模型预测控制小结

概念:是有模型控制的一种控制方法,在同一层次的还有PID,滑膜,模糊,LQR,最优化控制等。它的当前控制动作是在每一个采样瞬间通过求解一个有限时域开环最优控制问题而获得。过程的当前状态作为最优控制问题的初始状态,解得的最优控制序列只实施第一个控制作用。

预测控制的目的:增强鲁棒性,平稳性(可以提前知晓控制量,优化控制曲线),灵活性(可以根据需要发送提前多少的控制量,可以优化预设的控制曲线)。简而言之,是一种对模型的精度要求不高,但是控制质量高的方法。

主要过程:
1 模型预测:控制时域,预测时域,在预测时域根据控制量,预测模型的输出。
给出模型的方式,状态方程,动态矩阵,广义矩阵。
状态方程:根据运动方程建立模型。
动态矩阵:根据系统的阶跃或者脉冲响应,通过矩阵的方式建立模型。
2 滚动优化:根据预测的输出,得到目标函数的值,由期望与实际的偏差,调整控制量,调优目标函数。
优化目标:比如实际的加速度跟期望的加速度误差平方和最小。
优化求解:最优化求解方法。
是一个从当前状态到一个有限时域的最优化,不是一次离线的全局最优。
3 反馈校正:预测值实施控制后,观测实体的实际反馈,对比期望的效果与实际的效果,进行模型的调整或者是补偿模型不准导致的偏差。 

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