بررسي تحليلي پياده‌سازي روش رويداد-تحريك در كنترل مبتني بر مدل پيش بين

Analysis of Applying Event-Triggered Strategy on the Model Predictive Control

در اين مقاله، پياده سازي روش كنترل مبتني بر مدل پيش بين با افق محدود به صورتي كه فيدبك حالت با روش رويداد-تحريك به روزرساني شود، در مورد سيستمهاي خطي بررسي مي شود. در اين روش تمام متغيرهاي حالت و بردار كنترل محاسبه شده در افق پيش¬بين، در تعيين زمان به روز رساني موثر هستند، به صورتي كه پايداري و كارايي سيستم كنترل حفظ گردد. از اين رو، اين روش به روزرساني نسبت به روش مرسوم مبتني بر تابع لياپانوف ورودي به حالت، كه تنها از آخرين مقادير نمونه برداري شده در تعيين زمان به روزرساني استفاده مي كند، كارآمدتر است. همچنين در اين روش با تغيير سرعت همگرايي متغيرهاي حالت سيستم به نقطه تعادل، مي توان فاصله زماني بين دو به روزرساني متوالي را افزايش داد. براي اين مهم يك پارامتر عملكرد قابل تنظيم، در جهت مصالحه بين كارايي و افزايش فاصله زماني نمونه برداريها در پياده سازي قانون رويداد-تحريك معرفي مي شود. تعيين بازه موثر و قابل تنظيم پارامتر عملكرد نه تنها كاربرد عملي روش رويداد-تحريك را ميسر مي سازد، بلكه محافظه كاري در پردازشگر سيستم كنترل را نيز كاهش خواهد داد. در اين مقاله يك حد بالاي موثر براي اين پارامتر عملكرد بر اساس طول افق پيش بين و تابع هدف محاسبه مي شود. شبيه سازي انجام شده براي يك سيستم كنترل خطي، نشان دهنده كارايي روش تحريك-رويداد مبتني بر مدل پيش بين و همچنين تطابق محاسبات انجام شده با نتايج شبيه سازي است.

In this paper, the event-triggered strategy in the case of finite-horizon model predictive control (MPC) is studied and its advantages over the input to state stability (ISS) Lyapunov based triggering rule is discussed. In the MPC triggering rule, all the state trajectories in the receding horizon are considered to obtain the triggering rule. Clearly, the finite horizon MPC is sub-optimal with respect to the infinite-horizon case. This sub-optimality is considered as a coefficient to implement the MPC triggering rule and to increase the inter-execution time. However, to design a proper processing board to control this coefficient suitably, it is necessary to specify lower and upper bounds for it. The contribution of this paper is to determine an effective upper bound for this coefficient. By incorporating the sub-optimal lower bound instead of being 1, the conservatism decreases. This coefficient can be used as a tunable parameter in integrated or network control systems to compromise between the performance and inter-execution time. Simulation results depict the applicability of the proposed method and validate the theoretical results.