EL2700 Modell-prediktiv reglering 7,5 hp

Model Predictive Control

Kursen behandlar modellprediktiv reglering (MPC), eller optimal reglering av system med hårda bivillkor på tillstånd och styrsignaler. Innehåll; Egenskaper hos linjära system i diskret tid; optimal öppen styrning för linjära system i diskret tid genom linjär- och kvadratisk programmering. Design av LQG-regulatorer och Kalman filter via dynamisk programmering; receding-horizon control principen; hantering av hårda begränsningar på styrsignalen och systemtillstånden; MPC baserat på utsignalåterkoppling; användning av MPC för att följa en referenstrajektoria; stabilitetsanalys av MPC-regulatorer; implementering på explicit form eller via realtidsoptimering.

Visa kursinformation utifrån vald termin och kursomgång:

Kursomgång och genomförande

Ingen kursomgång är vald

Välj termin och kursomgång ovan för att få information från rätt kursplan och kursomgång.

Kursinformation

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll *

Egenskaper hos linjära system i diskret tid; optimal öppen styrning för linjära system i diskret tid genom linjär- och kvadratisk programmering. Design av LQG-regulatorer och Kalman filter via dynamisk programmering; receding-horizon control principen; hantering av hårda begränsningar på styrsignalen och systemtillstånden; MPC baserat på utsignalåterkoppling; användning av MPC för att följa en referenstrajektoria; stabilitetsanalys av MPC-regulatorer; implementering på explicit form eller via realtidsoptimering.

Lärandemål *

Efter avslutad kurs skall du kunna

  • analysera egenskaper hos linjära system i diskret tid
  • använda linjärprogrammering och kvadratisk programmering för att bestämma optimal öppen styrning av linjära system i diskret tid
  • använda dynamisk programminering för att hitta optimala tillståndsskattare och linjära styrlagar som minimerar kvadratiska målfunktioner i styrsignalen och systemtillstånden (LQG-reglering)
  • förstå iden bakom receding-horizon control och veta hur modellprediktiv reglering (MPC) utökan LQG för att hantera hårda begränsningar på styrsignaler och systemtillstånd
  • designa MPC-regulatorer för ingensjörssystem, och kunna veta hur de olika designparametrarna skall väljas för att uppfylla de prestandakrav som ställs på det slutna systemet
  • ha en grundläggande förståelse för stabilitetsegenskaper hos MPC-regulatorer
  • veta hur MPC kan implementeras antingen som en explicit olinjär styrlag (som beräknas off-line) eller genom realtidsoptimering i varje sampel

Kursupplägg

 Föreläsningar, övningar, datorövningar, laborationer, hemuppgifter.

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet *

Reglerteknik, allmän kurs eller tillstånd från examinatorn

Rekommenderade förkunskaper

EL1000 Reglerteknik allmän kurs, eller motsvarande

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

J. B. Rawlings and D. Q. Mayne, Model Predictive Control: Theory and Practice, Nob Hill Publishing, 2015.

Examination och slutförande

Betygsskala *

A, B, C, D, E, FX, F

Examination *

  • LAB1 - Lab 1, 1,5 hp, betygsskala: P, F
  • LAB2 - Lab 2, 1,5 hp, betygsskala: P, F
  • LAB3 - Lab 3, 1,5 hp, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 3,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg *

LAB1 1.5p      Laboration 1  Betygsskala P/F

LAB2 1.5p      Laboration 2  Betygsskala P/F

LAB3 1.5p      Laboration 3  Betygsskala P/F

TEN1 3p         Skriftlig examen. Betygsskala A-B-C-D-E-Fx-F

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Mikael Johansson

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb EL2700

Ges av

EECS/Intelligenta system

Huvudområde *

Elektroteknik

Utbildningsnivå *

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Mikael Johansson (mikaelj@kth.se)

Etiskt förhållningssätt *

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Övrig information

I denna kurs tillämpas EECS hederskodex, se:
http://www.kth.se/eecs/utbildning/hederskodex.