[发明专利]基于动态矩阵前馈预测的电液伺服PID控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于动态矩阵前馈预测的电液伺服PID控制方法，包括：通过DMC前馈控制器和PID负反馈控制器相结合对电液伺服系统输入量进行优化，具体步骤如下：

建立所述DMC前馈控制器；

通过所述DMC前馈控制器优化电液伺服系统的性能指标，以及滚动优化所述电液伺服系统的控制输入值；

建立所述PID负反馈控制器，获取优化所述电液伺服系统的控制输入值；其中，对所述PID负反馈控制器的参数进行整定；

根据所述DMC前馈控制器获取的所述电液伺服系统的滚动优化的控制输入值和根据所述PID负反馈控制器获取的所述电液伺服系统的优化的控制输入值，获取所述电液伺服系统总的优化的控制输入值。

2.如权利要求1所述的基于动态矩阵前馈预测的电液伺服PID控制方法，其中，在建立所述DMC前馈控制器的过程中，

DMC算法采用对象的单位阶跃响应系数进行预测模型的建立，在所述电液伺服系统的输入端加上单位阶跃信号后，在各个采样时间的动态阶跃响应系数分别为a_i＝a(iT),i＝1,2,...,N，N是模型的时域长度；

根据线性系统的比例和叠加性质，从k时刻起对系统施加M个输入控制增量Δu(k+j),j＝0,1,…M-1后，则系统在未来p个时刻的预测输出等于不施加任何控制增量时系统的输出与单独施加这M个输入控制增量引起的系统输出的叠加，即：

y_M(k+1|k)＝y₀(k+1|k)+a₁Δu(k)(1a)

y_M(k+2|k)＝y₀(k+2|k)+a₂Δu(k)+a₁Δu(k+1)(1b)

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·

y_M(k+P|k)＝y₀(k+P|k)+a_PΔu(k)+…+a_P-M+1Δu(k+M-1)(1c)

将公式(1a)至(1c)写成矢量形式为：

Y_M(k+1)＝Y₀(k+1)+AΔU(k)(2)

其中，ΔU(k)＝[Δu(k),Δu(k+1),…,Δu(k+M-1)]^T，P为滚动优化时域长度，M为控制时域长度(M≤P≤N)，A为由阶跃响应系数组成的P×M矩阵，如下所示：

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