2.4传递函数的参数代入-12

2.5本章小结-13

第三章广义预测控制算法-14

3.1广义预测基本方法-14

3.1.1数学模型描述-14

3.1.2广义预测基本方法-15

3.2丢番方程的求解-16

3.2.1丢番方程的递推-16

3.2.2丢番方程代码编写-17

3.3广义预测控制模型的建立-18

3.4Matlab系统仿真-19

3.4.1设置参数-19

3.4.2设置输入输出初值-19

3.4.3求解丢番方程并构建F1、F2、G20

3.4.4采样当前实际输出和参考轨迹输出并构造向量-21

3.4.5更新数据-22

3.4.6作图仿真-23

3.5常规PID控制-23

3.6对比分析-24

3.7本章小结-24

第四章基于广义预测控制的电液伺服系统开发-26

4.1固高运动控制卡简介-26

4.2广义预测算法的vb.net语言编写-26

4.3VisualStudio仿真-28

4.3.1设计界面-28

4.3.2曲线图基本参数设置-28

4.3.3曲线的实时显示-29

4.3.4仿真结果-29

4.4本章小结-30

结语-31

致谢-32

参考文献33

第一章绪论

1.1研究背景、目的及意义

随着科学技术的发展，对设备控制系统的要求日益升高，简单的液压技术和计算机技术已不能满足工作要求，为了充分满足设备的控制要求，电液伺服控制系统应运而生。电液伺服控制系统作为一门交叉性学科，它结合了液压技术、计算机技术和控制理论的相关理论知识，由于其结构简单、尺寸小，操作灵活，现被广泛用于机械制造、船舶控制领域［1］。又由于其频率响应快、灵活性高和适应能力强，在工业控制领域中，电液伺服控制系统也被深入研究和广泛应用。该技术由于其本身与控制理论结合紧密，所以随着控制理论的发展，电液伺服控制系统也得到长足发展，在相关领域发展前景广阔。

但是，伺服系统是一个典型的不确定非线性系统，外干扰、参数变化和交叉耦合干扰等外界因素普遍存在。而且人们对控制的要求越来越高，越来越趋于精密化和智能化，普通的PID控制已经不能满足人们的需求，因此基于广义预测的控制方法是本文研究的重点。

近年来，为了使得系统的控制性能不断提高，许多研究人员运用了很多先进的控制方法，例如自适应控制、鲁棒控制、滑模控制以及智能控制等，他们将这些先进的控制方法用于电液伺服系统中后取得了不少喜人的成果。但是，取得的成果大部分都是在假定系统所有状态可测量的前提下，利用状态反馈得到的，而利用输出反馈的成果却寥寥无几。实际上，像柱塞速度、加速度信号等在电液伺服系统的应用场合是无法测量的。因此，对系统的输出反馈控制问题进行研究具有极其重要的意义。

目前，阀控缸系统都是由对称伺服阀和非对称液压缸组成的，采用的主要结构形式为非对称液压缸受控于对称伺服阀。不相等的单出杆液压缸活塞的横截面积导致了在活塞作往返运动的时候，各种阀的系数是不一样的，于是进一步导致了在活塞进行换向时压力跃变的出现，最终致使液压系统不稳定。也就是说，阀控缸系统对伺服系统的控制精度和位置精度有很大的影响，所以为了提高控制及位置精度，对阀控缸系统作进一步的研究是很有必要的。

1.2国内外研究现状

1.2.1预测控制研究现状

1.2.2广义预测研究现状

1.3论文主要研究内容

本文基于以工控机为核心的测试平台，提出了一种广义预测控制的控制方案。简单介绍测试平台，并结合测试平台的实际工作特点，建立位移控制的数学模型；建立阀控缸系统带控制量的自回归积分滑动平均（CARIMA）模型，推导广义预测控制算法，然后基于Matlab建立系统仿真模型，又基于Matlab建立经典的PID控制算法模型，将两者的控制效果进行对比分析；运用vb.net语言开发基于广义预测控制的电液伺服控制系统，从设计界面到算法的编写，得到仿真图形。