Прогнозирующее управление модели (MPC) является дискретным временем многомерная архитектура управления. В каждом контрольном интервале диспетчер MPC использует внутреннюю модель, чтобы предсказать будущее поведение объекта. На основе этого предсказания контроллер вычисляет действия оптимального управления. Для получения дополнительной информации о прогнозирующем управлении модели см. Проект MPC.
Можно использовать MPC в автоматизированных ведущих приложениях, чтобы улучшить скорость отклика транспортного средства при поддержании пассажирского комфорта и безопасности. Приложения могут включать:
Адаптивный круиз-контроль — Для примера, смотрите, что Адаптивная Система Круиз-контроля Использует Прогнозирующее Управление Модели.
Хранение маршрута помогает — Для примера, видит, что Маршрут Сохранить Помогает Системе Используя Прогнозирующее Управление Модели.
Следующее за маршрутом управление — Для примера, смотрите, что Маршрут Следует за Управлением с Обнаружением Cочетания датчиков и Маршрута.
При парковке — Для примера, смотрите, что Параллель Паркуется Используя Нелинейное Прогнозирующее Управление Модели.
Предотвращение препятствия — Для примера, смотрите, что Предотвращение Препятствия Использует Адаптивную модель Прогнозирующее Управление.
MPC имеет несколько функций, которые полезны для автоматизированного управления.
| Функция MPC | Описание | Больше информации |
|---|---|---|
| Явным образом обработайте ограничения ввода и вывода | При вычислении перемещений оптимального управления контроллер MPC объясняет любые ограничения ввода и вывода на систему. Например, можно задать ограничения для:
| |
| Предскажите поведение автомобиля, оборудованного датчиком через отступающий горизонт | Диспетчер MPC использует внутреннюю модель динамики аппарата, чтобы предсказать, как транспортное средство будет реагировать на данное действие контроля через горизонт предсказания. Это поведение походит на человеческое понимание драйвера и предсказание поведения их транспортного средства. | |
| Траектории ссылки предварительного просмотра и воздействия через горизонт предсказания | Если можно ожидать ссылочные траектории или воздействия через горизонт предсказания, контроллер MPC может включить эту информацию при вычислении действий оптимального управления. Это поведение походит на человеческий драйвер, предварительно просматривающий дорогу перед их транспортным средством. | Предварительный просмотр сигнала |
| Обновите внутреннюю модель транспортного средства во время выполнения | Если движущие силы автомобиля, оборудованного датчиком варьируются в зависимости от времени, такой что касается зависимой скоростью руководящей динамики, можно обновить контроллер внутренняя модель с помощью адаптивного MPC. | Адаптивный MPC |
| Сгенерируйте код | Можно автоматически сгенерировать код для развертывания прогнозирующих контроллеров модели. | Сгенерируйте код и разверните контроллер в цели в реальном времени |
Чтобы упростить начальное развитие автоматизированных ведущих контроллеров, программное обеспечение Model Predictive Control Toolbox™ обеспечивает Simulink® блоки для адаптивного круиз-контроля, сохраняющей маршрут помощи и следования траектории. Эти блоки обеспечивают специальные интерфейсы приложений и опции для разработки контроллера MPC.
| Блок | Описание |
|---|---|
| Adaptive Cruise Control System | Отследите скорость набора и обеспечьте безопасное расстояние от ведущего транспортного средства путем корректировки продольного ускорения автомобиля, оборудованного датчиком. |
| Lane Keeping Assist System | Сохраните автомобиль, оборудованный датчиком, перемещающийся вдоль центра прямой или изогнутой дороги путем корректировки переднего руководящего угла. |
| Path Following Control System | Сохраните автомобиль, оборудованный датчиком, перемещающийся вдоль центра прямой или изогнутой дороги при отслеживании скорости набора и поддержании безопасного расстояния от ведущего транспортного средства. Для этого контроллер настраивает и продольное ускорение и передний руководящий угол автомобиля, оборудованного датчиком. |
Для других автоматизированных ведущих приложений, таких как предотвращение препятствия, можно спроектировать и симулировать контроллеры, использующие другие прогнозирующие блоки Simulink управления модели, такие как MPC Controller, Adaptive MPC Controller и блоки Nonlinear MPC Controller. Для примера, который использует адаптивную модель прогнозирующий контроллер, смотрите, что Предотвращение Препятствия Использует Адаптивную модель Прогнозирующее Управление.
Для Adaptive Cruise Control System, Lane Keeping Assist System и блоков Path Following Control System, можно сгенерировать пользовательскую подсистему, которую можно затем изменить для приложения. Эта опция полезна, когда это необходимо, для:
Измените настройки MPC по умолчанию или используйте, усовершенствовал функции MPC
Измените начальные условия контроллера по умолчанию
Используйте различные параметры настройки приложения, такие как пользовательское безопасное следующее определение расстояния для адаптивного круиз-контроля
Чтобы создать пользовательскую подсистему, нажмите соответствующую кнопку для блока, который вы используете. Например, чтобы создать пользовательскую подсистему для блока Adaptive Cruise Control System, на вкладке Block, нажимают Create ACC subsystem. Программное обеспечение создает модель Simulink, которая содержит подсистему с той же настройкой как ваш исходный контроллер. Можно изменить эту подсистему и непосредственно заменить ею назад в исходную модель, заменив блок контроллера.
Если у вас есть программное обеспечение Automated Driving Toolbox™, можно интегрировать прогнозирующий контроллер модели с системами для:
Обнаружение объектов и отслеживание
Обнаружение контура маршрута
Планирование пути
Cочетание датчиков
Для примеров см.: Адаптивный Круиз-контроль с Cочетанием датчиков, Хранение Маршрута Помогает с Обнаружением Маршрута и Маршрутом После Управления с Обнаружением Cочетания датчиков и Маршрута.