mpc简单例子以及该例子的matlab代码实现
时间: 2024-01-24 16:05:00 浏览: 31
下面是一个简单的MPC控制的例子,以及用MATLAB实现的代码:
假设有一个电机系统,我们希望通过MPC控制来实现该电机的速度控制。电机模型如下:
系统模型:
```
A = 0.9;
B = 0.5;
C = 1;
D = 0;
```
采样时间:
```
Ts = 0.1;
```
控制参数:
```
N = 10;
Nu = 2;
Q = 1;
R = 0.1;
```
MPC控制代码:
```matlab
% 定义系统模型
A = 0.9;
B = 0.5;
C = 1;
D = 0;
% 定义采样时间
Ts = 0.1;
% 定义MPC参数
N = 10; % 预测时域
Nu = 2; % 控制时域
Q = 1; % 状态成本矩阵
R = 0.1; % 控制成本矩阵
% 创建MPC对象
mpcobj = mpc(A, B, C, D, Ts, N, Nu);
% 设置权重参数
mpcobj.Weights.MV = R;
mpcobj.Weights.OV = Q;
% 设置参考轨迹
r = ones(N, 1);
% 设置初始状态
x0 = 0;
% 模拟MPC控制
Tsim = 10; % 模拟时间
Nsim = Tsim/Ts; % 模拟步数
u = zeros(Nsim, 1); % 控制量序列
y = zeros(Nsim, 1); % 输出量序列
x = zeros(Nsim, 1); % 状态量序列
for k = 1:Nsim
% 计算MPC控制量
[u(k), info] = mpcmove(mpcobj, x0, r);
if info ~= 0
warning('MPC控制计算失败!');
end
% 系统模拟
x(k+1) = A*x(k) + B*u(k);
y(k) = C*x(k);
% 更新初始状态
x0 = x(k+1);
end
% 绘制结果
t = 0:Ts:Tsim;
subplot(2,1,1);
plot(t, y, 'b-', t, r, 'r--');
xlabel('时间 (s)');
ylabel('输出量');
legend('实际输出', '参考轨迹');
subplot(2,1,2);
stairs(t, [u; 0], 'b-');
xlabel('时间 (s)');
ylabel('控制量');
```
在这个例子中,我们首先定义了电机系统的模型参数和MPC控制所需的参数。然后,我们创建了一个MPC对象,并设置了权重参数。接下来,我们定义了参考轨迹和初始状态,并通过一个循环实现了MPC控制和系统模拟。最后,我们使用MATLAB的绘图函数将输出量和控制量进行可视化。
需要注意的是,以上代码是一个简单的MPC控制的示例,仅供参考。实际应用中,需要根据具体问题进行调整和优化。
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