Документация

Обзор

MPC пытается предсказать, как известные и неизвестные события влияют на выходные переменные объекта (OVs). Известные события являются изменениями в измеренных входных переменных объекта (мВ и входные параметры MD). Модель объекта управления контроллера предсказывает влияние этих событий, и такие прогнозы могут быть довольно точными. Для получения дополнительной информации смотрите, что MPC Моделирует.

Влияние неизвестных событий появляется как ошибки в прогнозах известных событий. Эти ошибки, по определению, невозможно предсказать точно. Однако способность ожидать тренды может улучшить подавление помех. Например, предположите, что система управления действовала при почти устойчивом условии со всеми, измерил OVs около их ожидаемых значений. Нет никаких известных событий, но один или несколько из этих OVs внезапно отклоняется от его прогноза. Воздействие контроллера и модели шума измерения позволяют вам давать представление о том, как обработать такие ошибки.

Выведите возмущение

Предположим, что ваша модель объекта управления не включает неизмеренных входных параметров воздействия. Контроллер MPC затем модели неизвестные события с помощью выходного возмущения. Как показано в Моделировании MPC, выходное возмущение независимо от объекта, и его вывод добавляет непосредственно к той из модели объекта управления.

Используя MPC Designer, можно задать тип шума, который, как ожидают, будет влиять на каждый объект OV. В приложении, на вкладке Tuning, в разделе Design, нажимают Estimation Models> Output Disturbance Model. В диалоговом окне Output Disturbance Model, в Update the model выпадающий список, выбирают specifying a custom model channel by channel.

В разделе Specifications, в столбце Disturbance, избранном одном из следующих возмущений для каждого вывода:

Программное обеспечение Model Predictive Control Toolbox™ представляет каждый тип воздействия как модель, в которую белый шум, с нулевым средним значением и модульным отклонением, вводит динамическую систему SISO, состоящую из одного из следующего:

Можно также задать белый шумовой вход Magnitude для каждого возмущения, заменив предположение о модульном отклонении. Когда вы увеличиваете шумовое значение, контроллер более настойчиво отвечает на данную ошибку прогноза. Заданное шумовое значение соответствует статическому усилению в модели SISO для каждого типа шума.

Можно также просмотреть или изменить выходное возмущение из командной строки с помощью getoutdist и setoutdist соответственно.

Модель шума измерения

MPC также пытается отличить воздействия, которые требуют ответа контроллера от шума измерения, который должен проигнорировать контроллер. Используя MPC Designer, можно задать ожидаемое значение шума измерения и символ. В приложении, на вкладке Tuning, в разделе Design, нажимают Estimation Models> Measurement Noise Model. В диалоговом окне Model Noise Model, в Update the model выпадающий список, выбирают specifying a custom model channel by channel.

В разделе Specifications, в столбце Disturbance, выбирают шумовую модель для каждого измеренного выходного канала. Шумовые опции совпадают с выходными опциями возмущения.

White Noise является опцией по умолчанию и, почти во всех приложениях, должен обеспечить соответствующую производительность.

Когда вы включаете модель шума измерения, диспетчер рассматривает каждую ошибку прогноза быть комбинацией воздействия и шумовых эффектов. Качественно, когда вы увеличиваете заданный шумовой Magnitude, контроллер приписывает большую часть каждой ошибки прогноза к шуму, и это отвечает менее настойчиво. В конечном счете контроллер прекращает отвечать на ошибки прогноза и только изменяет его MVS, когда вы изменяете OV или сигналы ссылки мВ.

Введите возмущение

Когда ваша модель объекта управления включает входные параметры неизмеренного воздействия (UD), диспетчер может использовать input disturbance model в дополнение к возмущению стандартного вывода. Первый обеспечивает больше гибкости и сгенерирован автоматически по умолчанию. Если выбранное входное возмущение, кажется, не позволяет полное устранение длительных воздействий, выходное возмущение также добавляется по умолчанию.

Как показано в Моделировании MPC, входное возмущение состоит из одного или нескольких белых шумовых сигналов, с модульным отклонением и нулевым средним значением, вводя динамическую систему. Выходные параметры этой системы являются входными параметрами UD к модели объекта управления. В отличие от выходного возмущения, входные воздействия влияют на объект выходные параметры более комплексным способом, когда они проходят через динамику модели объекта управления.

Как с выходным возмущением, можно использовать MPC Designer, чтобы задать тип воздействия, которое вы ожидаете для каждого входа UD. В приложении, на вкладке Tuning, в разделе Design, нажимают Estimation Models> Input Disturbance Model. В диалоговом окне Input Disturbance Model, в Update the model выпадающий список, выбирают specifying a custom model channel by channel.

В разделе Specifications, в столбце Disturbance, выбирают шумовую модель для каждого измеренного выходного канала. Входные опции возмущения совпадают с выходными опциями возмущения.

Общий подход должен смоделировать неизвестные события как воздействия, добавляющие к MVS объекта. Эти воздействия, которые называют load disturbances во многих текстах, реалистичны в этом, некоторые неизвестные события являются отказами установить MVS на значения, которые требует контроллер. Можно создать возмущение загрузки можно следующим образом:

Эта процедура добавляет входные параметры воздействия загрузки, не увеличивая число состояний в модели объекта управления.

По умолчанию, учитывая модель объекта управления, содержащую воздействия загрузки, программное обеспечение Model Predictive Control Toolbox создает входное возмущение, которое генерирует _nym подобные шагу воздействия загрузки. Если _nym> _nu, это также создает выходное возмущение с интегрированным белым шумом, добавляющим к (_nym – _nu) измерил выходные параметры. Если _nym <_nu, последнее (_nu – _nym) воздействия загрузки являются нулем по умолчанию. Можно изменить эти значения по умолчанию с помощью MPC Designer.

Можно также просмотреть или изменить входное возмущение из командной строки с помощью getindist и setindist соответственно.

Ограничения

Как обсуждено в Оценке состояния Контроллера, объект, воздействие и шумовые модели объединяются, чтобы сформировать наблюдателя состояния, который должен быть обнаруживаемым использованием измеренного объекта выходные параметры. В противном случае программное обеспечение отображает сообщение об ошибке командного окна, когда вы пытаетесь использовать контроллер.

Это ограничение ограничивает форму воздействия и шумовых моделей. Если какие-либо модели заданы, когда что-либо кроме белого шума со статическим усилением, их образцовые состояния должны быть обнаруживаемыми. Например, интегрированное белое шумовое воздействие, добавляющее к неизмеренному OV, было бы необнаруживаемым. MPC Designer препятствует тому, чтобы вы выбрали такую модель. Точно так же количество измеренных воздействий, _nym, ограничивает количество подобных шагу входных параметров UD от входного возмущения.

По умолчанию программное обеспечение Model Predictive Control Toolbox создает обнаруживаемые модели. Если вы изменяете предположения по умолчанию (или измените _nym), и столкнитесь с ошибкой обнаружительной способности, можно вернуться к случаю по умолчанию.

Настройка подавления помех

Во время процесса проектирования можно настроить свойства подавления помех контроллера.