Terminal Control of Moving Objects in the Classes Of Piecewise Constant and Piecewise Continuous Functions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper presents a terminal control problem with the separation of object’s state coordinates into two types: the slowly changing coordinates figuring in boundary conditions and the coordinates of the stabilization loop. A predictive model of the object is introduced to design the control action. A differential equation is derived for predicted mismatches in the boundary conditions. The original system is discretized in time based on this equation. This problem is solved step-by-step in the classes of piecewise constant and piecewise continuous control actions. As an illustrative example, the problem of controlling the fuel consumption of a stage of a liquid-propellant launch vehicle is considered. The class of control actions is extended from piecewise constant to piecewise continuous functions in order to cover additional requirements for the control process. The continuous functions on intervals between control jumps are chosen using the local boundary conditions obtained during the terminal control design in the class of piecewise constant functions.

About the authors

V. K Zavadsky

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: vladguc@ipu.ru
Moscow, Russia

V. P Ivanov

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: vladguc@ipu.ru
Moscow, Russia

E. B Kablova

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: vladguc@ipu.ru
Moscow, Russia

L. G Klenovaya

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: vladguc@ipu.ru
Moscow, Russia

V. Yu Rutkovskii

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

References

  1. Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. [Siharulidze, Yu.G. Ballistika i navedenie letatelnykh apparatov. – M.: Binom. Laboratoriya znanii, 2011. (In Russian)]
  2. Haeussermann, W. Description and Performance of the Saturn Launch Vehicle’s Navigation, Guidance, and Control System // 3rd Int. IFAC Conf. on Automatic Control in Space. – Toulouse, France, 1970. – Vol. 3. – P. 275–312.
  3. Петров Б.Н., Портнов-Соколов Ю.П., Андриенко А.Я., Иванов В.П. Бортовые терминальные системы управления. – М.: Машиностроение, 1983. – 200 с. [Petrov, B.N., Portnov-Sokolov, Yu.P., Andrienko, A.Ya., Ivanov, V.P. Onboard Terminal Control Systems (Principles of Construction and Elements of the Theory). – M.: Mechanical Engineering, 1983. – 200 s. (In Russian)]
  4. Веремей Е.И., Еремеев В.В. Введение в задачи управления на основе предсказаний // Всероссийская науч. конф. «Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB». – Москва, 2004. – C. 98–115. [Veremej, E.I., Eremeev, V.V. Vvedenie v zadachi upravleniya na osnove predskazanij // Vserossijskaya nauch. konf. «Proektirovanie nauchnyh i inzhenernyh prilozhenij v srede MATLAB». – Moscow, 2004. – C. 98–115. (In Russian)]
  5. Grüne, L., Pannek, J. Nonlinear Model Predictive Control. Theory and Algorithms. – Springer, 2011.
  6. Гулько Ф.Б., Новосельцева Ж.А. Применение методов прогнозирования в задачах синтеза систем автоматического управления // VIII Всесоюзное совещание по проблемам управления. – Москва, 1980. – Т. 1. – C. 32–34. [Gul'ko, F.B., Novosel'ceva, Zh.A. Primenenie metodov prognozirovaniya v zadachah sinteza sistem av-tomaticheskogo upravleniya // VIII Vsesoyuznoe soveshchanie po problemam upravleniya. – Moscow, 1980. – T. 1. – C. 32–34. (In Russian)]
  7. Klaučo, M., Kalúz, M., Kvasnica, M. Real-time Implementation of an Explicit MPC based Reference Governor for Control of a Magnetic Levitation System // Control Engineering Practice. – 2017. – Vol. 60, no. 3. – P. 99–105.
  8. Langson, W., Chryssochoos, I., Rakovic, S.V., Mayne, D.Q. Robust Model Predictive Control Using Tubes // Automatica. – 2004. – Vol. 40, no. 1. – P. 125–133.
  9. Иванов В.П., Табалин Д.Д. Об одном методе детерминированного терминального управления с предиктивным прогнозированием невязок краевых условий // Автоматика и телемеханика. – 2022. – № 1. – С. 77–94. [Ivanov, V.P., Tabalin, D.D. On a deterministic terminal control method with predictive forecasting of mismatches in the boundary conditions // Automation and Remote Control. – 2022. – Vol. 83, no 1. – P. 62–77.]
  10. Табалин Д.Д. Детерминированный синтез алгоритмов терминального управления с прогнозированием невязок краевых условий // Тезисы международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2020». Секция «Вычислительная математика и кибернетика». – Москва, 2020. [Tabalin, D.D. Determinirovannyj sintez algoritmov ter-minal'nogo upravleniya s prognozirovaniem nevyazok krae-vyh uslovij // Tezisy mezhdunarodnogo molodezhnogo nauchnogo foruma «LOMONOSOV-2020». Sektsiya «Vychislitel'naya matematika i kibernetika». – Moscow, 2020. (In Russian)]
  11. О семинаре по проблемам нелинейной динамики и управления при московском государственном университете им. М.В. Ломоносова. Семинар основан академиками РАН С.В. Емельяновым и С.К. Коровиным // Дифференциальные уравнения. – 2020. – Т. 56. – № 8. – С. 1135–1144. [O seminare po problemam nelineinoi dinamiki i upravleniya pri moskovskom gosudarstvennom universitete im. M.V. Lomonosova. Seminar osnovan akademikami RAN S.V. Emel'yanovym i S.K. Korovinym // Differentsial'nye uravneniya. – 2020. – T. 56. – № 8. – S. 1135–1144. (In Russian)]
  12. Chai, J., Medagoda, E., Kayacan, E. Adaptive and Efficient Model Predictive Control for Booster Reentry // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. – 2020. – Vol. 43(12). – P. 2372–2382. – DOI: https://doi.org/10.2514/1.G004925.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».