生成代码以计算MATLAB中的最佳MPC移动

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此示例显示了如何使用mpcmoveceDgeneration命令生成C代码以计算实时应用程序的最佳MPC控制移动。

在模拟控制器之后mpcmove，你用mpcmoveceDgeneration为了使用优化的数据结构模拟控制器，以重现相同的结果。然后，您生成具有相同输入和输出的可执行文件mpcmoveceDgeneration。最后，您使用生成的可执行文件模拟控制器，使用与您使用的相同代码和数据结构mpcmoveceDgeneration。

植物模型

该工厂是单输入，单输出，稳定的二阶线性植物。

植物= tf（5，[1 0.8 3]）;

将采样时间设置为一秒钟，将工厂转换为离散时间，状态空间形式，并指定零初始状态向量。

TS = 1;植物= SS（C2D（植物，TS））;x0 =零（size（plant.b，1），1）;

设计MPC控制器

创建具有默认视野和指定采样时间的MPC控制器。

MPCOBJ = MPC（Plant，TS）;

- >“ MPC”对象的“预测曲线”属性为空。尝试预测Horizon =10。->“ MPC”对象的“ ControlHorizon”属性为空。假设2.  - >“ weights.manipulationVariobles”属性“ MPC”对象是空的。假设默认为0.00000。- >“ weights.manipulationVariablesrate”属性“ MPC”对象是空的。假设默认为0.10000。- >“ MPC”对象的“ weight.outputvariables”属性为空。假设默认为1.00000。

指定控制器调整权重。

mpcobj.weights.mv = 0;mpcobj.weights.mvrate = 0.5;mpcobj.weights.ov = 1;

在操纵变量和植物产出上指定初始约束。这些约束将在运行时更新。

mpcobj.mv.min = -1;mpcobj.mv.max = 1;mpcobj.ov.min = -1;mpcobj.ov.max = 1;

模拟在线约束使用`mpcmove`命令

在闭环模拟中，约束并馈送到mpcmove以每个控制间隔命令。

ympcmove = [];umpcMove = [];

设置仿真时间。

tsim = 20;

初始化在线约束数据。

mvmindata = -0.2- [1 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.65 0.6 0.55 0.5 0.5 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 0.65 0.6 0.55 0.5 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 0.65 0.6 0.55 0.5 0.5 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 0.65 0.6 0.55 0.5 0.5...0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1];

初始化植物状态。

x = x0;

初始化MPC状态。注意XMPC是指向控制器的当前（始终更新）状态的句柄对象。

xmpc = mpcstate（mpcobj）;

- >假设添加到测量的输出通道＃1中的输出干扰是集成的白噪声。- >“ MPC”对象的“ model.noise”属性为空。假设每个测得的输出通道上都有白噪声。

通过打电话运行闭环模拟mpcmove循环。

选项= mpcmoveopt;为了CT = 1：圆形（TSIM/TS）+1％更新和存储植物产出。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）;％计算控制动作和存储工厂输入。u = mpcmove（mpcobj，xmpc，y，1，[]，options）;umpcMove = [umpcmove u];％更新植物状态。x = plant.a*x + plant.b*u;结尾

验证模拟结果与`mpcmoveceDgeneration`命令

为了准备生成从MATLAB的最佳控制移动的代码，建议使用相同的控制结果mpcmoveceDgeneration使用之前的命令代码根MATLAB编码器产品的命令。

ycodegen = [];ucodegen = [];

初始化植物状态。

x = x0;

创建用于使用的数据结构MPCMoveCeDgeneration使用getCodegenerationData。

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

通过打电话运行闭环模拟mpcmoveceDgeneration循环。

为了CT = 1：圆形（TSIM/TS）+1％更新和存储植物产出。y = plant.c*x;ycodegen = [ycodegen y];％更新在线数据中测量的输出。onLinedata.signals.ym = y;％更新参考在线数据中。OnLinedata.Signals.Ref = 1;％更新在线数据中的约束。onLinedata.limits.umin = mvmindata（ct）;onLinedata.limits.umax = mvmaxdata（ct）;OnLinedata.limits.ymin = ovmindata（ct）;onLinedata.limits.ymax = ovmaxdata（ct）;％计算和存储控制动作。[u，newata] = mpcmovecodegeneration（coredata，neTata，onlinedata）;ucodegen = [ucodegen u];％更新植物状态。x = plant.a*x + plant.b*u;结尾

模拟结果与使用的结果相同mpcmove。

t = 0：ts：tsim;数字;子图（1,2,1）图（t，ympcmove，' - *'，t，ycodegen，'o'）；网格传奇（“ mpcmove'，，，，'codgen'） 标题（“植物产量”）子图（1,2,2）图（t，umpcmove，' - *'，t，ucodegen，'o'）；网格传奇（“ mpcmove'，，，，'codgen'） 标题（“控制器移动”）

图包含2个轴对象。带有标题植物输出的轴对象1包含2个类型线的对象。这些对象代表mpcMove，codegen。带有标题控制器移动的轴对象2包含2个类型线的对象。这些对象代表mpcMove，codegen。

从中生成MEX功能`mpcmoveceDgeneration`命令

从mpcmoveceDgeneration命令，使用代码根MATLAB编码器产品的命令。在此示例中，生成MEX函数mpcmovemex复制模拟结果MATLAB。您可以使用不同的集合，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。

当生成C代码mpcmoveceDgeneration命令：

由于在输入参数上没有执行数据完整性检查，因此您必须确保所有输入数据具有正确的类型，维度和值。
您必须定义第一个输入参数，mpcmove_struct，作为使用时常数代码根命令。
第二个输入参数，mpcmove_state，由命令更新，并返回为第二个输出。在大多数情况下，您无需修改其内容，应该在下一个控制间隔中简单地将其传递回命令。唯一的例外是启用自定义状态估计时，在这种情况下，您必须使用此参数提供当前状态估计。

％检查MATLAB编码器许可证如果〜许可证（'测试'，，，，'matlab_coder'）disp（运行此示例需要“ MATLAB编码器（TM）。”）返回结尾

生成MEX功能。

有趣=“ mpcmoveceDgeneration';funOutput ='mpcmovemex';cfg = coder.config（'Mex'）；cfg.dynamicmemoryallocation ='离开';Codegen（Codegen）（'-config'，CFG，有趣，'-o'，funoutput，'-args'，，，，...{coder.constant（coredata），satedata，Onlinedata}）;

代码生成成功。

初始化数据存储。

ymex = [];umex = [];

初始化植物状态。

x = x0;

采用getCodegenerationData创建用于与mpcmoveceDgeneration。

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

通过调用生成的闭环模拟来运行闭环模拟mpcmovemex循环中的功能。

为了CT = 1：圆形（TSIM/TS）+1％更新和存储工厂产出。y = plant.c*x;ymex = [ymex y];％更新在线数据中测量的输出。onLinedata.signals.ym = y;％更新参考在线数据中。OnLinedata.Signals.Ref = 1;％更新在线数据中的约束。onLinedata.limits.umin = mvmindata（ct）;onLinedata.limits.umax = mvmaxdata（ct）;OnLinedata.limits.ymin = ovmindata（ct）;onLinedata.limits.ymax = ovmaxdata（ct）;％计算和存储控制动作。[u，satedata] = mpcmovemex（coredata，estateata，onlinedata）;umex = [umex u];％更新植物状态。x = plant.a*x + plant.b*u;结尾

模拟结果与使用的结果相同mpcmove。

图子图（1,2,1）图（t，ympcmove，' - *'，t，ymex，'o'）网格传奇（“ mpcmove'，，，，'Mex'） 标题（“植物产量”）子图（1,2,2）图（t，umpcmove，' - *'，T，Umex，'o'）网格传奇（“ mpcmove'，，，，'Mex'） 标题（“控制器移动”）