模型预测控制工具箱

模型预测控制工具箱

设计和模拟模型预测控制器

开始:

设计模型预测控制器

设计MPC控制器来控制受输入和输出约束的MIMO系统。运行闭环仿真来评估控制器性能。

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。

在命令行中设计MPC控制器。

自动驾驶应用程序

使用预构建Simulink块加速开发ADAS系统。金宝app使用参考示例快速设计ADAS控制器。从Simulink块生成代码,用于部署车辆中的金宝appMPC控制器。

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。

使用预构建的Simulink块来设计自金宝app适应巡航控制系统。

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。

线性模型预测控制器

为具有线性动力学的系统设计MPC控制器。设计自适应和增益预定的MPC控制器,用于使用操作条件改变的动力学。

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。

为线性MPC设计指定一个内部工厂模型。

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。

采用多MPC控制器模块设计增益调度MPC控制器。

MPC参数规范,状态评估和设计评审

通过定义内部工厂模型,调整控制器参数和模拟闭环系统响应来迭代地改善控制器设计,以评估控制器性能。查看您的控制器以获取潜在的设计问题。

控制器参数

定义内部工厂模型后,通过指定采样时间,预测和控制视野,缩放因子,输入和输出约束以及权重完成MPC控制器的设计。工具箱还支持约束软化和时变的约束和金宝app权重。

在MPC设计器应用中指定控制器参数。

国家估计数

使用内置状态估计器估计控制器状态从测量的输出。或者,使用定制算法进行状态估计。

自定义状态估计。

设计回顾

使用内置诊断功能检测MPC控制器的潜在稳定性和鲁棒性问题。在控制器设计期间使用诊断结果调整控制器权重和约束,以避免运行时失败。

使用Design Review Report的建议改进控制器设计。

运行时参数调整和性能监控

通过在运行时调整权重和约束来提高控制器性能。分析控制器的运行时性能。

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。

在运行时调整权重和约束。

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。

实时检测控制器故障。

实现快速模型预测控制器

在计算资源有限的应用程序中设计、模拟和部署MPC控制器

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。

从先前设计的隐式控制器生成显式MPC控制器。

近似(次优)解决方案

使用近似(次优)解决方案设计、模拟和部署MPC控制器,保证最坏情况下的执行时间。

最优和近似(次优)解决方案的执行时间比较。金宝搏官方网站

非线性模型预测控制器

设计非线性MPC控制器以使用非线性预测模型,成本函数或约束来控制工厂。

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。

基于非线性MPC的飞行机器人轨迹优化与控制。

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。

放热化学反应器的非线性模型预测控制。

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。

经济MPC控制环氧乙烷生产。

代码生成

为模型预测控制器生成代码,用于在Simulink和Matlab中设计,并部署用于实时控制应用程序。金宝app

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。

从MPC控制器块生成C代码。

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。

内置求解器。

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。

用于模拟和代码生成的自定义QP求解器。