[發明專利]基于模糊TS模型的壓電陶瓷執行器的預測控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201510077244.4
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104808486B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 程龍;侯增廣;譚民;劉偉川
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙)11482
• 代理人: 宋寶庫

1.一種基于模糊TS模型的壓電陶瓷執行器的預測控制方法，其特征在于，包括：

獲取壓電陶瓷執行器的電壓位移采樣數據組；

根據模糊TS模型，對電壓位移采樣數據組執行模糊聚類，獲得多個線性子規則，并根據最小二乘辨識法獲得各所述線性子規則的參數；

確定性能指標取最優條件下的各所述線性子規則對應的子預測控制律；

獲取壓電陶瓷執行器在一個采樣周期內的電壓位移預測數據組；

以所述電壓位移預測數據組對所述線性子規則的滿足度為權重對所述子預測控制律執行加權平均、確定最終預測控制律、并將所述最終預測控制律作為控制輸出函數；

所述根據模糊TS模型對所述電壓位移采樣數據組執行模糊聚類，獲得多個線性子規則，并根據最小二乘辨識法獲得各所述線性子規則的參數包括：

根據GK算法對所述電壓位移采樣數據組進行模糊聚類，求得IF-THEN表達式的模糊集A_ip，獲得線性子規則R_i：

IF x1is Ai1and x2is A2and...and xpis AipTHEN yi=fi(X)=Σj=1ny-aijy(t-j)+Σj=1nu-bijy(t-j)+ζi---(2)]]>

其中，x₁,x₂,...,x_p代表線性向量X中的元素，A_i1,A_i2,...,A_ip為線性向量X中的元素x₁,x₂,...,x_p對應的模糊集，模糊集可在模糊聚類辨識中得到；f_i(X)為第i個局部線性子模型，y_i為其對應的模型輸出；a_ij和b_ij為常數參數，ζ_i為偏差常數；n_y為輸出量y所對應的最大延遲，n_u為輸入量u所對應的最大延遲；

并針對各所述線性子規則分別用最小二乘辨識法求得參數a_ij、b_ij和ζ_i；

相應的，所述確定性能指標取最優條件下的各所述線性子規則對應的子預測控制律包括：

根據公式(2)、公式(3)和公式(4)獲得相鄰時刻的電壓的變化量序列ΔU_i，并將所述變化量序列ΔU_i的第一項作為所述線性子規則對應的電壓調節序列

Ji(Ui)=[R(t)-Y^i(t)]T[R(t)-Y^i(t)]+ρiΔUiTΔUi---(3)]]>

∂Ji(Ui)∂Ui=0---(4)]]>

其中，R(t)為壓電陶瓷執行器的跟蹤目標值序列，為第i個線性子規則的預測輸出序列，ΔU_i為相鄰時刻的電壓的變化量序列，ρ_i為懲罰因子。