基于PD—RMPC算法解决弹性体高超声速飞行器的输入饱和与状态约束问题

张广豪　郭宏宇　秦伟伟　张植　何兵

摘要：由于强不确定性、高非线性、强耦合性，输入饱和及飞行状态受约束等问题，使得控制系统的设计中存在许多难题。因此，设计一个能够解决模型不确定性和保持严格执行飞行约束的控制算法十分必要。首先，基于線性矩阵不等式（LMIs）凸优化的控制策略，并结合张量积模型转化方法将考虑气动热弹性因素的非线性动力学模型转变成线性参数模型（LPV）；其次，将PD-RMPC算法应用于LPV模型以克服输入饱和及飞行状态受限影响。这种控制策略不仅可以解决参数模型的不确定性和弹性体模型的鲁棒稳定性问题，同时也保证了在约束下的系统状态稳定。最终，数值仿真结果证实了方法的有效性。

关键词：高超声速飞行器；参数依赖鲁棒模型预测控制算法：LPV模型；张量积模型转换

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2017）03-0033-08