过去往往认为控制系统中被控对象当前与过去的信息为已知而未来的信息未知。于是在需用未来信息参与控制时常用数学模型进行推测,所谓预测控制(predictive control)即属此类。然而许多系统,特别是机电系统有些未来信息是可以事先获知的。如数控机床之加工路径;驾驶汽车时车前的路况等等。预见控制(preview control)方法就是利用传感器等手段检测和获得系统未来的确切信息,从而对系统进行有效的实时控制。它能达到比传统控制更佳的效果。其最常见的结构如图所示。它在传统反馈控制上加前馈,用未来运动与干扰的信息进行补偿控制,改善了受控对象性能。在一定限度内,预见控制的预见步数越多越好。
最常用的前馈补偿设计方法是二次型优化法:在先选择最优反馈控制基础上再优选前馈补偿器参数。这种方法是在已有的反馈控制系统中加上前馈补偿部分,从而将其改造成预见控制系统。
预见控制系统在工业机器人、数控机床、振动与噪声主动控制与电机控制之类可利用被控对象未来信息的场合中有广泛的应用。用预见控制机床伺服系统加工复杂零件,精度大大提高;配备可计及车前路况的预见控制系统的汽车自动悬挂系统可大大降低车体振动,使乘车人更舒适,还延长了车辆的寿命。
(磊据“机电系统控制的新方法——预见控制”《机电一体化》Vol.5.No.2上海科技文献出版社1992.2改编)