翼伞系统航迹跟踪：模糊控制与预测控制的智能切换策略

"基于模糊控制与预测控制切换的翼伞系统航迹跟踪控制" 本文主要探讨的是如何通过结合模糊控制和预测控制，实现翼伞系统的高效航迹跟踪控制。翼伞系统，也称为parafoil，是一种无动力、可控的飞行器，广泛应用于军事和科研领域，如无人机和降落设备。由于其独特的设计，翼伞系统具有六自由度，即沿三个轴向的平动和转动，因此控制它的航迹跟踪是一项复杂任务。 在传统的预测控制中，通过对未来一段时间内系统行为的预测来调整当前控制输入，以最小化预期的性能指标。然而，这种方法在处理非线性和不确定性时可能会遇到挑战。为了解决这个问题，作者提出了一个创新的控制策略，即在模糊控制和广义预测控制之间进行动态切换。 当翼伞的偏航角误差较大时，系统采用模糊控制。模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，它能够处理不确定性和非线性问题。通过将输入（如偏航角误差）映射到一组模糊规则中，模糊控制器可以生成适当的控制输出，以减少偏航角误差。模糊逻辑允许在没有精确数学模型的情况下进行控制决策，适合处理复杂的实时控制问题。 当偏航角误差减小到预设的较小范围内，系统会切换到广义预测控制。广义预测控制（GPC）是一种先进的控制策略，它可以处理多步预测，并优化未来的性能。在翼伞系统中，GPC可以提供更精确的轨迹指导，尤其是在误差较小但需要精细控制的阶段。 通过在模糊控制和预测控制之间智能切换，这个控制策略能够在保证有效跟踪的同时，降低处理器的运算负担。为了验证该方法的有效性，作者使用实际翼伞系统的参数建立了仿真模型，并进行了仿真测试。仿真结果表明，这种切换控制方法能够有效地提高航迹跟踪精度，从而证明了其在翼伞系统控制中的实用性。 这篇文章提出的模糊控制与预测控制切换策略，为解决翼伞系统的航迹跟踪问题提供了一个新颖且有效的解决方案。这种方法不仅能够应对系统非线性、不确定性带来的挑战，还能够优化控制效率，为翼伞系统的控制设计提供了有价值的参考。