梯度； 拉格朗日乘子通過最大化以下目標(biāo)更新： ； 其中，是從經(jīng)驗(yàn)回放池中獲取的期望； 并被限制為正值： ； 其中，是學(xué)習(xí)率；是對求梯度； 李雅普諾夫批評家的損失函數(shù)定義為： ； 其中，是李雅普諾夫候選函數(shù)，作為更新的目標(biāo)函數(shù)； 進(jìn)一步的，選取為有限時間窗口內(nèi)的代價和： ； 其中，是代價函數(shù)；是時刻的系統(tǒng)狀態(tài)； 在所述S4的步驟中，所述屏障函數(shù)的設(shè)計(jì)包括： 定義系統(tǒng)的安全集合和度量系統(tǒng)狀態(tài)是否在內(nèi)的函數(shù),滿足： ； ； ； 其中，是安全邊界；是維歐幾里得空間；是實(shí)數(shù)集；是度量系統(tǒng)狀態(tài)； 構(gòu)造所述屏障函數(shù)，其滿足當(dāng)系統(tǒng)接近安全邊界時，屏障函數(shù)值趨于無窮大，屏障函數(shù)為： ； 其中，是懸浮系統(tǒng)的安全邊界，上式可滿足屏障函數(shù)的要求： ； ； 其中，是對于任意系統(tǒng)狀態(tài)； 將所述屏障函數(shù)與誤差敏感項(xiàng)結(jié)合，形成綜合所述代價函數(shù)： 增加代價項(xiàng)，提高平衡點(diǎn)附近的代價值設(shè)計(jì)為： ； 其中，是調(diào)整誤差敏感程度的底數(shù)；，，是可調(diào)整的系數(shù)； 則總的代價為： ； 其中，，，，，，，，均為可調(diào)整的系數(shù)；是懸浮氣隙；是氣隙速度； 取，，，，，,,即為所構(gòu)建的代價函數(shù)。

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