基于MATLAB的变预测步长模型预测控制仿真分析系统

资 源 简 介

本项目在MATLAB中实现了一个完整的模型预测控制（MPC）仿真平台，支持通过调整预测步长P来观察控制效果变化。包含被控对象建模、状态估计、滚动优化等模块，能够生成不同预测步长下的系统响应曲线。

详 情 说 明

基于变预测步长的模型预测控制仿真分析系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的模型预测控制（MPC）仿真分析平台。系统核心功能是通过调整预测步长P来观察控制效果的变化，帮助研究人员分析预测步长对控制系统性能的影响。程序包含被控对象建模、状态估计、滚动优化等完整MPC模块，能够生成多种分析图表和性能报告。

功能特性

• 多步长对比分析：支持同时设置多个预测步长进行并行仿真，直观比较不同P值下的控制效果
• 完整MPC框架：集成系统建模、状态估计、滚动优化等核心算法模块
• 噪声模拟：可配置过程噪声与测量噪声参数，模拟真实控制环境
• 性能评估：自动计算ISE、IAE等性能指标，提供稳态误差分析
• 可视化输出：生成系统响应对比图、控制输入曲线、状态变量变化曲线等多种图形化结果

使用方法

1. 参数配置：在相应配置区域设置系统模型参数（状态空间或传递函数）
2. 步长设置：指定预测步长P的取值集合（如[5,10,15,20]）和控制步长M
3. 初始条件：输入系统初始状态向量和期望输出轨迹
4. 噪声参数：根据需要配置过程噪声与测量噪声参数
5. 运行仿真：执行主程序开始仿真分析
6. 结果查看：系统自动生成对比图表和性能分析报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Control System Toolbox
• Optimization Toolbox
• 至少4GB内存（推荐8GB以上）
• 支持Windows/Linux/macOS操作系统

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑与仿真流程，主要包括：系统初始化与参数配置模块、多预测步长并行仿真引擎、模型预测控制算法实现、系统状态估计器、滚动优化求解器、性能指标计算模块以及结果可视化与报告生成功能。该文件通过协调各功能模块完成从参数输入到结果输出的完整仿真分析流程。