从PID到MPC：飞控算法升级完整方案

📚 共计 30 章节

PID控制原理回顾

比例、积分、微分的作用与局限，为什么需要升级到MPC？

MPC核心思想

模型预测控制的基本原理，滚动优化与反馈校正。

系统建模基础

状态空间模型与传递函数，如何为四旋翼建立预测模型。

建模四旋翼

MPC如何处理执行器饱和、状态约束与安全边界。

代价函数设计

如何设计MPC的代价函数（跟踪误差、控制量、终端代价）。

QP求解器入门

二次规划问题与常用求解器（OSQP、qpOASES）。

从PID到MPC的迁移策略

渐进式替换方案与混合控制架构。

仿真环境搭建

基于MATLAB/Simulink的MPC仿真平台。

C++实现一个简单的线性MPC控制器。

MPC的预测时域、控制时域、权重矩阵的调参方法。

鲁棒性分析

模型失配下的MPC鲁棒性提升技巧。

从线性MPC到非线性MPC的扩展。

非线性进阶

实时性优化

MPC的快速求解策略与代码优化。

硬件在环测试

将MPC部署到Pixhawk/STM32平台。

实际飞行案例

悬停模式从PID切换到MPC的完整过程。

MPC在复杂轨迹跟踪中的优势。

抗风扰测试

MPC与PID在风扰环境下的对比实验。

MPC在部分执行器失效时的重构策略。

多旋翼编队

基于MPC的多机协同控制。

MPC与强化学习结合

基于学习的MPC（LMPC）简介。

开源MPC代码（ACADO、CasADi）的解读。

MPC调试的常用工具与可视化方法。

调试可视化

MPC控制器的性能指标与评估方法。

MPC项目的文档编写与版本管理。

多人协作开发MPC飞控的流程建议。

MPC在无人机物流、巡检中的实际案例。

MPC与AI结合的最新研究进展。

MPC落地中的十大常见问题与解决方案。

PID与MPC的适用场景对比与选型指南。

下一代飞控算法的可能方向（MPC+RL、MPC+ADP）。