针对具有强非线性、时变、有纯滞后等综合复杂性的连续搅拌釜(continuous stirred tank reactor, CSTR)反应过程，把无限时域鲁棒二次目标函数进行分解，构成新目标函数， 并允许未来控制序列的第 1 个控制量作为自由决策变量的方式，提出了一种非线性鲁棒模 型预测控制方法，从而提高了算法的通用性，改善系统的性能。通过连续搅拌釜的实验研 究，实验结果说明了所提算法的有效性。 ### 连续搅拌釜的非线性模型预测控制方法 #### 概述 连续搅拌釜（Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR）是化工行业中一种常见的反应器类型，被广泛应用于染料、医药、试剂、食品及合成材料等多个领域。然而，CSTR反应过程本身具有强烈的非线性、时变性和纯滞后等特征，这些特性使其控制变得极为复杂。传统控制方法往往难以满足这类系统的控制需求。因此，研究人员不断探索新的控制理论和技术以提高CSTR系统的稳定性和性能。 #### 非线性鲁棒模型预测控制方法 为了解决CSTR控制中的难题，研究人员提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法。该方法通过对无限时域鲁棒二次目标函数进行分解，并构建新的目标函数，允许未来控制序列的第一个控制量作为自由决策变量，从而提高了算法的通用性和系统的性能。这种方法的核心在于： 1. **鲁棒二次目标函数的分解**：将原本复杂的无限时域鲁棒二次目标函数分解成更简单的目标函数，这有助于简化计算过程，同时保持控制器设计的鲁棒性。 2. **自由决策变量的设计**：允许未来控制序列的第一个控制量作为自由决策变量，这种灵活性增强了控制策略的适应能力，能够更好地应对非线性、时变性和纯滞后等因素带来的挑战。 #### 控制策略的关键要素 - **模型预测控制**：基于预测模型来优化控制序列，使得系统能够在满足约束条件的前提下达到期望的性能指标。这种方法特别适合于处理包含约束的系统。 - **鲁棒控制**：旨在设计控制器时考虑不确定性和扰动，确保系统在面对未知变化时仍能保持稳定性。对于具有不确定性的CSTR系统而言，鲁棒控制尤为重要。 - **非线性控制**：针对系统的非线性特性，采用非线性控制策略来改善控制性能。这种方法通常比线性控制更加灵活且适用范围更广。 #### 实验验证 为了验证所提出的非线性鲁棒模型预测控制方法的有效性，研究人员进行了连续搅拌釜的实验研究。实验结果表明，这种方法能够有效地提高CSTR系统的性能，特别是在处理强非线性、时变性和纯滞后等复杂因素方面表现出了显著的优势。 #### 结论 针对具有复杂特性的连续搅拌釜反应过程，本文提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法。通过分解无限时域鲁棒二次目标函数并引入自由决策变量，该方法不仅提高了控制策略的通用性和灵活性，还有效改善了系统的整体性能。实验结果进一步证明了该方法的有效性和实用性，为CSTR系统的控制提供了一种新的解决方案。 随着化工过程控制技术的不断发展，非线性鲁棒模型预测控制作为一种先进的控制策略，将在解决复杂工业控制系统中的问题中发挥越来越重要的作用。

复现研究：基于NMPC的分布式轨迹跟踪控制算法在水下航行器中的应用与验证,复现研究：基于NMPC的分布式轨迹跟踪控制算法在水下航行器中的应用与验证,【复现】水下航行器（NMPC）非线性模型预测控制分布式轨迹跟踪 复现文献1： 《Distributed implementation of nonlinear model predictive control for AUV trajectory tracking》 复现文献2： 《Modified C GMRES Algorithm for Fast Nonlinear Model Predictive Tracking Control of AUVs》 1、利用水下机器人运动的动态特性，提出了一种新的分布式NMPC算法。 通过适当地将原始优化问题分解为更小的子问题，然后以分布式方式解决它们，可以显著减少预期的浮点操作(flops)。 2、证明了在分解子问题中所提出的收缩约束可以保证AUV轨迹的收敛性。 证明了该方法的递推可行性和闭环稳定性。 利用保证的稳定性，进一步开发了一种实时分布式实现算法，在控制性能和计算复杂度之间进行自动权衡。

非线性模型预测控制（NMPC）原理详解及四大案例实践：自动泊车、倒立摆上翻、车辆轨迹跟踪与四旋翼无人机应用,nmpc非线性模型预测控制从原理到代码实践 含4个案例 自动泊车轨迹优化； 倒立摆上翻控制； 车辆运动学轨迹跟踪； 四旋翼无人机轨迹跟踪。 ,nmpc非线性模型预测控制; 原理; 代码实践; 案例; 自动泊车轨迹优化; 倒立摆上翻控制; 车辆运动学轨迹跟踪; 四旋翼无人机轨迹跟踪。,"NMPC非线性模型预测控制：原理与代码实践，四案例详解自动泊车、倒立摆、车辆轨迹跟踪与四旋翼无人机控制"

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carsim2017和matlab2019a联合仿真，非线性模型预测控制器跟踪轨迹。包含英文文献有很好的解释

带有持续扰动的基于多步控制集的非线性模型预测控制

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介绍了非线性模型预测控制算法结构, 提出了基于遗传算法的非线性模型预测控制方法, 将遗 传算法作为优化技术用于受限非线性模型预测控制器的设计。 算法采用双模控制策略, 将保证预测控制 算法稳定性的终点等式约束转化为终点不等式约束, 以利于遗传算法的实施。基于不变集理论, 给出了 非线性模型预测控制算法的稳定性定理。仿真结果表明了所提出控制算法的可行性和有效性。

 

explicit-mpc：基于鲁棒非线性回归和约简支持向量机的基于学习的显式非线性模型预测控制