MPCE – Předpočítaný prediktivní regulátor

Symbol blokuPotřebná licence: ADVANCED

Popis funkce
Blok MPCE je určen pro prediktivní řízení v systémech, kde lze řízený systém modelovat jako lineární, omezující podmínky jsou ve tvaru lineárních nerovností a je definováno kvadratické kritérium optimality. Pro takové systémy lze celý stavový prostor rozdělit na oblasti pomocí nadrovin, přičemž v každé oblasti už je optimální regulátor lineární (+ offset). Takový regulátor je pak výpočetně nenáročný a umožňuje velmi malou periodu vzorkování a tím rychlou regulaci. Nicméně, výměnou za rychlost je nutná větší paměťová kapacita pro uložení tabulek s předpočtenými regulátory.

Upozornění: Samotný výpočet dělících nadrovin a regulátorů se neprovádí přímo v systému REXYGEN, ale externě (viz příklad).

Vstup Xext představuje zobecněný stav systému, tj. kromě celého stavu zahrnuje ještě požadované hodnoty a případné poruchy (buď přímo měřené nebo z nějakého rekonstruktoru). V reálné situaci často není celý stav měřitelný, nicméně prediktivní regulátory s ním pracují. V takovém případě se musí použít rekonstruktor stavu (v systému REXYGEN na to lze využít buď jednoduchých bloků DER, INTE, LPF nebo komplexní dynamický systém CSSM, DSSM nebo přímo EKF).

Vstup Mreg obsahuje matice regulátorů, kde každá řádka odpovídá regulátoru pro jednotlivé regiony. Formát každého regulátoru je $u = a_{1} x_{1} + a_{2} x_{2} + \dots + a_{n} x_{n} + b$ , a každá řádka v matici je formátována jako $[a_{1}, a_{2}, \dots, a_{n}, b]$ .

Vstup Mtree obsahuje vyhledávací strom s formátem řádků $[a_{1}, a_{2}, \dots, a_{n}, b, l o w, h i g h]$ . Vyhledávací proces začíná na první řádce a podle výsledku lineární kombinace buď pokračuje na řádce specifikované v low nebo high. Jestliže je další index záporný, jedná se o index koncového regionu v tabulce regulátorů, přičemž absolutní hodnota čísla určuje pozici v tabulce.

Poznámka 1: Indexy jsou v tabulkách/maticích číslovány od 1 (tzn. 1. řádka má index 1).

Poznámka 2: Index do tabulky regulátorů je číslo regionu. Pokud má výstup u dimenzi N (vektor o N prvcích), tak se musí hodnota „násobit“ N pro určení řádky regulátoru pro 1. složku vektoru u.

Na vstup Uref se přivádí vektor, který blok naplní a předává dále na výstup u. Vektor na vstupu musí mít nastavenou správnou velikost.

Pokud dojde k nesrovnalosti v rozměrech matic nebo vektorů nebo k indexaci mimo rozsah ve vyhledávacím stromu, generuje se chybový výstup E. Detaily jsou dostupné v systémovém logu.

Tento blok nepropaguje kvalitu signálu. Více informací je uvedeno v sekci 1.4.

Vstup

Xext	Stavový vektor řízeného procesu	Reference
Mreg	Matice regulátorů (každá řádka jsou po řadě koeficienty u = a1x1 + a2x2 + ... + an*xn + b)	Reference
Mtree	Matice s vyhledávacím stromem (každá řádka jsou po řadě koeficienty a1x1 + a2x2 + ... + an*xn + b, další index pro záporný výraz, další index pro kladný výraz)	Reference
Uref	Vektor, do kterého se uloží výstup Uapk	Reference
HLD	Pozastavení	Bool

Výstup

Uapk	Vektorový výstup regulátoru	Reference
E	Příznak chyby	Bool

[Předchozí] [Na začátek] [Výše] [Další]