控制理论与应用

作者：方 勇,王 泉,杜军朝,闫昱晓,袁志毅

单位：西安电子科技大学计算机科学与技术学院,西安电子科技大学计算机科学与技术学院,西安电子科技大学计算机科学与技术学院,中船汉光科技股份有限公司,中船汉光科技股份有限公司

关键词：模型预测控制; 复印机; 系统辨识; 碳粉供应; 鲸鱼优化算法

基金：国家自然科学基金项目(61972302), 陕西省重点技术研发计划基金项目(2021ZDLGY07–01), 河北省三三三人才工程资助项目(C20231172)资助.

维持碳粉浓度稳定以确保印刷质量是复印机工程应用中的关键难题. 为解决复印机碳粉供应控制系统存在的长时滞与不确定性问题, 本文设计了一种基于鲁棒模型预测控制策略. 首先, 采用系统辨识法获得碳粉供应系统物理特性的数学模型; 其次, 针对复印机碳粉供应系统构建鲁棒模型预测控制器, 并引入改进的鲸鱼优化算法对控制器参数进行优化; 最后, 基于控制器代价函数求解最优碳粉补充量, 对系统持续实施在线滚动优化控制. 试验结果显示, 相较于应用广泛的PI控制器, 基于鲁棒模型预测的碳粉供应控制器在执行固定、递增和随机图像覆盖率任务时, 碳粉浓度变化均方根误差分别降低了8.0%, 4.8% 和25.0%, 标准差分别降低了1.4%, 5.4%和14.4%, 表明该方法可有效降低印刷过程中碳粉浓度变化离散程度, 具有更优越的动态性能控制效果.

来源：2026年第2期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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