01
MPC基础概念
模型预测控制原理 · MPC与传统PID的区别 · 三大要素：预测模型、滚动优化、反馈校正
入门核心
02
MPC数学基础
状态空间模型 · 离散化方法 · 二次规划(QP) · 约束处理
数学QP
03
MPC算法分类
线性MPC · 非线性MPC · 鲁棒MPC · 自适应MPC · 分布式MPC
进阶分类
04
MPC开发环境搭建
Ubuntu系统配置 · ROS2安装 · Eigen库 · OSQP求解器 · CasADi框架
环境工具
05
Python实现线性MPC
cvxopt库 · 构建预测矩阵 · 求解QP · 仿真验证
Python实战
06
C++实现线性MPC
Eigen矩阵运算 · OSQP接口封装 · 实时性优化 · 代码结构设计
C++性能
07
MPC参数整定
预测时域Np · 控制时域Nc · 权重矩阵Q/R · 约束松弛因子
调参优化
08
MPC状态估计
卡尔曼滤波 · 扩展卡尔曼EKF · 无迹卡尔曼UKF · 状态观测器
估计滤波
09
MPC与ROS2集成
ROS2节点设计 · 话题通信 · TF变换 · 时间同步机制
ROS2集成
10
移动机器人MPC
差速模型建模 · 轨迹跟踪MPC · 避障约束添加
机器人导航
11
自动驾驶MPC
车辆运动学模型 · 路径跟踪MPC · 横纵向控制解耦
自动驾驶车辆
12
无人机MPC
四旋翼动力学 · 位置/姿态控制MPC · 抗风扰设计
无人机飞控
13
机械臂MPC
关节空间MPC · 任务空间MPC · 力位混合控制 · 奇异点规避
机械臂力控
14
过程控制MPC
化工反应器温度控制 · 液位控制 · 多变量解耦MPC
工业过程
15
MPC实时性优化
代码优化 · 求解器加速 · 多线程 · FPGA加速方案
性能加速
16
MPC硬件平台选型
STM32 · NVIDIA Jetson · Intel NUC · PLC控制器对比
硬件选型
17
STM32部署MPC
CubeMX配置 · FreeRTOS任务设计 · MPC代码移植 · 串口调试
STM32嵌入式
18
Jetson部署MPC
JetPack环境 · GPU加速 · TensorRT推理 · 摄像头驱动
JetsonGPU
19
MPC与PLC通信
Modbus协议 · EtherCAT · OPC UA · 实时以太网
PLC工业总线
20
MPC代码生成
MATLAB/Simulink Coder · Embedded Coder · 自动代码生成流程
代码生成Simulink
21
硬件在环测试HIL
dSPACE系统 · NI PXI平台 · 仿真模型 · 测试用例设计
HIL测试
22
故障诊断与容错
传感器故障检测 · 执行器饱和 · 模型失配补偿 · 安全降级
容错安全
23
MPC性能评估指标
跟踪误差 · 计算耗时 · 约束违反率 · 鲁棒性指标
评估指标
24
MPC与机器学习结合
学习型MPC · 高斯过程MPC · 神经网络MPC · 数据驱动建模
AIML
25
能源系统MPC
电池储能调度 · 微电网频率控制 · 暖通空调优化
能源电网
26
机器人集群MPC
编队控制MPC · 避碰约束 · 通信延迟补偿
集群多机器人
27
医疗设备MPC
麻醉深度控制 · 胰岛素泵控制 · 康复机器人
医疗生物
28
项目实战：倒立摆
基于MPC的倒立摆控制 · 从建模到实物部署
实战经典
29
项目实战：AGV路径跟踪
基于MPC的AGV路径跟踪 · ROS2+Jetson平台
实战AGV
30
MPC前沿趋势
非线性MPC实时求解 · 安全强化学习MPC · 云端MPC · 工业5.0
前沿趋势