Запланированные по модели усиления прогнозирующие переключатели между предопределенным набором контроллеров MPC, скоординированным образом, чтобы управлять нелинейным объектом в широкой области значений условий работы. Используйте этот подход, если рабочие характеристики объекта управления изменяются предсказуемым образом, и изменение таково, что одна модель предсказания не может обеспечить адекватную эффективность контроллера. Этот подход сопоставим с использованием табличного управления в обычном управлении с обратной связью.
Чтобы улучшить эффективность, неактивные контроллеры не вычисляют оптимальные ходы управления. Однако, чтобы обеспечить бесшумную передачу между контроллерами, неактивные контроллеры продолжают выполнять оценку состояния. Бесшумная передача предотвращает внезапные изменения манипулируемых переменных, когда происходит переключение контроллера.
Вы можете проектировать и моделировать MPC контроллеров обоих в Simulink® и в командной строке. Блоки Multiple MPC Controllers и Multiple Explicit MPC Controllers позволяют вам переключаться между определенным набором контроллеров MPC в Simulink. Можно выполнить симуляции командной строки, используя mpcmoveMultiple команда. Однако, mpcmoveMultiple не поддерживает явные контроллеры MPC.
Чтобы реализовать запланированный по усилению MPC, сначала разработайте традиционную модель прогнозирующий контроллер для каждой рабочей точки, а затем разработайте сигнал планирования, который переключает контроллеры во время исполнения.
Определите и настройте номинальный контроллер MPC для наиболее вероятных (или средних значений) условий работы. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Проект MPC»
Используйте симуляции, чтобы определить рабочее условие, при котором номинальный контроллер теряет робастность. Для получения дополнительной информации см. раздел Симуляции.
Идентифицируйте измерение (или комбинацию измерений), которое указывает, когда заменить номинальный контроллер.
Определите модель предсказания объекта для новых условий работы. Его входная и выходная переменные должны быть такими же, как в номинальном случае.
Определите новый контроллер MPC на основе новой модели предсказания. Используйте номинальные настройки контроллера в качестве начальной точки, и при необходимости тестируйте и повторяйте настройки контроллера.
Если двух контроллеров недостаточно для обеспечения робастности в полной рабочей области значений, рассмотрите деление области значений на меньшие области и добавление большего количества контроллеров. Также можно использовать адаптивный контроллер, который имеет меньшую площадь памяти. Для получения дополнительной информации см. «Адаптивный проект MPC».
(необязательно) Рассмотрите создание явного контроллера MPC для каждого традиционного контроллера MPC. Явные контроллеры MPC требуют меньшего количества расчетов во время выполнения, чем традиционные (неявные) модели прогнозирующие контроллеры, и поэтому полезны для приложений, которые требуют небольших шагов расчета. Для получения дополнительной информации см. раздел Явный MPC.
В модели Simulink сконфигурируйте Multiple MPC Controllers или Multiple Explicit MPC Controllers блок и задайте критерий переключения.
Чтобы проверить робастность и бесчисленное переключение, протестируйте контроллеры в полной рабочей области значений с помощью симуляций замкнутой системы.
На практике рекомендуется разрешить период прогрева, в течение которого объект работает под ручным управлением, в то время как контроллер инициализирует свои оценки состояния. Эта инициализация обычно требует 10-20 контрольных интервалов. Разминка особенно важна для блоков Multiple MPC Controllers и Multiple Explicit MPC Controllers. Без адекватного периода прогрева переключение между контроллерами может вызвать внезапные изменения манипулируемых переменных. Включение контроллеров, когда объект работает далеко от любой из запланированных по усилению рабочих точек, также может вызвать внезапные манипулированные переменные изменения.
Если вы используете пользовательскую оценку состояния, все ваши запланированные по усилению контроллеры MPC должны иметь одну и ту же размерность состояния. Это требование накладывает неявные ограничения на модели объекта и возмущения.