Запланированное на усиление образцовое прогнозирующее управление переключается между предопределенной группой контроллеров MPC, скоординированным способом, чтобы управлять нелинейным объектом по широкому спектру условий работы. Используйте этот подход, если изменение рабочих характеристик объекта предсказуемым способом и изменение таковы, что одна модель прогноза не может обеспечить соответствующую производительность контроллера. Этот подход сопоставим с использованием планирования усиления в обычном управлении с обратной связью.
Чтобы повысить эффективность, неактивные контроллеры не вычисляют перемещения оптимального управления. Однако, чтобы обеспечить передачу bumpless между контроллерами, неактивные контроллеры продолжают выполнять оценку состояния. Передача Bumpless предотвращает внезапные изменения в переменных, которыми управляют, когда контроллер, переключающийся, происходит.
Можно разработать и моделировать контроллеры MPC и в Simulink® и в командной строке. Несколько Контроллеров MPC и Несколько Явных Контроллеров MPC блоки позволяют вам переключиться между заданной группой Контроллеров MPC в Simulink. Можно выполнить симуляции командной строки с помощью команды mpcmoveMultiple. Однако mpcmoveMultiple не поддерживает явные контроллеры MPC.
Чтобы реализовать запланированный на усиление MPC, сначала разработайте традиционный образцовый прогнозирующий контроллер для каждой рабочей точки, и затем разработайте сигнал планирования что контроллеры переключателей во время выполнения.
Задайте и настройте номинальный контроллер MPC для наиболее вероятного (или среднее значение) условия работы. Для получения дополнительной информации см. Проект MPC.
Используйте симуляции, чтобы определить условия работы, в которых номинальный контроллер теряет робастность. Для получения дополнительной информации смотрите Симуляцию.
Идентифицируйте измерение (или комбинация измерений), который указывает, когда заменить номинальный контроллер.
Определите модель прогноза объекта для новых условий работы. Его переменные ввода и вывода должны быть эквивалентными в номинальном случае.
Задайте новый контроллер MPC на основе новой модели прогноза. Используйте номинальные настройки контроллера в качестве отправной точки и теста и повторно настройте настройки контроллера при необходимости.
Если два контроллера являются несоответствующими, чтобы обеспечить робастность в полной операционной области значений, рассмотрите деление области значений в меньшие области и добавление большего количества контроллеров. Также можно использовать адаптивный контроллер MPC, который имеет меньший объем потребляемой памяти. Для получения дополнительной информации см. Адаптивный Проект MPC.
(дополнительный) Рассматривают создание явного контроллера MPC для каждого традиционного контроллера MPC. Явные контроллеры MPC требуют меньшего количества вычислений во время выполнения, чем традиционные (неявные) образцовые прогнозирующие контроллеры и поэтому полезны для приложений, которые требуют времен небольшой выборки. Для получения дополнительной информации смотрите Явный MPC.
В вашей модели Simulink сконфигурируйте любого блок Multiple MPC Controllers или Multiple Explicit MPC Controllers и задайте переключающийся критерий.
Чтобы проверить робастность и переключение bumpless, протестируйте контроллеры в полном рабочем диапазоне с помощью симуляций с обратной связью.
На практике рекомендуется позволить период прогрева, в который объект действует при ручном управлении, в то время как контроллер инициализирует его оценки состояния. Эта инициализация обычно требует 10–20 интервалов управления. Прогрев особенно важен для Нескольких Контроллеров MPC и Нескольких Явных Контроллеров MPC блоки. Без соответствующего периода прогрева, переключающегося между контроллерами, может вызвать внезапные изменения в переменных, которыми управляют. Включение контроллеров, когда объект действует далекий от любой из запланированных на усиление рабочих точек, может также вызвать внезапные переменные изменения, которыми управляют.
Если вы используете пользовательскую оценку состояния, у всех ваших запланированных на усиление контроллеров MPC должна быть та же размерность состояния. Это требование устанавливает неявные ограничения для объекта и возмущений.