自适应非线性广义预测控制：应对高超声速飞行器的参数不确定性与舵面约束

本文探讨了"适应性非线性广义模型预测控制（NGPC）在超音速飞行器参数不确定性及舵面约束条件下的应用"。南京航空航天大学自动化工程学院的Tingting Tang 和 Ruiyun Qi 两位作者针对超音速飞行器的纵向动力学，提出了一种创新的控制器设计方法。 首先，他们通过参数化模型对系统的相对阶数进行计算，通过对输出的多次导数分析，确定了模型的适应性。这种方法使得控制器能够在受限条件下，利用泰勒级数逼近跟踪误差和控制输入，以此为基础设计出预测控制器的解。这样，一个基于预测的控制器框架得以建立。 然而，面对实际运行中的参数不确定性，控制器的性能可能会受到影响。为了克服这一问题，作者采用了Lyapunov稳定性理论，设计了一套自适应律来动态更新未知的控制器参数。这不仅保证了控制器的鲁棒性，还能在面对参数变化时保持系统稳定性和性能。 通过模拟仿真结果，论文验证了这种适应性非线性广义模型预测控制的有效性。它不仅能在参数不确定和控制表面限制的复杂环境中实现精确的飞行控制，而且能够实时调整，确保飞行器在各种工况下都能维持高效、稳定的飞行特性。这种控制器技术对于提升超音速飞行器的控制精度和安全性具有重要意义，为未来高超声速航空器的设计与控制提供了新的理论支持。