Exponenta Banner
exponenta event banner

setconstraint

Установка смешанных ограничений ввода/вывода для прогнозирующего контроллера модели

свернуть все на странице

Синтаксис

сетконтракт (MPCobj, E, F, G)
сетконтракт (MPCobj, E, F, G, V)
сетконтракт (MPCobj, E, F, G, V, S)
сетконтракт (MPCobj)

Описание

пример

setconstraint(MPCobj,E,F,G) определяет смешанные ограничения ввода/вывода следующей формы для контроллера MPC, MPCobj:

Eu (k + j 'k) + Fy (k + j' k) ≤ G +

Дополнительные сведения см. в разделе Смешанные ограничения ввода/вывода.

пример

setconstraint(MPCobj,E,F,G,V) добавляет ограничения следующей формы:

Eu (k + j 'k) + Fy (k + j' k) ≤ G + αV

Этот синтаксис используется для задания жестких пользовательских ограничений или изменения смягчения ограничений по умолчанию.

пример

setconstraint(MPCobj,E,F,G,V,S) добавляет ограничения следующей формы:

Eu (k + j 'k) + Fy (k + j' k) + Sv (k + j 'k) ≤ G + αV

Используйте этот синтаксис, если смешанные ограничения ввода/вывода включают измеренные возмущения.

пример

setconstraint(MPCobj) удаляет все смешанные ограничения ввода/вывода из контроллера MPC.

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Укажите ограничение формы, 0≤u2-2u3+y2≤15 на MPC-контроллере.

Создайте модель завода третьего порядка с тремя управляемыми переменными и двумя измеряемыми выходами.

plant = rss(3,2,3);
plant.D = 0;

Создайте контроллер MPC для этого завода.

MPCobj = mpc(plant,0.1);
-->The "PredictionHorizon" property of "mpc" object is empty. Trying PredictionHorizon = 10.
-->The "ControlHorizon" property of the "mpc" object is empty. Assuming 2.
-->The "Weights.ManipulatedVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.00000.
-->The "Weights.ManipulatedVariablesRate" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.10000.
-->The "Weights.OutputVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 1.00000.

Сформулируйте ограничение в требуемой форме:

[0-1201-2] [u1u2u3] + [0-101] [y1y2]≤[015]+ε[11]

Задайте матрицы ограничений.

E = [0 -1 2;0 1 -2];
F = [0 -1;0 1];
G = [0;15];

Установите ограничения в контроллере MPC.

setconstraint(MPCobj,E,F,G)
Открыть сценарий в реальном времени

Создайте модель завода третьего порядка с двумя управляемыми переменными и двумя измеряемыми выходами.

plant = rss(3,2,2);
plant.D = 0;

Создайте контроллер MPC для этого завода.

MPCobj = mpc(plant,0.1);
-->The "PredictionHorizon" property of "mpc" object is empty. Trying PredictionHorizon = 10.
-->The "ControlHorizon" property of the "mpc" object is empty. Assuming 2.
-->The "Weights.ManipulatedVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.00000.
-->The "Weights.ManipulatedVariablesRate" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.10000.
-->The "Weights.OutputVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 1.00000.

Предположим, что у вас есть два жестких ограничения.

u1+u2≤5y1+y2≤10

Задайте матрицы ограничений.

E = [1 1; 0 0];
F = [0 0; 1 1];
G = [5;10];

Задайте ограничения как жесткие с помощью параметра V ноль для обоих ограничений.

V = [0;0];

Установите ограничения в контроллере MPC.

setconstraint(MPCobj,E,F,G,V)
Открыть сценарий в реальном времени

Создайте модель завода третьего порядка с двумя управляемыми переменными, двумя измеренными возмущениями и двумя измеренными выходами.

plant = rss(3,2,4);
plant.D = 0;
plant = setmpcsignals(plant,'mv',[1 2],'md',[3 4]);

Создайте контроллер MPC для этого завода.

MPCobj = mpc(plant,0.1);
-->The "PredictionHorizon" property of "mpc" object is empty. Trying PredictionHorizon = 10.
-->The "ControlHorizon" property of the "mpc" object is empty. Assuming 2.
-->The "Weights.ManipulatedVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.00000.
-->The "Weights.ManipulatedVariablesRate" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.10000.
-->The "Weights.OutputVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 1.00000.

Предположим, что у вас есть три мягких ограничения.

u1+u2≤5y1+v1≤10y2+v2≤12

Задайте матрицы ограничений.

E = [1 1; 0 0; 0 0];
F = [0 0; 1 0; 0 1];
G = [5;10;12];
S = [0 0; 1 0; 0 1];

Установите ограничения в контроллере MPC, используя значение по умолчанию для V.

setconstraint(MPCobj,E,F,G,[],S)
Открыть сценарий в реальном времени

Определите модель завода и создайте контроллер MPC.

plant = rss(3,2,2);
plant.D = 0;
MPCobj = mpc(plant,0.1);
-->The "PredictionHorizon" property of "mpc" object is empty. Trying PredictionHorizon = 10.
-->The "ControlHorizon" property of the "mpc" object is empty. Assuming 2.
-->The "Weights.ManipulatedVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.00000.
-->The "Weights.ManipulatedVariablesRate" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.10000.
-->The "Weights.OutputVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 1.00000.

Определение пользовательских ограничений контроллера. 

E = [-1 2; 1 -2];
F = [0 1; 0 -1];
G = [0; 10];
setconstraint(MPCobj,E,F,G)

Удалите пользовательские ограничения.

setconstraint(MPCobj)
-->Removing mixed input/output constraints.

Входные аргументы

свернуть все

Контроллер прогнозирования модели, указанный как объект контроллера MPC. Для создания контроллера MPC используйте mpc.

Константа изменяемой зависимости, заданная как массив Nc-by-Nmv, где Nc - количество зависимостей, а Nmv - количество обрабатываемых переменных.

Константа ограничения управляемого выхода, заданная как массив Nc-by-Ny, где Ny - количество контролируемых выходов (измеренных и неизмеренных).

Константа смешанного ограничения ввода/вывода, заданная как вектор столбца длиной Nc.

Константа смягчения ограничения, представляющая равную заботу о релаксации (ECR), заданная как вектор столбца длиной Nc.

Если V не указано, значение по умолчанию: 1 применяется ко всем неравенствам ограничений, и все ограничения являются мягкими. Это поведение совпадает с поведением по умолчанию для границ вывода, как описано в разделе Функция стандартных затрат.

Чтобы сделать ограничение i жестким, укажите V (i) = 0 .

Чтобы сделать ограничение i мягким, укажите V (i) > 0 в соответствии с допустимой величиной нарушения ограничения. Нарушение величины зависит от численного масштаба переменных, участвующих в ограничении.

В общем случае, когда V (i) уменьшается, контроллер усиливает ограничения, уменьшая допустимое нарушение ограничения.

Примечание

Если ограничение трудно удовлетворить, уменьшение его значения V (i), чтобы затруднить его, может быть контрпродуктивным. Это может привести к ошибочным действиям управления, нестабильности или отказу решателя QP, который определяет действие управления.

Измеренная константа ограничения возмущения, заданная как массив Nc-by-Nmd, где Nmd - количество измеренных возмущений.

Совет

  • Выходные данные, y, прогнозируются с использованием модели. Если модель несовершенна, нет гарантии, что ограничение может быть выполнено.

  • Поскольку контроллер MPC не оптимизирует u (k + p 'k), последнее ограничение в момент времени k + p предполагает, что u (k + p' k) = u (k + p-1 | k).

  • При моделировании контроллера MPC можно обновить E, F, G, и S массивы ограничений во время выполнения. Дополнительные сведения см. в разделе Обновление ограничений во время выполнения.

Алгоритмы

свернуть все

Смешанные ограничения ввода/вывода

Общая форма смешанных ограничений ввода/вывода:

Eu (k + j) + Fy (k + j) + Sv (k + j) ≤ G + αV

Здесь j = 0,..., p и:

  • p - горизонт прогнозирования.

  • k - индекс текущего времени.

  • u - переменная, управляемая вектором столбца.

  • y - вектор столбца всех выходных переменных установки.

  • v - вектор столбца измеренных переменных возмущений.

  • λ - это скалярная переменная ослабления, используемая для смягчения ограничений (как в функции стандартной стоимости).

  • E, F, G, V и S - постоянные матрицы.

См. также

|

Темы

Представлен в R2011a

Документация по панели инструментов управления для прогнозирования модели

Поддержка