基于PD—RMPC算法解決彈性體高超聲速飛行器的輸入飽和與狀態約束問題

張廣豪　郭宏宇　秦偉偉　張植　何兵

摘要：由于強不確定性、高非線性、強耦合性，輸入飽和及飛行狀態受約束等問題，使得控制系統的設計中存在許多難題。因此，設計一個能夠解決模型不確定性和保持嚴格執行飛行約束的控制算法十分必要。首先，基于線性矩陣不等式（LMIs）凸優化的控制策略，并結合張量積模型轉化方法將考慮氣動熱彈性因素的非線性動力學模型轉變成線性參數模型（LPV）；其次，將PD-RMPC算法應用于LPV模型以克服輸入飽和及飛行狀態受限影響。這種控制策略不僅可以解決參數模型的不確定性和彈性體模型的魯棒穩定性問題，同時也保證了在約束下的系統狀態穩定。最終，數值仿真結果證實了方法的有效性。

關鍵詞：高超聲速飛行器；參數依賴魯棒模型預測控制算法：LPV模型；張量積模型轉換

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1673-5048（2017）03-0033-08