主要内容

使用Embotech FORCESPRO Solvers实现MPC控制器

您可以使用部队的实时嵌入式优化软件工具Embotech AG)，模拟和生成使用模型预测控制工具箱™软件设计的线性和非线性MPC控制器的代码。Embotech提供了一个插件，它利用了模型预测控制工具箱软件的设计功能和部队的计算性能。使用该插件，您可以生成允许在实时硬件上进行部署的自定义解码器，并且基于您的特定MPC问题，高度优化，以实现满意的实时性能。

有关使用FORCESPRO MPC插件的更多信息，请参阅部队文件文档．您还可以使用MOTLAB中的其他优化应用程序来使用MORSONSPRO求解器®和仿真软金宝app件®．有关更多信息，请参见第三方产品和服务下载188bet金宝搏．

有关MATLAB中的代码和模拟预测控制工具箱控制器的代码的信息，请参阅金宝app生成代码和部署控制器到实时目标．

二次规划(QP)求解器

设计和模拟使用的线性时间不变的MPC控制器（预测模型在Matlab中使用的预测模型不改变）eminctech FORCESPRO QP解决方案，请遵循以下步骤。

  1. 设计一个线性控制器货币政策委员会目的。

  2. 为求解器创建自定义求解器生成选项对象mpcToForcesOptions使用字符串输入参数“稀疏”（建立稀疏QP问题），或“稠密”（建立密集的QP问题）。用“稀疏”如果您的MPC问题有很长的预测地平线和大量约束。

  3. 使用生成自定义求解器和包含核心、状态和在线数据结构的相关变量mpctoforces．

  4. 如果需要，在包含状态数据结构的变量中调整控制器状态，并在包含在线数据结构的变量中指定运行时信号。

  5. 通过迭代调用来模拟系统mpcmoveFORCES．对于稀疏QP问题，将自动生成MEX文件并用于加速模拟。

您还可以生成生产代码。例如，要从mpcmoveForces具有致密的QP制剂，其中变量Coredata.，statedata， 和onlinedata是由mpctoforces，你可以使用以下代码:

％配置代码生成以创建MATLAB可执行文件cfg = coder.config (墨西哥人的)；％或lib，exe等。cfg。ConstantInputs =“IgnoreValues”；创建一个名为myMex的可执行文件codegen (“配置”cfg,'mpcmoveforces'，“o”，“myMex”，．..“参数”，{coder.constant（coredata），stateata，onlinedata}）;％通过调用mymex可执行文件来计算被操纵的变量[mv, statedata, info] = myMex(coredata, statedata, onlinedata)

利用该方法在Simulink中设计和仿真线性时不变MPC控制器金宝appeminctech FORCESPRO QP解决方案解算器，遵循以下步骤。

  1. 设计一个线性控制器货币政策委员会目的。

  2. 为求解器创建自定义求解器生成选项对象mpcToForcesOptions使用字符串输入参数“稀疏”（建立稀疏QP问题），或“稠密”（建立密集的QP问题）。用“稀疏”如果您的MPC问题有很长的预测地平线和大量约束。

  3. 使用生成自定义求解器和包含核心、状态和在线数据结构的相关变量mpctoforces．

  4. 将适当的块添加到模型中:

    • 对于稀疏QP问题，打开Simulink库浏览器，查找金宝appMPC(稀疏QP)块下FORCESPRO MPC模块类别，并将其添加到您的模型中。

    • 对于稠密的QP问题，打开Simulink库浏览器，找到金宝appMPC控制器块下模型预测控制工具箱类别，并将其添加到您的模型中。

  5. 在块对话框中指定结构变量:

    • 对于稀疏QP问题，指定包含核心和状态数据结构的变量。

    • 对于稠密的QP问题，指定货币政策委员会目的。

  6. 模拟系统。

  7. 需要时，直接从模型或代码块生成代码。

有关如何使用带有模型预测控制工具箱的QP求解器的详细信息，请参阅QP求解器．

有关武器QP求解器的更多信息，请参阅eminctech FORCESPRO QP解决方案文档。

请注意

不支持对自适应MPC控制器或带有自定义约束的MPC控制器使用QP Embotech FORCESPRO Solver。金宝app

博雅特非线性规划(NLP)求解器

在MATLAB中设计并仿真了一种非线性MPC控制器Embotech部队PRO NLP Solver，请遵循以下步骤。

  1. 设计一个非线性控制器nlmpc或者nlmpcmultistage目的。

  2. 使用nlmpcToForcesOptions(或nlmpcMultistageToForcesOptions，如果您在前面的步骤中设计了多级控制器)。对于一个nlmpc对象，您可以选择使用顺序二次编程（SQP）求解器而不是内部点（IP）求解器。如果您的非线性MPC问题有长预测地平线和大量约束，则使用IP求解器。为了nlmpcmultistage对象仅提供IP解算器。

  3. 使用生成自定义求解器和包含核心、状态和在线数据结构的相关变量nlmpcToForces(或nlmpcMultistageToForces）.

  4. 指定当前控制器状态、最后控制动作，并使用包含在线数据结构的变量来指定其他运行时信号。

  5. 通过迭代调用来模拟系统nlmpcmoveForces(或nlmpcmoveForcesMultistage）.在MATLAB中为这两个函数自动生成MEX文件以加快仿真速度。

要在Simulink中使用Embotech FORCESPRO NLP求解器设计和仿真非线性MPC控制器，金宝app请遵循以下步骤。

  1. 设计一个非线性控制器nlmpc或者nlmpcmultistage目的。

  2. 使用nlmpcToForcesOptions(或nlmpcMultistageToForcesOptions，如果您在前面的步骤中设计了多级控制器)。对于一个nlmpc对象，您可以选择使用顺序二次编程（SQP）求解器而不是内部点（IP）求解器。如果您的非线性MPC问题有长预测地平线和大量约束，则使用IP求解器。为了nlmpcmultistage对象仅提供IP解算器。

  3. 使用生成自定义求解器和包含核心、状态和在线数据结构的相关变量nlmpcToForces(或nlmpcMultistageToForces）.

  4. 打开Simulin金宝appk库浏览器，找到强制多级非线性MPC块下FORCESPRO MPC模块类别，并将其添加到您的模型中。

  5. 在块对话框中指定包含核心数据结构的变量。

  6. 模拟系统。

  7. 需要时，直接从模型或代码块生成代码。

您还可以为SIMULINK模型生成代码，如部分所述金宝appSimulink中的代码生成金宝app．

请注意

使用NLP Umbotech部件PricePro求解器仅支持状态和输出功能与Matlab代码生成金宝app兼容CasADi．此外，对于通用（即非多级）非线性MPC问题：

  • 您不得使用自定义成本和约束函数。

  • 如果非线性MPC控制器使用多个可选参数，则必须将它们分组在单个列向量中并设置模型。NumberOfParameters属性设置为1。

举个例子强制非线性MPC块见非线性模型预测控制的摆动控制．

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