Prediktivní řízení budov

 

Prediktivní řízení, anglicky Model Predictive Control, známá také pod zkratkou MPC, je poměrně nová a velmi účinná metoda zpětnovazebního řízení. Metoda je založena na poměrně přesném modelu řízeného procesu, který se obvykle získá průběžnou identifikací a který se požívá k predikci budoucího chování systému pro současné hodnoty řídicích, poruchových a referenční veličin. Použitím složité optimalizační metody, často umožňující zahrnou různá omezení i další nelinearity, se vypočte nový akční (řídicí) zásah tak, aby byl optimální pro celý časový horizont. Z něj se pak ale typicky využije jen první krok – řízení v nejbližší periodě vzorkování. Po jeho provedení se změří následky a využijí se pro novou identifikace vedoucí k aktuálnějšímu modelu. V příštím kroku se vše opakuje: predikce, optimalizace a využití

MPC se od 80tých let osvědčuje v chemickém průmyslu a v poslední dekádě se zavádí i do řízení klimatu v budovách –anglicky Heating, Ventilation, Air Conditioning, zkráceně HVAC, kde zlepšenou kvalitou řízení přináší zvýšení komfort a hlavně významné snížení nákladů.

Naše malá skupina patří v této oblasti výzkumu mezi světovou špičku, spolupracuje s …

Hlavní výsledky

Pčolka M - Žáčeková E - Robinett R - Čelikovský S - Šebek M: Bridging the gap between the linear and nonlinear predictive control: Adaptations for efficient building climate control. Control Engineering Practice, 53, 124–138, August 2016. 
Žáčeková E - Pčolka M - Šebek M - Čelikovský S: MPC for a Class of Nonlinear Systems with Guaranteed Identifiability. In 2015 IEEE Multi-Conference on Systems and Control, Sydney, AUS, 2015.
Pčolka M - Žáčeková E - Robinett R - Čelikovský S - Šebek M: Quantized Nonlinear Model Predictive Control for a Building. In 2015 IEEE Multi-Conference on Systems and Control, Sydney, AUS, 2015.
Pčolka M - Žáčeková E - Robinett R - Čelikovský S - Šebek M.: From Linear to Nonlinear Model Predictive Control of a Building. In Proceedings of The 19th World Congress of the International Federation of Automatic Control. Cape Town, ZA, 2014, p. 587-592. 
Pčolka M - Žáčeková E - Rush R - Čelikovský S - Šebek M: Economical Nonlinear Model Predictive Control for Building Climate Control. In Proceedings of the 2014 American Control Conference. Portland, OR, USA, 418-423, 2014.
Pčolka M - Žáčeková E - Čelikovský S - Šebek M: Semi-receding Horizon Algorithm for Sufficiently Exciting MPC with Adaptive Search Step. In Proceedings of the 53rd IEEE Conference on Decision and Control. Los Angeles, CA, USA, 4142-4147, 2014. 
Cigler J - Prívara S - Váňa Z - Komárková D - Šebek M: Optimization of Predicted Mean Vote Thermal Comfort Index within Model Predictive Control Framework. In Proceedings of the 51st IEEE Conference on Decision and Control [CD-ROM]. Grand Wailea, Maui, USA, 3056-3061, 2012.
Prívara S - Cigler J - Váňa Z - Ferkl L - Šebek M: Subspace Identification of Poorly Excited Industrial Systems. Proceedings of the 49th IEEE Conference on Decision and Control, Atlanta, GA, Dec 15-17, 4405-4410, 2010.