生成MATLAB代码来计算最优MPC移到

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此示例演示如何使用mpcmoveCodeGeneration命令生成C代码，以计算实时应用程序的最佳MPC控制移动。

工厂模型

所述植物是单输入，单输出的，稳定的，第二阶线性植物。

植物= TF（5，[1 0.8 3]）;

植物转换成离散时间，状态空间形式，并指定一个零个的初始状态矢量。

TS = 1;植物= SS（C2D（植物中，Ts））;X0 =零（大小（plant.B，1），1）;

MPC控制器设计

创建一个具有默认界面的MPC控制器。

mpcobj = mpc(植物、Ts);
- >“MPC”对象的“PredictionHorizo​​n”属性是空的。试图PredictionHorizo​​n = 10  - >的“MPC”对象的“ControlHorizo​​n”属性是空的。假设2。 - >“MPC”对象的“We​​ights.ManipulatedVariables”属性是空的。假设默认0.00000。- >“MPC”对象的“We​​ights.ManipulatedVariablesRate”属性是空的。假设默认0.10000。- >“MPC”对象的“We​​ights.OutputVariables”属性是空的。假设默认1.00000。

指定控制器调优权值。

mpcobj.Weights。MV = 0;mpcobj.Weights。MVrate = 0.5;mpcobj.Weights。OV = 1;

指定的操作变量和电站输出初始约束。这些限制将在运行时进行更新。

mpcobj.MV.Min = -1;mpcobj.MV.Max = 1;mpcobj.OV.Min = -1;mpcobj.OV.Max = 1;

模拟在线约束的变化mpcmove命令

在闭环仿真，约束被更新并送入mpcmove在每个控制时间间隔命令。

yMPCMOVE = [];uMPCMOVE = [];

设置模拟时间。

尖= 20;

初始化网上约束数据。

MVMinData = -0.2- [1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5...0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1];MVMaxData = 0.2+[1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5...0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1];OVMinData = -0.2-[1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5]...0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1];OVMaxData = 0.2+ [1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5...0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1];

初始化设备的状态。

x = x0;

初始化MPC。

xmpc = mpcstate (mpcobj);
——>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。

通过调用来运行一个闭环模拟mpcmove在一个循环。

选择= mpcmoveopt;对于CT = 1：轮（尖/ Ts）的1％更新和存储设备输出。y = plant.C * x;yMPCMOVE = [yMPCMOVE Y];%更新约束。options.MVMin = MVMinData（CT）;options.MVMax = MVMaxData（CT）;options.OutputMin = OVMinData（CT）;options.OutputMax = OVMaxData（CT）;％计算控制动作。U = mpcmove（mpcobj，xmpc，Y，1，[]，选项）;％更新和存储设备的状态。X = plant.A * X + plant.B * U;uMPCMOVE = [uMPCMOVEü];结束

用…验证仿真结果mpcmoveCodeGeneration命令

到用于产生计算从MATLAB最优控制移动代码准备，建议再现与相同的控制结果mpcmoveCodeGeneration在使用代码生成从MATLAB编码器产品的命令。

yCodeGen = [];uCodeGen = [];

初始化设备的状态。

x = x0;

创建使用数据结构mpcmoveCodeGeneration使用getCodeGenerationData。

[coredata，statedata，onlinedata] = getCodeGenerationData（mpcobj）;

通过调用来运行一个闭环模拟mpcmoveCodeGeneration在一个循环。

对于CT = 1：轮（尖/ Ts）的1％更新和存储设备输出。y = plant.C * x;yCodeGen = [yCodeGen y];％更新在线数据测量的输出。onlinedata.signals。ym = y;在线数据更新％参考。onlinedata.signals。ref = 1;％更新制约在线数据。onlinedata.limits.umin = MVMinData（CT）;onlinedata.limits.umax = MVMaxData（CT）;onlinedata.limits.ymin = OVMinData（CT）;onlinedata.limits.ymax = OVMaxData（CT）;％计算控制动作。[u, statedata] = mpcmoveCodeGeneration (coredata, statedata onlinedata);％更新和存储设备的状态。X = plant.A * X + plant.B * U;uCodeGen = [uCodeGenü];结束

仿真结果与实际情况基本一致mpcmove。

t = 0时：TS：尖;数字;副区（1,2,1）情节（T，yMPCMOVE，”——*’，T，yCodeGen，“o”）;格传说（“mpcmove”，“codegen”)标题(“设备输出”）副区（1,2,2）情节（T，uMPCMOVE，”——*’t uCodeGen“o”）;格传说（“mpcmove”，“codegen”)标题(“控制行动”）

生成MEX函数从mpcmoveCodeGeneration命令

来生成C代码mpcmoveCodeGeneration命令，使用代码生成从MATLAB编码器产品的命令。在该示例中，生成一个MEX函数mpcmoveMEX在MATLAB中再现仿真结果。您可以通过使用不同的集合将代码生成目标更改为C/ c++静态库、动态库、可执行文件等coder.config设置。

时生成的C代码mpcmoveCodeGeneration命令：

  • 由于没有数据完整性检查输入参数执行，你必须确保所有输入数据具有正确的类型，尺寸和价值。

  • 你必须定义第一个输入参数，mpcmove_struct作为一个常数时，使用代码生成命令。

  • 第二输入参数，mpcmove_state，由命令更新，并作为第二个输出返回。在大多数情况下，您不需要修改它的内容，只需在下一个控制间隔中将其传递回命令即可。惟一的例外是在启用自定义状态估计时，在这种情况下必须使用此参数提供当前状态估计。

如果~许可证(“测试”，'MATLAB_Coder')disp (“MATLAB编码器（TM）需要运行这个例子。”）返回结束

生成MEX函数。

有趣=“mpcmoveCodeGeneration”;funOutput =“mpcmoveMEX”;Cfg = coder.config ('MEX'）;Cfg.DynamicMemoryAllocation =“关闭”;codegen ('-config'，CFG，乐趣，'-o'，funOutput，'-args'，...{coder.Constant（coredata），statedata，onlinedata}）;

初始化数据存储。

yMEX = [];uMEX = [];

初始化设备的状态。

x = x0;

使用getCodeGenerationData创建数据结构与使用mpcmoveCodeGeneration。

[coredata，statedata，onlinedata] = getCodeGenerationData（mpcobj）;

通过调用生成运行闭环仿真mpcmoveMEX在循环中的功能。

对于CT = 1：轮（尖/ Ts）的1％更新和存储设备输出。y = plant.C * x;yMEX = [yMEX Y];％更新在线数据测量的输出。onlinedata.signals。ym = y;在线数据更新％参考。onlinedata.signals。ref = 1;％更新制约在线数据。onlinedata.limits.umin = MVMinData（CT）;onlinedata.limits.umax = MVMaxData（CT）;onlinedata.limits.ymin = OVMinData（CT）;onlinedata.limits.ymax = OVMaxData（CT）;％计算控制动作。[U，statedata] = mpcmoveMEX（coredata，statedata，onlinedata）;更新和存储植物状态。X = plant.A * X + plant.B * U;UMEX = [UMEXü];结束

仿真结果与实际情况基本一致mpcmove。

图副区（1,2,1）情节（T，yMPCMOVE，”——*’t yMEX“o”）网格图例（“mpcmove”，'MEX')标题(“设备输出”）副区（1,2,2）情节（T，uMPCMOVE，”——*’t uMEX“o”）网格图例（“mpcmove”，'MEX')标题(“控制行动”）

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