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MPC tool box内の最適化器を​変更することは可能で​しょうか?

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こんにちは。
MPC tool box内で二次計画法(QP solver)を用いて操作量を決定していると思います。
そのQP solverを別の最適化手法に置き換えることは可能でしょうか?
また、現在MPC tool box内のoptimizer(MATLAB function)において
外部関数を用いている箇所がありますが、その外部関数内部はどのように見ることができますか?
質問をまとめると
①MPCの最適化器としてQP以外の手法に置き換えることは可能か。
②MPC内部の外部関数へのアクセス。
以上です。宜しくお願い致します。

Accepted Answer

Toshinobu Shintai
Toshinobu Shintai on 13 Nov 2019
①MPCの最適化器としてQP以外の手法に置き換えることは可能か。
可能です。MPCのオブジェクトを作成した後、以下のようなコマンドを実行すると、自作のQPソルバーを使って計算を行うようになります。
% Simulinkでシミュレーション実行する時の計算を置き換える場合
mpcobj.Optimizer.CustomSolver = true;
% コード生成時に置き換える場合(コード生成で外部に機能を渡す時)
mpcobj.Optimizer.CustomSolverCodeGen = true;
自作QPソルバーは以下のような様式で作成しなければなりません。
function [x, status] = mpcCustomSolver(H, g, A, b, x0)
end
上記関数を先頭に記述したファイルを作成します。そのファイル名は必ず「mpcCustomSolver.m」「mpcCustomSolverCodeGen.m」です。
上記二つのファイルの中身は同一で構いません。それぞれシミュレーション実行時、コード生成時に参照されるファイルとなります。
x, H, g, A, b, x0が何かはドキュメントを参照してください。
statusはデバッグ用の外部出力変数なのですが、大変不便なことにスカラーしか指定できません。とりあえず反復計算の回数を出力させることをお勧めします。
②MPC内部の外部関数へのアクセス。
MATLAB Function ブロック内のスクリプトを開き、例えば
[u, cost, useq, status, iAout] = mpcblock_optimizer(...
となっている所で、「mpcblock_optimizer」を右クリックして開くをクリックすると、その関数に飛ぶことができます。
しかし、一部mex化されているものやpファイルで隠蔽化されているものもあります。それらの関数については公開できないものになっています。申し訳ありません。
アルゴリズムについては、上記のリンク先に詳細が書かれていますので、そちらを参照していただけますでしょうか。

More Answers (1)

Youhei Ogawa
Youhei Ogawa on 13 Nov 2019
ご回答ありがとうございます。
どのように作成すれば良いか分かりました。
また、自作QPソルバーの部分に関して追加で質問ですが、
[H,f,A,b,x0]から、この部分にL1正則化(LASSO)を作成し、CVXを用いてxを算出することは可能でしょうか?
MPC tool boxの最適化器を二次計画法からスパースモデリングに置き換えたいのですが...
別の方法がありましたら、そちらを教えていただくことはできますでしょうか。
宜しくお願い致します。
  4 Comments
Youhei Ogawa
Youhei Ogawa on 22 Nov 2019
親切な対応ありがとうございます。ぜひ参考にさせていただきたいと思います。

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