acados/acados

解決的問題

acados 提供用於非線性最佳控制問題（OCP）的快速嵌入式求解器。它特別針對即時應用（如模型預測控制（MPC）和移動時域估計（MHE））的運算需求設計，這些應用需要在高頻率控制迴路中反覆且快速地求解問題。

工作原理

以C語言撰寫以達成最大效能，該軟體利用最佳控制問題的特定結構來提升效率。它使用客製化的二次規劃（QP）求解器（如 HPIPM）與壓縮方法（condensing methods）來加速計算。系統支援多段法進行時間離散化，並提供多種積分方法來求解常微分方程（ODE）與微分代數方程（DAE）。系統採用模組化設計，允許使用者自由組合NLP求解器、QP求解器與正則化方法。使用者可透過Python、MATLAB或Octave介面定義問題，通常利用 CasADi 符號框架來處理非線性表達式。

適用對象

適用於在機器人學（四軸飛行器、腿式移動）、自動駕駛車輛、航太（軌跡最佳化）、能源系統與生物力學等領域從事高效率嵌入式系統開發的工程師與研究人員。

主要亮點

• 即時性能：專為時間敏感、高頻率控制迴路優化。
• 嵌入式導向：使用C語言撰寫，便於部署於嵌入式硬體。
• 機器學習整合：可作為可微分層嵌入機器學習架構中，實現MPC與強化學習的結合。
• 彈性公式化：支援多階段或多相問題，各階段的函數與維度可變更。
• 廣泛的語言支援：提供Python、MATLAB與Octave介面。