用c语言写一段MPC控制电机转速代码

下面是一个简单的使用C语言实现MPC控制电机转速的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

#define N 5  // 预测时域
#define M 3  // 控制时域

// MPC控制器参数
double Q[N][N] = {0.1, 0, 0, 0, 0,
                 0, 0.2, 0, 0, 0,
                 0, 0, 0.3, 0, 0,
                 0, 0, 0, 0.4, 0,
                 0, 0, 0, 0, 0.5};
double R[M][M] = {0.6, 0, 0,
                 0, 0.7, 0,
                 0, 0, 0.8};
double A[N][N] = {0.8, 0.2, 0, 0, 0,
                 0, 0.8, 0.2, 0, 0,
                 0, 0, 0.8, 0.2, 0,
                 0, 0, 0, 0.8, 0.2,
                 0, 0, 0, 0, 0.8};
double B[N][M] = {0.1, 0, 0,
                 0, 0.1, 0,
                 0, 0, 0.1,
                 0, 0, 0,
                 0, 0, 0};
double x[N] = {0}; // 状态量
double u[M] = {0}; // 控制量
double y[M] = {0}; // 反馈量

// MPC控制器函数
void mpc_controller()
{
  int i, j, k;
  double u_temp[M] = {0};
  double x_temp[N] = {0};
  double y_temp[M] = {0};
  double S[N][N] = {0};
  double H[M][N] = {0};
  double F[M][M] = {0};
  double G[M][M] = {0};
  double K[M][N] = {0};

  // 构造预测模型
  for (i = 0; i < N; i++) {
    for (j = 0; j < N; j++) {
      S[i][j] = 0;
      for (k = 0; k < N; k++) {
        S[i][j] += A[i][k] * Q[k][j];
      }
    }
  }
  for (i = 0; i < M; i++) {
    for (j = 0; j < N; j++) {
      H[i][j] = 0;
      for (k = 0; k < M; k++) {
        H[i][j] += B[j][k] * pow(A[k][k], i);
      }
    }
  }
  for (i = 0; i < M; i++) {
    for (j = 0; j < M; j++) {
      F[i][j] = 0;
      for (k = 0; k < N; k++) {
        F[i][j] += H[i][k] * S[k][j];
      }
    }
  }
  for (i = 0; i < M; i++) {
    for (j = 0; j < M; j++) {
      G[i][j] = R[i][j];
      if (i == j) {
        G[i][j] += 1;
      }
    }
  }

  // 计算控制量
  for (i = 0; i < M; i++) {
    y_temp[i] = y[i];
    for (j = 0; j < N; j++) {
      x_temp[j] = x[j];
      for (k = 0; k < M; k++) {
        x_temp[j] += H[k][j] * y[k];
      }
    }
    for (j = 0; j < M; j++) {
      u_temp[j] = u[j];
      for (k = 0; k < M; k++) {
        u_temp[j] -= G[j][k] * (y_temp[k] - y[k]);
      }
      for (k = 0; k < N; k++) {
        u_temp[j] -= K[j][k] * (x_temp[k] - x[k]);
      }
    }
    for (j = 0; j < M; j++) {
      u[i] = u_temp[i];
    }
  }

  // 更新状态量
  for (i = 0; i < N; i++) {
    x[i] = 0;
    for (j = 0; j < N; j++) {
      x[i] += A[i][j] * x[j];
    }
    for (j = 0; j < M; j++) {
      x[i] += B[i][j] * u[j];
    }
  }
}

int main()
{
  int i;
  double r = 100; // 目标转速
  double e = 0.0001; // 误差阈值

  // 模拟电机控制
  while (fabs(x[0] - r) > e) {
    // 读取反馈量
    for (i = 0; i < M; i++) {
      scanf("%lf", &y[i]);
    }
    // MPC控制器
    mpc_controller();
    // 输出控制量
    for (i = 0; i < M; i++) {
      printf("%lf ", u[i]);
    }
    printf("\n");
  }

  return 0;
}

请注意，上述代码仅仅是一个简单的示例，实际的 MPC 控制器需要考虑更多的因素，例如：控制量的限制、状态量的限制、噪声的影响等。