预测控制及matlab实现
时间: 2023-09-13 07:06:37 浏览: 84
预测控制是一种控制方法,它通过建立系统的内部模型来预测系统未来的动态行为,并根据这些预测结果进行控制决策。预测控制算法的三个要素是内部(预测)模型、参考轨迹和控制算法。内部模型用于预测系统的未来行为,参考轨迹是期望系统达到的状态或输出值,控制算法则根据预测结果和参考轨迹来生成控制信号。预测控制具有处理约束的能力,可以将约束显式地表示在一个在线求解的优化问题中,从而实现对系统的控制。预测控制具有控制效果好、鲁棒性强等优点,可以有效地应对系统的不确定性、非线性和并联性,并能方便地处理各种约束。\[1\]
在Matlab中,可以使用内置的函数来实现预测控制。例如,可以使用"mpc"函数来生成预测控制器对象,并使用"generateExplicitMPC"函数将其转化为显式模型预测控制器对象。通过设置相关参数和约束,可以定义系统的模型、预测和控制的时间步长、预测和控制的时域范围等。然后,可以使用生成的显式模型预测控制器对象来进行控制。\[3\]
下面是一个使用Matlab实现预测控制的例子:
```matlab
plant = tf(1,\[1 0 0\]); % 定义系统的传递函数
Ts = 0.1; % 控制时间步长
p = 10; % 预测步长
m = 3; % 控制步长
MPCobj = mpc(plant,Ts,p,m); % 生成预测控制器对象
range = generateExplicitRange(MPCobj); % 生成显式模型预测控制器的范围
range.State.Min(:) = \[-10;-10\]; % 设置状态变量的最小值
range.State.Max(:) = \[10;10\]; % 设置状态变量的最大值
range.Reference.Min = -2; % 设置参考值的最小值
range.Reference.Max = 2; % 设置参考值的最大值
range.ManipulatedVariable.Min = -1.1; % 设置操纵变量的最小值
range.ManipulatedVariable.Max = 1.1; % 设置操纵变量的最大值
opt = generateExplicitOptions(MPCobj); % 生成显式模型预测控制器的选项
opt.polyreduction = 1; % 设置多项式简化参数
EMPCobj = generateExplicitMPC(MPCobj,range,opt); % 生成显式模型预测控制器对象
% 使用生成的显式模型预测控制器对象进行控制
```
通过以上步骤,我们可以使用Matlab中的预测控制函数来实现预测控制,并根据系统的需求进行参数设置和约束定义。这样就可以得到一个显式模型预测控制器对象,用于系统的控制。\[3\]
#### 引用[.reference_title]
- *1* [MATLAB模型预测控制(MPC,Model Predictive Control)](https://blog.csdn.net/weixin_30786617/article/details/95974989)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^control,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item]
- *2* *3* [Matlab实现显示模型预测控制(Explicit MPC)的几种方法](https://blog.csdn.net/qq_35694280/article/details/107237795)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^control,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item]
[ .reference_list ]
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