Спроектируйте контроллер MPC для неквадратных объектов
Эта тема показывает, как сконфигурировать контроллер MPC для неквадратного объекта с неравными количествами переменных, которыми управляют, и выходных параметров. Программное обеспечение Model Predictive Control Toolbox™ поддерживает объекты с избытком переменных, которыми управляют, или объект с избытком выходных параметров.
Больше Выходных параметров, чем переменные, которыми управляют,
Когда существуют избыточные выходные параметры, вы не можете содержать всех их в независимо выбранных заданных значениях. В этом случае у вас есть две опции:
Укажите, что определенные выходные параметры не должны быть сохранены в заданном значении путем обнуления их настраивающих весов.
Контроллер не осуществляет заданные значения на выходных параметрах с нулевым весом, таким образом, эти выходные параметры свободны варьироваться. Если объект имеет Ne больше выходных параметров, чем переменные, которыми управляют, и статическая матрица усиления является полным рангом, установка Ne, выходные веса, чтобы обнулить позволяют контроллеру содержать остающиеся выходные параметры в своих заданных значениях. Если какие-либо переменные, которыми управляют, ограничиваются в устойчивом состоянии, один или несколько выходных ответов могут все еще показать установившуюся ошибку, в зависимости от величин сигналов воздействия и ссылки.
Выходные параметры с нулевыми настраивающими весами могут все еще быть полезными. Если измерено, диспетчер может использовать выходные параметры, чтобы помочь оценить состояние объекта. Выходные параметры могут также использоваться в качестве показателей эффективности или сохранены в операционной области, заданной выходными ограничениями.
Осуществите заданные значения на всех выходных параметрах путем определения ненулевых настраивающих весов для всех них.
Диспетчер пытается содержать все выходные параметры в их соответствующих заданных значениях. Однако из-за ограниченного количества переменных, которыми управляют, все выходные ответы показывают определенную степень установившейся ошибки.
Можно изменить ошибочные величины путем корректировки относительных значений выходных весов. Увеличение выходного веса уменьшает установившуюся ошибку в том выходе за счет увеличенной ошибки в других выходных параметрах.
Можно сконфигурировать выходные настраивающие веса в командной строке путем установки Weights.OutputVariables свойство контроллера.
Чтобы сконфигурировать выходные настраивающие веса в MPC Designer, на вкладке Tuning, в разделе Design, нажимают Weights, чтобы открыть диалоговое окно Weights.
В разделе Output Weights задайте Weight для каждой выходной переменной. Например, если ваш объект имеет две переменные, которыми управляют, и три выходных параметров, вы можете:
Обнулите один из выходных весов.
Установите все веса на ненулевые значения. Выходные параметры с более высокими весами показывают меньше установившейся ошибки.
Переменные, которыми более управляют, чем Выходные параметры
Когда существуют чрезмерные переменные, которыми управляют, настройки контроллера MPC по умолчанию позволяют, чтобы безошибочное выходное заданное значение отследило. Однако значения переменных, которыми управляют, могут дрейфовать. Можно предотвратить этот дрейф путем установки переменных заданных значений, которыми управляют. Если существуют переменные избытка Ne, которыми управляют, и статическая матрица усиления является полным рангом, можно содержать Ne их в целевых значениях по экономическим или операционным причинам, и остающиеся переменные, которыми управляют, могут достигнуть значений, требуемых устранить выход установившаяся ошибка.
Чтобы сконфигурировать переменное заданное значение, которым управляют, в командной строке, используйте ManipulatedVariables.Target свойство контроллера. Затем задайте вход, настраивающий вес с помощью контроллера Weights.ManipulatedVariables свойство.
Чтобы задать переменное заданное значение, которым управляют, в MPC Designer, на вкладке Tuning, в разделе Design, нажимают Weights.
В диалоговом окне Weights, в разделе Input Weights, задают ненулевое значение Weight для переменной, которой управляют.
Задайте значение Target для переменной, которой управляют.
По умолчанию переменной Target, которой управляют, является nominal, что означает, что это отслеживает номинальную стоимость, заданную в свойствах контроллера.
Примечание
Поскольку номинальная стоимость применяется ко всем контроллерам на сеансе MPC Designer, изменение Nominal Value обновляет все контроллеры в приложении. Значение Target, однако, характерно для каждого отдельного контроллера.
Величина переменного веса, которым управляют, указывает, сколько вход может отклонить от его заданного значения. Однако между переменным целевым отслеживанием уставки отслеживания и выхода, которым управляют существует компромисс. Если вы хотите лучше вывести эффективность отслеживания заданного значения, используйте относительно маленький входной вес. Если вы хотите, чтобы переменная, которой управляют, осталась близко к ее целевому значению, увеличила свой входной вес относительно выходного веса.
Можно также избежать дрейфа путем ограничения одной или нескольких переменных, которыми управляют, в узкую операционную область с помощью трудных ограничений. Чтобы задать ограничения в MPC Designer, на вкладке Tuning, в разделе Design, нажимают Constraints, чтобы открыть диалоговое окно Constraints.
В разделе Input Constraints задайте Max и ограничительные значения Min.