航天器模型预测控制方法综述

V47; 随着人类航天活动的增加,空间任务正朝着需要满足多重约束和高性能的方向发展.模型预测控制(Model predictive control,MPC)得益于其在处理约束优化问题上的能力,近年来已在航天器控制中得到了广泛研究.本文首先回顾了MPC的发展历程,并基于该方法的基本形式,对其在航天器中的应用做了分类研究.然后,针对空间环境中的不确定性,依次总结鲁棒和随机两种MPC方法以及它们在航天器上的应用情况.在此基础上,考虑到航天器的安全性问题,总结现有研究中关于避障和容错的预测控制方法.针对MPC方法计算量大的缺陷,本文也从控制器的求解策略和求解方式出发,梳理了具有高计算效率的模型预测控制...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in南京航空航天大学学报 Vol. 55; no. 6; pp. 941 - 955
Main Authors 沈强, 赵泽阳, 康泽禹, 张祎
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 上海交通大学航空航天学院,上海 200240 01.12.2023
Subjects
模型预测控制
计算效率
不确定性
safety
model predictive control(MPC)
安全性
computational efficiency
uncertainty
spacecraft control
航天器控制
Online AccessGet full text

Cover

More Information
Summary:V47; 随着人类航天活动的增加,空间任务正朝着需要满足多重约束和高性能的方向发展.模型预测控制(Model predictive control,MPC)得益于其在处理约束优化问题上的能力,近年来已在航天器控制中得到了广泛研究.本文首先回顾了MPC的发展历程,并基于该方法的基本形式,对其在航天器中的应用做了分类研究.然后,针对空间环境中的不确定性,依次总结鲁棒和随机两种MPC方法以及它们在航天器上的应用情况.在此基础上,考虑到航天器的安全性问题,总结现有研究中关于避障和容错的预测控制方法.针对MPC方法计算量大的缺陷,本文也从控制器的求解策略和求解方式出发,梳理了具有高计算效率的模型预测控制方法,包括分散式/分布式方法以及显式方法.最后,根据航天器的当前实际需求和未来发展,为MPC方法在航天器控制中的进一步研究提出了几点建议.
ISSN:1005-2615
DOI:10.16356/j.1005-2615.2023.06.001