Сравнение нескольких ответов контроллеров с помощью MPC Designer
В этом примере показано, как сравнить несколько реакций контроллера с помощью MPC Designer. В частности, сравниваются контроллеры с различными выходами строений ограничений.
Определите модель объекта управления
Создайте модель пространства состояний вашего объекта и укажите типы сигналов MPC.
A = [-0.0285 -0.0014; -0.0371 -0.1476]; B = [-0.0850 0.0238; 0.0802 0.4462]; C = [0 1; 1 0]; D = zeros(2,2); plant = ss(A,B,C,D); plant = setmpcsignals(plant,'MV',1,'UD',2,'MO',1,'UO',2);
Откройте MPC Designer и импортируйте модель объекта управления.
mpcDesigner(plant)
Приложение добавляет указанный объект в Data Browser вместе с контроллером по умолчанию mpc1и сценарий симуляции по умолчанию, scenario1.
Задайте сценарий симуляции
Сконфигурируйте сценарий симуляции подавления помех.
В MPC Designer на вкладке MPC Designer нажмите Edit Scenario > scenario1.
В диалоговом окне Simulation Scenario задайте Simulation duration 40 секунд.
В таблице Reference Signals в раскрывающихся списках Signal выберите Constant для удержания уставок обоих выходов в их номинальных значениях.
В таблице Unmeasured Disturbances, в раскрывающемся списке Signal, выберите Step. Используйте значения Time и Step по умолчанию.
Этот сценарий моделирует единичное изменение шага в неизмеренном входном нарушении порядка во время 1 секунды.
Нажмите OK.
Приложение запускает обновленный сценарий симуляции и обновляет графики отклика контроллера. На Output Response графиках контроллер по умолчанию возвращает измеренный выход, MO1, к его номинальному значению, однако действие управления вызывает увеличение неизмеренного выхода, UO1.
Создайте контроллер с жесткими выходными ограничениями
Предположим, что спецификации управления указывают, что такое увеличение неизмеренного нарушения порядка нежелательно. Чтобы ограничить эффект неизмеренного нарушения порядка, создайте контроллер с жестким выходным ограничением.
Примечание
На практике использование жестких ограничений выхода не рекомендуется. Такие ограничения могут создать недопустимую задачу оптимизации, когда выходная переменная выходит за пределы ограничений из-за нарушения порядка.
В Data Browser, в Controllers разделе, щелкните правой кнопкой мыши mpc1, и выберите Copy.
Приложение создает копию контроллера по умолчанию и добавляет ее к Data Browser.
Дважды кликните каждый контроллер и переименуйте их следующим образом.
Щелкните правой кнопкой мыши по mpcHard контроллер и выберите Tune (make current). Приложение добавляет mpcHard ответ контроллера на Input Response и Output Response графики.
На вкладке Tuning, в разделе Controller, mpcHard выбран в качестве настраиваемого текущего MPC Controller.
В Design разделе нажмите Constraints.
В диалоговом окне «Ограничения», в разделе Output Constraints, в столбце Max задайте максимальный выход ограничение 3 для неизмеренного выхода (UO).
По умолчанию все выходные ограничения являются мягкими, то есть контроллер может допускать нарушения ограничения при вычислении оптимальных движений управления.
Чтобы сделать невынесенное выходное ограничение жестким, нажмите Constraint Softening Settings и введите MaxECR значение 0 для UO. Этот параметр устанавливает строгий предел на контроллер выходе, который не может быть нарушен.
Нажмите OK.
Обновление графиков отклика, отражающее новую mpcHard строение. На Output Response графике, на UO1 графике, mpcHard ответ ограничен максимум 3. В качестве компромисса контроллер не может вернуть MO1 ответ на его номинальное значение.
Совет
Если легенды графика блокируют ответные сигналы, можно перетащить легенды в другие места.
Создайте контроллер с ограничениями мягкого выхода
Предположим, что отклонение MO1 от его номинального значения слишком велико. Можно смягчить ограничение выхода для компромисса между двумя целями управления: MO1 выхода отслеживание и UO1 удовлетворенность ограничениями.
На вкладке Tuning, в разделе Analysis, нажмите Store Controller, чтобы сохранить копию mpcHard в Data Browser.
В Data Browser в разделе Controllers переименуйте mpcHard_Copy на mpcSoft.
На вкладке Tuning, в разделе Controller, в раскрывающемся списке MPC Controller, выберите mpcSoft в качестве токового контроллера.
Приложение добавляет mpcSoft ответ контроллера на Input Response и Output Response графики.
В Design разделе нажмите Constraints.
В диалоговом окне «Ограничения» в разделе Output Constraints введите MaxECR значение 100 для UO, чтобы смягчить ограничение.
Нажмите OK.
Обновление графиков отклика, отражающее новую mpcSoft строение. На Output Response графике mpcSoft показывает компромисс между предыдущими реакциями контроллера.
Удалите график отклика контроллера по умолчанию
Чтобы сравнить только два контроллера с ограничениями, можно удалить контроллер без ограничений по умолчанию из входных и выходных графиков отклика.
На вкладке MPC Designer, в разделе Result, нажмите Compare Controllers > mpcNone.
Приложение удаляет mpcNone ответы от Input Response и Output Response графиков.
Вы можете переключать отображение любого контроллера в Data Browser, кроме контроллера, который в данный момент настраивается. При Compare Controllers контроллеры с отображенными откликами индицируются галочками.