带有输入饱和的非线性全驱系统级联预测控制
王秀博1
段广仁2
1.东北大学秦皇岛分校控制工程学院,河北秦皇岛 066004;哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心,黑龙江哈尔滨 1500012.哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心,黑龙江哈尔滨 150001;南方科技大学深圳市控制理论与智能系统重点实验室,广东 深圳 518055
摘要：基于全驱系统方法的预测控制通过非线性输入变换,将原始输入映射为期望的线性闭环系统输入,进而构造分散式线性预测模型,降低了优化问题求解的复杂度.然而,当系统具有输入饱和约束时,此类输入变换为期望的预测模型引入强非线性的约束问题.为此,本文提出了一种级联预测控制方法,设计了双层优化结构的级联预测控制器:第1层优化结合上一时刻的预测输入序列,优化预测时域内输入变换后的线性边界;第2层优化则基于重新定义的线性约束,求解带有松弛因子的分散式线性优化问题.该方法有效避免了因输入变换引发的非线性约束问题,降低优化复杂度,并提高非线性优化问题的可解性,同时保证闭环系统的稳定性.最后,通过对全驱航天器姿态系统和欠驱转动平移驱动系统的仿真,验证了所提算法的有效性.
关键词：非线性系统预测控制全驱系统方法级联优化输入饱和
论文发表日期：2025-12-30
在线出版日期：2026-03-05（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 2419-2428 )
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