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本课程属于：157-APC MPC先进过程控制 智能机器人、自动化与智能装备工程 · 共 7 门相关课程，组合学习更完整。

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MPC约束优化与滚动控制

共计 30 章节

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目标=MPC的定义 · 发展历程 · 核心思想

课程导入MPC

目标=线性代数 · 微积分 · 优化理论

预备知识目标=线性代数

目标=连续与离散状态空间模型 · 传递函数 · 状态观测器与模型线性化方法

系统建模目标=连续

目标=状态预测方程 · 预测时域与控制时域 · 预测矩阵的构建与递推计算

预测模型目标=状态预测方…

滚动优化原理

目标=滚动时域策略 · 开环与闭环 · 反馈校正与滚动实施流程

滚动优化原理目标=滚动时域策…

目标=二次型性能指标 · 解析解推导 · LQR与MPC的关系及稳定性分析

目标=输入约束 · 状态约束 · 输出约束

约束建模目标=输入约束

二次规划基础

目标=QP标准形式 · 凸集与凸函数 · KKT条件

二次规划基础QP

约束MPC的QP求解

目标=将MPC问题转化为QP · Hessian矩阵与梯度向量构造 · 实时求解策略

稳定性与可行性

目标=终端约束 · 终端代价 · 递归可行性

稳定性可行性

目标=不确定性建模 · min-max MPC · 管束MPC

目标=多参数二次规划 · 显式控制律 · 查表法与在线计算复杂度分析

目标=非线性预测模型 · 序列二次规划 · 内点法

目标=经济性能指标 · 非二次代价 · 稳态优化与动态经济MPC的融合

目标=在线模型辨识 · 参数自适应 · 学习型MPC与数据驱动MPC简介

跟踪与参考轨迹

目标=设定点跟踪 · 轨迹跟踪 · 参考轨迹生成与跟踪误差建模

跟踪参考轨迹

干扰与噪声处理

目标=干扰建模 · 状态估计 · 卡尔曼滤波与移动 horizon 估…

干扰噪声处理

MPC与PID对比

目标=控制结构 · 约束处理 · 多变量耦合

MATLAB/Simulink实战

目标=MPC工具箱使用 · 模型配置 · 控制器设计与仿真案例

MATLAB/Simul…MPC

目标=使用cvxpy · do-mpc或CasADi搭建MPC · QP求解与滚动控制仿真

目标=倒立摆约束MPC——建模 · 约束设置 · QP求解与稳定控制仿真

目标=无人机轨迹跟踪MPC——三维模… · 约束处理 · 轨迹跟踪与避障

目标=自动驾驶横向控制MPC——车辆… · 路径跟踪 · 约束与实时性分析

目标=过程工业MPC——化工过程模型 · 多变量约束 · 经济优化与滚动实施

目标=机器人机械臂MPC——关节约束 · 力矩约束 · 轨迹规划与跟踪控制

常见问题一

目标=模型失配 · 约束冲突 · 不可行问题

常见问题一目标=模型失配

常见问题二

目标=计算实时性 · 时域选择 · 权重调节

常见问题二目标=计算实时性

目标=跟踪误差 · 约束满足率 · 计算时间

性能评估目标=跟踪误差

目标=完整MPC系统设计——从建模 · 控制器设计 · 仿真到性能评估的全流程

综合项目MPC

前沿与提升

目标=学习型MPC · 分布式MPC · 随机MPC