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专利号: 2018109976243
申请人: 中国地质大学(武汉)
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种批次称重加料过程迭代学习控制方法,其特征在于:包括以下步骤:S101:根据称重加料过程的机理,建立称重加料过程的状态空间模型;

S102:基于状态空间模型,得到与迭代学习控制器对应的二维系统;

S103:根据二维系统的稳定性条件、称重加料过程系统的控制性能的目标函数和多目标优化方法,得到多组控制参数,并将多组控制参数的控制性能进行一一对比,得到迭代学习控制器的最优控制器参数;

S104:根据迭代学习控制器的最优控制器参数,确定迭代学习控制器,得到当前批次t时刻的迭代学习更新律,α≥t≥1,α为每一批次的加料时长;

S105:获取上一批次t时刻的称重加料过程的输入电压,根据当前批次t时刻的迭代学习更新律,得到当前批次t时刻的称重加料过程的输入电压;称重加料过程的输入电压即为迭代学习控制器的输出;

S106:根据当前批次t时刻的称重加料过程的输入电压,控制整个称重加料过程;

S107:当达到当前批次的加料时长α后,回到步骤S104,开始新的批次的称重加料过程,直到完成所有批次的称重加料过程。

2.如权利要求1所述的一种批次称重加料过程迭代学习控制方法,其特征在于:在步骤S101中,称重加料过程的状态空间模型为:其中,Kif为增益系数,m为质量,k为弹簧的弹性系数,c为阻尼器的阻尼系数,L为电磁振动执行器线圈的感抗,u为电磁振动执行器线圈两端的电压,i为电磁振动执行器线圈的电流,w为物料质量,X为料槽的振动位移,Kxv为料槽的振动位移与振动给料器的平均给料速度的比例系数。

3.如权利要求1所述的一种批次称重加料过程迭代学习控制方法,其特征在于:在步骤S102中,与迭代学习控制器对应的一个二维系统为:其中:

A、B、C分别为

称重加料过程的状态空间模型离散化后的系数,I为单位矩阵,Kmn为控制器参数中的元素,m=1,2,n=1,2,3。

4.如权利要求3所述的一种批次称重加料过程迭代学习控制方法,其特征在于:在步骤S103中,二维系统的稳定性条件为:存在正定的对称矩阵P,Q,且P>Q>0,通过MATLAB中线性矩阵不等式求解工具箱求解出矩阵P,Q,Y1,Y2,使得以下线性矩阵不等式成立其中,

5.如权利要求4所述的一种批次称重加料过程迭代学习控制方法,其特征在于 :在 步 骤S1 03中 ,称 重加料 过程系统 的控 制性能的 目标 函数为 :其中,yref表示称重加料过程的输出参考物料重

量变化曲线,y表示称重加料过程的实际输出物料的变化曲线,α表示每一批次的加料时长,β表示批次;

多目标优化问题为: 解决多目标问题的多目标优化方法为:

S201:初始化参数:初始温度T,最低温度Tl;

S202:通过LMI求解器,求解稳定性条件ψ<0时,得到的控制器参数K1,K2,令K1,opt=K1,K2,opt=K2,令f1,opt=f1(K1,K2),f2,opt=f2(K1,K2);

S203:改变K1,opt,K2,opt,得到新的K1,K2,仿真得到f1,new=f1(K1,K2),f2,new=f2(K1,K2);

S204:比较f1,opt,f2,opt,f1,new,f2,new,若f1,new<f1,opt,f2,new<f2,opt,则K1,opt=K1,K2,opt=K2,f1,opt=f1,new,f2,opt=f2,new;否则,计算 和接受概率 得到K1,opt=K1,K2,opt=K2,f1,opt=f1,new,f2,opt=f2,new;

S205:减小初始温度T;若T>Tl,则回到步骤S203;否则,则到步骤S206;

S206:验证K1,opt,K2,opt是否满足稳定性条件ψ<0,若是,则K1,opt,K2,opt为最优控制参数,若否,则回到步骤S202。

6.如权利要求5所述的一种批次称重加料过程迭代学习控制方法,其特征在于:在步骤S104中,迭代学习控制律的计算公式为:

7.如权利要求6所述的一种批次称重加料过程迭代学习控制方法,其特征在于:在步骤S105中,得到当前批次t时刻的输入电压的计算公式为:其中,ue(t,k+1)是表示当前批次k+1与上一批次k的输入差,k≥0。