qp.hpp

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// Copyright (C) 2022 Petter Nilsson, John B. Mains. MIT License.
 
#pragma once
 
#include <Eigen/Dense>
#include <Eigen/Sparse>
 
namespace smooth::feedback {
 
template<Eigen::Index M, Eigen::Index N, typename Scalar = double>
struct QuadraticProgram
{
  Eigen::Matrix<Scalar, N, N> P;
  Eigen::Matrix<Scalar, N, 1> q;
 
  Eigen::Matrix<Scalar, M, N> A;
  Eigen::Matrix<Scalar, M, 1> l;
  Eigen::Matrix<Scalar, M, 1> u;
};
 
template<typename Scalar = double>
struct QuadraticProgramSparse
{
  Eigen::SparseMatrix<Scalar> P;
  Eigen::Matrix<Scalar, -1, 1> q;
 
  Eigen::SparseMatrix<Scalar, Eigen::RowMajor> A;
  Eigen::Matrix<Scalar, -1, 1> l;
  Eigen::Matrix<Scalar, -1, 1> u;
};
 
enum class QPSolutionStatus {
  Optimal,           
  PolishFailed,      
  PrimalInfeasible,  
  DualInfeasible,    
  MaxIterations,     
  MaxTime,           
  Unknown            
};
 
template<Eigen::Index M, Eigen::Index N, typename Scalar = double>
struct QPSolution
{
  QPSolutionStatus code = QPSolutionStatus::Unknown;
  uint32_t iter;
  Eigen::Matrix<Scalar, N, 1> primal;
  Eigen::Matrix<Scalar, M, 1> dual;
  Scalar objective{0.};
};
 
}  // namespace smooth::feedback