01
MPC控制概述
模型预测控制基本原理 · 三大要素 · 与传统PID区别
入门核心概念
02
MPC数学基础
线性系统 · 状态空间 · 离散化 · 约束基本概念
数学状态空间
03
优化问题建模
目标函数设计 · 跟踪误差 · 输入/输出/状态约束
建模QP
04
二次规划(QP)求解器选型
QP标准形式 · OSQP/qpOASES/CVXOPT/Gurobi对比
选型性能
05
OSQP求解器详解
ADMM算法 · Python接口 · 参数rho/sigma/alpha
OSQPADMM
06
qpOASES求解器详解
在线主动集 · 热启动 · 嵌入式MPC应用
qpOASES嵌入式
07
CVXOPT求解器详解
内点法 · Python接口 · 性能对比与适用场景
CVXOPT内点法
08
Gurobi求解器详解
商业化优势 · 大规模MPC · 许可证与成本
Gurobi商业
09
非线性MPC(NMPC)求解器选型
SQP · IPOPT · ACADO · CasADi框架
NMPC选型
10
CasADi框架详解
符号计算 · Opti栈 · NMPC实现 · 代码生成
CasADi自动微分
11
ACADO Toolkit详解
实时NMPC · MATLAB接口 · 代码生成
ACADO实时
12
IPOPT求解器详解
内点法 · 接口 · 大规模NMPC · 调参技巧
IPOPT内点法
13
求解器性能基准测试
测试问题集 · 求解时间 · 迭代次数 · 最优性间隙
基准性能
14
求解器参数调优(OSQP篇)
rho/sigma影响 · 自适应rho · 收敛性分析
调优OSQP
15
求解器参数调优(qpOASES篇)
最大迭代 · 终止条件 · 热启动 · 数值鲁棒性
调优qpOASES
16
求解器参数调优(IPOPT篇)
线性求解器 · 容忍度 · 看门狗策略
调优IPOPT
17
MPC的实时性优化
计算时间预算 · 时域折中 · 多速率MPC
实时优化
18
MPC的代码生成与部署
C代码生成 · ARM Cortex-M · 定点/浮点运算
部署嵌入式
19
MPC的数值稳定性问题
病态矩阵 · 缩放 · 正则化 · 崩溃解决方案
数值稳定性
20
MPC的约束软化
硬/软约束 · 松弛变量 · L1/L2惩罚
约束软化
21
MPC的鲁棒性设计
模型失配 · Tube-based MPC · 随机MPC
鲁棒Tube
22
MPC的分布式与分层架构
DMPC · 经济MPC+跟踪 · 大规模求解
分布式分层
23
MPC在自动驾驶中的应用
车辆动力学 · 路径跟踪 · 避障 · 求解器选型
自动驾驶OSQP
24
MPC在机器人控制中的应用
机械臂 · 移动机器人 · 四旋翼 · NMPC选型
机器人CasADi
25
MPC在过程控制中的应用
化工反应器 · 精馏塔 · 电力系统 · Gurobi/OSQP
过程控制大规模
26
MPC在电力电子中的应用
DC-DC变换器 · 逆变器 · 电机驱动 · FPGA
电力电子超高速
27
MPC求解器的硬件加速
GPU加速 · FPGA · 多核CPU · 部署挑战
硬件加速
28
MPC求解器的开源生态
OSQP/CasADi/ACADO社区 · 贡献代码
开源社区
29
MPC求解器的商业生态
Gurobi · MOSEK · FORCES Pro · 选型决策树
商业决策
30
MPC求解器选型与调优总结
决策矩阵 · 调优流程 · FAQ · AI+MPC趋势
总结未来