芝浦机电使用基于模型的设计开发有机膜沉积温度控制器
“使用基于模型的设计，我们能够通过自动代码生成立即在 PLC 中实现模型预测控制。”
关键成果
- 利用仿真将控制参数调整时间缩短了半天至 10 秒
- 使用 Model Predictive Control Toolbox 将控制参数的数目从 7 个 PID 控制器减少为 1 个 MPC 控制器
- 使用 Simulink PLC Coder 自动生成模型预测控制算法的 ST 代码，从而支持部署到 PLC
芝浦机电公司是一家半导体/FPD 制造设备和真空应用设备制造商。在开发用于有机膜沉积设备温度控制器的过程中，该公司遇到了诸多挑战。这些挑战包括需要减少调试时间，简化控制参数规则，以及在不依赖实际设备的情况下执行实时验证。
在控制性能方面，挑战包括超调抑制、热传递特性的影响和复杂多输入多输出控制。为了解决这些难题，芝浦机电的团队实现了模型预测控制 (MPC) 和基于模型的设计方法。事实证明，这在开发过程中有效地节省了时间和人力成本。
为了加速开发过程且在不依赖物理设备的情况下实现基于仿真的开发，该公司采用了灰盒建模方法，以根据试验数据估计被控对象模型的未知参数。Model Predictive Control Toolbox™ 用于开发 MPC 算法，而 Simulink Control Design™ 用于线性化非线性模型，并将其用作 MPC 的预测模型。
此外，Simulink PLC Coder™ 用于自动生成 ST 代码，使团队能够在 PLC 上快速实现高级 MPC 控制器。
