根据最佳成本切换控制器

此示例使用：

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此示例显示如何使用MPC控制器块的“最佳成本”出口，以在多个模型预测控制器之间切换，其输出限于离散值。

定义工厂模型

线性植物模型如下::

Plant = SS（TF（{1,1}，{[1 1.2 1]，[1 1]}），'min'）;％植物有2个输入和1个输出[A，B，C，D] = SSDATA（工厂）;％获取状态空间实现矩阵，以在Simulink中使用万博1manbetxx0 = [0; 0; 0];％初始植物状态

设计MPC控制器

指定输入和输出信号类型。

植物= setmpcsignals（植物，'mv'，1，'MD'，2）;百分比首次输入被操纵，第二个是测量干扰

使用MV约束设计两个MPC控制器u = -1和u = 1，分别。仅有的你在当前时间量化。随后的计算控制操作可以是-1和1之间的任何值。控制器使用后退地平线方法，因此这些值实际上不会进入植物。

ts = 0.2;％采样时间p = 20;％预测地平线m = 10;％控制地平线MPC1 = MPC（植物，TS，P，M）;％First MPC对象MPC2 = MPC（植物，TS，P，M）;％第二MPC对象％指定权重mpc1.weights = struct（'mv'，0，'mvrate'，.3，'输出'，1）;％重量mpc2.weights = struct（'mv'，0，'mvrate'，.3，'输出'，1）;％重量％指定约束mpc1.mv = struct（'min'，[ -  1; -1]，'最大限度'，[ -  1; 1]）;操纵变量上的％约束：u = -1mpc2.mv = struct（'min'，[1; -1]，'最大限度'，[1; 1]）;在操纵变量上的％约束：u = 1

- >“MPC”对象的“权重”属性为空。假设默认为0.00000。- >“权重”属性“MPC”对象的“权重”属性为空。假设默认为0.10000。- >“MPC”对象的“权重”属性为空。假设默认为1.0万。- >“MPC”对象的“权重”属性为空。假设默认为0.00000。- >“权重”属性“MPC”对象的“权重”属性为空。假设默认为0.10000。 -->The "Weights.OutputVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 1.00000.

在Simulink®中模万博1manbetx拟

要运行此示例，需要Simulink®。万博1manbetx

如果〜mpcchecktoolboxinstalled（'万博1manbetxsimulink'）disp（'万博1manbetxSimulink（R）需要运行此示例。'）返回结尾％指定信号：tstop = 40;Ref.Time = 0：TS :( tstop + p * ts）;ref.signals.values = double（ref.time> 10）';％步骤在时间t = 10的参考信号改变md.time = ref.time;md.signals.values = double（md.time> 30）';在时间t = 30的测量干扰信号中的％步骤改变

打开并模拟Simulink®型号：万博1manbetx

mdl ='mpc_optimalcost';Open_System（MDL）;％Open S万博1manbetximulink（R）模型SIM（MDL，TSTOP）;％开始模拟

- >将模型转换为离散时间。- >假设添加到测量的输出干扰，输出通道＃1是集成的白噪声。- >“MPC”对象的“Model.Noise”属性为空。假设每个测量的输出通道上的白噪声。- >将模型转换为离散时间。- >假设添加到测量的输出干扰，输出通道＃1是集成的白噪声。- >“MPC”对象的“Model.Noise”属性为空。假设每个测量的输出通道上的白噪声。

注意：

从0到时间10到时间10，控制操作在MPC1（-1）和MPC2（+1）之间保持切换。这是因为参考信号是0，并且它需要0处的控制器输出以达到稳定状态，这不能通过MPC控制器实现。

从时间10到30，选择MPC2控制输出（+1），因为参考信号变为+1，它需要在+1处输出达到稳定状态（工厂增益为1），这可以通过MPC2实现。

从时间30到40时，控制操作再次开始切换。这是因为存在测量干扰（+1），MPC1导致0的稳定状态，MPC2导致稳定状态+2，而参考信号仍然需要+1。

使用mpcmove命令模拟

采用MPCMOVE.要执行逐步仿真并计算当前MPC控制操作：

[AD，BD，CD，DD] = SSDATA（C2D（工厂，TS））;％离散时间动态nsteps = round（tstop / ts）;％仿真步骤数

初始化用于存储仿真结果的矩阵

yy =零（nsteps + 1,1）;rr = zeros（nsteps + 1,1）;UU =零（nsteps + 1,1）;成本=零（nsteps + 1,1）;x = x0;％初始植物状态xt1 = mpcstate（mpc1）;MPC控制器＃1的％初始状态xt2 = mpcstate（mpc2）;MPC控制器＃2的％初始状态

开始模拟。

为了td = 0：nsteps％构造信号v = md.Signals.Values（TD + 1）;r = ref.signals.values（td + 1）;％植物方程式：输出更新Y = CD * x + DD（:,2）* v;％计算两个MPC移动选项= mpcmoveopt;options.onlycomputecost = true;％最后一个输入参数告诉“MPCMove”只计算最佳成本[U1，INFO1] = MPCMOVE（MPC1，XT1，Y，R，V，选项）;[U2，INFO2] = MPCMOVE（MPC2，XT2，Y，R，V，选项）;％比较结果最佳成本并选择输入值％对应于最小成本如果info1.cost <= info2.cost u = u1;成本= INFO1.COST;％更新内部MPC状态到正确的值xt2.plant = xt1.plant;xt2.disturbance = xt1.disturbance;xt2.lastmove = xt1.lastmove;别的u = u2;成本= INFO2.COST;％更新内部MPC状态到正确的值xt1.plant = xt2.plant;xt1.disturbance = xt2.disturbance;xt1.lastmove = xt2.lastmove;结尾％储存工厂信息YY（TD + 1）= Y;rr（td + 1）= r;UU（TD + 1）= U;成本（TD + 1）=成本;％植物方程式：状态更新x =广告* x + bd（：，1）* u + bd（:,2）* v;结尾

绘制结果MPCMOVE.要与Simulink®中获得的模拟结果进行比较：万博1manbetx

子图（131）绘图（（0：nsteps）* ts，[yy，rr]）;％绘图输出和参考信号网格标题（'ov和参考'）子图（132）绘图（（0：nsteps）* ts，uu）;％绘图操纵变量网格标题（'mv'）子图（133）绘图（（0：nsteps）* ts，成本）;％绘图最佳MPC值函数网格标题（'最佳成本'）