设计MPC控制器工厂延迟
这个例子展示了如何设计一个MPC控制器工厂延期使用MPC设计师。
工厂模式
植物与延迟的一个例子是蒸馏塔模型:
输出y1和y2代表测量产品纯度。模型由6转移函数,每个输入/输出对一个。每个传递函数都是一个一阶延迟系统。最长的延迟模型8.1分钟。
指定为每个输入/输出对个体的转移函数。例如,g12传递函数是输入人吗u2输出y1。
为g11 =特遣部队(12.8,16.7 [1],“IOdelay”,1.0,“TimeUnit”,“分钟”);g12 =特遣部队(-18.9,21.0 [1],“IOdelay”,3.0,“TimeUnit”,“分钟”);g13 =特遣部队(3.8,14.9 [1],“IOdelay”,8.1,“TimeUnit”,“分钟”);g21 =特遣部队(6.6,10.9 [1],“IOdelay”,7.0,“TimeUnit”,“分钟”);特遣部队(含= -19.4,(14.4 - 1),“IOdelay”,3.0,“TimeUnit”,“分钟”);g23 =特遣部队(4.9,13.2 [1],“IOdelay”,3.4,“TimeUnit”,“分钟”);DC = [g11 g12 g13;g21含g23];
配置输入和输出信号
定义输入和输出信号的名字。
直流。InputName = {“回流率”,“汽耗率”,的进给速率};直流。OutputName = {馏分油纯度的,底部的纯洁的};
或者,您可以指定信号名称MPC设计师,在MPC设计师选项卡上,单击I / O属性。
指定第三输入、饲料率作为衡量干扰(MD)。
DC = setmpcsignals(直流,“医学博士”3);
因为他们没有显式地指定setmpcsignals以外,其他所有输入信号(MV)被配置为控制变量,所有输出信号被配置为测量输出(MO)默认情况下。
开放政策委员会设计师
开放MPC设计师导入植物模型。
mpcDesigner (DC)
当启动一个连续时间的植物模型,如直流样品时间,默认的控制器1在工厂的时间单位。如果工厂是离散时间,控制器样品时间是一样的植物样品时间。
MPC设计师进口指定的工厂数据浏览器。以下也增加了数据浏览器:
mpc1违约MPC控制器使用直流作为其内部模型。scenario1违约模拟场景。
应用程序运行仿真场景和情节生成输入和输出响应。
指定预测和控制的视野
植物的延迟,是一种很好的做法指定预测和控制的视野,这样
在那里,
P是预测地平线。
米控制层。
td,马克斯最大延迟,这是什么
8.1分钟的直流模型。Δt是控制器样品时间,这是
1默认情况下。
在调优选项卡,地平线节中,指定一个预测地平线的30.和一个控制层的5。
你改变的视野后,输入响应和输出响应情节为默认模拟场景自动更新。
模拟控制器一步反应
在MPC设计师选项卡,场景部分中,点击编辑场景>scenario1。另外,在数据浏览器,右键单击scenario1并选择编辑。
在模拟场景对话框中,指定一个仿真时间的50分钟。
在参考信号表,信号下拉列表中,选择一步对于输出模拟步骤定位点的变化。
指定一个步骤时间的0供参考r (1)、馏分油纯度和时间的一步25为r (2),底部纯洁。
点击好吧。
应用程序运行的仿真新的场景设置和更新输入和输出响应的阴谋。
的输入响应情节显示生成的最优控制移动控制器。控制器反应立即针对定位点的变化,改变两个操纵变量。然而,由于工厂延误,这些改变的影响是不能立即反映在输出响应情节。的馏分油纯度输出响应1分钟后,对应的最小延迟为g11和g12。类似地,底部的纯洁输出响应3分钟后阶跃变化,对应的最小延迟g21和含。在最初的延迟,信号达到选点和迅速解决。改变输出选点扰乱其他的响应输出。然而,这些相互作用的大小是小于10%的步长。
此外,有周期性脉冲被控变量控制动作控制器试图抵消每个输入的延迟效应的两个输出。
使用被控变量阻塞改善性能
使用操纵变量阻塞预测地平线划分成块,在此期间被控变量是常数。这种技术产生平滑操纵变量调整以更少的振荡和较小的尺寸。
使用被控变量阻塞,调优选项卡中,指定控制层作为一个向量的块大小,(5 5 5 5 10)。
最初的操纵变量波动更小,动作不振荡。大的代价是较慢的输出响应,输出之间的相互作用。
通过调优控制器权重提高性能
或者,您可以产生光滑的操纵变量通过调整控制器的调整权重。
设置控制层的前一个值5。
在性能调优部分,拖闭环性能滑块向左转向健壮的设置。
滑块向左移动,被控变量动作变得平滑和输出响应变慢。
引用
[1]木材,r·K。,和米。W. Berry,化学。Eng。科学。卷28日,1707年,1973页。
