IMPLEMENTAÇÃO DE GPC E DMC PARA SISTEMAS RÁPIDOS USANDO ADMM

Abstract

Em geral, o controle preditivo baseado em modelo (MPC) necessita do cômputo de um problema de programação quadrática (QP) a cada ciclo de controle. Esse cômputo pode ser considerado custoso do ponto de vista computacional e se tornar um limitante para a utilização do MPC em plantas com períodos de amostragem rápidos. Para contornar essa limitação e permitir a atuação em uma variedade maior de sistemas, pode-se utilizar um solver que faça o cômputo da ação de controle de forma eficiente e possa ser implementado em um hardware de rápida execução. Diversos trabalhos foram propostos para esse tipo de solução, mas a grande maioria focando nas características do MPC representado em espaço de estados, que é muito popular na academia. Neste trabalho é proposto um solver baseado no algoritmo Método dos Multiplicadores com Direções Alternadas (ADMM), semelhante ao Operador de Partição para Controle (OSC), aplicado ao Controle Preditivo Generalizado (GPC) e ao Controle por Matriz Dinâmica (DMC), que são as formulações mais populares na indústria. O método é validado a partir da implementação em MATLAB e comparado com o solver quadprog. Um exemplo de pequeno porte é também avaliado em um FPGA, sendo o QP computado em 15,6 us.