定义飞机模型

飞机线性开环动力学模型的状态空间矩阵如下:

A = [-0.0151 -60.5651 0 -32.174;-0.0001 -1.3411 0.9929 0;0.00018 43.2541 -0.86939 0;0 0 1 0];B = [-2.516 -13.136;-0.1689 - -0.2514;-17.251 - -1.5766;0 0];C = [0 1 0 0;0 0 0 1]; D = [0 0; 0 0];

创建工厂，并指定初始状态为零。

工厂= ss (A, B, C, D);x0 = 0 (4,1);

操纵变量是升降舵角和襟副翼角。攻角和俯仰角测量输出被调节。

系统的开环响应是不稳定的。

极(植物)

Ans = -7.6636 + 0.0000i 5.4530 + 0.0000i -0.0075 + 0.0556i -0.0075 - 0.0556i

指定控制器约束

两个被操纵的变量都被限制在+/- 25度之间。由于工厂的输入和输出是不同数量级的，您还可以使用比例因子来促进MPC的调整。标度因子的典型选择是上限/下限或操作范围。

MV =结构(“最小值”{-25、-25},“马克斯”25},{25日,“ScaleFactor”, {50,50});

两种植物的产量在第一个预测水平都有限制欠芽的限制。您还可以为输出指定比例因子。

OV =结构(“最小值”,{[-0.5;负]、[-100;负)},．..“马克斯”,{[0.5;正]、[正]100;},．..“ScaleFactor”, {1200});

指定控制器调优权重

控制任务是为分段常数引用获得零偏移，同时避免由于输入饱和而造成的不稳定性。由于MV和OV变量在MPC控制器中已经缩放，MPC权值是无量纲的，并应用于缩放的MV和OV值。在本例中，使用相同的OV权值对两个输出进行相同的惩罚。

重量=结构(“MV”[0 0],“MVRate”(0.1 - 0.1),机汇的10 [10]);

创建MPC控制器

使用指定的工厂模型、采样时间和视界创建MPC控制器。

t = 0.05;%样品时间p = 10;%预测地平线m = 2;%控制地平线mpcobj = mpc(植物、t、p、m,重量、MV, OV);

使用仿真软件模拟®万博1manbetx

要运行此示例，需要Simulink®。万博1manbetx

如果~ mpcchecktoolboxinstalled (“万博1manbetx模型”) disp (运万博1manbetx行这个示例需要Simulink(R)。）返回结束

在Simulink中对线性被控对象模型进行闭环控制仿真。万博1manbetx要这样做，对于MPC控制器块，设置MPC控制器财产mpcobj．

mdl =“mpc_aircraft”；open_system (mdl) sim (mdl)

——>模型转换为离散时间。——>假设添加到测量输出通道#1的输出扰动为集成白噪声。——>假设添加到测量输出通道2上的输出扰动为集成白噪声。——>”模式。mpc对象的Noise属性为空。假设每个测量输出通道上都有白噪声。

闭环响应显示出良好的设定值跟踪性能。

参考文献

[1] P. Kapasouris, M. Athans，和G. Stein，“具有饱和驱动器的不稳定装置的反馈控制系统的设计”，Proc, IFAC计算机协会。非线性控制系统设计，佩加蒙出版社，第302—307页，1990

[2] A. Bemporad, A. Casavola，和E. Mosca，“通过预测参考管理约束线性系统的非线性控制”，IEEE®反式。自动控制AC-42卷，编号3，页340-349,1997。

bdclose (mdl)