一种用于控制系统的操作的控制系统，所述系统具有受制于包括对所述系统的状态变量和控制变量的等式约束和不等式约束的约束的连续时间非线性动力学，所述控制系统包括：估计器，其使用系统的操作的测量来估计系统的当前状态；以及控制器，其在各个控制时间步迭代地求解约束非线性优化问题的近似以生成控制解，其中，该近似包括系统的非线性动力学的通过控制范围中的时间间隔离散化并针对控制范围的各个时间间隔使用约束雅可比矩阵的近似表示的线性化。迭代求解过程基于使用系统的离散化动力学和系统的离散化动力学的至少一个方向导数中的一个或组合的评估用于中间压缩矩阵和约束雅可比矩阵的近似的分块更新公式。中间压缩矩阵和约束雅可比矩阵中的各个块表示预测范围中的一个时间间隔，并且可基于分块秩一更新公式独立地更新，而没有任何迭代求解过程，也没有任何矩阵‑矩阵乘法或矩阵因式分解。