Задайте масштабные коэффициенты

Обзор

Методические рекомендации включают спецификацию масштабных коэффициентов для каждой переменной ввода и вывода объекта, которая особенно важна, когда определенные переменные имеют намного большие или меньшие значения, чем другие.

Масштабный коэффициент должен равняться (или аппроксимированный) промежутку переменной. Span является различием между своим максимальным и минимальным значением в технических модулях, то есть, единица измерения, заданная в модели объекта управления. Внутренне, MPC делит каждый сигнал ввода и вывода объекта на свой масштабный коэффициент, чтобы сгенерировать безразмерные сигналы.

Потенциальные выгоды масштабирования следующие:

Настраивающие веса MPC по умолчанию работают лучше всего, когда все сигналы имеют единицу порядка. Соответствующие масштабные коэффициенты делают веса по умолчанию хорошей отправной точкой для контроллера, настраивающегося и улучшения.
При выборе весов функции стоимости можно фокусироваться на относительном приоритете каждого термина, а не комбинации приоритета и предупредить о шкале.
Улучшенное числовое создание условий. Когда значения масштабируются, ошибки округления оказывают меньше влияния на вычисления.

Если вы настроили контроллер, изменение масштабного коэффициента, вероятно, будет влиять на производительность, и контроллеру, возможно, понадобится перенастройка. Лучшая практика состоит в том, чтобы установить масштабные коэффициенты в начале проектирования контроллера и содержать их постоянный после этого.

Определение масштабных коэффициентов

Чтобы идентифицировать масштабные коэффициенты, оцените промежуток каждой переменной ввода и вывода объекта в технических модулях.

Если сигнал знал границы, используйте различие между верхним и нижним пределом.
Если вы не знаете границы сигнала, рассмотрите рабочие симуляции модели объекта управления разомкнутого цикла. Можно отличаться входные параметры в их вероятных областях значений и записать промежутки выходного сигнала.
Если вы понятия не имеете, используйте масштабный коэффициент по умолчанию (=1).

Можно задать масштабные коэффициенты в командной строке и использовании приложения MPC Designer.

Если вы установили масштабные коэффициенты и начали настраивать производительность контроллера, содержать постоянные масштабные коэффициенты.

Используя команды

После того, как вы создаете контроллер MPC объектное использование команды mpc, устанавливаете свойство масштабного коэффициента для каждой переменной ввода и вывода объекта.

Например, следующие команды создают случайный объект, задают типы сигнала и задают масштабный коэффициент для каждого сигнала.

% Random plant for illustrative purposes: 5 inputs, 3 outputs
Plant = drss(4,3,5);
Plant.InputName = {'MV1','UD1','MV2','UD2','MD'};
Plant.OutputName = {'UO','MO1','MO2'};

% Example signal spans
Uspan = [2, 20, 0.1, 5, 2000];
Yspan = [0.01, 400, 75];

% Example signal type specifications
iMV = [1 3];
iMD = 5;
iUD = [2 4];
iDV = [iMD,iUD];
Plant = setmpcsignals(Plant,'MV',iMV,'MD',iMD,'UD',iUD, ...
    'MO',[2 3],'UO',1);
Plant.D(:,iMV) = 0;   % MPC requires zero direct MV feed-through

% Controller object creation.  Ts = 0.3 for illustration.
MPCobj = mpc(Plant,0.3);

% Override default scale factors using specified spans
for i = 1:2
    MPCobj.MV(i).ScaleFactor = Uspan(iMV(i));
end

% NOTE:  DV sequence is MD followed by UD
for i = 1:3
    MPCobj.DV(i).ScaleFactor = Uspan(iDV(i));
end
for i = 1:3
    MPCobj.OV(i).ScaleFactor = Yspan(i);
end