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控制算法代码实现与优化

共计 30 章节
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01
课程导入
控制算法代码实现与优化的整体框架 · 学习目标 · 核心能力要求
课程导入控制算法代码实现
02
控制理论基础回顾
传递函数 · 状态空间 · 稳定性
控制理论基础回顾传递函数
03
开发环境与工具链
Python/Matlab/C++等… · 仿真环境搭建 · 常用库（NumPy
开发环境工具链
04
离散化与采样
连续系统离散化方法（前向欧拉 · 后向欧拉 · 双线性变换）
离散化采样
05
PID控制算法实现
位置式PID · 增量式PID · 积分限幅
PID控制算法实现
06
PID优化与变体
自适应PID · 模糊PID · 串级PID
PID优化
07
状态反馈控制设计
极点配置 · LQR（线性二次型调节器）的原理 · 代码实现与仿真验证
状态反馈控制设计极点配置
08
状态观测器设计
龙伯格观测器 · 卡尔曼滤波的基本原理 · 代码实现及在状态反馈中的应用
状态观测器设计龙伯格观测器
09
LQG控制与最优估计
LQG（线性二次高斯）控制器的设计 · 分离定理 · 代码实现与案例分析
LQG控制
10
模型预测控制（MPC）基础
MPC原理 · 预测模型 · 滚动优化
MPC模型预测控制
11
MPC优化求解
二次规划（QP）求解器选择 · 在线/离线求解 · 代码优化技巧与实时性提升
MPC优化求解
12
鲁棒控制基础
H∞控制 · μ综合的基本概念 · 控制器设计方法及代码实现示例
鲁棒控制基础H∞控制
13
非线性控制基础
反馈线性化 · 滑模控制 · 反步法的原理与代码实现
非线性控制基础反馈线性化
14
自适应控制
模型参考自适应控制（MRAC） · 自校正控制的算法设计与代码实现
自适应控制MRAC
15
智能控制算法
神经网络控制 · 模糊控制 · 遗传算法优化控制参数的代码实现与案例
智能控制算法神经网络控制
16
控制系统仿真与验证
仿真建模 · 闭环测试 · 性能指标（超调
控制系统仿真验证
17
代码优化基础
算法复杂度分析 · 向量化编程 · 内存管理
代码优化基础算法复杂度分析
18
嵌入式实现与硬件在环
控制算法在嵌入式平台（如STM32 · Raspberry Pi）上的移植与…
嵌入式实现硬件
19
实时操作系统与调度
RTOS任务调度 · 中断处理 · 时间同步对控制算法实现的影响
实时操作系统调度
20
传感器融合与滤波
多传感器数据融合 · 互补滤波 · 卡尔曼滤波在控制中的代码实现
传感器融合滤波
21
执行器与系统辨识
执行器模型 · 系统辨识方法（最小二乘 · 子空间法）及代码实现
执行器系统辨识
22
抗干扰与鲁棒性优化
扰动观测器（DOB） · 前馈补偿 · 鲁棒性分析及代码实现
抗干扰鲁棒性优化
23
多变量控制与解耦
相对增益阵列（RGA） · 解耦控制设计 · 多输入多输出（MIMO）系统的代码实…
多变量控制解耦
24
案例实战
无人机姿态控制
案例实战无人机姿态控制
25
案例实战
移动机器人路径跟踪：纯追踪 · Stanley · MPC算法的代码实现与对比
案例实战移动机器人路径跟…
26
案例实战
倒立摆平衡控制：状态反馈 · LQR · 滑模控制的代码实现与实验
案例实战倒立摆平衡控制
27
案例实战
温度/液位过程控制：PID · MPC在工业过程控制中的代码实现与优…
案例实战PID
28
常见问题与调试技巧
数值稳定性 · 积分饱和 · 采样抖动
常见问题调试技巧
29
综合项目
设计一个完整控制系统的代码实现与优化 · 算法选型 · 仿真
综合项目设计一个完整控制…
30
课程总结与进阶方向
知识体系回顾 · 前沿技术（如强化学习控制 · 数字孪生）展望
课程总结进阶方向