与无扰转移开关控制器在线和离线
这个例子展示了如何获得无扰切换时转移模型预测控制器从手动到自动操作,反之亦然。
在生产过程的启动,开关自动控制之前,运营商经常调整关键致动器手动直到所需的操作点附近的工厂。如果做得不正确,将会导致一个肿块;大执行机构运动,这可能是不安全的或不受欢迎的。
在本例中,您模拟仿真软件®对于模型,该模型包含一个输入变量LTI金宝app植物和一个MPC控制器。
模型预测控制器监控所有已知的植物信号,即使它不是控制执行机构。这种持续的监控改善的质量状态估计,并允许无扰自动转移操作。
特别是,自从上次使用价值的控制信号是一个内部控制器状态的一部分,您必须使用MPC块ext.mv输入信号保持内部MPC状态更新当操作员(或另一个控制器)对核电站的控制。
定义植物模型
定义一个线性开环动态工厂模型。
num = [1];穴= [1 3 2 0.5];sys =特遣部队(num穴);
对于植物是一种稳定的单变量系统的阶跃响应。
步骤(系统)
MPC控制器设计
创建一个MPC控制器,指定:
工厂模式
样品时间(
0.5时间单位)。预测地平线
15步骤。控制层
2步骤。
mpcobj = mpc (sys, 0.5, 15日,2);
- - >“权重。ManipulatedVariables”是空的。假设默认的0.00000。- - >“权重。ManipulatedVariablesRate”是空的。假设默认的0.10000。- - >“权重。OutputVariables”是空的。假设默认的1.00000。
定义约束操纵变量。
mpcobj。MV =结构(“最小值”,1“马克斯”1);
指定的输出调优的重量。
mpcobj.Weights。输出= 0.01;
开放和配置仿真软件模型金宝app
打开仿真软件模型。金宝app
mdl =“mpc_bumpless”;open_system (mdl)
在这个模型中,MPC控制器块已经配置为无扰转移使用下面的控制器参数设置。
的外部操纵变量MPC控制器参数的块被选中。这个参数添加
ext.mv尺寸的块,从而允许块监控外部控制信号。的使用外部信号来启用或禁用优化MPC控制器参数的块被选中。这个参数添加一个
开关尺寸要关掉控制器优化计算时不需要。
实现无扰转让、植物和控制器的初始状态必须是相同的,即本例中的植物和控制器。然而,如果系统的初始条件不匹配,您可以设置控制器的初始状态,初始状态。为此,获得一个mpcstate处理对象的内部状态控制器和控制器设置初始状态的一个工厂。
stateobj = mpcstate (MPC1);stateobj。工厂= x0;
在哪里x0是一个向量的初始状态。然后,设置初始控制器状态MPC控制器的参数块stateobj。
模拟切换手动和自动操作,开关信号块发送1或0控制开关。当它发送0时,系统处于自动模式,MPC控制器的输出块去工厂。否则,系统处于手动模式,和运营商的信号命令块去工厂。
在这两种情况下,实际的植物输入反馈控制器ext.mv轮廓尺寸,除非植物输入饱和物1或1。控制器不断地监控工厂产出和更新其估计的状态,即使在手动操作。
这个模型还显示了优化开关选项。当系统切换到手动操作,进入一个非零信号开关控制器的尺寸。这个非零信号关闭控制器的优化计算,减少了计算工作量。
在仿真软件模拟控制器金宝app
植物模拟闭环控制的线性模型在仿真软件。金宝app
sim (mdl)%开放范围块窗户open_system ([mdl' / Yplots '(mdl) open_system (' / MVplots '])
- - >转换”模型。植物状态”属性。- - >将模型转换为离散时间。- - >输出假设干扰# 1添加到测量输出集成的白噪声。- - >”模型。噪音”是空的。假设白噪声在每个测量输出。
单位,前90次开关信号是0,这使得系统在自动模式下操作。在这段时间里,顺利控制器驱动控制装置输出它的初始值,0,-0.5所需的参考价值。
控制器状态估计初始条件为零作为默认,这是适当的这个模拟开始时。因此,没有撞在启动。在一般情况下,当系统开始在手动模式,是一种很好的做法,让它运行足够长的时间,以便控制器可以收敛到一个精确的状态估计之前切换到自动模式。
在90年的时间,开关信号的变化为1。这一改变开关系统手动操作和操作员命令发送给工厂。同时,非零信号进入开关控制器关闭的尺寸优化计算。
优化是关闭的,MPC控制器内置估计量继续使用核电站输出测量,连同最后一个值的操纵变量(即ext.mv信号),估计植物状态。MPC控制器也块传递ext.mv控制器输出端口。
一旦在手动模式下,操作员命令块将被控变量设置为-0.5单位10次,然后为0。植物输出图显示了开环响应之间的时间控制器失效时90年和180年。
在180年的时间,系统切换回自动模式。结果,工厂顺利输出返回到参考价值,和类似的顺利调整发生在控制器的输出。
关掉操纵变量的反馈
检查控制器的行为没有被控变量的反馈,修改模型如下:
删除输入的信号
ext.mv和开关港口MPC控制器的块。删除单元延迟块和信号线进入它的尺寸。
MPC控制器块,清除外部操纵变量和使用外部信号来启用或禁用优化参数。
通过编程来执行这些步骤,使用下面的命令。
delete_line (mdl“开关/ 1”,“单位延迟/ 1”);delete_line (mdl“单位延迟/ 1”,“MPC控制器/ 3”);delete_block ([mdl/单位的延迟]);delete_line (mdl的开关信号/ 1,“MPC控制器/ 4”);set_param ([mdl“/ MPC控制器”),“mv_inport”,“关闭”);set_param ([mdl“/ MPC控制器”),“switch_inport”,“关闭”);
调整响应情节的限制,模拟模型。
set_param ([mdl' / Yplots '),“Ymin”,-1.1 ~ -0.1的(mdl) set_param (' / Yplots '),“Ymax”,“2 ~ 1.1”(mdl) set_param (' / MVplots '),“Ymin”,-0.6 ~ -0.5的(mdl) set_param (' / MVplots '),“Ymax”,1.1 ~ 1.1的)sim (mdl)
系统的行为是相同的原始的前90个时间单位。
当系统切换到手动模式在90年时间,工厂的行为是一样的。然而,控制器继续计算控制输入必要的定位点的植物。因此,最终操纵量继续增加,饱和烃,如控制器的输出范围。此外,由于控制器假定其输出将植物,其状态估计变得不准确。因此,当系统重新切换到自动模式在180年的时间,有一个大肿块内执行机构运动的植物,如植物的输出范围。
通过使用控制器ext.mv输入信号时保持内部MPC状态更新控制器不作用于植物,您可以启用从手动到自动操作,平稳过渡,因此消除不必要的执行机构动作。
bdclose (mdl)
