一种快速非线性模型预测控制律研究

为滑翔增程弹设计了一种滑翔控制律,在考虑其非线性、状态约束和控制舵偏角幅值约束的情况下,针对滑翔控制过程中采样周期短,系统动态变化快的特点,采用直接多重打靶法和实时迭代策略来缩短非线性模型预测控制中递推优化的计算时间,并应用预先优化策略避免反馈控制延迟。仿真结果表明,该控制器的控制律求解时间小于采样周期,能满足滑翔增程弹滑翔控制要求,控制效果良好。研究结果可为同类弹箭非线性模型预测控制律设计提供参考。

扩展约束仿射非线性系统预测控制吸引域

针对受约束的仿射型非线性系统,提出了一种采用扩张终端约束集与其容许集来扩大其双模非线性模型预测控制吸引域的新方法.首先,采用反馈线性化控制律和非线性系统的多面体线性微分包含,给出了一种求解仿射非线性系统最大控制不变集的方法,并基于此设计了扩张终端约束集的不变集切换控制策略;其次,引入区间算法,研究了约束非线性系统N步容许集的离线算法,在此基础上以扩张终端约束集的N步容许集作为初始状态吸引域,利用双模单步优化控制策略以实现系统状态渐近稳定,并扩大了预测控制的吸引域;最后,将该算法用于一类典型的非线性过程——连续搅拌反应釜的控制中,仿真结果验证了方法的有效性.