Симулируйте переключение между несколькими явными контроллерами MPC
Библиотека Simulink MPC
Блок Multiple Explicit MPC Controllers использует следующие входные сигналы:
Измеренный объект выходные параметры (mo)
Ссылка или заданное значение (ref)
Измеренное воздействие объекта (md), если любой
Переключение сигнала (switch)
Переключающийся сигнал выбирает активный контроллер из числа списка двух или больше контроллеров кандидата. Однако для блока Multiple Explicit MPC Controllers, кандидаты являются явными диспетчерами MPC. Эти контроллеры уменьшают онлайновое вычислительное усилие при помощи закона о надзоре поиска по таблице во время каждого контрольного интервала вместо того, чтобы решить квадратичную программу. Для получения дополнительной информации смотрите Explicit MPC Controller.
Блок Multiple Explicit MPC Controllers позволяет переходу между несколькими явными контроллерами MPC в режиме реального времени на основе текущих условий работы. Как правило, вы проектируете каждый контроллер для конкретной области операционного пробела. Используя доступные измерения, вы обнаруживаете текущую операционную область и выбираете соответствующий активный контроллер через switch импорт.
Чтобы повысить эффективность, неактивные контроллеры не оценивают свой закон о надзоре. Однако, чтобы обеспечить передачу bumpless между контроллерами, неактивные контроллеры продолжают выполнять оценку состояния.
Как для блока Multiple MPC Controllers, вы не можете отключить оценку для Multiple Explicit MPC Controllers. Один контроллер должен всегда быть активным.
Как блок Explicit MPC Controller, Multiple Explicit MPC Controllers поддерживает только подмножество дополнительных функций MPC, как обрисовано в общих чертах в следующей таблице.
| Поддерживавшие функции | Неподдерживаемые функции |
|---|---|
|
|
Блок Multiple Explicit MPC Controller имеет следующие группировки параметра:
Контроллеры кандидата в виде:
Массив ячеек explicitMPC объекты. Используйте generateExplicitMPC команда, чтобы создать эти объекты.
Массив ячеек из символьных векторов, где каждым элементом является имя явного контроллера MPC объект в рабочей области MATLAB®.
Заданный массив должен содержать по крайней мере два контроллера кандидата. Первая запись в массиве ячеек является контроллером, который соответствует входному значению переключателя 1, второе соответствует входному значению переключателя 2 и так далее.
Дополнительные начальные состояния для каждого контроллера кандидата в виде:
switch входной сигнал должен быть скалярным целым числом между 1 и n c, где n c является количеством заданных контроллеров кандидата. В каждый момент управления этот сигнал определяет активный контроллер. Значение переключателя 1 соответствует первой записи в массиве ячеек контроллеров кандидата, значение 2 соответствует второму контроллеру и так далее.
Если switch сигнал находится вне области значений 1 и n c, предыдущий контроллер, выход сохраняется.
Если диспетчеры кандидата используют оценку состояния по умолчанию, этот импорт помечен mo. Соедините этот импорт в измеренные выходные сигналы объекта.
Если ваши диспетчеры кандидата используют пользовательскую оценку состояния, выберите параметр Use custom state estimation instead of using the built-in Kalman filter. Выбор этой опции изменяет метку на этом импорте в x[k|k]. Соедините сигнал, обеспечивающий оценки состояния контроллера. (Состояние контроллера включает объект, воздействие и шумовые состояния модели.) Оценки предоставили во время, tk должен быть основан на измерениях и других доступных данных во время tk.
Все диспетчеры кандидата должны использовать ту же опцию оценки состояния, или значение по умолчанию или пользовательский. Когда вы используете пользовательскую оценку состояния, у всех контроллеров кандидата должна быть та же размерность.
В каждый момент управления, ref сигнал должен содержать текущие ссылочные значения (цели или заданные значения) для выходных переменных ny, где ny является общим количеством выходных параметров, включая измеренные и неизмеренные выходные параметры. Поскольку этот блок не поддерживает ссылочный предварительный просмотр, ref не может быть задан как матрица.
mv выходной порт обеспечивает сигнал, задающий переменные, которыми управляют, для управления объектом. Активный контроллер обновляет свой переменный выход, которым управляют, в каждый момент управления использование закона о надзоре, содержавшегося в его явном контроллере MPC объект. Если оценка закона о надзоре перестала работать, этот сигнал неизменен; то есть, это сохранено в предыдущем успешном результате. Блок Multiple Explicit MPC Controller передает выход активного контроллера к mv выходной порт.
Добавьте импорт (md) с которым можно соединить векторный сигнал, содержащий элементы nmd, где nmd является количеством измеренных воздействий.
Поскольку этот блок не поддерживает измеренный предварительный просмотр воздействия, md не может быть задан как матрица.
Добавьте импорт (ext.mv) с которым вы соединяете векторный сигнал, который содержит фактические переменные, которыми управляют, (MV), используемые на объекте. Все диспетчеры кандидата используют этот сигнал обновить их оценки состояния контроллера в каждом контрольном интервале. Используя этот импорт улучшает точность оценки состояния, когда MVS, используемый на объекте, отличается от MVS, вычисленного блоком, например, должным сигнализировать о насыщении или условии переопределения.
Для получения дополнительной информации смотрите соответствующий раздел страницы с описанием блока MPC Controller.
Добавьте выходной порт (status) это указывает ли последняя явная оценка закона о надзоре MPC, за которой следуют. Выходной порт обеспечивает скалярный сигнал, который имеет одно из следующих значений:
1 — Успешная явная оценка закона о надзоре
0 — Отказ: Один или несколько параметров закона о надзоре из области значений.
– 1 — Неопределенный: параметры Закона о надзоре были в допустимой области значений, но экстраполяция была необходима.
Если status или 0 или –1, mv выходной порт остается в последнем известном хорошем значении.
Добавьте выходной порт (region) обеспечение индекса многогранной области, используемой в последней явной оценке закона о надзоре (скаляр). Если оценка закона о надзоре перестала работать, сигнал в этом выходном порту равняется нулю.
Добавьте выходной порт (est.state) поскольку диспетчер утверждает оценки, x[k|k], в каждый момент управления. Эти оценки включают объект, воздействие и шумовые состояния модели.
Замените mo с x[k|k] импортируйте для пользовательской оценки состояния как описано в Необходимом Inports. Все диспетчеры кандидата должны использовать ту же опцию оценки состояния, или значение по умолчанию или пользовательский. Когда вы используете пользовательскую оценку состояния, у всех контроллеров кандидата должна быть та же размерность.
Задайте тип данных блока переменных, которыми управляют, как одно из следующего:
double — Плавающая точка двойной точности (значение по умолчанию)
single Плавающая точка с одинарной точностью
Если вы реализуете блок на цели с одинарной точностью, задаете тип выходных данных как single.
Для примера симуляции с одинарной точностью и с двойной точностью и генерации кода для контроллера MPC, смотрите Симуляцию и Генерацию кода Используя Simulink Coder.
Чтобы просмотреть типы данных порта в модели, в Редакторе Simulink®, выбирают Display > Signals & Ports Port Data Types.
Используйте шаг расчета родительской подсистемы как шаг расчета блока. Выполнение так позволяет вам условно выполнять этот блок в блоки Triggered Subsystem или Function-Call Subsystem. Для примера смотрите Используя диспетчера MPC Блока В Вызове функции и Инициированных Подсистемах.
Необходимо выполнить Function-Call Subsystem или блоки Triggered Subsystem на уровне частоты дискретизации контроллера. В противном случае вы видите неожиданные результаты.
Чтобы просмотреть шаг расчета блока, в Редакторе Simulink, выбирают Display > Sample Time. Выберите Colors, Annotations или All. Для получения дополнительной информации, информация о Шаге расчета вида на море (Simulink).
