预测控制在姿控发动机开关控制中的应用

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"这篇论文探讨了基于预测控制方法的姿控发动机开关控制律设计,针对大气层外飞行器的姿态控制问题。贺风华和杨宝庆利用预测控制理论,为应对干扰设计了一种鲁棒性姿态控制律,并通过输出等效方法转化为发动机的开关控制策略。同时,考虑到发动机的最小工作时间限制,他们对控制律进行了优化,得到更实际的开关控制策略。在滚转通道控制的仿真中,即使干扰力矩高达发动机控制力矩的10%,也能保持良好的姿态控制精度,证实了所提方法的有效性。该研究涉及的关键技术包括姿态控制、模型预测控制和控制受限问题。" 本文主要关注的是大气层外飞行器的姿态控制,特别是在存在外部干扰的情况下如何设计有效的开关控制律。预测控制理论在此扮演了核心角色,因为它的优势在于能预测未来系统行为并据此制定控制策略。贺风华和杨宝庆的研究中,他们针对开关控制量的特性,设计了一种鲁棒控制律,确保在面对不确定性时仍能保持稳定性能。 为了适应实际应用,他们考虑了发动机工作的物理限制,比如最小工作时间。通过对原始控制律的调整,他们创建了一个更为实用的开关控制策略,这不仅考虑了控制的限制,还保证了控制效果的连贯性。 在仿真测试中,研究人员将这种设计应用于飞行器的滚转通道控制,结果显示,即使在受到相当于发动机控制力矩10%的干扰力矩作用下,仍能实现高精度的姿态控制。这一成果强调了所提出的预测控制方法在应对实际系统约束和扰动时的有效性和实用性。 文献回顾部分,文章引用了其他研究,如变结构控制、发动机开关曲线的分析以及组合控制方法等,这些都为预测控制方法提供了理论基础和技术背景。尽管过去的研究提出了一些解决方案,但贺风华和杨宝庆的工作在处理控制量幅值受限、避免频繁开关以及考虑发动机工作模式等方面进行了创新和改进。 这篇论文深入探讨了模型预测控制在姿控发动机开关控制中的应用,旨在提高大气层外飞行器的姿态控制性能,并成功地提出了一种鲁棒且适应实际约束的控制策略。这一研究对于航天工程领域,尤其是在开发新型控制算法和优化飞行器控制系统方面具有重要的理论价值和实践意义。