GPOPS2使用教程

GPOPS-II (Global Optimization Package for Solving POPs Problems with MATLAB) 是一个强大的工具，用于解决优化问题，特别是针对动态系统的模型预测控制（MPC）。GPOPS-II是基于MATLAB的一个软件包，它结合了数值优化方法和求解偏微分方程（PDEs）的能力。

以下是GPOPS-II使用的基本步骤教程：

1. **安装与环境设置**:
- 下载GPOPS-II的最新版本，通常可以从官方GitHub仓库获取。
- 安装MATLAB和必要的数学库，如CasADi或YALMIP，它们是GPOPS-II依赖的基础。

2. **模型准备**:
- 将系统动态模型（比如连续/离散时间的状态空间模型）转化为CasADi的符号形式，这是GPOPS-II处理的基础。

3. **设定优化问题**:
- 定义目标函数和约束条件，这些可能涉及到状态、输入和输出变量的优化。
- 可能还需要设定边界条件、初期值和采样周期等参数。

4. **配置GPOPS-II选项**:
- 设置求解器选项，如迭代次数、精度等，并选择适当的求解策略，如直接方法、间接方法或混合方法。

5. **运行GPOPS-II**:
- 调用GPOPS-II函数`gpops2`，传入模型和优化问题定义，开始求解优化问题。

6. **结果分析**:
- 获取最优解，检查状态、输入和性能指标。
- 可视化结果，如轨迹图、成本曲线等，以便评估优化性能。

7. **调整与迭代**:
- 根据结果进行调整优化问题或模型，可能需要多次迭代以达到满意的结果。