Образцовое прогнозирующее управление (MPC) является дискретным временем многомерная архитектура управления. В каждом интервале управления диспетчер MPC использует внутреннюю модель, чтобы предсказать будущее поведение объекта. На основе этого прогноза контроллер вычисляет действия оптимального управления. Для получения дополнительной информации об образцовом прогнозирующем управлении см. Проект MPC.
Можно использовать MPC в автоматизированных ведущих приложениях, чтобы улучшить скорость отклика автомобиля при поддержании пассажирского комфорта и безопасности. Приложения могут включать:
Адаптивный круиз-контроль — Для примера, смотрите, что Адаптивная Система Круиз-контроля Использует Образцовое Прогнозирующее Управление.
Хранение маршрута помогает — Для примера, видит, что Маршрут Сохранить Помогает Системе Используя Образцовое Прогнозирующее Управление.
Следующее за маршрутом управление — Для примера, смотрите, что Маршрут Следует за Управлением с Fusion Датчика и Обнаружением Маршрута.
Предотвращение препятствия — Для примера, смотрите, что Предотвращение Препятствия Использует Адаптивную модель Прогнозирующее Управление.
MPC имеет несколько функций, которые полезны для автоматизированного управления.
| Функция MPC | Описание | Больше информации |
|---|---|---|
| Явным образом обработайте ограничения ввода и вывода | При вычислении перемещений оптимального управления контроллер MPC объясняет любые ограничения ввода и вывода на систему. Например, можно задать ограничения для:
| |
| Предскажите поведение автомобиля, оборудованного датчиком через отступающий горизонт | Диспетчер MPC использует внутреннюю модель динамики аппарата, чтобы предсказать, как автомобиль будет реагировать на данное действие контроля через горизонт прогноза. Это поведение походит на человеческое понимание драйвера и предсказание поведения их автомобиля. | |
| Траектории ссылки предварительного просмотра и воздействия через горизонт прогноза | Если можно ожидать ссылочные траектории или воздействия через горизонт прогноза, контроллер MPC может включить эту информацию при вычислении действий оптимального управления. Это поведение походит на человеческий драйвер, предварительно просматривающий дорогу перед их автомобилем. | Предварительный просмотр сигнала |
| Обновите внутреннюю модель автомобиля во время выполнения | Если движущие силы автомобиля, оборудованного датчиком отличаются в зависимости от времени, такой что касается зависимой скоростью руководящей динамики, можно обновить контроллер внутренняя модель с помощью адаптивного MPC. | Адаптивный MPC |
| Сгенерируйте код | Можно автоматически сгенерировать код для развертывания образцовых прогнозирующих контроллеров. | Сгенерируйте код и разверните контроллер на целях в реальном времени |
Чтобы упростить начальное развитие автоматизированных ведущих контроллеров, программное обеспечение Model Predictive Control Toolbox™ обеспечивает блоки Simulink® для адаптивного круиз-контроля, сохраняющей маршрут помощи и следования траектории. Эти блоки обеспечивают специальные интерфейсы приложений и опции для разработки контроллера MPC.
| Блок | Описание |
|---|---|
| Адаптивная система круиз-контроля | Отследите скорость набора и поддержите безопасное расстояние от ведущего автомобиля путем корректировки продольного ускорения автомобиля, оборудованного датчиком. |
| Хранение маршрута помогает системе | Сохраните автомобиль, оборудованный датчиком, перемещающийся вдоль центра прямой или изогнутой дороги путем корректировки переднего руководящего угла. |
| Система управления следования траектории | Сохраните автомобиль, оборудованный датчиком, перемещающийся вдоль центра прямой или изогнутой дороги при отслеживании скорости набора и поддержании безопасного расстояния от ведущего автомобиля. Для этого контроллер настраивает и продольное ускорение и передний руководящий угол автомобиля, оборудованного датчиком. |
Для других автоматизированных ведущих приложений, таких как предотвращение препятствия, можно разработать и моделировать контроллеры, использующие другие образцовые прогнозирующие блоки Simulink управления, такие как Контроллер MPC и Адаптивный Контроллер MPC блоки. Для примера, который использует адаптивную модель прогнозирующий контроллер, смотрите, что Предотвращение Препятствия Использует Адаптивную модель Прогнозирующее Управление.
Для Адаптивной Системы Круиз-контроля Хранение Маршрута Помогает Системе и блокам Системы управления Следования траектории, можно сгенерировать пользовательскую подсистему, которую можно затем изменить для приложения. Эта опция полезна когда это необходимо для:
Измените настройки MPC по умолчанию или используйте, усовершенствовал функции MPC
Измените начальные условия контроллера по умолчанию
Используйте различные параметры настройки приложения, такие как пользовательское безопасное следующее определение расстояния для адаптивного круиз-контроля
Чтобы создать пользовательскую подсистему, нажмите соответствующую кнопку для блока, который вы используете. Например, чтобы создать пользовательскую подсистему для блока Adaptive Cruise Control System, на вкладке Block, нажимают Create ACC subsystem. Программное обеспечение создает модель Simulink, которая содержит подсистему с той же настройкой как ваш исходный контроллер. Можно изменить эту подсистему и непосредственно заменить ею назад в исходную модель, заменив блок контроллера.
Если у вас есть программное обеспечение Automated Driving Toolbox™, можно интегрировать образцовый прогнозирующий контроллер с системами для:
Обнаружение объектов и отслеживание
Обнаружение контура маршрута
Планирование пути
Сплав датчика
Для примеров см.: Адаптивный Круиз-контроль с Fusion Датчика, Хранение Маршрута Помогает с Обнаружением Маршрута и Маршрутом После Управления с Fusion Датчика и Обнаружения Маршрута