Mpc (model predictive control) modelini bashorat qilish usuli

Что такое Прогнозирующее Управление Модели?
Прогнозирующее управление модели (MPC) является методом оптимального управления, в котором расчетные действия управления минимизируют функцию стоимости для ограниченной динамической системы по конечному, возвращению захваченного, горизонту.
На каждом временном шаге контроллер MPC получает или оценивает текущее состояние объекта. Это затем вычисляет последовательность действий управления, которая минимизирует стоимость по горизонту путем решения ограниченной задачи оптимизации, которая использует внутреннюю модель объекта управления и зависит от состояния существующей системы. Контроллер затем обращается к объекту только первое вычисленное действие управления, игнорируя следующие единицы. В следующем временном шаге повторения процесса.
MPC основной цикл управления

Когда функция стоимости квадратична, объект линеен и без ограничений, и горизонт стремится к бесконечности, MPC эквивалентен управлению линейно-квадратичного регулятора (LQR) или управлению линейно-квадратичным гауссовым (LQG), если Фильтр Калмана оценивает состояние объекта от своих вводов и выводов.
На практике, несмотря на конечный горизонт, MPC часто наследовал много полезных характеристик традиционного оптимального управления, таких как способность естественно обработать объекты мультивхода мультивыводится (MIMO), возможность контакта с задержками (возможно различной длительности в различных каналах), и встроенные свойства робастности против моделирования ошибок. Номинальная устойчивость может также быть гарантирована при помощи определенных терминальных ограничений. Другими дополнительными важными функциями MPC является его способность явным образом обработать ограничения и возможность использования информации о будущей ссылке и сигналах воздействия, когда доступно.
Решение ограниченного оптимального управления онлайн на каждом временном шаге может потребовать существенных вычислительных ресурсов. Однако в некоторых случаях, такой что касается линейных ограниченных объектов, можно предварительно вычислить и сохранить закон о надзоре через целое пространство состояний, а не решить оптимизацию в режиме реального времени. Этот подход известен как явный MPC.