モデル予測制御設計実装ワクフロ紹介

目的

当サンプルモデルは,モデル予測制御(MPC)の設計と実装のワークフローを分かりやすく紹介するための資料である。(サンプルモデルの使い方にいては，こちらを参照)

特にマ。

必要なルボックス

本モデルでは，以下の。ただし，ンスト，ンスト，モデルを実行せず閲覧するだけであれば可能である。また，例題によっては使わない。

• MATLAB®
• 万博1manbetx仿真软件®
• 控制系统工具箱™
• 模型预测控制工具箱™
• 万博1manbetx仿真软件控制设计™
• Simscape™,Simscape™多体™
• 符号数学工具箱™
• 导航工具箱™
• 图像处理工具箱™，计算机视觉工具箱™
• 自动驾驶工具箱™
• MATLAB Coder™，S万博1manbetximulink Coder™，嵌入式Coder®

目次

1.一般的な紹介資料

MPCについて初学者であり,以下の資料を見ていない場合は,本サンプルモデルより先に以下の資料に目を通しておくこと。

ビデオ

• モデル予測制御(mpc)とは?Part1 ~基本的な考え方
• モデル予測制御(mpc)とは?第2部分~模型预测控制工具箱例題
• 応用~アダプティブ·クルズ·コントロルとセンサフュジョン

技術紹介記事

• モデル予測制御

ホワeconf econfトペeconfパ

以下の資料はmpcの技術的な資料である。ある程度ルの使い方を理解した後に読むこと。

• mpc高速化のための3の方法

2.線形mpc

最初に線形mpcを使った例を紹介する。プラントモデルとして，単純なsisoの不安定システムを用いる。以下のライブエディターを開いて作業を開始すること(以降,同様にライブエディターを開いて確認していく)。

線形mpcコントロラの設計と実装

3.陽的mpc

線形近似されたdcモタモデルに対して陽的mpcを設計し，実装する。線形mpcと陽的mpcの比較を行う。

陽的mpcコントロラの設計と実装

4.適応mpc

適応mpcの設計と実装にいて，4輪走行車両の制御を例に紹介する。プラントモデルとしては，等価二輪モデルを用いる。

適応mpcコントロラの設計と実装

5.执行命令ゲeconf leンスケジュeconf leルmpc

適応mpcで用いたプラントモデルと設計手法を転用し，ゲeconンスケジュmpcを設計，実装する。

ゲmpcコントロ

6.非線形mpc

非線形mpcの設計と実装にいて，シンプルな車両モデルの運転制御を例に紹介する。

非線形mpcコントロラの設計と実装

7.执行命令適応mpcに内点法ソルバ適用

適応MPCのソルバーとして,内点法を用いた場合の設計と実装について,4輪走行車両の制御を例に紹介する。プラントモデルとしては，等価二輪モデルを用いる。

適応mpcコントロラのqpソルバの設定に

8.マルチステジの非線形mpc

マルチステジの非線形mpcは，コスト関数を予測ホラズンの各ステップごとに設定できる。それにより，通常の非線形mpcよりも高速に計算できる。

マルチステジ非線形mpcの設計と実装

例1.適応モデル予測制御による倒立制御走行ロボットの倒立制御

適応mpcを用いて，倒立振子型の自律走行ロボットの制御を構築する。物理モデルをSimscape Multibodyで構築し，それを制御する。

適応モデル予測制御による倒立制御走行ロボットの倒立制御

例2.モデル予測制御ならびにカメラ画像によるタゲット認識を利用した衝突回避

適応mpcを用いて，自律走行車両の制御を構築する。自动驾驶工具箱を用いた走行環境から障害物を認識し,回避しながら走行制御を行う。

モデル予測制御ならびにカメラ画像によるタゲット認識を利用した衝突回避

過去バジョン

過去のバジョンのファル一式は，以下から得ることができる。ただし，過去のモデルには，古い時期に作成したサンプルしか含まれていないことに注意すること。

GitHubからクローンしている場合には,以下の該当バージョンに戻すことで,過去バージョンファイルを得ることができる。

R2022a:v5.0

R2021b:v4.0.2

R2021a:v3.3.1

R2020b:v2.2

R2020a:v1.1.1