Điều khi n d ể ự bỏo (MPC) đó đƣợc phỏt tri n t nhể ừ ững năm 1970, nhƣng mói đến gần đõy nú mới đƣợ ức ng d ng nhiụ ều trong điều khiển điện t cụng su t. ử ấ Nguyờn nhõn cơ ảb n là do yờu c u trớch m u nhanh cầ ẫ ủa phƣơng phỏp điều khi n ể này. Để ỏp d ng MPC trong m t h th ng th c, c n ph i xem xột gi m th i gian ụ ộ ệ ố ự ầ ả ả ờ
tớnh toỏn th t ng n, vỡ chu kỡ trớch m u r t nh . Chớnh vỡ vậ ắ ẫ ấ ỏ ậy, ngƣời ta đó khuyến ngh gi i quy t cỏc bài toỏn tị ả ế ối ƣu “offline”. Bài toỏn tối ƣu húa đƣợc gi i quyả ết offline dựa theo mụ hỡnh đối tƣợng, cỏc ràng bu c; và nghi m tộ ệ ối ƣu đƣợc lƣu lại
dƣớ ại d ng bảng tra để nhanh chúng tra c u trong quỏ trỡnh thứ ực thi “online”. Tuy
nhiờn, v i cỏc b biớ ộ ến đổi cụng suất cú đặc tớnh t ự nhiờn giỏn đoạn, vi c th c hiệ ự ện tối ƣu húa “online” là hoàn toàn khảthi.
V i cỏc b chuyớ ộ ển đổi cụng suất ngày nay thƣờng cú s ố lƣợng trạng thỏi đúng
ng t van h u h n, cựng v i s ắ ữ ạ ớ ự ra đờ ủi c a cỏc vi x lý cú kh ử ả năng tớnh toỏn rất nhanh, vi c tỡm ra nghi m tệ ệ ối ƣu bằng ƣớc lƣợng “online” tấ ảt c cỏc trạng thỏi đúng
ngắt là hoàn toàn cú thể. Cỏc bƣớc cơ bản đầu tiờn cần làm nhƣ sau:
- Mụ hỡnh húa b chuyộ ển đổi cụng suất và định nghĩa tất c cỏc tr ng thỏi ả ạ đúng ngắt cú th , tỡm m i quan h c a chỳng vể ố ệ ủ ới điệ ỏp/ dũng điện n đầu vào/
đầu ra.
- Định nghĩa hàm mục tiờu theo mong mu n . ố
- Tỡm mụ hỡnh giỏn đoạn cho phộp d bỏo giỏ tr ự ị tƣơng lai của biến đƣợc điều khi n. ể
Khi mụ hỡnh húa b ộ biến đổi, y u t ế ố cơ bản là cỏc trạng thỏi đúng ngắt. Coi
h p cỏc nguyờn lý m ch: trỏnh ng n mợ ạ ắ ạch,…Một khớa c nh n a c n quan tõm là ạ ữ ầ
m i quan h gi a cỏc trố ệ ữ ạng thỏi đúng ngắ ới cỏc vộc tơ điện ỏp/dũng điệt v n. Th c t ự ế
cho th y trong nhiấ ều trƣờng h p, hai ho c nhi u trợ ặ ề ạng thỏi đúng ngắt cho ra cựng một vộc tơ điện ỏp/ dũng điện.
Mỗi ứng d ng khỏc nhau yờu cụ ầu điều khi n khỏc nhau cho h ể ệthống nhƣ điều khiển dũng điện, điều khi n cụng suể ất, điều khiển momen… Hàm mục tiờu thƣờng
đƣợc s d ng nhử ụ ất là hàm liờn quan đến sai l ch gi a giỏ tr t và giỏ tr d bỏo. ệ ữ ị đặ ị ự
Tuy nhiờn ,m t l i th cộ ợ ế ủa điều khi n d bỏo là nú cú kh ể ự ả năng điều khi n cỏc ki u ể ể
bi n khỏc nhau và bao g m c nh ng ràng ế ồ ả ữ buộc trong m t hàm mộ ục tiờu. Để đối phú v i s khỏc nhau v ớ ự ề biờn độ và đơn vị ủ c a cỏc biến đƣợc điều khi n, m i biể ỗ ến s trong hàm m c tiờu s ố ụ ẽ đƣợc g n tr ng s d dàng chắ ọ ố để ễ ỉnh định t m quan tr ng ầ ọ
c a mủ ỗi biến.
Khi xõy d ng mụ hỡnh d bỏo, biự ự ến đƣợc điều khi n phể ải đƣợc xõy d ng trờn ự mụ hỡnh giỏn đoạn theo thời gian để cú th s d ng cho vi c d bỏo cỏc bi n này. ể ử ụ ệ ự ế Thờm vào đú là phải định nghĩa biến nào đƣợc đo và biến nào khụng đƣợc đo, vỡ
m t s bi n cộ ố ế ần đƣợc đo để ự d bỏo thỡ lại khụng đƣợc đo, và khi đú ệc ƣớc lƣợvi ng là cần thi ết.
Để thu đƣợc mụ hỡnh giỏn đoạn, c n ph i ỏp d ng m t s ầ ả ụ ộ ố phƣơng phỏp giỏn đoạn húa . Một phƣơng phỏp phổ bi n nh t hay s d ng cho x p x o hàm là ế ấ ử ụ ấ ỉ đạ phƣơng phỏp Euler. s ( 1) ( ) T dx x k x k dt (3.1) Với là thời gian trớch m u. ẫ
Việc x p x o hàm theo cụng th c Euler b c cao (vớ d cụng th c Euler b c ấ ỉ đạ ứ ậ ụ ứ ậ
2 : ( (k 2) 4. ( 1) 3. ( ) 2.Ts
dx x x k x k
d bỏo nhiự ều bƣớc), dẫn đến khối lƣợng tớnh toỏn r t l n và khú th c hi n d bỏo ấ ớ ự ệ ự
online trong 1 chu kỡ trớch m u. ẫ
Để ực thi sỏch lƣợc điề th u khi n d bỏo, b ể ự ộ điều khi n ph i làm nh ng nhi m ể ả ữ ệ
v ụsau:
D bỏo giỏ tr u ra c a biự ị đầ ủ ến đƣợc điều khi n v i t t c cỏc trể ớ ấ ả ạng thỏi đúng
ngắt van cú thể.
Ƣớc lƣợng hàm m c tiờu cho m i d bỏo. ụ ỗ ự
Chọn tr nạ g thỏi đúng ngắt cho giỏ tr hàm m c tiờu nh nh t. ị ụ ỏ ấ
Hỡnh 3. 1
Tớn hiệu điều khi n tể ối ƣu phải đƣợc lƣu giữ cho chu kỡ trớch m u sau. Khẫ ối
lƣợng tớnh toỏn của phƣơng phỏp phụ thu c tr c ti p vào s trộ ự ế ố ạng thỏi đúng ngắt của bộ ến đổi. Do đú, đõy là hạ bi n ch cế ủa phƣơng phỏp này.