[发明专利]基于广义预测控制的复印机碳粉供应控制方法

摘要

本发明公开了一种基于广义预测控制的复印机碳粉供应控制方法，主要解决了双组份复印机碳粉供应控制效果差的问题。其技术方案是：1.根据图像浓度设定值，设置最优复印机碳粉浓度值；2.将碳粉浓度值的期望值w预设为复印机最优碳粉浓度值；3.根据碳粉浓度值的期望值w，采用阶梯控制策略和隐式控制策略相结合的方法计算最优输入控制量；4.将输入控制量作用于碳粉供应电机的使能信号上，控制电机的工作状态，完成一次碳粉供应工作。本发明提高了碳粉浓度控制的精确度，大量地减少了计算量，可用于双组份复印机碳粉供应控制系统。

主权项

1.一种基于广义预测控制的复印机碳粉供应控制方法；其特征在于，包括：(1)根据图像浓度设定值，设置复印机最优碳粉浓度TC值；(2)将复印机碳粉浓度TC值的期望值w预设为复印机最优碳粉浓度TC值；(3)根据所述的碳粉浓度TC值的期望值w，采用阶梯控制策略和隐式控制策略相结合的控制方法计算最优的输入控制量：(3a)采用如下受控自回归积分滑动平均模型，作为碳粉供应控制系统的辨识模型：A(z‑1)y(k)＝B1(z‑1)u(k)+B2(z‑1)v(k)+ξ(k)/Δ    <1>式中，表示输出量y(k)的多项式，表示输入量u(k)的多项式，表示输入量v(k)的多项式，z‑1是后移算子，y(k)代表碳粉浓度TC值，u(k)代表加粉电机的使能信号，v(k)代表打印图像黑色像素点总个数，ξ(k)是白噪声，Δ＝1‑z‑1是差分算子；(3b)设定碳粉供应控制系统的性能指标函数如下：式中，N为最大预测长度，M为控制长度，M≤N，λ为大于零的控制加权系数，w(k+j)为碳粉浓度TC的期望值，w(k+j)＝αjy(k)+(1‑aj)yr,j＝1,2,…，yr为目标设定值，α为柔化系数，0<α<1，Δu(k+j‑1)是输入量u在k‑j+1时刻的增量，Δu(k+j‑1)＝u(k+j‑1)‑u(k+j‑2)；(3c)将碳粉浓度TC值的期望值w代入性能指标函数<2>，根据阶梯控制方法计算最优输入控制量u(k)：u(k)＝u(k‑1)+Δu(k|k)             <3>式中，Δu(k|k)＝Gu,0(w(k)‑Gv,0δv‑f(k))[GuTGuλ(1+βu2+…+βu2(M‑1))]‑1，G_u是列向量，βu是控制量u的阶梯因子，Gu,0是向量Gu的第1个分量，Gu,0＝g1,0，G_v是列向量，βv是v控制量的阶梯因子，Gv,0是向量Gv的第1个分量，Gu,0＝g2,0，δv是输入量v在k时刻的增量，δv＝v(k)‑v(k‑1)；(4)将得到最优的输入控制量u(k)作用于碳粉供应电机使能信号上，控制碳粉供应电机的工作状态，完成一次碳粉供应工作。