MATLAB/Simulink环境下基于S函数的预测控制系统仿真平台

资 源 简 介

本项目开发了一个集成于Simulink的预测控制S函数模块，支持线性/非线性系统在线参数辨识与滚动时域优化，具备约束处理能力，提供可配置的预测控制功能，适用于复杂系统的实时仿真与控制设计。

详 情 说 明

基于S函数的Simulink预测控制系统设计与仿真平台

项目介绍

本项目开发了一个集成于Simulink环境的预测控制S函数模块，采用模型预测控制(MPC)算法为核心，通过S函数编程接口技术实现与Simulink的无缝集成。该平台能够实现对多种预测模型（包括线性/非线性系统）的在线参数辨识，完成滚动时域优化计算，并具备约束处理能力，同时提供实时可视化界面，支持MATLAB/Simulink环境下的实时仿真和代码生成。

功能特性

• 多模型支持：支持线性与非线性系统的预测模型在线参数辨识
• 滚动优化：实现带约束处理的滚动时域优化计算
• 参数可配置：提供可灵活配置的预测时域和控制时域参数
• 多算法选择：内置QP求解、粒子群优化等多种优化算法
• 实时可视化：提供预测轨迹和控制效果的实时显示界面
• 全面兼容：支持MATLAB/Simulink实时仿真和代码生成功能

使用方法

1. 在Simulink中加载提供的S函数模块
2. 配置输入参数：系统状态、参考轨迹、量测输出、约束条件等
3. 设置预测控制参数：时域参数、权重矩阵等
4. 选择适当的优化算法
5. 运行仿真，观察实时控制效果和预测轨迹

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块
• 优化工具箱（用于QP求解）
• 实时仿真需要Simulink Coder（可选）

文件说明

主程序文件包含了平台的核心功能实现，主要包括预测控制算法的初始化设置、系统模型的参数辨识流程、滚动时域优化的计算逻辑、约束条件的处理机制、多种优化算法的调用接口、实时可视化功能的实现，以及与Simulink环境的数据交互处理。该文件整合了预测控制系统的完整工作流程，确保各功能模块间的协同运作。