基于随机模型预测控制的卫星编队重构

摘要

针对卫星编队重构问题,提出了一种具有随机不确定性、推力约束和避障能力的随机模型预测控制(Stochastic model predictive control,SMPC)方法。由于不确定性的概率是有限的,足以违反约束条件,给随机不确定性的考虑带来了巨大的挑战。SMPC利用概率不确定性描述来定义机会约束,通过引入约束违反概率,为处理约束的随机效应提供了一种有效的方法,且上述方法仅需知道不确定性的均值和方差。将SMPC问题转化为确定性凸问题,提出了一种切比雪夫不等式,将机会约束转化为确定性约束。最后对卫星编队重构问题进行了数值模拟,验证了SMPC算法的可行性和优越性。