工业密封中执行器死区感知 Koopman MPC 的探针条件记忆
系统与控制
2026-07-08 v1
摘要
工业密封与点胶单元通常在不同产品配方间复用压力链、喷嘴、基板路径与视觉接口。然而,对于窄胶条配方,已校准的静态压力可能保持正确,而微小的校正动作被执行器死区吸收;只有在越过依赖于方向与历史的阈值后,交付压力才会发生变化。本文将调试定义为该配方变更后的目标设置与重调间隔。物理点胶与施胶单元提供压力-宽度校准、固定探针序列、信号接口限制、残差尺度以及执行器边界。随后在根据这些测量校准的匿名数字孪生上运行控制器比较。执行器死区感知 Koopman 模型预测控制器(AK-MPC)从探针条件记忆(PCM)初始化,该记忆将压力设定值与探针推断的执行器行为、预测器、控制器先验及回退滤波器相关联。在调试期间,十六步探针选择邻近的历史案例,拟合当前压力-宽度关系,更新小型局部动态校正,并提供可行的滚动时域压力策略。在主要的 1.00 mm 基准测试中,探针中可见交付压力损失,AK-MPC 在 60 组配对案例中实现 0.0487 mm 的跟踪平均绝对误差(MAE);仅校准逆模型、自适应比例积分、在线递归最小二乘 ARX 以及探针拟合 ARX 控制器的误差范围为 0.2492 至 0.3956 mm。这一巨大差距反映了完整的受约束 Koopman-MPC 与在线校正工作流程。通过消融实验测量 PCM 的独立贡献:移除 PCM 使误差升至 0.0655 mm。在此机制下,在目标数据充足之前,短暂的执行器特性表征即可使历史运行发挥作用。
引用
@article{arxiv.2607.07043,
title = {Probe-Conditioned Memory for Actuator-Deadband-Aware Koopman MPC in Industrial Sealing},
author = {Yue Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.07043},
year = {2026}
}