风洞是研制飞机的重要地面试验设备,飞机工作情况的复杂性对风洞流场精度提出了严苛的要求,单一的预测控制基于预测未来时刻的控制偏差优化控制率,有能力解决高精度问题,多模型控制能够在复杂工况下表现出较好的优越性。因此,本文以引射式跨声速风洞为被控对象,研究在多模型的基础上使用预测控制实现高精度的风洞流场。由于风洞流场工况复杂,每种工况下测取的阶跃响应数据不同,所以在每种工况下以阶跃响应模型作为风洞流场预测模型是不同的,因而需要在不同的工况条件下,分别建立各自的预测模型和控制器,这就出现了多模型问题。考虑到多模型控制在解决非线性问题上的优越性,本文选择在基于多模型的基础上,使用预测控制算法设计风洞流场控制器,将多模型方法和预测控制方法有效结合。多模型控制是一种基于分解-合成策略的控制方法,具体步骤是:首先是问题的分解,将非线性的风洞系统按照工况不同划分为多个线性的子区间,每个子区间都建立各自的预测模型和DMC控制器;然后是解的合成,通过控制器的加权策略达到追踪系统动态特性的目的。为了能够更加准确的描述风洞系统的动态特性,综合考虑多模型预测控制结构之后,结合风洞流场非线性、吹风时间短的特点,选用了控制器加权的多模型预测控制。该方法涉及到权系数的计算问题,由于在吹风试验中可能存在某种干扰,使得当前时刻误差不准,所以本文采用匹配误差法,该方法考虑了当前时刻和历史时刻的误差,使结果更加可靠,并将计算得到的权系数与控制量的乘积之和作为总的控制量来控制风洞流场。最后对多模型控制和单模型控制分别进行仿真,仿真结果证明,多模型控制器能够有效调节风洞流场、使吹风试验达到精度要求,而单模型预测控制不能满足非线性系统的要求,说明了多模型动态矩阵控制器的有效性。