CSTR模型

甲CSTR是在过程工业中通常使用的夹套式非绝热罐式反应器。

试剂的入口流一个送入以恒定的速率坦克。一阶，不可逆的，发生放热反应，以产生产物物流，其离开反应器以相同的速率作为输入流。

该CSTR模型有三个输入：

这两个模型的输出是：

的控制目标是保持的残留浓度，CA在通过调节冷却剂的温度其标称设定点，TC。在进料浓度的变化，蔡和进料温度，钛在CSTR反应原因干扰。

反应器温度，Ť，通常被控制。然而，对于本实施例中，忽略了反应器温度，并假定残留浓度被直接测量。

打开金宝app模型

open_system（'CSTR_ClosedLoop'）

连接测量干扰MPC控制器块

在Simuli金宝appnk模型窗口，双击MPC控制器块。

在块参数对话框，在一般选项卡，在其他Inports部分中，检查测量的干扰（MD）选项。

请点击应用添加MDINPORT到控制器块。

在Simuli金宝appnk模型窗口，连接进料温度块输出到MD运行轨迹。

打开MPC设计应用

在MPC控制器块参数对话框，点击设计打开MPC设计。

定义MPC结构

在MPC设计，在MPC设计选项卡，在结构体部分，点击MPC结构。

在定义MPC结构通过线性化对话框，在控制器采样时间部分中，指定的采样时间0.1。

在里面MPC结构部分，点击更改I / O大小添加的未测量的干扰和测量的干扰信号的尺寸。

在MPC块信号大小对话框中，指定每种类型的输入/输出通道的数目：

请点击好。

在定义MPC结构通过线性化对话框，在金宝app植物输入信号的Simulink部分，应用程序增加了一排不可测的扰动（UD）。

操纵变量，测量的干扰和测量的输出已分配给它们各自的Simulink信号线，其被连接到所述金宝appMPC控制器块。

在里面金宝app植物输入信号的Simulink部分中，选择不可测的扰动（UD）行，然后单击选择信号。

在Simuli金宝appnk模型窗口，请从输出信号进料浓度块。

该信号被突出显示，其块路径添加到选择信号对话框。

在选择信号对话框，点击添加信号（S）。

在定义MPC结构通过线性化对话框，在金宝app植物输入信号的Simulink表中，块路径对于未测量的干扰信号被更新。

线性化金宝app模型

线性化Simulink模型在金宝app稳态平衡工作点，其中的残留浓度为2公斤·摩尔/米³。要计算这样一个工作点，加CA信号作为微调输出约束，并指定其目标约束条件值。

在Simuli金宝appnk模型窗口，右键单击连接到信号线CA的外港CSTR块，并选择线性分析要点>修剪输出约束。

该CA信号现在可以用来定义输出规格，用于计算模型的稳态工作点。

在定义MPC结构通过线性化对话框，在金宝appSimulink的工作点部分中，在下拉列表中，下创建新的工作点，点击修剪模式。

在修剪模式对话框，在输出选项卡，检查框已知列通道1并指定值的2。

该设置操作点搜索到一个已知的值时限制了输出信号的值。

请点击启动裁剪。

在定义MPC结构通过线性化对话框，在金宝appSimulink的工作点部，计算工作点，op_trim1被添加到下拉列表和选定。

在下拉列表中，下查看/编辑，点击编辑op_trim1。

在编辑对话框，在州选项卡，在实际DX列，近零导数的值指示所计算的工作点是在稳定状态。

请点击初始化模式到Simulink模型的初始状态设定为在所述操作点的值金宝app实际值柱。这样，您以后在计算工作点，而不是在默认模式的初始条件模拟仿真模型。金宝app

在初始化模式对话框中，单击好。

当设定模型的初始条件，MPC设计出口工作点到MATLAB的工作空间。此外，在Simulink配金宝app置参数对话框，在数据导入/导出部，它选择输入和初始状态参数和配置，使它们使用状态和输入在导出的工作点。

要重置模型的初始条件，例如，如果您删除导出工作点，清除输入和初始状态参数。

关闭编辑对话框。

在定义MPC结构通过线性化对话框中，单击定义和线性化线性化模型。

线性化的工厂模型被添加到数据浏览器。此外，以下将被添加到数据浏览器：

定义输入/输出信道属性

在MPC设计选项卡，在结构体部分，点击I / O属性。

在输入和输出通道规格对话框，在名称列中，指定用于每个输入和输出信道有意义的名称。

在里面单元列中，指定为每个信号合适的单位。

该面值每个信号是在所计算的工作点对应的稳态值。

请点击好。

定义抗扰模拟方案

控制器的主要目的是保持的残留浓度，CA中，在标称值2公斤·摩尔/米³。这样做时，控制器必须拒绝两个测量和未测量的干扰。

在里面脚本部分，点击编辑方案>scenario1。

在模拟的场景对话框，在参考信号表中，信号下拉列表中选择不变在其标称值保持输出设定值。

在里面测量的扰动表中，信号下拉列表中，选择步。

指定步尺寸的10以及步骤时间的0。

请点击好。

在里面数据浏览器下方案，点击scenario1。请点击scenario1第二次，将其重命名MD_reject。

在里面脚本部分，点击情节场景>新方案。

在模拟的场景对话框，在不可测的扰动表中，信号下拉列表中，选择步。

指定步尺寸的1以及步骤时间的0。

请点击好。

在里面数据浏览器下方案， 改名NewScenario至UD_reject。

排列输出响应曲线

为了查看调谐结果更容易，安排绘图区在同一时间，以显示这两种情况下的输出响应曲线。

在视图选项卡，在瓷砖部分，点击顶部/底部。

积显示区域改变显示上述输出响应曲线的输入响应曲线。

拖动MD_reject：输出标签到顶部的情节。

调谐器性能

在里面调音选项卡，在地平线部分中，指定一个预测范围的20和控制范围的五。

该输出响应基于新的地平线值地块更新。

使用默认的控制器约束和重配置。

在里面性能优化部分拖动闭环性能滑块向右，这导致输出严格的控制和更积极的控制移动。拖动滑块，直到MD_reject：输出响应在小于2秒达到稳定状态。

拖动状态估计滑块向右，从而导致更积极的不可测干扰抑制。拖动滑块，直到UD_reject：输出响应于小于3秒达到稳定状态。

更新金宝app与调谐器型号

在里面分析部分中，单击更新和模拟箭头。

下更新和模拟，点击只有更新块。该应用程序出口调谐器，MPC1到MATLAB的工作空间。在Simuli金宝appnk模型中，MPC控制器块被更新到使用导出的控制器。

模拟未测量的干扰抑制

在Simuli金宝appnk模型窗口，改变仿真持续时间五秒。

该模型的初始条件被设置为用于线性化的标称工作点。

双击进料浓度块。

在块参数对话框，输入一个常数值的11以模拟在零时间单位阶跃。

请点击应用。

在Simuli金宝appnk模型窗口，单击跑。

该浓度输出响应是类似的UD_reject响应，然而，稳定时间是1秒左右后。不同的结果是由于在所用的线性装置之间的不匹配MPC设计仿真和Simulink模型非线性设备。金宝app

模拟测量的干扰抑制

在块参数：进料浓度对话框中，输入常数值的10进料浓度恢复到其标称值。

请点击好。

在Simuli金宝appnk模型窗口，双击进料温度块。

在块参数：进料温度对话框中，输入常数值的310在时间零点，以模拟大小10的阶跃变化。

请点击好。

在Simuli金宝appnk模型窗口，单击跑。

该浓度输出响应是类似的MD_reject从响应MPC设计模拟。