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选择样品时间和视野

采样时间

期间

推荐的做法是选择控制间隔持续时间(控制器属性ts)最初,然后在调整其他控制器参数时将其保持不变。如果显而易见的是原始选择很差,您可以修改ts。如果you do so, you might then need to retune other settings.

Qualitatively, asts降低,未知障碍的排斥通常会改善,然后是高原。这ts性能高原取决于植物动态特征的价值。

但是,如ts变得很小,计算工作急剧增加。因此,最佳选择是绩效和计算工作的平衡。

在模型预测控制中,预测范围,pis also an important consideration. If one chooses to hold the prediction horizon duration (the productp*ts) constant,p必须与ts。Many array sizes are proportional top。因此,如p增加,控制器内存需求和QP解决方案时间增加。

选择时考虑以下ts

  • 作为粗略的指南,设定ts最小所需的闭环响应时间的10%至25%。

  • 运行至少一个模拟,以查看未测量的干扰拒绝是否会显着改善ts一半。如果是这样,请考虑修改ts

  • For process control,ts>> 1 s很常见,尤其是当MPC监督下层单环控制器时。其他应用,例如汽车或航空航天,可能需要ts<1 s. If the time needed for solving the QP in real time exceeds the desired control interval, consider the显式MPCoption.

  • For plants with delays, the number of state variables needed for modeling delays is inversely proportional tots

  • 对于开环的不稳定植物,如果p*ts太大了,以至于在这段时间内植物步骤响应变得无限,MPC计算所需的关键参数变得不确定,从而产生错误消息。

Units

控制器从工厂模型继承其时间单元。具体而言,控制器使用TimeUnitproperty of the plant model LTI object. This property defaults to seconds.

Prediction Horizon

Suppose that the current control interval isk。这预测范围,,,,p,是未来控制间隔的数量,MPC控制器必须在控制间隔优化其MV时通过预测进行评估k

tips

  • 推荐的做法是选择p在控制器设计的早期,然后在调整其他控制器设置(例如成本函数权重)时保持恒定。换句话说,请勿使用padjustments for controller tuning. Rather, the value ofpshould be such that the controller is internally stable and anticipates constraint violations early enough to allow corrective action.

  • 如果the desired closed-loop response time ist控制间隔是ts,,,,tryp这样tpts

  • Plant delays impose a lower bound on the possible closed-loop response times. Choosep因此。要检查是否违反这种情况,请使用审查命令。

  • 推荐的做法是增加p直到进一步增加对性能的影响很小。如果植物不稳定,则最大p是植物成为无限的开环步骤响应所需的控制间隔数。p除非ts太小。

  • 不利的植物特征与一个小的p可以生成内部不稳定的控制器。要检查此情况,请使用审查command, and increasep如果可能的话。如果p已经很大,请考虑以下内容:

控制视野

这control horizon,m,是要在控制间隔中优化的MV动作数量k。这control horizon falls between 1 and the prediction horizonp。默认值为m= 2.不管您选择什么m,,,,when the controller operates, the optimized MV move at the beginning of the horizon is used and any others are discarded.

tips

Reasons to keepm<<p如下面所述:

  • 小的m意味着在每个控制区间求解的QP中计算的变量较少,从而促进计算更快。

  • 如果植物包含延误,m<p是必不可少的。否则,某些MV移动可能不会在预测范围结束之前影响任何植物输出,从而导致QP Hessian矩阵。要检查是否违反这种情况,请使用审查命令。

  • 小的m促进(但不能保证)内部稳定的控制器。

Defining Sample Time and Horizons

You can define the sample time, prediction horizon, and control horizon when creating anMPC命令行的控制器。创建控制器后,MPCObj,您可以通过设置以下控制器属性来修改示例时间和视野:

  • 采样时间 -mpcobj.ts

  • Prediction horizon —mpcobj.p

  • Control horizon —mpcobj.m

另外,在使用MPC控制器设计时MPC设计师应用程序,在调整tab, in theHorizonsection, you can modify the sample time and horizons.

也可以看看

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