این آموزش به معرفی و مرور مقدمه و مبانی MPC می پردازد و مثال هایی عملی و کاربردی ارائه می شود. کنترل کننده‌های پیش بین مبتنی بر مدلهای دینامیکی فرایند، عمدتا مدل های خطی تجربی، است که با شناسایی سیستم به دست آمده‌اند. مهمترین مزیت MPC آن است که امکان بهینه سازی تایم اسلات جاری را با در نظر گرفتن تایم اسلاتهای آینده می‌دهد.

این آموزش به معرفی و مرور مقدمه و مبانی MPC می پردازد و مثال هایی عملی و کاربردی ارائه می شود. کنترل کننده‌های پیش بین مبتنی بر مدلهای دینامیکی فرایند، عمدتا مدل های خطی تجربی، است که با شناسایی سیستم به دست آمده‌اند. مهمترین مزیت MPC آن است که امکان بهینه سازی تایم اسلات جاری را با در نظر گرفتن تایم اسلاتهای آینده می‌دهد.

کنترل پیش بین (Model Predictive Control یا MPC) نوعی کنترل پیشرفته فرایند است که از دهه ۱۹۸۰ در صنایع فرایند، صنایع شیمیایی و پالایشگاههای نفت به کار می‌رود. در سالهای اخیر کنترل پیش بین در مدلهای بالانس سیستمهای قدرت نیز به کار رفته است.

کنترل کننده‌های پیش بین مبتنی بر مدلهای دینامیکی فرایند، عمدتا مدل های خطی تجربی، است که با شناسایی سیستم به دست آمده‌اند. مهمترین مزیت MPC آن است که امکان بهینه سازی تایم اسلات جاری را با در نظر گرفتن تایم اسلاتهای آینده می‌دهد. این کار با بهینه سازی یک افق زمانی محدود اما اجرای آن تنها در تایم اسلات جاری انجام می‌گیرد. MPC توانایی پیش بینی رخدادهای آینده و اتخاذ اعمال کنترلی متناسب با آن را دارد. کنترل کننده‌های PID و LQR توانایی پیش بینی را ندارند. MPC نوعی کنترل دیجیتال است.

با وجود آنکه بسیاری از فرایندهای واقعی خطی نیستند اغلب می توان آنها را در بازه کوچکی خطی در نظر گرفت. روشهای MPC خطی در بیشتر کاربردها با مکانیسم فیدبک به کار می روند که خطاهای پیش بینی ناشی از عدم تطبیق بین مدل و فرایند را جبران می کند.

در کنترل کننده های پیش بین که تنها از مدلهای خطی تشکیل می شوند اصل برهم نهی (جمع آثار) جبر خطی امکان می دهد اثر تغییرات متغیرهای نابسته چندگانه برای پیش بینی پاسخ متغیر وابسته با هم جمع شوند. با این کار مسئله کنترلی به یک سری محاسبات جبری ماتریسی مستقیم ساده می شود که سریع و مقاوم هستند.

 

 

سرفصل های مورد بحث:

• مقدمه و مبانی MPC
  • ضرورت استفاده از کنترل پیش بین
  • مبانی
• نوشتن کد متلب یک کنترگر پیش بین ساده نامقید MIMO برای فرایند چهار مخزن
  • معرفی کنترل پیش بین با رویکرد فضای حالت
  • کدنویسی کنترل پیش بین در متلب
• طراحی کنترل پیش بین مقید برای فرایند چهار مخزن
  • طراحی قید و افزودن آن به طراحی کنترل پیش بین برای فرایند چهار مخزن
  • کد نویسی
• معرفی طراحی با جعبه ابزار کنترل پیش بین
  • طراحی کنترلگر با جعبه ابزار
• طراحی کنترلگر پیش بین صریح Explicit MPC
  • مزایای استفاده از کنترل پیش بین صریح
  • طراحی با استفاده از جعبه ابزار کنترل پیش بین

 

برای یادگیری بهتر این آموزش، بهتر است پیش نیازهای زیر را داشته باشید:

• آشنایی با بهینه سازی
• مبانی کنترل از قبیل کنترل خطی

 

این آموزش برای رشته های مختلفی، از جمله رشته های زیر مفید است:

• مهندسی برق
• مهندسی کنترل
• مهندسی قدرت
• مهندسی مخابرات
• مهندسی شیمی
• مهندسی صنایع
• مهندسی معدن
• مهندسی عمران

 

 

برای مشاهده جزئیات و تهیه آموزش طراحی کنترل پیش بینی مبتنی بر مدل یا  MPC در متلب به این لینک (+) مراجعه نمایید.