acados/acados

해결하는 문제

acados는 비선형 최적 제어 문제(OCP)를 위한 빠르고 임베디드 가능한 솔버를 제공합니다. 모델 예측 제어(MPC) 및 이동 시간 창 추정(MHE)과 같은 실시간 응용 프로그램에서 고주파 제어 루프 내에서 반복적으로 빠르게 문제를 해결해야 하는 컴퓨팅 요구 사항을 특별히 고려하여 설계되었습니다.

작동 방식

최대 성능을 위해 C 언어로 작성된 소프트웨어는 최적 제어 문제의 특정 구조를 활용하여 효율성을 극대화합니다. HPIPM과 같은 맞춤형 2차 계획(QP) 솔버와 축소 방법(condensing methods)을 사용하여 계산 속도를 높입니다. 시간 이산화에는 다중 쇼팅(multiple shooting)을 지원하며, 상미분 방정식(ODE) 및 미분대수방정식(DAE)의 해법에 다양한 적분 방법을 제공합니다. 모듈식 구조를 채택하여 NLP 솔버, QP 솔버, 정규화 방법을 자유롭게 조합할 수 있습니다. Python, MATLAB, Octave 인터페이스를 통해 문제를 정의할 수 있으며, 비선형 표현식 생성에는 일반적으로 CasADi 기반의 기호적 프레임워크를 활용합니다.

대상 사용자

로봇공학(쿼드코프터, 다리로 걷는 로봇), 자율주행차, 항공우주(궤도 최적화), 에너지 시스템, 생체역학 등 고성능 임베디드 시스템을 다루는 엔지니어 및 연구자에게 적합합니다.

주요 특징

• 실시간 성능: 시간이 엄격히 제한되는 고주파 제어 루프에 최적화됨.
• 임베디드 중심: 임베디드 하드웨어에 배포하기 위해 C 언어로 작성됨.
• 기계학습과의 통합: 기계학습 아키텍처에 미분 가능한 레이어로 임베딩 가능하여 MPC와 강화학습을 결합할 수 있음.
• 유연한 정식화: 각 단계에서 함수와 차원이 달라질 수 있는 다단계 또는 다단계 문제를 지원함.
• 다양한 언어 지원: Python, MATLAB, Octave용 인터페이스 제공.