在现代机器人技术与自动化系统中，路径跟踪的精确性和效率一直是研究的重点。随着对自动驾驶和机器人导航技术需求的增加，控制算法的性能在很大程度上决定了这些系统的稳定性和可靠性。在这一背景下，基于模型预测控制（MPC）的路径跟踪策略因其独特的优点而备受关注。MPC能够处理复杂的动态约束，并针对未来的预测轨迹进行优化，从而实现对系统状态的精确控制。 本文将探讨一种特定的MPC实现，即在ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）内进行的仿真小车控制。ROS是一个用于机器人应用开发的灵活框架，它提供了大量的工具和库来帮助软件开发。通过在ROS环境下使用MPC算法，开发者可以更加方便地进行控制算法的测试和验证。 Ubuntu 20.04作为一个开源的Linux操作系统，是ROS Noetic支持的平台。ROS Noetic是ROS系列的第十个版本，也是最新版本，它为机器人系统的开发提供了强大的工具集。在进行MPC控制算法的ROS仿真之前，首先需要在Ubuntu 20.04上安装ROS Noetic。这一步骤是必不可少的，因为ROS Noetic中包含了实现MPC所需的包和功能。 安装完ROS Noetic之后，下一步是安装MPC控制算法所需的所有ROS依赖项。这些依赖项通常包括用于系统建模、优化求解和状态估计的各种库和工具。通过确保所有必需的依赖项都已正确安装，可以确保MPC算法能够顺利运行。 在ROS中使用MPC算法进行路径跟踪，可以带来诸多优势。MPC是一种先进的控制策略，它能够考虑到未来的时间范围，提前对潜在的问题进行优化，比如避免障碍物或减少能耗。MPC能够处理复杂的动态系统约束，这对于机器人在现实世界中导航是非常重要的。此外，MPC具有良好的适应性和鲁棒性，即便在复杂的动态环境中，它也能够维持稳定的跟踪性能。 MPC控制算法的实现和应用通常需要深入理解系统的动态特性，包括动力学建模、状态估计以及优化问题的求解。在ROS的框架下，开发者可以利用现有的工具和库来简化这些过程，使他们能够更加专注于算法设计和性能优化。 对于需要进行仿真的小车，使用MPC进行控制可以实现更加精确的路径跟踪。这对于教育和研究领域尤其有价值，因为它允许学生和研究人员在不受真实物理环境限制的情况下，自由地测试和学习控制算法。 博客配套资源包的提供使得这一技术的学习和应用变得更加便捷。下载资源包后，用户可以在自己的计算机上快速搭建起仿真环境，并立即开始进行实验和开发。这种即下载即安装的方式，大大降低了学习曲线，使得更多的人能够轻松接触并使用MPC控制算法。 MPC在ROS内实现的仿真小车控制，为路径跟踪提供了一种高效的解决方案。它不仅具备处理复杂动态约束和预测未来状态的能力，而且通过在ROS平台的集成，使得开发和测试过程更加高效。随着自动驾驶和机器人技术的不断进步，MPC控制算法在路径跟踪领域的应用前景将变得更加广阔。

该书于2008年由springer出版。是基于matlab实现的模型预测控制，里面的例子采用matlab编程，并介绍实际工程例子。

对模型预测控制（model predictive control)的理论及应用做了详细的介绍，并且附有详细的matlab程序，推荐！

一本关于模型预测控制的极好教材，内涵大量MATLAB代码

《Model Predictive Control: Theory and Design》这本书是国外大学学习模型预测控制（MPC）的指定教材，出版于2009年。

Model predictive control (MPC) has a long history in the field of control engineering. It is one of the few areas that has received on-going interest from researchers in both the industrial and academic communities.

Model Predictive Control System Design and Implementation Using MATLAB的第一章的部分翻译.rar

学习模型预测控制很好的一本书，书里面有程序，学起来很方便

《Model Predictive Control: Theory and Design》这本书是国外大学学习模型预测控制（MPC）的指定教材，出版于2009年。

第四章 根据比赛任务设计算法 根据比赛任务，可分析得出完成任务的基本步骤，本演示程序中设计的搬运 任务是把五个不同颜色的色块随机放在场地图中的 A、B、C、E 和 G 处。算法 的整体设计思想是先把 A、B、C 三个点处的物块搬到起点到中心的直线上排列 好，然后将第四个直接送到对应的放置地点，再用相同的方法将起点直线上的三 个物块放到对应的地点，最后再把处于灰色地带的第五个物块搬到对应地点。 本搬运算法的具体实现的步骤如下： （1）机器人从起点循线到中心交叉路口处，为方便描述记为 O 点； （2）在 O 点左转 90 度后继续循线，当 4 个 QTI 传感器全部检测到白色时， 即判断到达 A 点，机器人原地掉头，带着物块离开； （3）循线到 O 点右转 90 度，开启定时器，定时循线到接近起点处，后退 几步放下第一个物块，再原地掉头； （4）循线到 O 点左转 45 度，当 4 个 QTI 传感器全部检测到白色时，即判 断到达 B 点，机器人原地掉头，带着物块离开； （5）循线到 O 点右转 45 度，开启定时器，与上一个物块作一定的时间间 隔，定时循线，后退几步放下第二个物块，再原地掉头； （6）直接循线到达 C 点，到达 O 点后，开启定时器继续前进，与上一个物 块作一定的时间间隔，定时循线，后退几步放下第三个物块，再原地掉头； （7）再次循线到达 O 点，原地右转 90 度，循线来到 E 点，当 4 个 QTI 传 感器全部检测到白色时，开启颜色传感器识别物块颜色。 若物块是蓝色，则直行直接循线到物块放置处，放下物块后退几步再原地掉 头，继续循线到中心点 O 处，左转 90 度； 若物块是黄色，则原地掉头，循线到 O 点后继续直行，一直到达物块放置处， 放下物块后退几步再原地掉头，继续循线到中心点 O 处，右转 90 度； 若物块是白色，则原地掉头，循线到 O 点后右转 45 度，到达物块放置处，