二进制推力器的混合整数与连续模型预测控制：比较研究
计算机视觉与模式识别
2026-03-23 v1
摘要
二进制开/关推力器在近距离作业中的姿态和位置控制中常用，但其离散性为常规连续控制方法带来挑战。对这些离散执行器的控制要么明确地表述为混合整数优化问题，要么采用两层方法，其中连续控制器的输出通过类比到数字调制技术（如Delta-Sigma调制）转换为二进制命令。本文提供了这两种方法在二进制推力器控制中进行系统性比较，将连续模型预测控制（MPC）与Delta-Sigma调制进行对比，并针对二进制推力器系统提出了一种新型MPC变体，该变体利用Delta-Sigma调制器的状态信息。对这两种连续MPC变体以及MIMPC进行了大量仿真评估，仿真平台为ESA的REACSA。结果表明，虽然所有方法在大推力 regime 下性能相似，但MIMPC在小推力条件下实现了更佳的燃料效率。连续MPC与调制方法在较高推力水平上表现出不稳定性，而结合调制器动力学的二进制信息MPC提高了鲁棒性，缩小了与MIMPC之间的效率差距。从仿真和实际系统实验可以看出，MIMPC在资源受限的任务中提供了完整的稳定性和燃料效率优势，而连续控制方法仍适用于计算资源有限的应用场景。
引用
@article{arxiv.2603.19795,
title = {Controllable Text-to-Motion Generation via Modular Body-Part Phase Control},
author = {Minyue Dai and Ke Fan and Anyi Rao and Jingbo Wang and Bo Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.19795},
year = {2026}
}