本发明涉及自动控制，特别是涉及一种统一预测控制的参数整定方法及相关产品。
背景技术：
1、pid算法历史悠久，应用广泛，具有参数少，调试简单、执行简单(模拟运算即可)等优点。但存在以下缺点：1、控制品质不佳，过渡过程的超调大，震荡明显且衰减慢，应用到大延迟对象系统更为困难，2、pid的参数整定困难，很多参数整定方法，都是在非正常工作的条件下实现的，而且整定时间长。
2、近年来，诞生了许多先进算法，如模糊控制、预测控制等，但这些算法都存在以下缺点：1、计算复杂，运算量大，实现困难；2、参数众多，难以确定。因此这些先进算法都属于科研项目，只能由技术专家来驾驭使用，没有实现产业化。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本发明提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的统一预测控制的参数整定方法及相关产品。
2、本发明的一个目的是降低预测控制算法的使用难度。
3、本发明一个进一步的目的是提供闭环辨识所需参数的方法。
4、本发明一个进一步的目的是提高预测控制算法的可用性。
5、特别地，本发明提供了一种统一预测控制的参数整定方法，其包括：
6、获取统一预测控制模型，统一预测控制模型的表达式为式1：
7、
8、在式1中，分别为q-1的第一多项式、第二多项式、第三多项式，q表示位移运算符，y(k)是对象输出，u(k)是控制量，w(k)是参考轨迹，hp是预测时域；
9、按照式2、式3、式4分别求解第一多项式第二多项式第三多项式
10、
11、其中，为被控对象静态增益k的估计值，η＝κ(1-a)(1-μ)，α＝μ(1-κ(1-a))，gi(q-1)＝g0+g1q-1+g2q-2+…+gi-1q-(i-1)，a＝e-1/θ，且θ、hl以及μ为预设值，θ为时间常数与采样周期之比，hl的取值范围为0.5θ～2θ，μ的取值范围为0～1，表示是对象延迟拍数的估计值，ts表示采样周期，表示时间常数，表示延迟时间。
12、可选地，被控对象近似为一阶惯性加纯迟延，为θ、hl以及μ赋值：θ＝10，hl＝10，μ＝0.1，
13、式2、式3、式4简化为式5、式6、式7：
14、
15、可选地，静态增益、时间常数、延迟时间的辨识过程包括：
16、记录被控对象的多个平衡点，根据多个平衡点估算静态增益；
17、改变被控对象的设定值，记录被控对象进入闭环的过渡过程，根据过渡过程中反馈值变化量与时间变化之间的关系估算时间常数以及延迟时间。
18、可选地，根据多个平衡点估算静态增益的步骤包括：将多个平衡点代入预设公式估算得到静态增益；
19、预设公式为：
20、其中，表示静态增益，y表示被控对象在设定值下的反馈值，u表示被控对象在设定值下的控制量。
21、可选地，根据过渡过程中反馈值变化量与时间变化之间的关系估算时间常数以及延迟时间的步骤包括：
22、记录反馈值变化量为0.1δw的时间为τ0.1，δw表示设定值的变化量；
23、记录反馈值变化量为0.5δw的时间为τ0.5；
24、在θ＝10，hl＝10的情况下，根据反馈值变化量与时间变化之间的关系辨识得到的参数为：
25、
26、其中，表示辨识得到的延迟时间，表示辨识得到的时间常数。
27、可选地，根据过渡过程中反馈值变化量与时间变化之间的关系估算时间常数以及延迟时间的步骤之前还包括：
28、判断被控对象是否满足预设规则，预设规则包括：静态增益准确、控制量不存在约束条件以及原先使用的时间常数大于实际时间常数；
29、若是，则继续执行根据过渡过程中反馈值变化量与时间变化之间的关系估算时间常数以及延迟时间的步骤。
30、可选地，记录被控对象的多个平衡点的步骤包括：
31、识别被控对象是否进入设定平衡状态；
32、若是，则计算被控对象在设定平衡状态下一定时长内的控制量和反馈值；
33、计算控制量和反馈值的平均值，得到一个平衡点；
34、改变被控对象的设定值，并重新识别被控对象是否进入设定平衡状态，从而得到另一平衡点。
35、可选地，识别被控对象是否进入设定平衡状态的步骤包括：
36、记录连续设定数量个采样周期内控制量中的最大值和最小值；
37、计算最大值和最小值之间的差值；
38、判断差值是否小于预设阈值；
39、若是，则判定被控对象进入设定平衡状态。
40、根据本发明的又一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一种的统一预测控制的参数整定方法的步骤。
41、根据本发明的再一个方面，还提供了一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一种的统一预测控制的参数整定方法的步骤。
42、本发明的统一预测控制的参数整定方法提供了一种统一预测控制模型，统一预测控制模型的表达式为式1：
43、
44、在式1中，分别为q-1的第一多项式、第二多项式、第三多项式，q表示位移运算符，y(k)是对象输出，u(k)是控制量，w(k)是参考轨迹，hp是预测时域；
45、按照式2、式3、式4分别求解第一多项式第二多项式第三多项式
46、
47、其中，为被控对象静态增益k的估计值，η＝κ(1-a)(1-μ)，α＝μ(1-κ(1-a))，gi(q-1)＝g0+g1q-1+g2q-2+…+gi-1q-(i-1)，且θ、hl以及μ为预设值，θ为时间常数与采样周期之比，hl的取值范围为0.5θ～2θ，μ的取值范围为0～1，表示是对象延迟拍数的估计值，ts表示采样周期，表示时间常数，表示延迟时间。
48、进一步地，将式2、式3、式4简化为式5、式6、式7：
49、
50、随后关于静态增益、时间常数、延迟时间的辨识过程包括：记录被控对象的多个平衡点，根据多个平衡点估算静态增益；改变被控对象的设定值，记录被控对象进入闭环的过渡过程，根据过渡过程中反馈值变化量与时间变化之间的关系估算时间常数以及延迟时间。通过此方法，可以在统一预测控制的框架下得到一种简约化设计算法，从而降低预测控制算法的使用难度，并且提供闭环辨识所需参数的方法，进而提高预测控制算法的可用性。
51、根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
1.一种统一预测控制的参数整定方法，包括：
2.根据权利要求1所述的统一预测控制的参数整定方法，其中
3.根据权利要求2所述的统一预测控制的参数整定方法，其中，所述静态增益、所述时间常数、所述延迟时间的辨识过程包括：
4.根据权利要求3所述的统一预测控制的参数整定方法，其中，
5.根据权利要求3所述的统一预测控制的参数整定方法，其中，
6.根据权利要求3所述的统一预测控制的参数整定方法，其中，
7.根据权利要求3所述的统一预测控制的参数整定方法，其中，
8.根据权利要求7所述的统一预测控制的参数整定方法，其中，
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的统一预测控制的参数整定方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的统一预测控制的参数整定方法的步骤。
