基于MPC在线优化的有效集法位置控制器simulink建模与仿真

1.课题概述

        模型预测控制是一种基于模型的优化控制方法，它利用过程模型预测未来行为，并通过求解一个优化问题来确定最优控制序列。MPC的特点在于它能够处理系统的动态特性、输入输出约束，并且可以考虑预测模型的不确定性。在本课题中，将通过simulink实现基于MPC在线优化的有效集法位置控制器建模与仿真，并对比RCNC控制器。

2.系统仿真结果

（完整程序运行后无水印）

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

4.系统原理简介

        模型预测控制是一种基于模型的优化控制方法，它利用过程模型预测未来行为，并通过求解一个优化问题来确定最优控制序列。MPC的特点在于它能够处理系统的动态特性、输入输出约束，并且可以考虑预测模型的不确定性。

       有效集法是一种求解具有简单约束的优化问题的方法，它特别适用于MPC中带有输入和状态约束的问题。该方法通过逐步更新约束集合（即所谓的“活动集”），从而找到满足所有约束条件的最优解。

算法步骤如下所示：

初始化：选择一个可行点作为初始解，所有不等式约束被视为非活动的。

确定搜索方向：求解一个子问题，得到一个搜索方向d。

计算步长：确定沿着d的方向移动的距离，以保持所有约束的满足。

更新活动集：检查是否达到某个约束边界，如果是，则将其加入活动集；如果离开某个约束边界，则将其从活动集中移除。

更新解：根据步长和搜索方向更新解。

终止准则：如果满足某些终止准则，则停止；否则返回第二步。