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作者：贾佳鑫;杜昕;黄江涛;刘刚;徐翔;
单位：中国空气动力研究与发展中心;
摘要：在空中无人加油对接段，受加油机尾流、阵风、大气紊流等多重干扰影响，加油机的锥套会出现相对高频的飘摆运动，给自主对接控制带来极大挑战。目前的跟踪控制多以非零点集、LQR等方法为主，在应对模型不确定性或外部干扰等方面存在不足，故提出一种基于MPC的自主对接段轨迹跟踪控制与规划控制一体化框架。首先，利用五次多项式进行轨迹规划得到参考轨迹，并构建状态观测器；使用MPC控制器进行轨迹跟踪，并与传统的PI控制器进行了比较。其次，在初始位置与参考轨迹相差较大时，利用MPC进行重新规划，并且在MPC控制器每跟踪一定步数时，根据当前及锥套位置规划轨迹，实现规划控制一体化。仿真结果表明：MPC控制器在存在模型误差、初始位置误差时仍然能较好地跟踪轨迹；基于MPC的规划控制一体化能够实现锥套存在飘摆运动时对接轨迹的实时重规划与控制，且精度较高。
关键词：空中无人加油;;自主对接;;状态观测器;;参考轨迹;;模型预测控制
