Regionale prädiktive Regelung – Modellprädiktive Regelung mittels stückweise definiertem Riccati-Regler

Abstract

Zusammenfassung Prädiktive Regler basieren üblicherweise auf dem numerischen Lösen von Optimalsteuerungsaufgaben (OSA). Dieses Vorgehen kann als punktweises Auswerten eines nur implizit definierten Regelgesetzes aufgefasst werden. Bei der linearen modellprädiktiven Regelung (MPC) definiert die Lösung der OSA nicht nur die optimale Rückführung an einem Punkt, sondern auf einem Polytop im Zustandsraum. Indem dieses Gesetz so lange verwendet wird, wie das System im aktuellen Polytop bleibt, entsteht eine regionale MPC, und die OSA muss nur bei Verlassen des Polytops gelöst werden. Es werden zwei Ansätze vorgeschlagen, die die Zahl der zu lösenden OSA weiter reduzieren. Der erste basiert auf der Aktualisierung des Regelgesetzes mit Hilfe einer Analyse benachbarter Polytope. Der zweite lässt eine suboptimale Verwendung der Rückführung zu, die zu vergrößerten Gültigkeitsregionen führt.