如何在Simulink中不使用MPC自定义模块实现参考跟踪MPC

你之前已经搭成的调节器MPC可以直接小幅修改适配跟踪场景，核心改动仅在代价函数的偏差项：把原来对标零点的偏差，替换为对标对应时刻参考值的偏差即可，整体逻辑和你现有MATLAB跟踪代码完全对齐。

最简实现步骤 #

• 第一步：直接复用你现有倒立摆MPC调节器的Simulink框架，只需要新增参考轨迹生成逻辑，替换代价函数计算的部分模块
• 第二步：搭建参考轨迹生成链路：用Simulink自带的Step/Repeating Sequence模块输出目标参考值，加一个Buffer模块设置缓存长度等于预测时域Np，每次输出Np长度的未来时刻参考序列向量，采样时间和MPC控制周期保持一致
• 第三步：修改QP问题的f向量计算：你之前调节器场景的H矩阵可以完全不用改，只需要把你MATLAB跟踪代码里的f向量计算逻辑封装成Simulink的MATLAB Function模块即可，输入为当前状态量、Buffer输出的参考序列，输出为QP求解需要的f向量
• 第四步：约束逻辑完全复用你之前调节器的设置即可，求解QP后取控制序列第一个时刻的控制量输出给被控对象

调试注意事项 #

• 先把参考值设为0，运行验证效果和你之前的调节器MPC完全一致，确认代码移植没有错误
• 跟踪阶跃参考时调整权重参数：状态权重Q越大跟踪响应越快、超调风险越高，控制权重R越大控制动作越平缓、跟踪响应速度越慢
• 若需要跟踪时变参考，只需要修改参考生成模块的输出即可，MPC侧不需要额外改动

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Unanimously