matlab模型预测控制
介绍MPC，简介预测控制动态矩阵能直接处理带有纯滞后的对象，对大惯性有很强的适应能力，又有良好的跟踪性能和较强的鲁棒性，并且对模型精度要求低，所以在工业过程中有很强的适用性。本文针对DMC算法进行研究，并在此基础上用matlab进行了系统仿真验证了该算法的优点。口经验交流口仪器仪表用户P已知的情况下,控制时域长度M越小,越难保证输出在各采能的 Window标准图形用户界面,使优化问题操作简单方便。样点紧密跟踪期望输出值,系统的响应速度比较慢,但容易得在 Matlab制作图形用户界而(GUI)的设计环境下,用M文件到稳定的控制和较好的鲁棒性;控制时域长度M越大,控制来进行CU编程,使GU设计变得简单、快捷。的机动性越强,能够改善系统的动态响应,增大了系统的灵活首先在Meab的命令窗下输人 guide命令或者利用文件性和快速性,提高控制的灵敏度,但是系统的稳定性和鲁棒性菜单中的new选项下的GUI,即可以进入CUI设计窗口。从变差。因此,控制时域长度的选择应兼顾快速性和稳定性。窗口的左侧工具栏中选取需要的控件,绘制在右侧锥形窗口;4)控制加权系数双击各控件图标,即打开该控件属性对话框,对其进行属性设控制加权系数主要用于限制控制增量的剧烈变化,使控置。保存图形界面时,系统将直动生成一个同名的m文件,打制量的变化趋于平缓,以防止超出限制范围或发生剧烈振荡,开此程序文件,对图形界面各控廾的回调函数 Callback()增减少对系统的过大冲击。增加控制值加权系数的值,控制作加所需的程序代码,以完成各种操作。设计完成之后的得到用减弱,闭环系统稳定,输出响应速度减慢,有益于增加系统的界面如图4所示。的稳定性;但过人的控制加权系数会使控制量的变化极为缓动态矩阵控制算法仿真慢,系统得不到及时的调节,反而会使动态特性变坏7。拴制牌出图积样周期预測时域斑度「F动态矩阵控制算法的优点I)直接在控制算法中考虑预测变量和控制变量的约束条控制时域长度M=1件,用满足约束条件的范围求出最优预测值输入戏象横型控淛权系数2)把控制变量与预测变量的权系数矩阵作为设计参数,系统设定值在设计过程中通过仿真调节鲁棒性好的参数值。3)预测变量和控制变量较多的场合,或者控制变量的的设定在给出的目标值范围内,只是具有自由度,预测变量的定图4动态矩阵控制算法界面设计常状态值被认为是有无数组组合。5结束语4)从受控对象动态特性设定到最后作为仿真来确定控制性由上述仿真结果可以知道,动态矩阵控制效果比传统能为止。DMC算法以直接作为控制量,在控制中包含了数字积PID的控制效果好。动态矩阵控制采用工程上容易得到的阶分环节,因此,即使在模型失配的情况下,也能得到无静差控制。跃响应作为数学模型、运算量小、算法简单、在线实时方便,具4仿真研究有良好的调节品质和很强的鲁棒性,能抑制被控对象的大迟针对被控对象C(s)=12滞特性,能够满足生产现场的需要,获得满意的控制效果,因17.2s+进行仿真,取采样周期而有良好的应用前景。同时基于 Matlab汝计实现了动态矩阵T=2s,模型时域长度为N=90,预测时域长度P=6,控制时控制算法图形用户界面,为动态矩阵控制算法提供了一个简域长度M=1,控制权系数A=1,系统设定值y,=1。对模型在单实用的平台。由于 Matlab具有良好、开放的可扩展性,在应用阶跃扰动下进行仿真,得到如图2所示的控制曲线,可以知道中,用户可以根据实际问题编写相应的函数文件,在CU平台输控制效果较好。入要修改的参数即可完成优化求解操作简单、非常实用。口与传统的PID控制器的控制效果进行比较,其中传统参考文献PD的参数采用工程整定法中的动态特性参数法(又称Z-NL1]李国勇.智能控制及其 MATLAB实现[M]北京:电子工业整定法),得到的参数为Kp=1.5,T1=1,T=0.5,仿真结果出版社,2005:285-289如图3所示。2]席裕庚预测控制[M].北京:国防工业出版社,1993[3]周福恩,毕效辉.动态矩阵控制算法在过程控制中的应用研究[J].南通航运职业技术学院学报,2005,4(1)4345[4]何同祥,常宁青.动态矩阵控制算法在工业电加热炉温度控制中的应用[J.仪器仪表用户,2011,(01):28-3004[5}李玉红,刘红军,王东风,韩璞.一种新型的动态矩阵控制算法及仿真研究[J]计算机学报,2005,22(2):103-1091015公23[6]周忠海,张涛,陈哓高.基于动态矩阵控制算法的电加热炉图2DMC仿真纬果图图3传统Pm仿真结果图温度控制系统[J].山东科学,2005,18(5):7073我们知道传统的PID控制超调量过大,稳定时间长,控制7]触晓红,周佳精通GUI图形界面编程[M].北京:北京大学模型和参数需要比较精确,否则控制性能不会很好,而采用动出版社,2003作者简介:杨丽华(1987-),女,在读硕士研究生,主要从事预测控制方态矩阵控制算法则大大地抑制了超调量,消除了振荡,也缩短面的研究工作;赵文杰(1969-),男,华北电力大学控制科学与工程学了平衡时间,控制效果好。院副教授,主要从事热工过程的信息融合与先进控制方面的研究根据上述动态矩阵控制算法的基本流程及其操作编制成工作相应的m函数文件。这个设计包含动态矩阵控制算法优化功收稿日期2012041866EcVo.192012No,4欢迎光临本刊网站http://www.yqybyh.com
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华中8型系统二次开发手册
华中数控8型系统二次开发文档，使用语言C++或C#，实测可用牛屮型数控系统二次开发手册报警简介接口列表升级备份简介接口列表事件简介接口列表代码程序管理简介接口列表网络简介接凵列表牛屮型数控系统二次开发手册修订说明新增报警、升级备份、网络接口牛屮型数控系统二次开发手册二次开发简介通过二次开发,用户可以仅关注需要的东西,通过接口定制软件功能,而不用了解底层功能到底如何实现,能够加快开发进度,提高开发效率。二次开发流程华中型数控系统二次开发软件提供接口,能够采集并设置下位机数据,从而实现对下位机的控制。用户只需要自己开发自己关注的功能界面,然后通过调用封装好的二次开发接口,来调用底层数据,调用成功后将值返回给用户。牛屮型数控系统二次开发手册网络版开发网络版开发,可以脱离下位机,比如开发的软件可以独立到用户的电脑,实现上位机和下位机的个相互独立的部分之间通信。电脑上运行的客户端二次开发软件可以采集或者设置到卜位机的数据如下所小运行在用户电脑上,用户可以自己选择要连接的下位机,连接成功后,可以实现对下位机的实时监控等架作。● Net Server楼回自动co连按2014-061214:35:37信息奇存器变量l参数升级备分轴信息机实买尔机床指令没置是示列信息X284340毫米4916毫米F11Y376080享米-37.6271米G200毫米∠17.8500毫米17.8500亳米7.8500毫米00Q度0.000加工程忘名图1 NetServer运行界面牛屮型数控系统二次开发手册软件包配置及使用日前针对的主流开发平台和,提供了不同的二次开发软件包软件包的介绍对于开发,根据开发环境是或者分别提供两种不冋的软件包。只体如下图所小表1软件包列表开发环境SDK包文件动态Lib库文件( HncNetDillib、 HncNetdildl)C++nclude头文件文件夹WindowsHncApi.CS接口文件HncNetdlldl!动态链接库文件Windows下软件包配置及使用在平台下进行的二次开发,需将的二次开发提供的相关软件包文什加入自己的工程文件夹中。下面就分别介绍中的使用环境下开发库、开发库的配置及使用。二次开发库配置配置开发环境步骤:启动新建一个应用程序工程在工程目录下新建一个目录,将二次开发包中的平台的库文件拷贝到新建的目录下将二次开发包中的头文件目录拷贝到工程目录下右键点击⊥程名称,在弹出菜单中选择属性,弹山属性页;选择酉置属性,,常规,在右边附加包含目录中加入头文件路径。牛屮型数控系统二次开发手册++Demo届性页BC.动D)平含活M2笆运蛋〔D通用属性# USInc到式仨三格式用于“端国实”的程序数兵宇(ZI公共语言运行时支持VC-+三录耿消显示疟动版权标志言等级esCw3优化多处理器编译预处理器为编望序列表用 Unicode代巧生成图2配置 include路径选择酉置属性,,预处理器,在右边预处理定义添加宏定义置C:动 Chur台P:活定in37)「配管理()通卫星性预处理定义WIN52-WINDoWHNC DLL IMP A pEBUG: 9%(Preprace!取所有预处理器宇义否忽暗标唯包含路位否页处西到文件页处理取消显示行号否保密注选择配置属性,链接器,输入,在右边附加依赖项中输入,库文件所在路径在忽略特定目录库中输入C+Deme性页(C)后动 Debue)≌(:活动ir32配置兰理稀p通用唐性加农酸项lib/HncNtDIl lib: %(Additional Dcps置属性忽暗所有默认库常规忽路持正默认库c凵 BCD. LIl调过vC++E录标模块忝序哉入托曾资源文件穿规强制符号引用加载的DLL穿规调式图3配置lib路径牛屮型数控系统二次开发手册在生成目标文件所在的文件夹中,加入文件在应用程序文件中加入凼数库头文件的声明,例如至此,用户就可以在中调用网络模块的函数,开始编写应用程序。具体代码可参见以及二次开发范例。二次开发库配置配置开发环境步骤启动新建一个应用程序工程在工程日录下新增文件将该文件添加至工程,并修改域名使与该程序致ec机!盘G),t计!mn年,tm分‖索dea文件编(E)打开新建女件beImu C#demo2014/522151g文件灾J Debug2014/52316:38文件灾o Debuy2014/5/2315:18文件灾U obj2014/5231510文件lAramanI Properties2014/52315:10文件夹CclbFur_LS2014/5/26 10: 27 VisUal C# SuLIL1 cema C++kc demo s2014/528 14: 32 Visual C+ Project5K8C++De吧 emo scf2014/512614:02 SQL Server Com42,530K82014/5/23 10: 38 Microsoft vis Ia-g Form Maincs2014/5/26 13: 47 Visual C#Sourc.2014(5/23 16: 36 Visi al Cf Soure.13 KR二++602014/5/23 16: 36 NE Managed5K82014/5 28 14: 39 Visual C# Sourc.142 KBD U cnum EXCITICN2014/5/26 9: 51 Visual C+ SourC.bs 9 exteuLliur4 PeNter. D2014/5/265: 52 Visual C+ Sourc.5K8图4添加cs文件将复制到目标文件夹北比,m,bm小Db4提 Debug文件(F编辑(E童看织包含到库平≡新∨出I demo_C*修改日期类丑214/5/2613:47立用程序86KB2J14/5/ 2613: 4/ Program Debug100 KBdemo vshost.ex2014/5/2814:29用程序12 KBdemo, shost. exe. manifest221031722:39 MANIFEST文件E KBPerenan2014/5/2811;34用程序扩晨397KB+-DemD3t3山AA⊥I牛屮型数控系统二次开发手册图5添加d文件至此,用户就可以在中调用网络模块的函数,开始编写应用程序。具体代码可参见以及二次开发范例。二次开发接口范例介绍二次开发范例为例,该次开发程序连接下位机后可实时显示:坐标值进给速度主轴速度;进给修条、主轴修条、快移修条:代码当前运行行号,当前运行代码路径及名称;主轴功率、主轴负荷;下位机当前状态;当前程序运行时间;历史报警个数:报警详细信息;从上位杋加载代码到下位机;获取宏变量值。具体功能实现,可参见代码。配置成功后,运行程序,生成界面。红栏状态主接坐标显示生标佰主轴久苛z丛柝坐标值运行时时间Stat进给速度坐标值警历史个数tatC主袖束度斗标值振警详细言息进给修条坐标值仅移诊录生标佰物修杀坐标值当前运行行号坐标直当前运行程序乞序名方克里值选督程尸乞图6运行界面点击连接后,界面显示当前设备运行状态。若连接成功,将显示网络已连接。点击获取宏变量值,显示当前坐标值。选择程序名,输入电脑上待加载的代码路径后,点击确认,将从电脑加载代码到设备。如下所示。
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