本申请公开了一种液压系统的模型参数辨识方法、装置及液压工程机械，首先根据液压系统的历史数据，构建液压系统的系统模型；然后根据历史控制信号和系统模型，迭代得到多个时刻的预测输出，并且根据多个时刻的预测输出和对应的历史执行动作数据，计算得到系统模型的损耗函数；最后根据损耗函数，辨识得到系统模型的参数，即通过优化求解损耗函数以得到系统模型的参数，不仅考虑下一时刻的预测输出的准确性，而且还考虑到后续几个时刻的预测输出的准确性，以保证系统模型的真实性和准确性，从而为智能化控制提供了准确的模型基础。而为智能化控制提供了准确的模型基础。而为智能化控制提供了准确的模型基础。
【技术实现步骤摘要】
一种液压系统的模型参数辨识方法、装置及液压工程机械
[0001]本申请涉及液压系统的模型参数辨识
，具体涉及一种液压系统的模型参数辨识方法、装置及液压工程机械。
技术介绍
[0002]对于工程机械的液压系统来说，要想实现对其的模型预测控制以及其他智能控制，获得其动态的数学模型是必要的。然而，由于液压系统内部环境的复杂性且多个电磁阀的电磁滞环特性，对其进行基于物理机理的建模工作量极大，因此，现有技术中通常采用仿真软件来实现。
[0003]若要实现电液系统模型的预测控制，基于数据构建的数学建模是首选，即通过对电液系统的输入输出的采集，通过优化方法拟合并辨识出输入输出之间的数学关系。目前的系统辨识技术主要关注模型的拟合能力，即在当前时刻给数学模型输入与实际系统相同的输入信号，衡量下一时刻由数学模型计算的输出与实际输出的相似程度。然而，对于模型预测控制来说，模型的预测能力与模型的拟合能力同样重要，即在给定输入信号时，需要同时衡量下几个时刻的预测输出与实际输出是否吻合。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种液压系统的模型参数辨识方法、装置及液压工程机械，解决了上述技术问题。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种液压系统的模型参数辨识方法，包括：根据所述液压系统的历史数据，构建所述液压系统的系统模型；其中，所述系统模型表征所述液压系统的控制信号与所述液压系统的执行动作数据之间的对应关系，所述历史数据包括历史控制信号和对应的历史执行动作数据；根据所述历史控制信号和所述系统模型，迭代得到多个时刻的预测输出；根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据，计算得到所述系统模型的损耗函数；以及根据所述损耗函数，辨识得到所述系统模型的参数。
[0006]在一实施例中，所述根据所述历史控制信号和所述系统模型，迭代得到多个时刻的预测输出包括：根据当前时刻的历史控制信号、所述当前时刻之前的多个预测输出和/或所述历史执行动作数据、所述系统模型，得到当前时刻的预测输出。
[0007]在一实施例中，所述根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据，计算得到所述系统模型的损耗函数包括：根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方，得到所述系统模型的损耗函数。
[0008]在一实施例中，所述根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方，得到所述系统模型的损耗函数包括：对多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方加权求和，得到所述系统模型的损耗函数。
[0009]在一实施例中，所述对多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方加权求和，得到所述系统模型的损耗函数包括：对多个时刻设定对应的权重；其
中，当前时刻的权重大于下一时刻的权重；以及根据所述权重对多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方加权求和，得到所述系统模型的损耗函数。
[0010]在一实施例中，所述根据所述损耗函数，辨识得到所述系统模型的参数包括：根据所述损耗函数，计算所述系统模型的参数以使得所述损耗函数的值小于预设值。
[0011]在一实施例中，所述根据所述液压系统的历史数据，构建所述液压系统的系统模型包括：根据所述液压系统的历史数据，构建哈默斯坦模型；其中，所述哈默斯坦模型包括非线性部分和线性部分，所述非线性部分包括分段线性函数。
[0012]在一实施例中，所述根据所述液压系统的历史数据，构建哈默斯坦模型包括：通过矩阵变换，将所述非线性部分和线性部分合并为一个矩阵，且将所述系统模型的参数转换为一个向量。
[0013]根据本申请的另一个方面，提供了一种液压系统的模型参数辨识装置，包括：模型构建模块，用于根据所述液压系统的历史数据，构建所述液压系统的系统模型；其中，所述系统模型表征所述液压系统的控制信号与所述液压系统的执行动作数据之间的对应关系，所述历史数据包括历史控制信号和对应的历史执行动作数据；预测输出模块，用于根据所述历史控制信号和所述系统模型，迭代得到多个时刻的预测输出；损耗计算模块，用于根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据，计算得到所述系统模型的损耗函数；以及参数辨识模块，用于根据所述损耗函数，辨识得到所述系统模型的参数。
[0014]根据本申请的另一个方面，提供了一种液压工程机械，包括：执行机构，所述执行机构由液压驱动执行动作；以及如上述的液压系统的模型参数辨识装置，所述液压系统的模型参数辨识装置与所述执行机构连接。
[0015]本申请提供的一种液压系统的模型参数辨识方法、装置及液压工程机械，首先根据液压系统的历史数据，构建液压系统的系统模型；然后根据历史控制信号和系统模型，迭代得到多个时刻的预测输出，并且根据多个时刻的预测输出和对应的历史执行动作数据，计算得到系统模型的损耗函数；最后根据损耗函数，辨识得到系统模型的参数；即先根据历史数据构建初始的系统模型，然后根据当前时刻的输入数据迭代得到后续多个时刻的预测输出数据，并根据预测输出数据和对应时刻的真实数据构建损耗函数，通过优化求解损耗函数以得到系统模型的参数，不仅考虑下一时刻的预测输出的准确性，而且还考虑到后续几个时刻的预测输出的准确性，以保证系统模型的真实性和准确性，从而为智能化控制提供了准确的模型基础。
附图说明
[0016]通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
[0017]图1是本申请一示例性实施例提供的一种液压系统的模型参数辨识方法的流程示意图。
[0018]图2是本申请一示例性实施例提供的一种液压系统的模型参数辨识方法的原理示意图。
[0019]图3是本申请另一示例性实施例提供的一种液压系统的模型参数辨识方法的流程示意图。
[0020]图4是本申请一示例性实施例提供的一种哈默斯坦模型的结构示意图。
[0021]图5是本申请一示例性实施例提供的一种多个预测输出的计算方法的原理示意图。
[0022]图6是本申请另一示例性实施例提供的一种液压系统的模型参数辨识方法的流程示意图。
[0023]图7是本申请另一示例性实施例提供的一种液压系统的模型参数辨识方法的流程示意图。
[0024]图8是本申请一示例性实施例提供的一种液压系统的模型参数辨识装置的结构示意图。
[0025]图9是本申请一示例性实施例提供的电子设备的结构图。
具体实施方式
[0026]下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液压系统的模型参数辨识方法，其特征在于，包括：根据所述液压系统的历史数据，构建所述液压系统的系统模型；其中，所述系统模型表征所述液压系统的控制信号与所述液压系统的执行动作数据之间的对应关系，所述历史数据包括历史控制信号和对应的历史执行动作数据；根据所述历史控制信号和所述系统模型，迭代得到多个时刻的预测输出；根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据，计算得到所述系统模型的损耗函数；以及根据所述损耗函数，辨识得到所述系统模型的参数。2.根据权利要求1所述的液压系统的模型参数辨识方法，其特征在于，所述根据所述历史控制信号和所述系统模型，迭代得到多个时刻的预测输出包括：根据当前时刻的历史控制信号、所述当前时刻之前的多个预测输出和/或所述历史执行动作数据、所述系统模型，得到当前时刻的预测输出。3.根据权利要求1所述的液压系统的模型参数辨识方法，其特征在于，所述根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据，计算得到所述系统模型的损耗函数包括：根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方，得到所述系统模型的损耗函数。4.根据权利要求3所述的液压系统的模型参数辨识方法，其特征在于，所述根据多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方，得到所述系统模型的损耗函数包括：对多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方加权求和，得到所述系统模型的损耗函数。5.根据权利要求4所述的液压系统的模型参数辨识方法，其特征在于，所述对多个时刻的所述预测输出和对应的所述历史执行动作数据之差的平方加权求和，得到所述系统模型的损耗函数包括：对多个时刻设定对应的权重；其中，当前时刻的权重大于下一时刻的权重；以及根据所述权重对多...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜英玮，朱亚杰，顾昌利，
申请(专利权)人：三一重机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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