[发明专利]一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种均衡风缸压力的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：获取均衡风缸的压力目标值以及采集当前时刻均衡风缸的压力实测值；

S2：判断当前时刻的压力目标值与压力实测值是否相等，若相等，保持压力不变；若不等，执行步骤S3；

S3：将当前时刻的压力目标值与压力实测值作为输入变量，并基于混合逻辑动态模型以及系统优化性能指标函数进行预测控制得到输出控制量；

其中，所述混合逻辑动态模型是根据均衡风缸连续的压力值以及充风阀、排风阀离散的二值开关状态的混合特性构建的MLD模型，系统优化性能指标函数为以均衡风缸的实际压力达到压力目标值并减少充风阀和排风阀开关次数为目标的优化函数；

得到的输出控制量包括当前时刻充风阀以及排风阀的开闭状态变化量，所述开闭状态变化量表示充风阀以及排风阀在当前时刻相较于前一时刻的开关变化；

S4：根据输出控制量控制均衡风缸的充风阀以及排风阀的开闭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述系统优化性能指标函数如下：

s.t.(MLD)

式中，J表示优化性能指标，Q_p为压力预测值与压力目标值之间误差的惩罚函数，当前时刻的压力预测值等于当前时刻的压力实测值；Q_s为充风阀和排风阀切换的惩罚函数，N_p是预测时域，N_c是控制时域，m表示步长，P_c(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的压力预测值，P_d(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的压力目标值，Δu₁(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的充风阀的开闭状态变化量，Δu₂(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的排风阀的开闭状态变化量，||·||₁表示1范数，q_p、q_s1和q_s2为惩罚系数，R为实数，δ^T(k+N_c-1|k)表示在当前k时刻预测时k+N_c-1时刻的二值辅助变量，z^T(k+N_c-1|k)表示在当前k时刻预测时k+N_c-1时刻的连续辅助变量，所述混合逻辑动态模型表示k+1时刻的压力预测值与k时刻的压力实测值、k时刻的二值辅助变量、连续辅助变量、充风阀和排风阀的开闭状态变化量关系，MLD表示所述混合逻辑动态模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合逻辑动态模型如下：

式中，x(k)＝[P_c(k) u₁(k-1) u₂(k-1)]^T，u₁(k),u₂(k)∈{0,1}，Δu₁(k)＝u₁(k)-u₁(k-1)，Δu₂(k)＝u₂(k)-u₂(k-1)；

其中，P_c(k)表示k时刻的压力预测值，当前时刻的压力预测值等于当前时刻的压力实测值，u₁(k-1)表示k-1时刻充风阀的开闭状态，u₂(k-1)表示k-1时刻排风阀的开闭状态，Δu₁(k)表示k时刻充风阀的开闭状态变化量，Δu₂(k)表示k时刻排风阀的开闭状态变化量，1表示电磁阀开，0表示电磁阀关闭，δ(k)表示k时刻的二值辅助变量，z(k)表示k时刻的连续辅助变量，A,B₁,B₂,B₃,E₁,E₂,E₃,E₄,E₅均为系数矩阵。