[发明专利]一种基于PID控制器的稳定平台控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于PID控制器的稳定平台控制方法及装置，包括步骤：建立被控对象的广义预测算法控制模型；获取被控对象的历史和未来的输入信息，根据输入信息经广义预测算法控制模型计算得出输出信息；根据输入信息和输出信息进行多步骤的输出预测；根据预测结果设置目标函数计算得到最优控制率；根据最优控制率，基于隐式预测的自动校正算法进行自动校正。该装置包括用于建立模型单元；获取输出单元；多步输出单元；设置函数单元；自动校正单元。本发明提高了系统鲁棒性，对控制量加权，输出误差的二次性能高，隐式方式可直接辨识控制规律的参数，解决了运算量和运算时间的问题。

主权项

1.一种基于PID控制器的稳定平台控制方法，其特征在于，包括：步骤A，建立被控对象的广义预测算法控制模型；步骤B，获取被控对象的历史和未来的输入信息，根据所述输入信息经所述广义预测算法控制模型计算得出输出信息；步骤C，根据所述输入信息和输出信息进行多步骤的输出预测；步骤D，根据预测结果设置目标函数,将目标函数对未来控制量ΔU(k)求导，目的是使得目标函数最小，进而计算得到最优控制率；步骤E，根据所述最优控制率，基于隐式预测的自动校正算法进行自动校正；步骤E基于隐式预测的自动校正算法进行自动校正步骤如下：步骤E1，设置隐式预测自动校正控制算法的矢量矩阵计算表达式，如下：Yp(k+1)＝GΔU(k)+FΔU(k‑1)+S(z‑1)y(k)+Rj(z‑1)ε(k+j)将公式Yp(k+1)＝GΔU(k)+FΔU(k‑1)+S(z‑1)y(k)+Rj(z‑1)ε(k+j)展开，得公式y(k+1)＝g0Δuf(k)+E1(z‑1)Δu(k‑1)+S1(z‑1)y(k)+R1(z‑1)ε(k+1)y(k+2)＝g1Δuf(k)+g0Δuf(k+1)+E2(z‑1)Δu(k‑1)+S2(z‑1)y(k)+R2(z‑1)ε(k+2)y(k+p)＝gp‑1Δuf(k)+gp‑2Δuf(k+1)+…+g0Δuf(k+P‑1)+EP(z‑1)Δu(k‑1)+Sp(z‑1)y(k)+Rp(z‑1)ε(k+P)步骤E2，将F(z‑1)，G(z‑1)辨识出，求解公式f(k+p)＝FP(z‑1)+SP(z‑1)y(k)步骤E3，取公式y(k+1)＝g0Δuf(k)+E1(z‑1)Δu(k‑1)+S1(z‑1)y(k)+R1(z‑1)ε(k+1)y(k+2)＝g1Δuf(k)+g0Δuf(k+1)+E2(z‑1)Δu(k‑1)+S2(z‑1)y(k)+R2(z‑1)ε(k+2)y(k+p)＝gp‑1Δuf(k)+gp‑2Δuf(k+1)+…+g0Δuf(k+P‑1)+EP(z‑1)Δu(k‑1)+Sp(z‑1)y(k)+Rp(z‑1)ε(k+P)的最后一行公式，如公式y(k+P)＝gP‑1Δuf(k)+gP‑2Δuf(k+1)+...+g0Δuf(k+p‑1)+EP(z‑1)Δu(k‑1)+SP(z‑1)y(k)+RP(z‑1)ε(k+P)公式中，式中，是根据系统过去和当前的监测值{y(k)，u(k)}确定的，右边的噪声R_j(z^‑1)ε(k+j)参数包括的是系统未来时刻的随机干扰；步骤E4，正交，求得最优预测值为输出预测值；或得辨识方程为公式步骤E5，采用公式计算最小二乘辨识，辨识出最后得即公式求得步骤E6将公式y(k+1)＝g0Δuf(k)+E1(z‑1)Δu(k‑1)+S1(z‑1)y(k)+R1(z‑1)ε(k+1)y(k+2)＝g1Δuf(k)+g0Δuf(k+1)+E2(z‑1)Δu(k‑1)+S2(z‑1)y(k)+R2(z‑1)ε(k+2)y(k+p)＝gp‑1Δuf(k)+gp‑2Δuf(k+1)+…+g0Δuf(k+P‑1)EP(z‑1)Δu(k‑1)+Sp(z‑1)y(k)+Rp(z‑1)ε(k+P)的前P‑1行，改写为预测的输出值即为公式步骤E7，由控制率公式得出，当(k‑1)时刻，求出一系列控制律函数Δu(k)，Δu(k+1)，Δu(k+p‑2)，在k时刻Δu(k+i‑1)(i＝1,2,3…P‑1)是已知的,同时在每个时刻k都可以求解P步预测值，如公式可由公式计算求得，得到控制器的所有参数；