基于预测控制的高超声速飞行器容错控制器设计

胡超芳^1,2，陶晔¹，高志飞¹，任艳丽¹，刘文静³，宗群¹

1. 天津大学电气与自动化工程学院2. 天津市过程检测与控制重点实验室3. 北京控制工程研究所

摘 要：针对存在升降舵面偏转角卡死故障的高超声速飞行器,提出一种基于预测控制的容错控制器设计方法.利用输入输出反馈线性化,对高超声速飞行器纵向模型进行变换;对于速度和高度的高阶导数以及故障项,设计扩张状态观测器在线观测;采用泰勒展开得到预测模型,建立连续预测控制器,分析证明闭环控制系统的稳定性和观测误差的有界性.仿真结果验证了所提方法的有效性.

关键词：高超声速飞行器;预测控制;容错控制;扩张状态观测器;