CN110281895B - 一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统 - Google Patents

一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统，该控制方法获取均衡风缸的压力目标值以及采集当前时刻均衡风缸的压力实测值；利用混合逻辑动态模型获得未来有限时间内的压力预测值；再根据均衡风缸的预测压力与目标压力之间的差值，优化均衡风缸压力跟踪和充风阀、排风阀的开关次数的性能指标使得该性能指标最小化，得到输出控制量包括当前时刻充风阀以及排风阀的开闭状态变化量，开闭状态变化量表示充风阀以及排风阀在当前时刻相较于前一时刻的开关变化；最后根据输出控制量控制均衡风缸的充风阀及排风阀的开闭，调节均衡风缸的压力，本发明在有效实现均衡风缸压力的精确控制的同时降低充风阀和排风阀的开关次数，延长电磁阀的使用寿命。

Description

一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统
技术领域
本发明属于列车制动控制技术领域，具体涉及一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统。
背景技术
空气制动系统对保证列车安全运行发挥着重要作用，其在必要时为列车提供所需的制动力，使得运行中的列车能够可靠地减速或停车。在空气制动系统中，EBCU(电子制动单元)通过控制充风阀和排风阀的开关，调节均衡风缸的压力，产生所需的制动力。因此，实现快速和精确的均衡风缸压力控制是至关重要的。
虽然基于PWM技术的PID控制可以实现均衡风缸压力的有效控制，但是PID控制方法适用于线性系统，由于均衡风缸压力控制系统中空气流量的高度非线性，使得基于PID控制的均衡风缸压力难以获得快速精确的控制效果。此外，均衡风缸压力系统中既包含连续变量(即均衡风缸压力)，也包含离散变量(即充风阀和开关阀的开关特性)，使得该系统是一个典型的混合动态系统。现有方法均将该系统定义为连续系统来设计控制算法，忽略了系统的固有的混合特性，难以获得较好的压力控制性能。因此，考虑系统的混合特性，设计实现压力精确控制的算法是必要的。另外，现有控制设计过程中没有考虑系统中执行器(即充风阀和排风阀)所受到的影响，而充风阀和排风阀均采用高速电磁阀，是典型的开关型器件，在恶劣的列车运行环境中，采用基于PWM的控制技术会使得电磁阀频繁切换，影响其使用寿命。因此，为增强对均衡风缸压力控制系统的压力控制精度，降低充风阀和排风阀的开关次数，延长开关阀的使用寿命，需要研制均衡风缸压力控制系统及其控制方法，实现均衡风缸压力的有效控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统，其以实现均衡风缸压力的精确控制的同时减少充风阀和排风阀的开关次数，延长高速电磁阀的使用寿命，提高均衡风缸压力控制系统乃至整个列车制动系统的可靠性。其中，在实现上述目标的基础上采用的预测控制过程是考虑到了控制系统的混合特性构建的混合逻辑动态模型，提高了压力控制性能。
一方面，本发明提供一种均衡风缸压力的控制方法，包括如下步骤：
S1：获取均衡风缸的压力目标值以及采集当前时刻均衡风缸的压力实测值；
S2：判断当前时刻的压力目标值与压力实测值是否相等，若相等，保持压力不变；若不等，执行步骤S3；
S3：将当前时刻的压力目标值与压力实测值作为输入变量，并基于混合逻辑动态模型以及系统优化性能指标函数进行预测控制得到输出控制量；
其中，所述混合逻辑动态模型是根据均衡风缸连续的压力值以及充风阀、排风阀离散的二值开关状态的混合特性构建的MLD模型，系统优化性能指标函数为以均衡风缸的实际压力达到压力目标值并减少充风阀和排风阀开关次数为目标的优化函数；
得到的输出控制量包括当前时刻充风阀以及排风阀的开闭状态变化量，所述开闭状态变化量表示充风阀以及排风阀在当前时刻相较于前一时刻的开关变化；
S4：根据输出控制量控制均衡风缸的充风阀以及排风阀的开闭。
均衡风缸压力系统中既包含连续变量(即均衡风缸压力)，也包含离散变量(即充风阀和开关阀的开关特性)，使得该系统是一个典型的混合动态系统，本发明基于上述混合特性构建了混合逻辑动态模型，再基于混合逻辑动态模型并以均衡风缸的实际压力达到压力目标值并减少充风阀和排风阀开关次数为目标进行优化来实现预测控制，使得得到输出控制量既能满足压力的精确控制，同时还延长电磁阀的使用寿命。
优选地，所述系统优化性能指标函数如下：
Figure GDA0002446281000000021
Figure GDA0002446281000000022
Figure GDA0002446281000000023
Figure GDA0002446281000000024
式中，J表示优化性能指标，Qp为压力预测值与压力目标值之间误差的惩罚函数，当前时刻的压力预测值等于当前时刻的压力实测值；Qs为充风阀和排风阀切换的惩罚函数，Np是预测时域，Nc是控制时域，m表示步长，Pc(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的压力预测值，Pd(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的压力目标值，Δu1(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的充风阀的开闭状态变化量，Δu2(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的排风阀的开闭状态变化量，||·||1表示1范数，qp、qs1和qs2为惩罚系数，R为实数，δT(k+Nc-1|k)表示在当前k时刻预测时k+Nc-1时刻的二值辅助变量，zT(k+Nc-1|k)表示在当前k时刻预测时k+Nc-1时刻的连续辅助变量，所述混合逻辑动态模型表示k+1时刻的压力预测值与k时刻的压力实测值、k时刻的二值辅助变量、连续辅助变量、充风阀和排风阀的开闭状态变化量关系，MLD表示混合逻辑动态模型。
开闭状态变化量
优选地，所述混合逻辑动态模型如下：
Figure GDA0002446281000000031
Figure GDA0002446281000000032
式中，x(k)＝[Pc(k) u1(k-1) u2(k-1)]，u1(k),u2(k)∈{0,1}，Δu1(k)＝u1(k)-u1(k-1)，Δu2(k)＝u2(k)-u2(k-1)；
其中，Pc(k)表示k时刻的压力预测值，当前时刻的压力预测值等于当前时刻的压力实测值，u1(k-1)表示k-1时刻充风阀的开闭状态，u2(k-1)表示k-1时刻排风阀的开闭状态，Δu1(k)表示k时刻充风阀的开闭状态变化量，Δu2(k)表示k时刻排风阀的开闭状态变化量，1表示电磁阀开，0表示电磁阀关闭，δ(k)表示k时刻的二值辅助变量，z(k)表示k时刻的连续辅助变量，A,B1,B2,B3,E1,E2,E3,E4,E5均为系数矩阵，系数矩阵的维数根据方程以及需求来设置。
优选地，步骤S3中采用混合整数线性规划问题方法求解系统优化性能指标函数得到输出控制量。
优选地，均衡风缸的压力实测值是基于压力传感器监测得到，压力传感器输出电流值与压力实测值的关系如下：
Pcur＝(Isample-12221)*1000/48884
其中，Isample表示压力传感器的输出电流值，Pcur表示压力实测值。
另一方面，本发明提供基于上述方法的控制系统，设有电子制动控制单元和压力传感器，所述电子制动控制单元包括模拟板、控制板和DIO板；
其中，所述压力传感器设于均衡风缸并与所述电子制动单元的模拟板连接，用于采集均衡风缸的压力实测值；
所述模拟板与控制板连接，用于采集压力传感器的模拟量信号并得到压力实测值，再传输给控制板；
所述控制板根据当前时刻均衡风缸的压力目标值以及压力实测值采用步骤S2和S3的方法得到输出控制量；
所述DIO板与所述控制板连接，用于根据输出控制量控制均衡风缸上充风阀以及排风阀的开闭。
优选地，所述模拟板为16位AD采样的模拟板，压力传感器的输出电流值的范围为[4mA，20mA]，其中，4mA电流对应0kPa压力，20mA电流对应1000kPa压力。
优选地，还包括均衡风缸、排风阀、充风阀以及风源系统，所述充风阀连接均衡风缸以及风源系统，所述排风阀连接均衡风缸以及大气，所述均衡风缸通过压力传感器与电子制动控制单元形成闭环连接。
有益效果
本发明基于均衡风缸压力系统中既包含连续变量(即均衡风缸压力)，也包含离散变量(即充风阀和开关阀的开关特性)的混合特性，构建了混合逻辑动态模型来设计控制算法，该模型能够更全面体现系统的高度非线性和混合特性，能够更加准确预测系统状态，提高控制算法精度，进而有效实现均衡风缸压力的精确控制；同时本发明的构建的预测控制算法中的系统优化性能指标函数为以均衡风缸的实际压力达到压力目标值并减少充风阀和排风阀开关次数为目标的优化函数，进而使得最终再满足均衡风缸压力精确控制的基础上，减少充风阀和排风阀的开关次数，延长高速电磁阀的使用寿命，提高均衡风缸压力控制系统乃至整个列车制动系统的可靠性。其中，通过构建同时优化压力跟踪和电磁阀切换的多目标性能指标，在保证压力跟踪效果的同时显示量化地优化电磁阀的切换次数，并将获得的最优控制输入直接作用于电磁阀的开关控制，不采用PWM技术。相比现有的均衡风缸压力控制方法，本发明的控制算法能更好地实现压力的快速精确控制，延长电磁阀的使用寿命。
附图说明
图1为均衡风缸压力控制系统结构示意图；
图2为均衡风缸压力控制方法的控制流程图；
图3为均衡风缸压力控制方法的闭环控制算法示意图；
图4为均衡风缸压力控制方法中系统优化性能指标函数求解过程示意图；
图5为图4中子程序示意图，为线性规划子问题集合生成示意图流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明做进一步的说明。如图1所示，在列车制动控制技术中，空气制动系统对保证列车安全运行发挥着重要作用，在空气制动系统中，EBCU(电子制动单元)通过控制充风阀和排风阀的开关，调节均衡风缸的压力，产生所需的制动力。充风阀连接风源系统和均衡风缸，当充风阀打开时，风源中的气体进入均衡风缸，使得均衡风缸中的压力上升，制动系统实施制动；排风阀连接大气和均衡风缸，当排风阀打开时，均衡风缸中的气体流向大气，使得均衡风缸中的压力下降，制动系统实施制动缓解。因此，实现制动控制关键是控制充风阀和排风阀的开闭。
本发明提供的一种均衡风缸压力的控制方法，用于根据当前时刻均衡风缸的压力目标值以及采集均衡风缸的压力实测值得到当前时刻充风阀和排风阀需要开启或者关闭的信息，进而实现制动控制，如图2以及图3所示，其具体包括如下步骤：
S1：获取均衡风缸的压力目标值以及采集当前时刻均衡风缸的压力实测值。其中，本实施例中，控制板根据列车制动模式得到预设均衡风缸的压力目标值，模拟板采集压力传感器的模拟量信号得到压力实测值。
S2：判断当前时刻的压力目标值与压力实测值是否相等，若相等，保持压力不变；若不等，执行步骤S3。
S3：将当前时刻的压力目标值与压力实测值作为输入变量，并基于混合逻辑动态模型以及系统优化性能指标函数进行预测控制得到输出控制量。其中，将压力目标值作为控制目标，经过闭环算法后，控制板得到输出控制量，目的使当前压力值达到目标压力值。
其中，本发明设计的预测控制过程充分考虑系统的混合特性，实现充气阀和排气阀的有效控制，提高均衡风缸压力的控制精度，延长充气阀和排气阀的使用寿命，实现制动系统的可靠运行，其构建过程如下：
首先，构建混合逻辑动态模型。
考虑到均衡风缸压力控制系统中连续的状态变量(即均衡风缸压力)和离散的控制输入(即阀的二值开关状态)的相互作用，系统呈现出的混合特性，本发明构建均衡风缸压力系统的离散化的混合逻辑动态模型(MLD，mixed logic dynamic)。
其中，MLD模型是一种典型的混合系统模型，该模型将二值控制输入转换为0-1整数，并将其潜入到状态方程中，为混合系统提供了一种统一的建模框架，本发明构建的MLD模型如下所示：
Figure GDA0002446281000000061
Figure GDA0002446281000000062
式中，x(k)＝[Pc(k) u1(k-1) u2(k-1)]T，u1(k),u2(k)∈{0,1}，Δu1(k)＝u1(k)-u1(k-1)，Δu2(k)＝u2(k)-u2(k-1)。
其中，Pc(k)表示k时刻的压力预测值，当前时刻的压力预测值等于当前时刻的压力实测值，u1(k-1)表示k-1时刻充风阀的开闭状态，u2(k-1)表示k-1时刻排风阀的开闭状态，Δu1(k)表示k时刻充风阀的开闭状态变化量，Δu2(k)表示k时刻排风阀的开闭状态变化量，1表示电磁阀开，0表示电磁阀关闭，δ(k)表示k时刻的二值辅助变量，z(k)表示k时刻的连续辅助变量，A,B1,B2,B3,E1,E2,E3,E4,E5均为维数适当的系数矩阵，其根据实际需求来设置。从上述公式可以看出k+1时刻的压力预测值与k时刻的压力实测、k时刻的充风阀、排风阀的开闭状态变化量以及k时刻的二值辅助变量和连续辅助变量有关。
然后，根据优化性能指标构建系统优化性能指标函数。
本发明的优化性能指标为均衡风缸的实际压力达到压力目标值并减少充风阀和排风阀开关次数，因此，构建的系统优化性能指标函数如下：
Figure GDA0002446281000000063
s.t.(MLD)
Figure GDA0002446281000000064
Figure GDA0002446281000000065
式中，J表示优化性能指标，Qp为压力预测值与压力目标值之间误差的惩罚函数，当前时刻的压力预测值等于压力实测值；Qs为充风阀和排风阀切换的惩罚函数，Np是预测时域，Nc是控制时域，m表示步长，Pc(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的压力预测值，Pd(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的压力目标值，Δu1(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的充风阀的开闭状态变化量，Δu2(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的排风阀的开闭状态变化量，||·||1表示1范数，qp、qs1和qs2为惩罚系数。从上述公式可知，本发明针对当前k时刻进行运算时，还综合利用了后续时刻的数据，其中，后续时刻的压力反馈值是利用混合逻辑动态模型进行推理。其中，求解上述性能指标函数得到的输出值如下：
Figure GDA0002446281000000071
Figure GDA0002446281000000072
其中，本发明模型的输出值是包括U、Δ、Z。δT(k+Nc-1|k)表示在当前k时刻预测时k+Nc-1时刻的二值辅助变量，zT(k+Nc-1|k)表示在当前k时刻预测时k+Nc-1时刻的连续辅助变量，所述混合逻辑动态模型表示k+1时刻的压力预测值与k时刻的压力实测值、k时刻的二值辅助变量、连续辅助变量、充风阀和排风阀的开闭状态变化量关系。
从上述函数可知，通过求解优化问题获得最优的控制输出，即在最少的电磁阀的切换情况下获得快速精确的压力跟踪控制。同时，从上述输出值U、Δ、Z的内容可知，除了可以获取到当前时刻的控制量，还可以预测后续时刻的，进而提前获知变化趋势，进而提前控制或者准备。
本发明采用的混合整数线性规划问题方法求解系统优化性能指标函数得到输出控制量，从混合逻辑动态模型以及系统优化性能指标函数的公式可知，当前k时刻的压力值以及压力目标值是已知的，后续时刻的压力预测值是利用混合逻辑动态模型进行推理，后续时刻压力目标值是可以获知的。同时，还需合理设置控制参数值，即惩罚系数、预测时域和控制时域。通过研究发现，惩罚系数越大，求解的控制输入使得惩罚系统对应的惩罚函数的值越小，对应的控制目标得到更好的优化效果，会影响均衡风缸压力的控制效果和阀的切换次数。预测时域和控制时域越长，系统的控制精度更高，然而控制算法的计算复杂度会呈指数增长，因此，在确保控制精度的和降低控制算法的计算复杂度的同时，需要合理设置这些控制参数值，本发明从精度以及计算量的角度通过实验论证设置控制参数值，其取值为经验值。基于参数设置后的模型，将当前时刻的压力实测值以及压力目标值作为输入变量中，采用混合整数线性规划问题求解系统优化性能指标函数得到输出控制量，具体的求解过程下文将具体描述。
S4：根据输出控制量控制均衡风缸的充风阀以及排风阀的开闭。
从上述输出控制量U的内容可知，Δu1(k|k)与Δu2(k|k)表示当前k时刻充风阀和排气阀的开闭状态变化量，基于前一时刻的充风阀和排气阀开闭状态，即u1(k-1)和u2(k-1)，从而可以推导出当前时刻需要将充风阀和排气阀开启或关闭，即u1(k)和u2(k)，实现对充风阀以及排风阀的开闭控制。
如图4以及图5所示，本发明利用混合整数线性规划问题求解系统优化性能指标函数得到输出值的过程如下：
A：初始化求解过程中的参数，即初始的均衡风缸压力值、性能指标值J、混合整数线性规划问题中已求解的线性规划子问题LP的个数Qnum、记录混合整数线性规划中需要求解的子问题LP的表Π、混合整数线性规划问题中当前子问题LP索引i；
B：子程序1如图5所示，将离散变量δ进行松弛化，并将优化问题(6)分成多个需要求解的线性规划子问题，获得线性规划子问题集合Π；
C：若集合Π非空，随机抽取一个子问题LP(i)，并将其求解得到的性能指标值J、状态向量x和控制输入u设为最优值，状态向量x即为当前时刻的x(k)，控制输入u包括u1(k)和u2(k)；若集合Π为空，则求解结束，问题无解；
D：若Qnum<＝Q最大值，则抽取集合Π中的一个线性规划子问题LP(j)，对其求解获得J(x)、x和u；
E：若线性规划子问题LP(j)满足离散变量取值，并且满足J(x)<J*，其中J*为当前获得的最优性能指标值，则将当前求解的性能指标值、状态向量和控制输入设为最优值；
F：若线性规划子问题LP(j)不满足离散变量取值，但满足J(x)<J*，则将该线性规划子问题重新分为两个子问题；
G：若步骤D、E和F的条件均不满足，则Qnum加1；
H：若Qnum计数到最大值，则整个优化过程的计算结束，得到的J*则为最终的输出值。
基于上述方法，如图1所示，在本发明的实施例中提供的控制系统包括电子制动控制单元和压力传感器、均衡风缸、排风阀、充风阀以及风源系统。其中，电子制动控制单元包括模拟板、控制板、DIO板和电源板，模拟板、控制板、DIO板均与电源板连接，电源板为其供电。充风阀连接均衡风缸以及风源系统，排风阀连接均衡风缸以及大气。
压力传感器设于均衡风缸并与电子制动单元的模拟板连接，将均衡风缸和电子制动单元连接。模拟板与控制板连接，用于采集压力传感器的模拟量信号并得到压力实测值，再通过CAN总线传输给控制板。其中，本实施中选用的模拟板采用16位AD采样的EBCU模拟板，压力传感器输出为4-20mA电流，其中4mA电流对应0kPa压力，20mA电流对应1000kPa压力，通过变换公式可以将当前压力采样值变换为压力实测值：
Pcur＝(Isample-12221)*1000/48884
其中，Pcur为当前压力反馈值，Isample为当前压力采样值。
控制板一方接收压力实测值，另一方面根据列车制动模式得到压力目标值。然后再将压力实测值以及压力目标值进行比较看是否相等，若不等，则作为模型输入运行预测控制模型得到输出控制量。
控制板将控制输出通过数据地址总线传输给DIO板，DIO板将控制输出转换为DC24V高电平输出或者DC24VGND输出，从而实现对高速电磁阀的控制，调节均衡风缸压力，使均衡风缸压力维持在特定容许范围。本发明中特定容许范围是指均衡风缸实际压力需控制在目标压力的±5KPa范围内。其中，DIO板是实现数字量I/O数据传输的装置。
其他可行的实施例中，基于上述方法的控制系统内设有电子制动控制单元，该电子制动控制单元包括模拟板、控制板、DIO板和电源板，各个元件的功能与上述相同，因此不再赘述。
综上所述，本发明提供的一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统充分考虑系统的混合特性，实现充气阀和排气阀的有效控制，提高均衡风缸压力的控制精度，延长充气阀和排气阀的使用寿命，实现制动系统的可靠运行。本发明的研发由国家自然科学基金项目61672539，61672537，61803394，61873353提供部分支持。需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种均衡风缸压力的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：获取均衡风缸的压力目标值以及采集当前时刻均衡风缸的压力实测值；
S2：判断当前时刻的压力目标值与压力实测值是否相等，若相等，保持压力不变；若不等，执行步骤S3；
S3：将当前时刻的压力目标值与压力实测值作为输入变量，并基于混合逻辑动态模型以及系统优化性能指标函数进行预测控制得到输出控制量；
其中，所述混合逻辑动态模型是根据均衡风缸连续的压力值以及充风阀、排风阀离散的二值开关状态的混合特性构建的MLD模型，系统优化性能指标函数为以均衡风缸的实际压力达到压力目标值并减少充风阀和排风阀开关次数为目标的优化函数；
得到的输出控制量包括当前时刻充风阀以及排风阀的开闭状态变化量，所述开闭状态变化量表示充风阀以及排风阀在当前时刻相较于前一时刻的开关变化；
S4：根据输出控制量控制均衡风缸的充风阀以及排风阀的开闭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述系统优化性能指标函数如下：
Figure FDA0002446280990000011
s.t.(MLD)
Figure FDA0002446280990000012
Figure FDA0002446280990000013
Figure FDA0002446280990000014
Figure FDA0002446280990000015
式中，J表示优化性能指标，Qp为压力预测值与压力目标值之间误差的惩罚函数，当前时刻的压力预测值等于当前时刻的压力实测值；Qs为充风阀和排风阀切换的惩罚函数，Np是预测时域，Nc是控制时域，m表示步长，Pc(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的压力预测值，Pd(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的压力目标值，Δu1(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的充风阀的开闭状态变化量，Δu2(k+m|k)表示在当前k时刻预测时k+m时刻的排风阀的开闭状态变化量，||·||1表示1范数，qp、qs1和qs2为惩罚系数，R为实数，δT(k+Nc-1|k)表示在当前k时刻预测时k+Nc-1时刻的二值辅助变量，zT(k+Nc-1|k)表示在当前k时刻预测时k+Nc-1时刻的连续辅助变量，所述混合逻辑动态模型表示k+1时刻的压力预测值与k时刻的压力实测值、k时刻的二值辅助变量、连续辅助变量、充风阀和排风阀的开闭状态变化量关系，MLD表示所述混合逻辑动态模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合逻辑动态模型如下：
Figure FDA0002446280990000021
Figure FDA0002446280990000022
式中，x(k)＝[Pc(k) u1(k-1) u2(k-1)]T，u1(k),u2(k)∈{0,1}，Δu1(k)＝u1(k)-u1(k-1)，Δu2(k)＝u2(k)-u2(k-1)；
其中，Pc(k)表示k时刻的压力预测值，当前时刻的压力预测值等于当前时刻的压力实测值，u1(k-1)表示k-1时刻充风阀的开闭状态，u2(k-1)表示k-1时刻排风阀的开闭状态，Δu1(k)表示k时刻充风阀的开闭状态变化量，Δu2(k)表示k时刻排风阀的开闭状态变化量，1表示电磁阀开，0表示电磁阀关闭，δ(k)表示k时刻的二值辅助变量，z(k)表示k时刻的连续辅助变量，A,B1,B2,B3,E1,E2,E3,E4,E5均为系数矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S3中采用混合整数线性规划问题方法求解优化性能指标函数得到输出控制量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：均衡风缸的压力实测值是基于压力传感器监测得到，压力传感器输出电流值与压力实测值的关系如下：
Pcur＝(Isample-12221)*1000/48884
其中，Isample表示压力传感器的输出电流值，Pcur表示压力实测值。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述方法的控制系统，其特征在于：设有电子制动控制单元和压力传感器，所述电子制动控制单元包括模拟板、控制板和DIO板；
其中，所述压力传感器设于均衡风缸并与所述电子制动单元的模拟板连接，用于采集均衡风缸的压力实测值；
所述模拟板与控制板连接，用于采集压力传感器的模拟量信号并得到压力实测值，再传输给控制板；
所述控制板根据当前时刻均衡风缸的压力目标值以及压力实测值采用步骤S2和S3的方法得到输出控制量；
所述DIO板与所述控制板连接，用于根据输出控制量控制均衡风缸上充风阀以及排风阀的开闭。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：所述模拟板为16位AD采样的模拟板，压力传感器的输出电流值的范围为[4mA，20mA]，其中，4mA电流对应0kPa压力，20mA电流对应1000kPa压力。
8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：还包括均衡风缸、排风阀、充风阀以及风源系统，所述充风阀连接均衡风缸以及风源系统，所述排风阀连接均衡风缸以及大气，所述均衡风缸通过压力传感器与电子制动控制单元形成闭环连接。
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