Model predictive control (original) (raw)
Die modellprädiktive Regelung, zumeist Model Predictive Control (MPC) oder auch Receding Horizon Control (RHC) genannt, ist eine moderne Methode zur Regelung von komplexen, i. d. R. multi-variablen Prozessen.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | التحكم الاستشرافي (Predictive Control أو Model Predictive Control) طريقة من طرق التحكم وتطويع النظم وتعرف بالإنجليزية ب receding horizon أو moving horizon control أيضا. خاصية هذه الطريقة أنها تدخل التغيرات المستقبلية لمداخل الأهداف (أي تغير القيمة التي نريدها لمخارج النظام) في حساب مخارج المتحكم مما يجعل هذه الطريقة تستعمل في المسائل من نوع تتبع المسارات (Trajectory Tracking). وتعمل الطريقة كما يلي: * يكون لدينا الدالة أو المسار الذي نريد تتبعه * نأخذ هذا المسار في مجال يسمى مجال الاستشراف أو مجال التكهن (Prediction Horizon) * في هذا المجال يتم حساب أو حل مشكلة أي القيام بعملية تحسين (عادة استنادا إلى دلالة تكامل تحتوي على خاصيات معينة كمخرج المتحكم حيث لا نريد بمتحكمنا بذل جهد كبير للتحم في النظام. كما يحتوي التكامل عادة على الفارق أو الخطأ بين المسار المراد والمسار الحقيقي). في هذا المجال يتم تصغير الدلالة. * طريقة المتحكم الاستشرافي التي تعمل على الحواسيب الرقمية لاحقا تأخذ القيمة المتحصلة عليها في العملية أعلاه وتستعملها في الخطوة الزمنية الموالية. ورغم أنها يمكن أن تأخذ هذه النتيجة لمدة أطول(مجال التكهن) إلا أنها لا تأخذ هذه النتيجة إلى في الخطوة الزمنية الموالية وفي كل خطوة تعيد الخوارزمية من جديد. ولذلك العديد من المحاسن فبذلك يتحقق أنه دائما الحسبات تكون على ضوء معطيات جديدة أو آنية أي قيم جديدة للمستشعرات. (ar) Die modellprädiktive Regelung, zumeist Model Predictive Control (MPC) oder auch Receding Horizon Control (RHC) genannt, ist eine moderne Methode zur Regelung von komplexen, i. d. R. multi-variablen Prozessen. (de) El Control Predictivo por Modelo (CPM, más conocido como MPC por sus siglas en inglés) es un método avanzado de que ha sido utilizado por la industria de procesos en y refinerías de petróleo desde la década de 1980. En años recientes también ha sido utilizado en modelos de estabilidad para . Los controladores para este tipo de control dependen de modelos dinámicos del proceso en cuestión, más a menudo modelos lineales empíricos obtenidos por identificación de sistemas. La ventaja principal del MPC es el hecho de que permite que la ranura de tiempo inmediata sea optimizada, mientras tiene en cuenta también las ranuras de tiempo futuras. Esto se consigue optimizando un horizonte de tiempo finito, pero implementando únicamente la ranura de tiempo actual. El MPC tiene la capacidad de anticipar acontecimientos futuros y tomar acciones de control consecuentemente. Los controladores PID y LQR no poseen esta característica de predicción. El MPC implementa casi universalmente un sistema de control digital, a pesar de que actualmente se investiga sobre cómo lograr tiempos de respuesta más rápidos con circuitos análogos especialmente diseñados. (es) Model predictive control (MPC) is an advanced method of process control that is used to control a process while satisfying a set of constraints. It has been in use in the process industries in chemical plants and oil refineries since the 1980s. In recent years it has also been used in power system balancing models and in power electronics. Model predictive controllers rely on dynamic models of the process, most often linear empirical models obtained by system identification. The main advantage of MPC is the fact that it allows the current timeslot to be optimized, while keeping future timeslots in account. This is achieved by optimizing a finite time-horizon, but only implementing the current timeslot and then optimizing again, repeatedly, thus differing from a linear–quadratic regulator (LQR). Also MPC has the ability to anticipate future events and can take control actions accordingly. PID controllers do not have this predictive ability. MPC is nearly universally implemented as a digital control, although there is research into achieving faster response times with specially designed analog circuitry. (GPC) and (DMC) are classical examples of MPC. (en) La commande prédictive (ou compensation ou correction anticipatrice) est une technique de commande avancée de l’automatique. Elle a pour objectif de commander des systèmes industriels complexes. Le principe de cette technique est d'utiliser un modèle dynamique du processus à l'intérieur du contrôleur en temps réel afin d'anticiper le futur comportement du procédé. La commande prédictive fait partie des techniques de contrôle à modèle interne (IMC: Internal Model Controler). En anglais on utilise le terme MPC ou MBPC pour qualifier la commande prédictive : Model (Based) Predictive Control ou aussi PFC: "Predictive Functional Control".Cette méthode a été inventée par un Français, J. Richalet, en 1978 et généralisée par D.W. Clarke en 1987 en accord avec de grands groupes industriels aux États-Unis et en Europe (Shell et Adersa). (fr) Управление с прогнозирующими моделями — один из современных методов теории управления использующийся в основном в управлении производственными процессами, к примеру в химической промышленности и в нефтепереработке. Широко стал применяться с начала 80-х годов XX века. Является улучшением классического управления с отрицательной обратной связью, в котором учитывается предсказание поведения объекта управления на различные типы входных воздействий. Обратная связь в таких системах управления используется для корректировки неточностей, связанных с внешними помехами и неточностью математической модели объекта управления. Регулятор полагается на эмпирическую модель процесса для того, чтобы предсказать дальнейшее его поведение, основываясь на предыдущих значениях переменных состояния. Модель объекта управления обычно выбирается линейной. (ru) Sterowanie predykcyjne (ang. model predictive control – MPC) lub sterowanie z przesuwanym horyzontem (ang. receding horizon control – RHC) – sterowanie stosowane w układach regulacji automatycznej. Tradycyjne regulatory ze sprzężeniem zwrotnym pracują w ten sposób, że dostosowują swoje działanie w odpowiedzi na zmiany wielkości wyjściowych układu. W sterowaniu predykcyjnym regulator dostosowuje swoje działanie z wyprzedzeniem, zanim nastąpią zmiany wielkości wyjściowych układu. Jest to metoda sterowania systemami dynamicznymi, polegająca na cyklicznym rozwiązywaniu zadania sterowania optymalnego, z warunkiem początkowym równym aktualnej estymacie stanu obiektu. Początkowa część znalezionego rozwiązania (funkcji sterującej) podawana jest na wejście obiektu, po czym całą procedurę powtarza się dla nowego, aktualnie wyznaczonego stanu obiektu. (pl) Modelo de Controle Preditivo, ou MCP, é um método avançado de controle de processo que tem sido utilizado na indústrias de processo, tais como fábricas de produtos químicos e refinarias de petróleo desde a década de 1980. Controladores de modelo preditivo confiam em modelos de dinâmica do processo, na maioria das vezes linear modelos empíricos obtidos pelo Sistema de Identificação. (pt) 模型預測控制（Model predictive control、MPC）是过程控制中，在滿足特定限制條件時，控制過程的進階控制方式，自1980年代起已用在化學工廠及煉油廠的工業過程中。近年來也用在電力系統的平衡模型以及电力电子学中。模型預測控制是以過程的動態模型為基礎，多半是透過系統識別得到的線性經驗模型。模型預測控制的特點是每一次針對目前的時間區塊內作最佳化，然後下一個時間再針對時間區塊內作最佳化，這和LQR控制器不同。模型預測控制可以預測未來事件並且進行對應的處理。PID控制器沒有這樣的預測功能。模型預測控制幾乎都是用數位控制來實現，不過也有研究指出若使用特殊設計的類比電路，其反應時間可以更快。 （Generalized predictive control，簡稱GPC）以及（dynamic matrix control，簡稱DMC）都是典型模型預測控制的例子。 (zh) Управління з прогнозуючими моделями або Прогнозне керування (англ. Model Predictive Control, MPC або англ. Receding Horizon Control, RHC) — один з сучасних методів теорії управління динамічними системами, заснований на знаннях динамічних характеристик процесів. Метод є розвитком класичного управління з негативним зворотнім зв'язком, в якому враховується передбачення поведінки об'єкта управління на різні типи вхідних впливів. Застосовується з початку 80-х років XX століття, в основному, в управлінні виробничими процесами, наприклад в хімічній промисловості, енергетиці тощо. Регулятор покладається на емпіричну модель керованого процесу для того, щоб передбачити подальшу його поведінку, ґрунтуючись на попередніх значеннях . Модель об'єкта управління може бути лінійною або нелінійною. Стратегія управління обирається такою, щоб враховувати взаємозв'язки між параметрами, що описують стан об'єкта управління, обмеження керуючих пристроїв та можливості обрання найкращої траєкторії зміни станів системи в множині припустимих станів. (uk) |
| dbo:thumbnail | wiki-commons:Special:FilePath/MPC_scheme_basic.svg?width=300 |
| dbo:wikiPageExternalLink | https://gekko.readthedocs.io/en/latest/ http://apmonitor.com/wiki/index.php/Main/PythonApp http://ifatwww.et.uni-magdeburg.de/syst/muAO-MPC/ http://predictive-control.com/ http://www.i2c2.aut.ac.nz/Resources/Software/jMPCToolbox.html http://www.pidlab.com/en/psmpc-demo http://apmonitor.com/wiki/index.php/Main/Control http://www.acadotoolkit.org http://sourceforge.net/projects/grampc https://web.archive.org/web/20111008140805/http:/viewer.zmags.co.uk/publication/c87cd4eb%3Fpage=48%23/c87cd4eb/48/ https://www.scribd.com/doc/16955545/MPC-CEP-Qin-Badgwell http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/35825-model-predictive-control http://www.mathworks.com/products/mpc/ |
| dbo:wikiPageID | 1100516 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 27231 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1124871575 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Power_electronics dbr:Dynamical_system dbr:Convex_optimization dbr:MathWorks dbr:Chemical_plant dbr:Empirical dbr:Control_engineering dbr:Control_theory dbr:Convex_polytope dbr:Linear_algebra dbr:MATLAB dbr:Simulink dbr:Collocation_method dbr:Feed_forward_(control) dbr:Piecewise_linear_function dbr:Superposition_principle dbr:Distributed_parameter_system dbr:Linear–quadratic_regulator dbr:Accuracy dbc:Control_theory dbr:Euler–Lagrange_equation dbr:PID_controller dbr:Direct_multiple_shooting_method dbr:Kalman_filter dbr:Process_control dbr:Dependent_variable dbr:Preconditioning dbr:Quantization_(signal_processing) dbr:Independent_variable dbr:Oil_refineries dbr:System_identification dbr:Shooting_method dbr:Exponential_growth dbr:Parametric_programming dbr:Industrial_process dbr:Power_system dbr:Model_identification dbr:File:MPC_scheme_basic.svg dbr:Dynamic_matrix_control dbr:Generalized_predictive_control |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Cite_book dbt:Cite_journal dbt:ISBN dbt:Reflist |
| dct:subject | dbc:Control_theory |
| gold:hypernym | dbr:Method |
| rdf:type | dbo:Software |
| rdfs:comment | Die modellprädiktive Regelung, zumeist Model Predictive Control (MPC) oder auch Receding Horizon Control (RHC) genannt, ist eine moderne Methode zur Regelung von komplexen, i. d. R. multi-variablen Prozessen. (de) Modelo de Controle Preditivo, ou MCP, é um método avançado de controle de processo que tem sido utilizado na indústrias de processo, tais como fábricas de produtos químicos e refinarias de petróleo desde a década de 1980. Controladores de modelo preditivo confiam em modelos de dinâmica do processo, na maioria das vezes linear modelos empíricos obtidos pelo Sistema de Identificação. (pt) 模型預測控制（Model predictive control、MPC）是过程控制中，在滿足特定限制條件時，控制過程的進階控制方式，自1980年代起已用在化學工廠及煉油廠的工業過程中。近年來也用在電力系統的平衡模型以及电力电子学中。模型預測控制是以過程的動態模型為基礎，多半是透過系統識別得到的線性經驗模型。模型預測控制的特點是每一次針對目前的時間區塊內作最佳化，然後下一個時間再針對時間區塊內作最佳化，這和LQR控制器不同。模型預測控制可以預測未來事件並且進行對應的處理。PID控制器沒有這樣的預測功能。模型預測控制幾乎都是用數位控制來實現，不過也有研究指出若使用特殊設計的類比電路，其反應時間可以更快。 （Generalized predictive control，簡稱GPC）以及（dynamic matrix control，簡稱DMC）都是典型模型預測控制的例子。 (zh) التحكم الاستشرافي (Predictive Control أو Model Predictive Control) طريقة من طرق التحكم وتطويع النظم وتعرف بالإنجليزية ب receding horizon أو moving horizon control أيضا. خاصية هذه الطريقة أنها تدخل التغيرات المستقبلية لمداخل الأهداف (أي تغير القيمة التي نريدها لمخارج النظام) في حساب مخارج المتحكم مما يجعل هذه الطريقة تستعمل في المسائل من نوع تتبع المسارات (Trajectory Tracking). وتعمل الطريقة كما يلي: (ar) El Control Predictivo por Modelo (CPM, más conocido como MPC por sus siglas en inglés) es un método avanzado de que ha sido utilizado por la industria de procesos en y refinerías de petróleo desde la década de 1980. En años recientes también ha sido utilizado en modelos de estabilidad para . Los controladores para este tipo de control dependen de modelos dinámicos del proceso en cuestión, más a menudo modelos lineales empíricos obtenidos por identificación de sistemas. La ventaja principal del MPC es el hecho de que permite que la ranura de tiempo inmediata sea optimizada, mientras tiene en cuenta también las ranuras de tiempo futuras. Esto se consigue optimizando un horizonte de tiempo finito, pero implementando únicamente la ranura de tiempo actual. El MPC tiene la capacidad de antici (es) La commande prédictive (ou compensation ou correction anticipatrice) est une technique de commande avancée de l’automatique. Elle a pour objectif de commander des systèmes industriels complexes. Le principe de cette technique est d'utiliser un modèle dynamique du processus à l'intérieur du contrôleur en temps réel afin d'anticiper le futur comportement du procédé. La commande prédictive fait partie des techniques de contrôle à modèle interne (IMC: Internal Model Controler). En anglais on utilise le terme MPC ou MBPC pour qualifier la commande prédictive : Model (Based) Predictive Control ou aussi PFC: "Predictive Functional Control".Cette méthode a été inventée par un Français, J. Richalet, en 1978 et généralisée par D.W. Clarke en 1987 en accord avec de grands groupes industriels aux État (fr) Model predictive control (MPC) is an advanced method of process control that is used to control a process while satisfying a set of constraints. It has been in use in the process industries in chemical plants and oil refineries since the 1980s. In recent years it has also been used in power system balancing models and in power electronics. Model predictive controllers rely on dynamic models of the process, most often linear empirical models obtained by system identification. The main advantage of MPC is the fact that it allows the current timeslot to be optimized, while keeping future timeslots in account. This is achieved by optimizing a finite time-horizon, but only implementing the current timeslot and then optimizing again, repeatedly, thus differing from a linear–quadratic regulator ( (en) Sterowanie predykcyjne (ang. model predictive control – MPC) lub sterowanie z przesuwanym horyzontem (ang. receding horizon control – RHC) – sterowanie stosowane w układach regulacji automatycznej. Tradycyjne regulatory ze sprzężeniem zwrotnym pracują w ten sposób, że dostosowują swoje działanie w odpowiedzi na zmiany wielkości wyjściowych układu. W sterowaniu predykcyjnym regulator dostosowuje swoje działanie z wyprzedzeniem, zanim nastąpią zmiany wielkości wyjściowych układu. Jest to metoda sterowania systemami dynamicznymi, polegająca na cyklicznym rozwiązywaniu zadania sterowania optymalnego, z warunkiem początkowym równym aktualnej estymacie stanu obiektu. Początkowa część znalezionego rozwiązania (funkcji sterującej) podawana jest na wejście obiektu, po czym całą procedurę powtarza s (pl) Управління з прогнозуючими моделями або Прогнозне керування (англ. Model Predictive Control, MPC або англ. Receding Horizon Control, RHC) — один з сучасних методів теорії управління динамічними системами, заснований на знаннях динамічних характеристик процесів. Метод є розвитком класичного управління з негативним зворотнім зв'язком, в якому враховується передбачення поведінки об'єкта управління на різні типи вхідних впливів. Застосовується з початку 80-х років XX століття, в основному, в управлінні виробничими процесами, наприклад в хімічній промисловості, енергетиці тощо. (uk) Управление с прогнозирующими моделями — один из современных методов теории управления использующийся в основном в управлении производственными процессами, к примеру в химической промышленности и в нефтепереработке. Широко стал применяться с начала 80-х годов XX века. Является улучшением классического управления с отрицательной обратной связью, в котором учитывается предсказание поведения объекта управления на различные типы входных воздействий. Обратная связь в таких системах управления используется для корректировки неточностей, связанных с внешними помехами и неточностью математической модели объекта управления. Регулятор полагается на эмпирическую модель процесса для того, чтобы предсказать дальнейшее его поведение, основываясь на предыдущих значениях переменных состояния. Модель объект (ru) |
| rdfs:label | تحكم استشرافي (ar) Model Predictive Control (de) Control predictivo por modelo (es) Commande prédictive (fr) Model predictive control (en) Sterowanie predykcyjne (pl) Modelo de controle preditivo (pt) Управление с прогнозирующими моделями (ru) 模型預測控制 (zh) Управління з прогнозуючими моделями (uk) |
| owl:sameAs | freebase:Model predictive control wikidata:Model predictive control dbpedia-ar:Model predictive control dbpedia-de:Model predictive control dbpedia-es:Model predictive control dbpedia-fa:Model predictive control dbpedia-fr:Model predictive control http://hi.dbpedia.org/resource/मॉडल_द्वारा_अनुमानित_नियंत्रण dbpedia-pl:Model predictive control dbpedia-pt:Model predictive control dbpedia-ru:Model predictive control dbpedia-uk:Model predictive control dbpedia-zh:Model predictive control https://global.dbpedia.org/id/j9Xt |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Model_predictive_control?oldid=1124871575&ns=0 |
| foaf:depiction | wiki-commons:Special:FilePath/MPC_scheme_basic.svg |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Model_predictive_control |
| is dbo:knownFor of | dbr:Efstratios_N._Pistikopoulos |
| is dbo:product of | dbr:Cybernetica_(Norwegian_company) |
| is dbo:wikiPageDisambiguates of | dbr:MPC |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Model_Predictive_Control dbr:Robust_Model_Predictive_Control dbr:Receding_horizon_control |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Online_model dbr:Vector_control_(motor) dbr:Deep_reinforcement_learning dbr:Index_of_electrical_engineering_articles dbr:Jan_Maciejowski dbr:Thermostat dbr:Norwegian_Institute_of_Technology dbr:Mathematical_optimization dbr:Gabriela_Hug dbr:Gekko_(optimization_software) dbr:Glossary_of_electrical_and_electronics_engineering dbr:Control_reconfiguration dbr:Control_system dbr:Control_theory dbr:Feed_forward_(control) dbr:Superposition_principle dbr:Linear-quadratic_regulator_rapidly-exploring_random_tree dbr:Linear–quadratic_regulator dbr:Linear–quadratic–Gaussian_control dbr:APMonitor dbr:Cybernetica_(Norwegian_company) dbr:Process_control dbr:RHC dbr:Reinforcement_learning dbr:Hans_Georg_Bock dbr:Jakob_Stoustrup dbr:Advanced_process_control dbr:Chevron_Richmond_Refinery dbr:Efstratios_N._Pistikopoulos dbr:Building_science dbr:Insulin_(medication) dbr:System_identification dbr:MPC dbr:System-level_simulation dbr:Outline_of_control_engineering dbr:Stochastic_optimization dbr:Parametric_programming dbr:Outline_of_electrical_engineering dbr:Model_Predictive_Control dbr:Robust_Model_Predictive_Control dbr:Receding_horizon_control |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Model_predictive_control |
