Matlab非线性预测控制nmpc

资 源 简 介

Matlab非线性预测控制nmpc

详 情 说 明

Matlab中的非线性预测控制（NMPC）是一种先进的控制策略，特别适用于处理多变量、强耦合且带有约束条件的复杂系统。其核心在于通过滚动优化和反馈校正来实时调整控制动作，使得系统输出能够有效跟踪期望轨迹。

NMPC的实现通常包含几个关键步骤。首先需要建立对象的非线性数学模型，这可以是机理模型或辨识得到的黑箱模型。然后设计目标函数，常见形式包括跟踪误差和控制量变化的加权平方和。在预测时域内，通过数值优化算法（如SQP、内点法）在线求解该优化问题，得到最优控制序列，但仅实施第一个控制量。

经典的Matlab实现会利用Optimal Control Toolbox或第三方工具（如CasADi）处理优化问题。由于非线性特性，NMPC比线性MPC计算量更大，常需采用实时迭代、显式NMPC或模型简化等加速方法。典型应用领域包括化工过程、自动驾驶和机器人控制等需要处理强非线性的场景。