主要内容

增益计划MPC

增益调度模型预测控制在一组预定义的MPC控制器之间切换,以协调的方式,在大范围的运行条件下控制非线性设备。如果电站运行特性以可预测的方式变化,并且这种变化是单一的预测模型无法提供足够的控制器性能,则使用这种方法。这种方法与传统反馈控制中增益调度的使用具有可比性。

为了提高效率,非活动控制器不计算最优控制移动。但是,为了在控制器之间提供无扰动传输,非活动控制器继续执行状态估计。无扰动传输防止控制器切换时操纵变量发生突然变化。

您可以在Simulink中设计和模拟MPC控制器万博1manbetx®在命令行中多个MPC控制器多显式MPC控制器块使您能够在Simulink中定义的一组MPC控制器之间切换万博1manbetx多重移动命令然而多重移动不支持显式MPC控万博1manbetx制器。

设计工作流程

为了实现增益调度的MPC,首先为每个工作点设计一个传统的模型预测控制器,然后设计一个调度信号,在运行时切换控制器。

一般设计步骤

  • 为最可能(或平均)的运行条件定义并调整标称MPC控制器。有关详细信息,请参阅MPC设计.

  • 使用仿真确定标称控制器失去鲁棒性的操作条件。有关详细信息,请参阅模拟.

  • 确定指示何时更换标称控制器的测量值(或测量值组合)。

  • 确定新操作条件下的电厂预测模型。其输入和输出变量必须与标称情况相同。

  • 在新的预测模型的基础上,定义了一种新的MPC控制器。使用标称控制器设置作为起点,并在必要时测试和重新调整控制器设置。

  • 如果两个控制器不足以在整个工作范围内提供鲁棒性,则考虑将范围划分为更小的区域并增加更多控制器。或者,您可以使用具有较小内存占用的自适应MPC控制器。有关详细信息,请参阅自适应MPC设计.

  • (可选)考虑为每个传统的MPC控制器创建一个明确的MPC控制器。与传统(隐式)模型预测控制器相比,显式MPC控制器需要更少的运行时计算,因此对于需要小样本时间的应用非常有用。有关详细信息,请参阅显式MPC.

  • 在Simulin万博1manbetxk模型中,配置多个MPC控制器多显式MPC控制器块,并指定切换标准。

  • 为了验证鲁棒性和无扰动切换,使用闭环仿真在整个工作范围内测试控制器。

提示

  • 在实践中,当控制器初始化其状态估计时,建议允许一个预热期,在此期间,设备在手动控制下运行。这个初始化通常需要10-20个控制间隔。热身运动对身体特别重要多个MPC控制器多显式MPC控制器阻碍。如果没有足够的预热期,在控制器之间切换可能会导致操纵变量发生突然变化。当设备在远离任何增益计划工作点的地方运行时,打开控制器也会导致操纵变量的突然变化。

  • 如果使用自定义状态估计,则所有增益计划MPC控制器必须具有相同的状态维度。此要求对设备和干扰模型施加隐式限制。

另见

功能

阻碍

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