定义植物模型

定义线性开环动态工厂模型。

num = [1 1];den = [1 3 2 0.5];sys =特遣部队(num穴);

从阶跃响应可以看出，该装置是一个稳定的单输入单输出系统。

步骤(系统)

MPC控制器设计

创建MPC控制器，指定:

t = 0.5;p = 15;m = 2;mpcobj = mpc (sys, Ts, p、m);

- - >“权重。操作变量“mpc”对象的属性为空。假设默认的0.00000。- - >“权重。“mpc”对象的“操作可变率”属性为空。假设默认的0.10000。- - >“权重。“mpc”对象的“OutputVariables”属性为空。假设默认的1.00000。

定义操作变量上的约束。

mpcobj.MV =结构(“最小值”,1“马克斯”1);

指定输出调优权值。

mpcobj.Weights.Output = 0.01;

打开并配置Simulink模型金宝app

打开Simulin金宝appk模型。

mdl =“mpc_bumpless”;open_system (mdl)

在这个模型中，MPC控制器块已经配置为使用以下控制器参数设置进行无保险杠传输。

为了实现无保险杠传输，您的工厂和控制器的初始状态必须相同，本例中的工厂和控制器就是这种情况。但是，如果系统的初始条件不匹配，则可以将控制器的初始状态设置为工厂初始状态。要这样做，请提取mpcstate对象，并设置植物的初始状态。

stateobj = mpcstate (MPC1);stateobj。工厂= x0;

在哪里x0是初始植物状态的向量。然后,设置初始控制器状态MPC控制器块的参数stateobj。

为了模拟手动和自动操作之间的切换，切换块发送1或0来控制一个开关。当它发送0时，系统处于自动模式，MPC控制器块的输出到工厂。否则，系统处于手动模式，操作员指令块发出的信号进入工厂。

在这两种情况下，实际的植物输入反馈给控制器ext.mv输入，除非植物输入在-1或1饱和。控制器不断监视工厂的输出并更新其对工厂状态的估计，即使在手动操作时也是如此。

该模型还显示了优化切换选项。当系统切换到手动操作时，非零信号进入开关控制器块的输入。信号关闭了控制器的优化计算，减少了计算量。

在Simulink中模拟控制器金宝app

在Simulink中模拟线性工厂模型的闭环控制。金宝app

sim (mdl)

- - >转换”模型。将“mpc”对象的“属性”设置为状态空间。——>转换模型离散时间。——>假设被测输出通道1的输出干扰为集成白噪声。- - >”模型。“mpc”对象的“噪音”属性为空。假设每个测量的输出通道上都有白噪声。

前90个时间单元的切换信号为0，使系统处于自动运行状态。在此期间，控制器平稳地将被控工厂的输出从其初始值0驱动到所需的参考值-0.5。

控制器状态估计器的默认初始条件为零，这在模拟开始时是适当的。因此，在启动时没有颠簸。一般情况下，系统在手动模式下运行足够长的时间，使控制器在切换到自动模式之前获得准确的状态估计。

在时间90时，开关信号变为1。此更改将系统切换为手动操作，并向工厂发送操作员命令。同时，进入控制器开关端口的非零信号关闭优化计算。当优化被关闭时，MPC控制器块将当前ext.mv信号传递给控制器输出。

在手动模式下，操作员命令将操作变量设置为-0.5，以10个时间单位，然后设置为0。当控制器失活时，工厂输出曲线显示开环响应在乘以90到180之间。

在时间180，系统切换回自动模式。结果，工厂的输出平稳地返回到参考值，控制器的输出也发生了类似的平稳调整。

关闭操作变量反馈

为了在不需要操纵变量反馈的情况下检验控制器行为，对模型进行如下修改:

要以编程方式执行这些步骤，请使用以下命令。

delete_line (mdl“开关/ 1”,“单位延迟/ 1”);delete_line (mdl“单位延迟/ 1”,“MPC控制器/ 3”);delete_block ([mdl/单位的延迟]);delete_line (mdl“切换/ 1”,“MPC控制器/ 4”);set_param ([mdl“/ MPC控制器”),“mv_inport”,“关闭”);set_param ([mdl“/ MPC控制器”),“switch_inport”,“关闭”);

调整响应曲线的界限，并对模型进行仿真。

set_param ([mdl' / Yplots '),“Ymin”,-1.1 ~ -0.1的(mdl) set_param (' / Yplots '),“Ymax”,“2 ~ 1.1”(mdl) set_param (' / MVplots '),“Ymin”,-0.6 ~ -0.5的(mdl) set_param (' / MVplots '),“Ymax”,1.1 ~ 1.1的)sim (mdl)

对于前90个时间单位，系统的行为与原始情况相同。

当系统在时间90切换到手动模式时，工厂行为与之前相同。但是，控制器试图将工厂保持在设定值。因此，它的输出增加，并最终饱和，正如控制器输出所示。由于控制器假定该输出将进入工厂，因此其状态估计将变得不准确。因此，当系统在180时刻切换回自动模式时，工厂的产量会有很大的提升。

这样的撞击会在工厂内部产生巨大的致动器运动。模型预测控制器通过平滑地从手动操作过渡到自动操作，消除了这些不必要的动作。

bdclose (mdl)