Trajectory planning is a key technology for unmanned aerial vehicles (UAVs) to achieve complex flight missions. In this paper, a terminal constraints conversion-based Gauss pseudospectral trajectory planning optimization method is proposed. Firstly, the UAV trajectory planning mathematical model is established with considering the boundary conditions and dynamic constraints of UAV. Then, a terminal constraint handling strategy is presented to tackle terminal constraints by introducing new penalty parameters so as to improve the performance index. Combined with Gauss-Legendre collocation discretization, the improved Gauss pseudospectral method is given in detail. Finally, simulation tests are carried out on a four-quadrotor UAV model with different terminal constraints to verify the performance of the proposed method. Test studies indicate that the proposed method performances well in handling complex terminal constraints and the improvements are efficient to obtain better performance indexes when compared with the traditional Gauss pseudospectral method.
This study intends to investigate the optimal switching modes of a double-capacitive thermal system under different constraints on the state and the control variable, by the application of the Pontryagin's Minimum Principle. Throughout the development, the control effort is assumed to have two modes of state: M or zero and the terminal times being fixed. In the first part of this study, the Principle is discussed under various conditions for this particular problem, with different criterion functions and in the same time imposing a certain constraints; i) on the terminal states, ii) on functions of the terminal states. Depending upon the upper bound value of the control vector, possible driving modes of the states are studied from which particular optimal driving modes are extracted so as to meet the specified constraints and boundary conditions imposed in the problem. Numerical solutions are evaluated for an over0damped, double-capacitive thermal plant and the optimal solutions: the switching mode, the optimal switching time, and the control effort are compared with the analytical results, in the second part of this work, to confirm the development.
Yoon, Tae-Woong;Kim, Jung-Su;Jadbabaie, Ali;Persis, Claudio De
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
/
제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
/
pp.1901-1904
/
2003
MPC or model predictive control is representative of control methods which are able to handle physical constraints. Closed-loop stability can therefore be ensured only locally in the presence of constraints of this type. However, if the system is neutrally stable, and if the constraints are imposed only on the input, global aymptotic stability can be obtained; until recently, use of infinite horizons was thought to be inevitable in this case. A globally stabilizing finite-horizon MPC has lately been suggested for neutrally stable continuous-time systems using a non-quadratic terminal cost which consists of cubic as well as quadratic functions of the state. The idea originates from the so-called small gain control, where the global stability is proven using a non-quadratic Lyapunov function. The newly developed finite-horizon MPC employs the same form of Lyapunov function as the terminal cost, thereby leading to global asymptotic stability. A discrete-time version of this finite-horizon MPC is presented here. The proposed MPC algorithm is also coded using an SQP (Sequential Quadratic Programming) algorithm, and simulation results are given to show the effectiveness of the method.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
/
제18권4호
/
pp.719-728
/
2017
This paper proposes a synthesis of new guidance law to generate an evasive maneuver against enemy's missile interception while considering its impact angle, acceleration, and field-of-view constraints. The first component of the synthesis is a new function of repulsive Artificial Potential Field to generate the evasive maneuver as a real-time dynamic obstacle avoidance. The terminal impact angle and terminal acceleration constraints compliance are based on Time-to-Go Polynomial Guidance as the second component. The last component is the Logarithmic Barrier Function to satisfy the field-of-view limitation constraint by compensating the excessive total acceleration command. These three components are synthesized into a new guidance law, which involves three design parameter gains. Parameter study and numerical simulations are delivered to demonstrate the performance of the proposed repulsive function and guidance law. Finally, the guidance law simulations effectively achieve the zero terminal miss distance, while satisfying an evasive maneuver against intercept missile, considering impact angle, acceleration, and field-of-view limitation constraints simultaneously.
An approximation scheme utilizing Bezier curves is considered for solving time-delayed optimal control problems with terminal inequality constraints. First, the problem is transformed, using a $P{\acute{a}}de$ approximation, to one without a time-delayed argument. Terminal inequality constraints, if they exist, are converted to equality constraints. A computational method based on Bezier curves in the time domain is then proposed for solving the obtained non-delay optimal control problem. Numerical examples are introduced to verify the efficiency and accuracy of the proposed technique. The findings demonstrate that the proposed method is accurate and easy to implement.
Uncertain factors in finical markets make the prediction of future returns and risk of asset much difficult. In this paper, a model,assuming the admissible errors on expected returns and risks of assets, assisted in the multiperiod mean variance portfolio selection problem is built. The model considers transaction costs, upper bound on borrowing risk-free asset constraints, cardinality constraints and threshold constraints. Cardinality constraints limit the number of assets to be held in an efficient portfolio. At the same time, threshold constraints limit the amount of capital to be invested in each stock and prevent very small investments in any stock. Because of these limitations, the proposed model is a mix integer dynamic optimization problem with path dependence. The forward dynamic programming method is designed to obtain the optimal portfolio strategy. Finally, to evaluate the model, our result of a meaning example is compared to the terminal wealth under different constraints.
In this paper we formulate an optimal control problem governed by time-delay Volterra integral equations; the problem includes control constraints as well as terminal equality and inequality constraints on the terminal state variables. First, using a special type of state and control variations, we represent a relatively simple and self-contained method for deriving new necessary conditions in the form of Pontryagin minimum principle. We show that these results immediately yield classical Pontryagin necessary conditions for control processes governed by ordinary differential equations (with or without delay). Next, imposing suitable convexity conditions on the functions involved, we derive Mangasarian-type and Arrow-type sufficient optimality conditions.
In this paper, a new looper controller is proposed to minimize the tension variation of a strip in the hot strip finishing mill. The proposed control technology is based on a receding horizon control (RHC) to satisfy the constraints on the control input/state variables. The finite terminal weighting matrix is used instead of the terminal equality constraint. The closed loop stability of the RHC for the looper system is analyzed to guarantee the monotonicity of the optimal cost. Furthermore, the RHC is combined with a 4SID(Subspace-based State Space System Identification) model identifier to improve the robustness for the parameter variation and the disturbance of an actuator. As a result, it is shown through a computer simulation that the proposed control scheme satisfies the given constraints on the control inputs and states: roll speed, looper current, unit tension, and looper angle. The control scheme also diminishes the tension variation for the parameter variation and the disturbance as well.
Due to implementation of legislations for translation poor such as handicapped people, elderlies, children most public buildings are now integrating barrier free design methods. However, barrier free design is still considered as constraints of physical elements that only serve to meet functional aspects for minors and conflict with designs of the space. The authors believe that it is time that barrier free design is considered not as constraints but opportunities that both meet functional and aesthetical needs serving the growing population of transportation poor and others as well. This paper has looked into characteristics of transportation poor and barrier free design elements of passenger terminals and developed 4 categories of design methods. applied by using human sense, form, furniture, and architectural elements. Then the authors analyzed Gunsan International and coastal passenger terminal existing conditions which is considered to be designed to meet barrier free guidelines and legislations through the developed design categories and elements. The result turned out that the subject in regard of barrier free designs for transportation poor lack various applications such as forms that can be used as symbolic and directional elements that assists as wayfinding cues. Also, flexible and multi functional approaches in furniture arrangements, structural approaches are needed.
In this paper an efficient algorithm for Pontriagin's maximum principle is developed. Fletcher-Powell method is adopted as optimization technique which shows fast and stable convergence characteristics. Terminal constraints are alse considered by using Hestens' algorithm and penalty function method together. Control variable inequality constraints are also considered by using Gradient Projection technique combined with Flectcher-Powell method. Test experiment shows good and reliable results.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.