模型预测控制工具箱
设计和模拟模型预测控制器
模型预测控制工具箱™提供功能,应用程序和Simulink金宝app®使用线性和非线性模型预测控制(MPC)设计和模拟控制器的块。Toolbox允许您指定工厂和干扰模型,视野,约束和重量。通过运行闭环模拟,可以评估控制器性能。
您可以通过在运行时改变控制器的权重和约束来调整控制器的行为。工具箱提供可部署的优化求解器,还允许您使用自定义求解器。为了控制非线性设备,可以实现自适应、增益调度和非线性MPC控制器。对于具有快速采样率的应用程序,工具箱允许您从常规控制器生成显式模型预测控制器或实现近似解。
对于快速原型设计和嵌入式系统实现,包括部署优化解码器,工具箱支持C代码和IEC 61131-3结构化文本生成。金宝app
开始:
MPC Designer App.
通过定义交互设计MPC控制器内部植物模型调整视野,重量和约束。使用模拟方案验证控制器性能。比较多MPC控制器的响应。
MPC设计在Simulink金宝app中
模型和模拟MPC控制器在Simulink中使用MPC控制器块和工具箱提供的其金宝app他块。修剪并线性化模拟模型以计算MPC控制器的内金宝app部线性时间不变工厂模型,并使用植物输入和输出的标称值金宝appSimulink Control Design™。
MADLAB中的MPC设计
使用命令行功能来设计MPC控制器。定义内部工厂模型;调整权重、约束和其他控制器参数。模拟闭环系统响应来评估控制器性能。
预建块
使用Adaptive Cruise Control System,Lane保持辅助系统和路径控制系统块作为ADAS应用程序的起点并根据需要自定义设计。从预构建块生成用于车载部署的代码。
参考应用示例
使用参考应用程序示例来通过工作流程来设计和部署MPC控制器,用于自动化驱动系统。参考应用程序示例还向您展示了系统的不同部分,可以在各种级别的保真度下进行建模。
线性MPC
通过使用控制系统工具箱™创建的线性时间不变(LTI)系统指定内部工厂模型,或通过使用Simulink Control Design进行模拟模型来设计线性MPC控制器。金宝app或者,使用系统识别工具箱™导入从测量的输入输出数据创建的模型。
自适应政策委员会
使用命令行功能和Adaptive MPC控制器块设计和模拟自适应MPC控制器。在运行时更新您的工厂模型,并将其作为控制器的输入提供。使用内置线性时变(LTV)Kalman滤波器,具有适应性模型预测控制器中的状态估计的保证渐近稳定性。
Gain-Scheduled MPC
控制非线性植物在各种操作条件下,具有多MPC控制器块。为每个操作点设计MPC控制器,并在运行时在控制器之间切换。
运行时参数调优
调整MPC控制器的权重和约束,以在运行时优化其性能而不重新设计或重新实现它。在MATLAB中执行运行时控制器调整®和Sim金宝appulink。
运行时性能监控
访问优化状态信号以检测优化可能无法收敛的罕见场合。使用此信息指导关于备份控制策略的决策。
明确的MPC
从隐式MPC设计生成显式MPC控制器,以便更快执行。简化生成的显式MPC控制器,以减少内存占用。
最优规划
使用非线性MPC控制器进行最佳规划应用,该应用需要具有非线性成本或约束的非线性模型。
反馈控制
在非线性成本和约束条件下模拟非线性装置的闭环控制。默认情况下,非线性MPC控制器使用最优化工具箱™来解决非线性规划问题。您还可以指定您自己的自定义非线性求解器。
经济MPC
设计经济MPC控制器,以优化任意非线性约束下的任意成本函数的控制器。您可以使用线性或非线性预测模型,自定义非线性成本函数和自定义非线性约束。
用MATLAB和Simulink生成代码金宝app
使用Simulink Coder™或Simulink P金宝appLC Coder™设计Simulink中的MPC控制器,并生成C代码或IEC 61131-3结构化文本。使用MATLAB编码器™在MATLAB中生成C代码并将其部署用于实时控制。或者,使用MATLAB Compiler™打包并将MPC控制器作为独立应用程序分享。
内置求解器
从提供的主动集和内部点二次编程(QP)求解器中生成代码,以便在嵌入式处理器上有效实现。对于非线性问题,请使用优化工具箱中的顺序二次编程(SQP)求解器进行仿真和代码生成。将生成的代码部署到任意数量的处理器。
定制求解器
采用embotech.强制Pro QP和非线性编程(NLP)求解器模拟和生成线性和非线性MPC控制器的代码。或者,使用定制QP和NLP求解器进行仿真和代码生成。