南京航空航天大学学报

作者：沈强，赵泽阳，康泽禹，张祎

单位：上海交通大学航空航天学院，上海 200240；,上海交通大学航空航天学院，上海 200240；,上海交通大学航空航天学院，上海 200240；,上海交通大学航空航天学院，上海 200240；

关键词：航天器控制;模型预测控制;不确定性;安全性;计算效率

基金：国家自然科学基金青年科学基金（62103275）；国家自然科学基金联合基金（U20B2054， U20B2056）；国家重点研发计划（2020YFC2200800）。

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。

来源：2023年第6期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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