[发明专利]用于模型预测控制的控制参数的设定方法

权利要求书

1.一种用于模型预测控制的控制参数的设定方法，为了使伺服控制的实际的对象即实际对象装置的输出追随规定的目标指令，由具有第一积分器的控制装置执行与该规定的控制对象有关的该模型预测控制，该第一积分器被输入该规定的目标指令和与该实际对象装置对应的规定的控制对象的输出的偏差，其中，

所述控制装置具有模型预测控制部，该模型预测控制部具有以规定的状态方程式的形式划定与至少包含所述规定的控制对象的放大的控制对象相关联的规定的放大状态变量和向所述放大的控制对象的控制输入的相关关系的预测模型，对所述规定的目标指令进行在规定时间长度的预测区间中根据规定的评价函数进行基于该预测模型的所述模型预测控制，且至少输出该预测区间的初始时刻的所述控制输入的值，

在所述规定的放大状态变量的一部分且与所述规定的控制对象相关联的规定的状态变量中包含由所述偏差和规定的积分增益之积表示的规定积分项，

所述设定的方法包括：

时间响应确定步骤，确定具有虚拟对应于所述第一积分器的虚拟积分器且与虚拟对应于所述放大的控制对象的虚拟控制对象相关联的最佳伺服控制结构中的期望的时间响应，该最佳伺服控制结构由将相对于该虚拟控制对象的虚拟的目标指令设为r1、将对该虚拟控制对象的虚拟的控制输入设为虚拟控制输入u1、将所述规定的状态变量设为x，将该虚拟控制对象的虚拟的输出设为y1时，该虚拟控制输入u1包含状态反馈增益K_F、积分增益K_I的下式1表示；

增益计算步骤，计算与所述期望的时间响应对应的所述状态反馈增益K_F及所述积分增益K_I；

权重系数计算步骤，在将向所述放大的控制对象的所述控制输入设为u、将该放大的控制对象的输出设为y、将所述偏差设为e、将目标指令设为r、将A、B、C设为规定的系数、将所述规定的状态变量设为x，与所述规定的控制对象相关的状态方程式由下式2表示时，基于所述状态反馈增益K_F及所述积分增益K_I，按照下式3所示的规定的黎卡提方程式计算出该黎卡提方程式中的第一权重系数Qf、第二权重系数Q、第三权重系数R中的该第二权重系数Q及该第三权重系数R；

设定步骤，在所述规定的评价函数中，对与和所述规定的状态变量有关的阶段成本即状态量成本对应的权重系数设定所述第二权重系数Q，对与和所述控制输入有关的阶段成本即控制输入成本对应的权重系数设定所述第三权重系数R，

所述控制输入为相对所述规定的控制对象的冲击输入，

所述放大的控制对象在所述规定的控制对象的基础上，还包含对所述冲击输入进行规定的积分处理的进一步的积分器，

所述预测模型划定包含与所述规定的控制对象相关联的所述规定的状态变量和与所述进一步的积分器相关联的状态变量的所述规定的放大状态变量与所述冲击输入的相关关系，

u1＝-K_Fx+K_I÷(r1-y1)dt…(式1)

其中，

Q_fA_e+A_e^TQ_f-Q_fB_eR^-1B_e^TQ_f+Q＝0…(式3)

其中，

2.如权利要求1所述的用于模型预测控制的控制参数的设定方法，其中，

在所述权重系数计算步骤中，进一步计算所述第一权重系数Qf，

在所述设定步骤中，进一步对与和所述规定的状态变量有关的终端成本对应的权重系数设定所述第一权重系数Qf。

3.如权利要求1或2所述的用于模型预测控制的控制参数的设定方法，其中，

所述放大的控制对象仅包含所述规定的控制对象，

所述规定的放大状态变量的一部分与所述规定的状态变量一致。