制約の適用

指定された範囲およびその他の制約を満たす制御動作の特定
R2021a 以降

一部の制御アプリケーションには、プラントの状態が重大な制約に違反しないように制御動作を選択するコントローラーが必要です。多くの場合、制約は、コントローラーが直接制御しないプラントの状態に関係します。代わりに、制御動作信号で制約を定義する "制約関数" を定義します。

Simulink^® Control Design™ ソフトウェアには、このような用途のために次の制約適用法が用意されています。

この機能には、制約とアクション範囲に従って、指定された制御動作に最も近い変更された制御動作を計算する Optimization Toolbox™ ソフトウェアが必要です。

ブロック

Constraint Enforcement	制御動作を変更し、制約およびアクション範囲を満たす
Barrier Certificate Enforcement	制御動作を変更し、バリア証明書の制約およびアクション範囲を満たす (R2022a 以降)
Passivity Enforcement	Modify control actions to satisfy passivity constraints and action bounds (R2023a 以降)

制御設計への制約の適用
制約およびアクション範囲を満たすように、リアルタイムで制御動作を変更できます。
PID コントローラーに対する制約の適用
Constraint Enforcement ブロックを使用して、既知の制約関数を PID 制御アプリケーションに適用します。
PID コントローラーの制約の学習と適用
Constraint Enforcement ブロックを使用して PID 制御アプリケーションの不明な制約関数を学習させて適用する。

制御設計へのバリア証明書の適用
制御動作を変更し、バリア証明書の制約およびアクション範囲を満たす。
PID コントローラーに対するバリア証明書の制約の適用
Barrier Certificate Enforcement ブロックを使用して、バリア証明書の制約を PID 制御アプリケーションに適用する。
アダプティブクルーズコントロールに対するバリア証明書の制約の適用
アダプティブクルーズコントロールに対するバリア証明書の制約を適用して速度と車間距離を維持する。
衝突のないロボットに対するバリア証明書の制約の適用
2 台のロボットがそれぞれのターゲット位置に衝突なしで到達するためのバリア証明書の制約を適用する。
衝突のないマルチロボットシステムに対するバリア証明書の制約の適用
3 台のロボットがそれぞれのターゲット位置に衝突なしで到達するためのバリア証明書の制約を適用する。

Passivity Enforcement for Control Design
Modify control actions to satisfy passivity constraints and action bounds.
Enforce Passivity Constraints for Quadruple-Tank System
Enforce passivity constraints for water height control in a quadruple tank system.
Enforce Passivity Constraint for Flexible Beam
Enforce passivity constraints for vibration control in a flexible beam.

制約の適用を使用した強化学習エージェントの学習
Constraint Enforcement ブロックを使用してアクションを制約して強化学習エージェントに学習させる。
制約の適用を使用したアダプティブクルーズコントロール用の RL エージェントの学習
速度と車間距離についての制約を適用してアダプティブクルーズコントロール用の強化学習エージェントに学習させる。
制約の適用を使用した車線維持支援用の RL エージェントの学習
横方向の偏差についての制約を適用して車線維持支援用の強化学習エージェントに学習させる。