基于模型预测控制的动力定位过驱动控制设计

半潜式平台动力定位系统仅能控制纵荡、横荡和艏摇的低频运动，而整个系统安装的推力器个数大于被控自由度个数，因此整个定位系统为过驱动系统。针对该系统，采用模型预测控制，将虚拟控制力计算和推力分配实现一体化设计。控制力由推力器推力显式表达，充分考虑了推力器物理性能，以推力器推力变化率为控制参数。设计中，首先利用当前运动状态预测环境扰动，通过最小二乘法实现环境扰动的初次分配，然后再进行标准模型预测控制，充分考虑了桨-桨干扰造成的推力损失问题，通过设置上下游推力器间推力夹角，有效地避免了推力损失。最后给出数值算例验证了该方法。