预测控制打破了传统控制中对模型结构和参数的严格要求,更着眼于在信息集合的基础上,根据功能要求按最方便的途径建立模型,并且具有处理约束的能力,是目前工业控制工程中具有重要影响、最好的先进控制方法之一。随着研究工作的深入,模型预测控制已突破工业过程应用的局限,在实时系统尤其是飞行控制系统中得到了广泛地应用。预测控制具有处理约束的能力,虽然如此,但当系统受到一个不可预测的大扰动时,实际上不存在任何方法能使装置仍可以被控制在特定的约束内。因此,必须设计一个边界控制系统来应对强扰动。且由于飞机自身飞翼式布局所带来的纵向静稳定性差,航向稳定性差,操纵效能低等特点,也使得必须采用边界保护技术。同时,随着主动控制技术的发展,边界控制的重要性也越来越突出。本文主要研究的是将飞翼式飞机的预测控制和边界控制结合起来,使其在强扰动下仍能保证飞行安全。首先将飞翼式飞机的非线性模型在某个点进行配平并线性化后的模型作为预测模型并且利用MATLAB的模型预测控制工具箱完成了飞翼式飞机的预测控制系统设计。此外还设计了PID控制的增稳系统,并对两者的控制结果进行比较分析。再在预测控制的基础上对系统进行迎角过载边界控制器、滚转角速率边界控制器和马赫数/飞行速度边界控制器的设计,当接近飞行边界时,及时使用限制器,使其迅速改出边界区域。然后,分别检验了迎角、滚转角和飞行速度在强扰动下的相应边界控制器的控制效果。最后,将边界控制器运用到PID控制系统中,验证其适用性,并与运用到预测控制系统上的效果进行比较。