控制分配最先在飛行控制系統設計中提出，目前已推廣至許多工程實際中，如船舶動力學、地面車輛動力學。其基本思想是將上層控制指令依據某種最佳化目標分配給冗餘的執行機構，並確保滿足執行機構的約束條件。控制分配算法的研究經歷了從簡單到複雜、從靜態最佳化到動態最佳化、從單目標最佳化到多目標最佳化的發展過程。
基本介紹
- 中文名：控制分配
- 最先提出：飛行控制系統設計
- 目前已推廣：船舶動力學等
- 詞性：名詞
介紹,總結,
介紹
在傳統控制分配中，通常假設執行器動態回響過程比系統動態快很多，從而將其忽略，即在傳統控制分配算法中是不考慮執行器動態回響過程的，稱之為靜態控制分配。隨著控制分配技術在工業領域的廣泛套用、飛行控制系統的不斷發展發現，考慮執行器動態回響過程可以有效提高控制分配的精度從而提升整個控制系統的性能，因此，考慮執行器動態回響過程的動態控制分配越來越得到研究人員的重視。針對執行器動態回響過程不可忽略的情況，Oppenheimer 和 Doman 分析了執行器動態回響過程對於控制分配的重要影響，並提出一種補償方法，但僅僅針對一階或二階形式的動力學模型。Luo 等人提出一種基於模型預測控制理論框架下的動態控制分配方法，其基本思想是借鑑預測控制的思想，對控制分配問題進行線上的有限時段最佳化，利用一個線性時變執行器模型來預測期望的執行器狀態和控制輸入軌跡，然後以最優軌跡跟蹤問題的解作為控制分配解。再入飛行器仿真研究表明，當執行器動態回響過程不可忽略時，相對於靜態控制分配算法，動態控制分配對系統性能具有很大的提升。
總結
控制分配作為過驅動控制系統設計和分析的關鍵技術，在理論研究和工程實
踐上均具有重大意義，可簡要總結如下：
（1） 考慮了執行機構的物理約束。當某個執行器出現飽和而不能產生正常
的控制效應時，可利用剩餘執行器對其進行補償，使得系統能在閉環性能變差之
前充分利用執行器的控制能力；
（2） 簡化了故障後控制重構的設計過程。如果執行器效率在整個操作過程
中都處於變化過程，或者某執行器出現故障時，可通過控制重分配實現重構，無
需調整基本的控制律；
（3） 在實際套用當中，可以利用加權方法對執行器的控制作用進行重新劃
分，提高系統的魯棒性能；
（4） 研究的控制分配算法可以直接推廣套用到艦船、水下航行器、四輪驅
動汽車、移動機器人平台等其他過驅動控制系統。
綜上所述，控制分配技術在工程套用中具有重大的實踐意義，而以工程套用
為背景的控制分配算法研究則具有重大的理論價值。
在傳統控制分配算法的基礎上，研究人員提出了適用於不同套用條件的新算
法，推進了控制分配理論的發展，新進展主要體現在魯棒控制分配、非線性控制
分配以及動態控制分配三個方面。
