acados/acados

解决的问题

acados 提供用于非线性最优控制问题（OCP）的快速嵌入式求解器。它特别针对实时应用（如模型预测控制（MPC）和移动时域估计（MHE））的计算需求进行设计，这些应用需要在高频控制回路中反复快速求解问题。

工作原理

使用C语言编写以实现最大性能，该软件利用最优控制问题的特定结构来提高效率。它采用定制的二次规划（QP）求解器（如 HPIPM）和压缩方法（condensing methods）来加速计算。系统支持多段法进行时间离散化，并提供多种积分方法来求解常微分方程（ODE）和微分代数方程（DAE）。系统具有模块化设计，允许用户自由组合NLP求解器、QP求解器和正则化方法。用户可通过Python、MATLAB或Octave接口定义问题，通常借助 CasADi 符号框架来处理非线性表达式。

适用对象

适用于在机器人学（四旋翼飞行器、腿式运动）、自动驾驶车辆、航空航天（轨迹优化）、能源系统和生物力学等领域从事高性能嵌入式系统开发的工程师和研究人员。

主要亮点

• 实时性能：专为时间敏感、高频控制回路优化。
• 嵌入式导向：使用C语言编写，便于部署在嵌入式硬件上。
• 机器学习集成：可作为可微分层嵌入机器学习架构中，实现MPC与强化学习的结合。
• 灵活的公式化：支持多阶段或多相问题，各阶段的函数和维度可变化。
• 广泛的语言支持：提供Python、MATLAB和Octave接口。