跟踪问题中的非线性鲁棒预测控制器

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ＴｈｅＡｖｉａｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｏｉｃｆｅｉｎＧｕａｎｇｚｈｏｕｂｕｒｅａｕｏｆｎａｖａｌｇｅｎｅｒａｌａｒｍａｍｅｎｔｓｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ａｎｓｈｕｎ５６１０１８，Ｃｈｉｎａ
１问题描述
考虑如下非线性输入输出模型： ‘
王亚锋，龚荣昌，龙可军
海装广州Ｉ局航空总体办公室，贵州安顺５６１０１８
摘要：针对非线性系统的跟踪问题，引入了大致跟踪的概念，并在预测控制的优化问题中用当前时刻的下一时刻的跟踪误差约束替代终端时刻的跟踪误差约束，设计了鲁棒预测控制器，分析了预测控制器的稳定性。仿真结果显示了所设计
＊Ｅｍａｉｌ：ｗｙｆｙｘｙ＠，ｓｉｎａ．ｃｏｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｆｏｒｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍ，ｈｅｔｃｏｎｃｅｐｔｏｆｒｏｕｇｈｌｙｒａｔｃｋｉｎｇｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｈｅｔｔｅｒｍｉｎａｌｔｒａｃｋｎｇｉｅｒｒｏｒ
ｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｒｏｂｕｓｔｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｈｅｔｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｒｏｔｌｌｅｒＷａｓｎａａｌｙｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ．ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄ廿１ｅｔｒａｃｋｉｎｇｅｆｅｃｔｏｆｕｓｉｎｇｈｅｔｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ
本文针对非线性系统，通过引入大致跟踪的概念，首次采用在预测控制的优化问题中不考虑跟踪误差
的终端约束，而考虑优化初始时刻的下一时刻的跟踪误差约束，设计了预测控制器。这种方法避免了求取终端约束集的困难，简化了预测控制的稳定性分析。仿真结果显示了本文方法的有效性。
Ｓｃｉｅｎｔ Hale Waihona Puke Baidu ｉｆｃＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ａｕｇｕｓｔ２０１３，Ｖｏｌｕｍｅ３，Ｉｓｓｕｅ４，ＰＰ．２９５ — ３００
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴｒａｃｋｉｎｇＰｒｏｂｌｅｍ；ＮｏｎｌｉｎｅａｒＳｙｓｔｅｍ；ＭｏｄｅｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌ
跟踪问题中的非线性鲁棒预测控制器
ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｗａｓｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｈｅｔｔｒａｃｋｉｎｇｅｒｏｒｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｉｎｈｅｔｎｅｘｔｉｎｓｔａｎｔｒｅｌａｔｉｖｅｔＯｈｅｔｐｒｅｓｅｎｔｉｎｓｔｎｔａｉｎｈｅｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
鲁棒预测控制器的跟踪效果。关键词：跟踪问题；非线性系统；预测控制
引言
由于针对非线性系统的预测控制器稳定性不易分析，现有关于跟踪问题中的预测控制器设计主要针对的是线性系统。文献［１】通过规划参考输出设计了线性预测控制器，文献【２］分析了线性预测控制器的吸引域，文献［３】的预测控制器可跟踪常值期望输出，文献［４］针对线性系统设计了双模预测控制器，文献［５】设计了可跟踪分段常值期望输出的线性预测控制器。
ＲｏｂｕｓｔＮｏｎｌｉｎｅａｒＭｏｄｅｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣＯｎｔｒｏｉｌｅｒｉｎＴｒａｃｋｉｎｇＰｒｏｂｌｅｍ
ＹａｆｅｎｇＷａｎｇｔ，ＲｏｎｇｃｈａｎｇＧｏｎｇ，ＫｅｊｕｎＬｏｎｇ