Nonlinear Model Predictive Control for Tracking a Fixed-ground Target

Das Buch "Nonlinear Model Predictive Control for Tracking a Fixed-ground Target" bietet eine innovative Lösung für das Problem der Verfolgung von festen Boden-Zielen durch Satelliten unter Verwendung eines nichtlinearen modellprädiktiven Steuerungsansatzes (NMPC). Es wird der C/GMRES-Algorithmus als schneller und vielversprechender Solver für optimale Steuerungsprobleme in Echtzeit vorgestellt. Dieser Algorithmus bewältigt die erheblichen Rechenanforderungen, die mit der Lösung der Riccati-Differentialgleichung verbunden sind, durch einfache und effiziente Annäherungen. Zudem wird ein neues, steuerungsorientiertes Modell entwickelt, das das Hauptverfolgungsproblem in ein einfaches Regelungsproblem umwandelt. Dieses Modell ist besonders vorteilhaft im Umgang mit Modellierungsfehlern und unvorhergesehenen externen Störungen. Die Aktualisierung der Steuerungseingaben erfolgt durch die Integration von zeitabhängigen Eingaben und einem Vektor von Lagrange-Multiplikatoren, was die Lösung eines Satzes linearer Gleichungen darstellt und den optimalen Bedingungen entspricht. Die vorgeschlagene Methode wird mit realen Satellitenparametern simuliert, um ein festes Boden-Ziel für Aufklärungszwecke zu verfolgen.