基于多模型MPC的变体飞机协调优化控制

来源：系统工程与电子技术杂志2023年第9期北京时间：

作者：徐文丰, 李颖晖, 裴彬彬, 禹志龙

单位：1. 空军工程大学航空工程学院, 陕西 西安 710038；2. 空军工程大学研究生院, 陕西 西安 710038

摘要：针对变体飞机纵向动力学模型的变形机构、升降舵、发动机推力的协调优化控制问题, 基于多模型切换的模型预测控制方法, 建立了变体飞机的纵向动力学模型与气动模型, 并分析了其在不同状态和构型下的动力学特性。针对变体飞机纵向运动的平衡点转移问题, 基于小扰动线性模型设计了一种多模型切换的模型预测控制器。该控制器能够通过协调控制变形机构、发动机推力和升降舵优化飞行性能, 并保证了输入幅值和速率受限的条件下变体飞机的状态变量不超出预先设定的范围。然后, 给出了将控制器求解转换为二次规划的详细可行步骤。最后, 通过仿真验证了方法的有效性。

关键词：多模态切换,模型预测控制,变体飞机,协调控制,约束控制

基金资助：国家自然科学基金(62103440);陕西省自然科学基础研究计划(2022JM-011)