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你有没有注意到控制工程师真的喜欢3个字母的首字母缩略词？
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在本系列中，我们将重点关注MPC，它可能是一些工程师最受欢迎的控件。
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但它真正代表的是模型预测控制。在本视频中，我们将讨论您使用它的原因。
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但首先，让我们简要介绍一下MPC背后的基本思想。 MPC是一种反馈控制算法
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这里有一个类比来解释我们的意思：说你正在驾驶，你的目标是让汽车保持在车道内。
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您为实现此目标而做出的决策与模型预测控制器的工作方式非常相似。
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您了解汽车的特性：根据您采取的控制措施，它的速度有多快或转动多少。
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使用这种车型，你可以在头脑中进行模拟。这些可以根据您对未来轨迹的预测
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您选择的控制动作。然后，您选择尽可能接近驱动预测轨迹的最佳操作
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到期望的轨迹。这是一个简单的例子，为您提供一般的想法，但在下一个视频中，我们将有更多
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关于MPC如何工作的详细讨论。
以下是您希望使用模型预测控制的一些原因。
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MPC可以处理可能在其输入和输出之间进行交互的多输入多输出系统。
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例如，在该MIMO系统中，第二输出的变化也影响第一输出。如果我们要使用PID控制器，
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设计它们将是具有挑战性的，因为两个控制回路将彼此独立地操作
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好像两个循环之间没有相互作用。设计更大的系统将更具挑战性，
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MPC的优势在于它是一个多变量控制器，通过考虑所有输出同时控制输出
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系统变量之间的交互。 MPC的另一个优势是它可以处理约束。
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限制很重要，因为违反它们会导致不良后果。
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例如，驾驶时的一些安全限制是汽车必须遵守速度限制
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与其他车辆保持安全距离。由于汽车的物理限制，例如加速度限制，也存在限制。
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如果这是由MPC控制的自动驾驶汽车，则控制器将在满足所有这些约束的同时跟踪期望的轨迹。
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MPC的另一个特性是它的预览功能，类似于前馈控制。
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让我们说自动驾驶汽车在弯曲的道路上行驶。如果控制器不知道前方有一个角落，
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它只能在角落里施加制动。但是，如果汽车前面有一个提供信息的摄像头
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关于未来的轨迹，控制器将提前知道即将到来的角落。
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因此，它可以更快地制动以安全地停留在车道上。
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MPC可以轻松地将未来的参考信息纳入控制问题，以提高控制器性能。
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自20世纪80年代以来，模型预测控制器已在过程工业中使用。
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随着微处理器计算能力的不断提高，它们的使用也已扩展到其他领域。
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其中一些区域列在这里。
MPC具有所有这些优点，但需要注意的是它需要强大，快速
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具有大内存的处理器。原因是MPC解决了每个时间步的在线优化问题，我们将在其中讨论
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下一个视频中有更多细节。
总之，MPC利用系统模型来预测其未来行为，
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它解决了在线优化问题，以选择最佳控制动作，将预测输出驱动到参考。
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它可以控制可能在输入和输出之间进行交互的多输入多输出系统。
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MPC可以处理约束，它具有预览功能。它也广泛用于许多行业。
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在下一个视频中，我们将讨论模型预测控制器的工作原理。
