Core Concepts
Dieser Artikel präsentiert einen ausführungszeit-zertifizierten QP-Algorithmus, der die Möglichkeit der Handhabung von Unzulässigkeit in geschlossenen Regelkreisen bietet, indem er eine ℓ1-Strafen-basierte weich-beschränkte MPC-Formulierung verwendet.
Abstract
Dieser Artikel adressiert zwei wichtige Anforderungen an modellprädiktive Regelung (MPC): die Bereitstellung eines Ausführungszeitzeugnis und den Umgang mit möglicher Unzulässigkeit im geschlossenen Regelkreis.
Um diese beiden Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, verwendet der Artikel eine ℓ1-Strafen-basierte weich-beschränkte MPC-Formulierung. Der resultierende nicht-glatte QP-Ansatz wird in ein Box-beschränktes QP transformiert, das mit einem zuvor vorgeschlagenen direkten und ausführungszeit-zertifizierten Algorithmus gelöst wird. Dieser Ansatz überwindet die Einschränkung des vorherigen Algorithmus, der nur auf eingangsbeschränkte MPC anwendbar war, und genießt gleichzeitig die Eigenschaft der exakten Rückgewinnung der Lösung, wenn das ursprüngliche Problem zulässig ist, ohne numerische Schwierigkeiten der resultierenden Nicht-Glattheit zu erleiden.
Der Algorithmus berechnet die Lösung des nicht-glatten weich-beschränkten MPC-Problems, indem er es in ein äquivalentes Box-beschränktes QP transformiert. Durch die Verwendung eines direkten und ausführungszeit-zertifizierten Algorithmus zur Lösung des Box-QP kann der Artikel sowohl ein Ausführungszeitzeugnis bereitstellen als auch mit möglicher Unzulässigkeit umgehen.
Neben MPC können auch andere Anwendungen der Echtzeit-QP von diesem QP-Algorithmus mit Ausführungszeit-Zertifikat und globaler Zulässigkeit profitieren.
Stats
Die Ausführungszeit des Algorithmus beträgt 0,002 Sekunden auf einem Rechner mit 1 GFLOPS Rechenleistung.
Quotes
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