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预测控制基础理论

1.预测控制的基本概念

预测控制（ModelPredictiveControl,MPC）是一种基于模型的控制策略，它通过预测未来系统的行为来优化当前的控制决策。与传统的PID控制器不同，MPC能够处理多变量系统、约束条件和非线性问题，因此在工业控制领域得到了广泛应用。

1.1预测控制的定义

预测控制的核心思想是在每一个采样时刻，根据当前系统的状态和未来的参考轨迹，通过优化算法计算出未来一段时间内的最优控制序列，然后仅应用该序列的第一个控制动作。这种控制策略可以有效地处理复杂的动态系统，尤其是在存在约束条件的情况下。

1.2预