控制理论与应用

作者：何涛,陈中,岑丽辉,廖宇新

单位：中南大学自动化学院,中南大学自动化学院,中南大学自动化学院,中南大学自动化学院

关键词：高超声速变体飞行器;Koopman算子;复合观测器;模型预测控制

基金：国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目(92371203),装备预研教育部联合基金项目(8091B032134),湖南省自然科学基金青年基金项目(20 22JJ40633), 思源联盟开放基金项目(HTKJ2023KL012006)资助.

针对受参数不确定性和外部干扰影响的高超声速变体飞行器姿态控制问题,本文提出了一种基于复合观测器的数据驱动模型预测控制方法.为了解决高超声速变体飞行器建模与控制中的非线性问题,采用基于Koopman算子理论的数据驱动建模方法,利用Autoencoder神经网络拟合Koopman算子的最优升维函数,并通过拓展动态模式分解(EDMD)获得有限维空间截断的线性标称模型.此外,为了抑制干扰带来的不利影响,提出了一种同步估计方法构建复合观测器,该观测器包括基于Koopman升维模型的Luenberger型观测器和同步干扰观测器;随后,基于线性标称模型和干扰估计值设计了模型预测控制器,并且证明了其迭代可行性和输入输出稳定性;最后,通过仿真验证了控制器的有效性和可行性.

来源：2025年第12期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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