MPC控制原理与工程实践

📚 共计 30 章节
01
MPC概述
发展历史 · 基本原理与核心思想 · 与其他控制方法对比 · 典型应用领域
入门概览
02
MPC数学基础
线性代数 · 凸优化与二次规划 · 状态空间模型
数学基础
03
MPC核心原理
预测模型 · 滚动优化 · 反馈校正 · 数学形式化描述
核心三大要素
04
线性MPC(一)
无约束线性MPC推导 · 代价函数 · 预测/控制时域选择
线性无约束
05
线性MPC(二)
约束处理 · 输入/输出约束 · 软硬约束 · 递归可行性
约束可行性
06
线性MPC(三)
稳定性分析 · 终端代价与约束 · Lyapunov稳定性
稳定性理论
07
线性MPC(四)
MATLAB实现 · quadprog求解QP · 温度控制系统仿真
MATLAB仿真
08
线性MPC(五)
Python实现 · cvxopt/cvxpy · 电机速度控制仿真
Python案例
09
非线性MPC(一)
非线性挑战 · 预测模型 · SQP/内点法求解
非线性优化
10
非线性MPC(二)
实时迭代法 · 多步法 · 计算效率优化 · 化学反应器控制
实时案例
11
鲁棒MPC(一)
模型不确定性 · min-max MPC · 开环/闭环鲁棒MPC
鲁棒min-max
12
鲁棒MPC(二)
Tube-based MPC · 鲁棒不变集 · 无人机姿态控制
Tube无人机
13
显式MPC(一)
多参数二次规划 · 临界区域划分 · 离线/在线分离
显式离线
14
显式MPC(二)
查找表实现 · 存储与计算权衡 · DC-DC变换器控制
查找表电力电子
15
分布式MPC(一)
大规模系统分解 · 集中/分布式/分散式 · 通信拓扑
分布式协调
16
分布式MPC(二)
一致性约束 · 纳什/帕累托最优 · 多智能体编队控制
多智能体编队
17
经济MPC(一)
经济目标函数 · 与传统跟踪MPC区别 · 经济性与稳定性权衡
经济优化
18
经济MPC(二)
自触发经济MPC · 事件触发 · 能源管理系统调度
事件触发能源
19
自适应MPC(一)
参数估计 · 递推最小二乘 · 自适应MPC框架
自适应参数估计
20
自适应MPC(二)
多模型自适应 · 切换策略 · 变负载伺服系统控制
多模型伺服
21
学习型MPC(一)
数据驱动+模型驱动 · 高斯过程回归MPC · 贝叶斯优化
学习高斯过程
22
学习型MPC(二)
强化学习融合 · 策略优化 · 自动驾驶路径跟踪
强化学习自动驾驶
23
MPC工程实现(一)
实时计算约束 · 求解器(OSQP/ACADO/qpOASES) · 代码生成
工程求解器
24
MPC工程实现(二)
嵌入式实现 · C/C++部署 · FPGA加速 · 四旋翼控制
嵌入式FPGA
25
MPC参数整定(一)
预测/控制时域 · 权重矩阵整定 · 基于仿真参数扫描
整定时域
26
MPC参数整定(二)
贝叶斯优化自动调参 · 多目标优化 · 工程经验法则
自动调参贝叶斯
27
MPC故障诊断与容错(一)
传感器/执行器故障检测 · 基于MPC的故障重构
故障诊断检测
28
MPC故障诊断与容错(二)
主动/被动容错MPC · 风力发电机变桨控制
容错风电
29
MPC前沿进展(一)
深度学习加速 · 神经网络预测模型 · 端到端MPC
前沿深度学习
30
MPC前沿进展(二)
随机MPC · 机会约束 · 量子控制与生物医学应用
随机量子