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专利号: 2014102802721
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-11-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.无穷时域优化的批次过程的线性二次容错控制方法,其特征在于该方法的具体步骤是:步骤(1).建立注射过程的扩展状态空间模型,具体方法是:a.建立注射过程的实时运行数据库,通过数据采集装置采集实时过程运行数据将采集的实时过程运行数据作为数据驱动的样本集合 其中, 表示第i组比例阀阀门的开度,y(i)表示第i组实际输出的注射速度;以注射速度过程的实时过程运行数据集合为基础建立基于最小二乘算法的离散差分方程形式的局部受控自回归滑动平均模型:其中,yL(k)表示k时刻注射速度的实际输出值,θ表示通过辨识得到的模型参数的集合,表示注射过程局部预测模型的过去时刻的输入和输出数据的集合,u(k-d-1)表示k-d-1时刻注射过程中比例阀阀门的开度,d+1为对应注射过程的时滞,T为矩阵的转置符号;

采用的辨识手段为:

其中, 和P为辨识中的两个矩阵, γ为遗忘因子,为单位矩阵;

b.将a步骤中得到的注射过程模型转换为差分方程的形式:Δy(k)+HΔy(k-1)=FΔu(k-d-1)其中,Δ是差分算子,F,H为a步骤中通过辩识得到的参数,d为时滞项;

c.选取状态变量,根据b步骤中的差分方程,建立注射过程的状态空间模型,形式如下:其中,

Cm=(1 0 0 … 0)

其中,Am为(d+1)×(d+1)阶矩阵,Bm为(d+1)×1阶矩阵,Cm为1×(d+1)阶矩阵;

d.将c步骤中得到的注射过程的状态空间模型转换为包含状态变量和输出跟踪误差的扩展状态空间模型,形式如下:z(k+1)=Az(k)+BΔu(k)=Az(k)+Bu(k)-Bu(k-1)式中,

e(k)=r(k)-y(k)

e(k)为k时刻理想注射速度值与实际注射速度值之间的差值;

步骤(2).设计注射过程的无穷时域优化的批次过程线性二次容错控制器,具体方法是:a.选取注射过程的目标函数,形式如下:Q=diag{qj1,qj2,…,qjp+q-1,qje}其中,Q>0,R>0分别注射过程状态的加权矩阵、输入加权矩阵,[k0,kf]为注射过程的优化时域;qj1,qj2,…qjp+q+1为注射速度过程状态的权重系数,qje为输出跟踪误差的权重系数并且取qje=1;

b.利用庞特里亚金最小值原理将a步骤的目标函数写成如下形式:其中,pk+1为拉格朗日乘子;

c.求 并令其等于零,可得

联合 可得

其中,R-1表示输入加权矩阵的逆矩阵;

d.令kf趋于正无穷,可得

Δu(k)=-R-1BT[I+K∞BR-1BT]-1K∞Az(k)K∞=AT[I+K∞BR-1BT]-1K∞A+Q=ATK∞A-ATK∞B(R+BTK∞B)-1BTK∞A+Qu(k)=u(k-1)+Δu(k)

其中,K∞为kf趋于正无穷时 的值;

e.将d步骤中得到的比例阀阀门开度u(k)作用于注塑机;

f.在下一时刻,依照a到e的步骤继续求解新的比例阀阀门的开度u(k+1),并依次循环。