模型预测控制(MPC)解析(十):弹簧质量阻尼的MPC仿真

2023-10-09 12:10

本文主要是介绍模型预测控制(MPC)解析(十):弹簧质量阻尼的MPC仿真,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

        之前的博客都是讲的理论,现在以一个实际控制例子进行仿真分析。弹簧质量阻尼系统是最典型的二阶系统,本文就用MPC算法来控制弹簧质量阻尼系统。首先建立弹簧质量阻尼系统的模型,然后将连续时间模型转换成离散模型,推倒预测和优化方程,将控制问题转化成标准二次型问题,分别使用解析法和数值法两种优化求解方式,最后用Matlab进行了单位阶跃响应MPC控制仿真。文末给出了仿真源码的地址。 

一、弹簧质量阻尼系统

1.1 数学模型

        弹簧质量阻尼系统如下图所示:

图1 弹簧质量阻尼系统

1.1.1 连续状态方程

        系统动力学方程为:

m\ddot{x}+b\dot{x}+kx=f

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