我怎么能在命令行运行MPC模拟使用自定义QP解决吗?

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Koldo Basterretxea 2018年10月22日

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//www.tianjin-qmedu.com/matlabcentral/answers/425391-how-can-i-run-a-mpc-simulation-on-command-line-using-a-custom-qp-solver

我设计了一个mpc对象(mpc1)控制场景使用mpcDesigner (scenario1)。

然后,我有 mpc1出口到工作区和我有生成一个MATLAB脚本复制电流控制器的设计 (见图1)。

现在,我想要使用一个自定义QP解算器,所以我在命令行中运行如下:

                         src = (“mpcCustomSolver.txt”);
                        
                         dest = fullfile (pwd,“mpcCustomSolver.m”);
                        
                         拷贝文件(src,桌子,“f”);

通过这种方式,自定义QP解算器使用 “quadprog” 。

                         函数[x,状态]= mpcCustomSolver (H, f, A, b, x0)
                        
                         % mpcCustomSolver允许用户指定一个自定义的二次规划
                        
                         % (QP)解决解决QP问题制定MPC控制器。当
                        
                         %的“mpcobj.Optimizer。CustomSolver”属性设置真实的,而不是
                        
                         %使用内置的QP解算器,现在将使用客户QP MPC控制器
                        
                         %解算器中定义这个函数在MATLAB和Simulink仿真。万博1manbetx
                        
                         %
                        
                         % MPC QP问题定义如下:
                        
                         x %找到一个最佳的解决方案,最大限度地减少二次目标
                        
                         %功能,J = 0.5 * x ' * H * x + f ' * x,线性不等式
                        
                         %的约束,A * x > =。
                        
                         %
                        
                         %的输入(MPC控制器在运行时提供的):
                        
                         % H: n×n海赛矩阵是对称正定。
                        
                         % f: n×1列向量。
                        
                         %:一个m×n的矩阵不等式约束系数。
                        
                         % b: m×1矢量不等式约束的右边。
                        
                         % x0: n×1向量的初始猜测最优解决方案。
                        
                         %
                        
                         %输出(反馈MPC控制器在运行时):
                        
                         % x:必须是一个n×1最优解向量。
                        
                         %状态:必须是一个有限整数:
                        
                         %的积极价值:用于计算的迭代次数
                        
                         % 0:最大迭代数
                        
                         % 1:QP是不可行的
                        
                         % 2:由于其他原因未能找到一个解决方案
                        
                         %注意,即使解决未能找到一个最优解,必须“x”
                        
                         %作为n×1返回向量(即设置为初始猜测x0)
                        
                         %
                        
                         %不改变线以上
                        
                         %以下代码是如何实现自定义的一个例子QP解算器
                        
                         在这个函数%。它需要优化工具箱。
                        
                         %定义QUADPROG选项和关闭显示的优化结果
                        
                         %命令窗口。
                        
                         选择= optimoptions (“quadprog”);
                        
                         选项。显示=“没有”;
                        
                         %根据定义、约束要求的解算器被定义为“quadprog”
                        
                         % * x < = b。然而,在我们的MPC QP问题,约束是定义为
                        
                         % * x > = b。因此,我们需要实现一些转换:
                        
                         A_custom = -;
                        
                         b_custom = - b;
                        
                         %计算QP的最优解。注意,默认的算法
                        
                         %的“quadprog”(interior-point-convex)忽略x0。“x0”用在这里
                        
                         %的输入参数说明。
                        
                         H = (H + H) / 2;%确保黑森是对称的
                        
                         [x, ~,国旗,输出]= quadprog (H f A_custom b_custom, [], [], [], [], x0,选项);
                        
                         %将“国旗”的输出转换为“状态”所要求的MPC控制器。
                        
                         开关国旗
                        
                         情况下1
                        
                         状态= Output.iterations;
                        
                         情况下0
                        
                         状态= 0;
                        
                         情况下2
                        
                         状态= 1;
                        
                         否则
                        
                         状态= 2;
                        
                         结束
                        
                         x %总是返回一个非空的正确的大小。当解算器失败,
                        
                         %一个方便的解决方案是设置x的初始猜测。
                        
                         如果地位< = 0
                        
                         x = x0;
                        
                         结束

作为一个自定义QP解决者将被使用,我组

mpc1.Optimizer.CustomSolver = true

最后,与定制QP再现仿真解算器我运行下面的命令行:

                         % %指定模拟选项
                        
                         选择= mpcsimopt ();
                        
                         选项。MVSignal = mpc1_MVSignal;
                        
                         选项。RefLookAhead =“上”;
                        
                         选项。MDLookAhead =“关闭”;
                        
                         选项。约束=“上”;
                        
                         选项。OpenLoop =“关闭”;
                        
                         % %运行仿真
                        
                         [y t u] = sim(151年mpc1 mpc1_RefSignal mpc1_MDSignal,选项);

但我总是得到这个错误:

                         的H的行和列数必须等于f元素的数量。
                        
                         错误在quadprog(第254行)
                        
                         错误消息(optim: quadprog: MismatchObjCoefSize));
                        
                         错误在mpcCustomSolver(48)行
                        
                         [x, ~,国旗,输出]= quadprog (H f A_custom b_custom, [], [], [], [], x0,选项);
                        
                         错误在mpc_solveQP(39)行
                        
                         错误在mpc_simPostprocess(12)行
                        
                         错误在sim(第94行)

因为它是在说函数[x,状态]= mpcCustomSolver (H, f, A, b, x0) H f MPC控制器在运行时提供的,所以我不能想我做错了什么。

                         %的输入(MPC控制器在运行时提供的):
                        
                         % H: n×n海赛矩阵是对称正定。
                        
                         % f: n×1列向量。
                        
                         %:一个m×n的矩阵不等式约束系数。
                        
                         % b: m×1矢量不等式约束的右边。
                        
                         % x0: n×1向量的初始猜测最优解决方案。

考虑到所有这些,每个帮助康为了解决以下问题:

1)上面的方法解释正确吗?我的意思是,我可以遵循这一策略为了使用一个定制的QP运行仿真解算器吗?

2)在上面的方法解释是不正确的,我怎么能在命令行上运行模拟使用自定义QP解决吗?有另一个吗?

2)如果上面的方法解释是正确的,我怎样才能解决这个错误 quadprog 吗?

                         的H的行和列数必须等于f元素的数量。
                        
                         错误在quadprog(第254行)
                        
                         错误消息(optim: quadprog: MismatchObjCoefSize));