# MPC 模型预测控制模块（带约束、看未来）

### 模块描述

当你有约束（电流限幅、速度限幅、位置边界）且希望综合最优（快、稳、省能耗）时很强。MPC 用模型预测未来一段时间行为，在约束下求最优控制，并滚动执行。([do-mpc][4])

### 原理

* 预测时域（horizon）上解优化问题：满足约束、最小化代价函数；每个周期只执行第一步，然后窗口前移（receding horizon）。([do-mpc][4])

### 接口

* 输入：状态（常由观测器/KF 提供）
* 输出：控制指令（PWM/电流/速度设定）

### 板上设置

* 模型参数/约束值：串口写入；紧急降级开关（切回 PID）

### 电气指标

* 计算资源是关键：需要更高主频/更强 MCU（或外接运算）
* 控制周期：常见 50–500 Hz（看模型维度与优化器）

### 使用说明

* 赛题里若算力紧张：用“短预测窗 + 简化线性模型 + 快速QP/启发式”

### 典型元器件

* MCU：STM32H7、i.MX RT、RPi（上位机辅助）
* 传感：编码器/IMU/电流采样同前

### 关联赛题

* 轨迹跟踪 + 多约束、能耗/平滑度要求高、复杂系统综合优化类题