你好,能提供一份模型预测控制的C语言代码吗?
时间: 2023-08-18 18:03:56 浏览: 37
当然可以,以下是一个简单的模型预测控制(MPC)的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define N 3 // 控制时域
#define M 2 // 控制输入数目
#define Q 1 // 控制输出数目
// 状态方程
void state(double x[N], double u[M], double *A[N][N], double *B[N][M], double x_next[N])
{
int i, j;
for (i = 0; i < N; i++) {
x_next[i] = 0;
for (j = 0; j < N; j++) {
x_next[i] += *A[i][j] * x[j];
}
for (j = 0; j < M; j++) {
x_next[i] += *B[i][j] * u[j];
}
}
}
// 目标函数
double objective(double x[N], double u[M], double *Q[N][N], double *R[M][M], double *P[N][N], double *y_ref[Q], double *x_ref[N], double *u_ref[M])
{
int i, j;
double cost = 0;
double x_next[N], y[Q], u_next[M];
state(x, u, A, B, x_next); // 计算下一个状态
for (i = 0; i < Q; i++) {
y[i] = 0;
for (j = 0; j < N; j++) {
y[i] += *y_ref[i] * x_ref[j][i];
y[i] += *Q[j][j] * (x[j][i] - x_ref[j][i]) * (x[j][i] - x_ref[j][i]);
}
}
for (i = 0; i < M; i++) {
cost += *R[i][i] * (u[i] - u_ref[i]) * (u[i] - u_ref[i]);
}
if (N > 1) {
for (i = 0; i < N; i++) {
for (j = 0; j < N; j++) {
cost += *P[i][j] * (x[i] - x_ref[i][j]) * (x[j] - x_ref[j][j]);
}
}
} else {
cost += *P[0][0] * (x[0] - x_ref[0][0]) * (x[0] - x_ref[0][0]);
}
return cost; // 返回代价
}
int main()
{
double A[N][N] = {{1, 1, 0}, {0, 1, 1}, {0, 0, 1}}; // 系统矩阵
double B[N][M] = {{0}, {0}, {1}}; // 输入矩阵
double Q[N][N] = {{1, 0, 0}, {0, 1, 0}, {0, 0, 1}}; // 状态代价矩阵
double R[M][M] = {{1, 0}, {0, 1}}; // 输入代价矩阵
double P[N][N] = {{1, 0, 0}, {0, 1, 0}, {0, 0, 1}}; // 终端代价矩阵
double x_ref[N][N] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}}; // 状态目标值
double y_ref[Q] = {1}; // 输出目标值
double u_ref[M] = {0}; // 输入目标值
double x[N] = {0}; // 初始状态
double u[M] = {0}; // 初始输入
double cost; // 代价
cost = objective(x, u, Q, R, P, y_ref, x_ref, u_ref); // 计算代价
printf("Cost = %lf\n", cost); // 输出代价值
return 0;
}
```
这是一个简单的MPC代码示例,其中定义了状态方程和目标函数,并且计算了控制代价。需要注意的是,这只是一个基本的框架,实际应用中需要根据具体的问题进行修改和优化。