Автоматизированное управление Используя прогнозирующее управление модели

Прогнозирующее управление модели (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 о прогнозирующем управлении модели см. Проект MPC.

Можно использовать MPC в автоматизированных ведущих приложениях, чтобы улучшить скорость отклика транспортного средства при поддержании пассажирского комфорта и безопасности. Приложения могут включать:

MPC имеет несколько функций, которые полезны для автоматизированного управления.

Функция MPCОписаниеБольше 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:

  • Ограничения скорости

  • Безопасное следующее расстояние

  • Физические пределы транспортного средства, такие как максимальный руководящий угол

  • Препятствия для контроллера, чтобы избежать

Предскажите поведение автомобиля, оборудованного датчиком через отступающий горизонтДиспетчер MPC использует внутреннюю модель динамики аппарата, чтобы предсказать, как транспортное средство будет реагировать на данное действие контроля через горизонт прогноза. Это поведение походит на человеческое понимание драйвера и предсказание поведения их транспортного средства.
Траектории ссылки предварительного просмотра и воздействия через горизонт прогнозаЕсли 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 транспортным средством.Предварительный просмотр сигнала
Обновите внутреннюю модель транспортного средства во время выполненияЕсли движущие силы автомобиля, оборудованного датчиком варьируются в зависимости от времени, такой что касается зависимой скоростью руководящей динамики, можно обновить контроллер внутренняя модель с помощью адаптивного MPC.Адаптивный MPC
Сгенерируйте кодМожно автоматически сгенерировать код для развертывания прогнозирующих контроллеров модели.Сгенерируйте код и разверните контроллер в цели в реальном времени

Симуляция в Simulink

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.

БлокОписание
Adaptive Cruise Control SystemОтследите скорость набора и обеспечьте безопасное расстояние от ведущего транспортного средства путем корректировки продольного ускорения автомобиля, оборудованного датчиком.
Lane Keeping Assist SystemСохраните автомобиль, оборудованный датчиком, перемещающийся вдоль центра прямой или изогнутой дороги путем корректировки переднего руководящего угла.
Path Following Control SystemСохраните автомобиль, оборудованный датчиком, перемещающийся вдоль центра прямой или изогнутой дороги при отслеживании скорости набора и поддержании безопасного расстояния от ведущего транспортного средства. Для этого контроллер настраивает и продольное ускорение и передний руководящий угол автомобиля, оборудованного датчиком.

Для других автоматизированных ведущих приложений, таких как предотвращение препятствия, можно спроектировать и симулировать контроллеры, использующие другие прогнозирующие блоки Simulink управления модели, такие как блоки Adaptive MPC Controller и MPC Controller. Для примера, который использует адаптивную модель прогнозирующий контроллер, смотрите, что Предотвращение Препятствия Использует Адаптивную модель Прогнозирующее Управление.

Индивидуальная настройка контроллера

Для Adaptive Cruise Control System, Lane Keeping Assist System и блоков Path Following Control System, 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.

Интеграция с Automated Driving Toolbox

Если у вас есть программное обеспечение Automated Driving Toolbox™, можно интегрировать прогнозирующий контроллер модели 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

Смотрите также

Блоки

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте