MPC (Model Predictive Control — Model Ongorucu Kontrol)

sozlukkontrol-sistemi

Diger adlari: Model Predictive Control, Model Ongorucu Kontrol, Receding Horizon Control

Kisa Tanim

MPC, bir sistem modelini kullanarak gelecek N adimi (prediction horizon) ongoren ve bu ongoruler uzerinden bir optimizasyon problemi cozerek en iyi kontrol aksiyonunu belirleyen ileri duzeyli bir kontrol stratejisidir. Her adimda yeniden optimizasyon yapilir (receding horizon).

Teknik Mantik

MPC su adimlarla calisir: (1) Sistem modeli (fiziksel denklemler veya veri gudumlu) mevcut durumdan baslayarak N adim ileriye tahmin uretir. (2) Maliyet fonksiyonu minimize edilir: J = Sigma [Q*(T - T_hedef)^2 + R*u^2] — ilk terim durum sapmasini, ikinci terim kontrol eforu penalize eder. (3) Kisitlar uygulanir: sicaklik alt/ust siniri, pompa kapasitesi, enerji butcesi. (4) Yalnizca ilk kontrol aksiyonu uygulanir; sonraki adimda yeni olcumle tekrarlanir. Q ve R matrisleri performans-enerji dengesini belirler.

Kullanim Baglami

Fiziksel kisitlarin garanti edilmesi gereken kontrol problemlerinde tercih edilir: proses endustrisi, bina iklim kontrolu, enerji yonetimi. PID kontrolorden farki: cok degiskenli, kisitli ve ongoru tabanli olmasidir.

Tarimsal Baglam

Sera iklim kontrolunde MPC standart yaklasimdir: sicaklik, nem ve CO2 duzeyleri birlikte optimize edilir; fan hizi, vana acikligi ve isitici gucu karar degiskenleridir. Hibrit MPC+ML yaklasiminda MPC fizik modelini (toprak-su dengesi, sera isi bilancosu) kullanir, ML ise residual'i (model sapmasini) duzeltir — fizik kisitlari ihlal edilmez, ML esneklik saglar. Sulama zamanlamasinda MPC, toprak nemi tahminleri ve enerji fiyatlari ile pompanin optimal calistirma programini belirler.

Sik Karistirilan Nokta

MPC bir ML yontemi degildir — kontrol teorisi alanindan gelir. Ancak ML ile hibrit kullanimi (fizik modeli + ML residual duzeltme) tarimda en guvenilir yaklasimdir. MPC'nin hesaplama maliyeti yuksektir ve gercek zamanli uygulamalarda edge cihazlarda kisitli olabilir.

Dr. Mehmet Solak — Siirt Universitesi, Biyosistem Muhendisligi