基于在线优化的MPC快速模型预测控制研究（Matlab代码实现）

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clc; close all; addpath(Fast_MPC); %% Parameters ​ n 8; % Dimension of state m 5; % Dimension of control Q eye(n); % State stage cost R eye(m); % Control stage cost S []; % State control coupled cost Qf 50*eye(n); % Terminal state cost q []; % Linear state cost r []; % Linear control cost qf []; % Terminal state cost Xmax 10; % State upper limit Umax 2; % Control upper limit xmin -Xmax*ones(n,1); % State lower bound xmax Xmax*ones(n,1); % State upper bound umin -Umax*ones(m,1); % Cotrol lower bound umax Umax*ones(m,1); % Control upper bound ​ high_limit 1; low_limit 0; A (high_limit-low_limit).*rand(n,n) ones(n,n)*low_limit; % Random A (State transition) matrix B (high_limit-low_limit).*rand(n,m) ones(n,m)*low_limit; % Random B (Control matrix) matrix ​ A A./(max(abs(eig(A)))); % Spectral radius of A within 1 ​ high_limit_w 1; low_limit_w 0; w (high_limit_w-low_limit_w).*rand(n,1) ones(n,1)*low_limit_w; % Random noise vector ​ T 10; % Horizon length x0 rand(n,1); % Initial state (random) xf 1*ones(n,1); % Terminal state test Fast_MPC2(Q,R,S,Qf,q,r,qf,xmin,xmax,umin,umax,T,x0,... A,B,w,xf,[]); % Build class ​ %% Solve ​ % Native matlab solver tic; [x_opt_mat] test.matlab_solve; % Solving using native matlab solver fmincon t_mat toc; ​ % Structured MPC full solve tic; [x_opt_full] test.mpc_solve_full; % Solving structure problem as log barrier method with infeasible start newton t_full toc; ​ % Fixed log barrier method k0.01 k_fix 0.01; tic; [x_opt_log] test.mpc_fixed_log(k_fix); % Fixed log(k) iteration method t_log toc; ​ % Fixed newton step 5 n_fix 5; tic; [x_opt_nw] test.mpc_fixed_newton(n_fix); % Fixed newton steps(5) method t_nw toc; ​ % Fixed log barrier fixed newton step tic; [x_opt_lgnw] test.mpc_fixed_log_newton(n_fix,k_fix); t_lgnw toc; ​ fprintf(Matlab solver%d sec\n,t_mat); fprintf(Infeasible start newton %d sec\n,t_full); fprintf(Infeasible start newton with fixed k(%d) %d sec\n,k_fix,t_log); fprintf(Infeasible start newton with fixed newton step(%d) %d sec\n,n_fix,t_nw); fprintf(Infeasible start newton with fixed newton and barrier %d sec\n,t_lgnw); ​ %% Plotting ​ x_mat zeros(T*n,1); u_mat zeros(T*m,1); for i1:(mn):length(x_opt_mat) if i1 u_mat(i:im-1) x_opt_mat(i:im-1); x_mat(i:in-1) x_opt_mat(im:imn-1); else u_mat((i-1)/(mn)*m1:(i-1)/(mn)*mm) x_opt_mat(i:im-1); x_mat((i-1)/(mn)*n1:(i-1)/(mn)*nn) x_opt_mat(im:imn-1); end end ​ x_full zeros(T*n,1); u_full zeros(T*m,1); for i1:(mn):length(x_opt_full) if i1 u_full(i:im-1) x_opt_full(i:im-1); x_full(i:in-1) x_opt_full(im:imn-1); else u_full((i-1)/(mn)*m1:(i-1)/(mn)*mm) x_opt_full(i:im-1); x_full((i-1)/(mn)*n1:(i-1)/(mn)*nn) x_opt_full(im:imn-1); end end ​ x_log zeros(T*n,1); u_log zeros(T*m,1); for i1:(mn):length(x_opt_log) if i1 u_log(i:im-1) x_opt_log(i:im-1); x_log(i:in-1) x_opt_log(im:imn-1); else u_log((i-1)/(mn)*m1:(i-1)/(mn)*mm) x_opt_log(i:im-1); x_log((i-1)/(mn)*n1:(i-1)/(mn)*nn) x_opt_log(im:imn-1); end end第三部分——参考文献文章中一些内容引自网络会注明出处或引用为参考文献难免有未尽之处如有不妥请随时联系删除。(文章内容仅供参考具体效果以运行结果为准)第四部分——本文完整资源下载资料获取更多粉丝福利MATLAB|Simulink|Python|数据|文档等完整资源获取