连续时间约束下的受限控制分配：三维情形

本文提出了一种新的二次规划（QP）方法，用于受限控制分配，直接包含连续时间执行器速率约束，而无需使用松弛变量。超载飞行器配置——尤其是eVTOL和军事应用中常见——需要控制分配算法在满足位置和速率约束的同时，将命令控制矩分配给可用执行器。现有方法如直接分配、伪逆、级联广义逆和精确 redistributed 伪逆要么无法处理连续时间中的速率约束，要么需要离散化方法，这会损害性能。当前的QP方法用于包含速率约束的速率约束依赖于松弛变量以确保可行性，这会阻止完全利用可实现矩集并降低分配性能。所提出的方法通过凸包运算计算从位置和速率约束中获得的可实现矩集，然后通过缩放不可实现的命令矩以其方向为例，以可实现矩集的边界为界来确保可行性。该方法在没有松弛变量的情况下保证了优化问题的可行性。该方法通过在F-18战斗机控制分配问题上的仿真进行了验证，表明其性能等效于 established 的 exact redistributed 伪逆方法，同时提供更平滑的执行器行为并增强约束满足。结果表明，包含连续时间速率约束导致执行器跟踪改善、超调减少以及更精确地遵守位置限制，这对于飞行器安全、乘坐舒适性和执行器寿命至关重要。