南京明日智控科技有限公司明新伟获国家专利权
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龙图腾网获悉南京明日智控科技有限公司申请的专利一种电液伺服系统模型预测控制方法、设备及介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121382732B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511986980.1,技术领域涉及:F15B13/02;该发明授权一种电液伺服系统模型预测控制方法、设备及介质是由明新伟;高久喜设计研发完成,并于2025-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种电液伺服系统模型预测控制方法、设备及介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种电液伺服系统模型预测控制方法、设备及介质,涉及电液伺服模型预测技术领域,包括,基于电液伺服系统进行数据采集,根据等效腔压力差所形成的合力定义状态变量向量,通过前向欧拉法进行离散化处理,且构建活塞受力平衡方程,更新状态变量向量数据,设定电控域阀芯开度与控制电压的关系方程,更新液压缸流入上腔与下腔的流量,并对状态变量向量进行重构更新。本发明所述方法通过机械域的受力平衡方程与电控域补偿信号的联合使用,使控制器发出的电压变化可以等效为对输出力的直接控制,通过静态映射函数与动态补偿函数的一体化融合,使补偿后的电压驱动信号既能在稳态时维持理想线性,又能在动态变化时实时修正滞后误差。
本发明授权一种电液伺服系统模型预测控制方法、设备及介质在权利要求书中公布了:1.一种电液伺服系统模型预测控制方法,其特征在于,包括: 基于电液伺服系统进行数据采集,根据等效腔压力差所形成的合力定义状态变量向量,通过前向欧拉法进行离散化处理,构建活塞受力平衡方程,更新状态变量向量数据,设定电控域阀芯开度与控制电压的关系方程,更新液压缸流入上腔与下腔的流量,并对状态变量向量进行重构更新; 提取控制电压信号序列数据以及阀口的实测流量信号数据,进行死区与饱和区识别,划分阀口的响应区间,构建统一静态映射函数,引入阀芯位移传感器信号建立一阶惯性动态补偿模型,定义动态补偿函数,根据静态映射函数和动态补偿函数进行一体化融合,形成补偿后的电压驱动信号; 根据控制器规格的物理限制,确定实际发送至伺服阀驱动器的电压信号,更新重构的状态变量向量进行状态预测; 根据状态预测与期望状态的偏差,输出预测电压信号; 所述定义状态变量向量,通过前向欧拉法进行离散化处理,且构建活塞受力平衡方程,更新状态变量向量数据,设定电控域阀芯开度与控制电压的关系方程,更新液压缸流入上腔与下腔的流量,并对状态变量向量进行重构更新,包括, 基于液压缸活塞位移数据、活塞速度数据以及等效腔压力差所形成的合力定义状态变量向量; 根据液压缸的两腔采集压力数据以及液压缸活塞有效面积计算两腔压力状态值; 通过前向欧拉法进行离散化处理,得到上下腔压力值,且构建活塞受力平衡方程,更新活塞速度、活塞加速度以及等效腔压力差所形成的合力; 设定电控域阀芯开度与控制电压的关系方程,更新液压缸流入上腔与下腔的流量; 针对更新的液压缸上腔与下腔的流量以及活塞速度、活塞加速度以及等效腔压力差所形成的合力数据,对状态变量向量进行重构更新; 定义液压缸活塞位移数据、活塞速度数据以及等效腔压力差所形成的合力的边界值均基于设备使用的安全范围标准; 所述进行死区与饱和区识别,划分阀口的响应区间,构建统一静态映射函数,引入阀芯位移传感器信号建立一阶惯性动态补偿模型,定义动态补偿函数,根据静态映射函数和动态补偿函数进行一体化融合,形成补偿后的电压驱动信号,包括, 基于状态变量向量的重构更新,提取控制电压信号序列数据,以及阀口的实测流量信号数据,进行死区与饱和区识别,根据阀口流量检测分辨率下限进行死区判断,根据流量变化率阈值进行饱和区判断; 根据死区的正负边界电压以及饱和区的正负边界电压数据,用于划分阀口的响应区间,作为线性区数据,并通过最小二乘法进行拟合输出线性区增益; 基于线性区增益构建统一静态映射函数,将死区与饱和区进行线性延拓补偿; 针对静态映射函数,引入阀芯位移传感器信号建立一阶惯性动态补偿模型,并通过前向欧拉法进行离散化表示,定义动态补偿函数; 分别根据静态映射函数和动态补偿函数进行一体化融合,形成补偿后的电压驱动信号; 所述根据控制器规格的物理限制,确定实际发送至伺服阀驱动器的电压信号,包括, 根据一体化补偿的电压驱动信号,根据控制器规格的最大电压和最小电压进行物理限制,并确定实际发送至伺服阀驱动器的电压信号; 所述更新重构的状态变量向量进行状态预测,包括, 基于发送至伺服阀驱动器的电压信号更新重构的状态变量向量,并通过递推计算进行状态预测; 所述根据状态预测与期望状态的偏差,输出预测电压信号,包括, 设置期望状态并定义目标函数,评估预测状态与期望状态的偏差以及控制量的变化,定义约束条件为使目标函数最小化,输出预测电压信号。
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