Рекомендуемая практика включает определение коэффициентов масштаба для каждой входной и выходной переменной установки, что особенно важно, когда некоторые переменные имеют гораздо большие или меньшие величины, чем другие.
Масштабный коэффициент должен равняться (или приближаться) диапазону переменной. Диапазон - это разница между его максимальным и минимальным значением в инженерных единицах, то есть единице измерения, указанной в модели установки. Внутри ПДК делит каждый входной и выходной сигнал установки на его масштабный коэффициент для формирования безразмерных сигналов.
Потенциальные преимущества масштабирования:
Веса настройки MPC по умолчанию работают лучше всего, когда все сигналы имеют единицу порядка. Соответствующие масштабные коэффициенты делают веса по умолчанию хорошей отправной точкой для настройки и уточнения контроллера.
При выборе весов функций затрат можно сосредоточиться на относительном приоритете каждого термина, а не на комбинации приоритета и масштаба сигнала.
Улучшенное численное кондиционирование. При масштабировании значений ошибки округления оказывают меньшее влияние на вычисления.
После настройки контроллера изменение масштабного коэффициента, вероятно, повлияет на производительность, и контроллеру может потребоваться перенастройка. Оптимальная практика заключается в установлении масштабных коэффициентов в начале проектирования контроллера и поддержании их постоянными после этого.
Масштабные коэффициенты можно определить в командной строке и с помощью приложения MPC Designer.
Чтобы определить масштабные коэффициенты, оцените диапазон каждой входной и выходной переменной установки в технических единицах.
Если сигнал имеет известные границы, используйте разность между верхним и нижним пределом.
Если границы сигнала неизвестны, рекомендуется выполнить моделирование модели завода с разомкнутым контуром. Можно изменять входные данные в пределах вероятных диапазонов и записывать интервалы выходного сигнала.
Если вы понятия не имеете, используйте масштабный коэффициент по умолчанию (= 1).
После создания объекта контроллера MPC с помощью mpc установите свойство масштабного коэффициента для каждой входной и выходной переменной установки.
Например, следующие команды создают случайное растение, указывают типы сигналов и определяют 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
После открытия MPC Designer и определения начальной структуры MPC на вкладке MPC Designer щелкните Атрибуты ввода-вывода.
В диалоговом окне «Характеристики канала ввода и вывода» задайте масштабный коэффициент для каждого входного и выходного сигнала.
Чтобы обновить настройки контроллера, нажмите кнопку ОК.