高超声速飞行器调度双模预测控制方法
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作者:
作者单位:

(西安交通大学电子与信息工程学院,西安710049)

作者简介:

马宇(1988-), 男, 博士生, 从事飞行器的制导与控制、预测控制的研究;蔡远利(1963-), 男, 教授, 博士生导师, 从事现代控制理论及应用、复杂系统建模与仿真等研究.

通讯作者:

E-mail: ylicai@mail.xjtu.edu.cn

中图分类号:

TP273

基金项目:

宇航动力学国家重点实验室开放基金项目(2011ADL-JD0202);国家自然科学基金项目(61202128, 61463029).


Scheduled dual mode predictive control for hypersonic vehicles
Author:
Affiliation:

(School of Electronic and Information Engineering,Xián Jiaotong University,Xián 710049,China)

Fund Project:

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    摘要:

    针对一类具有大包线飞行和快时变特性的高超声速飞行器,采用多个线性时变(LTV)多胞模型近似地描述高超声速飞行器的纵向非线性模型.对于各LTV多胞模型,离线设计局部双模预测控制器来显式地处理控制输入和状态的约束问题,并获得相应的稳定域.然后,构造各局部控制器间稳定的切换策略.仿真结果表明,所提方法在控制输入和状态满足给定的约束范围情况下,不仅能更快地跟踪较大范围的速度和高度的指令信号,而且大幅减少了在线计算时间.

    Abstract:

    For a hypersonic vehicle with wide flight envelopes and fast time-varying processes, a set of linear time varying (LTV) polytopic models is employed to describe the nonlinear longitudinal model of a hypersonic vehicle. For each LTV polytopic model, a local dual mode predictive controller is offline designed to obtain the stable region and explicitly handle the state and control constraints. Then the stability of the scheduled controller is guaranteed by designing the switching strategy in the set of local dual mode predictive controllers. Simulation results show that the proposed control strategy not only obtains faster tracking of velocity and altitude commands in a relatively large range without the violation of the state and control constraints, but also reduces the online computation.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

马宇,蔡远利.高超声速飞行器调度双模预测控制方法[J].控制与决策,2017,32(11):2063-2070

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  • 在线发布日期: 2017-10-12
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