getCodeGenerationData

Создайте структуры данных для nlmpcmoveCodeGeneration

Синтаксис

[coreData,onlineData]
= getCodeGenerationData(nlobj,x,lastMV)

[coreData,onlineData]
= getCodeGenerationData(nlobj,x,lastMV,params)

[___] = getCodeGenerationData(___,field)

[___] = getCodeGenerationData(___,field1,...,fieldn)

Описание

Используйте эту функцию для создания структур данных для nlmpcmoveCodeGeneration функция, которая вычисляет оптимальные ходы управления для нелинейных контроллеров MPC.

Для получения информации о генерации структур данных для mpcmoveCodeGeneration, см. getCodeGenerationData.

[coreData,onlineData] = getCodeGenerationData(nlobj,x,lastMV) создает структуры данных для использования с nlmpcmoveCodeGeneration.

пример

[coreData,onlineData] = getCodeGenerationData(nlobj,x,lastMV,params) когда nlobj является nlmpc Объекты затем этот синтаксис копирует начальные значения параметров в onlineData структура. Если nlobj является nlmpcMultistage затем объект передает params аргумент не разрешен, и вы должны вручную задать начальные догадки в InitialGuess область onlineData вместо этого.

[___] = getCodeGenerationData(___,field) включает заданный сетевой вес или поле ограничения путем добавления его к onlineData структура.

[___] = getCodeGenerationData(___,field1,...,fieldn) включает несколько сетевых полей веса или ограничений путем добавления их к onlineData структура.

Примеры

свернуть все

Создайте нелинейные структуры генерации кода MPC

Этот пример использует:

Открыть Live Script

Создайте нелинейный контроллер MPC с четырьмя состояниями, двумя выходами и одним входом.

nlobj = nlmpc(4,2,1);

In standard cost function, zero weights are applied by default to one or more OVs because there are fewer MVs than OVs.

Укажите шаг расчета и горизонты контроллера.

Ts = 0.1;
nlobj.Ts = Ts;
nlobj.PredictionHorizon = 10;
nlobj.ControlHorizon = 5;

Задайте функцию состояния для контроллера, которая находится в файле pendulumDT0.m. Эта модель в дискретном времени интегрирует модель в непрерывном времени, заданную в pendulumCT0.m использование многостадийного прямого метода Эйлера.

nlobj.Model.StateFcn = "pendulumDT0";
nlobj.Model.IsContinuousTime = false;

Модель предсказания использует необязательный параметр Ts для представления шага расчета. Задайте количество параметров и создайте вектор параметра.

nlobj.Model.NumberOfParameters = 1;
params = {Ts};

Задайте выходную функцию модели, передав параметр времени расчета как входной параметр.

nlobj.Model.OutputFcn = "pendulumOutputFcn";

Задайте стандартные ограничения для контроллера.

nlobj.Weights.OutputVariables = [3 3];
nlobj.Weights.ManipulatedVariablesRate = 0.1;
nlobj.OV(1).Min = -10;
nlobj.OV(1).Max = 10;
nlobj.MV.Min = -100;
nlobj.MV.Max = 100;

Проверьте функции модели предсказания.

x0 = [0.1;0.2;-pi/2;0.3];
u0 = 0.4;
validateFcns(nlobj,x0,u0,[],params);

Model.StateFcn is OK.
Model.OutputFcn is OK.
Analysis of user-provided model, cost, and constraint functions complete.

Только два из состояний объекта можно измерить. Поэтому создайте расширенный фильтр Калмана для оценки четырех состояний объекта. Его функция перехода к состоянию задана в pendulumStateFcn.m и его функция измерения определена в pendulumMeasurementFcn.m.

EKF = extendedKalmanFilter(@pendulumStateFcn,@pendulumMeasurementFcn);

Задайте начальные условия для симуляции, инициализируйте расширенное состояние фильтра Калмана и задайте нуль начальный манипулированное значение переменных.

x0 = [0;0;-pi;0];
y0 = [x0(1);x0(3)];
EKF.State = x0;
mv0 = 0;

Создайте структуры данных генерации кода для контроллера, определяя начальные условия и параметры.

[coreData,onlineData] = getCodeGenerationData(nlobj,x0,mv0,params);

Просмотрите оперативную структуру данных.

onlineData

onlineData = struct with fields:
           ref: [0 0]
      MVTarget: 0
    Parameters: {[0.1000]}
            X0: [10x4 double]
           MV0: [10x1 double]
        Slack0: 0

Если ваше приложение использует сетевые веса или ограничения, необходимо добавить соответствующие поля в структуры данных генерации кода. Например, следующий синтаксис создает структуры данных, которые включают поля для выходных переменных весов настройки, манипулируемых переменных весов настройки и манипулируемых переменных границ.

[coreData2,onlineData2] = getCodeGenerationData(nlobj,x0,mv0,params,...
    'OutputWeights','MVWeights','MVMin','MVMax');

Просмотрите оперативную структуру данных. Во время выполнения задайте сетевые веса и ограничения в добавленных полях структуры.

onlineData2

onlineData2 = struct with fields:
              ref: [0 0]
         MVTarget: 0
       Parameters: {[0.1000]}
               X0: [10x4 double]
              MV0: [10x1 double]
           Slack0: 0
    OutputWeights: [3 3]
        MVWeights: 0
            MVMin: [10x1 double]
            MVMax: [10x1 double]

Входные параметры

свернуть все

`nlobj` - Нелинейный прогнозирующий контроллер модели
`nlmpc` | объекта `nlmpcMultistage` объект

Нелинейный прогнозирующий контроллер модели, заданный как nlmpc или nlmpcMultistage объект.

`x` - Начальные состояния нелинейной модели предсказания
Вектор-столбец длины _Nx

Начальные состояния нелинейной модели предсказания, заданные как вектор-столбец _Nx длины, где _Nx - количество состояний модели предсказания.

`lastMV` - Начальные управляемые переменные сигналы управления
Вектор-столбец длины _Nmv

Начальные манипулированные переменные управляющие сигналы, заданные как вектор-столбец длины _Nmv, где _Nmv - количество манипулируемых переменных.

`params` - Начальные значения параметров для не многоступенчатого MPC
вектор камеры

Начальные значения параметров для не многоступенчатого MPC, заданные как вектор камеры с длиной, равной nlobj.Model.NumberOfParameters, которое является количеством необязательных параметров в модели предсказания контроллера. Если контроллер не имеет дополнительных параметров, задайте params как {}.

Если nlobj является nlmpc объект затем начальные значения, указанные в params копируются в onlineData структура. Если nlobj является nlmpcMultistage объект затем params аргумент не разрешен, и вы должны вручную задать начальные догадки в InitialGuess область onlineData вместо этого.

Для получения дополнительной информации о необязательных параметрах модели предсказания смотрите Задать модель предсказания для нелинейного MPC.

`field` - Имя поля сетевого значения или ограничения
строка | вектор символов

Сетевой вес или имя поля ограничения, заданное как строковый или символьный вектор. При создании структур данных для nlmpcmoveCodeGenerationможно добавить к onlineData любое из следующих полей структура output. Добавьте заданное поле в оперативную структуру данных, только если вы ожидаете, что соответствующий вес или ограничение изменятся во время выполнения.

Онлайн-ограничения

"StateMin" - Нижние границы состояния
"StateMax" - Верхние границы состояния
"MVMin" - Манипулирование нижними границами переменной
"MVMax" - Манипулируемые верхние границы переменной
"MVRateMin" - Манипулируемая переменная скорость изменения нижняя граница
"MVRateMax" - Управляемая переменная скорость изменения верхней границы

Оперативные ограничения и веса настройки для не многоступенчатого MPC

"OutputWeights" - Выходы веса переменных
"MVWeights" - Манипулируемые переменные веса
"MVRateWeights" - Манипулируемые веса переменных скоростей
"ECRWeight" - Релейная переменная масса
"OutputMin" - Выходные переменные нижние границы
"OutputMax" - Выходные верхние границы переменной

Нарушения порядка, параметры и начальные догадки для многоступенчатого MPC

"MeasuredDistrubance" - Измеренные нарушения порядка
"StateParameter" - Вектор параметра для функции состояния и якобианов
"StageParameter" - Вектор параметра для стоимости этапа, ограничений и якобианов
"TerminalState" - Ограничение конечного состояния
"InitialGuess" - Начальные предположения для переменных принятия решений

Выходные аргументы

свернуть все

`coreData` - Нелинейные параметры конфигурации MPC
структура

Нелинейные параметры конфигурации MPC, которые являются постоянными во время исполнения, возвращаются как структура. Эти параметры получают из настроек контроллера в nlobj. При симуляции контроллера передайте coreData кому nlmpcmoveCodeGeneration без изменения параметров.

`onlineData` - Данные линейного нелинейного контроллера MPC
структура

Данные моделирования во время выполнения, заданные как структура со следующими полями.

`Non-Multistage MPC` - Структура типовых контроллеров MPC
структура

Сетевой нелинейный контроллер MPC данных, который необходимо обновлять при каждом контрольном интервале, возвращаемый как структура. Структура всегда содержит следующие поля.

Область	Описание
`ref`	Выходы ссылки значения, возвращенные как вектор-столбец из нулей с длиной `_Ny`, где `_Ny` - количество выходов модели предсказания.
`mvTarget`	Манипулируемые переменные ссылки значения, возвращенные как вектор-столбец из нулей с _Nmv длины, где _Nmv - количество манипулируемых переменных.
`X0`	Начальное предположение для траектории состояния, возвращаемое как вектор-столбец, равная `x`.
`MV0`	Начальное предположение для манипулируемой переменной траектории, возвращенной как вектором-столбцом, равной `lastMV`.
`Slack0`	Начальное предположение для переменной slack, возвращенное как нуль.

onlineData может также содержать следующие поля в зависимости от строения контроллера и значений аргументов.

Область	Описание
`md`	Измеренные значения нарушения порядка - Это поле возвращается только тогда, когда контроллер измеряет входы нарушения порядка, то есть когда `nlobj.Dimensions.MDIndex` является ненулевым. `md` возвращается как вектор-столбец из нулей с _Nmd длины, где _Nmd - количество измеренных нарушений порядка.
`Parameters`	Значения параметров - Это поле возвращается только, когда контроллер использует необязательные параметры модели. `Parameters` возвращается как вектор камеры, равный `params`.
`OutputWeights` `MVWeights` `MVRateWeights` `ECRWeight` `OutputMin` `OutputMax` `StateMin` `StateMax` `MVMin` `MVMax` `MVRateMin` `MVRateMax`	Вес и значения ограничений - каждое поле возвращается только тогда, когда соответствующее имя поля задано с помощью `field` аргумент. Значение каждого поля равно соответствующему значению по умолчанию, заданному в контроллере, как возвращено в `coreData`.

Для получения дополнительной информации о настройке onlineData поля, см. nlmpcmoveCodeGeneration.

`Multistage MPC` - Структура для многоступенчатых контроллеров MPC
структура

Онлайн-нелинейные многоступенчатые данные MPC контроллера, которые необходимо обновлять на каждом контрольном интервале, возвращаемые как структура. Структура всегда содержит InitialGuess поле.

Область	Описание
`InitialGuess`	Начальное предположение для переменных решения, возвращенных как вектор-столбец длины, равной сумме длин всех векторов переменной решения для каждого этапа. Для получения дополнительной информации см. `nlmpcmove`.

onlineData может также содержать следующие поля в зависимости от строения контроллера и значений аргументов.

Область	Описание
`MeasuredDisturbances`	Измеренные значения нарушения порядка - Это поле возвращается только тогда, когда контроллер измеряет входы нарушения порядка, то есть когда `nlobj.Dimensions.MDIndex` является ненулевым. `md` возвращается как вектор-столбец из нулей с _Nmd длины, где _Nmd - количество измеренных нарушений порядка.
`StateFcnParameters`	Значения параметров для функций состояния и якобианов - Это поле возвращается только тогда, когда функция предсказания состояния контроллера или ее параметры модели использования якобиана, то есть когда `Model.ParameterLength` больше нуля. `StateFcnParameter` возвращается как вектор.
`StageFcnParameters`	Значения параметров для функций затрат и ограничений этапа и их якобианов - Это поле возвращается только тогда, когда любая стоимость этапа или функция ограничений, или ее якобиан, использует параметры, то есть когда существует по крайней мере один этап `i` для чего `Stages(i).ParameterLength` больше нуля. `StageFcnParameter` возвращается как вектор.
`StateMin` `StateMax` `MVMin` `MVMax` `MVRateMin` `MVRateMax`	Ограничительные значения - Каждое поле возвращается только, когда соответствующее имя поля задано с помощью `field` аргумент. Значение каждого поля равно соответствующему значению по умолчанию, заданному в контроллере, как возвращено в `coreData`.
`TerminalState`	Конечное состояние, заданная как вектор-столбец с таким количеством элементов, как количество состояний. Это конечное состояние является желаемым состоянием на последнем шаге предсказания. Чтобы задать желаемые конечные состояния во время выполнения через это поле, необходимо задать конечные значения в `TerminalState` поле `Model` свойство `nlobj`. Задайте `inf` для состояний, которые не должны быть ограничены терминальным значением. Во время исполнения, `nlmpcmoveCodeGeneration` игнорирует все значения в `TerminalState` область `simdata` которые соответствуют `inf` значения в `nlobj`. Если вы не задаете какое-либо условие терминального значения в `nlobj`, это поле не создается в `onlinedata`.

Для получения дополнительной информации о настройке onlineData поля, см. nlmpcmoveи nlmpcmoveCodeGeneration.

См. также

nlmpcmove | nlmpcmoveCodeGeneration

Темы

Введенный в R2020a

Документация

getCodeGenerationData

Синтаксис

Описание

Примеры

Создайте нелинейные структуры генерации кода MPC

Входные параметры

`nlobj` - Нелинейный прогнозирующий контроллер модели
`nlmpc` | объекта `nlmpcMultistage` объект

`x` - Начальные состояния нелинейной модели предсказания
Вектор-столбец длины _Nx

`lastMV` - Начальные управляемые переменные сигналы управления
Вектор-столбец длины _Nmv

`params` - Начальные значения параметров для не многоступенчатого MPC
вектор камеры

`field` - Имя поля сетевого значения или ограничения
строка | вектор символов

Выходные аргументы

`coreData` - Нелинейные параметры конфигурации MPC
структура

`onlineData` - Данные линейного нелинейного контроллера MPC
структура

`Non-Multistage MPC` - Структура типовых контроллеров MPC
структура

`Multistage MPC` - Структура для многоступенчатых контроллеров MPC
структура

См. также

Темы

Документация Model Predictive Control Toolbox

Поддержка

Документация

getCodeGenerationData

Синтаксис

Описание

Примеры

Создайте нелинейные структуры генерации кода MPC

Входные параметры

nlobj - Нелинейный прогнозирующий контроллер модели nlmpc | объекта nlmpcMultistage объект

x - Начальные состояния нелинейной модели предсказания Вектор-столбец длины Nx

lastMV - Начальные управляемые переменные сигналы управления Вектор-столбец длины Nmv

params - Начальные значения параметров для не многоступенчатого MPC вектор камеры

field - Имя поля сетевого значения или ограничения строка | вектор символов

Выходные аргументы

coreData - Нелинейные параметры конфигурации MPC структура

onlineData - Данные линейного нелинейного контроллера MPC структура

Non-Multistage MPC - Структура типовых контроллеров MPC структура

Multistage MPC - Структура для многоступенчатых контроллеров MPC структура

См. также

Темы

Документация Model Predictive Control Toolbox

Поддержка

`nlobj` - Нелинейный прогнозирующий контроллер модели
`nlmpc` | объекта `nlmpcMultistage` объект

`x` - Начальные состояния нелинейной модели предсказания
Вектор-столбец длины _Nx

`lastMV` - Начальные управляемые переменные сигналы управления
Вектор-столбец длины _Nmv

`params` - Начальные значения параметров для не многоступенчатого MPC
вектор камеры

`field` - Имя поля сетевого значения или ограничения
строка | вектор символов

`coreData` - Нелинейные параметры конфигурации MPC
структура

`onlineData` - Данные линейного нелинейного контроллера MPC
структура

`Non-Multistage MPC` - Структура типовых контроллеров MPC
структура

`Multistage MPC` - Структура для многоступенчатых контроллеров MPC
структура