[實用新型]一種DMC的初始預測值實現電路

有效

• 申請號: 201420256400.4
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN203930371U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 張日東;鄒琴
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于自動化控制技術領域，具體涉及一種DMC的初始預測值實現電路。

背景技術

在許多實時測量控制系統中，信號采集、處理、控制算法的形成等環節均受微處理器的控制。一些專門的類型的微處理器，特別適合非常快速地執行數學計算，但是一些運算函數的算法中，既需要較長的機時，運算算法又會占用較多的微處理器資源。如果可以將動態矩陣控制（DMC）的未來新的初始預測值計算過程由外圍電路來實現，可以加快運算速度，節省微處理器的資源，也可以進一步推進預測控制方法的運用。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種DMC的初始預測值實現電路，以獲得經校正并移位后的新的初始預測值。

本實用新型包括預測輸出電路、誤差校正電路和校正后的預測輸出電路。

所述預測輸出電路包括兩個運算放大器A1、A2、兩個可變電阻R1、R2、五個電阻R3、R4、R5、R6、R7、兩個電解電容C1、C2。可變電阻R1一端接直流電源V1，另一端接運算放大器A1的反相輸入端、電解電容C1和可變電阻R2的一端，運算放大器A1的同相輸入端接電阻R3的一端，電阻R3另一端接地，運算放大器A1的輸出端接電解電容C1、可變電阻R2的另一端和電阻R4的一端；運算放大器A2的反相輸入端接電阻R4的另一端、電阻R7和電解電容C2的一端，電阻R5、R6的一端與運算放大器A2的同相輸入端相連，電阻R5的另一端接電源電壓V2，電阻R6的另一端接地，運算放大器A2輸出端接電阻R7、電解電容C2的另一端和電阻R12的一端。

所述誤差校正電路包括運算放大器A5、一個電解電容C5、四個電阻R15、R16、R17、R18。運算放大器A5的反相輸入端接電阻R15、R18和電容C5的一端，電阻R15的另一端接電源電壓V3，運算放大器A5的同相輸入端接電阻R16、R17的一端，電阻R16的另一端接電源電壓V4，電阻R17的另一端接地，運算放大器A5的輸出端接電阻R18、電容C5的另一端和可變電阻R8的一端。

所述校正后的預測輸出電路包括兩個運算放大器A3、A4、兩個可變電阻R8、R9、五個電阻R10、R11、R12、R13、R14、兩個電容C3、C4。可變電阻R8一端接運算放大器A5輸出端，另一端接運算放大器A3的反相輸入端、電解電容C3和可變電阻R9一端，運算放大器A3的同相輸入端接電阻R10的一端，電阻R10另一端接地，運算放大器A3的輸出端接電解電容C3、可變電阻R9的另一端和電阻R11的一端；運算放大器A4的反相輸入端接電阻R11的另一端、電阻R14和電解電容C4的一端，運算放大器A4的同相輸入端與電阻R12、R13的一端連接，電阻R12的另一端接運算放大器A2的輸出端，電阻R13的另一端接地，運算放大器A4輸出端接電阻R14、電解電容C4的另一端。

本實用新型采用電子電路實現了DMC的初始預測值計算，在實現控制過程中，不需要經過計算機與各個硬件模塊的通訊，節省了控制周期。

附圖說明

圖1為預測輸出電路示意圖。

圖2為誤差校正電路示意圖。

圖3為校正后的預測輸出電路示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，所述預測輸出電路包括兩個運算放大器A1、A2、兩個可變電阻R1、R2、五個電阻R3、R4、R5、R6、R7、兩個電解電容C1、C2。可變電阻R1一端接直流電源V1，另一端接運算放大器A1的反相輸入端、電解電容C1和可變電阻R2的一端，運算放大器A1的同相輸入端接電阻R3的一端，電阻R3另一端接地，運算放大器A1的輸出端接電解電容C1、可變電阻R2的另一端和電阻R4的一端；運算放大器A2的反相輸入端接電阻R4的另一端、電阻R7和電解電容C2的一端，電阻R5、R6的一端與運算放大器A2的同相輸入端相連，電阻R5的另一端接電源電壓V2，電阻R6的另一端接地，運算放大器A2輸出端接電阻R7、電解電容C2的另一端和電阻R12的一端；所述可變電阻R1、R2的阻值滿足模型參數 ，其中（i=1,2,…,N）為對象單位階躍響應的采樣值，N為模型長度；所述電源電壓V1的電壓值為控制增量，所述電源電壓V2的電壓值為當前時刻的初始預測值，所述電阻R4、R5、R6、R7的阻值滿足R4=R5=R6=R7；通過改變R1、R2的阻值來獲得N個階躍響應的采樣值，繼而得到未來時刻的輸出預測值。