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操纵变量阻塞

操纵变量阻塞是更简单的控制水平概念的替代方案(参见选择采样时间和范围)，而且它有许多相同的好处。操纵变量阻塞:

  • 提供更多的调优灵活性

  • 能否平滑操纵变量调整

  • 可以提高控制器的鲁棒性

指定阻塞间隔长度

若要使用操纵变量块，请将预测层划分为一系列块间隔，方法是将控制层指定为块大小的向量，[米1，米2,……)。块大小的总和必须与预测水平相匹配p．如果你指定一个向量，它的和是:

  • 小于预测水平，则控制器增加一个阻塞间隔。这个区间的长度使得区间长度之和为p．例如，如果p＝10你指定一个控制视界米＝[1 2 3]，则控制器使用四个具有长度的间隔[1 2 3 4]．

  • 大于预测水平，则间隔被截断，直到间隔长度的和等于p．例如，如果p＝10你指定一个控制视界[1 2 3 6 7]，则控制器使用四个具有长度的间隔[1 2 3 4]．

控制器计算米自由移动，其中米是阻塞间隔的个数。第一个自由动作适用于时代k通过k+米1-1，第二次自由移动适用于时间k+米1通过k+米1+米2-1，等等。在这里,k当前控制间隔。

默认情况下，控制器会在每个块中保持被操纵的变量不变;也就是说，控制移动在每个区间上是分段常数。例如，下图显示了控制视界的最优控制移动米＝[2 3 2]和预测范围p＝7．

对于每个块，被操纵的变量，u，为常数，即:

  • u(0) =u(1）

  • u(2) =u(3) =u（4）

  • u(5) =u(6）

推荐的阻塞方法是将预测水平划分为3到5个块，并使用以下阻塞替代方案之一:

  • 相同的块大小(预测范围的五分之一到三分之一，p）

  • 块大小增加。例如，用p＝20.，你可以尝试三个积木，间隔长度分别为3、7和10。

为了测试不同操纵变量阻塞配置的效果，在以下条件下进行闭环仿真测试:

  • 没有约束

  • 无预测误差;即控制器预测模型应与工厂模型相同

要测试每个控制器的稳定性和鲁棒性问题，请使用审查函数。

非线性MPC的插值块移动

与线性MPC控制器一样，当您使用操纵变量阻塞时，非线性MPC控制器默认使用分段常量阻塞间隔。对于最优路径规划应用程序来说，这种方法通常限制太大。为了产生一个限制更少、条件更好的非线性规划问题，您可以指定分段线性操作变量阻塞间隔。要这样做，请设置优化。米VInterpolationOrder您的财产nlmpc控制器对象1．

下图为控制层的最优控制移动米＝[2 3 2]预测范围p＝7．

在默认的分段常量情况下，的计算操作变量值1，3.,2在各自的阻塞间隔上是常数。

在分段线性情况下，计算得到的操纵变量值对前两个阻塞间隔进行线性插值，并对最后一个间隔保持恒定。

有关非线性MPC控制器的更多信息，请参见非线性MPC．

请注意

隐式、自适应或增益调度MPC控制器不支持阻塞移动的线性插值。金宝app

另请参阅

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